Polynomial fitting and total variation based techniques on 1-D and 2-D signal denoising
Bir boyutlu ve iki boyutlu sinyallerin polinom uyumu ve toplam değişime dayalı gürültü bastırma teknikleri
- Tez No: 268050
- Danışmanlar: PROF. DR. ORHAN ARIKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 199
Özet
Tek boyutlu sinyallerin, dokuların ve imgelerin gürültülerinin bastırımı üzerineyeni teknikler geliştirilmiştir. Toplam değişim teknipinin geometrik teorisiincelenmiş ve doğrusal programlamaya dayalı bir algoritma bulunmuştur.Bir boyuttaki optimal gürültü bastırım tekniği Willsky ve ekibi tarafından yayınlanantoplam değişim tekniğidir. Ancak bu teknik sinyaller üzerinde merdiven etkisi yaratmaktadır.Bu merdiven etkisini ortadan kaldırmak için kenarlar doğru olarak bulunmalıdır.Bunun için üç teknik önerilmiştir. Bunlardan birincisi, türev tanim kümesinde toplam değişimenküçültmesinin yapılmasıdır. İkincisi, Haar ana dalgacik sinyaliyle uyumlu süzgeçten geçirmektir.Son teknik ise Parçacık Sürüsü Optimizasyon tekniğidir. Her üç teknikte de, sinyalin bulunankenarlar arasindaki kısmına polinom oturtulur. Bu tezde daha karmaşık bir senaryo olan doku onarımıüzerine de çalışılmıştır. Geliştirilen teknikte dokunun periyodikliğinden faydalanılmıştır. Periyotlarınhepsinin ortalamasi alinarak gürültü ortadan kaldırılmıştır. Bulunan imge gürültü bastırım tekniklerindebir boyutlu optimal gürültü azaltma tekniği Radon dönüşümü ve dilimleme teknikleriyle iki boyuta taşınmıştır.Bu tüm gürültü bastırım teknikleri için durma kriteri hata normudur. Hata normu gürültü standartsapmasına eşit olarak kabul edilmiştir. Bir ve iki boyutlu sinyaller için enbüyük olabilirliktekniğine dayalı gürültü istatistiği kestirim teknikleri geliştirilmiştir. Önerilen gürültü bastırım teknikleriana eğriye izdüşüm, Rudin'in ve Willsky'nin TV metotlarıyla ve eğricik yöntemiyle karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
New techniques are developed for signal denoising and texture recovery. Geometricaltheory of total variation (TV) is explored, and an algorithm that usesquadratic programming is introduced for total variation reduction. To minimizethe staircase effect associated with commonly used total variation basedtechniques, robust algorithms are proposed for accurate localization of transitionboundaries. For this boundary detection problem, three techniques are proposed.In the first method, the 1?D total variation is applied in first derivative domain.This technique is based on the fact that total variation forms piecewise constantparts and the constant parts in the derivative domain corresponds to lines intime domain. The boundaries of these constant parts are used as the transitionboundaries for the line fitting. In the second technique proposed for boundarydetection, a wavelet based technique is proposed. Since the mother wavelet canbe used to detect local abrupt changes, the Haar wavelet function is used for thepurpose of boundary detection. Convolution of a signal or its derivative familywith this Haar mother wavelet gives responses at the edge locations, attaining local maxima. A basic local maximization technique is used to find the boundarylocations. The last technique proposed for boundary detection is the wellknown Particle Swarm Optimization (PSO). The locations of the boundaries arerandomly perturbed yielding an error for each set of boundaries. Pursuing thepersonal and global best positions, the boundary locations converge to a set ofboundaries. In all of the techniques, polynomial fitting is applied to the part ofthe signal between the edges.A more complicated scenario for 1?D signal denoising is texture recovery. Inthe technique proposed in this thesis, the periodicity of the texture is exploited.Periodic and non-periodic parts are distinguished by examining total variationof the autocorrelation of the signal. In the periodic parts, the period size wasfound by PSO evolution. All the periods were averaged to remove the noise, andthe final signal was synthesized.For the purpose of image denoising, optimum one dimensional total variationminimization is carried to two dimensions by Radon transform and slicingmethod. In the proposed techniques, the stopping criterion for the procedures ischosen as the error norm. The processes are stopped when the residual norm iscomparable to noise standard deviation. 1?D and 2?D noise statistics estimationmethods based on Maximum Likelihood Estimation (MLE) are presented.The proposed denoising techniques are compared with principal curve projectiontechnique, total variation by Rudin et al, total variation by Willsky et al, andcurvelets. The simulations show that our techniques outperform these widelyused techniques in the literature.
Benzer Tezler
- Özel grafitlerin delik delme işleminin incelenmesi
Investigation of drilling process on speciality graphites
MUSTAFA YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA BAKKAL
- Yakın geçmişteki nükleer reaktör dinamik analiz yöntemlerine bir bakış
Başlık çevirisi yok
MURAT ALGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ EDGÜ
- Ayırımsız nötron aktivasyon analizi sonuçlarını kullanarak geliştirilen hava kirliliği analiz yönteminin İzmir iline uygulanması
Application of an air pollution analysis method develoged based on the results of the non-destructive neutron activation analysis to the province of İzmir
ORHAN ŞEN
- Karadeniz'de yaşayan barbunya balığı, Mullus barbatus ponticus (Essipov 1927) (Mullidae)'nda otolit okuma ve boy-frekans analizi yöntemi ile yaş ve büyüme modelinin belirlenmesi
Determination of age and growth model of red mullet Mullus barbatus ponticus (Essipov 1927) (Mullidae) by means of otolith reading and length-frequency analysis
SERDAR SÜER
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
BiyolojiOndokuz Mayıs ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYSUN GÜMÜŞ
- İç mekan konum belirleme sistemlerinde konum kestirim doğruluğunun yükseltilmesi
Improvement of the location estimation accuracy in indoor localization systems
EMRE DORUK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN KAAN EROL
DOÇ. DR. TANER ARSAN