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自适应维纳滤波在钢水红外图像去噪中的应用

翟潘 王平

翟潘, 王平. 自适应维纳滤波在钢水红外图像去噪中的应用[J]. 红外技术, 2021, 43(7): 665-669.
引用本文: 翟潘, 王平. 自适应维纳滤波在钢水红外图像去噪中的应用[J]. 红外技术, 2021, 43(7): 665-669.
ZHAI Pan, WANG Ping. Application of the Adaptive Wiener Filter in Infrared Image Denoising for Molten Steel[J]. Infrared Technology , 2021, 43(7): 665-669.
Citation: ZHAI Pan, WANG Ping. Application of the Adaptive Wiener Filter in Infrared Image Denoising for Molten Steel[J]. Infrared Technology , 2021, 43(7): 665-669.

自适应维纳滤波在钢水红外图像去噪中的应用

基金项目: 

山东省高等学校科技计划研究项目 J18KA378

详细信息
    作者简介:

    翟潘(1985-),男,硕士,讲师,主要研究方向为钢铁冶金自动化。E-mail: 2681043194@qq.com

  • 中图分类号: TH811

Application of the Adaptive Wiener Filter in Infrared Image Denoising for Molten Steel

  • 摘要: 红外测温系统的应用减少了人工测温的安全事故,但其温度的准确性取决于由红外热像仪获得的图像的质量。为了对钢水红外图像质量的影响,提出了基于自适应维纳滤波的去噪方法。通过自相关的参数指数衰减模型来控制算法的计算复杂性和敏感性,进而有效提高维纳滤波器的去降噪性能。基于对不同温度下钢水红外图像的去噪处理,验证了所提去噪方法比维纳滤波和稀疏分解方法的图像去噪具有更好的去噪性能。
  • 图  1  钢水红外温度检测系统结构图

    Figure  1.  Structural diagram of molten steel temperature detection system

    图  2  1600℃的钢水红外图像去噪对比

    Figure  2.  Denoising comparison of molten steel infrared image at 1600℃

    图  3  1696℃的钢水红外图像去噪对比

    Figure  3.  Denoising comparison of molten steel infrared image at 1696℃

    表  1  用于温度修正的现场参数信息

    Table  1.   Information for temperature correction

    Temperature/℃ 25.0
    Target distance/m 2.2
    Atmospheric transmittance/% 100
    Window transmittance/% 100
    Global emissivity/% 62
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    表  2  不同温度下钢水红外图像去噪效果对比

    Table  2.   Comparison of denoising effect of molten steel infrared image under different temperatures

    Noise processing method MSE PSNR/dB
    1600℃ 1696℃ 1600℃ 1696℃
    Wiener filter
    Sparse decomposition
    FIR wiener filter
    0.1130
    0.0906
    0.0798
    0.1261
    0.1001
    0.0805
    10.235
    18.539
    25.683
    10.095
    19.168
    26.956
    下载: 导出CSV

    表  3  钢水温度数据对比

    Table  3.   Comparison of the steel temperature data

    Original image Fig.2(a) 1525
    Denoised image using wiener filter Fig.2(b) 1556
    Denoising image using sparse decomposition Fig.2(c) 1576
    Denoising image using adaptive wiener filter Fig.2(d) 1591
    下载: 导出CSV
  • [1] 孙怀义, 莫斌, 杨璟, 等. 工厂自动化未来发展的思考[J]. 自动化与仪器仪表, 2019(9): 92-96. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZDYY201909024.htm

    SUN Huaiyi, MO Bin, YANG Jing, et al. Thinking about the future development of factory automation[J]. Automation and Instrumentation, 2019(9): 92-96. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZDYY201909024.htm
    [2] 王新宇. 基于红外图像处理的钢水测温方法研究[D]. 唐山: 华北理工大学, 2016.

    WANG Xinyu. Research on Temperature Measurement Method of Molten Steel Based on Infrared Image Processing[D]. Tangshan: North China University of Technology, 2016
    [3] 杨友良, 刘爱旭, 马翠红, 等. 基于红外CCD的钢水红外测温模型分析[J]. 激光技术, 2018, 42(4): 562-566.

    YANG Youliang, LIU Aixu, MA Cuihong, et al. Infrared temperature measurement model analysis of molten steel based on infrared CCD[J]. Laser Technology, 2018, 42(4): 562-566.
    [4] 杜玉玺, 胡振琪, 葛运航, 等. 距离对不同强度热源红外测温影响及补偿[J]. 红外技术, 2019, 41(10): 976-981. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWJS201910014.htm

    DU Yuxi, HU Zhenqi, GE yunhang, et al. Influence of distance on infrared temperature measurement of different intensity heat sources and compensation[J]. Infrared Technology, 2019, 41(10): 976-981 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWJS201910014.htm
    [5] 晏敏, 彭楚武, 颜永红, 等. 红外测温原理及误差分析[J]. 湖南大学学报: 自然科学版, 2004(5): 110-112. doi:  10.3321/j.issn:1000-2472.2004.05.025

    YAN Min, PENG Chuwu, YAN Yonghong, et al. Infrared thermometry principle and error analysis[J]. Journal of Hunan University: Natural Science Edition, 2004(5): 110-112. doi:  10.3321/j.issn:1000-2472.2004.05.025
    [6] Gharehaghaji N, Khezerloo D, Abbasiazar T. Image Quality Assessment of the Digital Radiography Units in Tabriz, Iran: A Phantom Study[J]. Journal of Medical Signals and Sensors, 2019, 9(2): 137-142. doi:  10.4103/jmss.JMSS_30_18
    [7] Aviram G. Evaluation of human detection performance of targets embedded in natural and enhanced infrared images using image metrics[J]. Optical Engineering, 2000, 39(4): 885. doi:  10.1117/1.602441
    [8] 杨友良, 王新宇, 马翠红. 自适应维纳滤波在钢水红外图像去噪中的应用[J]. 红外技术, 2015, 37(9): 733-735.

    YANG Youliang, WANG Xinyu, MA Cuihong. Application of adaptive Wiener filter in infrared image denoising of molten steel[J]. Infrared Technology, 2015, 37(9): 733-735
    [9] 马翠红, 高悦, 孟凡伟. 稀疏分解在钢水红外图像去噪中的应用[J]. 应用光学, 2016, 37(4): 628-632. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYGX201604024.htm

    MA Cuihong, GAO Yue, MENG fanwei. Application of sparse decomposition in infrared image denoising of molten steel[J]. Applied Optics, 2016, 37(4): 628-632. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYGX201604024.htm
    [10] 刘俊秘. 基于红外热像的钢水测温模型研究[D]. 唐山: 华北理工大学, 2016.

    LIU Junmi. Research on Molten Steel Temperature Measurement Model Based on Infrared Thermal Image[D]. Tangshan: North China University of Technology, 2016.
    [11] Maus M, Rousseau E, Cotlet M, et al. New picosecond laser system for easy tunability over the whole ultraviolet/visible/near infrared wavelength range based on flexible harmonic generation and optical parametric oscillation[J]. Review of Scientific Instruments, 2001, 72(1): 36. doi:  10.1063/1.1326930
    [12] 吴国忠, 李宏佳, 吕妍, 等. 太阳辐射对管道表面发射率测量影响分析[J]. 红外技术, 2016, 38(11): 980-983, 989. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWJS201611013.htm

    WU Guozhong, LI Hongjia, LV Yan, et al. Analysis of the influence of solar radiation on the measurement of pipeline surface emissivity[J]. Infrared Technology, 2016, 38(11): 980-983, 989. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWJS201611013.htm
    [13] Jain A K. Fundamentals of Digital Image Processing[M]. Singapore: Prenticc-Hall, 1989.
    [14] 矫英祺, 任国全, 李冬伟. 光电系统图像质量评价方法综述[J]. 激光与红外, 2014, 44(9): 966-971. doi:  10.3969/j.issn.1001-5078.2014.09.002

    JIAO Yingqi, REN Guoquan, LI Dongwei. Overview of image quality evaluation methods of photoelectric system[J]. Laser and Infrared, 2014, 44(9): 966-971. doi:  10.3969/j.issn.1001-5078.2014.09.002
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-12-01
  • 修回日期:  2021-02-07
  • 刊出日期:  2021-07-01

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