基于雙邊濾波-BM3D算法的GPR圖像去噪

王惠琴, 呂佳蕓, 張 偉

(蘭州理工大學 計算機與通信學院, 甘肅 蘭州 730050)

地質雷達(ground penetrating radar,GPR)是利用電磁波對隧道、公路、橋梁等存在不同缺陷進行檢測的一種無損檢測技術,具有高分辨率、高效率、無損性以及雷達圖像更直觀等諸多優勢[1].地質雷達在探測過程中,由于被探測地勢可能存在著明顯電性差異的局部不密實、空洞、厚度不足、鋼筋缺失等缺陷[2],導致在圖像中形成波形反射.然而,這些缺陷目標體形成的反射波不可避免地受到各類噪聲和雜波的干擾,使缺陷目標體的細節信息被噪聲掩蓋,造成圖像質量下降,從而影響圖像的解譯.因此,如何獲得高質量的地質雷達圖像成為地質雷達信號處理亟需解決的關鍵性問題.

目前,常見地質雷達圖像去噪方法主要分為三大類,即空間域去噪、頻率域去噪和空頻域去噪[3].其中,空間域去噪利用目標像素領域特性進行去噪,常見方法有中值濾波[4]、非局部均值濾波(non-local mean,NLM)[5]、維納濾波[6]、雙邊濾波[7]和形態學去噪法[8]等.采用空間域去噪算法雖然可以很好地保留地質雷達圖像的邊緣信息,但其中的細節信息會變得模糊,造成圖像不夠清晰.頻率域去噪利用圖像中的有用信號和噪聲分布在不同頻段的特點進行去噪,常見的方法主要有KL變換[9]和小波變換[10]等.雖然采用頻率域方法可以有效去除地質雷達圖像中的噪聲,保留圖像邊緣和紋理信息,但它們也引入了由吉布斯現象[11]造成的振鈴效應,嚴重影響了圖……