Processamento de Imagens

Páginas: 19 (4599 palavras) Publicado: 4 de novembro de 2013
Redes neurais aplicadas na redução de ruído impulsivo de imagens
digitais
Pablo Luiz Braga Soares1
José Patrocínio da Silva1
Resumo: Este trabalho propõe a utilização de um novo método para detecção e remoção de ruído
impulsivo de imagens digitais, baseado na combinação de duas redes neurais artificiais (RNA). O
algoritmo de treinamento das RNA baseia-se na técnica da retropropagação doerro (algoritmo
backpropagation). A primeira RNA é utilizada para detecção do ruído, conhecido como sal e
pimenta, e a segunda RNA é utilizada para substituir tal ruído por um valor estimado. O método
proposto é comparado com outros métodos da literatura em termos de julgamento visual, tempo
computacional e também usando a medida quantitativa Mean Square Error (MSE). Os resultados
obtidosmostram um bom desempenho do método aplicado. Em termos numéricos foi obtido um
MSE menor quando comparado com os métodos mais usados e publicados na literatura.
Visualmente, obteve-se uma maior redução nos níveis de ruído, o que possibilitou uma melhor
visualização das imagens analisadas.
Palavras-chave: Detector de ruído. Estimador de ruído. Imagens digitais. Redes neurais artificiais.
Ruídoimpulsivo.
Abstract: This paper proposes the use of a new method to detect and remove impulsive noise from
digital images, based on the combination of the two artificial neural networks (ANN). The ANN
training algorithm is based on the backpropagation technique. The first ANN is used to detect the
impulsive noise, known as salt and pepper, and the second ANN is used to remove it using anestimated value. The proposed method is compared with others previously presented by the
literature, in order to judge the visual aspect, evaluate the computational time and apply a
quantitative measure, MSE - Mean Square Error. The results show a good performance of the
applied method. Numerically, was obtained a lower MSE, when compared with the most
commonly used reported in the literature.Visually, we obtained a reduction in noise levels,
permitting a better visualization of the analyzed image.
Keywords: Artificial neural networks. Digital images. Impulse detector. Impulse estimator.
Impulse noise.

1

Introdução

Algoritmos de processamento de imagens, tais como os de seleção e reconhecimento de características,
dependem do desempenho de um filtro de remoção de ruído impulsivode imagens. O ruído impulsivo, ou ruído
sal e pimenta, em imagens digitais, é geralmente proveniente do processo de transmissão de dados [1]. Imagens
são frequentemente corrompidas por ruído impulsivo no momento em que são capturadas ou quando estão sendo
transmitidas por algum tipo de canal de dados. Existem aplicações, tais como detecção de borda em imagens, em
que se faz necessário aremoção de ruído para que se possa observar detalhes mínimos de identificação de cada
imagem. O objetivo principal de um algoritmo de remoção, ou filtro, é remover o ruído da imagem preservando os
detalhes finos como as bordas.
1

Mestre em Ciência da Computação, UERN/UFEFRSA, Campus 1 - BR 110 - Mossoró (RN) - Brasil
{pabloufersa@gmail.com}, {patroc@ufersa.edu.br}http://dx.doi.org/10.5335/rbca.2013.2454

Revista Brasileira de Computação Aplicada (ISSN 2176-6649), Passo Fundo, v. 5, n. 1, p. 2-13, abr. 2013

2

Diferentes algoritmos têm sido propostos para remover o ruído impulsivo. Dentre os algoritmos mais
utilizados estão o filtro da mediana [2], o filtro da mediana adaptativo [2]–[7], [8], as técnicas fuzzy [9], o
operador laplaciano [10] e os métodos que se baseiam emtreinamentos prévios [6]. Outros métodos existentes
utilizam um detector de ruído impulsivo para determinar se um pixel deve ou não ser modificado e em seguida o
filtro é aplicado somente nos pixels identificados como ruidosos. Esse processo é conhecido como técnica de
comutação e apresenta a vantagem de ser simples e ainda mais eficaz do que os métodos uniformemente aplicados
[8].
Recentemente,...
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