噪声增强信号检测与应用方法研究.pdf

噪声增强信号检测与应用方法研究





重庆大学硕士学位论文
（专业学位）


学生姓名：徐礼培
指导教师：刘书君 讲 师
学位类别：工程硕士（电子与通信工程领域）



重庆大学通信工程学院
二 O 一七年四月
Research on Detection and
Application of Noise Enhancement Signal



A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for
Professional Degree
By
Xu Lipei

Supervisor: Lecturer Liu Shujun
Specialty: ME(Field of Electronics and
Communication Engineering)


College of Communication Engineering of
Chongqing University, Chongqing, China
April 2017
重庆大学硕士学位论文 中文摘要

摘 要

噪声随处可见，因其在多数情况下对检测系统具有消极作用，在信号处理过
程中被当作干扰信号，许多研究均将焦点放在如何去噪上。然而近年来，噪声的
积极作用逐渐被发现，在检测系统中加入适量的噪声可提高检测性能。本文在对
噪声增强进行研究的基础上，将噪声增强应用于乳腺微钙化检测和图像对比度改
善中。首先建立噪声增强信号检测的三种模型及所对应最优噪声概率密度函数的
求解，其次介绍当乳腺信号服从多种分布条件下基于噪声增强的微钙化检测过程
和原理，并通过仿真实验对检测性能的提升进行验证。最后将噪声增强应用在图
像对比度改善问题上，并给出实验仿真结果和实验数据分析。本文的主要创新点
和工作为：
首先，本文建立了噪声增强信号检测的三种模型，分别是在固定检测概率的
条件下改善虚警概率，在固定虚警概率的条件下改善检测概率以及同时改善检测
概率与虚警概率。给出了这三种模型所对应的最优噪声概率密度函数以及检测性
能的改善程度，并对背景噪声服从瑞利分布条件下的检测实例，进行实验仿真与
实验数据分析。
其次，将噪声增强应用于乳腺微钙化检测中，利用加入的噪声分别实现假阳
性降低，真阳性提高，假阳性降低且真阳性提高的乳腺微钙化检测问题，分析了
这三种情况下当乳腺信号服从不同分布时，基于噪声增强乳腺微钙化检测的过程
及原理，并给出了实验仿真结果和实验数据分析。然后，在现有仅以单高斯分布
作为研究的情况下，本文建立混合高斯分布使问题一般化，进一步优化模型解决
模型失配问题，分析了混合高斯分布参数的估计方法。
最后，将噪声增强应用到图像对比度改善问题上，提出了获得最优高斯噪声
的求解方法，同时利用粒子滤波优化算法降低了时间复杂度。通过噪声增强改善
了低对比图像的对比度，进一步证明了噪声增强的有效性和应用的广泛性。