Väitöstiedotteet - Tampereen teknillinen yliopisto

Kohina pois digikuvista

Kuvien laatua voidaan parantaa kohinanpoistoalgoritmeilla, jotka pyrkivät poistamaan tilastolliset häiriöt kuvasta mahdollisimman tehokkaasti.

Digitaalisen valokuvan ottaminen on häiriöaltis prosessi. Kameran tai muun kuvauslaitteen valoherkälle kennolle kerääntyvän valon määrä vaihtelee tilastollisesti, vaikka valaistusolosuhteet ja kameran asetukset pysyisivät muuttumattomina. Tämä näkyy kuvissa Poisson-jakautuneena kohinana, joka tulee esille erityisesti, kun kuva on otettu hämärässä tai hyvin lyhyellä valotusajalla. Toisaalta muun muassa kameran sisäinen elektroniikka ja kennon epätäydellisyydet aiheuttavat häiriöitä, joita perinteisesti mallinnetaan normaalijakauman eli Gaussin kellokäyrän avulla.

–Kuvien laatua voidaan parantaa kohinanpoistoalgoritmeilla, jotka pyrkivät poistamaan tilastolliset häiriöt kuvasta mahdollisimman tehokkaasti. Niiden suunnittelussa on kuitenkin otettava huomioon kohinan tilastollinen malli, ja useimmat algoritmit käyttävätkin vain yksinkertaista normaalijakautunutta mallia, kertoo väitöskirjassaan aihetta tutkinut Markku Mäkitalo.

Jos kohinaa mallinnetaan monimutkaisemmin, sen jakauma on mahdollista muuntaa lähes normaalijakautuneeksi, jolloin muunnettuun kuvaan voidaan soveltaa mitä tahansa normaalijakaumalle suunniteltua kohinanpoistoalgoritmia. Tällöin kuva on kohinanpoiston jälkeen vielä käsiteltävä sopivalla käänteismuunnoksella. Perinteiset käänteismuunnokset tuottavat kuitenkin huonoa jälkeä hämärässä otetuille kuville. Asian korjaamiseksi Mäkitalo esittelee väitöskirjassaan Poisson- ja Poisson-Gaussisille malleille soveltuvat käänteismuunnokset, joita käyttämällä kohinanpoisto onnistuu tehokkaasti myös hämärässä otetuille kuville.

Väitöstilaisuus perjantaina 1.3.

Filosofian maisteri Markku Mäkitalon signaalinkäsittelyn alaan kuuluva väitöskirja ”Exact Unbiased Inverse of the Anscombe Transformation and its Poisson-Gaussian Generalization” (”Anscombe-muunnoksen harhaton käänteismuunnos ja sen Poisson-Gaussinen yleistys”) tarkastetaan Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) tieto- ja sähkötekniikan tiedekunnassa perjantaina 1.3.2013 kello 12 alkaen TTY:n Tietotalon salissa TB109 (Korkeakoulunkatu 1, Tampere). Vastaväittäjinä toimivat Assistant Professor Rebecca Willett (Duke University) ja professori Janne Heikkilä (Oulun yliopisto). Tilaisuutta valvoo dosentti Alessandro Foi signaalinkäsittelyn laitokselta.

Markku Mäkitalo (29) on kotoisin Kemistä, asuu nykyisin Tampereella ja työskentelee tutkijana TTY:n signaalinkäsittelyn laitoksella.

Lisätietoja: Markku Mäkitalo, puh. 040 198 1312 markku.makitalo@tut.fi
Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa http://URN.fi/URN:ISBN:978-952-15-3039-5
 

Uutisen jättäjä: Marjut Kemiläinen
Asiasanat: tiede ja tutkimus, näkyvyys ja viestintä, väitös, signaalinkäsittely, valokuva, häiriö, gaussin kellokäyrä, mäkitalo