Redução de ruído em imagem usando limiarização wavelet adaptativa baseada no fator de predição linear

dc.contributor.advisor1BARROS, Fabrício José Brito
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9758585938727609
dc.contributor.memberRAMALHO, Leonardo Lira
dc.contributor.memberZAMPOLO, Ronaldo de Freitas
dc.contributor.memberCOSTA, Allan Douglas Bento da
dc.contributor.memberBEZERRA, Johelden Campos
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7565458988876048
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9088524620828017
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2599065838802816
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1484176851846144
dc.contributor.member1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0003-3165-1941
dc.contributor.member1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-2460-3135
dc.contributor.member1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-7068-8889
dc.contributor.member1ORCIDxxx
dc.creatorPEREIRA NETO, Ananias
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6654199666878539
dc.creator.ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-8805-8412
dc.date.accessioned2026-02-13T17:20:23Z
dc.date.available2026-02-13T17:20:23Z
dc.date.issued2025-10-22
dc.description.abstractWavelet thresholding techniques, which adjust wavelet coefficients, are essential to mitigate or eradicate unwanted distortions in data communication systems. This is particularly important in computer applications and digital storage, where various interferences, primarily noise, can alter the information at different stages of the process. Noise reduction in images has become an important step in improving the visual quality of signals. The effectiveness of wavelet transform based thresholding functions is vital for enhancing image quality, as they typically result in fewer edge and texture artifacts, providing more uniform noise reduction. Several thresholding functions have been proposed to improve noise reduction in images. However, some existing methods often present issues such as missing edges and textures, poor smoothness, discontinuous functions, and the need for parameters determined through trial and error. To address these challenges, this study proposes a new method for noise reduction in brain magnetic resonance imaging (MRI). The proposed approach uses an adaptive wavelet thresholding technique that selectively reduces or eliminates noise wavelet coefficients deemed irrelevant to the processed image. The threshold is adjusted based on a linear prediction factor, which exploits the correlation between the original and noise images. The linear prediction factor utilizes temporal information from the images, along with features from both the noise and original versions, to compute a weighted threshold. This threshold is subsequently applied in the wavelet thresholding function to refine the wavelet coefficients, leading to a more efficient noise reduction. The proposed method was evaluated against state-of-the-art noise reduction techniques. Experimental results show that it delivers significant improvements in key metrics such as mean squared error (MSE), peak signal-to-noise ratio (PSNR), and structural similarity index (SSIM).
dc.description.affiliationIFPA - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará
dc.description.resumoAs técnicas de limiarização wavelet, através de ajustes dos coeficientes wavelets, têm como função básica reduzir ou eliminar efeitos indesejados em meios de comunicação de dados, em especial aplicativos computacionais, armazenamento digital, em alguma etapa desse processo as informações podem ser modificadas por diversas interferências, principalmente devido ao ruído. A redução ou eliminação de ruído em imagem se tornou um procedimento importante para melhorar os problemas encontrados nas características visuais desse tipo de sinal. A eficiência das funções de limiarização baseadas na transformada wavelet para redução de ruído é fundamental para a qualidade da imagem, devido apresentar menos efeitos de bordas e texturas, além da redução de ruído ser mais uniforme. Diversas funções de limiarização são propostas para melhorar o desempenho na redução do ruído em imagem, no entanto, alguns desses métodos apresentam problemas incluindo ausência de bordas e texturas, baixa suavidade, descontinuidade da função, além de parâmetros determinados por tentativa e erro. Este trabalho, para aprimorar essas deficiências, propõe um método de redução de ruído de imagem de ressonância magnética cerebral, na proposta, utiliza-se a limiarização wavelet adaptativa reduzindo ou anulando os coeficientes ruidosos da transformada wavelet que são considerados irrelevantes para a imagem processada, além do ajuste do limiar com base no Fator de Predição Linear, que considera a correlação entre a imagem original e ruidosa. O parâmetro de predição linear utiliza as informações temporais das imagens, de acordo com as características das imagens ruidosa e original, ponderando um novo limiar que é aplicado na função de limiarização para o ajuste dos coeficientes da transformada, resultando na redução do ruído. A técnica proposta foi comparada com técnicas tradicionais na literatura. Os resultados experimentais mostram que o método apresenta melhorias significativas em métricas de MSE (Mean Squared Error), PSNR (PeakSignal-to-Noise Ratio) e SSIM (Structural Similarity Index).
dc.identifier.citationPEREIRA NETO, Ananias. Redução de ruído em imagem usando limiarização wavelet adaptativa baseada no fator de predição linear. Orientador: Fabrício José Brito Barros. 2025. 132 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia, , Universidade Federal do Pará, Belém, 2025. Disponível em:https://repositorio.ufpa.br/handle/2011/18008 . Acesso em:.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/18008
dc.languageporpt_BR
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Parápt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Tecnologiapt_BR
dc.publisher.initialsUFPApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.source1 CD-ROMpt_BR
dc.source.uriDisponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br
dc.subjectTransformada Wavelet
dc.subjectLimiarização Wavelet
dc.subjectRedução de Ruído de Imagem
dc.subjectLimiarização Adaptativa
dc.subjectWavelet Transform
dc.subjectWavelet Thresholding
dc.subjectImage Noise Reduction
dc.subjectAdaptive Thresholding
dc.subjectMSE Mean Squared Error
dc.subjectPSNR Peak Signal to-Noise-Ratio
dc.subjectSSIM Structural Similarity Index
dc.subject.areadeconcentracaoTELECOMUNICAÇÕES
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
dc.subject.linhadepesquisaPROCESSAMENTO DE SINAIS
dc.titleRedução de ruído em imagem usando limiarização wavelet adaptativa baseada no fator de predição linear
dc.typeTesept_BR

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