噪声污染定义精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇噪声污染定义范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词：冷却塔 噪声污染 防治对策

中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（b）-0162-02

随着建筑业的快速发展，大量宾馆、大型商场、高档公寓（别墅）以及高档办公楼等民用建筑不断涌现，这些建筑普遍采用中央空调系统制冷。冷却塔作为中央空调热量交换的关键设备在工作过程中产生一定噪声，影响周边的声环境质量，冷却塔噪声污染已成为投诉的主要噪声源之一，倍受公众关注。如何有效控制冷却塔噪声污染，不仅是国家环保主管部门的要求，也是实践科学发展观和构建和谐社会所亟待解决的重要科学问题。目前，业主在冷却塔选型时，未充分考虑到环境敏感性问题。在冷却塔选型、选址方面均存在一些问题，为日后的冷却塔噪声污染问题留下隐患。该文提出了冷却塔噪声污染防治应从前期冷却塔选址及选型阶段就开始严格要求、科学评估，并伴随整个冷却塔安装、运行过程，避免扰民现象的发生。在产生噪声扰民现象后，应首先对冷却塔的噪声污染特征进行分析，选用具有针对性和可行性的治理措施对噪声污染进行治理。

1.冷却塔噪声影响现状

近年来，随着建筑业的快速发展，大量宾馆、大型商场、高档公寓（别墅）以及高档办公楼等民用建筑不断涌现，这些建筑普遍采用中央空调系统进行夏季制冷，中央空调一般需要配备相应的冷却塔作为热量交换设备实现制冷，冷却塔工作过程中产生一定噪声，势必影响周边的声环境质量。

随着城市的发展进步以及人们环境理念的提升，人们对声环境质量的要求日益提高，冷却塔噪声污染越来越受到公众关注，近而成为投诉最多的噪声源之一。控制冷却塔噪声污染，不仅是国家环保的要求，而且也是实践科学发展和构建和谐社会所必需的。通过对一些冷却塔噪声污染案例的调查，可以发现很多冷却塔存在选型和选址上的失误，这是导致冷却塔噪声扰民的一个重要的原因。另外，目前针对冷却塔噪声污染所采取的常规降噪措施，多数为被动措施，没有针对性，并非行之有效。例如，设置隔声屏障、加装消声弯头等。在采取措施之前，未对冷却塔的噪声特点进行分析，往往不能使噪声的削减达到最大化。

2.冷却塔噪声污染防治对策探讨

鉴于当前冷却塔噪声污染防治所存在的问题，该文将从以下几个方面提出冷却塔噪声污染防治对策：①冷却塔选址；②冷却塔选型；③冷却塔安装、运行、维护；④冷却塔噪声治理。

2.1冷却塔选址

冷却塔作为一个噪声污染源，其选址将直接关系到其噪声的影响范围。目前所存在的冷却塔噪声扰民现象中，有一半以上存在选址问题。部分冷却塔选址未考虑与周边声环境敏感点的防护距离，与住户的直线距离不足20m。由于选址不当、缺少衰减距离，使得周边住户深受噪声污染的影响。另有部分案例，将冷却塔设置在商住楼的天面，由于冷却塔的减震设施较差以及天面墙体厚度较小等原因，导致了冷却塔与建筑物墙体之间的振动，带来了中低频噪声污染。冷却塔业主单位应在选址问题上慎重考虑，尽量避免将冷却塔设置在敏感点较密集、距离较近的区域。应尽量将冷却塔放置在对声环境要求不高的区域。在冷却塔放置点处，应避免出现谐振现象。除此之外，还应考虑到冷却塔水雾对周边环境的影响，避免出风口朝向敏感点。综合考虑，冷却塔选址应注意以下几个方面。

（1）冷却塔选址应尽量远离住户密集区等对声环境要求较高的区域。

（2）冷却塔选址应考虑到出风口水雾影响，避免水雾吹向敏感点。

（3）冷却塔选址应避免位于狭小空间或两栋建筑之间的夹缝区域，以免产生共振现象。

（4）若选址位于住户楼顶，则应采取减震措施。

2.2冷却塔选型

目前，在城市中使用的冷却塔主要是机械通风横流冷却塔和机械通风逆流冷却塔。

在城市中使用冷却塔应结合所在区域的声环境质量功能要求，在制冷量、安装条件允许的前提下，尽量选取低噪声型冷却塔。

对于玻璃纤维强化塑料冷却塔，若其单塔冷却水量小于1000m3/h、依靠机械通风且装有填料的开式冷却塔，一般定义为中小型冷却塔，其产品噪声等级分为P普通型、C低噪声型、D超低噪声型以及G业型，具体分类噪声指标详见表1。目前，多数冷却塔厂家均可提供低噪声型及超低噪声型冷却塔。

如若受其他条件的限制，不能选用低噪声型冷却塔，则应考虑到后期的冷却塔噪声治理的可行性。从冷却塔选址等方面严格要求，远离环境敏感区域为后期冷却塔治理创造前提条件。

2.3冷却塔安装及维护

在诸多冷却塔噪声污染案例中，我们发现有一部分冷却塔的噪声污染是由于冷却塔的安装施工质量较差而导致的。例如有的冷却塔选择安装在商住楼楼顶，但商住楼在建设过程中未考虑到在楼顶安装冷却塔的问题，楼顶未加厚，冷却塔底部也未作加强减震设施。在安装冷却塔运行后，由于冷却塔与楼顶墙体的振动，导致了结构传声，给顶楼住户带来了很大的影响。另有部分冷却塔，在运行一段时间后，由于风机齿轮磨损等原因，导致其异响越来越大，对周围环境的影响也越来越大。所以，冷却塔在安装过程中应根据冷却塔自身及选址周边环境特性等具体情况，采取相应的措施减小其可能带来的影响。在冷却塔日常运行的过程中，业主单位应监督冷却塔安装单位定期进行维护，保证冷却塔的有效、达标运行。

2.4冷却塔噪声治理

若在采取了上述措施后，仍产生了冷却塔噪声产生扰民现象，冷却塔业主单位应首先请冷却塔厂家对冷却塔的运行情况进行检查。查看有无存在设备老化或质量问题。对问题部件进行及时更换，对质量问题进行及时维修。在排除上述问题后，若仍存在噪声扰民现象，则业主单位应委托专业监测机构对冷却塔的噪声污染特性进行分析，确定冷却塔的噪声源及其特性，有针对性的提出治理措施。

若噪声源呈中高频特性，则应考虑对冷却塔进行隔音措施处理。若噪声源呈低频特性，则应考虑对冷却塔进行吸音、消音处理。若噪声源呈宽频特性，则应考虑几种措施相结合的方式进行综合治理。若冷却塔所在位置无条件进行降噪治理，不能解决噪声污染问题，则应考虑更换冷却塔或重新选址。

3.结语

冷却塔的噪声治理是一个系统的工程。冷却塔噪声污染防治应从前期冷却塔选址及选型阶段就开始严格要求、科学评估，并伴随整个冷却塔安装、运行过程，避免扰民现象的发生。

篇(2)

关键词：环境噪声；污染；控制措施

噪声是可以引起人们心理或者生理发生一定的改变，对人们日常生活以及工作具有一定的影响。噪声的存在会导致人心情烦躁，不利于工作正常的开展，同时超出一定分贝的声音。换一种说法就是只要对人的日常生活以及工作具有影响的均可以称为噪声。随着社会的迅速发展，人们生活中机动车的出现、房屋建筑建设以及工业化生产均会产生噪声，一定程度上影响了人们的生活以及工作。对于噪声的感受是因人而异，不同的人对噪声的定义不同，诸如一种声音对一人说是噪声，对另外一人来说并不是噪声，其原因在于人对噪声的敏感度不一致，所以可以说噪声只是人们的一种感官存在。值得注意的是环境噪声的存在终究影响不好，为此，有必要采取有效措施，加以控制，有利于保障人们的日常生活质量以及工作正常的开展。鉴于此，本文对“环境噪声的危害污染及检验检测控制措”进行深入探究显得意义重大。

1.噪声的来源

1.1交通运输噪声

随着我国社会主义市场经济的快速发展，有效推动了我国交通业的发展。与此同时人们生活水平的提升，机动车辆逐渐增多，方便了人们的日常出现，提高了生活质量。值得注意的是机动车辆的增多，其发出的噪声已然成为了城市噪声的主要来源之一。

1.2工业机械噪声

近年来，我国社会主义市场经济呈现稳步发展状态，各类生产厂房的施工建设项目逐渐增多。对于不同类型的厂房其生产工以及生产设备的不同，产生的噪声也是不同的。诸如一些机械加工零部件时，由于机械同不同零部件的摩擦，会产生不同的噪声，一般情况下，这些声音都超过了人们正常的收听范围，直接影响了工作人员的工作环境，不利于保障工作效率[1]。现阶段，少部分生产厂对噪声进行了处理，但是无法消除机械自身产生的噪声。

1.3城市建筑噪声

随着社会经济的发展，有效推动了城市建设发展，在市政工程施工建设时都会产生较为严重的噪声。诸如在建筑工程现场施工时，发出的噪声一般情况下在80分贝到120分贝，严重的影响了人的听觉。

1.4社会噪声

对于社会噪声主要是人们日常的生活交际活动、音响设备以及家用电器。以上噪声虽然并不是十分严重，但是由于这些噪声产生在人们周边，不利于邻居的正常休息。一旦在他人休息区间制造出噪声，不利于人与人之间关系的和谐。

2.噪声污染的危害

噪声是一种环境污染，在人们日常生活中以及工作中到处存在噪声污染，由于噪声污染并不会直接影响人的生命，导致噪声污染并没有引起人们的重视。随着我国社会现代工业的发展，噪声污染逐渐严重，已然与大气污染、水污染成为了构成了环境污染的三大公害。对于噪声的危害是具有多面性的，主要是生理以及心理方面的，不利于保障人们的日常生活质量以及工作效率的提高。对于噪声污染主要主要以下几个方面的内容，其一是噪声影响了人耳部的不适，诸如产生耳鸣以及耳痛等感觉。人们一旦进入高强度的噪声环境中工作，人就会逐渐产生诸多不适，就需要离开这种环境，人的不适才能得到有效的缓解。一旦人长时间处在噪声环境中，人的听觉将不会得到及时的恢复，严重的情况下，会直接导致人的耳聋‘其二是噪声降低了人们的工作效率，其主要原因在于一旦声音超出一定的分贝，将会导致人们的心情烦躁，不利于保障人们安心工作，从而直接导致工作效率降低。其三是引发疾病，从医学研究中可以得知噪声是造成心血管疾病的主要因素之一，噪声污染会加速心脏衰老，如此一来，直接引发心理梗塞疾病[2]。此外，噪声的存在直接导致人的消化系统出现问题，使得人出现食欲不振情况，不利于人的正常发育成长。最为主要的是噪声对神经系统的损坏。其四是干扰正常休息以及睡眠，一个人保证正常的睡眠，有助于人们消除工作之后的疲劳。恢复自身体力。但是在休息过程中，具有较为严重的噪声，将会直接影响睡眠质量。即使人们进入睡梦中，噪声的存在会使得人进入多梦状态，导致人的睡眠质量差。这种情况的经常发生，会导致人的神经衰落，从而引发各种疾病。

3.噪声的检测控制

对于噪声的产生主要三个条件，分别是声源、传播介质以及接受体。为使噪声污染得到有效的控制，有必要从以上三方面入手，具体内容如下：

3.1在声源降低噪音

在上述分析中，从中可以了解到城市交通产生的噪声是城市噪声主要来源之一。对于城市交通噪声的控制，最为直接有效的控制方法，就是对城市机动车辆的出行量加以控制，同时需要控制机动车辆高峰的出行。对于工业噪声的控制，主要是采用低噪声生产设备，就需要技术人员在经济允许的情况下，设计出低噪的零部件，从而实现机械设备的整体降噪，同时需要改变生产工艺，诸如使用液压代替冲压。此外，在城市发展建设过程中，需要对建筑施工对周边环境的影响引起足够的重视，对于社会噪音的控制完全需要提高人们的综合素质，才不会在他人休息时，发出噪声[3]。

3.2用隔声法降低噪声

在现阶段，在降低噪声方法中隔声应用最为广泛，其主要是通过将噪声源与人隔开，或者是断开空气介质的传播，从而使得噪声得到有效的控制[4]。对于隔声方法的使用，一般分为两种情况，其一是将噪声源隔开，从根本上解决噪声问题；其二是把人隔开。在实际噪声控制中，最好的办法就是将噪声源隔开，主要是将噪声源控制在一个狭小的空间，最为常用的隔声设备有隔墙、隔声罩以及隔声屏障等。

3.3传播途径消声

在传播途径中进行噪声的控制，主要是采取种植树木，其原因在于一旦声波传播过程中，途经绿化带，绿化带能够吸收一部分的声能，或者是将一部分的声能加以分散，从而实现降噪[5]。根据有效数据显示，绿化带越多越有层次感，降噪的效果更为明显。值得注意的是绿化带在降噪的同时，对空气具有一定的净化作用，有利于人们生活环境的保护。

4.结语

综上所述，随着社会的发展，噪声污染越来越严重，为此有必要对噪声污染的控制引起足够的重视，就需要在噪声源开始加以控制，在噪声传播过程中，进行降噪处理。为使噪声污染能够得到有效的控制，还需要建立综合管理长效机制，使得噪声污染问题得到有效的解决。

参考文献：

[1]张立科，王淑敏，杨风岭，张德银，范顺利.环境噪声污染的危害与控制对策研究[J].许昌学院学报，2011，02：99-101.

[2]杨志国，姜亢.城市噪声污染管理中的GIS应用研究[J].环境科学与管理，2011，08：22-26.

[3]申琳，李晓刚.城市建筑施工噪声污染防治对策研究[J].环境科学与管理，2015，12：120-123.

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关键词 声场；耦合；有限元；封闭声腔

中图分类号X5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）50-0170-02

1 概述

1.1研究背景与研究目的

随着近代工业的发展，环境污染也随着产生，噪声污染就是环境污染的一种，已经成为对人类的一大危害。噪声污染与水污染、大气污染、固体废弃物污染被看成是世界范围内3个主要环境问题，所以控制噪声污染已成为环境保护的重要内容。噪声污染按声源的机械特点可分为：气体扰动产生的噪声、固体振动产生的噪声、液体撞击产生的噪声以及电磁作用产生的电磁噪声。按照来源分，则可分为交通噪音、工业噪音、建筑噪音、社会噪音、家庭生活噪音污染。

1.2 封闭声腔结构-声耦合分析的一些求解过程

有限元分析法当今最常见的是基于格林函数法的分析与研究，以封闭声腔为模型,在考虑流固耦合作用的基础上,结合流体格林函数和Helmholtz方程及其边界条件,导出了各阶声压模态对应的声压振幅响应公式;结合结构格林函数和板的振动方程及其边界条件,导出了各阶板模态对应的速度振幅响应公式。Dowell[1]等建立了弹性薄板声腔系统的结构-声耦合理论模型，分析了耦合系统的固有特性，并进行了实验验证。Kim[2]等人发展了Dowell的理论，在前人的基础上，用阻抗和导纳方法分析了结构-声耦合问题，但其却没有对系统耦合特性以及影响系统耦合程度的因素作具体研究。1984年,美国通用汽车的Sung和Nefske[3]应用有限元方法对完整车身内部结构噪声进行了分析,并首次考虑了车身结构和声场的耦合作用。Kompella[4]从结构-声腔耦合的角度建立了车内声辐射数学模型，很明显，在这个问题的研究上，国外科学工作者确实领先了我国科学家一步。

2 建模和分析软件

2.1声固耦合问题概述

所谓声固耦合问题，简单地说，就是在外加载荷的作用下，使弹性结构振动，并通过振动辐射产生周围的声场，而辐射出的声场再反过来对结构产生作用力，这就是所谓的声固耦合。

3具有弹性板的矩形封闭声腔的声模态分析

3.1具有弹性板的矩形封闭声腔结构模型建立

本课题直接运用ANSYS建立了具有弹性板的矩形封闭声腔结构模型，其长为2m，宽为3m，高为2m，弹性板的厚度为1cm。

3.2模型的薄板定义和网格划分

首先，定义声腔薄板材料属性，设置为密度dens为“7 800kg/m3”，弹性模量ex为“200GPa”,泊松比nuxy为“0.3”，设置成封闭的矩形声腔结构。矩形声腔结构以空气为介质，在定义材料性能参数时设置单元类型为“fluid 30 3D”,材料属性设置为密度为“1.21kg/m3”，声速为“340m/s”。

然后进行“网格划分”，在对矩形封闭声腔内声场进行网格划分时，最大声场流体单元的尺寸应小于波长的1/12，每个声波波长内的声场单元数不应小于8。如果网格划分越密，用有限元方法得到的求解精度越高，但对计算机的性能要求也越高，计算时间长。综合考虑以上因素，设置“网格单元尺寸”为0.1m，用“mesh volumesfreepick all”命令对体自由划分网格，共有121个节点，1 321个单元。

下面一步则是声固耦合设定，具体操作为在命令栏输入“asel,u,loc,y,width,sfa,all,,fsi alls”，其含义为在腔内介质与弹性板之间设置耦合界面。

3.3矩形封闭声腔模态分析

3.3.1声模态分析步骤

第一步是施加约束，在命令栏输入“d,all,,,,,,ux,uy,uz,”即可，其具体含义为固定X轴Y轴Z轴。

接着进入分析计算模块对其求解。分析类型设置为“modal（即模态分析）”，在选项里选择“Unsymmetic（即非对称分析）”。

1）New Analysis[ANTYPE]――Analysis Type――Modal

2）Analysis Options――选择Unsymmetric

3.2.3模态计算与结果分析

现列举前十阶模态频率和模态振型，可从中看到具有弹性板的矩形封闭结构声腔在不同模态频率下的声压分布情况。

软件分析得到具有弹性板的矩形声腔结构有限元声模态振型，做出以下分析讨论：

1）从各阶模态振型中可以看出,具有弹性板的矩形封闭结构声腔呈横向对称。

2）第1阶模态，声腔中间偏上部位Y向声压最大，X向声压最小，整个声腔的声压较小；第2阶模态，声压中间偏上部位Y向声压较大，其余部位声压较小，声腔的声压也较小；第3阶声模态时，声腔中间偏上部位X向声压很小，总体声压也很小；第4阶声模态，与第一阶模态相似，只是由靠上部位移到了靠下的部位；第5阶声模态的声压呈纵向向上递减，整体声压较大;之后略同。

4使用谐波分析法对声压进行分析

4.1分析不同频率下声压分布的具体步骤

1）在命令栏输入antype,harmichropt,fullf,121,fY,100。点击回车确认，即在编号为121点处，施加一个方向为Y正方向，大小为100N的力。并且求出空气介质在此载荷下，20Hz~300Hz之间的声压分布；

2）在命令栏输入alls nsubst,10kbc,1HARF,20,300SOLVE。点击回车确认。即在20Hz~300Hz之间选取十个频率作为分析点，查看每一个点频率的声压分布，从20Hz起每增加28Hz进行一次仿真分析，计算十次，得出结果；

3）在ANSYS软件中点击General PostprocRead ResultsFirst Set，然后点击Load CasePlot ResultsContour PlotNodal Solu，在弹出的菜单中选取DOF Solution菜单下的Pressure即可，声腔内空气介质在20Hz~300Hz下时的声压分布。

下面一步则是使用谐波分析法对20Hz~300Hz频率之间进行频率扫描计算。

结果与数据：

4.2结论

由上述曲线可以看出，每隔约为140HZ则产生一次最大值，而只有简谐波频率和固有频率产生叠加时才会产生峰值，所以可以求得其固有频率约为140Hz，而总体上，曲线随着频率的增加而增大，所以，可以得出结论，在与固有频率叠加的点，声压会间歇性的达到峰值，而总体上，声压随频率的增加而增大。

4.3不固定X轴的边界条件下腔内声压分布

将之前计算声模态的步骤“d,all,,,,,,ux,uy,uz，”改变为“d,all,,,,,, uy,uz”，其含义是不限制X轴的边界条件，然后在命令栏输入antype,harmichropt,fullf,121,fY,100。点击回车确认，即在编号为121点处，施加一个方向为Y正方向，大小为100N的力。

4.4结论

在不限定X轴的情况下，在250HZ左右时，声压达到最大值，整体声压值与限定X轴比较，总体幅度下降。

4.5不同边界条件下的结果比较

限定边界条件时，弹性板所吸收的能量最小，所以辐射出的内声场声压最大，而限定的条件越少，弹性板因为其自身旋转或呈波浪移动，故吸收了较多的能量，声场内声压明显降低。故如若将矩形腔假象为工作室，则将弹性板的固定方式越牢固，内声场声压越高，而适当的减少连接强度，即可以达到吸收震动能量，减少噪音辐射的效果。

参考文献

[1]Dowell E H，Gorman G，Smith D A.Acoustoelasti-city General theory ,acoustic natural modes and forced response to sinusoidal excitation including comparison with experiment [J].sound Vib.1977：52(4)：519-542.

[2]Kim S M Brennan M J.A compact matrix formulation using the impedance and mobility approach for the analysis of structural-acoustic systems[J].SoundVib,1999;223(1):97-113

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关键词：城市发展；环境污染；对策

中图分类号：X501文献标识码： A

引言

进入20 世纪以来，随着工业的发展，城市化进程加快，工业用水以及排放量逐渐增多，工业废水、废气及城市生活污水的配水总量逐年增加，城市资源污染严重。因此，必须要重视城市污染，了解地下水以及大气污染现状，加强对城市污染的治理，才能保障城市经济又好又快的发展，建立环境友好型、资源节约型社会，达到可持续发展，以下就城市发展的中的污染问题逐一进行阐述。

一、城市噪声污染

环境噪声指的是建筑施工、工业生产、社会生活、交通运输所产生的对周围生活环境的有着影响声声。环境噪声污染指的是排放的环境噪声远远超出国家规定的环境噪声标准，对人们的学习、工作、生活以及其他正常活动的现象。

（一）、城市噪声的种类

按照噪声的来源以及噪声产生的形式， 噪声通常情况下被分为工业噪声。建筑施工噪声、交通噪声以及社会生活噪声。

1、工业噪声

工业噪声指的是在工业生产活动中所使用固定的设备时所造成的对于周围的环境以及生活造成干扰的声音。

2、建筑施工噪声

在建筑过程中使用的工业的机械用具、设备所形成的噪声超过国家所规定的标准的环境噪声施工排放的指标， 被定义为建筑施工噪声。

3、交通噪声

交通噪声指的是铁路机车、机动船舶、机动车辆、航空器等等交通运输工具在运行的时候所造成的干扰周围生活以及周围环境的声声。

（二）、城市噪声的治理对策

在现代社会发展过程中， 噪声影响到人们的日常生产生活，如果不能够进行科学的治理，其对人类生活的破坏力度将会更大。在噪声治理过程中，我国的法律法规已经作了相关的规定，然而，笼统的规范并不能够切实解决噪声污染问题，只有针对具体的噪声污染情况，灵活采取措施，才能够切实提高噪声治理的实际效果。

1、工业噪声治理

城市建设的发展离不开工业企业的支撑，但工业生产会产生许多噪声，可以采取针对性的处理措施。比如，在混声突出以及噪声源分散的车间，可以采用局部或者全部吸声处理，能够降噪7dB 左右。在机房及厂房的墙壁部位可以安装隔声、消声设备，而在排风道以及进风道部位安装消声片，能够达到很大的消声效果。

2、建筑噪声治理

建筑噪声也是现代城市主要噪声形式， 然而建筑噪声的处理相对简单， 只要相关施工单位能够按照既定的施工规范要求进行操作，就能够获得较好的降噪目标。主要的做法为：施工方要制定合理的施工计划，如果想在夜间施工，需要通过相关的批准。在实际施工的过程中，可以将投诉热线与值班工作相结合，加大对建筑工程晚间施工的管理力度，从而能够减少建筑噪声。

3、城市交通噪声治理

由于人类生活水平的快速发展，经济水平的不断进步，目前，我国拥有私家车的人数不断增加，根据国家信息中心资料显示，在2009 年，我国拥有私家车的人数已经达到了1 亿， 并且每年的私家车的数量正以30%的速度增长，这将给城市治理噪声的问题又增加了一个难度。

治理城市交通噪声，可针对噪声的声源、传播及受声点3个关键环节，采取降噪措施。针对声源的降噪可选用低噪声路面，使用低噪声路面可有效降低公路交通噪声污染。针对噪声传播途径，可在公路的受声点之间设置声屏障，以阻挡噪声的传播，这对距公路200m 范围内的受声点有很好的降噪作用。在市区运用交通管制措施禁止鸣笛， 某时段内禁止大型车辆在敏感路段通行。

二、城市地下水污染

（一）、城市地下水主要污染源

城市是人动稠密的地方，人类活动所带来的次生水给地下水资源造成了严重的污染。其主要形态有：生活废水、生产型工业废水、城市垃圾填埋场，加油站等对于城市地下水的直接和间接污染。

（二）、城市地下水污染防治对策

1、污染的预防措施

加大宣传力度，提高人民对水资源认识，树立节水新观念和环境保护意识。现在人们的环保意识差，存在有误区，总是觉得水资源取之不尽用之不竭，从而忽略了水资源的节约和保护。所以应当要通过电视、报纸、网络等多种途径提高全社会对于城市地下水污染危害的认识；完善有关保护城市地下水的法律法规的规定。

2、工业企业污水排放及治理措施

企业污水处理工作是一个复杂的整体性系统工程，需要专业的管理技术人员进行跟踪管理，保证设备的整体管理和调试工作，保障污水处理的科学性，合理性。相对于国外来说，我国对于污水处理的专业设备研发和使用差距明显。许多企业不能购买先进的设备仪器进行污水处理，造成排污不达标和严重的环境问题。

工业废水的处理工艺主要有以下几种预处理以及深度处理工艺：

1）石灰分级沉淀的处理方法

对已经进行废水预处理的废水进行石灰法分级沉淀，这个方法的主要目的是回收镍并有效的去处重金属离子。主要原理是利用金属氢氧化合物在不同Ph 值下析出的特征不同的性质，通过不同的Ph环境进行回收各种氢氧化合物。这个方法简单操作，成本低廉是最重要的处理重金属废水的方法之一。

2）高浓度氨氮废水处理

企业在进行调研中得出，排出的废水中含有高浓度的氨氮，如果不进行脱氮处理的话，与其他高浓度Ni、Cd 重金属废水混合会形成形态稳定的金属络离子，这会大大影响污水的处理和分解工作，所以必须加强废水的脱氮预处理。在具体实践中采用的是三级氨氮蒸汽法进行废水的脱氮预处理，并通过清水的冲洗吸收已经预脱出来的氨气。

3）活性炭吸附处理和膜过滤除盐处理

活性炭具有强烈的吸附作用，在污水中可以非常有效的吸附臭氧反应遗留下来的悬浮物，有机物等污染物质，通过活性炭的吸附，再进行微滤设备的过滤处理达到污水的再清洁，达到可使用水质。通过活性炭吸附作用的水，在经过反渗透膜进行过滤处理，除去水中含有的钠离子和四氧化硫离子，使得水的电导率回归到日常用水的水质要求，达到处理污水的目的。

3、治理修复措施

建设城市污水处理设施如污水处理厂等修复和治理污染的地下水，国外取得了很大的进展，其中有一些方法很值得我们借鉴。如污水处理厂污泥处理、处置及资源化技术：污泥堆肥技术的工程化和产业化，污泥厌氧消化成套工艺技术高效快速厌氧污泥稳定化工艺，高效好氧污泥稳定化工艺，中小型污水污泥生态利用技术及工程示范；污水深度处理及回用：城市污水的完全无害处置新技术，污水综合利用的集成化工艺技术与应用示范。

三、城市大气污染

（一）、城市大气污染概况

2012年，地级以上城市环境空气质量达标（达到或优于二级标准）城市比例为91.4%。其中，海口、三亚、兴安、梅州、河源、阳江、阿坝、甘孜、普洱、大理、阿勒泰等11个城市空气质量达到一级。超标（超过二级标准）城市比例为8.6%。环保重点城市环境空气质量达标城市比例为88.5%。空气中二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物年均浓度分别为0.037毫克/立方米、0.035毫克/立方米和0.083毫克/立方米。地级以上城市中，4个城市二氧化硫年均浓度超标，占1.2%；43个城市二氧化氮年均浓度超标，占13.2%；186个城市可吸入颗粒物年均浓度超标，占57.2%。

（二）、城市大气污染的综合防治

针对目前城市大气污染现状，需采取综合防治措施。所谓综合防治就是从区域环境的整体出发，充分考虑该地区的环境特征，对所有能够影响大气质量的各项因素作全面、系统的分析，充分利用环境的自净能力，综合运用各种防治大气污染的技术措施，并在这些措施的基础上制定最佳的防治措施，以达到控制区域性大气环境质量、消除或减轻大气污染的目的。

1、植树选林、绿化环境

绿化造林是大气污染防治的一种经济有效的措施。植物有吸收各种有毒有害气体和净化空气的功能。植物是空气的天然过滤器。茂密的丛林能够降低风速，使气流挟带的大颗粒灰尘下降。树叶表面粗糙不平，多绒毛，某些树种的树叶还分泌粘液，能吸附大量飘尘。蒙尘的树叶经雨水淋洗后，又能够恢复吸附、阻拦尘埃的作用，使空气得到净化。

2、改善能源结构，提高能源有效利用率

我国当前的能源结构中以煤炭为主，煤炭占商品能源消费总量的73%，在煤炭燃烧过程中放出大量的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)以及悬浮颗粒等污染物。因此，如从根本上解决大气污染问题，首先必须从改善能源结构入手，例如使用天然气及二次能源，如煤气、液化石油气、电等，还应重视太阳能、风能、地热等所谓清洁能源的利用。我国以煤炭为主的能源结构在短时间内不会有根本性的改变。对此，当前应首先推广型煤及洗选煤的生产和使用，以降低烟尘和二氧化硫的排放量。

3、城市建设粉尘现状及治理

在城市化建设过程中，大量旧建筑被拆除，新型建筑拔地而起，产生了大量的建筑粉尘，严重破坏了自然景观和生态环境。据统计，有40%的城市粉尘来自建筑工地。此外，开发新的建筑群需要大量的建筑工人投入到建筑一线上去，导致了尘肺病患者的人数急速攀升，严重影响了社会劳动群体的身体健康和正常生活。

1）严格落实建筑施工扬尘防治主体责任

要求在从事房屋建筑和市政基础设施工程的新建、扩建、改建和建筑物、构筑物的修缮、拆除等有关活动的各方主体，应当建立健全扬尘防治责任制，切实履行相应责任和义务。建设单位应当将施工扬尘防治费用列入工程造价预算。

2）加强在建建筑工地扬尘防治

建立施工现场扬尘防治专项方案报备制度，对施工现场的围挡、建筑材料等的摆放都做了详细的规定，的场地和集中堆放的土方应当采取覆盖、固化、洒水或绿化等措施。裸置6 个月以上的土方，应当采取临时绿化措施。施工现场的施工垃圾和生活垃圾，应当设置密闭式垃圾站集中分类存放，及时清运出场。

3）加强城市房屋拆除扬尘防治

拆除二层以上房屋时，应当按房屋的实际高度进行防尘围护，临近主要道路和生活区的一侧应当设置双层密目网，防止和减少拆除中物料、建筑垃圾等外抛，避免粉尘、废弃物飘散。拆除施工中应当采取持续加压喷淋压尘或其他压尘措施抑制扬尘产生。拆卸下来的各种材料应当及时清理，分类堆放在指定场所，严禁向下抛掷。

（三）、汽车对环境的污染及措施

1、汽车对环境的污染

汽车从生产到报废的各个阶段都会产生污染，但对环境的污染影响最大的阶段是在使用阶段，包括三个方面：汽车尾气排放对周围区域大气环境的污染；汽车行驶噪声对周围人群的污染影响；汽车电气设备对无线电通讯及电视广播等的电波干扰。在三者之中，汽车尾气排放对大气的污染对人们的生活环境影响最大（被认为是第一公害），其次是行驶过程中的噪声污染，而电波公害由于不直接影响人体健康，并且是局部性问题，所以没有前两者重要。以下主要对汽车尾气污染进行分析并进行防治。

汽车对大气的污染主要是指从汽车尾气中排出的CO（一氧化碳）、HC＋NOx（碳氢化合物和氮氧化物）、PM（微粒，碳烟）等有害气体，此外，还有发动机曲轴箱通风污染（主要是HC)，以及燃料箱和化油器逸出的汽油蒸气。它们都是发动机在工作过程中产生的有害气体，这些有害气体产生的原因各异，这些有害物质发散到空气中，并累积至一定浓度后，将会对附近环境尤其是对周围区域内的人群及动植物产生不同程度的危害。

2、汽车对大气污染的防治措施

由于汽车废气的排放对大气污染的危害越来越严重，为控制汽车废气的排放应主要从以下几方面进行：①国家应规定严格的汽车废气排放标准，不得制造、销售或进口污染物排放超过规定排放标准的机动车，达不到标准的机动车不得上路行驶；②控制汽车排污量发展无公害汽车，如在汽车装上了净化装置，采取延迟点火时间的方法，以减少汽车尾气的主要污染物的排放。国家应积极研制无公害的汽车，以新的能源代替汽油，柴油；③私人小轿车与公共交通工具相比较，小汽车的社会费用要比公共汽车高6-8倍，能耗高9倍。因此，引导大城市交通向大容量交通转化，是减少交通污染的有效途径。

结束语

总之，大部分城市的污染状况的确呈现出一定的规律，分析方法也比较成熟，但是在城市污染长期预测方面，目前还缺乏系统、可靠、成熟的预测方法，污染状况与人口、经济、技术、政策等因素密切相关，人们在进行区域环境长期预测时，往往只对这些影响因素和环境质量的关系进行定性的分析和描述，预测效果一般都不太令人满意，所以，未来进行区域污染长期预测时，在污染源、气象条件、人口、经济等历史资料调查和现状调查的基础上，需要认真考虑人口、经济、技术、政策等社会因素对污染状况的影响。

参考文献

[1] 袁丽欣.大气污染的原因及治理措施探析[J].科技资讯，2012(35).

篇(5)

根据我国法律规定，在居民区，噪音应该控制在45分贝-55分贝，这是一个舒适的音量控制，这个就是说话，彼此能听到的音量。舒适的环境下，噪音是在30分贝-40分贝，这样的音量下人的心情相对比较愉悦；50分贝以上，人就会感觉疲惫，可能导致睡眠质量不好，影响身体和心理的健康；超过70分贝就会影响生活，导致精神状态不佳，严重的会发生事故；如果一直处于90分贝的超强噪音的环境下，会影响听力甚至其他疾病。噪音一旦严重影响公民的生活也是一种违法行为，会根据行为后果的严重进行补偿。

法律依据：《社会生活环境噪声排放标准》的规定，居民区的噪音标准在45分贝-55分贝之间，这个标准相当于两个人在房间里说话，互相能够听清楚的一个音量，而超过这个音量，就可以算作噪音扰民了。噪音扰民是根据《中华人民共和国环境噪声污染防治法》，噪声扰民是一个行为后果为定义的违法行为。只要产生的噪声烦扰了公民的正常生活，即产生噪音扰民的违法事实。

（来源：文章屋网 ）

篇(6)

关键词：小波变换;无线电信号;阈值;去噪

中图分类号：TP29 文献标识码：A

文章编号：1004-373X(2009)01-061-04

Research of the Threshold Wavelet Packet in Radio Signal Denoising

LI Xingmei,GONG Xiaofeng,WANG Xu,ZHANG Lidan

(College of Electrical Engineering and Information Technology,Sichuan University,Chengdu,610065,China)

Abstract：In wireless monitoring system,the received radio signals are polluted to a greater or lesser degree by the noise due to the influence of environment,equipments and other factors.Thus,reliability of the monitoring results is affected seriously.Based on the capability of wavelet transform to analyze time-frequency signals,the mathematical models and physical characteristics of radio signals,we propose a package of effective threshold wavelet denoising algorithm is proposed.Experiments verify that this simple and reliable method can effectively remove noise and extract the useful components of signals in wireless monitoring.

Keywords：wavelet transform;radio signal;threshold;denoise

0 引 言

随着我国社会经济的不断发展,各种无线电技术在公安、交通、气象、军事等多部门多行业得到了日益广泛的应用。无线电信号在收发以及传输的过程中,受环境、设备等因素的影响,不同程度地被噪声污染。传统的降噪方法是将接收到的混合信号进行傅里叶变换,去除掉高频成分,保留低频成分,然后再做逆变换,恢复信号。这样虽然能去掉噪声,但同时也把有用信号中的高频信息丢失了,产生了高频失真。而小波变换克服了傅里叶变换中时域的瞬间变化在频域不能反映出来的缺陷,在去除掉高频噪声的同时保留了信号的高频成分。因此,在对几种小波变换验证和比较的基础上,针对无线电信号的特点,选取了小波包阈值法对接收的无线电信号进行去噪,并在短波监测网络系统中得到应用。

1 小波变换原理

小波分析是一种窗口的大小固定、形状可变,时域窗和频域窗都可以改变的时频局部化分析方法,被誉为数学显微镜。正是因为这种特性,使小波变换具有对信号的自适应性。

在数学上,小波定义为对给定函数局部化的函数。它是具有振荡特性、能迅速衰减到零的一类函数。可由一个定义在有限区间的函数Ψ(t)来构造,Ψ(t)称为基本小波。

小波变换的含义是：把一称为基本小波的函数Ψ(t)做位移b后,再在不同尺度a下与被分析信号f(t)做内积：

Wf(a,b)=1/a∫ +∞ －∞f(t)Ψ((t－b)/a)dt,a>0

(1)

在实际运用时,需将连续小波变换离散化处理。则式(1)的离散形式为:

WΨf(a,b)=|a| －1/2Δt∑Nk=1f(kΔt)((kΔt－b)/a)

(2)

式(1)说明小波变换是对信号用不同滤波器进行滤波。小波变换的实质是把能量有限信号分解到以W －j(j=1,2,…,J)和V －J所构成的空间上。Wf(a,b)既包含了f(t)的信息,又包含了Ψ a,b(t)的信息。因此,小波函数的选择十分重要。目前广泛使用的有Haar小波、墨西哥帽(Marr)小波、Morlet小波、样条小波、Daubechies小波等。

如果Ψ(t)满足相容条件,对于信号连续小波变换,f(t)可重构:

f(t)=C －1Ψ R2WΨf(a,b)Ψ a,b(t)dadba2

(3)

当a较小时,时域上观察范围小,而在频率上相当于用较高频率作分辨率较高的分析,即用高频小波做细致观察。当a较大时,时域上观察范围大,而在频率上相当于用低频作概貌观察。

小波变换的时频窗口特性与短时傅里叶的时频窗口不一样,因为t仅仅影响窗口在相平面时间轴上的位置,而a不仅影响窗口在频率轴上的位置,也影响窗口的形状。这样小波变换对不同的频率在时域上的取样步长是可以调节的,即在低频时小波变换的时间分辨率较低,而频率分辨率较高；在高频时小波变换的时间分辨率较高,而频率分辨率较低,这正是符合低频信号变化缓慢而高频信号变化迅速的特点。这就是它优于经典的傅里叶变换和短时傅里叶变换的地方,从总体上讲,小波变换比短时傅里叶变换具有更好的时频窗口特性。

2 小波包阈值去噪法

一般来说,一个含有噪声的无线电信号模型可以表示成为以下形式：

y(n)=f(n)+σe(n), n=1,2,…,N

(4)

其中,y(n)为含噪声信号,f(n)为真实信号,e(n)为高斯白噪声信号。σ为噪声信号的标准方差,n是信号的长度。直接从观测信号中把有用信号f(n)提取出来是很困难的,必须借助于其他变换方法作为工具。通常利用数学变换将信号去噪问题从时域转换到频域加以解决,由于小波变换是线性的,所以含噪声信号y(n)的小波变换等于信号的小波变换与噪声的小波变换之和。

经过正交小波变换后,信号对应的小波系数包含有信号的重要信息,其幅值较大,但数目较少,而噪声对应的小波系数是分布一致,个数较多,但幅值小。基于这种情况,Donoho等人提出了基于阈值的小波去噪方法,即在众多的小波系数中,把绝对值较小的系数置为0,而让绝对值较大的系数保留或是收缩。这样得到估计小波系数(EWC)然后利用估计小波系数直接进行信号重构,从而达到去噪的效果。

小波包分析能够为信号提供一种更为复杂灵活的分析手段,它将频带进行多层次划分,对上一层的低频部分和高频部分同时进行细分,并能够根据被分析信号的特征,自适应的选择相应频带,使之与信号频谱相匹配,从而提高了时频分辨率,因此小波包分解具有更加精确的局部分析能力。

对一个信号进行小波包分解,可以采用很多种小波包基,根据所分析信号的要求,从中选择最好的一种小波包基(也叫做最优基),最佳基的标准是熵标准。最佳基的选择在Matlab中可以用函数besttree完成,即计算最佳树。

一维小波包去噪步骤如下:

(1) 信号的小波包分解。选择一个小波并确定所需要的分解层次,对信号进行分解。

(2) 确定最优小波基。对于一个给定的熵标准,计算最优树,这一步不是必需的步骤,可根据不同的目的进行有选择性的使用。

(3) 小波包分解系数的阀值量化。对于每一个小波包分解系数,选择一个恰当的阈值并对小波系数进行阈值量化。

(4) 信号的小波包重构。根据最低层的小波包分解系数和经过量化处理系数,进行小波包重构。

在4个步骤中,最关键的是怎么样选取阈值以及对阈值进行量化处理,从某种程度上说,阈值选取的质量直接影响到信号消噪的质量。Donoho将阈值函数分为软阈值和硬阈值。在去噪过程中,小波阈值起到了决定性作用：如太小,则施加阈值后小波系数将包含过多的噪声分量,达不到去噪的效果；反之,如太大,则去除有用的成分,造成失真。阈值选取规则基于基本模型 y=f(t)+e,其中e是白噪声N(0,1)。可以选取固定阈值(Sqtwolog阈值)、Stein无偏似然估计阈值(Rigrsure阈值)、启发式阈值(Heursure阈值)和极大极小阈值(Minimaxi阈值)。

3 无线电信号的小波包阈值去噪的仿真

3.1 仿真实验

本文选择一个不受噪声污染的声音信号s,通过Matlab产生一个随机噪声信号e,两个信号叠加之后得到信号y,此时信号即是染噪信号。图1是对信号y进行小波包阈值去噪的程序结构流程图。

图1 Matlab程序流程图

按照前面给出的去噪步骤,根据信号的特点和相关计算,最终选取db2小波,对y进行3尺度分解,得到 3个层次的小波变换系数。阈值的处理方式主要有硬阈值和软阈值,由于在硬阈值处理中,得到的估计小波系数值连续性差,可能引起重构信号的振荡,因此这里选择了连续性好的软阈值。信号的主要成分是低频,为了保全信号的最优,对低频系数不进行阈值量化处理,即设置Keepapp值为1。选取heursure最优阈值选取方式,计算最优树之后仿真结果如图2所示。

图2 Matlab仿真结果

3.2 仿真结果和分析

图2(a)代表原始信号的1 500个采样点的波形,图2(b)代表在原始信号上叠加随机噪声之后的染噪信号,图2(c)代表用小波包阈值去噪法降噪后的信号。比较3个图,明显看出,采用小波包阈值去噪法有效还原了原始信号,并且明显地消除了噪声引起的干扰,不失为一种行之有效的去噪方法,因此,下面将把这种方法用于无线电信号去噪中。

4 无线电信号的小波包阈值去噪应用

无线电监测系统运用软件无线电技术,主要提供对无线电电台的技术参数进行常规的ITU测量、常规统计；对无线电干扰信号进行测向定位,确定干扰源；对无线电电台的信号进行监听和长时间监测等功能。该系统的局部结构图如图3所示。原始的信号监测分析过程是：天线阵接受射频信号以后,由硬件实现射频前端处理,然后进行A/D转换,再进行下变频,将射频信号变成中频信号并进行I/Q变换以便于做后期信号处理。由于I/Q信号受噪声污染,因此在原有的软件平台上,增加了小波包阈值去噪模块。

由于无线电信号包含许多尖峰或突变部分,且噪声不是平稳的白噪声,对它进行分析处理时,首先做预处理,将噪声去除,提取有用信号。由于小波分析能同时在时一频域中对信号进行分析,所以它能有效区别信号中的突变部分和噪声,从而实现非平稳信号的消噪。

图3 无线监测系统局部结构图

为了验证小波包阀值去噪法的有效性、可靠性和实用性,通过天线、NI5660接收机、计算机组建的硬件平台和编写的软件系统平台对87~108 MHz广播频段进行了监测,并对监测的无线电数据进行了小波包阈值去噪。通过大量实验证明,在增加了小波包阈值去噪模块后,信号比较纯净,监测效果得到改善。现以调频广播电台频率89.4 MHz的无线电信号为例进行分析,去噪结果如图4所示。

图4 89.4 MHz电台信号去噪

图4(a)是采用美国国家仪器公司的NI5660接收机接收的89.4 MHz调频广播电台信号；图4(b)是采用小波包阈值去噪法降噪后的信号；图4(c)是滤掉的噪声信号。从实验结果可以看出,在对电台信号的去噪过程中,由于原有信号的幅值很大,去噪后直观上没有多大的区别,但是实际上,小波变换已经在对信号做高低频分析的时候发挥了很大的作用,在对小波分解系数做阈值设置的时候也同时考虑了既能有效去掉噪声信号,也能同时保留高频的有用信号。从图示上的滤去的噪声信号可以看出,这种阈值去噪方法达到了预期的效果。

5 结 语

小波变换具有优良的时频局部化和多分辨率分析的特点,不仅能满足各种去噪要求,而且与传统的去噪方法相比,有着无可比拟的优点。由于小波包阀值去噪法原理简单,容易实现,效果较好,选取了小波阈值法,并将小波包应用在无线电信号去噪中。通过大量的仿真实验和实际应用表明,小波包阈值去噪法算法简单,可靠性高,能有效的去除信号中的噪声,达到了保留信号特征,抑制噪声的目的,也为无线监测提供了更可靠的数据信息。

参考文献

［1］Chen Y,Han C.Adaptive Wavelet Threshold for Image Denoising［J］.Electronics Letters,2005,41(10).

［2］Hu Shaoxiang,Zhiwu Liao.Signal Denoising Using Wavelet Packet Hidden Markov Model［J］.IEEE.2004,4:751-759.

［3］Azzerboni B,Finocchio G,Ipsale M,et al.A New Approach to Detection of Muscle Activation by Independent Component Analysis and Wavelet Transform\.Springer-Verlag,Lecture Notes in Computer Science,2002,2486:109-116.

［4］Robin N Strickland,Hee Hahn.Wavelet Transform Methods for Object Detection and Recovery［J］.IEEE Transactions on Image Processing,1995,5:725-731.

［5］飞思科技产品研发中心.小波分析理论与Matlab 7实现 ［M］.北京：电子工业出版社,2005.

［6］杨小牛.软件无线电原理与应用［M］.北京：电子工业出版社,2001.

［7］张莲,秦华峰,余成波.基于小波阈值去噪算法的研究［J］.计算机工程与应用,2008,44(9):172-174.

［8］林京.基于最大似然估计的小波阈值消噪技术及信号特征提取［J］.仪器仪表学报,2005,26(9):923-927.

［9］陈小异.小波变换在噪声信号处理中的应用研究［J］.湖南工程学院学报,2004,14(4):30-34.

［10］闻明.小波分析消噪及其在Matlab中的实现［J］.现代电子技术,2003,26(24):46-49.

作者简介李兴梅 女,1984年出生,重庆铜梁人,硕士研究生。主要研究方向为控制理论与控制工程。

龚晓峰 男,1965年出生,浙江金华人,教授,博士。主要研究方向为控制理论、控制工程、无线电监测。

篇(7)

关键词:医学图像处理;非局部均值滤波;图像去噪

中图分类号:TP391.41 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0040-01

一、引言

从1895年伦琴发现X线以来,在X线诊断方面的最大突破,计算机断层扫描系统简称CT,是近代飞速发展的电子计算机控制技术和X线检查摄影技术相结合的产物。它与普通X线检查、核素和超声波检查一样,CT均不需要采取破坏体表措施,是非侵袭性检查,可反复使用不会对病人有什么害处,故称之为“无损伤性诊断方法(no damage diagnostic method)”。

二、非局部平滑滤波(non-local means)

给定一个离散噪声图像 ,像素点的估计值 是计算图像中所有像素点的加权平均值: 其中权重族 取决于相似像素之间的i和j,这些像素点满足通常的条件 和 。两个像素之间的和的相似性取决于其强度灰度向量 和 的相似性,其中 代表一个固定的区域附近中心的规模和该像素点k。这点相似之处是测量作为一种降低功能加权欧氏距离 ,其中a ( a>0)是高斯内核的标准偏差。由欧几里得的应用可知:噪音区域遵循以下等式: 这个等式显示了该算法的鲁棒性:随着期望欧氏距离的顺序减少像素之间的相似性增加。具有类似灰度的附近像素点v(Ni)有较大的平均重量。这些权值可定义为: 其中Z(i)是恒定常数; ,参数h作为一个图像的过滤程度。它控制该指数函数衰减,因此衰变作为一个欧氏距离权重的函数。

对于某一离散噪声的图像: 中的某一像素k,规定Nk为以k为中心的矩形邻域,那么图像v中的像素i和像素j的高斯加权欧式距离为: 其中,a>0为高斯核函数的标准差。如果把含噪图像v(i)表示为待恢复的未受噪声污染时的图像u(i)与均值为0的加性高斯白噪声n(i)的和,则有v(i)=n(i)+u(i),且噪声服从均值为0,方差为 的高斯分布。于是欧氏距离可以表示成为以下等式: 在该式中含噪声图像的高斯加权欧氏距离的平方与未受噪声污染图像的高斯加权欧氏距离的平方只差了一个常数 ,从而保证了算法的稳健性,其稳健性取决于噪声的方差 。于是可以得到描述像素i和像素j相似程度的权值为: ,其中: 。为权值的归一化系数,而h为图

像的平滑参数。参数h控制了指函数的衰减来控制权值的大小从而控制平滑噪声的程度,如果h比较小的话,幂函数的衰减效果比较显著,细节保留程度比较高,因此会保持图像本身的细节信息。由于像素i和像素j相似程度依赖于矩形邻域v(Ni)和v(Nj)的相似程度,因此当权值越大时图像的矩形邻域就越相似。同时,权值w(i,j)还满足以下条件: 且 。

三、NL - means算法的一致性

在可靠的假设下,NL-means算法收敛于曾经观察到的一个邻域内任意设定的像素点i的条件期望值。在这种情况下,可以肯定的确认:当随着图像尺寸的增长可以在所有图像的细节中找到许多相似的块。设V是一个随即区域和假设噪声图像v是V的变现,设Z表示的是随机变 的序列,其中 是实际值, 是 的反映值,NL-means算法是一种条件期望估计。

定理1(条件期望定理)设 ,对于i=1,2,…是一严格平稳和混合过程。让 表示此NL-means算法应用于如下序列: , 然后 在一个更普遍的框架中可以找到该定理的假设的完整申请及其证明。这个定理说明:NL-means算法消除了噪音,而不是从原始图像中分离出噪音(平滑图像)。

在此情况下,一个针对加性白噪声模型被假定,接下来的计算表明条件期望是原始图像u的均方差的最小值的函数的结果。

定理2:设V、U、N是I的随机的区域,例如V=U+N,其中N是一个独立的白噪声信号。然后有下面可执行的公式: ,其中, ,对 和 都适用,预计的随机变量 是最小化均方差。

四、实验分析结果

本文以一副256x312的脑部CT灰度图像作为实验对象,图像中分别加入均方差为0.01的高斯白噪声。以峰值信噪比(Peak Signal Noise Rate,PSNR)作为去噪效果检测指标, , 为去噪后重建的图像,PSNR值越大表示去噪效果越好。用低通滤波、中值滤波去噪、高通滤波去噪和NL-means滤波去噪处理, 比较各种方法的去噪性能。

下图为实验结果图像,图中用到的分别为中值滤波、低通滤波、高通滤波和本文中研究的NL-means算法的仿真结果图。