一種噪聲強度自適應的非局部均值圖像去噪方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于數字圖像處理技術領域，設及一種噪聲強度自適應的非局部均值圖像 去噪方法。
【背景技術】
[0002] 數字圖像在獲取的過程中，不可避免的會受到各種噪聲信號的干擾，使得圖像質 量退化，從而影響后期的圖像特征提取、目標分割W及目標識別，因此圖像去噪具有重要的 實際應用價值。
[0003] 圖像去噪方法可W分為基于空域的方法和基于變換域的方法兩大類。基于空域的 方法有基于單個像素灰度相似性的雙邊濾波、高斯濾波等方法，基于變換域的方法如各種 基于小波變換的圖像去噪方法等。傳統的空域去噪方法是基于單個像素信息進行處理的， 不能很好地保留弱邊緣和紋理細節，而由Buades提出的非局部均值去噪方法則是利用局 部圖像塊的信息，能夠較好表達圖像的結構信息，故其性能優于其它經典的去噪算法，如雙 邊濾波、PDE、基于小波的方法等。
[0004] 由于非局部均值方法具有算法簡潔、性能優越、易于改進與擴展的特點，是目前實 際應用中的一種主流方法。但該方法在實際應用時，對整幅圖像采用相同的去噪強度參數， 造成圖像中不同亮度區域的去噪效果不夠理想。本發明旨在根據圖像不同亮度區域噪聲強 度分布不一致的特征，通過測試灰度條上不同亮度下的去噪效果，選擇不同強度的去噪參 數，能夠更好的適應噪聲分布不均勻的情況，因而可W獲得更好的圖像去噪效果。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種噪聲強度自適應的非局部均值圖像去噪方法，W解決現 有的非局部均值去噪方法采用相同的去噪強度參數造成的圖像去噪效果不理想的技術問 題。
[0006] 本發明采用的技術方案為，一種噪聲強度自適應的非局部均值圖像去噪方法，具 體包括W下方法步驟：
[0007] 步驟1 ;采集灰階條圖像，將其輸入計算機，將灰階條圖像記為Z (i)，其中i表示像 素點，Z表示該像素點的亮度值，將灰階條不同的亮度區域記為Xm;
[000引步驟2 ;獲取不同亮度下的最佳去噪強度參數；
[0009] 2. 1，使用非局部均值方法在不同去噪強度參數下對灰階條圖像z(i)進行去噪， W獲取不同亮度Ym對應的最佳去噪強度參數g m，記為（gm，Ym)，Ym為亮度區域X m的亮度平均 值；
[0010] 2. 2,采用線性差值法獲取不同于亮度Ym的亮度P。對應的最佳去噪強度參數q。；
[0011] 步驟3 ;根據步驟2得到的不同亮度對應的最佳去噪參數對待去噪圖像進行不同 亮度下的噪聲強度自適應去噪。
[0012] 本發明的特點還在于，
[0013] 步驟2.1的具體過程為：
[0014] 2. 1. 1，采用去噪公式對灰階條圖像z(i)去噪；
[0015] 將去噪強度參數h從1開始，從小到大依次改變取值，對灰階條圖像z(i)的進行 去噪，得到一系列去噪后的圖像，其中，去噪強度參數h的取值為屯=1，hi= lo(i-l)， 2《i《101，i為整數，hi代表第i個去噪強度參數，去噪公式如下：
[0016] NLM(i) = E W (i, j) z (j)
【主權項】
1. 一種噪聲強度自適應的非局部均值圖像去噪方法，其特征在于，具體包括以下步 驟： 步驟1 :采集灰階條圖像，將其輸入計算機，將灰階條圖像記為Z(i)，其中i表示像素 點，Z表示該像素點的亮度值，將灰階條不同的亮度區域記為Xm; 步驟2 :獲取不同亮度下的最佳去噪強度參數； 2. 1，使用非局部均值方法在不同去噪強度參數下對灰階條圖像z(i)進行去噪，以獲 取不同亮度Ym對應的最佳去噪強度參數gm，記為（gm，Ym)，Ym為亮度區域X^勺亮度平均值； 2. 2,采用線性差值法獲取不同于亮度Ym的亮度Pn對應的最佳去噪強度參數qn; 步驟3 :根據步驟2得到的不同亮度對應的最佳去噪參數對待去噪圖像進行不同亮度 下的噪聲強度自適應去噪。
2.根據權利要求1所述的一種噪聲強度自適應的非局部均值圖像去噪方法，其特征在 于，所述步驟2. 1的具體過程為： 2. 1. 1，采用去噪公式對灰階條圖像z(i)去噪： 將去噪強度參數h從1開始，從小到大依次改變取值，對灰階條圖像z(i)的進行去 噪，得到一系列去噪后的圖像，其中，去噪強度參數h的取值為：hi= 1，hi= 10(i-l)， 2 <i< 101，i為整數，hi代表第i個去噪強度參數的值，去噪公式如下：
兵T，NLMU; 73W狄削像zu; 1史用耶甸邰均值方法去噪后的圖像，《 (i，j)表示像 素i與j之間的權重，并滿足〇彡《(i，j)彡1且Z"X/'V) = 1'j為以i為中心的21X21 j 區域的像素；C(i)為歸一化因子，隊表示以像素i為中心的7X7的圖像塊，\.表示以像素j為中心的7X7的圖像塊； 2. 1.2,計算灰階條圖像z(i)每個亮度區域Xm采用不同的去噪強度參數1^去噪后得 到的一系列圖像的峰值信噪比PSNR，選取每個亮度區域Xm去噪后得到的一系列圖像中峰值 信噪比PSNR最大的圖像所對應的去噪強度參數比作為相應亮度區域Xm的最佳去噪強度參 數，記為gm，并計算每個亮度區域Xm的亮度平均值Ym，將各亮度區域Xm下的最佳去噪強度參 數和亮度平均值表示為（gm，YJ; 峰值信噪比PSNR的計算公式為：
其中，M表示亮度區域的像素總數； 各亮度區域的亮度平均值Ym計算公式為：
3. 根據權利要求1所述的一種噪聲強度自適應的非局部均值圖像去噪方法，其特征在 于，所述步驟2. 2的具體過程為： 如果亮度？"不在（g^Yj之中，則從（g^Yj之中尋找與其數值最相近的相鄰兩個亮度 平均值，分別記為Yj和Yj+1，其中Yj小于Pn，Yj+1大于Pn，Yj和Y」+1在（gm，Ym)中對應的去噪 強度參數分別為&和gm，則亮度Pn對應的最佳去噪強度參數qn通過線性插值公式計算求 得，線性插值公式為：
4. 根據權利要求1所述的一種噪聲強度自適應的非局部均值圖像去噪方法，其特征在 于，所述步驟3的具體過程為： 3. 1，將待去噪的圖像表示為g(x，y)，對其進行自然對數變換，變換結果為gl (x，y)= lng(x,y)； 3. 2,在對數域對gl (x，y)采用非局部均值方法進行去噪，具體為： 對^(1，7)的每一像素點（x，y)，采用其原始圖像g(x，y)亮度值對應的最佳的去噪強 度參數h，根據去噪公式對^(1，7)去噪，得到去噪后的圖像，記為g2(x，y); 3.3，對&(1，7)進行指數變換，得到最終去噪后的圖像h(x，y)，結果為h(x，y)= exp(g2 (X，y)) 〇
【專利摘要】本發明公開了一種噪聲強度自適應的非局部均值圖像去噪方法，首先采集灰階條圖像，采用非局部均值方法對其使用不同的去噪強度參數去噪，得到不同亮度下的最佳的去噪強度參數；再使用線性插值的方法，計算其它亮度所對應的最佳去噪強度參數；最后采用不同亮度下對應的最佳去噪強度參數在對數域對圖像去噪，將對數域去噪后的圖像進行指數變換得到最終去噪后的圖像。本發明克服了現有方法中去噪強度參數固定的缺點，提高了圖像的去噪效果；同時在對數域處理有助于增大暗區域像素亮度的差異，減小亮區域的差異，更有利于提高圖像的去噪效果。
【IPC分類】G06T5-00
【公開號】CN104616259
【申請號】CN201510057999
【發明人】張二虎, 李敬, 朱仁兵, 張卓敏
【申請人】西安理工大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年2月4日