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一种快速的基于分块噪声能量估计的图像去噪方法
审中-实审

申请号:201510814454.7 申请日:2015-11-19
摘要:本发明涉及电子信号处理领域,具体涉及一种快速的基于分块噪声能量估计的图像去噪方法。主要步骤包括:(1)将待估计噪声的目标图像进行噪声水平估计;得到噪声水平方差估计δn;(2)对每一个8×8DCT块的64个系数c1,c2,c3,…,c64的绝对值按从小到大排序;(3)设置阈值ct=|cm|,对于对应的8×8DCT块的系数按以下规则计算得到新的DCT系数;(5)对得到的新的8×8DCT块进行DCT反变换,得到对应空间域的8×8像素块;(6)对每一个8×8图像块进行所述步骤(2)-(5)操作后,所有步骤(5)中像素块组成新的图像,即完成对图像的去噪处理。本发明具有的效果是能够快速估计合适的DCT阈值,基于估计的阈值能有效去除图像噪声。
申请人: 中国人民解放军国防科学技术大学
地址: 410073 湖南省长沙市开福区德雅路109号
发明(设计)人: 张政 徐玮 熊志辉 刘煜 赖世铭
主分类号: G06T5/00(2006.01)I
分类号: G06T5/00(2006.01)I
  • 法律状态
2016-02-24  实质审查的生效IPC(主分类):G06T 5/00申请日:20151119
2016-01-27  公开
注:本法律状态信息仅供参考,即时准确的法律状态信息须到国家知识产权局办理专利登记簿副本。
  • 其他信息
主权项  一种快速的基于分块噪声能量估计的图像去噪方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)将待估计噪声的目标图像进行噪声水平估计;具体过程为,(11)将待估计噪声的目标图像划分为M×N个8×8图像块,M表示图像每行划分的块数,N表示每列划分的块数,M,N为整数,并将每个8×8图像块进行DCT变换,每个8×8图像块经DCT变换后得到一个包含64个DCT系数的8×8DCT系数二维矩阵;此矩阵的矩阵元素位置(k,l)对应的是第k行、第l列位置,其对应的元素值,即DCT系数值,标记为F(k,l),k=0,1,…,7;l=0,1,…,7;(12)测量每个局部8×8图像块的边缘度ei,对每个8×8DCT系数矩阵进行以下计算:<mrow><msub><mi>e</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow><mn>7</mn></munderover><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>l</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow><mn>7</mn></munderover><mo>|</mo><mi>F</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mo>|</mo><mo>-</mo><mo>|</mo><mi>F</mi><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>|</mo></mrow><mrow><mo>|</mo><mi>F</mi><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>|</mo></mrow></mfrac></mrow>其中i表示按由左至右、由上往下排列的第i个8×8图像块;从而得到包含M×N个边缘度元素值的集合S={ei|i=1,2,…,M×N};(13)对所获得的边缘度元素值的集合S={ei|i=1,2,…,M×N}中的元素值按照从小到大的顺序排序,选出其中占集合元素个数10%的最小元素值,即选出元素集合其中i指表示按由左至右、由上往下排列的任意第i个8×8图像块,j表示按从小到大排列后ei对应的新的序列号,且满足表示取小于或等于x的最大整数;选出元素集合中的每一个边缘度值ei对应一个8×8图像块,由此选出边缘度最小的块集合B,此块集合对应的图像块是j=1,2,…,J;(14)从块集合B中找到最小边缘度的L个块作为参考块,对每一个参考块找到其对应的相似块,从而得到L个相似块组;对每一个参考块,其相似块均在集合B中寻找;假定某参考块为ia,按以下规则判定块ib为其相似块:<mfenced open="{" close=""><mtable><mtr><mtd><mfrac><mrow><mo>|</mo><msub><mi>e</mi><mi>a</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>e</mi><mi>b</mi></msub><mo>|</mo></mrow><mrow><mo>|</mo><msub><mi>e</mi><mi>a</mi></msub><mo>|</mo></mrow></mfrac><mo>&lt;</mo><msub><mi>&tau;</mi><mn>1</mn></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mfrac><mrow><mo>|</mo><msub><mi>u</mi><mi>a</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>u</mi><mi>b</mi></msub><mo>|</mo></mrow><mrow><mo>|</mo><msub><mi>u</mi><mi>a</mi></msub><mo>|</mo></mrow></mfrac><mo>&lt;</mo><msub><mi>&tau;</mi><mn>2</mn></msub></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced>其中τ1和τ2为定义的常量阈值,ea、eb分别参考块为ia、判定块ib对应的边缘度;ua、ub分别为参考块为ia、判定块ib对应的平均像素值;(15)第s个相似块组中的第r个8×8图像块,其中s=1,…,L,r表示该相似块组中的任意一个图像块,进行以下计算:Lrv=median(Crv);Lrd=median(Crd);Lrh=median(Crh);其中Crh={F(k,l)|k=2,3;l=6,7;},Crv={F(k,l)|k=6,7;l=2,3;},Crd={F(k,l)|k=6,7;l=6,7;},median(C)表示对集合C进行中值滤波;然后对获得的数据集合{Crh,Crv,Crd|r=1,2,…,Js},Js表示第s个相似块组中图像块总数;进行以下求解:Qs=median({Crh,Crv,Crd|r=1,2,…,Js});对s分别取值为1,…,L,得到元素个数为L个的Q值集合{Qs|s=1,…,L};(16)计算噪声的粗糙估计值Q*:Q*=median({Qs|s=1,…,L});(17)对所有8×8图像块进行以下操作并计算图像结构修正因子η;对第i个8×8图像块i=1,2,…,M×N,选出系数绝对值|F(1,1)|;对所有选出的系数|F(1,1)|集合按相应块的位置放置组合得到大小为M×N的边缘结构图;对此边缘结构图,统计满足以下条件的元素个数:a>athr其中a为边缘结构图的任意元素值,athr为指定的阈值;假设满足上述的元素个数为P个,则结构修正因子η计算为:<mrow><mi>&eta;</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>P</mi><mrow><mi>M</mi><mo>&times;</mo><mi>N</mi></mrow></mfrac></mrow>(18)对获得Q*值进行修正,得到修正值Q′:Q′=Q*/η;(19)进行噪声水平方差估计δn:δn=α×Q′β+γ其中α,β,γ为进行非线性映射的参数;(2)对每一个8×8DCT块的64个系数c1,c2,c3,…,c64的绝对值按从小到大排序,得到集合W:W={|c1|,|c2|,|c3|,…,|c64|}其中|c1|≤|c2|≤|c3|…≤|c64|(3)计算能量值其中κ为常量系数,求解出满足<mrow><mi>E</mi><mo>=</mo><mi>&kappa;</mi><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>m</mi></munderover><msup><mrow><mo>|</mo><msub><mi>c</mi><mi>i</mi></msub><mo>|</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo>&gt;</mo><mo>=</mo><msubsup><mi>&delta;</mi><mi>n</mi><mn>2</mn></msubsup></mrow>的最小m值;(4)设置阈值ct=|cm|,对于对应的8×8DCT块的系数按以下规则计算得到新的DCT系数,其中sign(x)表示x的符号,即按以下取值:<mrow><mi>s</mi><mi>i</mi><mi>g</mi><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfenced open="{" close=""><mtable><mtr><mtd><mn>1</mn></mtd><mtd><mrow><mi>i</mi><mi>f</mi></mrow></mtd><mtd><mrow><mi>x</mi><mo>&gt;</mo><mn>0</mn></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mrow><mi>i</mi><mi>f</mi></mrow></mtd><mtd><mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></mtd><mtd><mrow><mi>i</mi><mi>f</mi></mrow></mtd><mtd><mrow><mi>x</mi><mo>&lt;</mo><mn>0</mn></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>从而得到一个新的8×8DCT块;(5)对得到的新的8×8DCT块进行DCT反变换,得到对应空间域的8×8像素块;(6)对每一个8×8图像块进行所述步骤(2)?(5)操作后,将所有步骤(5)中像素块组成新的图像,即完成对图像的去噪处理。
公开号  105279742A
公开日  2016-01-27
专利代理机构  北京中济纬天专利代理有限公司 11429
代理人  胡伟华 张小雪
颁证日  
优先权  
国际申请  
国际公布  
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