基于小波变换的图像滤波算法
【专利摘要】本发明主要涉及数字图像处理中的图像滤波，为获得较好的滤波效果，实现图像经过滤波之后，可以有效地减弱或消除图像中的噪声，提高图像的视感质量，为此，本发明采用的技术方案是，基于小波变换的图像滤波算法，包括下列步骤：对四个相邻的像素进行图像处理，像素的值分别为U、V、W、和X，对U、V、W和X进行相加，并除以2，得到数据DATA[1]，用公式表示为DATA[1]=（U+V+W+X）/2；对U和W相加，减去V和X，并除以2，得到DATA[2]，对U和V相加，减去W和X，并除以2，得到DATA[3]；对U和X相加，减去V和W，并除以2，得到DATA[4]。本发明主要应用于图像滤波。
【专利说明】基于小波变换的图像滤波算法
【技术领域】
[0001]本发明涉及主要涉及数字图像处理中的图像滤波，尤其涉及到监控和通信领域中数字图像的处理。具体讲涉及基于小波变换的图像滤波算法。
技术背景
[0002]图像是人类获取和交换信息的主要来源，因此，图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作的方方面面。随着人类活动范围的不断扩大，图像处理的应用领域也将随之不断扩大。数字图像处理的应用领域多种多样，除了通信、监控之外，数字图像还应用于医学和空间项目等领域，而图像滤波是图像处理中的重要组成部分。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术的不足，本发明旨在获得较好的滤波效果，实现图像经过滤波之后，可以有效地减弱或消除图像中的噪声，提高图像的视感质量，为此，本发明采用的技术方案是，基于小波变换的图像滤波算法，包括下列步骤:对四个相邻的像素进行图像处理，像素的值分别为U、V、W、和X，对U、V、W和X进行相加，并除以2，得到数据DATA [I]，用公式表示为DATA[1]= (U+V+W+X) /2 ;对U和W相加，减去V和X，并除以2，得到DATA[2]，用公式表示为DATA[2]= (U-V+W-X) /2 ;对U和V相加，减去W和X，并除以2，得到DATA[3]，用公式表示为DATA[3]= (U+V-W-X) /2 ;对U和X相加，减去V和W，并除以2，得到DATA[4]，用公式表示为 DATA [4]= (U-V-W+X) /2 ；
[0004]DATA_C0[1]被赋值为 DATA [I]；当 DATA [2]的值小于阈值 Threshold,并大于-Threshold 时，DATA_C0[2]赋值为零；当 DATA [2]的值大于阈值 Threshold，DATA_CO [2]赋值为 DATA [2]-Threshold ；当 DATA [2]的值小于阈值-Threshold, DATA_C0[2]赋值为 DATA[2]+Threshold ；当 DATA[3]的值小于阈值 Threshold，并大于-Threshold时，DATA_C0[3]赋值为零；当DATA[3]的值大于阈值Threshold，DATA_C0[3]赋值为 DATA[3]-Threshold ；当 DATA[3]的值小于阈值-Threshold, DATA_C0[3]赋值为 DATA[3]+Threshold ；当 DATA[4]的值小于阈值 Threshold,并大于-Threshold时，DATA_C0[4]赋值为零；当DATA[4]的值大于阈值Threshold，DATA_C0[4]赋值为 DATA[4]-Threshold ；当 DATA[4]的值小于阈值-Threshold, DATA_C0[4]赋值为DATA[4]+Threshold ；
[0005]对DATA_C0 [ I]、DATA_C0 [2]、DATA_C0 [3]、DATA_C0 [4]四个数值进行处理:对DATA_C0[1]、DATA_C0[2]、DATA_C0[3]和 DATA_C0[4]进行相加，并除以 2 得到数据 Ul，用公式表示为 Ul= (DATA_C0[1]+DATA_C0[2] +DATA_C0[3] +DATA_C0[4] ) /2 ;对 DATA_C0[I]和DATA_C0 [3]相加，减去DATA_C0 [2]和DATA_C0 [4]，并除以2，得到Vl，用公式表示为Vl= (DATA_C0[I]-DATA_C0[2]+DATA_C0[3]-DATA_C0[4]) /2 ；对 DATA_C0[1]和 DATA_CO[2]相加，减去DATA_C0[3]和DATA_C0[4]，并除以2，得到W1，用公式表示为W1=(DATA_CO [I] +DATA_C0 [2] -DATA_C0 [3] -DATA_C0 [4] ) /2 ;对 DATA_C0[1]和 DATA_C0[4]相加，减去 DATA_CO[2]和 DATA_CO[3]，并除以 2，得到 Xl，用公式表示为 X1=DATA_C0[I] _DATA_CO [2] -DATA_CO [3] +DATA_CO [4] ) /2 ;U1、V1、Wl，Xl是处理后的像素值，分别对应于原来像素U、V、W和X的位置；对一幅图像的每个像素按照上述算法依次处理可以获得滤波后的整幅图像。
[0006]U、V、W和X的位置是:U在W正上方，V在U正右方，X在W正右方，X在V的正下方。对于噪声较大的图像，对同一幅图像进行两次地滤波能达到较好的效果。
[0007]本发明具备下列技术效果:
[0008]提出的算法可以有效地降低图像中的噪声分量，使图像变得更加清晰。不仅实用于通用图片的处理，同时可以用于视频图像的处理。
【具体实施方式】
[0009]一幅图像的处理通常是对图像中的每个像素进行处理。数字图像中各个像素不是独立的，其相关性大。在图像画面上，经常有很多像素有相同或接近的灰度。本发明提出的图像滤波算法也是基于相邻图像的相关性。为了获得较好的滤波效果，需要对四个相邻的像素进行图像处理，像素的值分别为U、V、W、和X。对U、V、W和X进行相加，并除以2，得到数据DATA [I]，用公式表示为DATA [I]= (U+V+W+X)/2。对U和W相加，减去V和X，并除以2，得至IJ DATA [2]，用公式表示为DATA [2]= (U-V+ff-X) /2。对U和V相加，减去W和X，并除以2，得到DATA[3]，用公式表示为DATA[3]= (U+V_W_X)/2。对U和X相加，减去V和W，并除以2，得到DATA[4]，用公式表示为DATA[4]= (U_V_W+X)/2。
[0010]DATA_C0[1]被赋值为 DATA [I]。当 DATA[2]的值小于阈值 Threshold,并大于-Threshold 时，DATA_C0[2]赋值为零；当 DATA [2]的值大于阈值 Threshold，DATA_CO [2]赋值为 DATA [2]-Threshold ；当 DATA [2]的值小于阈值-Threshold, DATA_C0[2]赋值为 DATA[2]+Threshold。当 DATA[3]的值小于阈值 Threshold，并大于-Threshold时，DATA_C0[3]赋值为零；当DATA[3]的值大于阈值Threshold，DATA_C0[3]赋值为 DATA[3]-Threshold ；当 DATA[3]的值小于阈值-Threshold, DATA_C0[3]赋值为 DATA[3]+Threshold。当 DATA[4]的值小于阈值 Threshold,并大于-Threshold时，DATA_C0[4]赋值为零；当DATA[4]的值大于阈值Threshold，DATA_C0[4]赋值为 DATA[4]-Threshold ；当 DATA[4]的值小于阈值-Threshold, DATA_C0[4]赋值为DATA[4]+Threshold。
[0011]为了获得最终的图像值，需要对 DATA_C0 [ I]、DATA_C0 [2]、DATA_C0 [3]、DATA_CO[4]四个数值进行处理。对 DATA_C0[1]、DATA_C0[2]、DATA_C0[3]和 DATA_C0[4]进行相力口，并除以 2 得到数据 U1，用公式表示为 Ul= (DATA_C0[I] +DATA_C0[2] +DATA_C0[3] +DATA_CO[4] )/2。对 DATA_C0[1]和 DATA_C0[3]相加，减去 DATA_C0[2]和 DATA_C0[4]，并除以 2，得到 VI，用公式表示为 Vl= (DATA_C0[I]-DATA_C0[2] +DATA_C0[3]_DATA_C0[4] )/2。对DATA_C0[1]和 DATA_C0[2]相力口，减去 DATA_C0[3]和 DATA_C0[4]，并除以 2，得到 W1，用公式表示为 W1=(DATA_C0[1]+DATA_C0[2]-DATA_C0[3]-DATA_C0[4] )/2。对DATA_C0[1]和 DATA_CO[4]相加，减去DATA_C0[2]和DATA_C0[3]，并除以2，得到XI，用公式表示为X1=DATA_CO [I] -DATA_C0 [2] -DATA_C0 [3] +DATA_C0 [4] ) /2。Ul、V1、ffl, Xl 是处理后的像素值，分别对应于原来像素U、V、W和X的位置。对一幅图像的每个像素按照上述算法依次处理可以获得滤波后的整幅图像。
[0012]为了获得良好的效果，阈值Threshold要根据实际图像的噪声进行调整。U、V、W和X的位置是:u在W正上方，V在U正右方，X在W正右方，X在V的正下方。对于噪声较大的图像，对同一幅图像进行两次地滤波能达到较好的效果。
【权利要求】
1.一种基于小波变换的图像滤波算法，其特征是，包括下列步骤:对四个相邻的像素进行图像处理，像素的值分别为U、V、W、和X。对U、V、W和X进行相加，并除以2，得到数据DATA [ I ]，用公式表示为DATA [I]= (U+V+ff+X )/2 ;对U和W相加，减去V和X，并除以2，得到DATA[2]，用公式表示为DATA[2]= (U_V+W_X)/2 ;对U和V相加，减去W和X，并除以2，得到DATA[3]，用公式表示为DATA[3]= (U+V_W_X)/2 ;对U和X相加，减去V和W，并除以2，得到DATA [4]，用公式表示为 DATA [4]= (U-V-ff+X) /2 ； DATA_C0[1]被赋值为DATA [I]；当DATA [2]的值小于阈值Threshold，并大于-Threshold 时，DATA_C0[2]赋值为零；当 DATA [2]的值大于阈值 Threshold，DATA_CO [2]赋值为 DATA [2]-Threshold ；当 DATA [2]的值小于阈值-Threshold, DATA_C0[2]赋值为 DATA[2]+Threshold ；当 DATA[3]的值小于阈值 Threshold，并大于-Threshold时，DATA_C0[3]赋值为零；当DATA[3]的值大于阈值Threshold，DATA_C0[3]赋值为 DATA[3]-Threshold ；当 DATA[3]的值小于阈值-Threshold, DATA_C0[3]赋值为 DATA[3]+Threshold ；当 DATA[4]的值小于阈值 Threshold,并大于-Threshold时，DATA_C0[4]赋值为零；当DATA[4]的值大于阈值Threshold，DATA_C0[4]赋值为 DATA[4]-Threshold ；当 DATA[4]的值小于阈值-Threshold, DATA_C0[4]赋值为DATA[4]+Threshold ； 对 DATA_C0[1]、DATA_C0[2]、DATA_C0[3]、DATA_C0[4]四个数值进行处理:对 DATA_C0[1]、DATA_C0[2]、DATA_C0[3]和DATA_C0[4]进行相加，并除以2得到数据Ul，用公式表示为 Ul= (DATA_C0[1]+DATA_C0[2]+DATA_C0[3]+DATA_C0[4] )/2 JfDATA_CO[l]和 DATA_CO[3]相加，减去DATA_C0[2]和DATA_C0[4]，并除以2，得到VI，用公式表示为Vl= (DATA_CO [I] -DATA_C0 [2] +DATA_C0 [3] -DATA_C0 [4] ) /2 ;对 DATA_C0[1]和 DATA_C0[2]相加，减去 DATA_C0[3]和 DATA_C0[4]，并除以 2，得到 W1，用公式表示为 Wl= (DATA_C0[1]+DATA_CO[2]-DATA_C0[3]-DATA_C0[4] ) /2 ；对 DATA_C0[1]和 DATA_C0[4]相力口，减去 DATA_CO [2]和 DATA_C0[3]，并除以 2，得到 XI，用公式表示为 X1=DATA_C0[1]-DATA_C0[2]_DATA_C0[3]+DATA_C0[4] ) /2 ;U1、V1、W1，X1是处理后的像素值，分别对应于原来像素U、V、W和X的位置；对一幅图像的每个像素按照上述算法依次处理可以获得滤波后的整幅图像。
2.如权利要求1所述的基于小波变换的图像滤波算法，其特征是，U、V、W和X的位置是:U在W正上方，V在U正右方，X在W正右方，X在V的正下方。对于噪声较大的图像，对同一幅图像进行两次地滤波能达到较好的效果。
【文档编号】G06T5/00GK103559685SQ201310481368
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年10月14日
【发明者】杨玉红, 池国泉, 胡燕翔, 徐江涛 申请人:天津市晶奇微电子有限公司