一种基于选择性平滑滤波的图像降噪方法

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及不同视角图像中应用，具体涉及一种基于选择性平滑滤波的图像降噪方法。

背景技术：

1、数字信号的图像在数字化处理和传输过程中会受到成像设备与外部环境的噪声干扰。噪声的大小是衡量图像质量的一个非常重要因素，所以测量噪声并在不影响系统整体性能的情况下快速且准确地滤除噪声是提高图像质量的重要方法。图像的噪声从来源上可以分为系统噪声和环境噪声，系统噪声是来自系统本身的噪声，而坏境噪声是来自外界坏境的噪声。为了得到优质量的图像，通常情况下需要通过图像降噪的算法对图像进行处理和优化。

2、其中，图像降噪的一个重要难点在于平滑程度的控制；平滑程度过低会导致降噪不充分，平滑程度过高会导致图像细节的损失，在视觉上也不自然；由于降噪不足与平滑过度之间的平衡不好掌握，且对降噪优劣的判断因人而异，大多降噪滤波往往通过允许用户调节参数选择性修正降噪结果。因此，如何控制平滑程度是选择性图像降噪的一个重要问题。

3、相关技术中，在对图像进行降噪处理时，通常是对全部图像都采用相同的滤波，即对图像中没有噪声的部分也会进行处理，导致没有噪声的图像也受到滤波的干扰，影响图像质量，此外，在图像中包含多种噪声时，由于没有对多种噪声进行选择性处理，因此在处理图像中的一种噪声时，也会对其他噪声的处理造成干扰，例如在处理系统噪声时，会影响到环境噪声的处理。

4、因此，如何对图像中包含的噪声进行选择性处理，并针对不同的噪声选择相应的快速且准确平滑滤波，以及提高对图像降噪处理的效率成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种基于选择性平滑滤波的图像降噪方法，该方法可以有针对性的选取最佳的区域对图像噪声进行处理，避免使用滤波算法对整个图像进行全面滤波，造成图像模糊的现象；同时，进行选择平滑滤波可以准确控制平滑滤波程度，有效提升降噪效果，保证图像的质量。

2、本发明的技术方案如下：

3、基于选择性平滑滤波的图像降噪方法，包括以下步骤：

4、a、输入待降噪图像，将其转化为灰度图像，建立3*3矩形框如下：

5、 a b c d e f g h i

6、从待降噪图像中任一处起始，矩形框移动掠扫整个待降噪图像，每次移动距离为一个像素点位置，每次移动后记录矩形框中的各个像素点的灰度值，用矩形框中心的像素点的灰度值与矩形框边缘上各个像素点的灰度值分别作差，得到该位置矩形框各个边缘像素点的梯度t；设定噪点阈值x，对于各个矩形框，如果∣t∣≤x，则代表该矩形框范围内的像素点均为正常点，将该矩形框中的像素点输入步骤b；否则代表该矩形框范围内的像素点存在噪点，将该矩形框中的像素点输入步骤c；

7、b、设定边缘检测阈值n，将步骤a输入的各个矩形框的各个像素点灰度值输入以下公式计算出阈值k；

8、

9、若k≥n，则将该矩形框的各个边缘像素点的灰度值带入以下公式(2)中求出均方根值he，将该均方根值he替换该矩形框中心点e的灰度值；若k<n，则该矩形框的各个像素点输入步骤c；

10、

11、c、对步骤a或步骤b输入的各个矩形框进行高斯平滑处理；

12、d、步骤b和c计算完毕后，得到最终降噪图像。

13、所述的阈值x的设定包括以下步骤：

14、基于步骤a建立的矩形框，从待降噪图像中任一处起始，矩形框移动掠扫整个待降噪图像，每次移动距离为一个像素点位置，每次移动后记录矩形框中的各个像素点的灰度值，将各个矩形框进行高斯平滑，高斯平滑后的各个矩形框中心的像素点的灰度值与该矩形框边缘上各个像素点的灰度值分别作差，得到各个矩形框中各个边缘像素点的梯度t0，选取∣t0∣的最大值，将该最大值设为阈值x。

15、所述的高斯平滑的公式为：

16、

17、其中，σ代表单位距离的权重；x、y代表中心像素点e的模板坐标。

18、所述的阈值n的设定包括以下步骤：

19、对原始图像所有像素点的灰度值求平均值然后将其与阈值x一同带入以下公式(4)求解，计算结果即为阈值n；

20、

21、本发明通过对待降噪图像进行矩形框掠扫分割，对分割的像素点区域进行特定选择，并进行特定过滤处理，有针对性地对不同类型的噪声进行滤波处理，避免对所有的图像进行滤波导致的图像模糊，并对边缘轮廓均方根降噪平滑来突出边缘，在保证了降噪效果的同时，保证图像的质量。

技术特征：

1.一种基于选择性平滑滤波的图像降噪方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于选择性平滑滤波的图像降噪方法，其特征在于，所述的阈值x的设定包括以下步骤：

3.如权利要求1或2所述的基于选择性平滑滤波的图像降噪方法，其特征在于：

4.如权利要求2所述的基于选择性平滑滤波的图像降噪方法，其特征在于，所述的阈值n的设定包括以下步骤：

技术总结
本发明旨在提供一种基于选择性平滑滤波的图像降噪方法，包括以下步骤：A、输入待降噪图像的灰度图像，建立3*3矩形框，用矩形框移动掠扫整个待降噪图像，计算每次移动后矩形框中心的像素点与矩形框边缘上各个像素点的梯度t；设定噪点阈值x，如果∣t∣≤x，则将该矩形框输入步骤B；否则将该矩形框输入步骤C；B、设定边缘检测阈值n，基于步骤A输入的各个矩形框计算出阈值K；若K≥n，则将该矩形框求出灰度值的均方根值hE，替换该矩形框中心点E的灰度值；若K<n，则该矩形框的各个像素点输入步骤C；C、对输入的各个矩形框进行高斯平滑处理；D、步骤B和C计算完毕后，得到最终降噪图像。本发明能提升降噪效果，保证图像质量。

技术研发人员：陈智斌,靳龙,李耀河,宋智文,白引弟,朱志敏
受保护的技术使用者：广西科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15