一种噪声强度自适应的非局部均值图像去噪方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于数字图像处理技术领域，设及一种噪声强度自适应的非局部均值图像 去噪方法。
【背景技术】
[0002] 数字图像在获取的过程中，不可避免的会受到各种噪声信号的干扰，使得图像质 量退化，从而影响后期的图像特征提取、目标分割W及目标识别，因此图像去噪具有重要的 实际应用价值。
[0003] 图像去噪方法可W分为基于空域的方法和基于变换域的方法两大类。基于空域的 方法有基于单个像素灰度相似性的双边滤波、高斯滤波等方法，基于变换域的方法如各种 基于小波变换的图像去噪方法等。传统的空域去噪方法是基于单个像素信息进行处理的， 不能很好地保留弱边缘和纹理细节，而由Buades提出的非局部均值去噪方法则是利用局 部图像块的信息，能够较好表达图像的结构信息，故其性能优于其它经典的去噪算法，如双 边滤波、PDE、基于小波的方法等。
[0004] 由于非局部均值方法具有算法简洁、性能优越、易于改进与扩展的特点，是目前实 际应用中的一种主流方法。但该方法在实际应用时，对整幅图像采用相同的去噪强度参数， 造成图像中不同亮度区域的去噪效果不够理想。本发明旨在根据图像不同亮度区域噪声强 度分布不一致的特征，通过测试灰度条上不同亮度下的去噪效果，选择不同强度的去噪参 数，能够更好的适应噪声分布不均匀的情况，因而可W获得更好的图像去噪效果。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种噪声强度自适应的非局部均值图像去噪方法，W解决现 有的非局部均值去噪方法采用相同的去噪强度参数造成的图像去噪效果不理想的技术问 题。
[0006] 本发明采用的技术方案为，一种噪声强度自适应的非局部均值图像去噪方法，具 体包括W下方法步骤：
[0007] 步骤1 ;采集灰阶条图像，将其输入计算机，将灰阶条图像记为Z (i)，其中i表示像 素点，Z表示该像素点的亮度值，将灰阶条不同的亮度区域记为Xm;
[000引步骤2 ;获取不同亮度下的最佳去噪强度参数；
[0009] 2. 1，使用非局部均值方法在不同去噪强度参数下对灰阶条图像z(i)进行去噪， W获取不同亮度Ym对应的最佳去噪强度参数g m，记为（gm，Ym)，Ym为亮度区域X m的亮度平均 值；
[0010] 2. 2,采用线性差值法获取不同于亮度Ym的亮度P。对应的最佳去噪强度参数q。；
[0011] 步骤3 ;根据步骤2得到的不同亮度对应的最佳去噪参数对待去噪图像进行不同 亮度下的噪声强度自适应去噪。
[0012] 本发明的特点还在于，
[0013] 步骤2.1的具体过程为：
[0014] 2. 1. 1，采用去噪公式对灰阶条图像z(i)去噪；
[0015] 将去噪强度参数h从1开始，从小到大依次改变取值，对灰阶条图像z(i)的进行 去噪，得到一系列去噪后的图像，其中，去噪强度参数h的取值为屯=1，hi= lo(i-l)， 2《i《101，i为整数，hi代表第i个去噪强度参数，去噪公式如下：
[0016] NLM(i) = E W (i, j) z (j)
【主权项】
1. 一种噪声强度自适应的非局部均值图像去噪方法，其特征在于，具体包括以下步 骤： 步骤1 :采集灰阶条图像，将其输入计算机，将灰阶条图像记为Z(i)，其中i表示像素 点，Z表示该像素点的亮度值，将灰阶条不同的亮度区域记为Xm; 步骤2 :获取不同亮度下的最佳去噪强度参数； 2. 1，使用非局部均值方法在不同去噪强度参数下对灰阶条图像z(i)进行去噪，以获 取不同亮度Ym对应的最佳去噪强度参数gm，记为（gm，Ym)，Ym为亮度区域X^勺亮度平均值； 2. 2,采用线性差值法获取不同于亮度Ym的亮度Pn对应的最佳去噪强度参数qn; 步骤3 :根据步骤2得到的不同亮度对应的最佳去噪参数对待去噪图像进行不同亮度 下的噪声强度自适应去噪。
2.根据权利要求1所述的一种噪声强度自适应的非局部均值图像去噪方法，其特征在 于，所述步骤2. 1的具体过程为： 2. 1. 1，采用去噪公式对灰阶条图像z(i)去噪： 将去噪强度参数h从1开始，从小到大依次改变取值，对灰阶条图像z(i)的进行去 噪，得到一系列去噪后的图像，其中，去噪强度参数h的取值为：hi= 1，hi= 10(i-l)， 2 <i< 101，i为整数，hi代表第i个去噪强度参数的值，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图像，《 (i，j)表示像 素i与j之间的权重，并满足〇彡《(i，j)彡1且Z"X/'V) = 1'j为以i为中心的21X21 j 区域的像素；C(i)为归一化因子，队表示以像素i为中心的7X7的图像块，\.表示以像素j为中心的7X7的图像块； 2. 1.2,计算灰阶条图像z(i)每个亮度区域Xm采用不同的去噪强度参数1^去噪后得 到的一系列图像的峰值信噪比PSNR，选取每个亮度区域Xm去噪后得到的一系列图像中峰值 信噪比PSNR最大的图像所对应的去噪强度参数比作为相应亮度区域Xm的最佳去噪强度参 数，记为gm，并计算每个亮度区域Xm的亮度平均值Ym，将各亮度区域Xm下的最佳去噪强度参 数和亮度平均值表示为（gm，YJ; 峰值信噪比PSNR的计算公式为：
其中，M表示亮度区域的像素总数； 各亮度区域的亮度平均值Ym计算公式为：
3. 根据权利要求1所述的一种噪声强度自适应的非局部均值图像去噪方法，其特征在 于，所述步骤2. 2的具体过程为： 如果亮度？"不在（g^Yj之中，则从（g^Yj之中寻找与其数值最相近的相邻两个亮度 平均值，分别记为Yj和Yj+1，其中Yj小于Pn，Yj+1大于Pn，Yj和Y」+1在（gm，Ym)中对应的去噪 强度参数分别为&和gm，则亮度Pn对应的最佳去噪强度参数qn通过线性插值公式计算求 得，线性插值公式为：
4. 根据权利要求1所述的一种噪声强度自适应的非局部均值图像去噪方法，其特征在 于，所述步骤3的具体过程为： 3. 1，将待去噪的图像表示为g(x，y)，对其进行自然对数变换，变换结果为gl (x，y)= lng(x,y)； 3. 2,在对数域对gl (x，y)采用非局部均值方法进行去噪，具体为： 对^(1，7)的每一像素点（x，y)，采用其原始图像g(x，y)亮度值对应的最佳的去噪强 度参数h，根据去噪公式对^(1，7)去噪，得到去噪后的图像，记为g2(x，y); 3.3，对&(1，7)进行指数变换，得到最终去噪后的图像h(x，y)，结果为h(x，y)= exp(g2 (X，y)) 〇
【专利摘要】本发明公开了一种噪声强度自适应的非局部均值图像去噪方法，首先采集灰阶条图像，采用非局部均值方法对其使用不同的去噪强度参数去噪，得到不同亮度下的最佳的去噪强度参数；再使用线性插值的方法，计算其它亮度所对应的最佳去噪强度参数；最后采用不同亮度下对应的最佳去噪强度参数在对数域对图像去噪，将对数域去噪后的图像进行指数变换得到最终去噪后的图像。本发明克服了现有方法中去噪强度参数固定的缺点，提高了图像的去噪效果；同时在对数域处理有助于增大暗区域像素亮度的差异，减小亮区域的差异，更有利于提高图像的去噪效果。
【IPC分类】G06T5-00
【公开号】CN104616259
【申请号】CN201510057999
【发明人】张二虎, 李敬, 朱仁兵, 张卓敏
【申请人】西安理工大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月4日