[發明專利]一種圖像序列的降噪方法

有效

• 申請號: 201010184252.6
• 申請日: 2010-05-27
• 公開（公告）號: CN102263885A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 于培寧
• 申請（專利權）人: 于培寧
• 主分類號: H04N5/21
• 分類號: H04N5/21;G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種降噪方法，特別涉及一種圖像序列的降噪方法。

背景技術

未經處理的原始圖像存在著一定程度的噪聲干擾，為了使圖像更逼真，需要進行圖像降噪。如何合理消除大量的噪聲，使圖像保持原有的各類信息，并得以加強，又適合于人眼觀察，一直是圖像處理研究領域進行的主要課題之一。

噪聲的存在造成了圖像一定程度上的失真，如果噪音過多則會妨礙對圖像的使用，此時必須對圖像進行降噪處理。圖像降噪過程中不可避免的造成圖像細節損失，因此噪聲抑制和細節保留是一對矛盾，各種降噪方法都要在二者之間選擇平衡點，現有的降噪方法各有其缺點，選擇何種方法降噪依賴于特定應用的需求和所用數據的特征。

幾種常見降噪技術：

(1)鄰域均值平均濾波器

用鄰域平均法的均值濾波器非常適用于去除通過掃描得到的圖像中的顆粒噪聲。領域平均法有力地抑制了噪聲，同時也由于平均而引起了模糊現象，模糊程度與領域半徑成正比。

(2)適應維納濾波器

它能根據圖像的局部方差來調整濾波器的輸出，局部方差越大，濾波器的平滑作用越強。它的最終目標是使恢復圖像f(x，y)與原始圖像f(x，y)的均方誤差e2＝E(f(x·y)-f(x，y))2最小。該方法的濾波效果比均值濾波器效果要好，對保留圖像的邊緣和其他高頻部分很有用，不過計算量較大。維納濾波器對具有白噪聲的圖像濾波效果最佳。

(3)中值濾波器

它是一種常用的非線性平滑濾波器，其基本原理是把數字圖像或數字序列中一點的值用該點的個領域中各點值的中值代換。其主要功能是，止周圍象素灰度值的差比較大的像素改取與周圍的像素值接近的值，從而可以消除孤立的噪聲點，所以中值濾波對于濾除圖像的椒鹽噪聲非常有效。中值濾波器可以做到既去除噪聲又能保護圖像的邊緣，從而獲得較滿意的復原效果，而且，在實際運算過程中不需要圖像的統計特性，這也帶來不少方便，但對一些細節多，特別是點、線、尖頂細節較多的圖像不宜采用中值濾波的方法。

(4)形態學噪聲濾除器

將開運算和閉運算結合起來可用來濾除噪聲。首先對有噪聲圖像進行開操作，可選擇結構要素矩陣比噪聲的尺寸大，因而開的結果是將背景上的噪聲去除。最后是對前一步得到的圖像進行閉合操作，將圖像上的噪聲去掉。根據此方法的特點可以知道，此方法適用的圖像類型是圖像中的對象尺寸都比較大，且沒有細小的細節，對這種類型的圖像除噪的效果會比較好。

(5)小波降噪

這種方法保留了大部分包含信號的小波系數，因此可以較好地保持圖像細節。小波分析進行圖像降噪主要有3個步驟：①對圖像信號進行小波分解。②對經過層次分解后的高頻系數進行閾值量化。③利用二維小波重構圖像信號。小波降噪方法的成功主要得益于小波變換具有如下特點：①低熵性，小波系數的稀疏分布，使得圖像變換后的熵降低；②多分辨率，由于采用了多分辨率的方法，所以可以非常好地刻畫信號的非平穩特征，如邊緣、尖峰、斷點等：③去相關性，因為小波變換可以對信號進行去相關，且噪聲在變換后有白化趨勢，所以小波域比時域更利于降噪；④選基靈活性，由于小波變換可以靈活選擇變換基，從而對不同應用場合，對不同的研究對象，可以選用不同的小波母函數，以獲得最佳的效果。

但上述降噪方法只能對數字視頻圖像幀內進行降噪，對視頻圖像幀間還沒有應用。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術缺陷，提供一種既能對數字視頻圖像幀內進行降噪，又能對視頻圖像幀間進行降噪的圖像序列的降噪方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：

一種圖像序列的降噪方法，包括如下步驟：

在圖像序列中，將組成各幀圖像的各像素依照其在幀中已知位置和順序排列，形成像素位序；

以像素數量為設定長度設定一“濾波區間”；

將圖像序列連續數幀圖像中具有相同像素位序的像素值串聯形成“像素值序列塊”；

在“像素值序列塊”中，將需要被濾波處理的像素值和/或“濾波區間像素值序列塊”，組成某一初位像素值和/或“濾波區間像素值序列塊”，應用一種和/或多種濾噪方法，對該像素值和/或“濾波區間像素值序列塊”進行處理，所得結果形成“新像素值”和/或“新像素值序列塊”；

進一步的，對需要進行濾噪處理的其余像素值和/或“濾波區間像素值序列塊”進行循環處理。