[發明專利]基于表面波變換的自適應閾值視頻去噪方法

有效

• 申請號: 201210000125.5
• 申請日: 2012-01-02
• 公開（公告）號: CN102547073A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 田小林;焦李成;李杰;張小華;王爽;鐘樺;于昕;吳建設
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04N5/21
• 分類號: H04N5/21;G06T5/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明屬于圖像處理領域，涉及圖像去噪，可用于視頻圖像和三維圖像的去噪。

背景技術

視頻圖像在采集和傳輸過程中常常會受到各種噪聲的影響，使得視頻圖像質量變差，導致視頻圖像中的重要信息丟失。在對視頻圖像進行處理或者應用時，如何保留視頻圖像中的有用信息，如何捕捉視頻圖像中的曲面奇異，是一個熱點也是一個難點。

Minh?N.Do和Martin?Vetterli在2001年提出了一個雙重濾波器組的方法，從而得到具有光滑輪廓的典型圖像的稀疏表示。它對圖像的展開是由輪廓片段所組成的一個框架，于是被稱為Contourlet。Contourlet變換是一種“真正”的圖像二維表示方法，為圖像表示提供了一種靈活的、多分辨的、局部的和方向性的擴展。但是由于Contourlet變換采取了下采樣操作，缺乏平移不變性，且具有4/3的冗余度，會產生吉布斯現象，使得去噪后的圖像失真。Cunha等人通過結合非下采樣的塔式分解和非下采樣的DFB，實現了非下采樣Contourlet變換NSCT。NSCT繼承了Contourlet的多尺度和多方向性，同時還具備平移不變特性，可以有效消除吉布斯現象。但是，Contourlet變換和非下采樣Contourlet變換都只能處理二維信號，不能直接對三維信號甚至多維信號進行處理。

Yue?M.Lu和Mimh?N.Do將DFB擴充到高維，從而構成多維方向濾波器組NDFB，通過多尺度金字塔和NDFB的結合提出了表面波Surfacelet，Surfacelet變換的多尺度分解定義在頻域，它能有效捕獲和表示光滑表面信號奇異性，具有多方向分解、高效率的樹狀結構濾波器組、完全重構和底冗余等性質，非常適合視頻處理。

在上述變換域中，采用閾值處理是一種最常用的比較好的圖像去噪方法。閾值的選取常常是閾值去噪算法中的關鍵，閾值選取的過小會導致不能充分地去除噪聲；相反，閾值選取的過大會對信號產生過扼殺現象，丟失信號的部分重要信息，會導致去噪后的圖像過模糊現象。

在變換域中常用的閾值方法有Donoho等人提出的Visual?shrinkage方法，Q.Pan等人提出的3σ法，M.Vetterli和B.Yu提出的基于最小風險的BayesShrink方法，Lakhwinder?Kaur等人提出的NormalShrink方法。

上述的閾值方法并沒有考慮方向結構信息和空間鄰域信息，因此在細節和背景信息豐富的視頻圖像去噪中并不能得到理想的去噪效果。

在利用Surfacelet變換對視頻圖像進行去噪的過程中，傳統的閾值方法并沒有考慮系數在尺度內的鄰域相關特性和方向結構信息及噪聲在不同尺度的分布特征，因此不能充分的去除噪聲，導致邊緣模糊以及重要細節信息被扼殺等現象。

發明內容

本發明的目的在于克服上述已有方法的缺點，提出了一種基于表面波變換的自適應閾值視頻去噪方法，以改善圖像邊緣模糊和噪聲去除不充分的等現象，提高視頻的去噪效果。

為實現上述目的，本發明包括如下步驟：

(1)輸入含噪的視頻圖像，并對其進行Surfacelet變換，分解層數為4層，每層對應的方向數分別為192、192、48、12；

(2)對Surfacelet變換域中的系數按以下公式計算各層各方向子帶系數的初始閾值：

Tl,k=log(Ll,k/J)(δl,kn)2/δl,k,]]>