[發(fā)明專利]用單幅圖像分布參數(shù)樣本反演高斯噪聲方差的盲測定方法

有效

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• 申請日: 2012-04-09
• 公開（公告）號: CN102663698A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖亮;李恒;唐松澤;張梵彪
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛

1.一種用單幅圖像分布參數(shù)樣本反演高斯噪聲方差的盲測定方法，其特征在于以自然圖像的高階統(tǒng)計(jì)特性為基礎(chǔ)，利用圖像峰度和方差之間存在的內(nèi)在蘊(yùn)含關(guān)系以及峰度隨圖像頻率衰減下的近似不變性；根據(jù)一組預(yù)先構(gòu)造的正交濾波器對去均值圖像進(jìn)行分頻處理，構(gòu)造不同頻率濾波圖像；計(jì)算不同頻率濾波圖像的峰值和方差，并對峰度按照低頻到高頻進(jìn)行衰減，構(gòu)造分布參數(shù)樣本；將噪聲的方差看作未知量，建立噪聲方差的優(yōu)化反演模型，然后利用直接搜索法通過求解該反演模型的最小點(diǎn)，將求得的最小點(diǎn)作為噪聲方差的估計(jì)，具體步驟為：

步驟1：?去均值：輸入一幅含噪聲圖像????????????????????????????????????????????????,計(jì)算含噪圖像的平均值,然后得到去均值圖像；

??步驟2:?構(gòu)造一組正交濾波器，其中為濾波器的個數(shù)；

??步驟3：根據(jù)正交濾波器組對去均值圖像進(jìn)行分頻處理，構(gòu)造不同頻率濾波的圖像序列?；

步驟4:?利用不同頻率濾波圖像序列，計(jì)算每幅濾波圖像的峰度和方差或標(biāo)準(zhǔn)方差，得到個峰度和個方差樣本或標(biāo)準(zhǔn)方差；

步驟5：對N個峰度進(jìn)行冪指數(shù)衰減，得到個衰減的峰度樣本值；

步驟6：利用步驟5計(jì)算的個衰減的峰度樣本值和步驟4計(jì)算的個方差樣本，構(gòu)造未知噪聲方差或標(biāo)準(zhǔn)方差的最小化擬合反演模型，其中:?為未知變量；?為未知變量，表示理想沒有污染的圖像的峰度；

步驟7:?利用直接搜索法求解最小化反演模型，將搜索得到的最小點(diǎn)作為噪聲方差的最優(yōu)估計(jì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用單幅圖像分布參數(shù)樣本反演高斯噪聲方差的盲測定方法，其特征在于步驟1中，去均值的過程為：輸入一幅大小的含噪聲圖像，其中表示圖像像素點(diǎn)的行數(shù)、表示圖像像素點(diǎn)的列數(shù)；計(jì)算含噪圖像的平均值，然后得到去均值圖像，?其中平均值由如下公式計(jì)算

其中,分別表示圖像的像素點(diǎn)所在的行數(shù)和列數(shù),?。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用單幅圖像分布參數(shù)樣本反演高斯噪聲方差的盲測定方法，其特征在于步驟2中，基于2維離散DCT函數(shù)，構(gòu)造一組正交濾波器，，構(gòu)造過程為：

?????根據(jù)2維離散DCT函數(shù)生成個的DCT矩陣?,其中分別表示DCT函數(shù)水平方向和垂直方向的頻率參數(shù)，且；矩陣的各元素由如下公式計(jì)算

,??????????????????????????????????????????

其中：分別表示矩陣中各元素所在的行數(shù)和列數(shù)，

其中:?

?按照徑向頻率且,由小到大對各個DCT矩陣,進(jìn)行排序,得到排序后的個大小的DCT矩陣：

?利用排序后的個大小的DCT矩陣，按照逐行掃描的方式將每個矩陣轉(zhuǎn)換為長度為的1維向量,?得到個1維向量；

?將個1維向量分別作為個濾波器的元素,進(jìn)而構(gòu)造一組正交濾波器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用單幅圖像分布參數(shù)樣本反演高斯噪聲方差的盲測定方法，其特征在于步驟3中，根據(jù)濾波器組對去均值圖像進(jìn)行分頻處理，是根據(jù)卷積公式計(jì)算不同頻率DCT濾波的圖像序列?,即滿足如下關(guān)系?

；

其中:?為卷積算子。

5.根據(jù)權(quán)利1所述的用單幅圖像分布參數(shù)樣本反演高斯噪聲方差的盲測定方法，其特征在于步驟4中利用不同頻率濾波序列?來計(jì)算每幅濾波圖像的峰度和方差,得到個峰度和個方差樣本或標(biāo)準(zhǔn)方差，計(jì)算關(guān)系為：

???峰度:?????

???方差:????

???標(biāo)準(zhǔn)方差:?。

6.根據(jù)權(quán)利1所述的用單幅圖像分布參數(shù)樣本反演高斯噪聲方差的盲測定方法，其特征在于步驟5中對峰度進(jìn)行冪指數(shù)衰減，得到冪指數(shù)衰減的峰度樣本值，其中冪指數(shù)權(quán)重的計(jì)算關(guān)系為：

???????，。

7.一種用單幅圖像分布參數(shù)樣本反演高斯噪聲方差的盲測定方法，其特征在于以自然圖像的高階統(tǒng)計(jì)特性為基礎(chǔ)，利用圖像峰度和方差之間存在的內(nèi)在蘊(yùn)含關(guān)系以及峰度隨圖像頻率衰減下的近似不變性；根據(jù)一組預(yù)先構(gòu)造的正交濾波器對去均值圖像進(jìn)行分頻處理，構(gòu)造不同頻率濾波圖像；計(jì)算不同頻率濾波圖像的峰值和方差，并對峰度按照低頻到高頻進(jìn)行衰減，構(gòu)造分布參數(shù)樣本；將噪聲的方差看作未知量，建立噪聲方差的優(yōu)化反演模型，然后利用直接搜索法通過求解該反演模型的最小點(diǎn)，將求得的最小點(diǎn)作為噪聲方差的估計(jì)，具體步驟為：?

步驟1：?去均值：輸入一幅含噪聲圖像,計(jì)算含噪圖像的平均值,然后得到去均值圖像；?

??步驟3：將預(yù)先構(gòu)造的正交濾波器存放在存儲單元中，根據(jù)正交濾波器組對去均值圖像進(jìn)行分頻處理，構(gòu)造不同頻率濾波的圖像序列?；

步驟4:?利用不同頻率濾波圖像序列?,計(jì)算每幅濾波圖像的峰度和方差或標(biāo)準(zhǔn)方差，得到個峰度和個方差樣本或標(biāo)準(zhǔn)方差；

步驟5：對N個峰度進(jìn)行冪指數(shù)衰減，得到個衰減的峰度樣本值；

步驟6：利用步驟5計(jì)算的個衰減的峰度樣本值和步驟4計(jì)算的個方差樣本，構(gòu)造未知噪聲方差或標(biāo)準(zhǔn)方差的加權(quán)最小化擬合反演模型；

步驟7:?利用直接搜索法求解最小化反演模型，將搜索得到的最小點(diǎn)作為噪聲方差的最優(yōu)估計(jì)。