[發(fā)明專利]一種基于Contourlet變換自適應方向閾值的圖像去噪方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210521031.2
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103854258A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 沈曉紅;張彩明;劉慧;張云峰;何軍
• 申請（專利權）人: 山東財經(jīng)大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域

本發(fā)明涉及圖像處理技術領域，具體涉及一種基于Contourlet變換自適應方向閾值的圖像去噪方法。

(二)背景技術

在當今信息時代，數(shù)字圖像已經(jīng)成為計算機處理的重要數(shù)據(jù)來源。現(xiàn)實中的數(shù)字圖像在數(shù)字化和傳輸過程中常受到成像設備與外部環(huán)境噪聲干擾等影響。如，醫(yī)學圖像、顯微圖像、遙感圖像、航拍圖像都帶有較強的噪聲。為了后續(xù)目標識別與分析的準確度，大量的圖像需要進行去噪處理，這增加了對圖像去噪技術的迫切需要。

所謂圖像去噪，是指減少數(shù)字圖像中的噪聲水平，并盡可能保持圖像細節(jié)信息的一種基本操作。圖像去噪作為一種基本的圖像預處理過程，有著廣泛的應用背景。傳統(tǒng)的圖像去噪方法有空域法和基于小波變換的方法。但傳統(tǒng)的小波基并不具備各向異性尺度關系，不是表示圖像的最優(yōu)基。Contourlet變換作為一種新的信號分析工具，以“輪廓線段”為單位分析圖像，能夠更有效地表示圖像中的邊緣和紋理信息。圖像經(jīng)Contourlet變換分解后，得到一系列不同尺度、不同方向的子帶系數(shù)。大部分的信號能量集中在低頻子帶；高頻子帶僅包含少量的邊緣信息。由于該變換具有強大的邊緣輪廓捕捉能力，高頻子帶系數(shù)是相當稀疏的，少量的、幅值較大的系數(shù)都集中于邊緣附近。而高斯白噪聲經(jīng)Contourlet變換后仍是白噪聲，其能量近似均勻的分布在所有的變換系數(shù)上。因此，對含噪變換系數(shù)應用一個閾值化方案，將低于閾值的系數(shù)置為0，高于閾值的系數(shù)進行保留或截取，就可以達到去除噪聲而保留有用信號的目的。然而，現(xiàn)有的Contourlet閾值大多是將小波閾值直接應用到Contourlet變換域，均沒有根據(jù)Contourlet變換的特點，發(fā)展適用于該變換的特色閾值。因此，在去除圖像噪聲時，邊緣和紋理信息的保持還不夠理想。

(三)發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于Contourlet變換自適應方向閾值的圖像去噪方法，以改進現(xiàn)有方法進行圖像去噪時容易出現(xiàn)的細節(jié)模糊和偽影等人工偽跡現(xiàn)象，達到去除噪聲、邊緣和紋理清晰保持的目的。

本發(fā)明的基本思想可簡述如下：在Contourlet變換域，與高斯噪聲能量近似均勻的分布在所有的變換系數(shù)上不同，圖像子帶的信號能量具有聚集性、方向選擇性及各向異性特性。在一個子帶中，信號能量呈現(xiàn)出特定的方向聚集性。若某個位置上信號的方向能量很強，說明該處有一個此方向上的邊緣；為保護邊緣，此處的閾值應該適當?shù)南抡{。若某個位置上信號的方向能量很弱，說明該處沒有邊緣；為去除噪聲，此處的閾值應該適當?shù)脑龃蟆１景l(fā)明首先估計每個子帶的噪聲和信號方差；然后，對每個子帶系數(shù)計算其局部方向能量；為保持邊緣信息，將系數(shù)的局部方向能量與該尺度平均能量的比值作為方向能量因子，基于貝葉斯準則，用該方向能量因子對貝葉斯閾值進行修正，從而達到既能有效去除噪聲，又可盡量保留細節(jié)的目的。

為了實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術方案如下：

(1)輸入含噪圖像I；

(2)對I進行Contourlet變換；

(3)利用局部方向鄰域，估計子帶系數(shù)的局部信號方向能量；

(4)根據(jù)局部信號方向能量與尺度信號平均能量，計算系數(shù)的方向能量因子；

(5)基于貝葉斯準則，用方向能量因子對貝葉斯閾值修正，得到每個系數(shù)的自適應方向閾值；

(6)按照軟閾值化規(guī)則，利用自適應方向閾值對含噪系數(shù)進行閾值萎縮；

(7)用萎縮后系數(shù)進行Contourlet逆變換，得到去噪后的圖像。

所述在估計子帶系數(shù)的局部信號方向能量時，為j尺度k方向子帶定義橢圓形狀的局部方向鄰域W_j，k，記為