[發明專利]一種圖像降噪方法

有效

• 申請號: 201310393195.6
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN104036457A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 周鑫;宋燕麗;韓妙飛;李強
• 申請（專利權）人: 上海聯影醫療科技有限公司
• 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

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，尤其涉及一種圖像降噪方法。

背景技術

醫學圖像是現代臨床診療的重要參考信息，其圖像質量的優劣會直接關系到診療的效果。醫學圖像在生成過程中不可避免地受隨機噪聲(比如人體熱噪聲，機械噪聲等)的污染，因此降噪成為圖像處理流程中的重要一步。

醫學圖像降噪的一個重要難點在于平滑程度的控制。平滑程度過低會導致降噪不充分，平滑程度過高會導致圖像細節的損失，在視覺上也不自然。由于降噪不足與平滑過度之間的平衡不好掌握，且對降噪優劣的判斷因人而異，大多降噪濾波往往通過允許用戶調節參數來修正降噪結果。因此，如何設置參數成為醫學圖像降噪的一個重要問題。

現有的降噪方法大致可分為：基于頻域轉換的濾波和基于圖像域的均值／中值濾波。后者利用像素點周邊的像素集合的平均值來對實際像素值進行估計。其變化版本包括使用像素集合的中值來代替均值，使用加權平均來替代平均值等。其中，加權平均濾波被廣泛使用于包括降噪在內的各種圖像還原處理中。

由于加權平均濾波器的本質是在圖像中找尋相似的像素點，由于圖像內容的不同，不同的像素在圖像中所能找到的相似的像素點數量也不相同。在某些區塊因相似像素點不足而導致降噪不足的同時，另一些區塊可能得到過多的相似像素點參與平均而導致過度平滑現象。降噪不足與過度平滑同時存在嚴重影響了降噪的均勻性，也使參數調節變得更困難。

傳統的加權平均濾波通常依賴全局平滑參數來調節降噪程度。這種方法的問題在于，調節該參數的同時改變全圖的降噪程度(即過平滑的區域與降噪不足的區域將被同等對待)，這與用戶的期望并不一致。用戶希望噪聲能在全圖范圍內以同等比例被壓縮(既降噪的均勻性)，且對不同圖像使用相同參數得到的降噪結果應具有視覺的一致性。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種圖像降噪方法，不僅能保證全圖降噪的均勻性和對不同圖像中降噪的穩定性，而且實現簡單、運行速度快。

為了解決上述問題，本發明提供了一種圖像降噪方法，包括如下步驟：

(1)輸入待降噪圖像對所述待降噪圖像進行噪聲估計，得到所述圖像的噪聲水平σ；

(2)根據所述圖像的降噪期望，即期望噪聲壓縮倍數k，得到目標權重W_t；

(3)根據所述噪聲水平σ，計算所述圖像中每個像素點與其鄰域內每一個像素點之間的相似權重w_y；

(4)根據所述相似權重w_y和目標權重W_t，將所述像素點的總權重歸一化到所述目標權重W_t，得到加權平均值即為所述像素點降噪后的像素值。

上述所述一種圖像降噪方法，其中，所述k為系統默認值或用戶根據實際需要的輸入值，其中，0<k<1。

上述所述一種圖像降噪方法，其中，基于所述待降噪圖像的特征、噪聲的特征以及Lindeberg-Lévy中心極限定理，得到所述目標權重W_t與所述期望壓縮倍數k之間的關系。

上述所述一種圖像降噪方法，其中，所述目標權重W_t與所述期望噪聲壓縮倍數k之間的關系為W_t=1／k²。

上述所述一種圖像降噪方法，其中，通過對所述相似權重w_y進行線性收縮或非線性收縮，將所述像素點的總權重歸一化到所述目標權重W_t。

上述所述一種圖像降噪方法，其中，對所述相似權重w_y進行線性收縮的加權平均運算公式為：