[發(fā)明專利]一種基于自適應濾波的掃描圖像去網(wǎng)紋方法

有效

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• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103561194A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設計）人: 李樹濤;孫斌;孫俊
• 申請（專利權）人: 湖南大學;富士通株式會社
• 主分類號: H04N1/58
• 分類號: H04N1/58;H04N1/409;G06T5/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發(fā)明涉及一種掃描圖像去網(wǎng)紋方法，更具體的說是一種基于自適應濾波的掃描圖像去網(wǎng)紋方法。

背景技術

目前，電子圖像打印機普遍采用半色調處理技術來打印連續(xù)色調圖像，連續(xù)色調圖像被轉換為數(shù)字半色調圖像打印到紙上。然而如果對用這種方法打印的紙質文檔圖像進行掃描，像紗窗一樣的半色調網(wǎng)紋就會出現(xiàn)在所得到的掃描圖像中，造成很差的視覺效果。另外，如果這些圖像中包含的是聚點網(wǎng)格圖案，這些圖像在重新打印時產(chǎn)生云紋效果，降低打印質量。

現(xiàn)有的反半色調算法不適用于掃描半色調圖像，掃描半色調圖像是灰度圖像，而這些算法只能處理二值半色調圖像。有些算法還需要知道半色調圖像產(chǎn)生算法中的細節(jié)信息，但是這些信息在當前條件下是無法從掃描圖像中獲得的。盡管如此，研究者還是提出了一些針對掃描圖像的去網(wǎng)紋算法，試圖從掃描圖像中恢復出高質量的連續(xù)色調圖像。

Siddiqui等人利用局部梯度信息來估計相應的連續(xù)色調像素的值，這種方法速度非常快，但是不能去除沿著圖像中邊緣附近的半色調圖案。

發(fā)明內容

為解決掃描圖像中半色調網(wǎng)紋去除方法的效果上存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種針對掃描圖像的基于自適應濾波的半色調網(wǎng)紋去除方法。

本發(fā)明解決上述問題的技術方案包括以下步驟：

1）利用基于圖像中冗余信息去噪算法，去除掃描圖像中的隨機噪聲；

2）采用離散余弦變換來對去噪后的掃描圖像進行頻域變換，檢測并提取半色調圖案的網(wǎng)紋頻率；

3）將去噪后的掃描圖像作為輸入，對其進行導向濾波來獲取每個像素點的梯度值；

4）根據(jù)步驟2）和步驟3）得到的半色調圖案的網(wǎng)紋頻率和掃描圖像的梯度值構造自適應濾波器，用自適應濾波器對掃描圖像進行濾波處理，得到基本估計圖像；

5）用掃描圖像和步驟4）得到的基本估計圖像作為輸入，采用邊緣保持濾波算法進行濾波處理，得到去除半色調圖案后的連續(xù)色調圖像。

由于采用上述技術方案，本發(fā)明的技術效果在于：本算法通過網(wǎng)紋頻率檢測和局部梯度信息提取，自適應的調整濾波器的核函數(shù)的半徑，尺度因子和方向，使得所得到的濾波器能夠根據(jù)圖像內容的變化，自適應地去除掃描圖像中的網(wǎng)紋，同時保護圖像中邊緣的清晰度，并取得了效果較好的對連續(xù)色調圖像的初步估計值，然后根據(jù)這個初步估計值計算邊緣保持濾波器中的亮度相似度權重，使得濾波得到的連續(xù)色調圖像中的邊緣比較銳利。本發(fā)明在有效去除半色調網(wǎng)紋的同時，得到了邊緣清晰的連續(xù)色調圖像，有效提高了掃描圖像質量，改善掃描圖像的視覺效果，能解決掃描圖像在電子設備上的顯示和重打印等問題，具有非常重要的實際應用價值。

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的基于自適應濾波的掃描圖像去網(wǎng)紋方法示意圖。

圖2為不同的掃描圖像去網(wǎng)紋方法的結果比較。

具體實施方式

圖1為本發(fā)明的基于自適應濾波的掃描圖像去網(wǎng)紋方法示意圖。輸入為掃描半色調圖像，輸出為去除半色調網(wǎng)紋后的連續(xù)色調圖像。如圖1所示，本發(fā)明各部分具體實施步驟如下：

階段1對輸入的掃描半色調圖像進行基于圖像中冗余信息的去噪，去除掃描圖像中的隨機噪聲，得到去噪后的掃描圖像。

去除隨機噪聲的過程具體分為四步：1）將輸入圖像分塊處理；2）尋找相似塊；3）估計無噪像素值；4）把去噪后的圖像塊合成為去噪后的圖像。基于圖像冗余信息的去噪算法可以參考BM3D[3]和NLM[4]。

階段2對去噪后掃描圖像進行去除半色調網(wǎng)紋處理。具體分為以下四步：

1)檢測網(wǎng)紋頻率。對掃描圖像進行離散余弦變換（DCT），得到其DCT頻譜圖，在所得到的頻譜紅定位網(wǎng)紋圖案的相應峰值，從而檢測網(wǎng)紋頻率fs，如公式（1）所示：