[發明專利]基于空域和時域聯合濾波的多幀數字圖像去噪方法

有效

• 申請號: 201310530861.6
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103606132A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 李鵬;楊付正;賀競
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/50
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于空域和時域聯合濾波的多幀數字圖像去噪方法，包括如下步驟：

（1）輸入N幀低光照環境下采集的針對同一場景的自然圖像z_i,i=1,2,…,N；

（2）計算各幀圖像的平均水平梯度和平均垂直梯度將與之和作為圖像清晰度測度G_i，選取G_i最大的一幀，作為參考圖像z_r,1≤r≤N，并將該參考圖像的清晰度測度記為G_max；

（3）計算各幀圖像相對于參考圖像z_r的全局運動矢量V_i；

（4）計算各幀圖像清晰度測度G_i與參考圖像清晰度測度G_max的比值R_i，將R_i大于閾值0.99所對應的第i幀圖像記為候選參考圖像z_r'，計算各幀圖像相對于該候選參考圖像z_r的候選全局運動矢量

（5）計算全局運動矢量V_i和候選全局運動矢量的測度，并依據該測度從參考圖像z_r和候選參考圖像z_r'中選取基準圖像并將該基準圖像對應的全局運動矢量作為基準全局運動矢量

（6）將輸入的各幀圖像都劃分成大小相同的J個搜索塊，利用上述基準全局運動矢量計算各幀圖像中每個搜索塊相對于基準圖像中對應搜索塊的局部運動矢量V_{i_j},1≤i≤N且i≠s,1≤j≤J；

（7）將各幀圖像中的每個搜索塊都劃分為大小相同的Q個融合塊，使用步驟（6）中所得局部運動矢量V_{i_j}，在基準圖像中找出與各幀圖像中的每個融合塊所對應的基準融合塊，選取各幀圖像中與同一基準融合塊對應的融合塊構成時域融合塊組；

（8）分別計算每個時域融合塊組中每個融合塊與其對應基準融合塊的像素差值，并將這些像素差值的平均值作為該時域融合塊組中每個融合塊與其對應基準融合塊的時域相似性測度δ_{i_j_k},1≤i≤N且i≠s,1≤j≤J,1≤k≤Q；

（9）依據步驟（8）中所得的時域相似性測度δ_{i_j_k}，計算時域融合濾波權值ω_{i_j_k}：

ωi_j_k=1|δi_j_k|≤16(48-|δi_j_k|)/32,16<|δi_j_k|≤480|δi_j_k|>48;]]>

（10）用所述時域融合濾波權值ω_{i_j_k}對每個時域融合塊組所對應的基準融合塊進行時域加權融合濾波，得到時域融合濾波圖像z_fu；

（11）依據步驟（8）中所得各個時域融合塊組中每個融合塊與其對應基準融合塊的像素差值，統計像素差值大于閾值24的像素個數占融合塊總像素個數的百分比，計算這些百分比的標準差σ_j,k，若σ_j,k大于閾值0.09，則判定該時域融合塊組及其對應的基準融合塊為場景中的局部運動區域；

（12）對步驟（11）中所判定的局部運動區域，依據時域相似性測度δ_{i_j_k}，按照下式計算局部運動區域的時域融合濾波權值ω′_{i_j_k}:

ω′i_j_k=1|δi_j_k|≤6(12-|δi_j_k|)/6,16<|δi_j_k|≤120|δi_j_k|>12;]]>

（13）用局部運動區域的時域融合濾波權值ω′_{i_j_k}對所判定的局部運動區域所對應的基準融合塊進行加權融合濾波，使用該融合結果覆蓋時域融合濾波圖像z_fu中對應位置的融合結果，得到最終的時域融合圖像并對該時域融合圖像進行單幀空域非局部均值濾波，得到空域濾波圖像z_f；

（14）計算空域濾波圖像z_f的平均亮度根據該平均亮度對空域濾波圖像z_f進行亮度校正和色度校正，得到亮度和色度校正圖像z_c，對z_c再進行局部對比度增強，得到最終的去噪結果圖像z_out。