[發明專利]一種分層自適應閾值視頻去噪方法

有效

• 申請號: 201310726947.6
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103747268A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 鹿浩;王佳希;陳亮;曹寧
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H04N19/64
• 分類號: H04N19/64;H04N19/166
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

技術領域

本發明涉及一種視頻去噪方法，特別涉及一種分層自適應閾值視頻去噪方法。

背景技術

隨著現代計算機和成像設備處理能力的增強，很多領域展開了對于高分辨率三維和更高維空間立體數據獲取和應用研究，包括生物醫學圖像、視頻圖像、銀河系外天文圖像、計算機視覺、以及三維SAR圖像等。為了有效地分析和表示這種海量數據，在不同的工程領域，需要創建和應用新的信號處理工具。

視頻去除噪聲的研究最初以圖像為單位逐幀處理，傳統的視頻去噪方法按空域、時域、變換域來進行劃分。空域濾波有中值濾波和系數自適應濾波等濾波方法，對各幀圖像均能得到較好的濾波效果。但是在視頻應用中，由于空域濾波沒有充分利用時域信息，不能得到理想的濾波效果。時域濾波考慮了幀間相關性，但是只適合靜止目標，對運動目標會產生偽影等現象。變換域通常都是逐幀去噪，對視頻不斷變化的特性估計不足。

新的視頻去噪算法主要是在原有算法的基礎上加入運動檢測估計，利用視頻各幀圖像的運動相關性，可以有效的解決偽影、拖尾等現象。另外一種新的視頻去噪算法是將時間作為一維，將視頻信號作為特殊的三維信號，整體做三維變換，也能夠取得較好的去噪效果。

人們已經提出了多種對于這種圖像數據的稀疏表示方法，其中多尺度分析方法最為引人注目。然而，絕大數的三維變換都是可分一維變換的組合，不是真正意義上的三維變換，這類變換得到的子帶會混淆三維信號的方向信息，不適合處理圖像立方體。如：Lexing?Ying和Candes等人提出了Curvelet變換的三維形式，即3D-Curvelet，具有良好的方向選擇性，但是其過大的冗余度（約40倍）使得算法效率非常低；Bamberger提出一個三維子帶分解方案，通過利用棋盤格濾波器組分別沿著兩個正交信號平面來實現，這個信號平面由二維平面上的一個二維方向濾波器組（DFB）進行分解。然而，所得到的通帶形狀是三維三角柱，而且不對應于單一方向域，角度分辨率只能沿著其中一個軸細化。為了有效表示高維數據，Yue?M.Lu和Minh?N.Do在文獻中將DFB擴充到高維，從而構成多維方向濾波器組（NDFB），通過多尺度金字塔和NDFB的結合提出了Surfacelet，Surfacelet的多尺度分解定義在頻率域，這樣其基圖像定位在頻率域，它能有效捕獲和表示光滑表面信號奇異性，并具有多方向分解、各向異性和低冗余度等性質，它能夠非常有效的捕捉到三維信號的光滑表面奇異性，非常適合處理三維信號。

但是現有的基于Surfacelet變換的視頻去噪算法并不能很好的利用Surfacelet變換優點，沒有很好的利用變換域的系數的領域、方向信息。而且Surfacelet變換對硬件的要求較高，也限制它的應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種分層自適應閾值視頻去噪方法，減少算法復雜度，并在改善視頻去噪效果的同時可以有效的解決偽影、拖尾和偽吉布斯效應等現象。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種分層自適應閾值視頻去噪方法，包含以下步驟：

步驟1，輸入含噪視頻，并對含噪視頻做Surfacelet變換，分解為4層；

步驟2，利用中值估計法估計Surfacelet變換域最高層方向子帶噪聲標準差：

σ₁＝median(|y(i,j,k)|)/0.6745

式中，y(i,j,k)為最高層Surfacelet變換域某一方向子帶；i∈{1,2,3,…,I}，j∈{1,2,3,…,J}，k∈{1,2,3,…,K}；I、J、K分別為該子帶的長度、寬度、高度；應用蒙特卡洛算法估計高斯白噪聲經過Surfacelet變換后各層噪聲標準差關系：

σn=σ1×e1-21+n/10]]>

式中，σ_n為第n層方向子帶噪聲的標準差；n＝2,3,4…；