[發(fā)明專利]一種基于結(jié)構(gòu)張量和卡爾曼濾波的視頻去噪方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410110966.0
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN103873743A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉煜;張茂軍;王煒;熊志輝;左承林;李衛(wèi)麗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科學技術(shù)大學
• 主分類號: H04N5/21
• 分類號: H04N5/21;H04N19/117
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏

1.一種基于結(jié)構(gòu)張量和卡爾曼濾波的視頻實時去噪方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：獲取當前時刻待處理圖像幀，以及保存的已完成去噪處理的當前幀之前的n幀圖像，n為預(yù)先設(shè)置的整數(shù)值；

步驟二：采用均值濾波器對當前時刻待處理圖像幀進行預(yù)濾波處理；

步驟三：針對步驟二預(yù)濾波處理后的圖像和步驟一保存的已完成去噪處理的當前幀之前的n幀圖像，計算每幀圖像的結(jié)構(gòu)張量，然后分別計算當前幀圖像與之前n幀圖像中每一幀圖像之間的結(jié)構(gòu)張量距離，再將這n個結(jié)構(gòu)張量距離求平均值，該平均值作為當前時刻待處理圖像幀的運動估計值；

步驟四：根據(jù)步驟三得到的當前時刻待處理圖像幀的運動估計值建立卡爾曼濾波的運動方差矩陣，在時間域上采用卡爾曼濾波方法對當前時刻待處理圖像幀進行降噪處理，得到卡爾曼濾波后的去噪圖像；

步驟五：在空間域上采用維納濾波器對當前時刻待處理圖像幀進行降噪處理，得到維納濾波后的去噪圖像；

步驟六：根據(jù)步驟三得到的當前時刻待處理圖像幀中各像素點的運動估計值計算其高斯權(quán)重值，結(jié)合步驟四得到的卡爾曼濾波后的去噪圖像以及步驟五得到的維納濾波后的去噪圖像，通過加權(quán)獲得最終的去噪圖像，并保存為當前幀已完成去噪處理的圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于結(jié)構(gòu)張量和卡爾曼濾波的視頻實時去噪方法，其特征在于，所述步驟一中保存的已完成去噪處理的當前幀之前的n幀圖像的初始值，即對于視頻圖像的第1幀至第n幀，將每一幀圖像的原始含噪圖像保存為其對應(yīng)的已完成去噪處理的圖像，其對應(yīng)的已完成去噪處理的圖像采用如下方式確定：

（1）對于視頻圖像的第1幀，將該第1幀圖像的原始含噪圖像保存為其對應(yīng)的已完成去噪處理的圖像；

（2）對于視頻圖像的第k幀，k為整數(shù)且1<k≤n，將第1幀至第k-1幀已完成去噪處理的圖像作為所述步驟三中保存的已完成去噪處理的當前幀之前的n幀圖像，依次執(zhí)行步驟二至步驟六，得到第k幀對應(yīng)的已完成去噪處理的圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于結(jié)構(gòu)張量和卡爾曼濾波的視頻實時去噪方法，其特征在于，所述步驟二中采用均值濾波器進行預(yù)濾波處理的具體方法為：對于當前時刻待處理圖像幀中的每一個像素點(x,y)，選擇以該像素點為中心的大小為N×N的模板，求模板中所有像素的均值，再把該均值賦予當前像素點(x,y)，作為處理后圖像在該點上的像素值V₁(x,y)，即：

V1(x,y)=Σi-0N-1Σj=0N-1V0(i,j)N2---(1)]]>

其中V₀(x,y)為待處理圖像在該模板中處的像素值。