[發明專利]一種基于多幀影像的快速保邊去噪方法

在審

• 申請號: 201910043300.0
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109919855A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 鞏曉雅;潘國成;劉國良
• 申請（專利權）人: 深圳禾苗通信科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 深圳市卓科知識產權代理有限公司 44534
• 代理人: 邵妍;張金玲

本發明公開了一種基于多幀影像的快速保邊去噪方法，對多幀含噪影像進行多幀影像配準、提取多幀邊緣、提取多幀共同邊緣以及對多幀保邊濾波處理獲得清晰去噪圖。本發明能以較小的計算量對多幀影像進行運算，結合多幀信息有效區分共同邊緣和噪聲，得到邊緣清晰的去噪圖像，顯著改善圖像質量和相應的目視效果。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，特別涉及一種基于多幀影像的快速保邊去噪方法。

背景技術

受各種因素影響，圖像在生成和傳輸過程中均有可能產生不同程度的噪聲，導致圖像質量降低，不僅顯著影響視覺體驗，也對后續圖像利用帶來諸多不利影響。根據圖像與噪聲的統計特性和頻域分布規律，學者們提出了各種去噪方法。其中基于濾波器的方法由于計算簡單、運行速度快得到了廣泛的應用。常見的基于濾波器的圖像去噪方法包括均值濾波、高斯濾波、中值濾波、小波濾波等。基于濾波器的圖像去噪方法是根據噪聲能量一般集中于高頻、而圖片能量則分布于一定區間這一特點設計的，因此具有一定的局限性。

濾波器在消除噪聲的同時，也會消除圖像部分原有的高頻信息，造成邊緣損失、圖像模糊。為了解決這個問題，陸續有學者提出了可以有效保留圖像邊緣的保邊濾波器，如雙邊濾波器、導向濾波器等。設計保邊濾波器的目的是在進行濾波的同時，對圖像的邊緣信息進行檢測和保護，也就是在有效濾除噪聲的同時，保持圖像的邊緣和細節。但是現有的保邊濾波方法在很多情況下仍然不能很好地工作，如何準確地區分圖像的噪聲和邊緣對現有的方法仍是個難點。

實際應用中，大量的噪聲圖像具有與之相關的上下文圖像，如視頻幀、手機連拍影像等。對于同一場景下的多張噪聲影像而言，每張影像的噪聲分布都是相同的、隨機的、互不相關的，因此可結合多幀影像的信息去除噪聲。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于多幀影像的快速保邊去噪方法，能以較小的計算量對多幀影像進行運算，結合多幀信息有效區分共同邊緣和噪聲，得到邊緣清晰的去噪圖像，顯著改善圖像質量和相應的目視效果，有效解決現有技術中的不足。

本發明是通過以下技術方案來實現的：一種基于多幀影像的快速保邊去噪方法，對多幀含噪影像進行多幀影像配準、提取多幀邊緣、提取多幀共同邊緣以及對多幀保邊濾波處理獲得清晰去噪圖。

作為優選的技術方案，幀影像配準的具體方法包括：

(1)對于獲取的多幀影像，選取第一幀影像為參考幀，其余幀為配準幀；

(2)采用灰度投影算法計算配準幀與參考幀之間的平移向量；

(3)根據(2)中計算的平移向量，對各配準幀進行平移，從而與參考幀對齊，其中配準幀平移后邊界的空缺值根據參考幀補齊。

作為優選的技術方案，提取影像邊緣的具體方法包括：

(1)按照下式計算影像在每個像素處的方差,

var＝mean(I*I)–mean(I)*mean(I)

其中，mean(I*I)＝ΣI*I/N，mean(I)＝ΣI/N分別是(I*I)和I在當前像素鄰域內的平均值，I表示歸一化的像素值，N代表鄰域內像素值數量；

(2)按照下式計算影像在每個像素處的邊緣強度，

edge＝var/(var+eps)

其中，var表示(1)中計算得到的當前像素的方差，eps表示小正數，具體實施時效果較好的經驗值為0.01；

(3)將小于一定閾值的邊緣強度置0,從而降低噪聲的影響。

作為優選的技術方案，提取多幀共同邊緣的方法如下：

(1)若n幀影像中有任一幀影像的邊緣強度為0,則共同邊緣強度值為0；