[發明專利]一種基于時空三邊濾波器的視頻噪聲抑制方法

在審

• 申請號: 202210378103.6
• 申請日: 2022-04-12
• 公開（公告）號: CN114740476A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 艾加秋;王港;范高偉;姚佰棟
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G06T5/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發明公開了一種基于時空三邊濾波器的視頻噪聲抑制方法，包括：1.對視頻進行拆幀，確定待濾波的目標幀和相鄰幀；2.給目標幀設置一個滑動窗口，計算目標幀與相鄰幀對應窗口內灰度值的相似性，通過設置閾值來自適應選擇一定數量的相鄰幀參與目標幀的濾波；3.選擇高斯函數來描述目標幀每個窗口自適應選取的相鄰幀之間的時間信息；4.基于雙邊濾波器，將時間信息高斯函數融入雙邊濾波器的幾何?灰度空間的核函數中，構建表征視頻圖像時空間信息的三邊權重核函數，5.利用視頻幀圖像時空間信息，對目標幀圖像進行三邊濾波，得到去噪后的圖像。本發明能提升對視頻噪聲的抑制能力，并能很好的保持圖像中的重要細節，具有很好的實際應用價值。

技術領域

本發明涉及視頻SAR噪聲抑制技術領域，具體涉及一種基于時空信息的三邊濾波器用于視頻噪聲抑制方法。

背景技術

視頻合成孔徑雷達(Video synthetic aperture radar,VSAR)是一種新興的全天時、全天候的微波探測技術，結合SAR成像和視頻技術，對特定區域進行連續監測，可以提供高分辨率SAR視頻。然而，由于視頻SAR幀圖像中固有的散斑噪聲，使得進一步的圖像解釋和后續應用難以獲得可用的信息。因此，VSAR斑點噪聲的抑制引起了人們的極大關注，成為一個研究熱點。

合成孔徑雷達(SAR)圖像在許多應用中都會受到散斑噪聲的影響。而視頻SAR成像幀率高，圖像幀間包含大量跟時間相關的冗余信息。經研究表明視頻SAR幀圖像中的時間冗余信息對于抑制散斑噪聲很有幫助。傳統的濾波方法(Lee濾波器、Frost濾波器、Kuan濾波器、改進的sigma濾波器、NLM濾波器、BM3D濾波器等)在對視頻SAR圖像的乘性斑點噪聲去除表現欠佳。最近的濾波方法有：Li等人應用增強的VBM3D算法(通過多幀平均使用時間信息，然后使用VBM3D算法對平均圖像進行濾波)對視頻SAR圖像進行去噪處理；黃學軍等人通過無監督學習來訓練去噪網絡對視頻SAR圖像去噪。這些方法都在一定程度上篩選去除了視頻SAR圖像相鄰幀之間的時間冗余信息進行濾波，并實現了圖像去噪效果的提升。

現有的濾波方法在平滑視頻SAR圖像的噪聲時，SAR圖像中目標的局部細節特征容易被模糊或丟失。傳統的雙邊濾波器綜合應用了圖像的灰度值和幾何空間的相似性，能夠有效的平滑高斯噪聲同時保留光學圖像的細節，在光學圖像的去噪中應用廣泛，然而由于SAR圖像成像原理的缺陷，雙邊濾波器無法被直接應用到視頻SAR圖像散斑噪聲去除工作中。

發明內容

本發明是為了解決上述現有濾波技術存在的不足之處，提出一種基于時空三邊濾波器的視頻噪聲抑制方法，以期能有效抑制視頻SAR圖像中的斑點噪聲，同時保留圖像的紋理細節，從而能提升對視頻噪聲的抑制能力。

本發明為達到上述發明目的，采用如下技術方案：

本發明一種基于時空三邊濾波器的視頻噪聲抑制方法的特點是包括如下步驟：

步驟1：獲取一段合成孔徑雷達視頻并拆成N幀圖像，得到視頻幀圖像集合X＝{X₁,X₂,…,X_i,…,X_N}，X_i表示第i幀圖像，i∈[1,N]；

步驟2、以所述第i幀圖像X_i作為目標幀，定義目標幀之前的幀數下標為L₁，并初始化L₁＝i-1，定義目標幀之后的幀數下標為L₂，并初始化L₂＝i+1；

在所述目標幀中選取維度為a×a的窗口；

步驟3、計算目標幀在所述窗口內的灰度值與第L₁幀圖像在所述初始窗口內的灰度值的歐式距離

步驟4、若則L₁-1賦值L₁后，返回步驟3執行，否則，執行步驟5；其中，T是用來衡量相似性的閾值；