[發明專利]一種基于三維塊匹配的彩色膠片檔案影像去噪方法

在審

• 申請號: 202310335838.5
• 申請日: 2023-03-31
• 公開（公告）號: CN116468626A
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 陳國棟;陳子健;佘明磊;張旭生;林咸磊
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/20;G06T5/50;G06T7/90;G06T7/223;G06T7/269
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 張燈燦;蔡學俊

本發明涉及一種基于三維塊匹配的彩色膠片檔案影像去噪方法，包括：將輸入的彩色膠片檔案影像的RGB色彩空間轉換為YUV色彩空間；在基礎估計中引入前后向光流來進行幀間搜索，以更好地對每個參考塊進行相似塊匹配并分別得到一個三維矩陣；根據得到的三維矩陣，采用連續階導數的閾值濾波對圖像塊進行去噪；分別將去噪后的圖像塊聚合到原來的位置；在最終估計中引入光流來對每個參考塊進行相似塊匹配，形成兩個三維數組；根據已經組織好的兩個三維數組，采用維納濾波對圖像塊進行去噪；將所有的估計圖像塊聚合，通過YUV色彩空間反變換到RGB色彩空間，最終得到降噪后的膠片檔案。該方法可以快速、有效地對膠片檔案影像進行修復，提高膠片檔案的畫質。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，具體涉及一種基于三維塊匹配的彩色膠片檔案影像去噪方法。

背景技術

膠片檔案作為視頻檔案信息存在的一種重要形式，在上個世紀得到廣泛應用，它記錄了當時的社會面貌和重要事件，通過膠片檔案可以直觀的感受到社會以及文化的變遷，膠片檔案是一個國家和民族寶貴的精神文化財產，但這一文化財產卻面臨著巨大的威脅。由于年代久遠、保管條件限制以及各種歷史原因，檔案部門收集保存的許多膠片存在變形、霉變、褪色、劃傷甚至破損等現象，導致其中的信息失真或難以辨識，膠片檔案的修復具有十分重要的意義。本發明采用圖像處理的方式，能夠在較短的時間內完成對膠片檔案畫面的修復，不僅節約了人力和時間成本，也可以更好的提高膠片檔案的畫質，從而可以更好的保護寶貴的檔案，為后人留下寶貴的檔案原件。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于三維塊匹配的彩色膠片檔案影像去噪方法，該方法可以快速、有效地對膠片檔案影像進行修復，提高膠片檔案的畫質。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種基于三維塊匹配的彩色膠片檔案影像去噪方法，包括以下步驟：

步驟S1、將輸入的彩色膠片檔案影像的RGB色彩空間轉換為YUV色彩空間；

步驟S2、在基礎估計中引入前后向光流來進行幀間搜索，以更好地對每個參考塊進行相似塊匹配并分別得到一個三維矩陣；

步驟S3、根據得到的三維矩陣，采用連續階導數的閾值濾波對圖像塊進行去噪；

步驟S4、分別將去噪后的圖像塊聚合到原來的位置；

步驟S5、在最終估計中引入光流來對每個參考塊進行相似塊匹配，形成兩個三維數組；

步驟S6、根據已經組織好的兩個三維數組，采用維納濾波對圖像塊進行去噪；

步驟S7、將所有的估計圖像塊聚合，通過YUV色彩空間反變換到RGB色彩空間，最終得到降噪后的膠片檔案。

進一步地，所述步驟S1中，將圖像的RGB色彩空間轉換為YUV色彩空間，在搜索相似塊時使用Y分量進行搜索，UV分量使用和Y分量相同的相似塊位置信息；RGB色彩空間和YUV色彩空間的轉換公式為：

其中，Y表示明亮度，U和V表示色度，R、G、B分別表示紅、綠、藍三原色的亮度。

進一步地，所述步驟S2中，在基本估計中的幀間搜索引入前后向光流來引導搜索，在搜索區域中搜索匹配塊，即在被搜索的幀畫面數量上，搜索窗的中心將遵循參考塊依照光流估計的運動軌跡進行搜索；前向光流估計的運動軌跡有：

其中，t為參考幀所處的時間，N_f為正在被搜索的幀畫面數量，對在t+N_f上估計的光流稱為前向光流，為t+N_f上一坐標(x,y,t)的運動軌跡；同理，對在t-N_f上估計的光流稱作后向光流，后向運動軌跡的計算只需要使用后向光流估計即可。

進一步地，所述幀間搜索的實現方法為：