一种自适应非局部均值去噪方法技术

本发明专利技术公开了一种自适应非局部均值去噪方法，属于数字图像处理领域。该方法包括：采用至少两种不同大小的图像块，对待去噪图像每个像素点使用非局部均值去噪方法进行去噪估计，得到待去噪图像每个像素点在至少两种不同去噪模式下的去噪估计值；利用待去噪图像每个像素点在至少两种不同去噪模式下的归一化常数对所述至少两个去噪估计值进行选择，从而确定待去噪图像每个像素点的最终去噪估计值。该方法能够选择出最合适大小的图像块对待去噪图像进行非局部均值去噪，此种大小的图像块在进行相似性度量时对噪声更加鲁棒，产生的人工痕迹较少，使去噪效果更加平滑；此种大小的图像块还能保证潜在相似图像块的数量，避免去噪效果的退化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字图像处理领域，尤其是涉及一种自适应非局部均值去噪方法。
技术介绍
非局部均值去噪(NL-means)是近年来提出的一项新型的图像去噪技术。该方法充分利用了图像中的冗余信息，在去噪的同时能最大程度地保持图像的细节特征。去噪的基本思想是：当前像素的估计值由图像中与它具有相似邻域结构的像素加权平均得到。非局部均值去噪方法对图像的非局部自相似性进行了有效开发，其去噪效果依赖于能否找到足够数量的相似图像块。然而，该方法使用的图像块往往具有固定的形状和大小，这严重限制了潜在相似图像块的数量，因此，图像块大小和潜在相似图像块数量之间往往需要取得平衡，这是因为：一方面，较大图像块在进行相似性度量时对噪声更加鲁棒，并且能够产生较少的人工痕迹，从而使得去噪效果更加平滑，这在图像的平坦区域最为显著；但是，另一方面，随着图像块的逐渐增大，潜在相似图像块的数量将会减少，从而造成去噪效果的退化，这在图像的纹理区域特别明显。故在非局部均值去噪方法中，如何找到合适大小的图像块，是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术为克服上述情况不足，旨在提供一种自适应非局部均值去噪方法，采取合适大小的图像块，能够平衡图像块大小和潜在相似图像块数量，从而得到较好的去噪效果。一种自适应非局部均值去噪方法，包括：采用至少两种不同大小的图像块，对待去噪图像每个像素点使用非局部均值去噪方法进行去噪估计，得到待去噪图像每个像素点在至少两种不同去噪模式下的去噪估计值；利用待去噪图像每个像素点在至少两种不同去噪模式下的归一化常数对所述至少两个去噪估计值进行选择，从而确定待去噪图像每个像素点的最终去噪估计值。进一步的，所述图像块的大小用d×d像素阵列表示，其中d＝2r+1，r为正整数。进一步的，所述r取三个数值或四个数值或五个数值。进一步的，所述采用至少两种不同大小的图像块对待去噪图像每个像素点使用非局部均值去噪方法进行去噪估计，得到至少两种不同去噪模式下图像的去噪估计值的方法如下：其中d选取至少两个不同的值，计算不同模式下的图像去噪估计值，图像去噪估计值具体采用如下方法计算：公式(1)中，S表示搜索相似像素点的搜索窗口，为以像素点i为中心的一个图像区域，S的取值范围为[3×3，I]；u'd×d(i)表示待处理像素点i在图像块大小为d×d模式下的去噪估计值，v(j)表示像素点j在待噪声图像中的灰度值，wd×d(i,j)表示在图像块大小为d×d模式下像素点j相对于像素点i的权重值，其计算方式如下所示：公式(2)中，Vd×d(i)和Vd×d(j)分别表示以像素点i和像素点j为中心的图像块的灰度值向量，图像块大小为d×d，h为滤波参数，表示Vd×d(i)和Vd×d(j)之间的欧式距离；Zd×d(i)为归一化常数；Zd×d(i)计算方式如下：公式(3)中，Zd×d(i)为归一化常数，S表示搜索相似像素点的搜索窗口，为以像素点i为中心的一个图像区域，S的取值范围为[3×3，I]；Vd×d(i)和Vd×d(j)分别表示以像素点i和像素点j为中心的图像块的灰度值向量，图像块大小为d×d，h为滤波参数，表示Vd×d(i)和Vd×d(j)之间的欧式距离。进一步的，所述S取I。进一步的，所述利用待去噪图像每个像素点在至少两种不同去噪模式下的归一化常数对所述至少两个去噪估计值进行选择，从而确定待去噪图像每个像素点的最终去噪估计值包括：判断所述至少两种不同去噪模式下的归一化常数的大小；选择出归一化常数的最大值；确定与归一化常数最大值对应的去噪估计值为待去噪图像每个像素点的最终去噪估计值。本专利技术提供的一种自适应非局部均值去噪方法，采用至少两种不同大小的图像块对待去噪图像每个像素点使用非局部均值去噪方法进行去噪估计，得到待去噪图像每个像素点在至少两种不同去噪模式下的去噪估计值；然后利用不同去噪模式下的归一化常数对所述至少两个去噪估计值进行选择，从而确定待去噪图像每个像素点的最终去噪估计值。该方法能够选择出最合适大小的图像块对待去噪图像进行非局部均值去噪，此种大小的图像块在进行相似性度量时对噪声更加鲁棒，产生的人工痕迹较少，使去噪效果更加平滑；此种大小的图像块还能保证潜在相似图像块的数量，避免去噪效果的退化。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种自适应非局部均值去噪方法流程图；图2是本专利技术另一实施例提供的一种自适应非局部均值去噪方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。现有的非局部均值去噪方法充分利用图像中的冗余信息，在去噪的同时能最大程度地保持图像的细节特征。该算法需要在整个图像范围内判断像素间的相似度，也就是说，每处理一个像素点时，都要计算它与图像中所有像素点间的相似度。为了尽量减小噪声对像素点之间相似性度量的影响，利用计算两个图像块之间的欧式距离来对像素进行加权处理，从而对图像进行去噪。上述利用图像块对待去噪图像进行去噪处理时，图像块太大，潜在相似图像块的数量将会减少，从而造成去噪效果的退化，这在图像的纹理区域特别明显；图像块太小，在进行相似性度量时对噪声的鲁棒性较低，去噪时人工痕迹明显，从而使得去噪效果不够平滑。为了保证图像去噪质量，寻找到合适图像块大小。本专利技术提供了一种自适应非局部均值去噪方法，如图1所示：S1、采用至少两种不同大小的图像块，对待去噪图像每个像素点使用非局部均值去噪方法进行去噪估计，得到待去噪图像每个像素点在至少两种不同去噪模式下的去噪估计值；S2、利用待去噪图像每个像素点在至少两种不同去噪模式下的归一化常数对所述至少两个去噪估计值进行选择，从而确定待去噪图像每个像素点的最终去噪估计值。本专利技术提供的一种自适应非局部均值去噪方法，采用至少两种不同大小的图像块对待去噪图像每个像素点使用非局部均值去噪方法进行去噪估计，得到待去噪图像每个像素点在至少两种不同去噪模式下的去噪估计值；然后利用不同去噪模式下的归一化常数对所述至少两个去噪估计值进行选择，从而确定待去噪图像每个像素点的最终去噪估计值。该方法能够选择出最合适大小的图像块对待去噪图像进行非局部均值去噪，此种大小的图像块在进行相似性度量时对噪声更加鲁棒，产生的人工痕迹较少，使去噪效果更加平滑；此种大小的图像块还能保证潜在相似图像块的数量，避免去噪效果的退化。上述方法中，图像块大小用d×d像素阵列表示，其中d＝2r+1，r为正整数。r最小取1，即采用3×3的图像块对待去噪图像每个像素点进行非局部均值去噪。r最大值不能超过(W-1)/2，(H-1)/2中的较小值。W表示待去噪图像的长，H表示待去噪图像的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应非局部均值去噪方法，其特征在于，包括：采用至少两种不同大小的图像块，对待去噪图像每个像素点使用非局部均值去噪方法进行去噪估计，得到待去噪图像每个像素点在至少两种不同去噪模式下的去噪估计值；利用待去噪图像每个像素点在至少两种不同去噪模式下的归一化常数对所述至少两个去噪估计值进行选择，从而确定待去噪图像每个像素点的最终去噪估计值。

【技术特征摘要】
1.一种自适应非局部均值去噪方法，其特征在于，包括：采用至少两种不同大小的图像块，对待去噪图像每个像素点使用非局部均值去噪方法进行去噪估计，得到待去噪图像每个像素点在至少两种不同去噪模式下的去噪估计值；利用待去噪图像每个像素点在至少两种不同去噪模式下的归一化常数对所述至少两个去噪估计值进行选择，从而确定待去噪图像每个像素点的最终去噪估计值。2.根据权利要求1所述的自适应非局部均值去噪方法，其特征在于，所述图像块的大小用d×d像素阵列表示，其中d＝2r+1，r为正整数。3.根据权利要求2所述的自适应非局部均值去噪方法，其特征在于，所述r取三个数值或四个数值或五个数值。4.根据权利要求2所述的自适应非局部均值去噪方法，其特征在于，所述采用至少两种不同大小的图像块对待去噪图像每个像素点使用非局部均值去噪方法进行去噪估计，得到至少两种不同去噪模式下图像的去噪估计值的方法如下：其中d选取至少两个不同的值，计算不同模式下的图像去噪估计值，图像去噪估计值具体采用如下方法计算：ud×d′(i)=Σj∈Swd×d(i,j)·v(j);---(1)]]>公式(1)中，S表示搜索相似像素点的搜索窗口，为以像素点i为中心的一个图像区域，S的取值范围为[3×3，I]；u'd×d(i)表示待处理像素点i在图像块大小为d×d模式下的去噪估计值，v(j)表示像素点j在待噪声图像中的灰度值，wd×d(i,j)表示在图像块大小为d×d模式下像素点j相对于像素点i的...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：长沙全度影像科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43