非局部均值空域时变视频滤波方法技术

本发明专利技术公开了一种非局部均值空域时变视频滤波方法，主要解决现有非局部均值空域时变滤波器的计算量大和应用范围受限的问题。其滤波过程是：初始化当前帧图像所有点处的权值归一化系数和非归一化滤波后的值为０；对于搜索域内每个坐标偏置，分别将当前帧图像所有的像素点进行统一的预处理，然后快速计算当前帧图像所有像素点在该搜索域坐标处的加权核权值；根据该加权核权值，更新权值归一化系数和非归一化滤波后的值；根据权值归一化系数和非归一化滤波后的值，计算得到滤波后的图像。本发明专利技术极大降低了现有非局部均值空域时变滤波方法的计算复杂度，可应用于视频去噪领域。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种非局部均值空域时变视频滤波方法，包括如下步骤：（１）设置搜索域形状、匹配窗大小、加权核宽度ｈ和相似性比较范数参数ｐ；（２）将视频流中当前要滤波的一帧图像，记为当前帧图像Ｖ↓［ｔ］，ｔ为当前帧图像在视频流中的帧标号，初始化当前帧非归一化滤波后的图像＊↓［ｔ］（ｘ，ｙ）和权值归一化系数α（ｘ，ｙ）均为０，其中（ｘ，ｙ）为图像坐标；（３）以搜索域内的点作为偏置，对所有点执行步骤（４）～（９）的操作；（４）以当前偏置（ｕ，ｖ，ｊ）为偏置量，计算当前帧图像与偏置后图像之间所有对应点的数据差的绝对值的ｐ次方之值，得到ｐ范数差值图像Δ↑［（ｕ，ｖ，ｊ）］（ｘ，ｙ）；（５）计算当前偏置（ｕ，ｖ，ｊ）下差值图像Δ↑［（ｕ，ｖ，ｊ）］（ｘ，ｙ）的积分图像Ｓ↓［Ｉ］↑［（ｕ，ｖ，ｊ）］（ｘ，ｙ），计算公式为：Ｓ↓［Ｉ］↑［（ｕ，ｖ，ｊ）］（ｘ，ｙ）＝＊＊Δ↑［（ｕ，ｖ，ｊ）］（ｘ′，ｙ′）；（６）通过下式计算在当前偏置坐标（ｕ，ｖ，ｊ）下的当前帧图像每个坐标处的图像偏置相似函数值：Ｄ（ｘ，ｙ，ｕ，ｖ，ｊ）＝Ｓ↓［Ｉ］↑［（ｕ，ｖ，ｊ）］（ｘ↓［ｌ］，ｙ↓［ｔ］）＋Ｓ↓［Ｉ］↑［（ｕ，ｖ，ｊ）］（ｘ↓［ｒ］，ｙ↓［ｂ］）－Ｓ↓［Ｉ］↑［（ｕ，ｖ，ｊ）］（ｘ↓［ｌ］，ｙ↓［ｂ］）－Ｓ↓［Ｉ］↑［（ｕ，ｖ，ｊ）］（ｘ↓［ｒ］，ｙ↓［ｔ］），其中，（ｘ，ｙ）为图像坐标，（ｘ↓［ｌ］，ｘ↓［ｔ］），（ｘ↓［ｒ］，ｙ↓［ｂ］）分别表示以（ｘ，ｙ）中心的匹配窗的左上角坐标和右下角坐标；（７）通过下式计算在当前偏置（ｕ，ｖ，ｊ）下，当前帧图像各坐标处的加权核权值：ｗ（ｘ，ｙ，ｕ，ｖ，ｊ）＝ｅｘｐ（－Ｄ（ｘ，ｙ，ｕ，ｖ，ｊ）／２ｈ↑［ｐ］），其中，ｗ（ｘ，ｙ，ｕ，ｖ）为加权核权值，ｈ为加权核宽度，ｅｘｐ（.）为指数函数；（８）在当前偏置坐标（ｕ，ｖ，ｊ）下，通过下式更新当前帧图像每个坐标处的权值归一化系数：α（ｘ，ｙ）＝α（ｘ，ｙ）＋ｗ（ｘ，ｙ，ｕ，ｖ，ｊ），其中，α（ｘ，ｙ）为权值归一化系数；（９）在当前偏置坐标（ｕ，ｖ，ｊ）下，通过下式更新当前帧图像每个坐标处的非归一化滤波后的值：＊↓［ｔ］（ｘ，ｙ）＝＊↓［ｔ］（ｘ，ｙ）＋ｗ（ｘ，ｙ，ｕ，ｖ，ｊ）×Ｖ↓［ｉ＋ｊ］（ｘ＋ｕ，ｙ＋ｖ），其中，＊↓［ｔ］（ｘ，ｙ）为非归一化滤波后的值，Ｖ↓［ｔ＋ｊ］为第ｔ＋ｊ帧图像信息；（１０）通过下式对当前帧图像每个坐标进行归一化处理，得到滤波后图像＊↓［ｔ］（ｘ...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：齐飞，付莹，石光明，韩钧宇，张犁，吴家骥，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]