一种基于非线性Curvelet扩散的噪声图像增强方法技术

技术编号:5326306 阅读:284 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种基于非线性Curvelet扩散的噪声图像增强方法,技术特征在于:利用各向同性扩散过程源于自然界中的热扩散,以基于偏微分方程(Partial Differential Equation,PDE)的方法,避免各向同性扩散中出现的边缘模糊和定位问题。该方法可同步实现噪声消除和边缘保持,但对噪声非常敏感。本发明专利技术针对噪声图像,提出一种结合镜像扩展Curvelet(Mirror-extended Curvelet,ME-Curvelet)变换和非线性扩散的增强方法,该方法在对图像的边缘特征和对比度增强的同时,对其中的噪声进行抑制,并能有效消减伪Gibbs效应,进一步提高图像质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及,是一种基于非 线性Curvelet扩散的噪声图像增强方法。
技术介绍
图像增强是图像处理中的一个经典问题,通过对图像中感兴趣特征进行有选择的 增强,同时衰减其次要信息,从而提高图像可读性并增强图像解译能力,为图像后续处理奠 定基础。传统的图像增强方法主要有直方图均衡化、反锐化掩模等空域法,以及通过傅里叶 变换增强感兴趣频率成分的频域法。这些方法增强图像对比度的同时也会放大噪声,使得 图像细节信息被噪声淹没。小波变换增强算法是近年来广泛流行的图像增强方法。虽然基于多尺度小波变换 的子带系数增强方法在抑制噪声和增强特征和对比度方面比传统的单尺度方法有很大改 进,但研究表明,由于小波基各向同性的特点,它只能反映奇异“点”的位置和特性,而难以 表达更高维(如线)的特征。针对小波变换的上述缺陷,Canc^s等人提出了 Curvelet变 换理论,其各向异性特征非常有利于图像边缘的高效表示。文献“Gray and color image contrast enhancement by the curvelet transform,IEEE Trans, on Image Process., 2003,12(6) :706-717. ”公开了一种基于Curvelet变换的灰度和彩色图像增强方法。该方 法利用Curvelet变换的各向异性特征有利于图像边缘的高效表示的特点,首先对输入自 然图像进行Curvelet变换,并对得到的Curvelet系数根据增益函数进行增强,最后,对增 强的系数进行Curvelet逆变换重构出增强的图像。虽然该方法比基于小波变换的方法在 性能上有明显改善,但是只适用于无噪或噪声很小的图像。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处,本专利技术提出一种基于非线性Curvelet扩散的噪 声图像增强方法。技术方案,其特征在于步骤如下步骤1 对噪声图像灰度值矩阵进行ME-Curvelet正变换,得到不同分解尺度下各 个方向的ME-Curvelet系数矩阵;步骤2 根据改进增益函数对步骤1得到的所有ME-Curvelet系数矩阵分别进行 非线性变换,得到非线性变换后不同分解尺度下各个方向的ME-Curvelet系数矩阵;所述的改进增益函数为权利要求1. ,其特征在于步骤如下 步骤1 对噪声图像灰度值矩阵进行ME-Curvelet正变换,得到不同分解尺度下各个方 向的ME-Curvelet系数矩阵;步骤2 根据改进增益函数对步骤1得到的所有ME-Curvelet系数矩阵分别进行非线 性变换,得到非线性变换后不同分解尺度下各个方向的ME-Curvelet系数矩阵; 所述的改进增益函数为全文摘要本专利技术涉及,技术特征在于利用各向同性扩散过程源于自然界中的热扩散,以基于偏微分方程(Partial Differential Equation,PDE)的方法,避免各向同性扩散中出现的边缘模糊和定位问题。该方法可同步实现噪声消除和边缘保持,但对噪声非常敏感。本专利技术针对噪声图像,提出一种结合镜像扩展Curvelet(Mirror-extended Curvelet,ME-Curvelet)变换和非线性扩散的增强方法,该方法在对图像的边缘特征和对比度增强的同时,对其中的噪声进行抑制,并能有效消减伪Gibbs效应,进一步提高图像质量。文档编号G06T5/00GK102081790SQ201010564669公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日专利技术者宁慧君, 张艳宁, 李映 申请人:西北工业大学本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基于非线性Curvelet扩散的噪声图像增强方法,其特征在于步骤如下:步骤1:对噪声图像灰度值矩阵进行ME-Curvelet正变换,得到不同分解尺度下各个方向的ME-Curvelet系数矩阵;步骤2:根据改进增益函数对步骤1得到的所有ME-Curvelet系数矩阵分别进行非线性变换,得到非线性变换后不同分解尺度下各个方向的ME-Curvelet系数矩阵;所述的改进增益函数为:y=***其中,x为输入,y为输出;p∈(0,1],s∈(0,1];T↓[1]=***,T↓[2]=s↓[3]T↓[1],T↓[3]=s↓[4]T↓[2];其中,j为分解尺度,σ为按σ=median(|S↓[HH]|)/0.6745计算得到的SAR图像灰度值矩阵的对数矩阵的噪声标准差,median(.)表示取中值,|.|表示取模,S↓[HH]是对噪声图像灰度值矩阵进行一级小波分解得到的对角方向高频子带小波系数矩阵;σ↓[x]为输入x的二范数;s↓[1]∈[1,5],s↓[2]∈[1,5],s↓[3]∈[2,3],s↓[4]∈[1.5,2.5];步骤3:对步骤2得到的ME-Curvelet系数矩阵进行ME-Curvelet逆变换,得到ME-Curvelet逆变换结果矩阵,逆变换的尺度参数与正变换的尺度参数一致;步骤4:对步骤3得到的ME-Curvelet逆变换结果矩阵进行ME-Curvelet扩散,得到最终的去噪和增强图像灰度值矩阵;所述ME-Curvelet扩散过程步骤为:步骤a:对ME-Curvelet逆变换结果矩阵进行ME-Curvelet正变换,得到不同分解尺度下不同方向的ME-Curvelet系数矩阵;步骤b:利用逆阈值化函数对步骤(1)得到的ME-Curvelet系数矩阵进行逆阈值化处理,得到不同分解尺度下不同方向的ME-Curvelet系数矩阵,逆阈值化函数为r(x,T)=***;步骤c:对步骤b得到的ME-Curvelet系数矩阵进行ME-Curvelet逆变换,得到逆变换结果矩阵;步骤d:将步骤3得到的ME-Curvelet逆变换结果矩阵与步骤c的逆变换结果矩阵相减,得到差图像灰度值矩阵;步骤f:以步骤c得到的ME-Curvelet逆变换结果矩阵为初始条件进行非线性各向异性扩散,得到平滑后的图像灰度值矩阵;步骤g:将步骤d得到的差图像灰度值矩阵与步骤f得到的平滑图像灰度值矩阵相叠加,得到最终的ME-Curvelet扩散后的...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李映宁慧君张艳宁
申请(专利权)人:西北工业大学
类型:发明
国别省市:87[]

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