專利名稱：雙閾值開關(guān)型彩色圖像矢量濾波方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對圖像系統(tǒng)的濾波方法，尤其涉及一種雙閾值開關(guān)型彩色圖 像矢量濾波方法。
背景技術(shù)：
在圖像系統(tǒng)的獲取和傳輸過程中，總會存在各類噪音造成圖像質(zhì)量的下降。 而脈沖噪音是一種較為常見的噪音。不同于灰度圖像，彩色圖像系統(tǒng)中釆用了
多通道數(shù)值表示顏色的方法。例如RGB、 HSV顏色空間釆用三個(gè)分量分別代表 不同的通道成分。非線性的矢量中值濾波(VMF)因顯示出了具有很好的去噪能 力，而得到了廣泛關(guān)注，參見Astola J , Haavisto P， Neuvo Y. Vector Median Filters. In: Proc. IEEE. 1990， 78 (4): 678 - 689 。它將象素的多通道取值 統(tǒng)一看作顏色空間中的矢量來處理。在濾波的設(shè)計(jì)工作中，如何在濾除噪音和 保留原圖細(xì)節(jié)之間作好平衡，是各類矢量中值濾波器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵?；臼噶糠?向?yàn)V波(BVDF)考慮從矢量的夾角和來計(jì)算排序，該方法也較好地保持了原圖色 度,參見Trahanias P E, Karakos D, Venetsanopoulos A N. Directional processing of color images: theory and experimental results. IEEE Transactions on Image Processing 1996, 5 (6): 868 - 881。距離方向?yàn)V波(DDF) 考慮從距離與角度的復(fù)合的方法，即考慮了象素間的距離又保持象素間的色度， 參見Karakos D， Trahanias P E. Generalized multichannel image filtering structures. IEEE Transactions on Image Processing, 1997, 6 (7) :1038 - 1045。中心加權(quán)矢量中值濾波方法(CWVMF ),它對在各鄰域象素與 原象素計(jì)算差距是加權(quán)，參見LukacR. Adaptive color image filtering basedon center-weighted vector directional filters, Multidimensional Syst. Signal Processing, 2004， 15 ( 2 ) : 169 - 196。但以上方法都可能會造成濾波 后圖像的模糊，部分細(xì)節(jié)被誤判為噪音除掉。近年來，開關(guān)型的矢量濾波方法 通過條件判斷中心點(diǎn)矢量為噪音的可能性，在最大噪音檢查率和最小原像素誤 檢率之間做出平衡，取得的更好的濾波效果，例如ACWVDF、 RSVMF，分別參見 Celebi M E， Aslandogan Y A.Robust switching vector median filter for impulsive noise removal [J]. Journal of Electronic Imaging. 2008, 14 (7)， 043006: 1-9和Lukac R. Adaptive color image filtering based on center-weighted vector directional filters [J]. Syst. Signal Process. 2004,15: 169-196。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種雙閾值開關(guān)型彩色圖像矢量濾波方法。該方法是針對彩 色圖像的一種帶噪音預(yù)判的開關(guān)型濾波方法。本發(fā)明方法目的在于盡量去除噪 音像素，而減少錯(cuò)誤改變原圖像素的可能，同時(shí)具有計(jì)算復(fù)雜度與VMF相當(dāng)?shù)?特點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案為包括以下步驟(1)對于當(dāng)前點(diǎn)&對應(yīng)的濾波窗口 『=",...，^...~}內(nèi)每個(gè)像素矢量，計(jì)算其到其他矢量的距離；(2)計(jì)算每個(gè)矢量 到其他矢量的距離之和仏，...,^，...，^}; (3)根據(jù)每個(gè)象素的矢量對應(yīng)的矢量距 離和的大小進(jìn)行升序排序，得到當(dāng)前點(diǎn)在濾波窗口內(nèi)排序位置R一同時(shí)得到距 離和排序最小的對應(yīng)矢量x^; (4)計(jì)算當(dāng)前點(diǎn)矢量^與距離和排序最小的對應(yīng) 矢量x^的距離diff ; (5)根據(jù)條件diff <t和^<r,判斷該像素是否為噪 音。若同時(shí)成立，則輸出;c^;否則，維持原像素矢量^不變；
對于圖中所有像素均依次進(jìn)行以上的操作。其中，r和t為本發(fā)明的兩個(gè) 閾值參數(shù)。調(diào)解r和t會影響濾波效果，其取值范圍根據(jù)濾波窗口的大小和選用矢量的距離函數(shù)決定。
上述當(dāng)前點(diǎn)&的濾波窗口形狀為中心對稱的，窗口內(nèi)的象素?cái)?shù)量為奇數(shù)。
上述矢量距離釆用矢量的歐氏距離或矢量的夾角，或其組合。
本發(fā)明的有益效果是盡量去除噪音像素，而減少錯(cuò)誤改變原圖像素的可能， 同時(shí)具有計(jì)算復(fù)雜度與VMF相當(dāng)?shù)奶攸c(diǎn)。
本發(fā)明將結(jié)合實(shí)施方法參照附圖進(jìn)行詳細(xì)的說明，以便對本發(fā)明的目的、 特征及優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行更深入的理解。


圖1是傳統(tǒng)VMF矢量中值濾波的流程圖。 圖2是本發(fā)明的一個(gè)較佳的濾波流程圖。 圖3是一種常見濾波窗口的取法。
具體實(shí)施例方式
圖2給出了本方法的圖像噪音濾波方法的一個(gè)流程例子，對比圖1中VMF 矢量中值濾波方法的流程例子?？梢钥闯?，圖2與圖1的流程的區(qū)別體現(xiàn)在圖 2的S204 ~S207步驟與圖1的S104-S105步驟。
本方法的主要思路為首先判斷濾波窗口內(nèi)的當(dāng)前點(diǎn)是否是脈沖噪音，若是，
則釆用選擇輸出排序最小的矢量；若否，則保持原像素內(nèi)容不變。依次對圖中
所有點(diǎn)進(jìn)行以上操作。如圖2,本方法的某具體實(shí)施方式
如下
步驟S201:取當(dāng)前點(diǎn)&的濾波窗口大小N內(nèi)的像素，形成濾波矢量集合<formula>formula see original document page 6</formula>
步驟S202:按照像素矢量的歐氏距離計(jì)算相互距離，"(/,力=|卜,-、H,若矢量 為三元矢量，常見的如RGB和HSV等顏色空間中的矢量，則可使用歐矢距離
步驟S203:計(jì)算各矢量到其他矢量距離和丄,=f"(zW);
戶)
步驟S204:根據(jù){丄1,...,;..,"}的大小升序排序，得到排序最小丄皿的對應(yīng)矢
量^n和原中心像素的排序位置^;
步驟S^S:計(jì)算(Uff-l卜咖-;c。11 , ll同樣可以采用歐氏距離； 步驟S206: diff <t和&<r，判斷該像素是否為噪音。若是，則轉(zhuǎn)到步 驟S307;否則，維持原像素矢量&不變。 步驟S207:輸出& = ;^。
所有象素重復(fù)以上操作。其中，兩閾值參數(shù)設(shè)置為t=85,r=7。濾波窗口的 形狀如圖3，大小為3x3,中心像素為x,。
上訴實(shí)施實(shí)例是提供給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來實(shí)現(xiàn)或使用本發(fā)明的，本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對上述實(shí)施例子作出種 種修改或變化，因而本發(fā)明的保護(hù)范圍并不被上訴實(shí)施例子所限制，而應(yīng)該是 符合權(quán)益要求書提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
權(quán)利要求
1. 一種雙閾值開關(guān)型彩色圖像矢量濾波方法，包括以下步驟(1)對于當(dāng)前點(diǎn)xc對應(yīng)的濾波窗口W＝{x1，...，xc，...xN}內(nèi)每個(gè)像素矢量，計(jì)算其到其他矢量的距離；(2)計(jì)算每個(gè)矢量到其他矢量的距離之和{L1，...，Lc，...，LN}；(3)根據(jù)每個(gè)象素的矢量對應(yīng)的矢量距離和的大小進(jìn)行升序排序，得到當(dāng)前點(diǎn)在濾波窗口內(nèi)排序位置Rc，同時(shí)得到距離和排序最小的對應(yīng)矢量xmin；(4)計(jì)算當(dāng)前點(diǎn)矢量xc與距離和排序最小的對應(yīng)矢量xmin的距離diff；(5)根據(jù)條件diff<t和Rc<r，判斷該像素是否為噪音；若同時(shí)成立，則輸出xmin；否則，維持原像素矢量xc不變；對于圖中所有像素均依次進(jìn)行以上的操作；其中，r和t為本發(fā)明的兩個(gè)閾值參數(shù)；調(diào)解r和t會影響濾波效果，其取值范圍根據(jù)濾波窗口的大小和選用矢量的距離函數(shù)決定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙閾值開關(guān)型彩色圖像矢量濾波方法，其特征在 于上述當(dāng)前點(diǎn)^的濾波窗口形狀為中心對稱的，窗口內(nèi)的象素?cái)?shù)量為奇數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙閾值開關(guān)型彩色圖像矢量濾波方法，其特征在 于上述矢量距離釆用矢量的歐氏距離或矢量的夾角，或其組合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙閾值開關(guān)型彩色矢量濾波方法，主要針對彩色圖像中脈沖型噪音的去噪；該方法通過鄰域窗口內(nèi)中心像素的排序值和原像素與排序第一的像素的距離來判斷該像素是否是噪音，若為噪音，則輸出排序第一的像素，否則輸出原像素值；依次對圖像每點(diǎn)使用以上操作；本方法可應(yīng)用于靜態(tài)圖像或動態(tài)視頻的濾噪。
文檔編號G06T5/00GK101546425SQ200910039229
公開日2009年9月30日 申請日期2009年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月5日
發(fā)明者云 章, 靈 鐘 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)