專利名稱：一種基于改進(jìn)的自適應(yīng)雙邊濾波的視頻去噪方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機(jī)視頻圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于改進(jìn)的自適應(yīng)雙邊濾波的視頻圖像去噪方法。
背景技術(shù)：
隨著多媒體信息的使用和推廣，圖像、視頻等信息在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸越來越流行，受到娛樂、社交、商業(yè)等領(lǐng)域的廣泛重視，給各個行業(yè)帶來了極大的便利。而且隨著大規(guī)模數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的發(fā)展以及在醫(yī)療、航天等領(lǐng)域的應(yīng)用，目前對大規(guī)模圖像、視頻的保存和傳輸技術(shù)提出了更高的要求。由于存儲空間和網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的限制，圖像和視頻需要進(jìn)行壓縮處理以減小文件的大小，壓縮的過程會產(chǎn)生一些噪聲。在傳輸?shù)倪^程中也無法避免地引入噪聲。所以圖像、視頻的噪聲去除工作是多媒體信息應(yīng)用的不可缺少的部分。
目前，現(xiàn)存相當(dāng)數(shù)量的各式各樣的圖像、視頻去噪算法，例如中值濾波、高斯濾波、 雙邊濾波、基于小波變換的算法等。然而現(xiàn)存的諸多算法在去噪效果和計算量上存在相當(dāng)大的不足。中值濾波和基于小波變換的算法計算量很大，無法滿足視頻處理要求的實時速度，高斯濾波會對圖像邊緣信息造成嚴(yán)重模糊，雙邊濾波算法對椒鹽型噪聲無能為力。并且以上算法在視頻去噪方面沒有考慮視頻中相鄰幀之間的關(guān)系，會造成視頻播放時閃爍的現(xiàn)象。目前基于幀間相關(guān)性的視頻去噪算法也有不少研究，由于試用范圍有限以及算法復(fù)雜度高等原因并沒有得到普遍應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)σ曨l里各種噪聲有效去除，并且運算效率高、效果穩(wěn)定的基于相鄰幀之間關(guān)系以及改的雙邊濾波的去噪算法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種基于改進(jìn)的自適應(yīng)雙邊濾波的去噪方法，其實施步驟如下
I)取連續(xù)N幀的兩端和中間共三幀，計算圖像的結(jié)構(gòu)張量的特征值；
其中矩陣表達(dá)式為
權(quán)利要求
1.一種基于改進(jìn)的自適應(yīng)雙邊濾波的視頻去噪方法，其特征在于其實施步驟如下1)取連續(xù)N幀的兩端和中間共三幀，計算圖像的結(jié)構(gòu)張量的特征值；2)統(tǒng)計這幾幀的結(jié)構(gòu)張量特征值的分布，選出劃分邊緣的閾值，統(tǒng)計出邊緣區(qū)域的梯度分布情況；3)根據(jù)每幀圖的結(jié)構(gòu)張量計算出像素點所在邊緣的方向，沿著該方向加權(quán)平均求像素點的灰度均值；4)通過結(jié)構(gòu)張量特征值的大小劃分出邊緣區(qū)域和非邊緣區(qū)域；5)在邊緣區(qū)域根據(jù)邊緣的梯度大小設(shè)置灰度方差；6)在非邊緣區(qū)域設(shè)置較大的灰度方差；7)根據(jù)自適應(yīng)的灰度均值和灰度方差計算雙邊濾波。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于改進(jìn)的自適應(yīng)雙邊濾波的視頻去噪方法，其特征在于， 所述步驟I)中計算像素的結(jié)構(gòu)張量矩陣。其中矩陣表達(dá)式如下'AC— I2 I I ' x X Λ Xj- yCBI I I2 _xxy y _其中Ix、Iy分別表示像素點的X和Y方向上的梯度值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于結(jié)構(gòu)張量改進(jìn)的雙邊濾波的視頻去噪方法，其特征在于，所述步驟4)中根據(jù)結(jié)構(gòu)張量矩陣計算特征值關(guān)系，通過與2)中統(tǒng)計出的閾值Td比較劃分出邊緣區(qū)域和非邊緣區(qū)域。其中特征值關(guān)系表達(dá)式為T= (A1-A2)2 = (A-B) 2+4C2其中，X1和λ 2是結(jié)構(gòu)張量的特征值，λ 1表示特征值中比較大的一個。所述步驟5)中根據(jù)結(jié)構(gòu)張量矩陣計算特征值關(guān)系，通過與2)中統(tǒng)計出的梯度與灰度值的關(guān)系k，計算灰度方差0 = φ； = Ι^ + ) +徹+ f- — 4(AB_Cl)λ i表示特征值中比較大的一個，該特征值與像素梯度大小相關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的基于改進(jìn)的自適應(yīng)雙邊濾波的視頻去噪方法，其特征在于所述步驟7)的詳細(xì)步驟包括對于每一個像素，取對應(yīng)的灰度均值和灰度方差進(jìn)行雙邊濾波計算。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于改進(jìn)的自適應(yīng)雙邊濾波的視頻去噪方法，實施步驟如下1)取連續(xù)N幀的兩端和中間共三幀，計算圖像的結(jié)構(gòu)張量的特征值；2)統(tǒng)計圖像中邊緣區(qū)域的比例以及邊緣的梯度分布；3)根據(jù)像素點結(jié)構(gòu)張量的方向計算像素點的灰度均值；4)劃分邊緣區(qū)域和非邊緣區(qū)域；5)在邊緣區(qū)域根據(jù)邊緣的梯度大小設(shè)置灰度方差；6)在非邊緣區(qū)域設(shè)置較大的灰度方差；7)根據(jù)自適應(yīng)的灰度均值和灰度方差計算雙邊濾波。本發(fā)明使用視頻前幾幀作為邊緣統(tǒng)計的參考，減少了計算量。同時借助相鄰幀之間邊緣區(qū)域重合的特點，增強(qiáng)了濾波的穩(wěn)定性。
文檔編號G06T5/00GK102938824SQ20121019452
公開日2013年2月20日 申請日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者李英明, 蔣霞, 李霞, 亓薇薇 申請人:李英明