[发明专利]基于边缘保护的快速加权各向异性扩散滤波方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理和显示领域，尤其涉及一种基于图像边缘检测的快速开关各加权向异性扩散滤波器，能够快速消除图像中的高斯噪声同时保护图像边缘以及细节信息。

技术背景

图像滤波与平滑是图像处理中的基本问题，也是早期机器视觉中常用的一种工具。高斯噪声主要是由电子电路产生的或是由于在照明度且低温度高情形下图像传感器生成的,污染图像严重，且较其他类型噪声较难滤除。早期高斯噪声常利用如高斯低通滤波器的各向同性滤波器滤除，然而，大量研究表明，这些各向同性滤波器在平滑噪声的同时，也模糊了图像的重要的边缘信息，这就使得平滑后的图像不能很好地重现原始图像中的结构细节信息。

近年来，针对图像滤波中保持重要特征的问题，研究者们提出了大量的非线性的图像滤波算子。较为经典的是Perona和Malik提出的各向异性扩散滤波算法。各向异性滤波器是一种基于偏微分方程的滤波算法，此算法利用方向性分布扩散系数取代了高斯低通滤波器中的高斯卷积。其中扩散公式如下：

∂I(i,j,t)∂t=div[c(||▿I(i,j,t)||)·▿I(i,j,t)]I(i,j,t)t=0=I0---(1)]]>

其中i,j分别代表空间域横纵两个方向的坐标值，t代表时间值。I(i,j,t)为t时刻第i行，第j列的像素值，表示像素值I(i,j,t)对时间t的导数。I₀代表原始图像像素值,I(i,j,t)_t＝0为t＝0时刻的像素值。为t时刻的像素梯度值，div为散度符号，||||表示范数。为扩散系数,常用的两种形式如下: