[发明专利]基于区域划分的自然图像去噪方法

摘要

本发明公开了一种基于区域划分的图像去噪方法，主要解决现有三维块匹配去噪算法去噪后的图像存在斑块现象。其去噪步骤为：(1)对输入的待去噪图像进行二维平稳小波变换，将高频系数值置零后反变换，得到重构图像；(2)提取重构图像的结构信息，得到图像结构草图；(3)利用图像块的统计特征和图像结构草图，将含噪原图像分为结构区域、光滑区域和非光滑区域；(4)对光滑区域用改进的非局部均值方法进行去噪，对非光滑区用BM3D方法去噪，对结构区域用基于方向特征的BM3D方法进行去噪；(5)将结构区域、光滑区域和非光滑区域的估计结果合并，得到最终去噪图像。本发明可用于对自然图像的预处理。

主权项

1.一种基于区域划分的图像去噪方法，包括如下步骤：(1)输入测试图像，对其添加高斯白噪声，得到噪声图像；(2)对噪声图像进行二维平稳小波变换，得到一个低频子带和三个高频子带，将高频子带系数全部置零，低频系数不变，然后对低频系数和置零后的高频系数进行逆二维平稳小波变换，得到重构后的图像；(3)利用primal sketch模型提取重构后图像的primal sketch草图，得到反映噪声图像边缘的结构信息，利用反映图像边缘的结构信息，将噪声图像分为结构区域和非结构区域；(4)用块方差统计的方法将非结构区分为光滑区域和非光滑区域；(5)对结构区域、光滑区域和非光滑区域分别进行去噪：(5a)对结构区域，沿着primal sketch线段的方向在含噪图像中选取方向基本相同的相似块，组成三维数据，再用三维块匹配BM3D方法对结构区域进行去噪；(5b)对光滑区域，任取区域内的一个像素点p，取以p为中心做一个大小为5×5的邻域均值，得到一幅均值图v，再采用下面的公式去噪：其中，p_i+k，j+l为第i+k行第j+l列的待去噪的像素点，k，l＝f，...，0，...，+f，f为控制窗口大小的参数，为待去噪点p_i+k，j+l的估计值，S_p′为以像素p′为中心的搜索窗，q′为S_p′中的像素点，v(N_p′)表示以p′为中心点的矩阵，v(N_q′)表示以q′为中心点的矩阵，β为衰减参数，v(q′_i+k，j+l)为q′_i+k，j+l的像素值，Z(p′)为归一化系数，Z(p′)=Σq′∈Sp′e-||v(Np′)-v(Nq′)||2/β;]]>(5c)对非光滑区域，采用三维块匹配BM3D方法进行去噪；(6)将结构区域、光滑区域和非光滑区域这三部分的去噪结果进行合并，得到最终的去噪图像。