一种基于改进的自适应双边滤波的视频去噪方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改进的自适应双边滤波的视频去噪方法，实施步骤如下：1)取连续N帧的两端和中间共三帧，计算图像的结构张量的特征值；2)统计图像中边缘区域的比例以及边缘的梯度分布；3)根据像素点结构张量的方向计算像素点的灰度均值；4)划分边缘区域和非边缘区域；5)在边缘区域根据边缘的梯度大小设置灰度方差；6)在非边缘区域设置较大的灰度方差；7)根据自适应的灰度均值和灰度方差计算双边滤波。本发明专利技术使用视频前几帧作为边缘统计的参考，减少了计算量。同时借助相邻帧之间边缘区域重合的特点，增强了滤波的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机视频图像处理
，具体涉及一种基于改进的自适应双边滤波的视频图像去噪方法。
技术介绍
随着多媒体信息的使用和推广，图像、视频等信息在网络上的传输越来越流行，受到娱乐、社交、商业等领域的广泛重视，给各个行业带来了极大的便利。而且随着大规模数据可视化技术的发展以及在医疗、航天等领域的应用，目前对大规模图像、视频的保存和传输技术提出了更高的要求。由于存储空间和网络传输速度的限制，图像和视频需要进行压缩处理以减小文件的大小，压缩的过程会产生一些噪声。在传输的过程中也无法避免地引入噪声。所以图像、视频的噪声去除工作是多媒体信息应用的不可缺少的部分。目前，现存相当数量的各式各样的图像、视频去噪算法，例如中值滤波、高斯滤波、 双边滤波、基于小波变换的算法等。然而现存的诸多算法在去噪效果和计算量上存在相当大的不足。中值滤波和基于小波变换的算法计算量很大，无法满足视频处理要求的实时速度，高斯滤波会对图像边缘信息造成严重模糊，双边滤波算法对椒盐型噪声无能为力。并且以上算法在视频去噪方面没有考虑视频中相邻帧之间的关系，会造成视频播放时闪烁的现象。目前基于帧间相关性的视频去噪算法也有不少研究，由于试用范围有限以及算法复杂度高等原因并没有得到普遍应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够对视频里各种噪声有效去除，并且运算效率高、效果稳定的基于相邻帧之间关系以及改的双边滤波的去噪算法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为一种基于改进的自适应双边滤波的去噪方法，其实施步骤如下I)取连续N帧的两端和中间共三帧，计算图像的结构张量的特征值； 其中矩阵表达式为权利要求1.，其特征在于其实施步骤如下1)取连续N帧的两端和中间共三帧，计算图像的结构张量的特征值；2)统计这几帧的结构张量特征值的分布，选出划分边缘的阈值，统计出边缘区域的梯度分布情况；3)根据每帧图的结构张量计算出像素点所在边缘的方向，沿着该方向加权平均求像素点的灰度均值；4)通过结构张量特征值的大小划分出边缘区域和非边缘区域；5)在边缘区域根据边缘的梯度大小设置灰度方差；6)在非边缘区域设置较大的灰度方差；7)根据自适应的灰度均值和灰度方差计算双边滤波。2.根据权利要求I所述的基于改进的自适应双边滤波的视频去噪方法，其特征在于， 所述步骤I)中计算像素的结构张量矩阵。其中矩阵表达式如下'AC— I2 I I ' x X Λ Xj- yCBI I I2 _xxy y _其中Ix、Iy分别表示像素点的X和Y方向上的梯度值。3.根据权利要求2所述的基于结构张量改进的双边滤波的视频去噪方法，其特征在于，所述步骤4)中根据结构张量矩阵计算特征值关系，通过与2)中统计出的阈值Td比较划分出边缘区域和非边缘区域。其中特征值关系表达式为T= (A1-A2)2 = (A-B) 2+4C2其中，X1和λ 2是结构张量的特征值，λ 1表示特征值中比较大的一个。所述步骤5)中根据结构张量矩阵计算特征值关系，通过与2)中统计出的梯度与灰度值的关系k，计算灰度方差0 = φ； = Ι^ + ) +彻+ f- — 4(AB_Cl)λ i表示特征值中比较大的一个，该特征值与像素梯度大小相关。4.根据权利要求I或2或3所述的基于改进的自适应双边滤波的视频去噪方法，其特征在于所述步骤7)的详细步骤包括对于每一个像素，取对应的灰度均值和灰度方差进行双边滤波计算。全文摘要本专利技术公开了，实施步骤如下1)取连续N帧的两端和中间共三帧，计算图像的结构张量的特征值；2)统计图像中边缘区域的比例以及边缘的梯度分布；3)根据像素点结构张量的方向计算像素点的灰度均值；4)划分边缘区域和非边缘区域；5)在边缘区域根据边缘的梯度大小设置灰度方差；6)在非边缘区域设置较大的灰度方差；7)根据自适应的灰度均值和灰度方差计算双边滤波。本专利技术使用视频前几帧作为边缘统计的参考，减少了计算量。同时借助相邻帧之间边缘区域重合的特点，增强了滤波的稳定性。文档编号G06T5/00GK102938824SQ20121019452公开日2013年2月20日 申请日期2012年6月5日 优先权日2012年6月5日专利技术者李英明, 蒋霞, 李霞, 亓薇薇 申请人:李英明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于改进的自适应双边滤波的视频去噪方法，其特征在于其实施步骤如下：1)取连续N帧的两端和中间共三帧，计算图像的结构张量的特征值；2)统计这几帧的结构张量特征值的分布，选出划分边缘的阈值，统计出边缘区域的梯度分布情况；3)根据每帧图的结构张量计算出像素点所在边缘的方向，沿着该方向加权平均求像素点的灰度均值；4)通过结构张量特征值的大小划分出边缘区域和非边缘区域；5)在边缘区域根据边缘的梯度大小设置灰度方差；6)在非边缘区域设置较大的灰度方差；7)根据自适应的灰度均值和灰度方差计算双边滤波。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李英明，蒋霞，李霞，亓薇薇，
申请(专利权)人：李英明，
类型：发明
国别省市：