一種局部線性全變差濾波方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種圖像濾波一種局部線性全變差濾波方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖像濾波,即在盡可能多的保持圖像的細(xì)節(jié)特征的條件下降低噪聲的影響,是計(jì) 算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用中基礎(chǔ)而重要的運(yùn)算.一般來(lái)說(shuō),圖像濾波可分為兩大類;線性濾波和非線性 濾波.由于圖像的非高斯性和分段光滑特性,線性(卷積)濾波算法,如均值濾波、高斯濾 波等,盡管方法簡(jiǎn)單,速度快,但濾除噪聲的同時(shí),也會(huì)造成過(guò)平滑現(xiàn)象,使得圖像的邊緣模 糊.因此,保持邊緣的非線性濾波方法越來(lái)越受到人們的重視,并廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)視覺(jué)和 圖像處理領(lǐng)域。
[0003] 在各種保持邊緣的非線性濾波算法中,雙邊濾波是當(dāng)前流行的濾波方法之一。雙 邊濾波器被稱為"非線性高斯濾波器",與傳統(tǒng)濾波器不同,雙邊濾波器不僅考慮了鄰域像 素間的集合距離而且也結(jié)合了像素之間灰度色彩相似性,對(duì)領(lǐng)域中距離接近和灰度(色彩) 相似的像素賦予較大的權(quán)重,反之則賦予較小的權(quán)重。盡管雙邊濾波在許多應(yīng)用中都非常 有用,但如何降低其計(jì)算復(fù)雜度,提高運(yùn)行速度同時(shí)降低精度是W挑戰(zhàn)性問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 為了解決上述問(wèn)題,提出了一種新穎的邊緣局部線性全變?yōu)V波方法。
[0005] -種局部線性全變差濾波方法,其特征在于:包括W下步驟: 步驟1 ; W像素 i為中必取n*n的窗□地i,,有
其中,祕(mì) 和如為窗口拙i內(nèi)的圖像塊,曰1和b 1為與窗口拙*相關(guān)的變化系數(shù),可變?yōu)?br>步驟2 ;對(duì)每一個(gè)窗口化相為了求最優(yōu)解,將對(duì)式中的目標(biāo)函數(shù)關(guān)于曰1,bi求導(dǎo), 并令其等于零,可得
;口 分別為觀測(cè)圖像/在小窗口內(nèi)均值和方差,N"為小窗口 中像素的個(gè)數(shù),
為觀測(cè)圖像/在小窗口 內(nèi)梯度模值的均值;對(duì)小窗口 的任一像素,有i
步驟3 ;對(duì)所有的滑動(dòng)窗口……N(N為圖像所含像素的總個(gè)數(shù)),計(jì)算出各 自的曰1嘴b 1?后,最終的濾波輸出結(jié)果義
其中,
[0006] 本發(fā)明W每一個(gè)像素 i為中必,取n*n的窗口抽:^ ;對(duì)每一個(gè)窗口她屯,變換系統(tǒng) ^和b Λ最終得出濾波的輸出結(jié)果。本發(fā)明能偶較好的保留圖像的細(xì)節(jié)信息,對(duì)灰度和彩 色圖像進(jìn)行快速地濾波處理;算法簡(jiǎn)單,計(jì)算量小,具有較好的邊緣保持濾波特性。
【具體實(shí)施方式】
[0007] -種局部線性全變差濾波方法,在W像素 i為中必取η袖的窗口伯心,有
其中,網(wǎng)邪堿為窗口.抽山內(nèi)的圖像塊,曰1和b 1為與窗 口化對(duì)目關(guān)的變化系數(shù)。于是,在小窗口化1;內(nèi),上述公式寫(xiě)成分量形式為
為了求出最優(yōu)解,對(duì)該式中的目標(biāo)函數(shù)關(guān)于心bi求導(dǎo),并令其等于零,經(jīng)計(jì)算可得
分別為觀測(cè)圖像/在小窗口 ?^:內(nèi)梯度模值的均值和方差;N為小窗口 Ol i::像素的個(gè)數(shù),
為觀測(cè)圖像/在小窗口謝*內(nèi)梯度模值的均值。
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對(duì)所有的滑動(dòng)窗口 Ml ;,i斗2……N (N為圖像所含像素的總個(gè)數(shù)),計(jì)算出各自的曰1嘴 之后,最終的濾波輸出結(jié)果
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【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種局部線性全變差濾波方法,其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:以像素 i為中心取n*n的窗口觀,,有:其 中,,和;^為窗口拋.:內(nèi)的圖像塊,ajP b i為與窗口拋:相關(guān)的變化系數(shù),可變?yōu)?步驟2 :對(duì)每一個(gè)窗口 Mi:,為了求最優(yōu)解,將對(duì)式中的目標(biāo)函數(shù)關(guān)于ai,h求導(dǎo), 并令其等于零,可釋其中;和 I分別為觀測(cè)圖像/在小窗口 £〇:i:內(nèi)均值和方差,凡為小窗口也1;中像素的個(gè)數(shù),_為觀測(cè)圖像/在小窗口內(nèi)梯度模值的均值;對(duì)小窗口纖i. 的任一像素,有 步驟3 :對(duì)所令的涫s刀窗U :Wi,......N UN刃圖像所含像素的總個(gè)數(shù)),計(jì)算 出各自的 <和之后,最終的濾波輸出結(jié)果為:中,
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種圖像濾波,一種局部線性全變差濾波方法,本發(fā)明以每一個(gè)像素<i>i</i>為中心,取n*n的窗口;對(duì)每一個(gè)窗口,變換系統(tǒng)ai*和bi*;最終得出濾波的輸出結(jié)果。本發(fā)明能較好的保留圖像的細(xì)節(jié)信息,對(duì)灰度和彩色圖像進(jìn)行快速地濾波處理;算法簡(jiǎn)單,計(jì)算量小,具有較好的邊緣保持濾波特性。在圖像去噪、平滑、細(xì)節(jié)增強(qiáng)和高動(dòng)態(tài)范圍壓縮等方面,表新出高效的性能。
【IPC分類】G06T5/20
【公開(kāi)號(hào)】CN105631833
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410580664
【發(fā)明人】張淑芬
【申請(qǐng)人】陜西啟源科技發(fā)展有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2014年10月27日