非局部均值圖像去噪算法研究

1、開題報(bào)告%1. 課題名稱非局部均值圖像去噪算法的研究%1. 課題來(lái)源圖像是人類獲取信息的重要手段之一，圖像在信息傳播過(guò)程 中所起的作用越來(lái)越大。在許多情況下，圖像信息會(huì)受到各 種各樣噪聲的影響，因?yàn)閳D像在獲取過(guò)稈中容易受到器件和 周圍環(huán)境的影響，從而使圖像中含有噪聲。圖像的噪聲可以 理解為“妨礙人們感覺器官對(duì)所接收的信源信息理解的因 素”。但在理論上定義為“不可預(yù)測(cè)，只能用概率統(tǒng)計(jì)方法 來(lái)認(rèn)識(shí)的隨機(jī)誤差”。也就是說(shuō)，噪聲是隨機(jī)產(chǎn)生的，因而 具有分布和大小的不規(guī)則性。噪聲嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響圖像中的有 用信息，所以對(duì)圖像的噪聲處理的方法就顯得十分重要。%1. 選題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平、研究口標(biāo)及意義（

2、包括 應(yīng)用前景、科學(xué)意義、理論價(jià)值）國(guó)外研究現(xiàn)狀：在數(shù)字圖像處理的領(lǐng)域里，輸入的質(zhì)量低的 圖像，輸出是改善質(zhì)量后的圖像。對(duì)于含噪圖像，模糊圖像 等退化圖像，圖像處理的過(guò)程就是對(duì)圖像品質(zhì)的提升。圖像 去噪是圖像分析和計(jì)算機(jī)視覺中十分重要的技術(shù)。到口前為 止已相當(dāng)成熟，主耍方法分為兩大類：空間域法和頻域法。 在空間域中，去噪主要是鄰域平均法和中值濾波法等。因此 尋找能夠兼顧去噪，保留圖像邊緣及其他特征的圖像的濾波 算法是該領(lǐng)域的重點(diǎn)課題。國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀：我國(guó)數(shù)字圖像處理技術(shù)起步較晩，但在學(xué)習(xí) 國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展迅速。近些年來(lái)，小波理論得到了非 常迅速的發(fā)展，而且由于其具備良好的時(shí)域局部化和多分辨

3、率分析能力，因而在圖像處理各領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用非常廣泛。如非線性小波變換閾值法去噪，小波變換模極大值去噪及基 于小波變換的尺度相關(guān)性去噪。研究?jī)袠?biāo)：1掌握?qǐng)D像去噪的基本概念與數(shù)學(xué)模型2掌握并 實(shí)現(xiàn)基于局部特征的圖像去噪算法3掌握并實(shí)現(xiàn)基于非局 部特征的圖像去噪算法4構(gòu)建完整圖像去噪算法系統(tǒng)研究意義：圖像去噪方法的研究具有廣泛而深遠(yuǎn)的意義。體 現(xiàn)在實(shí)際生活應(yīng)用上，譬如說(shuō)，由于不同的成像機(jī)理，得到 的初始圖像中含有不同性質(zhì)的噪聲，這些噪聲的存在影響著 人們對(duì)圖像的觀察，干擾人們對(duì)圖像信息的理解。噪聲嚴(yán)重 的時(shí)候，圖像兒乎產(chǎn)生變形，使得圖像失去了存儲(chǔ)信息的本 質(zhì)意義。顯然，對(duì)圖像去噪處理，是正確識(shí)別圖像

4、信息的必 要保證。圖像去噪技術(shù)的應(yīng)用從宇航領(lǐng)域擴(kuò)展到生物醫(yī)學(xué)、信息科 學(xué)、資源環(huán)境科學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、 教育、藝術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域與行業(yè)，對(duì)經(jīng)濟(jì)、軍事、文化及人們 的h常生活產(chǎn)生重大影響。圖像去噪對(duì)數(shù)字圖像其他處理環(huán)節(jié)性能的提升有著促進(jìn)作 用。如果對(duì)一幅含噪圖像進(jìn)行特征提取，配準(zhǔn)或者圖像融合 等處理其結(jié)果肯泄不能令人滿意，所以圖像去噪是必須的。圖像去噪的理論意義在于它是對(duì)圖像的底層處理，噪聲可 能在圖像采集、量化等過(guò)程中產(chǎn)生。也可能在傳輸過(guò)程中產(chǎn) 生。噪聲的存在極大地干擾了圖像的信息。對(duì)于圖像的后繼 處理和分析都有影響。%1. 課題難點(diǎn)非局部均值模型的構(gòu)建%1. 課題方案其實(shí)現(xiàn)過(guò)稈是：（1）對(duì)輸入的含噪自然圖像做小波變換;（2 ）對(duì)高頻信息進(jìn)行方差歸一化處；（3 ）計(jì)算像素點(diǎn)x 與搜尋區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)y的相似性，得到搜尋區(qū)域內(nèi)所有像素 點(diǎn)的權(quán)值；（4 ）根據(jù)計(jì)算出的搜尋區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的權(quán) 值，對(duì)搜尋區(qū)域內(nèi)所有