基于非局部均值法的視頻圖像快速去噪方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種處理效果好、有效提高實(shí)時(shí)性的基于非局部均值法的視頻圖像快速去噪方法，通過(guò)采集視頻圖像當(dāng)前幀圖像的前5幀圖像，計(jì)算并存儲(chǔ)該5幀圖像的非局部去噪法濾波權(quán)值，此后，對(duì)于不斷輸入的當(dāng)前幀圖像，判斷當(dāng)前幀圖像與之前5幀圖像的相似程度，如當(dāng)前幀與所存儲(chǔ)的圖像相似，則按照已得到的非局部去噪法濾波權(quán)值進(jìn)行去噪濾波權(quán)值的更新，從而避免了非局部均值圖像去噪法所存在的計(jì)算權(quán)值耗時(shí)問(wèn)題，大大提高了處理速度，同時(shí)保持了非局部均值圖像去噪方法所具有的優(yōu)質(zhì)去噪效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于非局部均值法的視頻圖像快速去噪方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種視頻圖像去噪方法，尤其是一種處理效果好、有效提高實(shí)時(shí)性的基于非局部均值法的視頻圖像快速去噪方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的視頻圖像去噪技術(shù)是基于圖像去噪方法而來(lái)，主要分為基于變換域的圖像去噪方法和基于空間域的圖像去噪方法兩大類(lèi)?；谧儞Q域的圖像去噪方法的優(yōu)點(diǎn)是變換工具樣式繁多，處理速度快，缺點(diǎn)是不同的工具只適用于一定情況的圖像，一旦工具不適用，往往處理效果不佳?；诳臻g域的方法優(yōu)點(diǎn)是較為穩(wěn)定，適用于所有圖像，缺點(diǎn)是處理速度過(guò)慢。在空間域圖像去噪處理方法中，又分為基于局部思想的去噪方法和基于非局部思想的去噪方法，其中基于非局部思想的非局部均值法，由于采用全局搜索的策略，而且需要計(jì)算每一幀圖像的非局部均值法的濾波權(quán)值，耗時(shí)巨大，因此盡管非局部均值法處理效果最佳，但處理速度過(guò)慢，難以應(yīng)用于視頻圖像去噪。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種處理效果好、有效提高實(shí)時(shí)性的基于非局部均值法的視頻圖像快速去噪方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種基于非局部均值法的視頻圖像快速去噪方法，其特征在于按如下步驟進(jìn)行:
a.初始化攝像頭，初始化編解碼器；
b.利用攝像頭獲取第i幀前面連續(xù)5幀圖像，將該5幀圖像傳輸?shù)絇C機(jī)保存，記為Pre_Imagej, j=i_5, 1-4, 1-3, 1-2, 1-1 ；i 為大于 5 的正整數(shù)；
c.對(duì)所保存的連續(xù)5幀圖像采用非局部均值去噪法進(jìn)行去噪處理，并采用數(shù)組分別記錄前5巾貞圖像非局部均值操作時(shí)產(chǎn)生的濾波權(quán)值,分別記為Array j ；
d.讀取第i巾貞圖像，記為Image_i;將第i巾貞圖像Image_i采取雙背景建模的方法提取前景圖像，將提取的前景圖像記為Fimage_i,巾貞圖像Image_i去掉Fimage_i的剩余內(nèi)容為背景圖像，記為Bimage_i ；
e.讀取所保存的連續(xù)5幀圖像，分別計(jì)算每一幀圖像所對(duì)應(yīng)的前景圖像和背景圖像，分別記為 FPre_Imagej 和 BPre_Imagej ；
f.計(jì)算FPre_Imagej和Fimage_i的峰值信噪比，記為F_PSNR,計(jì)算BPre_Imagej和Bimagej的峰值信噪比，記為B_PSNR，當(dāng)F_PSNR大于40且B_PSNR大于40時(shí)，則認(rèn)定第i中貞與第j巾貞圖像相似，將所記錄的Array j權(quán)值更新至Image_i所對(duì)應(yīng)的權(quán)值數(shù)組中，并利用該權(quán)值直接采用濾波的方式對(duì)Imagej進(jìn)行去噪處理，否則對(duì)Imagej進(jìn)行一次非局部濾波法進(jìn)行去噪處理，保存對(duì)Image_i非局部均值操作時(shí)產(chǎn)生的濾波權(quán)值至Image_i所對(duì)應(yīng)的權(quán)值數(shù)組Array_i中；
g.將Image_i及其前面連續(xù)4巾貞圖像依次前推替代Image」前面的連續(xù)5巾貞圖像；將Array_i及其前面連續(xù)4巾貞圖像的Array j依次前推替代Image_i前面的連續(xù)5巾貞圖像的Array j ；
h.循環(huán)進(jìn)行cfg步驟，每循環(huán)一次i+Ι，直至最后一幀圖像。
[0005]本發(fā)明通過(guò)采集視頻圖像當(dāng)前幀圖像的前5幀圖像，計(jì)算并存儲(chǔ)該5幀圖像的非局部去噪法濾波權(quán)值，此后，對(duì)于不斷輸入的當(dāng)前幀圖像，判斷當(dāng)前幀圖像與之前5幀圖像的相似程度，如當(dāng)前幀與所存儲(chǔ)的圖像相似，則按照已得到的非局部去噪法濾波權(quán)值進(jìn)行去噪濾波權(quán)值的更新，從而避免了非局部均值圖像去噪法所存在的計(jì)算權(quán)值耗時(shí)問(wèn)題，大大提高了處理速度，同時(shí)保持了非局部均值圖像去噪方法所具有的優(yōu)質(zhì)去噪效果。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所采集的去噪前的視頻圖像。
[0007]圖2為本發(fā)明實(shí)施例去噪后的視頻圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0008]a.初始化攝像頭，初始化編解碼器；
b.利用攝像頭獲取如圖1所示的視頻圖像，先取第6幀前面連續(xù)5幀圖像，將該5幀圖像傳輸?shù)?PC 機(jī)保存，記為 Pre_Imagel、Pre_Image2、Pre_Image3、Pre_Image4、Pre_Image5 ；
c.對(duì)所保存的連續(xù)5幀圖像采用非局部均值去噪法進(jìn)行去噪處理，并采用數(shù)組分別記錄前5巾貞圖像非局部均值操作時(shí)產(chǎn)生的濾波權(quán)值,分別記為Array 1、Array 2、Array3、Array4> Array5 ;每一張Pre_Image中的每一個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)21X21大小的權(quán)值數(shù)組Array用于記錄權(quán)值大小；
非局部均值操作時(shí)產(chǎn)生的濾波權(quán)值計(jì)算方法按照現(xiàn)有技術(shù)；
d.讀取第6巾貞圖像,記為Image_6;將第6巾貞圖像Image_6采取雙背景建模的方法提取前景圖像，將提取的前景圖像記為Fimage_6,巾貞圖像Image_6去掉Fimage_6的剩余內(nèi)容為背景圖像，記為Bimage_6 ；
e.讀取所保存的連續(xù)5幀圖像，分別計(jì)算每一幀圖像所對(duì)應(yīng)的前景圖像和背景圖像，分別記為 FPre_Imagel、FPre_Image2、FPre_Image3、FPre_Image4、FPre_Image5 和 BPre_Image 1、BPre_Image2、BPre_Image3、BPre_Image4、BPre_Image5 ；
f.依次計(jì)算FPre_Imagel、FPre_Image2、FPre_Image3、FPre_Image4、FPre_Image5 和Fimage_6 的峰值信噪比，記為 F_PSNR,依次計(jì)算 BPre_Imagel、BPre_Image2、BPre_Image3、BPre_Image4> BPre_Image5 和 Bimage_6 的峰值信噪比，記為 B_PSNR,當(dāng)計(jì)算 FPre_Image3和Fimage_6的峰值信噪比F_PSNR大于40且BPre_Image3與Bimage_6的峰值信噪比B_PSNR也大于40時(shí)，則認(rèn)定第6巾貞與第3巾貞圖像相似,將所記錄的Array 3權(quán)值更新至Image_6所對(duì)應(yīng)的權(quán)值數(shù)組Array_6中，并利用該權(quán)值直接采用濾波的方式對(duì)Image_6進(jìn)行去噪處理；
g.將Image_6 及其前面連續(xù) Pre_Image2、Pre_Image3、Pre_Image4、Pre_Image5 依次前推替代 Image_6 前面的連續(xù) 5 巾貞圖像，既 Pre_Imagel、Pre_Image2、Pre_Image3、Pre_Image4、Pre_Image5 ；將 Array_6 及其前面連續(xù) 4 巾貞圖像的 Array 2、Array3、Array4>Array5依次前推替代Image_6前面的連續(xù)5巾貞圖像的Array 1、Array 2>Array3>Array4>Array5 ；
h.循環(huán)進(jìn)行(Tg步驟，i+l=7
d.讀取第7幀圖像，記為Image_7;將第7幀圖像Image_7采取雙背景建模的方法提取前景圖像，將提取的前景圖像記為Fimage_7,巾貞圖像Image_7去掉Fimage_7的剩余內(nèi)容為背景圖像，記為Bimage_7 ；
e.讀取所保存的連續(xù)5幀圖像，分別計(jì)算每一幀圖像所對(duì)應(yīng)的前景圖像和背景圖像，分別記為 FPre_Image2、FPre_Image3、FPre_Image4、FPre_Image5、FPre_Image6 和 BPre_Image2、BPre_Image3、BPre_Image4、BPre_Image5、BPre_Image6 ；
f.依次計(jì)算FPre_Image2、FPre_Image3、FPre_Image4、FPre_Image5、FPre_Image6 和Fimage_7 的峰值信噪比，記為 F_PSNR,依次計(jì)算 BPre_Image2、BPre_Image3、BPre_Image4、BPre_Image5>BPre_Image6和Bimage_7的峰值信噪比，記為B_PSNR,計(jì)算之后所得到的F_PSNR或B_PSNR均不滿(mǎn)足大于40時(shí)，則對(duì)Image_7進(jìn)行一次非局部濾波法進(jìn)行去噪處理，保存對(duì)Image_7非局部均值操作時(shí)產(chǎn)生的濾波權(quán)值至Image_7所對(duì)應(yīng)的權(quán)值數(shù)組Array_7中；
g.將Image_7 及其前面連續(xù) Pre_Image3、Pre_Image4、Pre_Image5、Pre_Image6 依次前推替代 Image_7 前面的連續(xù) 5 巾貞圖像，既 Pre_Image2、Pre_Image3、Pre_Image4、Pre_Image5、Pre_Image6 ；將 Array_7 及其前面連續(xù) 4 巾貞圖像的 Array 3、Array4、Array5>Array6依次前推替代Image_7前面的連續(xù)5巾貞圖像的Array 2、Array3、Array4、Array5>Array6 ；
h.循環(huán)進(jìn)行cTg步驟，i+l=8
直至最后一巾貞圖像。
[0009]最后將處理結(jié)果保存并在顯示器中顯示，可明顯提高處理速度。
[0010]圖1處理后的結(jié)果如圖2所示，可明顯看出視覺(jué)效果有很大提升。
【權(quán)利要求】
1.一種基于非局部均值法的視頻圖像快速去噪方法，其特征在于按如下步驟進(jìn)行: a.初始化攝像頭，初始化編解碼器； b.獲取第i幀前面連續(xù)5幀圖像，將該5幀圖像傳輸?shù)絇C機(jī)保存，記為Pre_Imagej，j=1-5, 1-4，1-3，1-2，1-1 ；i 為大于 5 的正整數(shù)； c.對(duì)所保存的連續(xù)5幀圖像采用非局部均值去噪法進(jìn)行去噪處理，并采用數(shù)組分別記錄前5巾貞圖像非局部均值操作時(shí)產(chǎn)生的濾波權(quán)值,分別記為Array j ； d.讀取第i巾貞圖像，記為Image_i;將第i巾貞圖像Image_i采取雙背景建模的方法提取前景圖像，將提取的前景圖像記為Fimage_i,巾貞圖像Image_i去掉Fimage_i的剩余內(nèi)容為背景圖像，記為Bimage_i ； e.讀取所保存的連續(xù)5幀圖像，分別計(jì)算每一幀圖像所對(duì)應(yīng)的前景圖像和背景圖像，分別記為 FPre_Imagej 和 BPre_Imagej ； f.計(jì)算FPre_Imagej和Fimage_i的峰值信噪比，記為F_PSNR,計(jì)算BPre_Imagej和Bimagej的峰值信噪比，記為B_PSNR，當(dāng)F_PSNR大于40且B_PSNR大于40時(shí)，則認(rèn)定第i中貞與第j巾貞圖像相似，將所記錄的Array j權(quán)值更新至Image_i所對(duì)應(yīng)的權(quán)值數(shù)組中，并利用該權(quán)值直接采用濾波的方式對(duì)Imagej進(jìn)行去噪處理，否則對(duì)Imagej進(jìn)行一次非局部濾波法進(jìn)行去噪處理，保存對(duì)Image_i非局部均值操作時(shí)產(chǎn)生的濾波權(quán)值至Image_i所對(duì)應(yīng)的權(quán)值數(shù)組Array_i中； g.將Image_i及其前面連續(xù)4巾貞圖像依次前推替代Image_i前面的連續(xù)5巾貞圖像；將Array_i及其前面連續(xù)4巾貞圖像的Array j依次前推替代Image_i前面的連續(xù)5巾貞圖像的Array j ； h.循環(huán)進(jìn)行cfg步驟，每循環(huán)一次i+Ι，直至最后一幀圖像。
【文檔編號(hào)】G06T5/00GK103700076SQ201310729947
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】傅博, 宋傳鳴, 王相海 申請(qǐng)人:遼寧師范大學(xué)