一種實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻自適應(yīng)濾波方法及其系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻自適應(yīng)濾波方法及其系統(tǒng)，特別是設(shè)及一種適用于 視頻監(jiān)控領(lǐng)域由于噪聲引入的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻自適應(yīng)濾波方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 視頻監(jiān)控現(xiàn)在廣泛應(yīng)用在交通、刑偵、銀行、小區(qū)物業(yè)管理、工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控等領(lǐng)域。 該視頻處理系統(tǒng)利用圖像處理技術(shù)對(duì)視頻流的每一帖進(jìn)行處理，克服圖像采集過(guò)程中噪聲 引起的圖像退化和模糊。
[0003]監(jiān)控系統(tǒng)采集到的圖像容易受到各種因素的影響，特別是采集過(guò)程中引入的噪 聲，使得圖像的質(zhì)量嚴(yán)重退化，甚至目標(biāo)模糊，難W辨認(rèn)。該種情況嚴(yán)重影響了監(jiān)控系統(tǒng)的 正常工作，不能很好地發(fā)揮作用。由此可見(jiàn)，克服噪聲對(duì)監(jiān)控視頻影響的研究具有重大的現(xiàn) 實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠克服高斯和脈沖噪聲等復(fù)雜干擾影響 的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻自適應(yīng)濾波方法及其系統(tǒng)。
[0005] 視頻圖像在傳送和轉(zhuǎn)換過(guò)程中總要造成圖像的某些降質(zhì)，使得原始圖像混有各種 噪聲，主要表現(xiàn)為高斯噪聲和脈沖噪聲，因此必須對(duì)該些降質(zhì)的圖像進(jìn)行改善處理。目前圖 像噪聲濾除大致包括均值濾波，中值濾波，加權(quán)中值濾波等常規(guī)方法，但是該些方法的應(yīng)用 基本上處于各自孤立的狀態(tài)，缺乏整體性的考慮（均值濾波適合濾除高斯噪聲，中值濾波 適合濾除脈沖噪聲，加權(quán)中值則適合濾除細(xì)節(jié)圖像的脈沖噪聲）。由于該些方法都具有較強(qiáng) 的針對(duì)性，所W在圖像保持細(xì)節(jié)濾波方面效果不佳。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下；一種實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻自適應(yīng)濾波方法，具體方法為； 一、對(duì)當(dāng)前視頻圖像f(x，y)進(jìn)行分塊匹配，構(gòu)造各相似塊的=維數(shù)據(jù)組；二、對(duì)所述=維數(shù) 據(jù)組進(jìn)行小波變換；=、W噪聲方差迭代為基礎(chǔ)，用軟硬闊值法對(duì)高低頻系數(shù)分別做自適應(yīng) 去噪處理得到去噪后的圖像fi(X，y)。
[0007] 作為優(yōu)選，所述步驟一的具體方法為；讀入當(dāng)前視頻帖圖像f(x，y)，設(shè)其信噪比 為SNR;將MXN的圖像f(x，y)劃分為大小固定為t=pXq的非重疊塊，其中P和q分別表 示圖像塊的行和列尺寸大小，計(jì)算圖像塊的距離
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻自適應(yīng)濾波方法，具體方法為：一、對(duì)當(dāng)前視頻圖像f(x，y)進(jìn) 行分塊匹配，構(gòu)造各相似塊的三維數(shù)據(jù)組；二、對(duì)所述三維數(shù)據(jù)組進(jìn)行小波變換；三、以噪 聲方差迭代為基礎(chǔ)，用軟硬閾值法對(duì)高低頻系數(shù)分別做自適應(yīng)去噪處理得到去噪后的圖像 f\(x，y)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻自適應(yīng)濾波方法，所述步驟一的具體方法為： 讀入當(dāng)前視頻幀圖像f(x，y)，設(shè)其信噪比為SNR;將MXN的圖像f(x，y)劃分為大小固定 為t = pXq的非重疊塊，其中p和q分別表示圖像塊的行和列尺寸大小，計(jì)算圖像塊的距 其中f-^為參考標(biāo)記塊，fs，j為子塊，當(dāng)d(f _ fs，j)〈t時(shí)， ， 認(rèn)為該子塊與參考?jí)K匹配，然后把得到的這些子塊疊成三維數(shù)據(jù)組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻自適應(yīng)濾波方法，所述步驟二的具體方法為： 由
得到各組中m層二維小波分解的系數(shù)，從而得到對(duì)應(yīng)組的3D小波變換結(jié)果；式中， ?機(jī)^表示一幅圖像，(^^表示分解后的低頻子圖，分別表示分解 后對(duì)應(yīng)于水平、垂直、對(duì)角線三個(gè)方向的高頻子圖。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻自適應(yīng)濾波方法，所述步驟三的具體方法步驟 為： (1)設(shè)置一個(gè)初始閾值 ，其中，β是可調(diào)節(jié)系數(shù)，σ是圖像標(biāo)準(zhǔn)方 差，n = t是圖像塊尺寸大??；
分別對(duì)LL和HH頻 帶采用硬閾值法去噪，對(duì)LH、HL頻帶采用軟閾值法去噪； (3)對(duì)各塊的小波系數(shù)進(jìn)行逆變換，重構(gòu)圖像，并估計(jì)該圖像的標(biāo)準(zhǔn)差ση; ⑷計(jì)算Δ = <-σ"，如果Λ彡Κ，則執(zhí)行步驟（5);如果Λ>Κ，則調(diào)整參數(shù)β = 1+α Δ，其中α為步長(zhǎng)，重復(fù)步驟（2); (5) 此時(shí)的T為最優(yōu)閾值，用該閾值去噪后得到各頻帶小波系數(shù)； (6) 對(duì)圖像塊組進(jìn)行一維逆變換提取LL頻帶的DC系數(shù)r (O)，執(zhí)行銳化運(yùn)算： (7) 二維逆變換上述最佳閾值去噪后的各子塊小波系數(shù)，重構(gòu)圖像，得到去噪后的圖像 f\(x，y)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1之一所述的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻自適應(yīng)濾波方法，所述方法還包括：對(duì)下 一視頻幀圖像f2(x，y)進(jìn)行處理時(shí)，首先定義殘差R = €(1，7)-&(1，7)，然后計(jì)算這兩幀圖 像的信噪比差值D，如果DOtl，則只需要將f 2(x，y)減去殘差R即可得到去噪后的圖像；所 述 D。= 0· 15。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5之一所述的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻自適應(yīng)濾波方法，判定當(dāng)前視頻 圖像是否需要進(jìn)行自適應(yīng)濾波的方法為：引入圖像信噪比的校正公式：SNR = I. 04b-7， 其中b為圖像信號(hào)和噪聲信號(hào)的方差比，定義為：b = KMoglOmax (max (v (i, j))) / min(min(v(i, j)))，其中v(i，j)為圖像的方差，定義為：v(i，j)= (F(i，j)_F(i，j)*h(q))2*h(q)，F(xiàn)(i，j)為當(dāng)前圖像，h(q)為矩陣模板，設(shè)定高斯噪聲和脈沖 噪聲圖像的信噪比閾值S tl= 25,當(dāng)SNR〈S ^時(shí)，判定當(dāng)前視頻圖像需要進(jìn)行自適應(yīng)濾波。
7. 基于權(quán)利要求1所述實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻自適應(yīng)濾波方法的自適應(yīng)濾波系統(tǒng)，其特征在 于，包括 相似塊三維數(shù)據(jù)組構(gòu)造模塊，對(duì)當(dāng)前視頻圖像f(x，y)進(jìn)行分塊匹配，構(gòu)造各相似塊的 三維數(shù)據(jù)組； 小波變換模塊，對(duì)所述三維數(shù)據(jù)組進(jìn)行小波變換； 去噪模塊，以噪聲方差迭代為基礎(chǔ)，用軟硬閾值法對(duì)高低頻系數(shù)分別做自適應(yīng)去噪處 理得到去噪后的圖像fiO^y)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻自適應(yīng)濾波系統(tǒng)，還包括下一幀視頻圖像去噪 方法選取判斷模塊，對(duì)于下一幀視頻圖像，通過(guò)計(jì)算它與前一視頻幀圖像的信噪比差決定 是否采用前一視頻幀圖像的信噪比為依據(jù)進(jìn)行去噪。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻自適應(yīng)濾波系統(tǒng)，還包括當(dāng)前視頻圖像自適應(yīng) 濾波判斷模塊：判斷當(dāng)前視頻圖像是否需要進(jìn)行自適應(yīng)濾波。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻自適應(yīng)濾波方法及其系統(tǒng)。對(duì)當(dāng)前視頻圖像f(x，y)進(jìn)行分塊匹配，構(gòu)造各相似塊的三維數(shù)據(jù)組；對(duì)所述三維數(shù)據(jù)組進(jìn)行小波變換；以噪聲方差迭代為基礎(chǔ)，用軟硬閾值法對(duì)高低頻系數(shù)分別做自適應(yīng)去噪處理得到去噪后的圖像f1(x，y)。對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行恢復(fù)和處理，克服了高斯和脈沖噪聲等復(fù)雜干擾的影響；能保持視頻圖像的邊緣信息，去噪效果比較好。
【IPC分類】H04N5-21
【公開(kāi)號(hào)】CN104754183
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510166972
【發(fā)明人】劉偉軍, 孫興波
【申請(qǐng)人】四川理工學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年4月10日