[发明专利]一种基于方向场估计的非局部均值滤波方法

权利要求书

1.一种基于方向场估计的非局部均值滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）接收一幅离散噪声指纹图像I，并建立离散噪声指纹图像中像素块的方向场估计模型；

设任意的像素点i,j∈I，则以像素点i为中心的像素块的方向场由以下方程估计：

Gx(u,v)=∂I(u,v)∂u]]>

Gy(u,v)=∂I(u,v)∂v]]>

Vx(m,n)=Σu=m-s2m+s2Σv=n-s2n+s22Gx(u,v)Gy(u,v)]]>

Vy(m,n)=Σu=m-s2m+s2Σv=n-s2n+s2(Gx2(u,v)Gy2(u,v))]]>

θi=12tan-1(Vy(m,n)Vx(m,n))]]>

其中（u，v）为任意像素点的坐标，（m，n）为像素点i的坐标，G_x(u,v)和G_y(u,v)分别是任意像素点坐标（u，v）处的水平梯度和垂直梯度，V_x(m,n)和V_y(m,n)分别是以（m，n）为中心、大小为s的像素块的水平梯度估计和垂直梯度估计，θ_i为以像素点i为中心的像素块的方向场；

（2）基于方向场估计模型对离散噪声指纹图像进行非局部均值滤波，以获得最终的去噪指纹图，具体包括以下子步骤：

（2-1）根据以下等式计算归一化因子：

C(i)=Σj∈Ie-||p(Ni)-p(Nj)||22h12e-|θi-θj|h22]]>

其中，C（i）是归一化因子，N_k是以像素点k为中心的矩形像素块，p(N_k)为像素块N_k的灰度级矢量，h₁和h₂为衰减因子，其值由实验确定，用于控制指数函数的衰减程度；

（2-2）根据归一化因子C（i）计算相似度权值因子，具体采用以下公式：

w(i,j)=1C(i)e-||p(Ni)-p(Nj)||22h12e-|θi-θj|h22]]>

其中w（i，j）是相似度权值因子；

（2-3）根据相似度权值因子计算最终的去噪指纹图，具体而言，采用以下公式：

ANL[I](i)=Σj∈Iw(i,j)I(j)]]>

其中ANL[I](i)是最终的去噪指纹图。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，水平梯度和垂直梯度是通过Sobel算子计算得到。