[发明专利]基于图像残余信号的非局部均值图像去噪方法

权利要求书

1.一种基于图像残余信号的非局部均值图像去噪方法，包括如下步骤：（1）对输入的含噪自然图像Y进行原始非局部均值滤波，得到一次滤波结果图和方法噪声图

（2）对方法噪声图判断其各个像素点所属的区域：

2a)对含噪自然图像Y进行主成分分析PCA变换，得到PCA字典，将一次滤波结果图中的某个像素点i对应的图像块B₂(i)向PCA字典投影，得到该图像块的投影系数矢量，用该投影系数矢量中除第一个投影系数之外的所有投影系数组成高频系数矢量w(i)，并将该图像块B₂(i)的高频能量E(i)定义为：

E(i)=1/L||w(i)||1=1/LΣl=1L|wl(i)|,]]>其中‖‖₁表示矢量的1-范数，L为高频系数矢量w(i)的长度；

2b)设定阈值T＝0.15σ，如果E(i)＜T时，则判方法噪声图中该像素点i属于平滑区域；如果E(i)＞＝T时，则判方法噪声图中该像素点i属于细节区域；

2c)重复步骤2a)和2b)，依次判断方法噪声图中各个像素点所属的区域；

（3）根据方法噪声图中各个像素点所属的区域不同，提取其中的图像残余信息，即对于属于平滑区域的方法噪声图的某个像素点，进行3×3均值滤波，对于属于细节区域的方法噪声图的某个像素点，从9×9邻域中找出最相邻的9个像素点，用这9个像素点的平均值作为该像素点的灰度值，得到从方法噪声图中提取出来的残余信息图

（4）对一次滤波结果图和残余信息图求和，得到去噪参考图X＇；

（5）在去噪参考图X＇中利用非局部均值的权值公式求得新的权值w_ref，利用新的权值w_ref，在含噪自然图像Y中进行非局部均值滤波，得到每个像素点的估计值y＇；

（6）用计算得到的所有像素点的估计值取代含噪自然图像Y中所有像素点的灰度值，得到去噪图像Y＇。

2.根据权利要求1所述的基于图像残余信号的非局部均值图像去噪的方法，其中所述步骤（5），按如下步骤进行：

2a)利用如下公式对去噪参考图X＇中待估计像素点i与其搜索区域内像素点j之间的权值进行计算，得到搜索区域内所有像素点的权值：

wref(i,j)=exp(-||B3(i)-B3(j)||2r2),]]>

其中，B₃(i)是在去噪参考图中以像素点i为中心的7×7的图像块，B₃(j)是在去噪参考图中以像素点j为中心的7×7的图像块，平滑参数r＝10σ＇，σ＇＝σ/3，exp()表示底数为e的指数运算，0≤w_ref(i,j)≤1，S是在以像素点i为中心的21×21的搜索区域；

2b)利用2a)中得到的搜索区域内所有像素点的权值w_ref(i,j)，对含噪自然图像Y中待估计像素点i的搜索区域内所有像素点进行加权平均，得到待估计像素点i的估计值：

y′(i)=Σj∈Swref(i,j)y(j),]]>

其中，y(j)是含噪自然图像Y中像素点j的灰度值，S是以像素点i为中心的21×21的搜索区域；

2c)重复步骤2a)和2b)，依次得到每个像素点的估计值y＇。