[发明专利]局部噪声方差估计与BM3D块匹配相结合的真实图像降噪方法

说明书

本发明涉及一种局部噪声方差估计与BM3D块匹配相结合的真实图像降噪方法。该方法包括：通过输入任意一张真实场景下拍摄且需要降噪的图片，与BM3D块匹配相结合得到当前目标块的噪声标准差，而后根据得到的噪声标准差，选择最佳滤波参数，然后先对图像做基础估计以消除大部分噪点，噪声标准差参与计算；再对图像做最终估计以还原图像的细节，噪声标准差参与最终估计的计算，得到最终估计后的图像并输出。本发明方法可有效提高去噪效果，具有较好的保留细节能力，解决了BM3D算法针对真实图像不能直接降噪的缺点；同时，该方法解决了图像整体噪声方差估计过小，导致BM3D去噪效果不佳的问题。

技术领域

本发明涉及图像增强与处理中的图像去噪技术领域，特别是一种局部噪声方差估计与BM3D块匹配相结合的真实图像降噪方法。

背景技术

随着多媒体设备的迅速发展，对图像处理的需求日渐升高，数字图像处理也成为广大研究人员的重点研究领域，而图像去噪是数字图像处理时代研究的重点。图像去噪算法主要分为空域、频域和空频域结合三大类。针对图像去噪领域，BM3D是目前最好的算法之一。BM3D及其大部分改进算法假设噪声图像的强度是已知的，而真实图像并不知道具体的噪声强度。而且，许多噪声估计方法存在估计值小于真实值的问题。在这种情况下，就会出现BM3D的去噪效果达不到预期的问题。在用BM3D算法对真实图像进行去噪的时候，我们首先要获取到图像的噪声强度。对于真实的噪声图像，可以通过一些噪声估计方法来估计噪声水平，通常噪声水平被估计为齐次斑块协方差矩阵的某个特征值。然而，当有少量的平面块时，最小特征值通常小于真实的噪声方差。在这种情况下，就会出现BM3D的去噪效果达不到预期的问题。

本发明的局部噪声方差估计与BM3D块匹配相结合的真实图像降噪方法是基于在传统的BM3D算法中加入局部噪声方差估计，将噪声方差估计与BM3D的块匹配相结合，得到处理目标块的噪声方差，并依此方差进行了自适应参数选择，同时用此方差参与后续计算。

发明内容

本发明的目的在于提供一种局部噪声方差估计与BM3D块匹配相结合的真实图像降噪方法，将局部噪声方差估计算法与BM3D的块匹配相结合，得到处理目标块的噪声方差，并依此方差进行了自适应参数选择，同时用此方差参与后续的协调滤波和聚合运算，获取更精确的计算结果。实验结果表明，改进的BM3D算法针对真实图像可有效提高去噪效果，具有较好的保留细节能力，解决了BM3D算法针对真实图像不能直接降噪的缺点。同时，该算法解决了图像整体噪声方差估计过小，导致BM3D去噪效果不佳的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种局部噪声方差估计与BM3D块匹配相结合的真实图像降噪方法，包括如下步骤：

步骤S1、输入一张真实场景下拍摄的噪声图像；

步骤S2、将局部噪声方差估计与BM3D的块匹配相结合，得到输入图像每个目标块的邻域图像的噪声方差，作为当前目标块的噪声方差；

步骤S3、利用各个目标块的噪声方差分别选择BM3D处理的参数；

步骤S4、对图像做最终估计，输出得到降噪后的图像。

在本发明一实施例中，步骤S1中，输入的图像有以下特征：

(1)在真实场景下拍摄；

(2)图像不需要经过任何图像处理，图像尺寸为M×N；其中，M为输入图像的行数，N为输入图像的列数；

(3)图像都带有噪声。

在本发明一实施例中，所述步骤S2具体实现方式如下：