一种新的自适应双边滤波算法-余博

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1、第卷第期应用科学学报乙〔年月一一刀一种新的自适应双边滤波算法余博,郭雷,钱晓亮,赵天云西北工业大学自动化学院,西安摘要现有的双边滤波算法需要预先设置空间方差和灰度方差参数,滤波时参数固定且不能保证是最优的参数设置文中提出一种新的自适应双边滤波算法七,,通过目标尺度信息实现空间方差局部自适应取值,保留更多的图像边缘特征采用图像分块技术估计噪声方差,根据噪声方差自适应地设置灰度方差,以保证滤除噪声的性能通过强制增大空间方差滤除较强噪声点不必像传统双边滤波算法那样根据经验设置参数,而是根据图像局部特征自适应地设置空间参数,不仅提高了滤除噪声的能力,而且更好地保留了图像边缘特征

2、仿真实验表明,无论是主观评价还是客观评价,所提出的方法均优于传统的双边滤波算法、各向异性扩散算法和改进的双边滤波算法关键词自适应双边滤波空间方差灰度方差目标尺度中图分类号文章编号一一不,,一,一乞、二云乞。。,二夸乞乞。。乞艺夕,乞'忍,乞二,即,,,,,,,在图像处理、模式识别、计算机视觉等相关领域,有噪声的图像信号转换至频域,根据噪声和图像频谱降噪是其重要的基础问题之一,因此研究一种有效的的分布差异,仅对噪声所在频带设计相应的滤波器,图像降噪方法显得尤为重要目前,图像的降噪方法去除图像中的噪声,最后再从频域转换到空域达到滤主要分为空域滤波和频域滤波两类空域滤波通常采

3、除图像噪声的目的频域滤波主要有滤波、小用邻域像素加权平均方法克服噪声的影响,是一种比波变换等空域滤波方法和频域滤波方法的特点是较直接有效的降噪方式经典的空域滤波方法有高斯在图像各处均采用相同操作,而其缺点是在去除噪声滤波、均值滤波等与空域滤波不同,频域滤波将含的同时会造成图像特征模糊针对这一问题,目前已收稿日期一一修订日期一一基金项目航空科学基金资助作者简介余博,博士生,研究方向图像处理、模式识别、目标跟踪等,￡郭雷,教授,博导,研究方向神经计算、图像与视频处理、计算机视觉等,卜。`科报提出了各种各样的非线性滤波算法,主要有各向异性、。一艺二。`,二`,了扩散阎和双边滤

4、波阵等根据各个位置上不同的图口任刀像特征在各区域采取不同的操作,能在滤除噪声的同`,力乞,了十。滋,了时保持图像特征式中,表示无噪声图像,本文中假设为高斯白噪双边滤波,是一种典型的声为噪声图像,则双艺,力表示图像在位置。,力非线性滤波算法,在滤波过程中既考虑空域信息,又的像素值考虑灰度相似性同,具有保持边缘特征的能力但双式和中双边滤波器空间域权值二。,,和边滤波本质上是一种邻域像素值加权平均的滤波器,灰度域权值二作,采用高斯函数,结合式可知双必然会使图像特征模糊低尺度双边滤波虽能妥善边滤波的权系数是由空间方差,和灰度方差两个地保留边缘,但去噪效果差高尺度双边滤波去噪效参

5、数共同决定的,于是设置适当的参数成为决定双边果好,但会模糊边缘对于不同图像,由于边缘、纹滤波性能的关键本文从空间方差局部自适应设置、理等不同,参数取值差别较大现有双边滤波器一般灰度方差自适应取值及强噪声点的检测和滤除三方面根据人工经验预先设定参数,但人工设置参数往往取对双边滤波进行改进值不合理,以致出现噪声不能滤除或者图像模糊的现象,即使参数设置合理,也会使一幅图像中的不同区空间方差。,局部自适应域存在降噪和保留边缘特征之间的矛盾,于是有必要双边滤波中,的取值决定了滤波窗口中高斯曲设计一种自适应参数选择的双边滤波器文献提线的扩展程度,二,越大,高斯曲线下降越慢,高斯平出

6、一种自适应双边滤波算法,对灰度域权值设置一个滑作用更明显,图像变得模糊因此,合理的。取值偏移量,并训练该偏移量实现图像边缘增强但是,能提高双边滤波器保留图像边缘特征的能力本文提该算法仅对偏移量进行自适应取值,空间参数和灰度出一种局部自适应设置方法,通过计算图像各个参数仍然取经验值文献讨论了双边滤波空间参数像素点的目标尺度得到该像素点周围的平滑区域范和灰度参数的取值问题,由于不同小波子带层数所含围,以控制该点空间方差二,在边缘和纹理区域,目噪声能量并不一致,其灰度方差计算误差较大,同时标尺度越小,取值越小在平滑区域,目标尺度越该方法空间参数取值固定,并不能进行局部自适应设

7、大,。取值越大计针对上述问题,本文提出一种新的自适应双边滤波,,根据目标尺度目标尺度信息设置空间方差在边缘和纹理区域空间方差取值图像中的目标尺度定义为以某一像素点为圆心较小,保留更多图像细节在平滑区域空间方差取值的超球体半径,则超球体内所有像素点都属于同一个较大,更好地滤除了噪声利用噪声方差设置灰度方目标体目标尺度能反映局部结构形态学意义上的差,避免依据经验选择灰度方差根据目标尺度判定大小,在细节丰富的区域或边界附近较小,在同质平强度较大的噪声,并通过增大空间方差进行滤除滑区域内较大,故用目标尺度来限定空间方差的双边滤波大小对于图像中某一