基于BM3D图像去噪算法的参数研究_黄牧

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1、《工业控制计算机》2014年第27卷第10期99基于BM3D图像去噪算法的参数研究ParametersStudyBasedonBM3DImageDenoisingAlgorithm黄牧黄文清李俊柏戴佳哲（浙江理工大学信息学院，浙江杭州310018）摘要BM3D算法是目前最好的图像去噪算法之一，最近提出的很多更有效的去噪算法都是以BM3D算法作为对比基准。BM3D算法先通过块匹配生成三维矩阵，然后在三维变换域去噪，最后逆变换还原图片。通过对BM3D算法的深入研究，发现BM3D算法的性能与它的参数密切相关。

2、针对BM3D算法的参数进行了实验统计，并对BM3D算法的参数设置进行了总结。实验不仅验证了BM3D算法在图像去噪方面取得了较好效果，而且为BM3D算法的参数设定提供了借鉴。关键词：图像去噪，BM3D，块匹配，三维变换AbstractBM3Dalgorithmisoneofthebestimagedenoisingalgorithms,andalotofmoreeffectivedenoisingalgorithmspro-posedrecentlyarecomparedwithBM3Dalgorithm

3、．Atfirst,BM3Dalgorithmgenerateathree－dimensionalmatrixthroughblockmatching,thendenoisingatthethree－dimensionaltransformdomain,finallygettheimagethroughinversetransform．BymeansofstudyingBM3Dalgorithmdeeply,thiapaperdiscoverthatitsperformanceiscloselyrelat

4、edtotheparameters．ThispapermakeexperimentsandcounttheresultsfortheBM3Dalgorithm,andarriveataconclusionoftheBM3Dalgorithmparameters．Keywords:imagedenoising,BM3D,blockmaching,3Dtransform图像去噪作为图像处理中图像增强的分支，已经得到了长都具有相同的位移量。然后划定特定的搜索区域，制定匹配准则足的发展，大量的去噪算法被相继提出

5、。目前的图像去噪算法种并在搜索区域内搜索与当前块相似的块，即匹配块［4］（matching类繁多，有基于概率论、统计学、偏微分方程、光谱分析、小波等block）。块匹配算法主要分为完全搜索块匹配（FSBM）与快速搜等，但这些算法都有局限性。虽然经典的高斯滤波能有效去除噪索块匹配两种。完全搜索块匹配算法需要搜索所有的块，得到结声，但是对图像边缘的保护不够好。Tomasi．C和Manduchi．R果精确但是运算量大。快速搜索块匹配算法只在搜索区域内搜提出的双边滤波［1］虽然加强了对图像边缘的保护，但是对于高

6、索相似块，速度快但是可能不能得到全局最优解，代表算法有三频噪声的处理效果不够好。非局部算法（Non－Local）可以同时具步法、四步法、钻石算法等。本文主要研究图像去噪，为了加快匹有良好的去噪效果并有效的保护图像边缘，但是计算过于复杂，配速度而采用快速搜索块匹配算法。处理速度过慢。尽管非局部平均（Non－LocalMeans，NLM）［2］算本文中使用符号I表示含有噪声的图像。图像中当前正在操法取得了良好的图像去噪效果，但仍对原图像结构信息保护不作的块为P，块的大小为κ×κ。图像I搜索过程中的滑窗块用Q

7、够。BM3D去噪算法主要通过块匹配以及三维变换域滤波等技表示。图像1中使用图像左上角像素点来代表该块，因此P∈I、术进行两次去噪，第一次基础去噪为第二次最终去噪提供权值，Q∈I。在块匹配过程中采用从左至右，从上至下的顺序分割块以使得最终去噪效果更佳。该算法去噪后的图像不仅有较高的信及块搜索。首先对图像进行分割，将图像分割为大小相等的块。图噪比，视觉效果也更好，但是时间复杂度相对较高。像分割完毕后，按顺序对每个块进行块匹配操作。选取当前块P本文通过编程实现BM3D算法对图片的去噪，并通过大量为参考块，以P

8、为中心选取直径为R的区域作为搜索区域。实验发现参数设定对去噪效果有很大影响。通过实验结果，总结0，（x≤λ3Dσ）γ（x）＝≤（1）了BM3D算法在图片去噪的参数设定规律。x，（x＞λσ）3D1算法介绍式中，λ3D是硬阀值滤波的阀值参数，σ是噪声参数（加性高BM3D算法是一种基于三维变换域滤波的算法，是目前图斯白噪声方差），γ（x）中x代表块的矩阵值，x用所在块左上顶像和视频降噪性能最高的算法之一。BM3D算法［3］主要分为两点坐标表示。搜