一种改进的非局部平均图像去噪算法

传统非局部平均NLM(Non-Local Means)图像去噪算法的像素相似性度量可靠性较差,其关键滤波参数选取与优化值偏差较大。针对上述问题,提出一种改进的NLM图像去噪算法。首先,滤除方法噪声中的噪声分量,保留有用图像信息;然后,联合去噪结果与处理后的方法噪声重新定义NLM算法的相似权函数,更好地利用原图像的信息;最后,采用噪声标准差二次函数的方式设置滤波参数,相比于传统的线性正比方式选取参数,这种选取方式在不同噪声强度下均能获得较优的参数值。对几个标准测试图像的去噪结果表明,提出的改进NLM算法获得了较好的去噪效果,优于相比较的其他几种方法。     

滑动平均和改进权重函数的快速非局部平均图像去噪算法

非局部平均算法(NL-means)是一种有效的高斯噪声去除方法,由于其实现时效率低下,很难应用到实际中。针对非局部平均算法的低效率问题,提出一种快速的非局部平均去噪算法(FNLM)。首先,为了实现对算法的加速,采用滑动平均和权重对称技术。其次,算法在加速时一般会影响到去噪效果,为了使算法加速的同时保证去噪效果,提出一种改进的权重计算函数。最后,对新算法进行了一定的实验分析,实验结果显示提出的快速算法FNLM与原始的非局部平均算法相比,效率得到了很大提升,与其他的经典算法相比,在效率和效果上都非常有竞争力。     

无监督多重非局部融合的图像去噪方法

非局部均值去噪(Non-local means,NLM)算法利用图像的自相似性,取得了很好的去噪效果.然而,NLM算法对图像中不相似的邻域块分配了过大的权重,此外算法的搜索窗大小和滤波参数等通常是固定的且无法根据图像内容的变化做出自适应的调整.针对上述问题,本文提出一种无监督多重非局部融合(Unsupervised m...     

基于区域划分的非局部均值图像去噪算法的改进

为改善非局部均值(Non-Local Means,NLM)算法的去噪性能,解决NLM算法参数分配以及去噪后图像边缘模糊等问题,对基于区域划分的非局部均值图像去噪算法进行了改进。通过Canny边缘检测算子和形态学膨胀处理对图像进行区域划分,对划分后的不同区域进行参数的调整,并对欧氏距离和权重函数进行改进,提升NLM算法的去噪性能,使去噪后的图像保留更多的细节纹理信息。实验结果表明,该算法相比于传统的NLM去噪算法、参数自适应的NLM算法以及基于转动惯量的改进权重函数的NLM算法,有着更好的峰值信噪比和结构相似度值。     

基于稀疏梯度场的非局部图像去噪算法

非局部平均(Non-local means, NLM)算法充分利用图像的自相似性与结构信息的冗余性, 取得了很好的去噪效果.然而, 在强噪声的干扰下, NLM算法中的权函数不能准确度量图像块之间的相似性. 因此, 很多文献利用图像的梯度信息对权函数做了改进.但是, 传统的梯度算子对噪声十分敏感, 不能有效地提高相似性度量的准确性. 本文将图像的稀疏梯度场(Sparse gradients field, SGF)引入权函数的定义中, 提出一种基于稀疏梯度场的非局部图像去噪算法. 首先, 区别于传统基于局部的梯度算子, 提出了基于全局的稀疏梯度场模型, 进一步给出一个自适应的稀疏梯度场模型(Adaptive sparse gradients field, ASGF), 并利用向前--向后分裂算法求解.然后, 利用图像的稀疏梯度场对NLM算法的权函数进行改进, 得到本文提出的算法.实验结果表明, 无论是客观评价还是视觉效果, 本文所提算法的性能优于NLM 算法和其他利用梯度信息改进的NLM算法.     

基于非局部相似和低秩模型的图像盲去噪

针对目前大多图像去噪算法的性能依赖输入噪声水平参数的问题,为进一步提高去噪效果,提出一种改进的基于非局部相似和低秩模型的图像盲去噪方法。预先估计图像的全局噪声方差,在图像非局部相似和低秩模型的框架下,自适应地估计各图像块的局部噪声方差,确定各图像块奇异值阈值(SVT)的局部阈值参数,运用迭代规则完成去噪。为验证该方法的有效性,与3种目前较成熟的去噪算法进行仿真对比。仿真结果表明,对于噪声方差未知的图像,该方法的去噪效果在视觉、峰值信噪比(PSNR)和结构相似度(SSIM)的数据上更具优势,具有更好的自适应能力,更适合应用于实际图像去噪问题。     

基于时域自适应滤波及非局部平均的夜视图像去噪算法

为了增强夜视图像的可视性和清晰度,提出了一种适用于夜视环境的视频图像去噪和增强算法。首先在噪声消除方面,提出了一种基于卡尔曼结构更新的运动自适应时域滤波器。然后利用带有自适应限幅阈值的伽马校正调整RGB直方图,来增加去噪视频图像的动态范围。最后,使用非局部平均(NLM)去噪滤波器消除剩余噪声。提出的方法能够直接用于颜色滤波阵列(CFA)原始视频图像,以便获得较低的内存消耗。在夜间环境(低于0.1 lux)下,利用2百万像素CMOS传感器进行了具体测试,实验结果表明,相比现有的夜视图像增强方法,提出的视频图像增强法在夜间环境下均表现出了更加良好的性能指标。     

改进权值非局部均值超声图像去噪

目的 超声图像斑点噪声会影响诊断的准确性和可靠性。通过分析超声图像斑点噪声统计模型,结合非局部均值滤波算法,提出一种基于超声斑点噪声模型的改进权值非局部均值（NLM）滤波算法。方法 算法针对超声图像灰度信息对图像进行预处理,利用超声图像斑点噪声模型改进传统NLM算法的权值计算函数,基于图像特征确定最优采样间隔进行下采样,利用改进后的权值计算函数对图像进行NLM去噪处理。结果 分别采用人工合成与真实超声图像对本文算法性能进行测试,并与传统非局部均值滤波算法、非局部总变分（NLTV）等算法进行去噪效果比较,同时采用均方误差、峰值信噪比和平均结构相似性作为滤波算法性能的客观评价指标。本文算法能快速完成超声图像的去噪处理,峰值信噪比较其他算法可以提高0.2 dB以上,可以降低均方误差,提高平均结构相似性,缩短处理时间,并得到较好的图像质量和视觉效果。结论 根据超声图像斑点噪声模型对NLM算法的权值计算函数进行优化,使得NLM图像滤波算法能更好地适用于超声图像的去噪,基于超声斑点噪声模型的改进权值NLM算法相较于其他算法,滤波效果更佳,适合超声图像去噪。     

基于马氏距离的改进非局部均值图像去噪算法

通过对原非局部均值(NLM)图像去噪算法进行改进,提出一种利用马氏距离作为衡量图像像素点相似性的非局部均值图像去噪算法.首先针对样本空间中马氏距离不稳定的特点计算特征空间中的马氏距离;然后对图像数据进行相关性分析和降维处理,提取数据主成分,简化特征空间中马氏距离的计算方法;最后利用此马氏距离生成高斯加权核函数,对图像进行去噪.采用一系列加有噪声的典型图像对文中算法进行实验,证明了该算法可获得比原NLM图像去噪算法更好的去噪效果;利用多组数据对文中算法中的滤波参数h进行分析,得到噪声方差与滤波参数h的关系式,可以获得接近于改进图像去噪算法的最佳去噪性能.     

椭圆窗口和参数自适应的非局部均值算法

对于传统的非局部均值(NLM)算法,方形搜索窗口会将大量低相似度的图像块引入去噪图像的加权平均计算过程中,导致去噪图像的细节轮廓变得模糊.针对此问题,提出了利用控制核函数来获取椭圆窗口和图像块参数的自适应NLM算法.首先,根据图像的局部梯度信息和结构张量获得可描述图像局部边缘结构的椭圆方程,并由此确定搜索窗口的形状,从而将搜索窗口的搜索范围限制在与图像局部结构相一致的区域内;然后采用控制核函数获得和搜索窗口形状一致的椭圆形图像块,并结合平滑参数自适应的思想进一步增强算法效果.通过在不同噪声等级的经典灰度图中进行实验,实验结果表明,该算法相比于传统NLM算法和参数自适应的NLM算法,在客观的图像评价指标上,有着更高的PSNR和SSIM值;而在主观视觉上,随着噪声等级的提升,该算法在抑制噪声的同时,能够更好地保留住图像的高频纹理信息.     

基于梯度特征的双核非局部均值去噪算法

针对传统非局部均值（NLM）滤波算法中邻域间相似性计算易受噪声干扰的问题，提出了一种基于梯度特征的双核非局部均值滤波算法。通过图像块之间的欧氏距离及梯度特征度量邻域间相似性，采用双核函数代替传统指数核函数计算相似性权值，并通过衡量搜索区域中的邻域块与当前像素邻域的相似程度，对像素点的权值进行重分配，在此基础上，重估像素点去噪值并得到滤波图像。实验结果表明，提出的滤波算法与传统的NLM滤波算法及分别含有高斯核和正弦核的改进NLM滤波算法相比，可以更准确地反映邻域间的相似度，保存图像的细节及边缘信息，从而有效提升图像的去噪效果。     

一种改进的非局部均值图像去噪算法

非局部均值滤波算法（Non-Local Means,NLM）有良好的去噪效果,且能保持图像细节。但其复杂度过高引起效率低下,在噪声增大时去噪精度明显下降。快速非局部均值滤波（Fast Non-Local Means,FNLM）虽然提高了算法的效率,但去噪效果没有明显改善,在噪声增大时去噪效果仍不理想。针对该问题,提出一种新的非局部均值滤波算法,算法将Turky型函数与指数型相结合,提出一种新的指数-Turky型权值核函数,替代原NLM算法和FNLM算法中的指数型核函数,同时综合了结构相似性（Structural Similarity,SSIM）和欧氏距离来衡量图像邻域间的相似性,从而使得权值的选取更加合理,有效排除图像中不相似邻域的干扰,提高了算法的去噪性能。通过对添加不同噪声水平的高斯噪声图像进行实验,结果表明提出的算法在去噪性能上与NLM和FNLM相比有较大提高,尤其对于噪声较大的图像效果更为显著,在去噪效率上与NLM相比有明显提高,与FNLM算法的时间复杂度相当,时耗接近略有降低。     

一种改进的非局部均值去噪算法*

针对非局部均值去噪算法在图像块相似度计算方面存在的不足,提出计入图像旋转对相似度贡献的、效果更好的图像块匹配算法.为了获得与给定像素点邻域相似的图像子块,首先对给定像素点周边的相关邻域子块按灰度值大小排序,计算其与同样按灰度值大小排序的给定像素点邻域子块之间的距离,据此筛选出灰度分布相似的图像子块作为候选集,更进一步在候选集中选出结构上更为相似的图像子块.同时为了克服噪声影响,在计算子块相似度之前对输入图像进行预滤波处理.实验表明,与原始的非局部均值去噪算法相比,文中算法在峰值信噪比、平均结构相似性及主观视觉效果等方面均具有一定优势,特别是在噪声较大时,文中算法的去噪效果更好.     

快速仿射非局部均值图像去噪

针对仿射非局部均值(ANLM)算法对图像去噪过程中出现用时过长的问题,提出了一种快速仿射非 局部均值去噪(F-ANLM)算法。通过对算法的研究和用时分析得知,仿射变换和关于仿射不变相似性度量的计算这 2 个模块占时最多,因此从这 2 个部分入手提出优化策略。算法首先使用仿射协变结构张量其特征向量的夹角代替 尺寸不变特征变换(SIFT)算子的主方向,简化了仿射变换过程;然后将 ANLM 方法中的仿射不变相似性度量改写为 离散卷积的形式,使用快速傅里叶变换减少卷积的运算量,加速仿射协变特征区域之间相似性度量的计算。实验证 明,F-ANLM 方法简化了仿射变换和仿射不变相似性度量的计算,与原来 ANLM 算法相比,速度得到很大的提升。     

基于超像素分割的非局部均值去噪方法

针对非局部均值(NLM)去噪算法在变化丰富的纹理区域采用平移窗口的方法选择相似块的不足进行了研究,提出一种基于超像素分割的非局部均值去噪算法。该方法充分考虑非局部均值去噪算法中相似性对噪声去除的影响,利用经过超像素分割处理得到的图像块内部相邻像素间以及纹理边缘都具有一定相似性的特点,在超像素分割块基础上优化纹理区域相似窗口的选择策略,提高图像块与中心像素块之间的相似性,从而达到提升非局部均值算法的去噪水平、边缘纹理不被模糊的目的。在多幅经典自然图像上的实验结果表明,该方法能够有效的去除图像中包含的噪声信息,相比于传统的非局部均值方法,保留了更多的纹理信息。     

基于贝叶斯非局部平均滤波的超声图像斑点噪声抑制算法

超声成像是现代医学影像学最重要的诊断技术之一。然而,由于乘性斑点噪声的存在,使得超声成像的发展受到了一定的限制。针对这种问题,提出了一种贝叶斯非局部平均（NLM）滤波算法的改进策略。首先,运用贝叶斯公式推导出适应于超声图像斑点噪声模型的非局部平均滤波器,由此引出了两种图像块之间距离计算的方式——Pearson距离和根距离;其次,为了减轻计算负担,在非局部区域中选取相似图像块时采用图像块预选择的方式来加速算法;另外,根据多次实验,总结出了一种滤波参数和噪声方差的关系,实现了参数的自适应;最后,利用Visual Studio和OpenCV实现了算法,使得程序的运行时间大幅缩短。为了评估所提算法的去噪性能,在幻影图像和真实超声图像上进行了实验,结果表明：与现有的一些经典算法相比,该算法在去除斑点噪声的表现上有很大提升,并且在保留图像边缘和结构细节方面取得了令人满意的结果。     

A Two-Step Regularization Framework for Non-Local Means

As an effective patch-based denoising method, non-local means （NLM） method achieves favorable denoising performance over its local counterparts and has drawn wide attention in image processing community. The in, plementation of NLM can formally be decomposed into two sequential steps, i.e., computing the weights and using the weights to compute the weighted means. In the first step, the weights can be obtained by solving a regularized optimization. And in the second step, the means can be obtained by solving a weighted least squares problem. Motivated by such observations, we establish a two-step regularization framework for NLM in this paper. Meanwhile, using the fl-amework, we reinterpret several non-local filters in the unified view. Further, taking the framework as a design platform, we develop a novel non-local median filter for removing salt-pepper noise with encouraging experimental results.