基于仿射不变块相似度量的BM3D图像去噪算法

徐华平, 贾小宁

(长春理工大学 数学与统计学院, 长春 130022)

图像在采集和传输过程中可能受各种噪声的干扰, 由于噪声的存在会降低图像的质量, 从而影响与图像处理有关的应用, 如图像分析、 边缘检测、 模式识别和目标监测等. 因此, 图像去噪[1-3]目前已成为计算机视觉领域中的重要课题, 受到广泛关注. 目前, 基于块的方法[4-8]广泛应用于最新的图像去噪算法中. BM3D(block matching and 3D filtering)[4]算法是目前公认最好的去噪方法[9-10]之一, 其通过相似块群的协同过滤[11], 将空间自相似与频域阈值相结合. 但用规则的方形块去噪可能会在图像边缘产生伪影. 为去除这些伪影, 文献[12]提出了用几种不同形状(圆、 半圆、 1/4圆)代替正方形块, 并结合使用无偏风险估计进行估算. 在块匹配中, 若图像受到仿射形变, 使用正方形块寻找到相似块的数量将会减少, 使在块匹配过程中无法获得足量的相似块, 从而降低图像在变换域中的稀疏性, 进而降低算法的去噪性能.

针对上述问题, 本文提出一种基于仿射不变块相似度量的BM3D图像去噪(Affine-BM3D)算法, 该算法有效利用了图像中存在的仿射不变自相似性[13-18]. 在块匹配中, 先使用椭圆块进行块匹配, 再运用仿射不变块相似度量[19-21]计算两个块的距离, 能寻找到更多的相似块, 将其用于图像去噪, 从而取得较好的去噪效果, 并克服了伪影和相似块数量减少的问题.

1 仿射不变块相似度量

(1)

1.1 计算椭圆块Bu和结构张量Tu

文献[20]提出了计算结构张量和椭圆块的方法, 其……