【正文】 基于 MATLAB 的圖像三維降噪算法仿真研究 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ I 摘 要 視頻 具有直 觀 、可靠、方便、信息內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，因此廣泛 應(yīng) 用于金融、商 業(yè) 、交通、住宅、社區(qū)等 場(chǎng) 合， 為這 些 領(lǐng) 域的 環(huán) 境 監(jiān) 控和安全防范起到了不可忽略的作用。然而，噪聲的存在是 實(shí)時(shí)視頻監(jiān) 控中不可避免的 問題 ，也是影響 視頻視覺質(zhì) 量的重要因素。因此，降噪技 術(shù) 是增 強(qiáng)視頻視覺質(zhì) 量的一個(gè)非常重要的手段。 本文從上述需求要求出 發(fā) ： 較傳統(tǒng) 二 維 降噪和三 維 降噪的區(qū) 別 ，明確三維 降噪 優(yōu)勢(shì) 所在； 二 維 去噪算法 進(jìn) 行了 詳細(xì) 地研究，通 過對(duì)傳統(tǒng) 去噪算法、非局部均 值 算法和其改 進(jìn) 后的自適 應(yīng) 非局部均 值 算法 進(jìn) 行比 較 ，確立了最 優(yōu) 的二 維圖 像降噪算法。 維視頻 降噪算法， 結(jié) 合多 幀圖 像采用基于 Non_local means 的 運(yùn) 動(dòng)檢測(cè) 方法自適 應(yīng) 地區(qū)分 圖 像的運(yùn) 動(dòng) 區(qū)域和靜止區(qū)域， 對(duì) 靜止區(qū)域采用 時(shí) 域加 權(quán) 均值濾 波， 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 區(qū)域采用空域 ANL 濾 波。 實(shí)驗(yàn)結(jié) 果表明， 基于 Nonlocal means 的 時(shí) 空 聯(lián) 合 視頻 降噪算法 由于準(zhǔn)確地區(qū)分了 圖 像的運(yùn) 動(dòng) 區(qū)域和靜止區(qū)域，充分利用了 視頻 的 時(shí) 域、空域信息，在不造成運(yùn) 動(dòng) 拖影的前提下，能 夠顯 著提高 視頻 的峰 值 信噪比和 圖 像的主 觀質(zhì) 量，同 時(shí) 基本 滿 足 實(shí)時(shí)性要求。 關(guān)鍵詞 三 維視頻 降噪， ANL 算法，運(yùn) 動(dòng)檢測(cè) ， 時(shí) 空 聯(lián) 合 基于 MATLAB 的圖像三維降噪算法仿真研究 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ II ABSTRACT Video, because of its advantage of intuition, conwenience, reliability, rich information, and so widely in areas such as finance, merce, traffic, house and munity, and plays an important role in monitoring and protection of the , the existence of noise makes it an inevitable problem in realtime video monitoring, and an important factor to evaluate of quality of video vision. Therefore, noise reduction technology is a very important means of enhancing the visual quality of the video. In this paper， three efforts are involved： the difference between traditional twodimensional noise reduction and threedimensional noise reduction, clear threedimensional noise reduction advantages。 twodimensional noise reduction algorithm in detail, through paring the traditional twodimensional noise reduction algorithm, nonlocal means algorithm and adaptive nonlocal means algorithm , establish the optimal twodimensional image noise reduction algorithm。 on the threedimensional video noise reduction algorithm, by motion detection to multiframe images based on nonlocal means, this algorithm can adaptively distinguish the still regions and motion regions of video image. Temporal weighted average filter to the still regions and spatial ANL filter to the motion regions are used separately. Experimental results show that because of the the precise distinction of the still regions and motion regions,fully utilizing the spatiotemporal information of the video sequences,the proposed algorithm can significantly improve the PSNR and the subjective image quality without movement ghosting, while the realtime requirements could be satisfied basically. KEY WORDS video threedimensional denosing， ANL algorithm, spatiotemporal bination, video denoise 基于 MATLAB 的圖像三維降噪算法仿真研究 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 目錄 摘 要 .............................................................. I ABSTRACT .......................................................... II 第一章 緒論 ....................................................... 1 論 文研究的背景及意 義 ....................................... 1 圖 像去噪的 應(yīng) 用 ............................................. 2 論 文的 組織結(jié) 構(gòu) ............................................. 3 第二章 圖 像去噪概述 ............................................... 4 圖 像的噪聲 類 型 ............................................. 4 根據(jù)噪聲 產(chǎn) 生的原因分 類 ............................... 4 根據(jù)噪聲 統(tǒng)計(jì) 特征分 類 ................................. 4 根據(jù)噪聲與 圖 像的關(guān)系分 類 ............................. 6 圖 像去噪方法 ............................................... 7 二 維 去噪法 ........................................... 7 三 維 去噪法 ............................................ 8 三 維 降噪的 優(yōu)勢(shì) 所在 ................................... 9 圖 像 質(zhì) 量 評(píng) 價(jià) 標(biāo) 準(zhǔn) ............................................ 9 信噪比 ............................................... 9 均方 誤 差和峰 值 信噪比 ................................ 10 結(jié) 構(gòu)相似性指 標(biāo) ...................................... 10 本章小 結(jié) ................................................... 11 第三章 非局部均 值圖 像去噪算法 .................................... 12 非局部均 值圖 像去噪的基本原理 .............................. 12 非局部均 值 去噪算法 簡(jiǎn) 介 .................................... 13 非局部均 值濾 波算法的 發(fā) 展 .................................. 14 非局部均 值濾 波算法的缺陷 ............................ 14 非局部均 值 算法的改 進(jìn) ................................ 15 自適 應(yīng) 非局部 均 值濾 波算法 ............................ 16 算法仿真 結(jié) 果 .............................................. 17 各算法主 觀 效果比 較 .................................. 19 各算法客 觀 效果比 較 .................................. 22 基于 MATLAB 的圖像三維降噪算法仿真研究 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 各算法運(yùn)行 時(shí)間 比 較 .................................. 22 本章小 結(jié) .................................................. 23 第四章 基于 Nonlocal means 的 時(shí) 空 聯(lián) 合 視頻 降噪算法 ................ 24 基于 Nonlocal means 的運(yùn) 動(dòng)檢測(cè) ............................ 24 時(shí) 空 聯(lián) 合降噪 .............................................. 25 時(shí) 域加 權(quán) 均 值濾 波 ........................................ 25 空域 ANL 降噪 ............................................ 26 宏 塊 大小的 選 取 ............................................ 28 仿真 結(jié) 果分析 .............................................. 29 客 觀 效果比 較 ........................................ 29 主 觀 效果比 較 .....