基于各向異性擴(kuò)散的圖像平滑改進(jìn)算法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于各向異性擴(kuò)散的圖像平滑改進(jìn)算法，基于各向異性擴(kuò)散的圖像平滑改進(jìn)算法，包括以下步驟：（1）對(duì)待處理圖像進(jìn)行Gauss濾波，去除較大噪聲；（2）建立八方向圖像平滑模型；（3）引入物理學(xué)中的重調(diào)和方程；（4）建立梯度與閾值的關(guān)系；（5）選取不同的擴(kuò)散系數(shù)對(duì)圖像進(jìn)行平滑，使圖像在保邊緣、保部分細(xì)節(jié)信息和提高效率等方面都達(dá)到令人滿意的效果；（6）用半隱式加性算子分裂（AOS）算法對(duì)圖像進(jìn)一步處理，得到去噪后的圖像。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的算法在去噪性能方面更具優(yōu)越性。
【專利說(shuō)明】基于各向異性擴(kuò)散的圖像平滑改進(jìn)算法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是基于各向異性算法改進(jìn)的圖像平滑處理算 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)字圖像是很多學(xué)科領(lǐng)域獲取信息的來(lái)源，但圖像在采集過(guò)程中往往會(huì)因?yàn)楦鞣?面原因引入噪聲。因此，在圖像處理和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，圖像去噪是最基本的問(wèn)題之一。近幾十 年，偏微分方程（PDE)方法開始大量應(yīng)用于圖像處理，在圖像的去噪、分割、邊緣檢測(cè)、增強(qiáng) 等方面的研究都取得了顯著進(jìn)展。在基于偏微分方程的圖像處理方法中，各向異性擴(kuò)散由 于其高質(zhì)量的處理結(jié)果而成為研究熱點(diǎn)。自PM算法提出后，各向異性擴(kuò)散技術(shù)有了長(zhǎng)足的 發(fā)展。隨著對(duì)該技術(shù)研究的不斷深入，許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PM算法存在缺陷，處理后的圖像 降噪不穩(wěn)定，有明顯的"階梯"效應(yīng)，并且保邊緣性不是很好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種基于各向異性擴(kuò)散的圖像平滑改進(jìn) 算法，解決去噪不穩(wěn)定的問(wèn)題，不僅可以有效的保護(hù)邊緣，克服部分邊緣和細(xì)節(jié)失真的缺 陷，而且可以減少圖像處理的次數(shù)。
[0004] 本發(fā)明一種基于各向異性擴(kuò)散的圖像平滑改進(jìn)算法，其特征在于，包括以下步 驟：
[0005] 步驟一、對(duì)待處理圖像進(jìn)行Gauss濾波，去除較大噪聲；
[0006] 步驟二、建立八方向圖像平滑模型，
[0007] 根據(jù)PM算法的擴(kuò)散方程

【權(quán)利要求】
1. 一種基于各向異性擴(kuò)散的圖像平滑改進(jìn)算法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一、對(duì)待處理圖像進(jìn)行Gauss濾波，去除較大噪聲； 步驟二、建立八方向圖像平滑模型， 根據(jù)PM算法的擴(kuò)散方S
其中div、V分別為散度算子和梯 度算子，I為待處理圖像，將4個(gè)方向的梯度擴(kuò)展到8個(gè)方向，八方向圖像平滑模型為
步驟三、引入重調(diào)和方g
相應(yīng)的，八方向圖像平滑模型變
步驟四、建立梯度與閾值的關(guān)系，
其中，MD是零均值的 正態(tài)分布，偏差為0.6745 ; 步驟五、圖像加高斯噪聲后背景變化很大，在平滑區(qū)域內(nèi)用強(qiáng)擴(kuò)散強(qiáng)度，此時(shí)圖像中亮 度值相近的像素被連接在一起，形成了統(tǒng)一尺度范圍的同質(zhì)區(qū)域，加大了同質(zhì)區(qū)域噪聲的 差別，但在平滑區(qū)域以外， (1) 若|ν/|μΑ-M，則圖像平滑模型戈
(2) 若/c - M S ▽/幺人'+ Δ/c，則圖像平滑模型為
，其中，α和β是連貫系 數(shù)； ⑶若ΙΙν/ΙΙ2灸+M，則圖像平滑模型為
，其中Ak與圖像的噪聲水平有關(guān)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值。 步驟六、用半隱式加性算子分裂（AOS)算法對(duì)圖像進(jìn)一步處理， 將圖像I尺度化分解在[〇, 1]區(qū)間， a) . I 為一維矩陣時(shí)，Γ+1= [I-TA(In)F1In ;其中，τ 是時(shí)間步長(zhǎng)，A(In) = Eaij(In)]，
式中，Y i = aigi，h是離散化步長(zhǎng)； b) . I為N維矩陣時(shí)，
1) 令 4 = Φ 2) 計(jì)算
3) 當(dāng)i = 1，…，M時(shí)，計(jì)算的三個(gè)對(duì)角線上的元素：，
4) 當(dāng)j = 1，…，N時(shí)，同樣計(jì)算(/-2r4?)的三個(gè)對(duì)角線上的元素，求解 (/-得到/Γ1;
上述步驟1)-5)完成一次迭代，重復(fù)多次迭代可得到清晰圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于各向異性擴(kuò)散的圖像平滑改進(jìn)算法，其特征在于：所述 待處理圖像為彩色或黑白圖像。
【文檔編號(hào)】G06T5/00GK104392418SQ201410724307
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】周先春, 汪美玲, 石蘭芳, 周林鋒 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)