[发明专利]基于空间自适应高斯混合模型的表面波变换视频去噪方法

权利要求书

1.一种基于空间自适应高斯混合模型的表面波变换视频去噪方法，包含以下步骤：

(1)输入含有噪声的视频系数，对视频系数进行表面波变换，将视频系数分解为4层，每层对应的方向数分别为192、192、48、12；

(2)对表面波变换后的系数，按以下公式计算最精细层到最粗糙层的各子带系数的噪声方差：

σl,m2=σ1,m2·e1-l1.2,]]>

其中，为第l层第m方向子带系数的噪声方差，l∈{1，2，3，4}，第1层和第2层子带中：m∈{1，2，...，192}，第3层子带中：m∈{1，2，...，48}，第4层子带中：m∈{1，2，...，12}；σ_1，m＝median(|ω_1，m(i，j，k)|)/0.6745为第一层第m方向子带的噪声标准差，ω_1，m(i，j，k)为第一层第m方向子带中位置(i，j，k)对应的系数；

(3)利用步骤(2)得到的噪声方差计算各层各方向子带系数对应的空间自适应阈值：

Tl,m(i,j,k)=σl,m2δl,m(i,j,k),]]>

其中，T_l，m(i，j，k)为第l层第m方向子带系数对应的空间自适应阈值；

ηl,m2(i,j,k)=1|Nl,m(i,j,k)|Σ(o,p,q)∈Nl,m(i,j,k)ωl,m2(o,p,q),]]>表示含噪系数ω_l，m(i，j，k)的方差，N_l，m(i，j，k)是以含噪系数ω_l，m(i，j，k)为中心的5×5×5的邻域窗口，(o，p，q)为邻域窗口N_l，m(i，j，k)中系数对应的坐标，|N_l，m(i，j，k)|为邻域窗口中系数的总个数；是含噪系数ω_l，m(i，j，k)的信号标准差；

(4)利用步骤(3)得到的空间自适应阈值，计算各层各方向子带系数对应的掩膜值M_l，m(i，j，k)：

Ml,m(i,j,k)=1,if|ωl,m(i,j,k)|≥Tl,m(i,j,k)0,else;]]>

(5)利用步骤(4)得到的子带二值掩膜，计算高斯混合模型的参数P₁、

σ12=max[(1|N1(i,j,k)|×Σo1,p1,q1∈N1(i,j,k)ωl,m2(o1,p1,q1))-σl,m2,0],]]>为第l层第m方向子带邻域窗口中掩膜值为1的系数的方差，其中，N₁(i，j，k)为第l层第m方向子带邻域窗口中掩膜值为1的系数所组成的集合，|N₁(i，j，k)|＝sum(M_l，m(i，j，k))表示第l层第m方向子带邻域窗口中掩膜值为1的系数个数，(o₁，p₁，q₁)为集合N₁(i，j，k)中系数对应的位置；

为第l层第m方向子带邻域窗口中掩膜值为1的系数所占的比例，|N(i，j，k)|表示第l层第m方向子带邻域窗口中系数的总个数；

σ02=max[(1|N0(i,j,k)|×Σo2,p2,q2∈N0(i,j,k)ωl,m2(o2,p2,q2))-σl,m2,0],]]>为第l层第m方向子带邻域窗口中掩膜值为0的系数方差，其中，N₀(i，j，k)为第l层第m方向子带邻域窗口中掩膜值为0的系数所组成的集合，(o₂，p₂，q₂)为集合N₀(i，j，k)中系数对应的位置，|N₀(i，j，k)|＝|N(i，j，k)|-|N₁(i，j，k)|表示第l层第m方向子带邻域窗口中掩膜值为0的系数的个数；

(6)利用步骤(5)得到的高斯混合模型参数对各层各方向子带系数进行收缩处理：

X^l,m(i,j,k)=ωl,m(i,j,k)×[(1-P1)×σ02σ02+σl,m2+P1×σ12σ12+σl,m2],]]>

其中，为收缩处理后的视频系数；

(7)对处理后的视频系数进行表面波逆变换，得到去噪后的视频图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)所述的对视频系数进行表面波变换是：先输入含有噪声的视频系数，用三通道非抽样滤波器组将其频谱分成三个沙漏型的子带；再将沙漏型子带分两次通过二维方向滤波器组进行方向分解，将视频系数分解为4层，每层对应的方向数分别为192、192、48、12。