[发明专利]基于Surfacelet变换域混合高斯模型的视频去噪方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理领域，涉及视频去噪，具体是一种基于Surfacelet变换域混合高斯模型的视频去噪方法，可用于自然视频去噪和三维图像去噪。

背景技术

视频去除噪声的研究最初以图像为单位逐帧处理，传统的视频去噪方法按空域、时域、变换域来进行划分。空域滤波有中值滤波和系数自适应滤波等滤波方法，对各帧图像均能得到较好的滤波效果。但是在视频应用中，由于空域滤波没有充分利用时域信息，不能得到理想的滤波效果。时域滤波考虑了帧间相关性，但是只适合静止目标，对运动目标会产生伪影等现象。变换域通常都是逐帧去噪，对视频不断变化的特性估计不足。

人们已经提出了多种对于这种图像数据的稀疏表示方法，其中多尺度分析方法最为引人注目。然而，绝大多数的三维变换都是可分一维变换的组合，不是真正意义上的三维变换，这类变换得到的子带会混淆三维信号的方向信息，不适合处理图像立方体。目前的三维变换有以下几种：

[1].Lexing Ying，Emmanuel Candes，3D Discrete Curvelet Transform，in Proceedings ofthe International Society for Optical Engineering(SPIE)，Vol.5914，pp.351-361，2005。Lexing Ying和Candes等人提出的Curvelet变换的三维形下式，即3D-Curvelet，具有良好的方向选择性，但是其过大的冗余度使得算法效率非常低；

[2].R.H.Bamberger，“New results on two and three dimensional directional filter banks，”in the Twenty-Seventh Asilomar Conference on SySurfaceletems and Computers，Pacific Grove，Aug.1993，vol.2，1286-1290。Bamberger提出一个三维子带分解方案，通过利用棋盘格滤波器组分别沿着两个正交信号平面来实现，这个信号平面由二维平面上的一个二维方向滤波器组DFB进行分解。然而，所得到的通带形状是三维三角柱，而且不对应于单一方向域，角度分辨率只能沿着其中一个轴细化；

[3].S.Park，“New directional filter banks and their applications in image processing，”Ph.D.dissertation，Georgia InSurfaceletitute of Technology，Atlanta，USA，1999。Park提出一种三维矢量选择滤波器组，这种方法分别沿着两个信号平面应用二维DFB，然而，对于一级分解就有很高的冗余系数；

[4].Y.M.Lu，M.N.Do，“Multidimensional directional filter banks and Surfacelets，”IEEE Transaction on Image Processing，vol.16，no.4，918-931，2007。为了有效表示高维数据，Yue M.Lu和Minh N.Do在文献中将DFB扩充到高维，从而构成多维方向滤波器组NDFB，通过多尺度金字塔和NDFB的结合提出了Surfacelet变换，Surfacelet变换的多尺度分解定义在频率域，这样其基图像定位在频率域，它能有效捕获和表示光滑表面信号奇异性，并具有多方向分解、各向异性和低冗余度等性质，它能够非常有效的扑捉到三维信号的光滑表面奇异性，非常适合处理三维信号。该方法利用Surfacelet变换域阈值，对视频进行去噪处理，但这种方法并不能很好的利用Surfacelet变换优点，没有很好的利用变换域系数的邻域、方向信息，去噪效果不明显。

发明内容

本发明的目的在于针对上述基于Surfacelet变换阈值方法的缺点，提供一种基于Surfacelet变换域混合高斯模型的视频去噪方法，以更好的利用Surfacelet变换的多方向分解的优点和变换域系数的邻域、方向信息，提高视频去噪效果。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：