关于高感光图像去噪算法的研究

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CCD成像设备目前广泛应用于军事摄像、小区监控,民用摄影等领域。感光度(ISO)作为CCD设备的一个光学成像参数,描述了其捕捉光线的敏感程度。感光度越高,曝光时间就可以缩短很多,因此就越适合在光线昏暗的场所拍摄动态的物体,但同时受到高斯噪声的干扰,造成图像成像质量下降,颗粒感严重。本文首先对CCD设备的噪声进行了分类,然后根据高感光噪声产生的具体原因,确定CIE-Lab作为滤波处理空间,随后分别选取了三个在算法设计上噪声平滑和边缘保留较为均衡的滤波器进行去噪实验。在自适应均值和中值加权混合滤波器中为了提高程序的鲁棒性,采用了基于小波变换的噪声估计方法,同时为了减少因照度不均带来噪声分布不均的影响,加入了亮度分级预处理步骤。迭代小波维纳滤波器中,在基于贝叶斯估计的小波阈值处理中采用了一种无穷阶连续可导的阈值函数,同时提出了一种简单实用的迭代停止判定准则,从而在缩短运算时间的同时,提高了滤波图像的逼真度。偏微分方程(PDE)去噪算法中,为了消除普通二阶P-M模型中出现的“块效应”,我们采用了二阶和四阶耦合的PDE模型,提高了图像的视觉效果,同时在PDE中加入高斯平滑预处理,因在强噪声处PDE方程的扩散速度大大加快,故有效的滤除了孤立噪点,加快了迭代收敛过程。通过多组标准图像和高ISO图像的测试,无论在峰值信噪比、均方误差、平滑指数、边缘保持指数等客观指标和主观视觉效果提升方面,经小波处理的图像去噪效果自然,细节保留较好,同时处理时间与另两种算法相比大为缩短,获得了较满意的去噪效果。
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