本文關(guān)鍵詞：快速非局部均值圖像去噪算法

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【摘要】：作為數(shù)字圖像處理領(lǐng)域中一項最為基礎(chǔ)的問題，圖像去噪已經(jīng)發(fā)展了幾十年并且還在不斷的發(fā)展中。本文根據(jù)工程實際需求，實現(xiàn)了一個去噪效果好，計算復(fù)雜度低，而且能被商用的去噪算法。非局部均值濾波降噪算法是目前去噪效果最好的算法，它能在有效去除噪聲的同時較好保留圖像的細(xì)節(jié)，但時間復(fù)雜度很高，處理單幀720P的圖像所需的時間是分鐘級別。高時間復(fù)雜度使其沒法在實用系統(tǒng)中采用，本文希望將其優(yōu)化到實時處理級別。 論文首先分析了Non-Local Means濾波器濾波過程中各個模塊占用時間的比例，經(jīng)過實驗得出占用時間最多的部分是權(quán)重的計算部分，它在整個濾波過程時間占據(jù)近70%，所以把優(yōu)化重點放到優(yōu)化權(quán)值計算的部分。論文從五個方面提出優(yōu)化策略：(1)利用像素點權(quán)值的對稱性，采用內(nèi)存換時間的優(yōu)化方法將權(quán)值暫存到內(nèi)存中，使計算量減半；(2)顛倒像素位置和鄰域的遍歷次序，使各像素點的權(quán)重計算互不干擾，方便之后的算法對像素點進(jìn)行并行處理，為下面利用下采樣原理進(jìn)行優(yōu)化奠定基礎(chǔ)；(3)對高斯函數(shù)利用近似計算進(jìn)行優(yōu)化，將高斯核卷積的計算近似成線性關(guān)系，直接將SSE映射成權(quán)重。(4)采用下采樣原理，只計算采樣到的像素點的權(quán)重，將未采樣到的像素點利用雙線性插值算法計算出來，減少權(quán)重的計算次數(shù)；(5)利用ARM的Neon指令進(jìn)行機(jī)器指令集優(yōu)化。在上面五個優(yōu)化策略中既有算法上的優(yōu)化也有工程方法的優(yōu)化，其中下采樣優(yōu)化對時間復(fù)雜度的降低貢獻(xiàn)最大，而且對濾波器的性能影響最大，需要本文在下采樣幅度上尋找一個最優(yōu)幅度，使濾波器能夠在時間性能和算法復(fù)雜度之間達(dá)到一個折衷，通過實驗確定最優(yōu)下采樣步長為4。經(jīng)過上述五個方面的優(yōu)化，本文實現(xiàn)的非局部均值濾波算法在IPad4設(shè)備上對單幀720P圖像進(jìn)行處理可以達(dá)到28ms一幀，，滿足實時要求。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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2 邢藏菊,王守覺,鄧浩江,羅予晉;一種基于極值中值的新型濾波算法[J];中國圖象圖形學(xué)報;2001年06期

3 王志明;張麗;;自適應(yīng)的快速非局部圖像去噪算法[J];中國圖象圖形學(xué)報;2009年04期

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本文編號：1151890