快速非局部均值圖像去噪算法.pdf

1、作為數(shù)字圖像處理領(lǐng)域中一項(xiàng)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(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)去噪效果好，計(jì)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(shí)較好保留圖像的細(xì)節(jié)，但時(shí)間復(fù)雜度很高，處理單幀720P的圖像所需的時(shí)間是分鐘級(jí)別。高時(shí)間復(fù)雜度使其沒法在實(shí)用系統(tǒng)中采用，本文希望將其優(yōu)化到實(shí)時(shí)處理級(jí)別。
　　論文首先分析了Non-Local

2、Means濾波器濾波過程中各個(gè)模塊占用時(shí)間的比例，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得出占用時(shí)間最多的部分是權(quán)重的計(jì)算部分，它在整個(gè)濾波過程時(shí)間占據(jù)近70％，所以把優(yōu)化重點(diǎn)放到優(yōu)化權(quán)值計(jì)算的部分。論文從五個(gè)方面提出優(yōu)化策略:(1)利用像素點(diǎn)權(quán)值的對(duì)稱性，采用內(nèi)存換時(shí)間的優(yōu)化方法將權(quán)值暫存到內(nèi)存中，使計(jì)算量減半;(2)顛倒像素位置和鄰域的遍歷次序，使各像素點(diǎn)的權(quán)重計(jì)算互不干擾，方便之后的算法對(duì)像素點(diǎn)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(duì)高斯函

3、數(shù)利用近似計(jì)算進(jìn)行優(yōu)化，將高斯核卷積的計(jì)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(jì)算采樣到的像素點(diǎn)的權(quán)重，將未采樣到的像素點(diǎn)利用雙線性插值算法計(jì)算出來，減少權(quán)重的計(jì)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(gè)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(duì)時(shí)間復(fù)雜度的降低貢獻(xiàn)最大，而且對(duì)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(gè)最優(yōu)幅度，使濾波器能夠在時(shí)間性能和算