一种基于参数选择的图像自适应指导滤波方法

摘要

本发明公开了一种基于参数选择的图像自适应指导滤波方法，包括确定输入图像I和选择指导图像G，设定滤波窗口w的大小；分别以各像素作为滤波窗口的中心像素，判断指导图像G的当前滤波窗口中各像素点的灰度值与中心像素的灰度值是否相似，统计窗口内相似像素数目并按类别设置偏移函数，同时根据每个窗口方差的大小分类设置平滑因子。完成偏移函数和平滑因子的选择后，将其带入核函数中，按照核函数计算滤波后像素的灰度值，获得滤波后的输出图像。本发明解决了偏移函数和平滑因子选择未考虑窗口自身特性的问题，能够有区别的处理窗口内的局部边缘特征和细节信息。同时依据窗口方差自适应选择多值，使滤波后的图像具有更好的边缘和更多的细节。

主权项

一种基于参数选择的图像自适应指导滤波方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：选择输入图像I和指导图像G，设定滤波窗口的大小w＝(2*r+1)*(2*r+1)，r为窗口半径，|w|代表窗口内像素点的个数；步骤2：分别以各像素为滤波窗口的中心像素，使用所述核函数滤波输入图像，包括以下具体步骤：步骤2‑1：判断指导图像G的当前滤波窗口中各像素点的灰度值G_i，1≤i≤|w|和中心像素点的灰度值G_m是否相似，如果不相似，将所述像素点的灰度值G_i置为0，否则所述像素点的灰度值G_i保持原值；步骤2‑2：统计当前滤波窗口中和中心像素点的灰度值G_m不相似的像素点的个数；判断其是否超过预设阈值，如果是，设置偏移函数ξ_i为0；否则，设置偏移函数为：${\xi }_i=\{\begin{array}{cc}MAX\left(w_k\right)-G_i& {\Delta }_i>0\\ MIN\left(w_k\right)-G_i& {\Delta }_i<0\\ 0& {\Delta }_i=0\end{array}---\left(1\right)$其中偏移量Δ_i＝G_i‑μ_k，MIN(w_k)、MAX(w_k)、μ_k分别为指导图像G的当前滤波窗口内的最小像素灰度值、最大像素灰度值和像素灰度均值；G_i，1≤i≤|w|为指导图像G当前滤波窗口内的第i个像素的灰度值；步骤2‑3：确定平滑因子ε，逐一计算各滤波窗口中像素灰度值的方差并保存在方差矩阵Var；步骤2‑4：依次判断各滤波窗口的方差是否大于等于方差矩阵Var的均值，如果是，定义为大方差滤波窗口，否则，定义为小方差滤波窗口；大方差滤波窗口内的平滑因子小于小方差滤波窗口内的平滑因子，按如下公式选择：$ϵ(i,j)=\{\begin{array}{cc}|Var(i,j)-{\mu }_{\mathrm{var}}|& Var(i,j)\ge {\mu }_{\mathrm{var}}\\ |Var(i,j)-{\mu }_{\mathrm{var}}|\times 2& Var(i,j)<{\mu }_{\mathrm{var}}\end{array}---\left(2\right)$其中i和j代表像素坐标，μ_var代表方差矩阵Var的均值；Var(i,j)代表方差矩阵Var在(i,j)点的值；步骤2‑5：将平滑因子设置为核函数的参数，使用核函数计算滤波后像素的灰度值，输出滤波后的图像。