一种边缘保持的自然场景图像自适应加权滤波方法,申请号CN201110182918.9-传众专利搜索

发明名称	一种边缘保持的自然场景图像自适应加权滤波方法
摘要	本发明涉及一种边缘保持的自然场景图像自适应加权滤波方法。本发明方法首先根据高斯滤波器的标准差<img file="2011101829189100004dest_path_image002.GIF" wi="17" he="16" />，计算高斯模板，采用暗通道先验方法，获取原始图像中的深度线索，并归一化，生成深度先验图像。其次计算高斯模板上每个坐标点的空间近邻性权值和计算原始图像上两像素点间的亮度/颜色相似性权值。然后计算原始图像上两像素点间的深度差异性权值和计算模板中心对应于该像素点的自适应加权滤波模板，最后对原始图像中每个像素点，计算其自适应加权滤波结果。本发明方法不仅在亮度/颜色相似性权值计算中考虑了人眼对亮度差异比色彩差异的敏感度不同这一特性，使得该方法符合生物模型。
申请公布号	CN102222328A	申请公布日期	2011.10.19
申请号	CN201110182918.9	申请日期	2011.07.01
申请人	杭州电子科技大学	发明人	周文晖;楼斌;孙志海;张桦;韦学辉;戴国骏
分类号	G06T5/10(2006.01)I;G06T5/00(2006.01)I	主分类号	G06T5/10(2006.01)I
代理机构	杭州求是专利事务所有限公司 33200	代理人	杜军
主权项	1.一种边缘保持的自然场景图像自适应加权滤波方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤(1)根据高斯滤波器的标准差<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="17" he="16" />，计算高斯模板,高斯模板半径为<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="17" he="26" />；步骤(2)采用暗通道先验方法，获取原始图像中的深度线索，并归一化至[0,255]，生成深度先验图像，所述的原始图像为自然场景图像；步骤(3)计算高斯模板上每个坐标点的空间近邻性权值，具体为:对于高斯模板中坐标点<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="42" he="28" />，该坐标点到模板中心的近邻距离<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE008.GIF" wi="32" he="25" />表示为：<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE010.GIF" wi="106" he="30" />根据高斯模板中坐标点<img file="585378DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="42" he="28" />的近邻距离<img file="40630DEST_PATH_IMAGE008.GIF" wi="32" he="25" />，其空间近邻性权值<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE012.GIF" wi="72" he="28" />表示为：<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE014.GIF" wi="204" he="77" />其中<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE016.GIF" wi="30" he="25" />为空间近邻性参数；步骤(4)计算原始图像上两像素点间的亮度/颜色相似性权值，具体为:对于原始图像中像素点<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="22" he="25" />和像素点<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE020.GIF" wi="21" he="25" />，采用彩色变换方法，提取像素点<img file="753502DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="22" he="25" />的LUV彩色分量<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE022.GIF" wi="74" he="28" />和像素点<img file="381930DEST_PATH_IMAGE020.GIF" wi="21" he="25" />的LUV彩色分量<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE024.GIF" wi="68" he="28" />，像素点<img file="480336DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="22" he="25" />和像素点<img file="670271DEST_PATH_IMAGE020.GIF" wi="21" he="25" />的亮度/颜色相似性距离<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE026.GIF" wi="86" he="28" />表示为：<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE028.GIF" wi="537" he="82" />其中<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE030.GIF" wi="17" he="25" />为亮度差异阈值；根据像素点<img file="182024DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="22" he="25" />和像素点<img file="348563DEST_PATH_IMAGE020.GIF" wi="21" he="25" />的亮度/颜色相似性距离<img file="504738DEST_PATH_IMAGE026.GIF" wi="86" he="28" />，其亮度/颜色相似性权值<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE032.GIF" wi="89" he="28" />表示为：<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE034.GIF" wi="251" he="39" />其中<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE036.GIF" wi="30" he="25" />为亮度/颜色相似性参数；步骤(5)根据步骤(2)中得到的深度先验图像，计算原始图像上两像素点间的深度差异性权值，具体为:对于原始图像中像素点<img file="990208DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="22" he="25" />和像素点<img file="599044DEST_PATH_IMAGE020.GIF" wi="21" he="25" />，从深度先验图像中获取像素点<img file="834853DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="22" he="25" />的深度先验值<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE038.GIF" wi="22" he="25" />和像素点<img file="403457DEST_PATH_IMAGE020.GIF" wi="21" he="25" />的深度先验值<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE040.GIF" wi="21" he="25" />，像素点<img file="433730DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="22" he="25" />和像素点<img file="529862DEST_PATH_IMAGE020.GIF" wi="21" he="25" />的深度先验距离<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE042.GIF" wi="92" he="28" />表示为：<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE044.GIF" wi="353" he="96" />其中<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE046.GIF" wi="26" he="25" />为深度差异的低阈值参数，<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE048.GIF" wi="30" he="26" />为度差异的高阈值参数；根据像素点<img file="664302DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="22" he="25" />和像素点<img file="857386DEST_PATH_IMAGE020.GIF" wi="21" he="25" />的深度先验距离<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE050.GIF" wi="91" he="28" />，其深度差异性权值<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE052.GIF" wi="93" he="28" />表示为：<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE054.GIF" wi="254" he="37" />其中<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE056.GIF" wi="36" he="26" />为深度差异性参数；步骤(6)对原始图像中的每个像素点，计算模板中心对应于该像素点的自适应加权滤波模板，具体为：对于原始图像中像素点<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE058.GIF" wi="21" he="25" />，以像素点<img file="746976DEST_PATH_IMAGE058.GIF" wi="21" he="25" />作为滤波窗口的中心像素，对应于滤波模板的中心坐标，根据像素点<img file="330404DEST_PATH_IMAGE058.GIF" wi="21" he="25" />和滤波模板中每个坐标点所对应的原始图像像素点<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE060.GIF" wi="19" he="25" />，计算自适应权值<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE062.GIF" wi="71" he="27" />，表示为：<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE064.GIF" wi="384" he="32" />其中<img file="268535DEST_PATH_IMAGE012.GIF" wi="72" he="28" />、<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE066.GIF" wi="84" he="28" />和<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE068.GIF" wi="89" he="28" />分别是通过步骤 (3)、步骤(4)和步骤(5)计算得到的空间近邻性权值、像素点<img file="378442DEST_PATH_IMAGE058.GIF" wi="21" he="25" />和像素点<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE070.GIF" wi="18" he="25" />间的亮度/颜色相似性权值和深度差异性权值；自适应加权滤波模板计算过程就是为步骤(1)中高斯模板的每个值进行自适应加权，对于高斯模板中坐标点<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE072.GIF" wi="43" he="27" />，其模板值<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE074.GIF" wi="54" he="28" />，对应于原始图像中的<img file="308440DEST_PATH_IMAGE060.GIF" wi="19" he="25" />像素，其自适应加权后模板值<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE076.GIF" wi="57" he="28" />表示为：<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE078.GIF" wi="212" he="30" />步骤(7)对原始图像中每个像素点，计算其自适应加权滤波结果，具体为：采用彩色变换方法，提取原始图像的亮度分量图<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE080.GIF" wi="17" he="17" />、蓝色色度分量图<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE082.GIF" wi="24" he="20" />和红色色度分量图<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE084.GIF" wi="22" he="20" />；对于原始图像的亮度分量图<img file="192214DEST_PATH_IMAGE080.GIF" wi="17" he="17" />上的每个像素点，根据步骤(6)得到模板中心对应于该像素点的自适应加权滤波模板，采用模板滤波方法计算得到该像素点滤波后的新的亮度值，原始图像的亮度分量图<img file="245620DEST_PATH_IMAGE080.GIF" wi="17" he="17" />上的所有像素点经滤波后生成新的亮度分量图<img file="2011101829189100001DEST_PATH_IMAGE086.GIF" wi="20" he="18" />；根据滤波后的亮度分量图<img file="210034DEST_PATH_IMAGE086.GIF" wi="20" he="18" />、原始图像的蓝色色度分量图<img file="690694DEST_PATH_IMAGE082.GIF" wi="24" he="20" />、原始图像的红色色度分量图<img file="546917DEST_PATH_IMAGE084.GIF" wi="22" he="20" />，采用彩色变换方法转换回RGB彩色格式，所得图像即为原始图像滤波后的结果图像。
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