PDF《电影胶片动态图像高速去噪算法研究①》

245 3)图象整体晃动.(个案) 其中,动态数字图像的噪声以带状划伤噪声最为 常见. 2.2 动态数字图像带状噪声与陈年电影胶片雪花块噪 声的相似性 1)画面中随机出现;

2) 两种噪声的发生位置对于每帧图象来说是独立 的、不具有时间轴方向的相关性[3] ;

3)噪声的发生位置通常与其周边的辉度值不同. 基于上述特征,这两种类型的噪声采用同样的去 噪方式理论上是可行的. 雪花块噪声的特征是: 1)画面中随机出现;

2)以纯黑或纯白居多,且视觉不适效果明显;

3)产生噪声的位置具有随机性、不具有时间轴方 向的相关性. 4)动态图象自身时间方向上的相关性强. 因此, 可以考虑采用相同的方法来去除带状噪声.

3 带状噪声去除方法 3.1 块匹配去噪方法的可行性分析 本研究的研究对象是动图象,动图象是由许多一 帧一帧的图象组合而成.动态检索手段时块匹配法 (BM 法、Block Matching)可以适用. 1)对象帧图象和前后帧图象之间的做动态处理 时,采用 BM 法[4,5] ;

2)依据 1)的动态判定所得的移动量,查出对象 帧图象与其前后两帧图象的相对位置,实施中值滤波 法(Median Filter,简称 MF)[6,7] . BM 法由上述两个过程组成. 3.2 以BM 法为基础的去噪手段及其存在问题 1) BM 法 过去的平均值 BM 法往往被采用,但是平均值法 对于带状噪声的检出及动态判定失败的案例较多.带 状噪声本身的辉度值较周边部分大,含有噪声的象素 的绝对值误差被认为是实验设定的偏离值.因此,块 的绝对值的平均值也被认为是偏离值,正确的动态判 定无法实现. 采用 BM 法, 辉度值剧烈变化的区域认为是噪声, 这种判定方式要做整帧图象的全检索,自然会存在运 算量庞大的缺陷. 2) BM 计算法 现在,经常被采用的 BM 动态判定手法是将对象 帧图象分割成 E*E 的块,以块为单位进行动态检索、 动态判定.参照帧图象的同一位置为中心、一定范围 内(±P)误差最小的对应块进行检索.现在帧图象设 为n、参照帧图象则为 n-1.n 中某位置x的辉度值是 In(x),位置x的象素和参照帧图象的那个位置起位移 量设为d,则移动了的位置x+d的象素的绝对值误 差(AE)可以用式(1)表示. AE(x,d) = |In(x) - In-1(x+d)| (1) 表示块误差的函数称之为分析函数.过去的 BM (平均值 BM)的分析函数可由下式表示. (N:块内 部的象素数 E*E) . (2) 3.3 用BM 法做判定 噪声去除, 首先将各帧图象分割成 N*N 微小块, 某个领域的参照帧图象与相对其前后帧图象对应位置 用BM 法做判定,视为第一过程,即动态判定过程. 所谓第二过程是指根据动态判定对象帧图象和其前后 帧图象的对应位置映合, 时间轴方向上进行过滤处理, 也称过滤处理过程.并且,过滤处理是对正常图象中 嵌入了噪声,只对噪声部分检出、处理.

4 适合带状噪声高速去除的BM法 为实现高速化处理,本研究采用了检索位置修正 和检索实行判定两种方案来处理的. 4.1 检索位置的修正 1)平均动态位移的应用及其原理 求出各帧图象动态位移量,检索中心随之偏移这 个位移量,以此对检索位置进行修正. 2)检索位置的修正 为伴随帧图象的运动而微调正后方的位置.这种 检索位置的修正方法是在前一帧图象求出图象全体的 动态平均位移,并且依据所得位移量做全体移动.这 种做法可以使检索判定率提高而实现高速化处理. 如图 1-2 所示,在时间轴方向上所表示的连续两 帧图象.在这两帧图象中,背景全体在移动.修复帧 图象的背景与其正后面参照帧帧图象的背景比较时, 背景的位置已发生的移动,位置必须进行修正. 在先行探索中,求得参照图象全体的平均动态位 移量,用求得的数来修正检索位置并进行检索判定. 4.2 检索实行的判定 为了实现实时处理,对动态检索部分的高速化进 行了考察.一种高速化处理方式是匹配度低的时候实 行检索处理.这种认证方式的特点是采用查找匹配度 计算机系统应用http://www.c-s-a.org.cn