專利名稱：一種圖像快速保邊濾波方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，具體涉及的是一種圖像保邊濾波方法。
背景技術(shù)：
圖像濾波是圖像處理以及計(jì)算機(jī)視覺(jué)鄰域最基本的操作，其能濾除圖像中的噪聲而使得圖像更加光滑和清晰。常用的濾波方法有線性濾波器和非線性濾波器。線性濾波器有均值濾波器，帶權(quán)均值濾波器，以及高斯濾波器，而非線性濾波器的典型代表是中值濾波器。對(duì)于線性濾波器，如均值濾波和高斯濾波，其在去除噪聲的同時(shí)使得整個(gè)圖像變得模糊，包括圖像的邊界，在有些需要濾除噪聲并保持區(qū)域邊界的地方運(yùn)用受到限制，如輪廓提取，紋理提取，區(qū)域分割等。故針對(duì)此種情況，C. Tomasi和R. Manduchi在1998年提出了能保持圖像邊緣的濾波器——雙邊濾波器(Bilateral Filtering)，其內(nèi)在想法是在圖像的空域和值域上都進(jìn)行濾波，其表達(dá)式為
權(quán)利要求
1. 一種圖像快速保邊濾波方法，其特征在于具體為 首先對(duì)濾波器采用設(shè)定的核函數(shù)；然后用FastBoxFilter對(duì)濾波過(guò)程進(jìn)行加速，使得其計(jì)算時(shí)間復(fù)雜度為0(1)，最后得到濾波結(jié)果；所述設(shè)定的核函數(shù)為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像快速保邊濾波方法，其特征在于所述設(shè)定的核函數(shù)包括對(duì)該函數(shù)式進(jìn)行通分，多項(xiàng)式展開(kāi)操作，或者將ε取為關(guān)于《『的非負(fù)減函數(shù)，函數(shù)值隨著fff的增加而減小，減小的幅度則決定了不同區(qū)域?yàn)V波后界限的分明程度，減小得越快，則界限越分明；或者將函數(shù)擴(kuò)充到RGB彩色空間，對(duì)應(yīng)核函數(shù)為
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像快速保邊濾波方法，其特征在于所述設(shè)定的核函數(shù)具有四點(diǎn)性質(zhì)在濾波模板內(nèi)積分和為1，具有保邊濾波的性質(zhì)，可用FastBoxFilter加速計(jì)算使得計(jì)算復(fù)雜度為0(1)，可調(diào)節(jié)參數(shù)獲得不同濾波效果。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像快速保邊濾波方法，其特征在于所述用i^stBoxFilter 對(duì)濾波過(guò)程進(jìn)行加速，使得其計(jì)算時(shí)間復(fù)雜度為0(1)，是指(1)計(jì)算FastBoxFilter (I，r)，F(xiàn)astBoxFilter(I. *1，r)的結(jié)果，其中 I. *1 是指圖像 I每一個(gè)對(duì)應(yīng)像素值的平方所得到的矩陣；(2)計(jì)算均值矩陣和方差矩陣1.μ = FastBoxFilter(I, r)/(2r+l)22.σ 2 = FastBoxFilter(I. *1，r)/ (2r+l)2-μ . * μ(3)根據(jù)下式計(jì)算輸出圖像QQ = μ +(σ 2· *(Ι-μ ))· /(σ 2+ ε )其中Α. 表示Α，B矩陣對(duì)應(yīng)位置元素相乘得到的矩陣，Α. /B表示Α，B矩陣對(duì)應(yīng)位置元素相除得到的矩陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像快速保邊濾波方法，其特征在于對(duì)圖像采用半徑為r 的FastBoxFilter濾波，其中1)計(jì)算圖像的累積和矩陣T；2)設(shè)輸出圖像為Q，則將輸出圖像坐標(biāo)為(i，j)的元素Q(i，j)fflT(i+r,j+r),T(i-r, j+r)，T(i+r, j-r)，T(i_r，j-r)來(lái)計(jì)算，計(jì)算公式為Q(i, j) = T(i+r, j+r)-T(i-r, j+r)-T(i+r, j_r)+T(i_r, j-r)設(shè)對(duì)圖像I，I為矩陣，運(yùn)用半徑為r的FastBoxFilter得到的結(jié)果矩陣表示為FastBoxFilter (I, r)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種圖像處理技術(shù)領(lǐng)域的圖像快速保邊濾波方法，首先對(duì)濾波器采用設(shè)定的核函數(shù)；然后用FastBoxFilter對(duì)濾波過(guò)程進(jìn)行加速，使得其計(jì)算時(shí)間復(fù)雜度為O(1)，最后得到濾波結(jié)果；所述設(shè)定的核函數(shù)具有四點(diǎn)性質(zhì)在濾波模板內(nèi)積分和為1、具有保邊濾波的性質(zhì)、可用FastBoxFilter加速計(jì)算使得計(jì)算復(fù)雜度為O(1)、可調(diào)節(jié)參數(shù)獲得不同濾波效果。整個(gè)方法的時(shí)間復(fù)雜為O(1)，即與濾波核大小無(wú)關(guān)，且能達(dá)到與雙邊濾波相當(dāng)?shù)男Ч?，并且結(jié)果證明其不會(huì)出現(xiàn)邊緣人造物和光暈現(xiàn)象。
文檔編號(hào)G06T5/00GK102509266SQ201110344130
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者傅可人, 楊杰 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)