快速非局部均值圖像去噪算法.pdf

1、作為數(shù)字圖像處理領域中一項最為基礎的問題，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)工程實際需求，實現(xiàn)了一個去噪效果好，計算復雜度低，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較好保留圖像的細節(jié)，但時間復雜度很高，處理單幀720P的圖像所需的時間是分鐘級別。高時間復雜度使其沒法在實用系統(tǒng)中采用，本文希望將其優(yōu)化到實時處理級別。
　　論文首先分析了Non-Local

2、Means濾波器濾波過程中各個模塊占用時間的比例，經(jīng)過實驗得出占用時間最多的部分是權重的計算部分，它在整個濾波過程時間占據(jù)近70％，所以把優(yōu)化重點放到優(yōu)化權值計算的部分。論文從五個方面提出優(yōu)化策略:(1)利用像素點權值的對稱性，采用內(nèi)存換時間的優(yōu)化方法將權值暫存到內(nèi)存中，使計算量減半;(2)顛倒像素位置和鄰域的遍歷次序，使各像素點的權重計算互不干擾，方便之后的算法對像素點進行并行處理，為下面利用下采樣原理進行優(yōu)化奠定基礎;(3)對高斯函

3、數(shù)利用近似計算進行優(yōu)化，將高斯核卷積的計算近似成線性關系，直接將SSE映射成權重。(4)采用下采樣原理，只計算采樣到的像素點的權重，將未采樣到的像素點利用雙線性插值算法計算出來，減少權重的計算次數(shù);(5)利用ARM的Neon指令進行機器指令集優(yōu)化。在上面五個優(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)化對時間復雜度的降低貢獻最大，而且對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最優(yōu)幅度，使濾波器能夠在時間性能和算