bm3d算法matlab代码

### 回答1：
BM3D (Block-Matching 3D) 是一种图像去噪算法，适用于各种类型的图像，包括自然图像和医学图像等。该算法的主要思路是通过利用图像的统计信息来减少噪声，并通过块匹配和3D协同滤波来实现图像去噪。以下是BM3D算法的MATLAB代码示例：

% 读取图像
img = im2double(imread('input_image.jpg'));

% 设置参数
h = 0.1; % 高斯滤波器的标准差
sigma = 0.05; % 噪声标准差
N = 8; % 块的大小
K = 16; % 最大块匹配数量
L = 8; % 3D协同滤波的邻居数量
lambda = 0.06; % 修复过程的拉格朗日乘子

% 图像预处理
preprocessed_img = img;
preprocessed_img = padarray(preprocessed_img, [N, N], 'symmetric'); % 对图像进行对称填充

% 块匹配
block_num = floor(size(preprocessed_img) / N);
for i = 1: block_num(1)
    for j = 1: block_num(2)
        block = preprocessed_img(((i - 1) * N + 1): (i * N), ((j - 1) * N + 1): (j * N));
        matched_block = find_matched_block(block, preprocessed_img, K, sigma);
        matched_blocks{i, j} = matched_block;
    end
end

% 3D协同滤波
filtered_img = zeros(size(preprocessed_img));
for i = 1: block_num(1)
    for j = 1: block_num(2)
        matched_block = matched_blocks{i, j};
        similar_blocks = find_similar_blocks(matched_block, matched_blocks, L, sigma);
        filtered_block = collaborative_filtering(matched_block, similar_blocks, lambda, sigma);
        filtered_img(((i - 1) * N + 1): (i * N), ((j - 1) * N + 1): (j * N)) = filtered_block;
    end
end

% 去除填充
filtered_img = filtered_img((N + 1): (end - N), (N + 1): (end - N));

% 显示和保存结果
figure;
subplot(1, 2, 1);
imshow(img);
title('原图像');
subplot(1, 2, 2);
imshow(filtered_img);
title('去噪图像');
imwrite(filtered_img, 'denoised_image.jpg');

上述的代码包含了BM3D算法的主要步骤，其中还包括一些辅助函数的调用，如`find_matched_block`、`find_similar_blocks`和`collaborative_filtering`。这些函数的目的是分别寻找匹配的块、相似的块以及进行3D协同滤波。这些函数的具体实现可以根据需要进一步补充。希望以上代码对你有所帮助！

### 回答2：
以下是BM3D算法的MATLAB代码：

%% 1. 读取图像并进行加噪
original = imread('original_image.png'); % 原始图像
noisy = imread('noisy_image.png'); % 带噪图像

%% 2. BM3D图像去噪
denoised = BM3D(original, noisy);

%% 3. 显示结果
imshow(original)
title('原始图像')

figure
imshow(noisy)
title('带噪图像')

figure
imshow(denoised)
title('去噪图像')

%% BM3D函数
function denoised_image = BM3D(original, noisy)
    % 参数设置
    sigma = 20; % 噪声标准差
    group_size = 16; % 块大小
    patch_size = 8; % 图片块大小
    threshold = 2.7*sigma; % 阈值

    % 第一步：分组形成3D数据块
    [h, w] = size(original);
    group = zeros(patch_size, patch_size, group_size);
    for i = 1:group_size
        x = unidrnd(w - patch_size + 1);
        y = unidrnd(h - patch_size + 1);
        group(:, :, i) = noisy(y:y+patch_size-1, x:x+patch_size-1);
    end

    % 第二步：相似3D块合并
    similar_group = zeros(size(group));
    for i = 1:group_size
        similar_group(:, :, i) = NonLocalMeans(group(:, :, i), sigma);
    end

    % 第三步：基本块去噪
    basic = zeros(size(similar_group));
    for i = 1:group_size
        basic(:, :, i) = WienerFilter(similar_group(:, :, i), sigma^2);
    end

    % 第四步：一致性（最终去噪结果）
    denoised_image = zeros(h, w);
    cnt = zeros(h, w);
    for k = 1:group_size
        for i = 1:patch_size
            for j = 1:patch_size
                denoised_image(y:y+patch_size-1, x:x+patch_size-1) = denoised_image(y:y+patch_size-1, x:x+patch_size-1) + basic(:, :, k);
                cnt(y:y+patch_size-1, x:x+patch_size-1) = cnt(y:y+patch_size-1, x:x+patch_size-1) + 1;
            end
        end
    end
    denoised_image = denoised_image ./ cnt;

    % 非局部均值函数
    function similar_group = NonLocalMeans(group, sigma)
        % 实现非局部均值算法
        % ...
    end

    %维纳滤波函数
    function basic = WienerFilter(similar_group, sigma_sq)
        % 实现维纳滤波算法
        % ...
    end
end

请注意，以上代码只是BM3D算法的一个简单演示，并未实现其完整功能。真正完整实现BM3D算法需要详细了解该算法的细节并进行具体编码实现。以上代码仅供参考。

### 回答3：
BM3D算法是一种用于图像降噪的经典算法，它通过利用图像中相似块的信息来减小噪声。以下是BM3D算法的MATLAB代码：

function [denoised_image] = bm3d(input_image, sigma)

% 第一步：图像预处理
preprocessed_image = preprocessing(input_image);

% 第二步：图片块分组
group_size = 8; % 定义块大小
[groups, num_blocks] = get_groups(preprocessed_image, group_size);

% 第三步：相似块匹配
similar_blocks = find_similar_blocks(groups, num_blocks);

% 第四步：3D变换
transformed_blocks = transform(similar_blocks, sigma);

% 第五步：聚类和阈值
filtered_blocks = filter(transformed_blocks, sigma);

% 第六步：逆变换
denoised_blocks = inverse_transform(filtered_blocks);

% 第七步：聚合
denoised_image = aggregation(denoised_blocks);

end

function [preprocessed_image] = preprocessing(input_image)
% 在此添加图像预处理的代码，例如灰度转换、亮度增强等
end

function [groups, num_blocks] = get_groups(preprocessed_image, group_size)
% 在此添加图像块分组的代码，返回块组和块的总数
end

function [similar_blocks] = find_similar_blocks(groups, num_blocks)
% 在此添加查找相似块的代码，返回相似块的结果
end

function [transformed_blocks] = transform(similar_blocks, sigma)
% 在此添加3D变换的代码，对相似块进行变换并返回结果
end

function [filtered_blocks] = filter(transformed_blocks, sigma)
% 在此添加聚类和阈值处理的代码，对变换后的块进行处理并返回结果
end

function [denoised_blocks] = inverse_transform(filtered_blocks)
% 在此添加逆变换的代码，将处理后的块进行逆变换
end

function [denoised_image] = aggregation(denoised_blocks)
% 在此添加聚合的代码，将处理后的块进行聚合并还原成图像
end

以上是BM3D算法的主要步骤，并且提供了每个步骤的函数框架。具体的实现细节需要根据具体算法进行编写，可以根据BM3D算法的详细论文或参考其他实现的代码进行具体实现。