第
27
卷第
3
期
2010
年
3
月
控制理论与应用
Control
Th
eory
&
Applications
Vo
l. 27 No. 3
M
缸
.2010
信自
bμF
持阿Mhfunwvu
文章编号:
1000-8152(2010)03-0335-09
~、一
JUlkl
、
复小波包变换域混合统计模型图像降噪算法
闰
?可
1
何光敏
2
张小)
11
1
(1.重庆理工大学计算机学院,重庆
400054;
2.
重庆市天宝实验学校,重庆
400050)
摘要:该方法利用四树复小波包变换具有的移不变性、良好的方向选择性和对高频信号的细致分析能力等特点,
把含噪图像分解成低频逼近子图和若干高频方向子图;在保留低频逼近子图复系数不变的同时,利用复系数层间
相关性的强弱把高频方向子图分为主要类和次要类.对主要类和次要类复系数分别进一步采用非高斯双变量模型
和零均值高斯分布模型进行噪声抑制.实验结果表明,无论是峰值信噪比
(PSNR)
指标,还是在视觉效果上,本文方
法的去噪性能均好子传统的双树复小波变换去噪、四树复小波包变换去噪和小波域高斯尺度混合模型去噪,在有
效抑制噪声的同时,具有很好的图像边缘和细节保护能力.
关键词:图像去噪;四树复小波包变换;层间相关性;非高斯双变量模型;零均值高斯分布模型
中图分类号:
TP391
.4
文献标识码
:A
Image denoising algorithm using mixed statistical model in
complex wavelet packet transform
YAN
He
1
,
HE
Guang-min
2
,
ZHANG
Xiao-chuan
1
(1.
College
of
Computer
Science
,
Chongqing
University
of
Technology
,
Chongqing
400054
,
China;
2.
Chongqing
Tianbao
Experimental
School
,
Chongqing
400050
,
China)
Abstract:
The noisy image is
decompos
巳
d
into low frequency
approximat
巳
subimages
and high frequency directional
subimages by using the quad-tree complex wavelet packet transform(QCWPT) which has the advantages
of
shift-invariance,
high directional resolution and fìne discrimination
of
high frequency signals. The complex coeffìcients in low
fr
,巳
quency
approximate
subimages
缸
e
kept unchanged, while the
high
仕
equency
directional subimages are categorized as major type
and minor type according to
the
让
inter-scale
correlation. Noises in both types are removed by using
of
the non-Gaussian
bivariate model and
th
巳
zero
mean Gaussian distributing model, respectively.
ln
comparing
eith
巳
r
the power signal-to-
nois
巳 ratio(PSNR)
index or the visual effects with other methods, the presented scheme outperforms the traditional dual-
tree complex wavelet transform
, QCWPT and wavelet domain Gaussian
scal
巳
mixtures.
Experiments also show that the
presented scheme achieves an excellent balance between the suppression
of
noises
and
也
e
preservation
of
image details
andedge.
Key words: image denoising; quad-tree complex wavelet packet transform; inter-scale correlation; non-Gaussian bi-
variate mode; zero mean Gaussian distributing model
1
引言
(Introduction)
Mallat
离散小波变换
(discrete
wavelet
transform
,
DWT)
具有良好的时频局部化分析能力而广泛应用
于信号分析,但
DWT
缺乏移不变性,造成去噪后重
构图像存在严重模糊
[1)
且其基函数只有水平、垂
直和对角
3
个方向选择,这种各向同性的基函数不利
于图像边缘方向信息的保护.针对
DWT
缺乏移不变
性的缺陷,文献
[2]
提出了冗余小波变换,文献
[3]
提
出了具有近似移不变性的双树复小波变换
(dual-tree
complex
wavelet
transform
,
DCWT)
[3).
冗余小波变换
通过去掉
DWT
中的下抽样实现了平移不变性,但在
多尺度分解中并没有突破
3
个有限方向性的限制;
DCWT
通过合理设置两棵分解树中交替使用的奇偶
滤波器的长度,使一棵树滤波过程中产生的频谱混
叠被对应的另一棵树滤波所抵消,从而获得了对图
像的近似移不变性多尺度分解
[3l;
尽管
DCWT
的基
函数具有
6
个方向的分析能力,但它的方向子带数是
固定有限的,不能随尺度发生变化;寻求图像多尺
度多方向分解的动力促进了以Ri
glete
间,
Curvelet[5) ,
Contourlet[6)
为代表的多尺度几何分析理论的蓬勃发
收稿日期:
2008-12-05;
收修改稿日期:
2009-11-05.
基金项目:国家自然科学基金资助项目
(60443
∞
4);
重庆市科委自然科学基金资助项目
(CSTC
,
2008BB2340);
重庆市教委科学技术研究
项目
(KJ080621);
重庆理工大学科研启动基金项目
(2009ZD12).