基于联合双边滤波的图像去噪与融合方法研究

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1、基于联合双边滤波的图像去噪与融合方法研究作者姓名任芬指导教师姓名、职称纪建副教授申请学位类别工学硕士万方数据万方数据学校代码10701学号1403121678分类号TP75密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于联合双边滤波的图像去噪与融合方法研究作者姓名：任芬一级学科：计算机科学与技术二级学科：计算机应用技术学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：纪建副教授学院：计算机学院提交日期：2017年5月万方数据万方数据ResearchonImageDenoisingandFusionBasedonJoi

2、ntBilateralFilteringAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinComputerApplicationTechnologyByRenFenSupervisor:JiJianAssociateProfessorMay2017万方数据万方数据西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文

3、是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识

4、产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：万方数据万方数据摘要摘要由于人类视觉系统的复杂性以及随着数字图像处理技术的快速发展,对传统的图像处理和计算机视觉任务提出新的要求和挑战,尤其低层次图像去噪和图像融合问题。外部噪声的干扰，或多

5、传感器获取图像,导致图像的信息不够全面或可靠，从而降低了图像质量，也制约着后续图像处理任务的执行。图像去噪的核心问题是如何在高效去除噪声的同时，保留图像边缘、轮廓和纹理等细节结构信息。双边滤波作为图像去噪和融合的一种重要手段，它时间复杂度低，且在去噪的同时和能很好地保持边缘信息。最近，涌现出大量联合双边滤波算法以及基于双边滤波的图像去噪和多尺度分解算法。然而，许多已有的联合双边滤波在抑制图像噪声时会导致图像模糊，且对噪声类型的抑制存在较大的局限性，此外双边滤波在进行图像分解过程中，因未能充分地获取

6、边缘信息而导致融合图像结构的丢失和伪影的出现。本文基于联合双边滤波的研究，分别提出：基于SURE（Stein’sunbiasedriskestimate）方法估计的边缘保持加权双边滤波SEWBF和基于交叉梯度双边滤波的图像融合算法FCGBF以得到高清晰度、结构保存完整的去噪图像和融合图像。算法具体介绍如下：（1）SEWBF算法是一种加权滤波算法，综合了改进的伪中值双边滤波和鲁棒双边滤波的优点，能够实现鲁棒和保持边缘的效果，同时对高斯白噪声和椒盐噪声等不同噪声类型均有很好的抑制作用。该算法首先提出一

7、种新的鲁棒估计核函数，然后将其运用在能够有效去除椒盐噪声的伪中值双边滤波中。同时引入鲁棒双边滤波，其中涉及到均方误差的估计，然后利用SURE估计方法来定义鲁棒双边滤波去噪模型，以获取最优参数。最后，通过SURE计算最优权重因子，将改进的伪中值双边滤波和鲁棒双边滤波加权平均得到SEWBF算法。最后，通过设计多组相关对比实验，验证了SEWBF算法的有效性并对实验结果进行分析。（2）FCGBF算法是一种对不同类型源图像融合的方法，该算法是对一种基于交叉双边滤波分解图像融合算法的改进。FCGBF算法采用改

8、进的交叉梯度双边滤波来对图像进行多尺度分解，为了提高图像分解的准确性，引入梯度函数代替灰度相似度核函数，其能获取边缘的梯度信息，减少伪影的干扰，提高算法的性能。接着，采用一种自适应的融合规则对分解的信息进行融合，为了使得融合结果保留更多源图像的信息同时减少伪影出现，在计算融合权重过程中涉及到水平和垂直边缘强度的计算。最后分别对多模态，多聚焦，医学等影像进行实验，来验证FCGBF的有效性。关键词：图像去噪，双边滤波，鲁棒估计，图像融合，融合规则I万方数据西安电子科技大学硕士学位论文I