BM3D 灰度圖像和彩色圖像去噪實現

github地址：https://github.com/18150167970/BM3D-color-image

歡迎start（笑）。

首先，上一波原理：https://zhuanlan.zhihu.com/p/46399784

灰度圖像方法：

這裏引用上述鏈接的內容：

算法總體流程如圖：

主要分爲兩大步：

第一步，基礎估計：

1、對於每個目標圖塊，在附近尋找最多MAXN1（超參數）個相似的圖塊，爲了避免噪點的影響，將圖塊經過2D變換（代碼中使用DCT變換）後再用歐氏距離衡量相似程度。按距離從小到大排序後取最多前MAXN1個。疊成一個三維數組。

2、對3D數組的第三維，即圖塊疊起來後，每個圖塊同一個位置的像素點構成的數組，進行DCT變換後，採用硬閾值的方式將小於超參數  的成分置爲0。同時統計非零成分的數量作爲後續權重的參考。後將第三維進行逆變換。

關於硬閾值參考鏈接：硬閾值(Hard Thresholding)函數解讀

3、將這些圖塊逆變換後放回原位，利用非零成分數量統計疊加權重，最後將疊放後的圖除以每個點的權重就得到基礎估計的圖像，此時圖像的噪點得到了較大的去除。

 

第二步，最終估計：

1、由於基礎估計極大地消除了噪點，對於含噪原圖的每個目標圖塊，可以直接用對應基礎估計圖塊的歐氏距離衡量相似程度。按距離從小到大排序後取最多前MAXN1個。將基礎估計圖塊、含噪原圖圖塊分別疊成兩個三維數組。

2、對含基礎估計3D數組的第三維，即圖塊疊起來後，每個圖塊同一個位置的像素點構成的數組，進行DCT變換，利用如下公式得到係數。

3、將係數與含噪3D圖塊相乘放回原處，最後做加權平均調整即可得到最終估計圖。相對於基礎估計圖，還原了更多原圖的細節。

彩色圖像方法：引用http://www.ipol.im/pub/art/2012/l-bm3d/

Adapting the algorithm to color images is easy and can be done in the following steps:

1. First a transformation to a luminance-chrominance space from the RGB noisy image is applied. Y denotes the luminance channel and by U and V the chrominance channels;

2. For each step: 

Grouping is only performed with the Y channel; 

The 3D block built on Y is used for all three channels; 

Collaborative filtering is applied to each channel separately as well as the weighted aggregation.

3. Return to the RGB space by applying the inverse transformation.

簡單翻譯：

1.將RGB圖轉爲YUV圖。

2.每一步都做如下操作：

1）只在Y（亮度通道）進行Grouping；

2）利用Y通道尋找相似塊，並且在所有通道建立相似3D塊

3）在每一個通道上分別使用協同濾波和 weighted aggregation.

3.再轉化爲RGB空間

 

 

原始圖片：

效果圖：

 

代碼已經做好註釋，對照本文查看即可瞭解原理。

完（笑）