基于广义全变分的自适应BM3D算法

来源：电子测量技术杂志2021年第16期北京时间：

作者：万东东，周先春，昝明远，汪志飞，王新晔，殷豪

单位：1.南京信息工程大学 电子与信息工程学院 南京 210044;2. 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心 南京 210044; 3. 南京信息工程大学 人工智能学院 南京 210044;4.南京信息工程大学 长望学院 南京 210044

摘要：为了解决三维块匹配算法在处理图像边缘上产生的高频伪像和抑制阶梯效应，本文提出了一种基于广义全变分的自适应BM3D算法。首先，经过预分类得到两个具有不同结构信息的块子集。在具有复杂变化的子集中，考虑到自适应算法可以显著减小BM3D算法用于匹配的遍历范围，对该区域采用自适应参考块匹配；在具有均匀变化的子集中，应用原始大小固定的参考块。针对图像处理产生的阶梯效应，本文提出一种新型的广义全变分(CTGV)，二阶总广义变分能自动平衡图像的一阶和二阶偏导的特性，本文引入变异系数，可调节广义全变分的扩散效果。通过实验数据对比，本文算法相比较于BM3D算法及其他算法，图像的PSNR值提升1～2dB，SSIM值也有显著提升，同时对比视觉效果，本文算法有效的去除了高频伪像和抑制阶梯效应。

关键词：三维块匹配;变异系数;自适应;广义全变分

基金资助：国家自然科学基金项目( 11202106，61302188) 、江苏省“信息与通信工程”优势学科建设项目、 江苏高校品牌专业建设工程资助项目、江苏省大学生创新创业训练计划项目（202010300128P，202110300050Z）资助