《基於四元數的彩色視頻去噪方法》是依託華中科技大學，由金良海擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於四元數的彩色視頻去噪方法
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：金良海
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
視頻去噪具有重要的研究意義和廣泛的套用價值。傳統的彩色視頻去噪方法基本上都是基於灰度視頻去噪或彩色圖像濾波技術的。這些方法都無法考慮顏色通道之間光譜聯繫(彩色圖像矢量濾波技術也不能利用彩色像素3 個部件內部的相關性)，也無法在數學上表示和實現一些基本的視頻圖像運算(如彩色視頻的Fourier 分析)。四元數能有效地表示彩色圖像，四元數的一些運算在一定程度上能體現彩色通道的相關性。本課題將利用四元數的理論和方法，研究彩色視頻的去噪方法。首先，研究彩色視頻在顏色通道及時域上相關性的四元數表示、3D矢量數據場中局部朝向檢測、彩色運動估計等的理論方法，並研究彩色視頻中噪聲的性質和分布。然後，在四元數時-空聯合域，結合彩色局部朝向檢測、彩色運動估計和噪聲的參數分布，研究各種具有邊緣細節保護特性的彩色視頻去噪方法。本課題的研究，將為彩色視頻去噪提供新的理論方法，並豐富彩色視頻處理的理論和方法。
結題摘要
課題利用四元數的理論方法去研究彩色視頻和圖像的去噪方法，提出一系列創新性的理論和方法。主要成果包括：(1) 提出了基於四元數的彩色朝向的檢測方法，填補了這一方面研究的空白（現有的彩色朝向檢測的研究很少），豐富了彩色圖像和視頻處理的基礎研究，並提出了基於局部彩色朝向的自適應濾波方法；(2) 提出了新的四元數顏色距離計算公式，為彩色圖像處理增添了新的基礎方法，同時將該成果套用到彩色視頻和圖像的濾波去噪中，取得了優秀的效果；(3) 結合四元數顏色距離，通過分析水平、垂直、雙對角線方向上的噪聲樣本，提出了高效的基於方向樣本的噪聲檢測方法，並提出了相應的濾波去噪方法；(4) 首次提出了基於超像素分割的彩色斑點噪聲的去除方法。現有的濾波去噪技術很少有關於去除斑點狀噪聲的（噪聲呈現為小塊狀），一般都是用於去除單像素的噪聲。我們在研究中，首次提出了一個基於超像素分割的斑點噪聲去除方法。該方法包含了2個新的方法：斑點噪聲的檢測和斑點噪聲的去除；(5) 提出了一種新的彩色圖像銳化方法，並提出了一個新的彩色矢量信號方差計算方法。目前的彩色銳化技術一般都是基於灰度圖像處理的，即獨立地銳化各個顏色通道或僅銳化亮度通道（色度通道保持不變），而我們提出的銳化方法在銳化亮度和色度通道的同時、優秀地保護圖像的色度信息，從而豐富了彩色圖像銳化的理論和方法；(6) 提出了一個基於四元數相似矩陣的彩色圖像分割方法，完善了基於圖割的彩色圖像分割方法。
