【图像去噪】基于matlab高效块匹配消除图像脉冲噪声(含PSNR SSIM MSE)【含Matlab源码 9971期】

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⛄一、高效块匹配消除图像脉冲噪声(含PSNR SSIM MSE)

1 高效块匹配算法去除图像脉冲噪声
高效块匹配(Block Matching)是一种常用于去噪处理的技术,尤其适用于脉冲噪声的消除。该方法基于图像中的相似区域进行配对,并利用这些相似性来进行噪声估计

### 高效块匹配算法去除图像脉冲噪声 高效块匹配(Block Matching)是一种常用于去噪处理的技术,尤其适用于脉冲噪声消除。该方法基于图像中的相似区域进行配对,并利用这些相似性来进行噪声估计和修复。 #### 脉冲噪声的特点及其影响 脉冲噪声通常表现为随机分布于图像上的孤立像素点,其强度显著偏离正常值。这种类型的噪声会严重影响视觉效果并干扰后续的图像处理操作[^1]。 #### 使用高效块匹配法去除脉冲噪声的具体实现方式 为了有效移除脉冲噪声,在应用高效块匹配技术时可以采取如下策略: 1. **检测阶段**:识别可能受到污染的数据点作为候选集; 2. **分组阶段**:对于每一个标记出来的潜在受损位置周围的小窗口内搜索最接近当前中心块的最佳匹配项; 3. **替换阶段**:用找到的一系列最优邻近样本平均代替原始错误读数完成恢复过程; 在此过程中,可以通过设定阈值来决定哪些差异被认为是合理的波动而保留下来,哪些则视为异常需被修正。 #### 性能评估标准介绍 - **均方误差(Mean Squared Error, MSE)** 衡量重构后的图片同原版之间的差距大小的一个重要参数。计算公式为: \[ \text{MSE}=\frac{\sum_{i=0}^{m}\sum_{j=0}^{n}(I(i,j)-K(i,j))^2}{mn} \] 其中 \( I(i,j)\) 表示输入图像中第 i 行 j 列处的颜色数值,\( K(i,j)\) 是对应理想无损版本相应坐标的色彩表现形式,m,n 分别代表宽度高度尺寸规格。 - **峰值信噪比(Peak Signal-to-noise Ratio, PSNR)** 用来描述信号最大功率与背景噪音水平之间关系的一种度量单位。它反映了经过某种变换之后所得结果的质量好坏程度。定义表达式如下所示: \[ \text{PSNR}=10\log _{10}\left(\frac{{L}^{2}}{\operatorname {MSE} }\right)=20\log _{10}(L)-10\log _{10}({\rm MSE}) \] 这里 L 指的是单通道所能表示的最大亮度级别。 - **结构相似指数测量(Structural Similarity Index Measure, SSIM)** 不仅考虑到了两个对象间简单的统计特性对比,还加入了人类感知系统的因素考量进去。具体而言,就是综合评价了亮度、对比度以及结构性三方面特征的一致性情况。SSIM 的取值范围是从 -1 至 +1 ,越靠近后者说明两者越相像。 ```python import cv2 import numpy as np from skimage.metrics import structural_similarity as ssim def bm3d_denoising(image_path): img = cv2.imread(image_path, 0) # Apply BM3D denoising algorithm here... psnr_value = cv2.PSNR(img, clean_img) mse_value = ((img - clean_img)**2).mean() ssim_value = ssim(clean_img, img) print(f'PSNR Value: {psnr_value}') print(f'MSE Value : {mse_value}') print(f'SSIM Value: {ssim_value}') bm3d_denoising('noisy_image.png') ```
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