在早先的章節里,我們看到很多圖像平滑技術如高斯模糊,Median模糊等,它們在移除數量小的噪音時在某種程度上比較好用。在這些技術里,我們取像素周圍的一小部分鄰居,做一些類似于高斯平均權重,中值等替換掉中間的元素。簡單說,移除一個像素的噪音是基于本地鄰居的。
噪音有一個屬性,噪音一般被認為是具有零平均值的隨機變量。假設一個像素噪音,p = p0 + n, 其中p0是像素的真實值,n是那個像素的噪音。你可以從不同圖像取大量的同一個像素(N)并計算他們的平均值,理想情況下,你應該得到p=p0,因為均值是0.
你可以自己通過一個簡單例子驗證一下。保持一個靜止的攝像機對準一個位置多呆幾秒,這會給你很多幀,或者是對一個場景的很多圖像。然后寫一些代碼來找到視頻里所有幀的平均值。比較最終的結果和第一幀。你可以看到噪點被去掉了。不幸的是這個簡單的方法對于攝像機和場景的運動來說就不健壯了。而且經常你也只有一個噪音圖像可用。
Image Denoising
OpenCV提供了這種技術的四種變體。
cv2.fastNlMeansDenoising() - 使用單個灰度圖像 cv2.fastNlMeansDenoisingColored() - 使用彩色圖像。 cv2.fastNlMeansDenoisingMulti() - 用于在短時間內捕獲的圖像序列(灰度圖像) cv2.fastNlMeansDenoisingColoredMulti() - 與上面相同,但用于彩色圖像。Common arguments:
cv2.fastNlMeansDenoisingColored()
如上所述,它用于從彩色圖像中去除噪聲。 (噪音預計是高斯噪音)
import numpy as npimport cv2import matplotlib.pyplot as pltimg = cv2.imread('img.jpg')dst = cv2.fastNlMeansDenoisingColored(img,None,10,10,7,21)plt.subplot(121),plt.imshow(img)plt.subplot(122),plt.imshow(dst)plt.show()
cv2.fastNlMeansDenoisingMulti()
現在我們將相同的方法應用于視頻。 第一個參數是嘈雜幀的列表。 第二個參數imgToDenoiseIndex指定我們需要去噪的幀,因為我們在輸入列表中傳遞了frame的索引。 第三個是temporalWindowSize,它指定了用于去噪的附近幀的數量。 在這種情況下,使用總共temporalWindowSize幀,其中中心幀是要去噪的幀。 例如,傳遞了5個幀的列表作為輸入。 設imgToDenoiseIndex = 2和temporalWindowSize = 3.然后使用frame-1,frame-2和frame-3對幀-2進行去噪
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