Image Denoising

1
?????? ????? ??????? ?????????
????????????????? ???????????
2
???? ? ??????? ?????
AWGN
Salt and pepper
????
????????????
??????????
?????????
Salt and pepper ?????? ? ?????
?????????? ????? ????? ??????
??? ?????? ? ?????
????? ??? ??????? ????????, ?? ??????????????
???? ? ??????. ???????/???????????/???????????
??? ????? ????????????? ????????
????????. ?????????? ??? ???????????? ?
??????? ??????????? ? ?? ??????? ?? ????.
3
?????? ??????????????
AWGN
Salt and pepper
????
????????????
??????????
?????????
????????? ?????? ?????????? ??????? ????????
???????
Bilateral filter Non-Local Means Wavelet
thresholding DCT, PCA, ICA ????????????
???????? ???????? BM3D
???????? ??????? ??????????????? ??????
4
?????????? ??????

• ?????????? ??????
• ???????? ??????????? ?????? ? ????? ?????????
  ??????
• ???????? ? ??????? ???????? ???????? ??? ??????
  ??????
• ????????? ?????????? ?????? ?????????
  ?????????? ???, ?? ??????? ?????? ??????

5
Bilateral filter

• ?????????? ?????????
• Bilateral filter
• ?????????? ??????????
• ????????
• ? ??????

??????????????? ????????
???????????????? ????????
6
Bilateral filter

• Bilateral filter ?????????????? ??????????

(??? ??????? ??????? ????????)
7
Non-Local Means

• ?????????? ?????????
• Non-local means (NL-means) ???? ??????? ??
  ???????? ????? ??????, ? ?? ????????? ????????

?(xi,j) ???? ?????? ??????? xi,j
8
Non-Local Means

• ?????????? ?????
• ???????? ????????? ???????? ??????????? ?????,
  ??? bilateral filter

???? ?????? ??? q1 ? q2, ?? ?? ??? q3
??????????? ?? Buades et al 2005

9
Non-Local Means

• ??????????? ? ??????????
• ??????? ???????? ??????????????? ???????????
• ? ???????? ???????? ????? ???????
  ?????????????? ?????????
• ?????????? ?????? ???????????
• ????????????? ?????? MMX/SSE ??? ????????? ??????
• ????????? ??????????? ?? ????? ? ?????????? ?????
  ??????, ? ?? ????????? ????????
• ????????????? ??????? ????? ??????????? ?????? ?
  ??????????? ???????? ?????????? ????????? ??????

10
Non-Local Means

• ?????????? ? ?????
• ??????? ?????? ?????? ????? ????????? ?? ????????
  ????? (??????? ?? ???????????????-?????????)
• ??? ????????? ???????? ????? ????????? ?????????
  ?????? ?????? ?? Y-?????? ? ???????? ?????? YCrCb
  (YUV)

11
?????????? ???????-??????????????

• ????? ??????????? ???
• ???????? ??????? ?????????????? (PR)
• ?????????? ?????????? ?? ??????????.
• ?????????? ??????? H ? G, ?????????????? ??????
  ??????????????.

12
?????????? ???????-??????????????

• ??? ????? ????????? ????????? ??? (?????????
  ??????? ??????????)
• ????????? ??? ?????????? ?????????? ???

13
?????????? ?????

• ?????????? ?????????????? ??? ???????????
• DWT
• ?????? ?????? ? ??????? ????
• ?????????? ???????-????????????? (thresholding,
  shrinkage)
• ???????? DWT

?????????? ???? ?????????? ????????
?????????? ?????????????? ? ?????? ??????
??????????? ??????? ??? ????????? ??????

14
????? ??????? ?????????
Principal Component Analysis (PCA, KLT)

• ???? ??? ??????? ???????? ???????, ?????
  ??????????? ?????? ???????? ???????? ????? ????
  ????????? ??????? ?????????? ?????? ?? ??????????
  ??????.
• ??????? ???????? ??????? ??????????? ???????
  ei ??????? ?????????? Cx ???????? ?????? x

15
??????????????
????? ??????? ?????????

• ?????????? ? ?????? ??????????? 8x8

64 ???????? ???????
16
??????????????
???????????? ??????? (Muresan/Parks, 2003)

• PCA-????????? ???????????
• ??????? ?????????????? PCA
• ?????????? ????????????? ? ????? ??????
• ???????? ?????????????? ? ????????? ?????? ?
  ???????????

????????? ? ??????? ??????????? (? ?.?. ?
?????? ?????? ???????)
??? ??????? ?????? ?????? ??????, ??? ?????????
?? ??????????? ??????? ???

17
??????????????
??????????
??????????? ???????????
?????????? ??????????????
18
??????????????
??????????
?????????????? ? ??????? PCA
????????????? ???? ?????
19
???? ? ????

• ?????????? ?????

????? ??? ?????
20
??????? ????????

• PSNR ?? ?????? ???????? ???????? ??????? ???????
  ?????????
• ??? ?????????
• ???????????? ??????? ???????????????? ????? ?
  ????????? ???????? (CSF)
• ???????????? ???????? ??????????
• ???????????? ??????????? ? ?????????? ????????
  ???????????? (CIE Lab, CIEDE2000)

HVS models (human visual system)
21
??????? ????????

• Contrast sensitivity function (CSF)
• ?????????? ???????????????? ????? ? ?????????
  ????????

???????? ???????????????? ??????? (????????? /
?????? ???? ??????)
22
???????? Retinex

• ?????? ????????? ???????? ???????????? ????????
  ?? ???????????, ???????? ????????

• ????????????, ??? ??????????? ??????????? ? ????
  ???????????? ????????? ????????????
  (illumination) ? ?????????? ?????? ?????????
  (reflectance)

23
???????? Retinex

• ????????????? ???????????? ???????? ????????,
  ??? ?????? ???????
• ??? ????????? S(x,y) ?? ???????????
• ???? ??????????? ????????? ????????? ? ????????
  ?????? ??????????????, ????? ?????? ?????? ?
  ????????
• ?????? ?????????? ????????? ? ??????? ??????????
  (???????)

24
???????? Retinex

• ????? ?????????
• ?????????????? ???????
• ?????? ???????
• log(0)
• ???????? ?????????????? ????????
• ??? ???? ? ????????

H ???????? ??-??????????, ????. ????????
????????
?????????? R(x,y) ? ???????? ??????? ????????
25
?????????????? ?????

• ??????? YUV ?????????? ??????? ? ?????????????
  ?????????
• ????? ????????? ?????????? Y, ?????
  ??????????????? ???????? U ? V, ????? ??????????
  ???????????? ??????

26
???????? Retinex

• ??????????