圖像降噪的英文名稱是Image Denoising温鸽， 圖像處理中的專業(yè)術(shù)語(yǔ)寄月。是指減少數(shù)字圖像中噪聲的過(guò)程诽里，有時(shí)候又稱為圖像去噪袒餐。
噪聲是圖像干擾的重要原因。一幅圖像在實(shí)際應(yīng)用中可能存在各種各樣的噪聲,這些噪聲可能在傳輸中產(chǎn)生,也可能在量化等處理中產(chǎn)生谤狡。根據(jù)噪聲和信號(hào)的關(guān)系可將其分為三種形式：(f(x, y)表示給定原始圖像灸眼，g(x, y)表示圖像信號(hào)，n(x, y)表示噪聲墓懂。)
加性噪聲焰宣，此類噪聲與輸入圖像信號(hào)無(wú)關(guān)，含噪圖像可表示為f(x, y)=g(x, y)+n(x, y),信道噪聲及光導(dǎo)攝像管的攝像機(jī)掃描圖像時(shí)產(chǎn)生的噪聲就屬這類噪聲捕仔；
乘性噪聲匕积，此類噪聲與圖像信號(hào)有關(guān)，含噪圖像可表示為f(x, y)=g(x, y)+n(x ,y)g(x, y),飛點(diǎn)掃描器掃描圖像時(shí)的噪聲榜跌，電視圖像中的相干噪聲闪唆，膠片中的顆粒噪聲就屬于此類噪聲。
量化噪聲钓葫，此類噪聲與輸入圖像信號(hào)無(wú)關(guān)悄蕾，是量化過(guò)程存在量化誤差，再反映到接收端而產(chǎn)生础浮。
目前來(lái)說(shuō)圖像去噪分為三大類：基于濾波器的方法（Filtering-Based Methods）帆调、基于模型的方法（Model-Based Methods）和基于學(xué)習(xí)的方法（Learning-Based Methods）。
接下來(lái)讓我們分別來(lái)看一下霸旗，這幾種去噪方法的優(yōu)缺點(diǎn)贷帮。
基于濾波器的方法
經(jīng)典的基于濾波的方法戚揭，如中值濾波和維納濾波等诱告，利用某些人工設(shè)計(jì)的低通濾波器來(lái)去除圖像噪聲。
中值濾波器[1]：它是一種常用的非線性平滑濾波器民晒，其基本原理是把數(shù)字圖像或數(shù)字序列中一點(diǎn)的值用該點(diǎn)的一個(gè)領(lǐng)域中各點(diǎn)值的中值代換精居，其主要功能是讓周圍像素灰度值的差比較大的像素改取與周圍的像素值接近的值，從而可以消除孤立的噪聲點(diǎn)潜必，所以中值濾波對(duì)于濾除圖像的椒鹽噪聲非常有效靴姿。
自適應(yīng)維納濾波器[2]：它能根據(jù)圖像的局部方差來(lái)調(diào)整濾波器的輸出，局部方差越大磁滚，濾波器的平滑作用越強(qiáng)佛吓。
同一個(gè)圖像中具有很多相似的圖像塊宵晚，可以通過(guò)非局部相似塊堆疊的方式去除噪聲，如經(jīng)典的非局部均值（NLM）算法[3]维雇、基于塊匹配的3D濾波(BM3D)算法[4]等淤刃。缺點(diǎn)：1. 塊操作會(huì)導(dǎo)致模糊輸出。2. 需要手動(dòng)設(shè)置超參數(shù)吱型。
基于模型的方法
基于模型的方法通常將去噪任務(wù)定義為基于最大后驗(yàn)(MAP)的優(yōu)化問(wèn)題逸贾，其性能主要依賴于圖像的先驗(yàn)。如Xu等人[5]提出了一種基于低秩矩陣逼近的紅外加權(quán)核范數(shù)最小化(WNNM)方法津滞。Pang等人[9]引入了基于圖的正則化器來(lái)降低圖像噪聲
雖然這些基于模型的方法有很強(qiáng)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)性铝侵，但在重噪聲下恢復(fù)紋理結(jié)構(gòu)的性能將顯著下降。此外触徐，由于迭代優(yōu)化的高度復(fù)雜性咪鲜，它們通常是耗時(shí)的。
基于學(xué)習(xí)的方法
基于學(xué)習(xí)的方法側(cè)重于學(xué)習(xí)有噪聲圖像到干凈圖像的潛在映射撞鹉，可以分為傳統(tǒng)的基于學(xué)習(xí)的方法和基于深度網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)方法嗜诀。
近年來(lái)，由于基于深度網(wǎng)絡(luò)的方法比基于濾波孔祸、基于模型和傳統(tǒng)的基于學(xué)習(xí)的方法獲得了更有前景的去噪結(jié)果隆敢，它們已成為主流方法。
Zhang等人[6]通過(guò)疊加卷積崔慧、批歸一化和校正線性單元(ReLU)層拂蝎，提出了一種簡(jiǎn)單但有效的去噪卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)。
受圖像非局部相似度的啟發(fā)惶室，將非局部操作納入到的循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中[7]温自。
Anwar等人[8]提出了一種帶特征注意力的單階段去噪網(wǎng)絡(luò)。
等等等…
基于深度網(wǎng)絡(luò)的方法具有很大的發(fā)展?jié)摿食撬饕揽坑诮?jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)悼泌，沒(méi)有充分考慮到傳統(tǒng)的方法，在一定程度上缺乏可解釋性夹界。
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