專利名稱：降低影像的空間域噪聲的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種降低影像的空間域噪聲的方法及裝置，且特別是有關(guān)于一種可有效降低影像的空間域噪聲的方法及裝置。
背景技術(shù)：
請參照圖1，其繪示傳統(tǒng)影像系統(tǒng)的示意圖。影像系統(tǒng)100包括一影像生成端110 以及一影像接收端120。影像生成端110例如為一影像合成裝置或一影像擷取裝置，其產(chǎn) 生原始影像并將原始影像輸出至影像接收端120。然而，原始影像在傳輸過程中可能受到 外界環(huán)境的干擾，或是原始影像在轉(zhuǎn)換為可傳輸格式的過程中可能產(chǎn)生誤差。如此一來，影 像接收端120所接收到的影像可能為包含空間域噪聲(spatial noise)的非理想影像，而 非原始影像。因此，多種的濾波器被利用以去除空間域噪聲。然而，影像接收端120在利用 濾波器對所接收的影像進(jìn)行處理后，卻可能使得影像的細(xì)節(jié)部份亦被去除并降低影像銳利 度，而得到較為模糊的影像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種降低影像的空間域噪聲的方法及裝置，利用統(tǒng)計的方式 切割具有特征的像素并進(jìn)行對應(yīng)的處理，可有效地降低影像的空間域噪聲，并可保留影像 的細(xì)節(jié)部份。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出一種降低影像的空間域噪聲的方法，包括下列步驟。 取得一目標(biāo)像素并據(jù)以建立一運(yùn)算區(qū)塊。對運(yùn)算區(qū)塊內(nèi)的目標(biāo)像素及多個鄰近像素的像素 值進(jìn)行運(yùn)算而得到對應(yīng)運(yùn)算區(qū)塊的一變異數(shù)。依據(jù)變異數(shù)判斷目標(biāo)像素是否具有特征。若 目標(biāo)像素不具有特征，則對運(yùn)算區(qū)塊內(nèi)的多個像素進(jìn)行一濾波運(yùn)算得到一調(diào)整像素值。更 新目標(biāo)像素的像素值為調(diào)整像素值。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出一種降低影像的空間域噪聲的裝置，包括一統(tǒng)計單 元、一分析單元、一減法器、一濾波器以及一加法器。統(tǒng)計單元接收一影像圖框，并對影像圖 框的多個像素分別進(jìn)行運(yùn)算而得到多個變異數(shù)。分析單元依據(jù)此些變異數(shù)分別判斷此些像 素是否具有特征。減法器接收影像圖框，并依據(jù)分析單元判斷的結(jié)果輸出不具有特征的這 些像素。濾波器對不具有特征的這些像素進(jìn)行濾波運(yùn)算而得到多個調(diào)整像素值。加法器依 據(jù)具有特征的這些像素的像素值及這些調(diào)整像素值，以輸出一調(diào)整影像圖框。


為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下面將配合附圖對本發(fā)明的較佳實(shí)施例作 詳細(xì)說明，其中圖1繪示傳統(tǒng)影像系統(tǒng)的示意圖。圖2繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的降低影像的空間域噪聲的方法的流程圖。圖3A繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的運(yùn)算區(qū)塊的第一例的示意圖。
圖3B繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的運(yùn)算區(qū)塊的第二例的示意圖。圖3C繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的運(yùn)算區(qū)塊的第三例的示意圖。圖4繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的降低影像的空間域噪聲的裝置的方塊圖。圖5繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的影像圖框的一例的示意圖。圖6繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的變異數(shù)的三維分布圖。圖7繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的不具有特征的像素的分布圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出一種降低影像的空間域噪聲的方法及裝置，是對影像圖框 (imageframe)內(nèi)的像素進(jìn)行統(tǒng)計以切割出具有特征的像素并進(jìn)行對應(yīng)的處理，有效地降低 影像的空間域噪聲并保留影像的細(xì)節(jié)部份。請參照圖2，其繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的降低影像的空間域噪聲的方法的流 程圖。于步驟S200中，取得一目標(biāo)像素并據(jù)以建立一運(yùn)算區(qū)塊，運(yùn)算區(qū)塊實(shí)質(zhì)上包括目標(biāo) 像素及多個鄰近像素。其中，目標(biāo)像素屬于一影像圖框。隨著影像圖框的性質(zhì)不同，運(yùn)算區(qū) 塊所涵蓋的范圍亦不同。若影像圖框只包括一圖場(filed)，則運(yùn)算區(qū)塊包括一 MXN的矩形區(qū)域，M及N為 正整數(shù)。請參照圖3A，其繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的運(yùn)算區(qū)塊的第一例的示意圖。于圖 3A中，影像圖框300只包括一圖場，則運(yùn)算區(qū)塊310實(shí)質(zhì)上是一 3 X 3的遮罩(mask)，其包含 目標(biāo)像素P(i，j)(點(diǎn)狀區(qū)域)及相鄰的8個鄰近像素(斜線區(qū)域)。其中，目標(biāo)像素P(i， j)并不必然位于運(yùn)算區(qū)塊310的中心位置。若影像圖框包括多個交錯的(interlaced)圖場，則運(yùn)算區(qū)塊包括多列不相鄰的 像素。請參照圖3B，其繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的運(yùn)算區(qū)塊的第二例的示意圖。于圖3B 中，影像圖框320包括2個交錯的圖場，則運(yùn)算區(qū)塊330實(shí)質(zhì)上遮罩了包括目標(biāo)像素P(i， j)(點(diǎn)狀區(qū)域)的3列不相鄰的像素(斜線區(qū)域)。若影像圖框經(jīng)過運(yùn)算產(chǎn)生離散運(yùn)算范圍時，則運(yùn)算區(qū)塊所包括的目標(biāo)像素及多個 鄰近像素彼此可為不相鄰的。請參照圖3C，其繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的運(yùn)算區(qū)塊的第 三例的示意圖。于圖3C中，影像圖框340例如為經(jīng)過小波轉(zhuǎn)換后對不同子頻帶進(jìn)行運(yùn)算， 則運(yùn)算區(qū)塊350實(shí)質(zhì)上遮罩了包含目標(biāo)像素P(i，j)(點(diǎn)狀區(qū)域)及不相鄰的8個鄰近像素 (斜線區(qū)域)。于步驟S210中，對運(yùn)算區(qū)塊內(nèi)的目標(biāo)像素及多個鄰近像素的像素值進(jìn)行運(yùn)算而 得到對應(yīng)運(yùn)算區(qū)塊的一變異數(shù)。實(shí)際上，于步驟S210中是先計算得到運(yùn)算區(qū)塊內(nèi)的所有像 素的像素值的一平均數(shù)，然后再依據(jù)平均數(shù)及運(yùn)算區(qū)塊內(nèi)的所有像素的像素值計算得到變 異數(shù)。于步驟S220中，依據(jù)變異數(shù)判斷目標(biāo)像素是否具有特征。步驟S210及步驟S220實(shí) 質(zhì)上是用以比較目標(biāo)像素與運(yùn)算區(qū)塊內(nèi)的其它像素間的差異性。于步驟S220中，可預(yù)先設(shè)定一臨界值(threshold)，再通過比較變異數(shù)與臨界值 的大小來決定目標(biāo)像素是否具有特征。若變異數(shù)大于臨界值，則目標(biāo)像素會被判斷為具有 特征。若變異數(shù)小于臨界值，則目標(biāo)像素會被判斷為不具有特征。其中，具有特征的目標(biāo)像 素例如為具有邊緣(edge)信息的像素，或是點(diǎn)狀(dot)特征的像素。亦即，被判斷為具有 特征的像素可視為影像圖框中的細(xì)節(jié)部份。若目標(biāo)像素被判斷為具有特征，則于步驟S230中，不更新目標(biāo)像素的像素值。如此一來，影像圖框中的細(xì)節(jié)部份即得以保留而不會受到破 壞。若目標(biāo)像素被判斷為不具有特征，則于步驟S240中，對運(yùn)算區(qū)塊內(nèi)的所有像素進(jìn) 行一濾波運(yùn)算得到一調(diào)整像素值。若目標(biāo)像素被判斷為不具有特征，則目標(biāo)像素可被視為 影像圖框中較為平坦的部份，故被進(jìn)行濾波運(yùn)算以去除可能帶有的空間域噪聲。其中，濾 波運(yùn)算可能為低通濾波(low pass filter)、中間值濾波(median filter)、適應(yīng)性濾波 (adaptive filter)或sigma濾波(sigma filter)等，并不做限制，端視使用者需求而定。
之后，于步驟S250中，更新目標(biāo)像素的像素值為調(diào)整像素值。然后，于步驟S260 中，檢查是否影像圖框所包括的所有像素均被檢測過是否具有特征。若否，則回到步驟 S200，重復(fù)執(zhí)行整個流程方法直到影像圖框內(nèi)的所有像素均被檢測過為止。請參照圖4，其繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的降低影像的空間域噪聲的裝置的方 塊圖。降低影像的空間域噪聲的裝置400包括一統(tǒng)計單元410、一分析單元420、一減法器 430、一濾波器440以及一加法器450。統(tǒng)計單元410用以接收一影像圖框Fi，并對影像圖 框Fi的多個像素分別進(jìn)行運(yùn)算而得到多個變異數(shù)。統(tǒng)計單元410實(shí)質(zhì)上是依據(jù)每一個像 素建立對應(yīng)的一運(yùn)算區(qū)塊，并對運(yùn)算區(qū)塊內(nèi)的所有像素進(jìn)行運(yùn)算而得到對應(yīng)運(yùn)算區(qū)塊的變 異數(shù)。其中，運(yùn)算區(qū)塊的建立可參考圖3A 圖3C，并不限制。請參照圖5及圖6，圖5繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的影像圖框的一例的示意圖， 圖6繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的變異數(shù)的三維分布圖。統(tǒng)計單元410對含有噪聲的影像 圖框Fi做統(tǒng)計運(yùn)算，而得到如圖6所示的三維變異數(shù)分布圖。于圖6中較為突出的部份可 被視為具有特征，例如為具有邊緣信息或點(diǎn)狀特征，而較為平坦的部份則可被視為不具有 特征。之后，分析單元420用以依據(jù)統(tǒng)計單元410得到的多個變異數(shù)分別判斷影像圖框 Fi的像素是否具有特征。分析單元420可設(shè)定一臨界值，例如為2000。若變異值大于臨 界值，則分析單元420判斷對應(yīng)的像素具有特征，若變異數(shù)小于臨界值，則分析單元420判 斷對應(yīng)的像素不具有特征。然而，分析單元420實(shí)質(zhì)上并不做限制，其可為sobel濾波器、 canny邊緣檢測器或prewitt遮罩等，只要等將影像圖框中具有特征部份分離出來即可。減 法器430用以接收影像圖框Fi，并依據(jù)分析單元420判斷的結(jié)果輸出不具有特征的像素。減法器430實(shí)質(zhì)上是將影像圖框Fi中具有特征的像素切割掉，而留下不具有特征 的像素。請參照圖7，其繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的不具有特征的像素的分布圖。于圖 7中，格狀區(qū)域即為不具有特征的像素所分布的區(qū)域，亦即為所要去除噪聲的部份。濾波器 440用以對減法器430輸出的不具有特征的像素進(jìn)行濾波運(yùn)算而得到多個調(diào)整像素值。加 法器450用以依據(jù)分析單元420輸出的具有特征的像素的像素值及濾波器440輸出的調(diào)整 像素值，得到一調(diào)整影像圖框Fo并予以輸出。上述的降低影像的空間域噪聲的裝置400，其詳細(xì)原理及細(xì)節(jié)是已敘述于圖2中 揭露的降低影像的空間域噪聲的方法中，故于此不再重述。本發(fā)明上述實(shí)施例所揭露的降低影像的空間域噪聲的方法及裝置，具有多項優(yōu) 點(diǎn)，以下僅列舉部分優(yōu)點(diǎn)說明如下本發(fā)明提出降低影像的空間域噪聲的方法及裝置，利用統(tǒng)計的方式對影像圖框內(nèi) 的像素進(jìn)行運(yùn)算，并配合臨界值來決定可套用濾波器的區(qū)間，故得以將具有特征的部份，例如為具邊緣信息或點(diǎn)狀特征等，切割出來，而對其余的平坦確受噪聲干擾的部份做去除噪 聲的處理。如此一來，不僅可以有效地降低影像的空間域噪聲，且不會模糊化影像中的邊緣 部份或影響到具點(diǎn)狀特征的部份，較為完整地保留影像的細(xì)節(jié)部份并可維持影像銳利度。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明。本 發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者 ，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種等同 的改變或替換。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的本申請權(quán)利要求范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種降低影像的空間域噪聲的方法，包括取得一目標(biāo)像素并據(jù)以建立一運(yùn)算區(qū)塊；對該運(yùn)算區(qū)塊內(nèi)的該目標(biāo)像素及多個鄰近像素的像素值進(jìn)行運(yùn)算而得到對應(yīng)該運(yùn)算區(qū)塊的一變異數(shù)；依據(jù)該變異數(shù)判斷該目標(biāo)像素是否具有特征；若該目標(biāo)像素不具有特征，則對該運(yùn)算區(qū)塊內(nèi)的該些像素進(jìn)行一濾波運(yùn)算得到一調(diào)整像素值；以及更新該目標(biāo)像素的像素值為該調(diào)整像素值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低影像的空間域噪聲的方法，其特征在于該目標(biāo)像素系屬 于一影像圖框，若該影像圖框只包括一圖場，則該運(yùn)算區(qū)塊包括一 MXN的矩形區(qū)域，M及N 為正整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低影像的空間域噪聲的方法，其特征在于該目標(biāo)像素屬于 一影像圖框，若該影像圖框包括多個交錯的圖場，則該運(yùn)算區(qū)塊包括多列不相鄰的像素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低影像的空間域噪聲的方法，其特征在于該運(yùn)算區(qū)塊所包 括的該目標(biāo)像素及所述鄰近像素彼此是不相鄰的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低影像的空間域噪聲的方法，其特征在于還包括 計算得到該運(yùn)算區(qū)塊內(nèi)的所述像素的像素值的一平均數(shù)；以及依據(jù)該平均數(shù)及該運(yùn)算區(qū)塊內(nèi)的所述像素的像素值計算得到該變異數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低影像的空間域噪聲的方法，其特征在于還包括 預(yù)先設(shè)定一臨界值；若該變異數(shù)大于該臨界值，則判斷該目標(biāo)像素具有特征；以及 若該變異數(shù)小于該臨界值，則判斷該目標(biāo)像素不具有特征。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低影像的空間域噪聲的方法，其特征在于還包括 若該目標(biāo)像素具有特征，則不更新該目標(biāo)像素的像素值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低影像的空間域噪聲的方法，其特征在于該目標(biāo)像素屬于 一影像圖框，該方法是被重復(fù)執(zhí)行，直到該影像圖框所包括的多個像素均被檢測過是否具 有特征。
9.一種降低影像的空間域噪聲的裝置，包括一統(tǒng)計單元，用以接收一影像圖框，并對該影像圖框的多個像素分別進(jìn)行運(yùn)算而得到 多個變異數(shù)；一分析單元，用以依據(jù)所述變異數(shù)分別判斷所述像素是否具有特征； 一減法器，用以接收該影像圖框，并依據(jù)該分析單元判斷的結(jié)果輸出不具有特征的所 述像素；一濾波器，用以對不具有特征的所述像素進(jìn)行濾波運(yùn)算而得到多個調(diào)整像素值；以及 一加法器，用以依據(jù)具有特征的所述像素的像素值及所述調(diào)整像素值，以輸出一調(diào)整 影像圖框。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的降低影像的空間域噪聲的裝置，其特征在于該統(tǒng)計單元依 據(jù)每一個像素建立對應(yīng)的一運(yùn)算區(qū)塊，并對該運(yùn)算區(qū)塊內(nèi)的所述像素進(jìn)行運(yùn)算而得到對應(yīng) 該運(yùn)算區(qū)塊的該變異數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的降低影像的空間域噪聲的裝置，其特征在于若影像圖框只 包括一圖場，則該運(yùn)算區(qū)塊包括一 MXN的矩形區(qū)域，M及N為正整數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的降低影像的空間域噪聲的裝置，其特征在于若該影像圖框 包括多個交錯的圖場，則該運(yùn)算區(qū)塊包括多列不相鄰的像素。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的降低影像的空間域噪聲的裝置，其特征在于該運(yùn)算區(qū)塊所 包括的所述像素彼此是不相鄰的。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的降低影像的空間域噪聲的裝置，其特征在于該統(tǒng)計單元計 算得到該運(yùn)算區(qū)塊內(nèi)的所述像素的像素值的一平均數(shù)，并依據(jù)該平均數(shù)及該運(yùn)算區(qū)塊內(nèi)的 所述像素的像素值計算得到對應(yīng)該運(yùn)算區(qū)塊的該變異數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的降低影像的空間域噪聲的裝置，其特征在于若該變異值大 于一臨界值，則該分析單元判斷對應(yīng)的該像素具有特征，若該變異數(shù)小于該臨界值，則該分 析單元判斷對應(yīng)的該像素不具有特征。
全文摘要
本發(fā)明是一種降低影像的空間域噪聲的方法，包括下列步驟。取得一目標(biāo)像素并據(jù)以建立一運(yùn)算區(qū)塊。對運(yùn)算區(qū)塊內(nèi)的目標(biāo)像素及多個鄰近像素的像素值進(jìn)行運(yùn)算而得到對應(yīng)運(yùn)算區(qū)塊的一變異數(shù)。依據(jù)變異數(shù)判斷目標(biāo)像素是否具有特征。若目標(biāo)像素不具有特征，則對運(yùn)算區(qū)塊內(nèi)的多個像素進(jìn)行一濾波運(yùn)算得到一調(diào)整像素值。更新目標(biāo)像素的像素值為調(diào)整像素值。
文檔編號G06T5/00GK101847253SQ20091013245
公開日2010年9月29日 申請日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者王健釗 申請人:聯(lián)詠科技股份有限公司