專利名稱：放大圖像的去噪方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像降噪處理技術(shù)，特別是涉及一種放大圖像的去噪方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在對圖像(包括視頻圖像、照片等)信號進行處理、傳輸?shù)倪^程中，噪聲都可以通過各種途徑(如環(huán)境EMI，編輯，分配，傳輸及接口阻抗等)混入到圖像信號中，這些噪聲在屏幕上顯示時會形成各種各樣的噪點，嚴重影響了圖像的顯示效果。在正常情況下顯示時，有些噪點是很小的，對于觀看者的視覺不會造成太多影響，但目前在圖像處理領(lǐng)域，隨著顯示屏幕越來越大，往往需要將一些圖像進行放大顯示，例如，在大屏幕拼接墻上顯示視頻圖像，由于圖像本身分辨率是固定的，所以經(jīng)過放大處理后的圖像中，原來一些很小的噪點就被放大，這些噪點嚴重影響了圖像的顯示效果，觀看者的視覺造成極大的沖擊，特別是在大屏幕拼墻上顯示視頻圖像時，噪點的影響就更加明顯。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對經(jīng)過放大處理后的圖像中噪點嚴重影響圖像顯示效果的問題，提供一種放大圖像的去噪方法及系統(tǒng)。一種放大圖像的去噪方法，包括如下步驟將放大圖像分割為設(shè)定數(shù)目的區(qū)域；計算所述區(qū)域內(nèi)像素點的像素值的標準偏差；利用預設(shè)的閥值判斷所述標準偏差獲取噪點區(qū)域；對所述噪點區(qū)域的圖像進行去噪。一種放大圖像的去噪系統(tǒng)，包括噪點模型設(shè)置單元，用于將放大圖像分割為設(shè)定數(shù)目的區(qū)域；標準偏差計算單元，用于計算所述區(qū)域內(nèi)像素點的像素值的標準偏差； 噪點區(qū)域判斷單元，用于利用預設(shè)的閥值判斷所述標準偏差獲取噪點區(qū)域；圖像去噪單元，用于對所述噪點區(qū)域的圖像進行去噪。上述放大圖像的去噪方法和系統(tǒng)，利用放大圖像的噪點在放大后，所形成的噪點區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)的顏色基本一致的特性，首先將放大圖像分割為多個區(qū)域，然后計算區(qū)域內(nèi)像素點的像素值的標準偏差，并通過閥值判斷標準偏差確定噪點區(qū)域，實現(xiàn)對圖像的噪點位置的獲取，對噪點區(qū)域進行去噪處理即能夠有效去除放大圖像中的噪點，從而增強了放大圖像的顯示效果，提高了大屏幕的顯示質(zhì)量，提升了觀看者的視覺感受。


圖I為本發(fā)明的放大圖像的去噪方法的實施例流程圖；圖2為將放大圖像分割為正方形區(qū)域的示意圖；圖3為計算區(qū)域內(nèi)像素點的像素值的標準偏差的流程圖4為排除背景圖像的影響處理過程的流程圖；圖5為對所選取的區(qū)域進行擴充的示意圖；圖6為對噪點區(qū)域的圖像進行去噪過程的一個實施例的流程圖；圖7為本發(fā)明的放大圖像的去噪系統(tǒng)的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是采用本發(fā)明的放大圖像的去噪技術(shù)處理圖像的效果圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的放大圖像的去噪方法的具體實施方式
作詳細描述。如圖I所示，圖I是本發(fā)明的放大圖像的去噪方法的實施例流程圖，包括如下步驟SI :將放大圖像分割為設(shè)定數(shù)目的區(qū)域；在一個實施例中，可以將放大圖像分割為圓形、多邊形等，優(yōu)選地，將放大圖像平均分割為正方形區(qū)域，其中，正方形的邊長與放大圖像的放大系數(shù)成正比；例如，如圖2所示，圖2是將放大圖像分割為正方形區(qū)域的示意圖，黑色點代表像素點，正方形區(qū)域A的邊長取為漢個像素點，其中3為設(shè)定的常數(shù)，k為圖像的放大系數(shù)，由于圖像的噪點經(jīng)過放大處理后，其面積也進行了放大，所以根據(jù)k的大小設(shè)置合適的噪點模型，該噪點模型的面積與噪點面積相對應，如圖2中所示每個虛線內(nèi)的正方形區(qū)域?qū)艘粋€噪點模型；通過設(shè)置正方形區(qū)域作為噪點的模型，易于覆蓋圖像所有的像素點，降低遍歷噪點過程的運算量。S2 :計算區(qū)域內(nèi)像素點的像素值的標準偏差；在一個實施例中，如圖3所示，圖3為計算區(qū)域內(nèi)像素點的像素值的標準偏差的流程圖，下面以計算區(qū)域A的具體過程來進行描述，包括如下步驟S201 :讀取所選取的區(qū)域A內(nèi)像素點的像素值(Y，Cb, Cr)；S202 :分別計算所選取的區(qū)域A中像素點的亮度分量Y的標準偏差和色度分量Cb、Cr的標準偏差；S203 :計算所述亮度分量Y的標準偏差與色度分量標準偏差Cb、Cr三者的平均值，獲得區(qū)域A的像素點的像素值的標準偏差S1 ；圖像顯示時可以由YCbCr方式構(gòu)成一個像素的值，通過分別計算每個區(qū)域像素點的亮度分量Y和色度分量Cb、Cr的標準偏差，再取平均值，得到區(qū)域內(nèi)像素點的像素值偏離像素算術(shù)平均值的程度。S3 :利用預設(shè)的閥值判斷所述標準偏差獲取噪點區(qū)域；在一個實施例中，判斷的過程具體包括判斷所選取的區(qū)域A內(nèi)像素點像素值的標準偏差S1是否小于預設(shè)的閥值D，若是，則判定所選取的區(qū)域A為包含噪點的噪點區(qū)域，若否，則判定區(qū)域A不是噪點區(qū)域，選取下一個區(qū)域繼續(xù)進行標準偏差計算和判斷，直至遍歷所有區(qū)域；對于閥值D，可以根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)來設(shè)定其大小，具體實施中，設(shè)置一個可讀寫寄存器，在初始化時進行賦值，使用過程中可以根據(jù)需要對其進行更新；由于在放大的圖像中，噪點也同時被放大，此時噪點的顏色在一個區(qū)域內(nèi)基本趨于一致，所以，通過計算區(qū)域內(nèi)像素點的像素值的標準偏差，獲得像素點的像素值偏離算術(shù)平均值程度的量化值，如果該區(qū)域是噪點區(qū)域，則標準偏差不會高于一個閥值，所以利用該閥值判斷標準偏差即可判斷出噪點區(qū)域。作為一種優(yōu)選的實施方式，在判定所選取的區(qū)域為噪點區(qū)域后，還可以進一步排除背景圖像的影響，判定所選取的區(qū)域為包含噪點的噪點區(qū)域而非背景區(qū)域，如圖4所示，圖4為排除背景圖像的影響處理過程的流程圖，具體包括如下步驟S301 :讀取所選取的區(qū)域內(nèi)的像素點的像素值、以及與該所選取的區(qū)域相鄰的設(shè)定范圍內(nèi)的像素點的像素值；S302 :重新計算所讀取像素點的像素值的標準偏差；S303 :計算所選取的區(qū)域的像素點的像素值的標準偏差與所述閥值的和值，并判斷所述重新計算的標準偏差是否大于該和值； S304 :若是，則判定所選取的區(qū)域為噪點區(qū)域。如圖5所示，圖5為對所選取的區(qū)域進行擴充的示意圖，在判斷區(qū)域A內(nèi)像素點像素值的標準偏差S1小于預設(shè)的閥值D后，以區(qū)域A的中心為中心，正方形區(qū)域A的邊長由漢個像素點變成邊長為2漢個像素點的B區(qū)域,此時,提取邊長為2漢個像素點區(qū)域B (包括A及其相鄰區(qū)域)內(nèi)像素點的像素值并計算標準偏差S2，若S2 > S#，則判定所選取的區(qū)域A為噪點區(qū)域；需要說明的是，對于相鄰區(qū)域的選取、及其選取的面積大小及方式，可以根據(jù)本專利使用者而定，不限于上述正方形形式。由于背景區(qū)域內(nèi)像素點的顏色在一個區(qū)域內(nèi)也是基本趨于一致，此時，通過進一步判斷所選擇的區(qū)域是否為背景區(qū)域的一部分，結(jié)合背景區(qū)域相對于噪點區(qū)域面積大得多的特性，通過擴大所選取區(qū)域的計算范圍方式，進而區(qū)分噪點區(qū)域與背景區(qū)域，可以排除背景圖像的影響，避免將背景圖像誤判為噪點區(qū)域，提高了判斷噪點區(qū)域的準確性。S4 :對所述噪點區(qū)域的圖像進行去噪；在一個實施例中，利用條件中值濾波降噪法對噪點區(qū)域的進行去噪處理；具體地，在噪點區(qū)域填入一個新的像素點值，即條件中值，以噪點區(qū)域中一個像素點為中心設(shè)置一個中值濾波器的模板，將模板內(nèi)所有像素點的像素值按有大到小的順序排序，計算模板內(nèi)的最大值Yniax，最小值Yniin和中間值Yniid，判斷輸入像素點的像素值是否在最大值Yniax，最小值Ymin之間，若是，則直接輸出該值；若否，則輸出條件中值來代替原來像素點。在一個實施例中，考慮到放大的視頻圖像噪聲的固有特點，即放大視頻圖像噪點顏色基本趨于一致，在對放大的視頻圖像進行去噪時，可以利用視頻圖像的噪點像素之間的相關(guān)性信息來對視頻圖像進行去噪，具體方法可以包括如下步驟首先緩存3幀視頻圖像，分別設(shè)為上一幀、當前幀和下一幀圖像；然后計算上一幀、當前幀和下一幀圖像的噪點區(qū)域的像素點的像素平均值；分別將當前幀圖像的像素平均值與上一幀圖像、下一幀圖像的像素平均值進行比較；根據(jù)比較的結(jié)果來對當前幀圖像的噪點進行去除；在上述將噪點去除后，將當前幀圖像進行顯示即可獲得清晰的視頻圖像。如圖6所示，圖6為對噪點區(qū)域的圖像進行去噪過程的一個實施例的流程圖，具體地，包括如下步驟
S401 :緩存3幀視頻圖像，分別設(shè)為上一幀、當前幀和下一幀圖像；S402 :提取當前幀圖像和前一幀圖像的噪點區(qū)域的像素點的像素值，并計算像素平均值；S403 :判斷當前幀圖像與前一幀圖像的像素平均值是否相等；S404:若否，則采用上一幀圖像的視頻數(shù)據(jù)取填充當前幀圖像的視頻數(shù)據(jù)，達到去除噪點的效果；S405:若是，則提取下一幀圖像的噪點區(qū)域的像素點的像素值，并計算像素平均值；S406 :判斷當前幀圖像和下一幀圖像的像素平均值是否相等；
S407 :若是，則通過背景差值處理對噪點進行去除，具體地，分別提取背景圖像和圖像的運動區(qū)域，在運動區(qū)域進行像素域的自適應濾波，去除運動區(qū)域的噪點，然后將背景區(qū)域和去除噪點的運動區(qū)域合并；S408 :若否，則采用下一幀圖像的視頻數(shù)據(jù)填充當前幀圖像的視頻數(shù)據(jù)，達到去除噪點的效果；上述視頻圖像的噪點去除方法，利用視頻圖像的噪點像素之間的相關(guān)性信息的特性，然后根據(jù)像素平均值比較的結(jié)果選擇通過背景差值處理或相鄰幀圖像填充的方式對圖像的噪點進行去除，與常用的去噪技術(shù)相比，該方案是針對整個噪點區(qū)域進行去噪處理的，無需對噪點區(qū)域的每個像素點進行處理，可以有效的去除視頻圖像中的噪點，處理過程的運算量大大減少，采用的濾波算法簡單，執(zhí)行效率高，特別是應用于放大的視頻圖像的噪點去除處理時，能明顯加快視頻圖像處理的速度，給觀看者帶來視覺上的清晰效果。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的放大圖像的去噪方法對應系統(tǒng)的具體實施方式
作詳細描述。如圖7所示，圖7是本發(fā)明的放大圖像的去噪系統(tǒng)的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，包括噪點模型設(shè)置單元、標準偏差計算單元、噪點區(qū)域判斷單元以及圖像去噪單元，優(yōu)選地，還可以包括背景區(qū)域判斷單元。噪點模型設(shè)置單元，用于將放大圖像分割為設(shè)定數(shù)目的區(qū)域；在一個實施例中，噪點模型設(shè)置單元將放大圖像平均分割為設(shè)定數(shù)目的正方形區(qū)域，其中，正方形的邊長與放大圖像的放大系數(shù)成正比。 由于圖像的噪點經(jīng)過放大處理后，其面積也進行了放大，所以根據(jù)放大系數(shù)的大小設(shè)置合適的噪點模型，該噪點模型的面積與噪點面積相對應，相當于屏幕上的一個噪點；通過設(shè)置正方形區(qū)域作為噪點的模型，易于覆蓋圖像所有的像素點，降低遍歷噪點過程的
運算量。標準偏差計算單元，用于計算所述區(qū)域內(nèi)像素點的像素值的標準偏差；在一個實施例中，標準偏差計算單元選取一個區(qū)域并讀取該區(qū)域內(nèi)像素點的像素值，計算所選取的區(qū)域中像素點的亮度分量標準偏差和色度分量的標準偏差，計算所述亮度分量標準偏差與色度分量標準偏差的平均值，獲得所選取的區(qū)域的像素點的像素值的標準偏差。圖像顯示時可以由YCbCr方式構(gòu)成一個像素的值，通過分別計算每個區(qū)域像素點的亮度分量Y和色度分量Cb、Cr的標準偏差，再取平均值，得到區(qū)域內(nèi)像素點的像素值偏離像素算術(shù)平均值的程度。噪點區(qū)域判斷單元，用于利用預設(shè)的閥值判斷所述標準偏差獲取噪點區(qū)域；在一個實施例中，噪點區(qū)域判斷單元判斷所選取的區(qū)域內(nèi)像素點像素值的標準偏差是否小于所述預設(shè)的閥值，若是，則判定所選取的區(qū)域為包含噪點的噪點區(qū)域。由于在放大的圖像中，噪點也同時被放大，此時噪點的顏色在一個區(qū)域內(nèi)基本趨于一致，所以，通過計算區(qū)域內(nèi)像素點的像素值的標準偏差，獲得像素點的像素值偏離算術(shù)平均值程度的量化值，如果該區(qū)域是噪點區(qū)域，則標準偏差不會高于一個閥值，所以利用該閥值判斷標準偏差即可判斷出噪點區(qū)域。圖像去噪單元，用于對所述噪點區(qū)域的圖像進行去噪；
在一個實施例中，圖像去噪單元具體包括圖像緩存模塊、像素平均值計算模塊、像素平均值比較模塊和噪點去除模塊；其中，圖像緩存模塊用于緩存3幀視頻圖像，分別設(shè)為上一幀、當前幀和下一幀圖像；像素平均值計算模塊用于計算所述上一幀、當前幀和下一幀圖像的噪點區(qū)域的像素點的像素平均值；像素平均值比較模塊用于分別將所述當前幀圖像的像素平均值與所述上一幀圖像、下一幀圖像的像素平均值進行比較；噪點去除模塊用于根據(jù)所述比較的結(jié)果來對當前幀圖像的噪點進行去除。背景區(qū)域判斷單元設(shè)置在噪點區(qū)域判斷單元后，其主要執(zhí)行如下功能讀取噪點區(qū)域判斷單元獲取的噪點區(qū)域內(nèi)的、以及與該區(qū)域相鄰的設(shè)定范圍內(nèi)的像素點的像素值；重新計算所讀取像素點的像素值的標準偏差，計算所選取的區(qū)域的像素點的像素值的標準偏差與所述閥值的和值；判斷所述重新計算的標準偏差是否大于該和值，若是，則判定所選取的區(qū)域為包括噪點的噪點區(qū)域。由于背景區(qū)域內(nèi)像素點的顏色在一個區(qū)域內(nèi)也是基本趨于一致，此時，通過背景區(qū)域判斷單元進一步判斷所選擇的區(qū)域是否為背景區(qū)域的一部分，結(jié)合背景區(qū)域相對于噪點區(qū)域面積大得多的特性，通過擴大所選取區(qū)域的計算范圍方式，進而區(qū)分噪點區(qū)域與背景區(qū)域，可以排除背景圖像的影響，避免將背景圖像誤判為噪點區(qū)域，提高了判斷噪點區(qū)域的準確性。本發(fā)明的放大圖像的去噪技術(shù)，針對放大的圖像噪點問題，提出了對放大圖像處理環(huán)節(jié)加入降噪處理，進一步根據(jù)視頻處理器的特點，提出了一種適合于放大視頻圖像的噪點去除方法，可以極大地提高視頻圖像(如標清模擬視頻圖像)的顯示質(zhì)量，特別適用于在拼墻顯示系統(tǒng)顯示放大的模擬視頻圖像，如圖8所示，圖8是采用本發(fā)明的放大圖像的去噪技術(shù)處理圖像的效果圖，圖中(a)是去噪前的顯示效果圖，圖中(b)是去噪后的顯示效果圖，從圖中可以看出本發(fā)明的技術(shù)能夠很好地去除放大圖像中的噪點。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所 附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1.一種放大圖像的去噪方法，其特征在于，包括如下步驟 將放大圖像分割為設(shè)定數(shù)目的區(qū)域； 計算所述區(qū)域內(nèi)像素點的像素值的標準偏差； 利用預設(shè)的閥值判斷所述標準偏差獲取噪點區(qū)域； 對所述噪點區(qū)域的圖像進行去噪。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放大圖像的去噪方法，其特征在于，所述計算所述區(qū)域內(nèi)像素點像素值的標準偏差的過程包括步驟 選取一個區(qū)域并讀取該區(qū)域內(nèi)像素點的像素值； 計算所選取的區(qū)域中像素點的亮度分量標準偏差和色度分量的標準偏差； 計算所述亮度分量標準偏差與色度分量標準偏差的平均值獲得所選取的區(qū)域的像素點的像素值的標準偏差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放大圖像的去噪方法，其特征在于，所述利用預設(shè)的閥值判斷所述標準偏差獲取噪點區(qū)域的過程包括 判斷所選取的區(qū)域內(nèi)像素點像素值的標準偏差是否小于所述預設(shè)的閥值，若是，則判定所選取的區(qū)域為噪點區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放大圖像的去噪方法，其特征在于，在所述判定所選取的區(qū)域為噪點區(qū)域后還包括 讀取所選取的區(qū)域內(nèi)的像素點的像素值、以及與該所選取的區(qū)域相鄰的設(shè)定范圍內(nèi)的像素點的像素值； 重新計算所讀取像素點的像素值的標準偏差； 計算所選取的區(qū)域的像素點的像素值的標準偏差與所述閥值的和值，并判斷所述重新計算的標準偏差是否大于該和值； 若是，則判定所選取的區(qū)域為包含噪點的噪點區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放大圖像的去噪方法，其特征在于，將放大圖像平均分割為設(shè)定數(shù)目的正方形區(qū)域； 其中，所述正方形的邊長與放大圖像的放大系數(shù)成正比。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放大圖像的去噪方法，其特征在于，所述對所述噪點區(qū)域的圖像進行降噪步驟包括 利用條件中值濾波降噪法對所述噪點區(qū)域的噪點進行去除。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放大圖像的去噪方法，其特征在于，所述對所述噪點區(qū)域的圖像進行降噪步驟包括 緩存3幀視頻圖像，分別設(shè)為上一幀、當前幀和下一幀圖像； 計算所述上一幀、當前幀和下一幀圖像的噪點區(qū)域的像素點的像素平均值； 分別將所述當前幀圖像的像素平均值與所述上一幀圖像、下一幀圖像的像素平均值進行比較； 根據(jù)所述比較的結(jié)果來對當前幀圖像的噪點進行去除。
8.—種放大圖像的去噪系統(tǒng)，其特征在于，包括 噪點模型設(shè)置單元，用于將放大圖像分割為設(shè)定數(shù)目的區(qū)域； 標準偏差計算單元，用于計算所述區(qū)域內(nèi)像素點的像素值的標準偏差；噪點區(qū)域判斷單元，用于利用預設(shè)的閥值判斷所述標準偏差獲取噪點區(qū)域； 圖像去噪單元，用于對所述噪點區(qū)域的圖像進行去噪。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的放大圖像的去噪系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在所述噪點區(qū)域判斷單元后的背景區(qū)域判斷單元，用于讀取噪點區(qū)域判斷單元獲取的噪點區(qū)域內(nèi)的、以及與該區(qū)域相鄰的設(shè)定范圍內(nèi)的像素點的像素值，重新計算所讀取像素點的像素值的標準偏差，計算所選取的區(qū)域的像素點的像素值的標準偏差與所述閥值的和值，并判斷所述重新計算的標準偏差是否大于該和值，若是，則判定所選取的區(qū)域為包含噪點的噪點區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的放大圖像的去噪系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像去噪單元包括 圖像緩存模塊，用于緩存3幀視頻圖像，分別設(shè)為上一幀、當前幀和下一幀圖像；像素平均值計算模塊，用于計算所述上一幀、當前幀和下一幀圖像的噪點區(qū)域的像素點的像素平均值； 像素平均值比較模塊，用于分別將所述當前幀圖像的像素平均值與所述上一幀圖像、下一幀圖像的像素平均值進行比較； 噪點去除模塊，用于根據(jù)所述比較的結(jié)果來對當前幀圖像的噪點進行去除。
全文摘要
一種放大圖像的去噪方法，其特征在于，包括如下步驟將放大圖像分割為設(shè)定數(shù)目的區(qū)域，計算所述區(qū)域內(nèi)像素點的像素值的標準偏差，利用預設(shè)的閥值判斷所述標準偏差獲取噪點區(qū)域，對所述噪點區(qū)域的圖像進行去噪。本發(fā)明還提供一種放大圖像的去噪系統(tǒng)，本發(fā)明的放大圖像的去噪技術(shù)，利用放大圖像的噪點在放大后，所形成的噪點區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)的顏色基本一致的特性，首先將放大圖像分割為多個區(qū)域，然后計算區(qū)域內(nèi)像素點的像素值的標準偏差，并通過閥值判斷標準偏差確定噪點區(qū)域，實現(xiàn)對圖像的噪點位置的獲取，對噪點區(qū)域進行去噪處理即能夠有效去除放大圖像中的噪點，從而增強了放大圖像的顯示效果，提高了大屏幕的顯示質(zhì)量，提升了觀看者的視覺感受。
文檔編號G06T5/00GK102663696SQ201210093529
公開日2012年9月12日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者張 杰, 景博, 林文富 申請人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司