一種噪聲圖像的時域降噪方法和相關裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種噪聲圖像的時域降噪方法和相關裝置。本發(fā)明實施例中可以結合第一像素點所屬的第一分塊的量化噪聲進行動靜判決，誤判的可能性很小，并對于第一像素點的動靜判決分別設置適用于動靜不同區(qū)域的幀差閾值和采用不同的幀差計算方式，針對適用于動靜不同區(qū)域的幀差閾值和幀差計算方式選擇適用于動靜不同區(qū)域的融合系數(shù)，針對適用于動靜不同區(qū)域的融合系數(shù)和幀差計算方式以及第一像素點在當前幀的像素值選擇降噪融合方式，可以實現(xiàn)針對噪聲圖像的動靜不同區(qū)域分別進行降噪處理，且造成誤檢測的幾率很小，能夠適用于多種噪聲場景。
【專利說明】一種噪聲圖像的時域降噪方法和相關裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理【技術領域】，尤其涉及一種噪聲圖像的時域降噪方法和相關裝置。
【背景技術】
[0002]隨著圖像顯示設備的日益發(fā)展，人們對于高質量、高清晰的圖像信息要求越來越高?，F(xiàn)實中的數(shù)字圖像在數(shù)字化和傳輸過程中常受到成像設備與外部環(huán)境噪聲干擾等影響，因此也常將這種受到噪聲干擾的數(shù)字圖像稱之為含噪圖像或噪聲圖像，噪聲會導致數(shù)字圖像的分辨率降低，影響圖像的顯示細節(jié)，對于圖像的后續(xù)處理極為不利，因此有效的抑制噪聲對于圖像應用有著至關重要的作用。圖像降噪在視頻處理系統(tǒng)中具有重要的意義，在電視系統(tǒng)中，去隔行消鋸齒、圖像縮放都需要系統(tǒng)提供無噪或者噪聲較小的圖像作為輸入圖像信息；在監(jiān)控系統(tǒng)中，圖像降噪也是提高監(jiān)控圖像質量的主要方法。
[0003]時域降噪(Temporal Noise Reduction,TNR)是圖像降噪的重要的技術方法,現(xiàn)有技術中常用的時域降噪方法可以通過如下方式實現(xiàn):
[0004]pixeltnr (x, y, t) =pixeltnr (x, y, t- Δ t) X alpha+pixel (x, y, t) X (1-alpha),
[0005]其中，pixel表示原始噪聲圖像，pixeltnr為經(jīng)過時域降噪后得到的圖像,在數(shù)字圖像中上述各變量均由離散變量代替，x，y為二維空間坐標，t為一維時間坐標，x、y確定了所表示像素的位置，t代表當前圖像在圖像序列中的位置，即幀數(shù)，Δ t為時間偏移量，Δ t常取為I。alpha e [O, I] ,alpha為融合(blending)系數(shù),用于決定降噪強度,若alpha越大降噪強度就越大，反之亦然。
[0006]現(xiàn)有技術的TNR主要是基于動靜判決進行的時域降噪，根據(jù)幀差大小判斷對應圖像內(nèi)容的運動級別(Movement Level),并由此選擇對應的融合系數(shù)，當巾貞差越小時認為對應的運動級別越小，運動趨勢為趨向于靜止，選取的融合系數(shù)alpha也就越大，反之亦然。
[0007]本發(fā)明的發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn):基于動靜判決的TNR僅利用幀差作為判斷圖像是否發(fā)生運動的依據(jù)，根據(jù)判斷結果選取相應的融合系數(shù)，但是只利用幀差做圖像運動的判決依據(jù)容易造成誤檢測，若將運動圖像判決為靜止圖像，會造成圖像的拖尾和細節(jié)丟失，若將靜止圖像判決為運動圖像，對于噪聲較大時的圖像會導致降噪效果較弱，故無法適應于不同的噪聲場景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明實施例提供了一種噪聲圖像的時域降噪方法和相關裝置，用于實現(xiàn)對噪聲圖像的降噪處理，且造成誤檢測的幾率很小，能夠適用于多種噪聲場景。
[0009]為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供以下技術方案:
[0010]第一方面，本發(fā)明實施例提供一種噪聲圖像的時域降噪方法，包括:
[0011]獲取噪聲圖像的第一分塊的量化噪聲，所述第一分塊為所述噪聲圖像劃分為多個分塊中的任意一個分塊；[0012]根據(jù)所述第一分塊的量化噪聲檢測運動估計鄰域內(nèi)所有像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置，其中，所述運動估計鄰域包括以所述第一像素點為中心的相鄰像素點，所述第一像素點為所述第一分塊中的任意一個像素點；
[0013]根據(jù)運動估計鄰域內(nèi)所有像素點從當前幀到下一幀的像素位置變化情況判斷所述第一像素點處于運動區(qū)域還是靜止區(qū)域；
[0014]若所述第一像素點處于運動區(qū)域，根據(jù)所述第一像素點的第一幀差和預置的第一幀差閾值選擇第一融合系數(shù)，根據(jù)所述第一融合系數(shù)、所述第一像素點在當前幀的像素值和所述第一像素點在前一幀的運動補償像素值計算所述第一像素點對應的第一降噪像素值，所述第一幀差為所述第一像素點在當前幀的像素值與所述第一像素點在前一幀的運動補償像素值之間的差值，所述運動補償像素值為所述第一像素點在前一幀的降噪像素點對當前幀進行運動估計及運動補償后得到的第一像素點對應位置的像素值；
[0015]若所述第一像素點處于靜止區(qū)域，根據(jù)所述第一像素點的第二幀差和預置的第二幀差閾值選擇第二融合系數(shù)，然后根據(jù)所述第二融合系數(shù)、所述第一像素點在當前幀的像素值和所述第一像素點在前一幀的降噪像素值計算所述第一像素點對應的第二降噪像素值，所述第二幀差閾值大于所述第一幀差閾值，所述第二幀差為所述第一像素點在當前幀的像素值與所述第一像素點在前一幀的降噪像素值之間的差值，所述降噪像素值為所述第一像素點在前一巾貞的降噪像素點對應位置的像素值。
[0016]結合第一方面，在第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述獲取噪聲圖像的第一分塊的量化噪聲，包括:
[0017]將所述第一分塊劃分為多個子塊，每個子塊包括有多個像素點；
[0018]獲取第一子塊中所有像素點的量化噪聲，根據(jù)所述第一子塊中所有像素點的量化噪聲獲取所述第一子塊的量化噪聲，所述第一子塊為所述第一分塊中的任意一個子塊；分別獲取所述第一分塊中除所述第一子塊以外的所有子塊的量化噪聲；
[0019]對所述第一分塊中所有子塊的量化噪聲計算平均量化噪聲，將所述平均量化噪聲作為所述第一分塊的量化噪聲，或，對所述第一分塊中所有子塊的量化噪聲分段后進行累積，將累積直方圖下大于預置的噪聲閾值的量化噪聲作為所述第一分塊的量化噪聲。
[0020]結合第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述第一子塊中所有像素點的量化噪聲獲取所述第一子塊的量化噪聲，包括:
[0021]判斷所述第一子塊中的各個像素點是否處于平坦區(qū)域；
[0022]獲取所述第一子塊中處于平坦區(qū)域的所有像素點的量化噪聲；
[0023]根據(jù)所述第一子塊中處于平坦區(qū)域的所有像素點的量化噪聲計算所述第一子塊
的量化噪聲。
[0024]結合第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述判斷所述第一子塊中的各個像素點是否處于平坦區(qū)域，包括:
[0025]獲取噪聲估計鄰域內(nèi)所有像素點的像素值，所述噪聲估計鄰域包括以所述第一像素點為中心用于確定所述第一像素點的量化噪聲的相鄰像素點，所述第一像素點為所述第一子塊中的任意一個像素點；
[0026]根據(jù)所述噪聲估計鄰域內(nèi)所有像素點的像素值和索貝爾邊緣卷積核，計算所述第一像素點的邊緣估計值；
[0027]判斷所述第一像素點的邊緣估計值是否大于邊緣區(qū)域閾值，若所述第一像素點的邊緣估計值大于邊緣區(qū)域閾值，判定所述第一像素點處于邊緣區(qū)域，若所述第一像素點的邊緣估計值小于或等于邊緣區(qū)域閾值，判定所述第一像素點未處于邊緣區(qū)域；
[0028]根據(jù)所述噪聲估計鄰域內(nèi)所有像素點的像素值計算所述第一像素點的紋理估計值；
[0029]判斷所述第一像素點的紋理估計值是否大于紋理區(qū)域閾值，若所述第一像素點的紋理估計值大于紋理區(qū)域閾值，判定所述第一像素點處于紋理區(qū)域，若所述第一像素點的紋理估計值小于或等于紋理區(qū)域閾值，判定所述第一像素點未處于紋理區(qū)域；
[0030]其中，若所述第一像素點同時滿足如下條件:所述第一像素點未處于邊緣區(qū)域和所述第一像素點未處于紋理區(qū)域，則所述第一像素點處于平坦區(qū)域。
[0031]結合第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第四種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述噪聲估計鄰域內(nèi)所有像素點的像素值和索貝爾邊緣卷積核計算所述第一像素點的邊緣估計值，包括:
[0032]通過如下方式計算所述第一像素點的邊緣估計值:
[0033]EM (X，y) = INH (x, y) *E_h +1NH (x, y) *E_v +1NH (x, y) *E_p45 +1NH (x, y) *E_n45 |，
[0034]其中，所述(x，y)為所述第一像素點在當前幀的像素位置，所述EM(x，y)為所述第一像素點的邊緣估計值，所述NH(X，y)為所述噪聲估計鄰域,所述E_h、E_v、E_p45、E_n45為所述索貝爾邊緣卷積核，所述*為卷積符號；
[0035]所述根據(jù)所述噪聲估計鄰域內(nèi)所有像素點的像素值計算所述第一像素點的紋理估計值，包括:
[0036]通過如下方式計算所述第一像素點的紋理估計值:
[0037]Noise_Max_Min (x, y) =Max (abs (Value1-Valuejiiedian)) -Min (abs (Value1-Value-median)), Valuei e NH(x, y),
[0038]其中，所述(x，y)為所述第一像素點在當前幀的像素位置，所述NoiSe_Max_Min (X，y)為所述第一像素點的紋理估計值,所述Valuei為所述噪聲估計鄰域內(nèi)的第i個像素值，所述NH(x，y)為所述噪聲估計鄰域,所述value_median為所述NH(x, y)中所有像素值的中間值或者平均值；
[0039]通過如下方式判斷所述第一像素點是否同時滿足如下條件:所述第一像素點未處于邊緣區(qū)域和所述第一像素點未處于紋理區(qū)域:
[0040](EM(X，y)<=EGth)&&(Noise_Max_Min(x, y)<=MNth)==1，
[0041]其中，所述EM(X，y)為所述第一像素點的邊緣估計值，所述EGth為所述邊緣區(qū)域閾值，所述NoiSe_MaX_Min(X，y)為所述第一像素點的紋理估計值，所述MNth為所述紋理區(qū)域閾值。
[0042]結合第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第五種可能的實現(xiàn)方式中，所述獲取所述第一子塊中所有像素點的量化噪聲，包括:
[0043]獲取噪聲估計鄰域內(nèi)所有像素點的像素值，所述噪聲估計鄰域包括以第一像素點為中心用于確定所述第一像素點的量化噪聲的相鄰像素點，所述第一像素點為所述第一子塊中的任意一個像素點；[0044]通過如下方式計算出所述第一像素點的量化噪聲:
[0045]pixel_noise (X，y) =sum(abs (Value1-Valuejiiedian) )，Valuei e NH(x, y),
[0046]其中，所述(x，y)為所述第一像素點在當前幀的像素位置，所述pixel_noise (X，y)為所述第一像素點的量化噪聲,所述Valuei為所述噪聲估計鄰域內(nèi)的第i個像素值，所述NH(x，y)為所述噪聲估計鄰域,所述value_median為所述NH(x, y)中所有像素值的中間值或者平均值。
[0047]結合第一方面，在第一方面的第六種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述第一分塊的量化噪聲檢測運動估計鄰域內(nèi)所有像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置，包括:
[0048]根據(jù)所述第一像素點所屬的第一分塊的量化噪聲獲取所述第一像素點的亮度抗噪量和梯度抗噪量；
[0049]根據(jù)所述第一像素點的亮度抗噪量和梯度抗噪量、在當前幀的像素位置時所述第一像素點的像素值對所述第一像素點進行運動檢測，得到所述第一像素點在下一幀的像素位置；
[0050]根據(jù)所述第一分塊的量化噪聲獲取所述第一分塊中除所述第一像素點以外的其它像素點的亮度抗噪量和梯度抗噪量；
[0051]根據(jù)所述第一分塊中除所述第一像素點以外的其它像素點的亮度抗噪量和梯度抗噪量、在當前幀的像素位置時所述第一分塊中除所述第一像素點以外的其它像素點的像素值，對所述第一分塊中除所述第一像素點以外的其它像素點進行運動檢測，得到所述第一分塊中除所述第一像素點以外的其它像素點在下一幀的像素位置。
[0052]結合第一方面的第六種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第七種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述第一像素點的亮度抗噪量和梯度抗噪量、在當前幀的像素位置時所述第一像素點的像素值對所述第一像素點進行運動檢測，得到所述第一像素點在下一幀的像素位置，包括:
[0053]根據(jù)所述第一像素點的亮度抗噪量計算所述第一像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置時的亮度變化值；
[0054]根據(jù)所述第一像素點的梯度抗噪量計算所述第一像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置時的水平方向梯度變化值；
[0055]根據(jù)所述第一像素點的梯度抗噪量計算所述第一像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置時的垂直方向梯度變化值；
[0056]根據(jù)所述亮度變化值、所述水平方向梯度變化值和所述垂直方向梯度變化值計算所述第一像素點的像素相似性匹配量；
[0057]計算所述像素相似性匹配量取得最小值時所述第一像素點在下一幀的像素位置。
[0058]結合第一方面的第七種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第八種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述第一像素點的亮度抗噪量計算所述第一像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置時的亮度變化值，包括:
[0059]通過如下方式計算所述第一像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置時的亮度變化值:
【權利要求】
1.一種噪聲圖像的時域降噪方法，其特征在于，包括: 獲取噪聲圖像的第一分塊的量化噪聲，所述第一分塊為所述噪聲圖像劃分為多個分塊中的任意一個分塊； 根據(jù)所述第一分塊的量化噪聲檢測運動估計鄰域內(nèi)所有像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置，其中，所述運動估計鄰域包括以所述第一像素點為中心的相鄰像素點，所述第一像素點為所述第一分塊中的任意一個像素點； 根據(jù)運動估計鄰域內(nèi)所有像素點從當前幀到下一幀的像素位置變化情況判斷所述第一像素點處于運動區(qū)域還是靜止區(qū)域； 若所述第一像素點處于運動區(qū)域，根據(jù)所述第一像素點的第一幀差和預置的第一幀差閾值選擇第一融合系數(shù)，根據(jù)所述第一融合系數(shù)、所述第一像素點在當前幀的像素值和所述第一像素點在前一幀的運動補償像素值計算所述第一像素點對應的第一降噪像素值，所述第一幀差為所述第一像素點在當前幀的像素值與所述第一像素點在前一幀的運動補償像素值之間的差值，所述運動補償像素值為所述第一像素點在前一幀的降噪像素點對當前幀進行運動估計及運動補償后得到的第一像素點對應位置的像素值； 若所述第一像素點處于靜止區(qū)域，根據(jù)所述第一像素點的第二幀差和預置的第二幀差閾值選擇第二融合系數(shù)，然后根據(jù)所述第二融合系數(shù)、所述第一像素點在當前幀的像素值和所述第一像素點在前一幀的降噪像素值計算所述第一像素點對應的第二降噪像素值，所述第二幀差閾值大于所述第一幀差閾值，所述第二幀差為所述第一像素點在當前幀的像素值與所述第一像素點在前一幀的降噪像素值之間的差值，所述降噪像素值為所述第一像素點在前一幀的降噪像素點對應位置的像素值。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取噪聲圖像的第一分塊的量化噪聲，包括: 將所述第一分塊劃分為多個子塊，每個子塊包括有多個像素點；` 獲取第一子塊中所有像素點的量化噪聲，根據(jù)所述第一子塊中所有像素點的量化噪聲獲取所述第一子塊的量化噪聲，所述第一子塊為所述第一分塊中的任意一個子塊；分別獲取所述第一分塊中除所述第一子塊以外的所有子塊的量化噪聲； 對所述第一分塊中所有子塊的量化噪聲計算平均量化噪聲，將所述平均量化噪聲作為所述第一分塊的量化噪聲，或，對所述第一分塊中所有子塊的量化噪聲分段后進行累積，將累積直方圖下大于預置的噪聲閾值的量化噪聲作為所述第一分塊的量化噪聲。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一子塊中所有像素點的量化噪聲獲取所述第一子塊的量化噪聲，包括: 判斷所述第一子塊中的各個像素點是否處于平坦區(qū)域； 獲取所述第一子塊中處于平坦區(qū)域的所有像素點的量化噪聲； 根據(jù)所述第一子塊中處于平坦區(qū)域的所有像素點的量化噪聲計算所述第一子塊的量化噪聲。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述判斷所述第一子塊中的各個像素點是否處于平坦區(qū)域，包括: 獲取噪聲估計鄰域內(nèi)所有像素點的像素值，所述噪聲估計鄰域包括以所述第一像素點為中心用于確定所述第一像素點的量化噪聲的相鄰像素點，所述第一像素點為所述第一子塊中的任意一個像素點；
根據(jù)所述噪聲估計鄰域內(nèi)所有像素點的像素值和索貝爾邊緣卷積核，計算所述第一像素點的邊緣估計值； 判斷所述第一像素點的邊緣估計值是否大于邊緣區(qū)域閾值，若所述第一像素點的邊緣估計值大于邊緣區(qū)域閾值，判定所述第一像素點處于邊緣區(qū)域，若所述第一像素點的邊緣估計值小于或等于邊緣區(qū)域閾值，判定所述第一像素點未處于邊緣區(qū)域； 根據(jù)所述噪聲估計鄰域內(nèi)所有像素點的像素值計算所述第一像素點的紋理估計值； 判斷所述第一像素點的紋理估計值是否大于紋理區(qū)域閾值，若所述第一像素點的紋理估計值大于紋理區(qū)域閾值，判定所述第一像素點處于紋理區(qū)域，若所述第一像素點的紋理估計值小于或等于紋理區(qū)域閾值，判定所述第一像素點未處于紋理區(qū)域； 其中，若所述第一像素點同時滿足如下條件:所述第一像素點未處于邊緣區(qū)域和所述第一像素點未處于紋理區(qū)域，則所述第一像素點處于平坦區(qū)域。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述噪聲估計鄰域內(nèi)所有像素點的像素值和索貝爾邊緣卷積核計算所述第一像素點的邊緣估計值，包括: 通過如下方式計算所述第一像素點的邊緣估計值:
EM (X，y) = INH (x, y) *E_h +1NH (x, y) *E_v +1NH (x, y) *E_p45 +1NH (x, y) *E_n45 |, 其中，所述(X，y)為所述第一像素點在當前幀的像素位置，所述EM(x, y)為所述第一像素點的邊緣估計值，所述NH (X，y)為所述噪聲估計鄰域,所述E_h、E_v、Ε_ρ45、Ε_η45為所述索貝爾邊緣卷積核，所述*為卷積符號； 所述根據(jù)所述噪聲估計鄰域內(nèi)所有像素點的像素值計算所述第一像素點的紋理估計值，包括: 通過如下方式計算所述第一像素點的紋理估計值:
Noise_Max_Min (x, y) =Max (abs (vaIue1-Value^edian)) -Min (abs (Value1-Value.median)), Valuei e NH(x, y), 其中，所述(x, y)為所述第一像素點在當前幀的像素位置，所述Noise_Max_Min(x, y)為所述第一像素點的紋理估計值，所述Valuei為所述噪聲估計鄰域內(nèi)的第i個像素值，所述NH(x，y)為所述噪聲估計鄰域,所述value_median為所述NH(x，y)中所有像素值的中間值或者平均值； 通過如下方式判斷所述第一像素點是否同時滿足如下條件:所述第一像素點未處于邊緣區(qū)域和所述第一像素點未處于紋理區(qū)域:
(EM(X，y)<=EGth)&&(Noise_Max_Min(x, y)<=MNth)==1, 其中，所述EM(x，y)為所述第一像素點的邊緣估計值，所述EGth為所述邊緣區(qū)域閾值，所述Noise_Max_Min(x, y)為所述第一像素點的紋理估計值,所述MNth為所述紋理區(qū)域閾值。
6.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述獲取所述第一子塊中所有像素點的量化噪聲，包括: 獲取噪聲估計鄰域內(nèi)所有像素點的像素值，所述噪聲估計鄰域包括以第一像素點為中心用于確定所述第一像素點的量化噪聲的相鄰像素點，所述第一像素點為所述第一子塊中的任意一個像素點；通過如下方式計算出所述第一像素點的量化噪聲:
pixel_noise (x, y) =sum(abs (valuej-value^edian)), Valuei e NH(x, y), 其中，所述(x，y)為所述第一像素點在當前幀的像素位置，所述pixel_noise(x, y)為所述第一像素點的量化噪聲，所述Valuei為所述噪聲估計鄰域內(nèi)的第i個像素值，所述NH(x, y)為所述噪聲估計鄰域,所述value_median為所述NH(x, y)中所有像素值的中間值或者平均值。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一分塊的量化噪聲檢測運動估計鄰域內(nèi)所有像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置，包括: 根據(jù)所述第一像素點所屬的第一分塊的量化噪聲獲取所述第一像素點的亮度抗噪量和梯度抗噪量； 根據(jù)所述第一像素點的亮度抗噪量和梯度抗噪量、在當前幀的像素位置時所述第一像素點的像素值對所述第一像素點進行運動檢測，得到所述第一像素點在下一幀的像素位置； 根據(jù)所述第一分塊的量化噪聲獲取所述第一分塊中除所述第一像素點以外的其它像素點的亮度抗噪量和梯度抗噪量； 根據(jù)所述第一分塊中除所述第一像素點以外的其它像素點的亮度抗噪量和梯度抗噪量、在當前幀的像素位置時所 述第一分塊中除所述第一像素點以外的其它像素點的像素值，對所述第一分塊中除所述第一像素點以外的其它像素點進行運動檢測，得到所述第一分塊中除所述第一像素點以外的其它像素點在下一幀的像素位置。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一像素點的亮度抗噪量和梯度抗噪量、在當前幀的像素位置時所述第一像素點的像素值對所述第一像素點進行運動檢測，得到所述第一像素點在下一幀的像素位置，包括: 根據(jù)所述第一像素點的亮度抗噪量計算所述第一像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置時的亮度變化值； 根據(jù)所述第一像素點的梯度抗噪量計算所述第一像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置時的水平方向梯度變化值； 根據(jù)所述第一像素點的梯度抗噪量計算所述第一像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置時的垂直方向梯度變化值； 根據(jù)所述亮度變化值、所述水平方向梯度變化值和所述垂直方向梯度變化值計算所述第一像素點的像素相似性匹配量； 計算所述像素相似性匹配量取得最小值時所述第一像素點在下一幀的像素位置。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一像素點的亮度抗噪量計算所述第一像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置時的亮度變化值，包括: 通過如下方式計算所述第一像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置時的亮度變化值:
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(Δ gray- lath(noisclvl).Δ gray- lalh(noiselvl) > 0 其中，所述Λ gray'為所述亮度變化值,所述lath(noiselvl)為所述第一像素點的亮度抗噪量，所述Λ gray=abs (gm (x, y) -gm+1 (x+i, y+j)),所述(x, y)為所述第一像素點在當前幀的像素位置，所述gm (x, y)為所述第一像素點在第m幀的像素值，所述第m幀為所述第一像素點的當前幀，所述第(m+1)幀為所述第一像素點的下一幀，所述gm+1(x+i，y+j)為所述第一像素點在第(m+1)幀的像素值； 所述根據(jù)所述第一像素點的梯度抗噪量計算所述第一像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置時的水平方向梯度變化值，包括: 通過如下方式計算所述第一像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置時的水平方向梯度變化值:
10.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述獲取噪聲圖像的第一分塊的量化噪聲之后，還包括: 獲取所述噪聲圖像的所有分塊共N個的量化噪聲； 將N個分塊的量化噪聲與預置的N個量化閾值進行比較，將所述N個分塊的量化噪聲劃分為(N+1)個噪聲等級； 所述根據(jù)所述第一像素點所屬的第一分塊的量化噪聲獲取所述第一像素點的亮度抗噪量和梯度抗噪量，包括: 提取所述第一分塊的噪聲等級，根據(jù)噪聲等級與亮度抗噪量的正相關關系獲取所述第一像素點的亮度抗噪量，根據(jù)噪聲等級與梯度抗噪量的正相關關系獲取所述第一像素點的梯度抗噪量。
11.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)運動估計鄰域內(nèi)所有像素點從當前幀到下一幀的像素位置變化情況判斷所述第一像素點處于運動區(qū)域還是靜止區(qū)域，包括: 根據(jù)所述運動估計鄰域內(nèi)所有像素點在當前幀的像素位置和在下一幀的像素位置統(tǒng)計所述運動估計鄰域內(nèi)處于靜止區(qū)域的像素點個數(shù)； 判斷所述運動估計鄰域內(nèi)處于靜止區(qū)域的像素點個數(shù)與預置的動靜判別閾值的大小關系; 若所述運動估計鄰域內(nèi)處于靜止區(qū)域的像素點個數(shù)大于或等于預置的動靜判別閾值，則判定所述第一像素點處于靜止區(qū)域；` 若所述運動估計鄰域內(nèi)處于靜止區(qū)域的像素點個數(shù)小于預置的動靜判別閾值，則判定所述第一像素點處于運動區(qū)域。
12.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一像素點的第一幀差和預置的第一幀差閾值選擇第一融合系數(shù)，包括: 判斷所述第一像素點的第一幀差是否小于預置的第一幀差閾值； 若所述第一像素點的第一幀差小于或等于所述第一幀差閾值，根據(jù)所述第一像素點所屬的第一分塊的量化噪聲選擇第一融合系數(shù)； 若所述第一像素點的第一幀差大于所述第一幀差閾值，根據(jù)所述第一像素點所屬的第一分塊的量化噪聲選擇第一幀差權重系數(shù)，根據(jù)所述第一幀差閾值、所述第一像素點的第一幀差和所述第一幀差權重系數(shù)選擇第一融合系數(shù)。
13.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一融合系數(shù)、所述第一像素點在當前幀的像素值和所述第一像素點在前一幀的運動補償像素值計算所述第一像素點對應的第一降噪像素值，包括: 通過如下方式計算所述第一像素點對應的第一降噪像素值:TNR Output (T) fir=TNR Output mc (T-1) X alpha fir+Frame Input (T) X (1-alpha fir)，其中，所述TNR Output(T) &為所述第一像素點對應的第一降噪像素值，所述TNROutput fflc(T-1)為所述第一像素點在前一幀的降噪像素點對當前幀進行運動估計及運動補償?shù)玫降谝幌袼攸c對應位置的像素值，所述alpha,為所述第一融合系數(shù)，所述FrameInput(T)為所述第一像素點在當前幀的像素值。
14.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第二融合系數(shù)、所述第一像素點在當前幀的像素值和所述第一像素點在前一幀的降噪像素值計算所述第一像素點對應的第二降噪像素值，包括: 通過如下方式計算所述第一像素點對應的第二降噪像素值:
TNR Output (T) sec=TNR Output (T-1) X alpha sec+Frame Input (T) X (1-alpha sec)， 其中，所述TNR Output(T) se。為所述第一像素點對應的第二降噪像素值，所述TNROutput (T-1)為所述第一像素點在前一幀的降噪像素點對應位置的像素值,所述aIpha sec為所述第二融合系數(shù)，所述Frame Input(T)為所述第一像素點在當前幀的像素值。
15.一種噪聲圖像的時域降噪裝置，其特征在于，包括: 噪聲獲取模塊，用于噪聲獲取噪聲圖像的第一分塊的量化噪聲，所述第一分塊為所述噪聲圖像劃分為多個分塊中的任意一個分塊； 運動估計模塊，用于根據(jù)所述第一分塊的量化噪聲檢測運動估計鄰域內(nèi)所有像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置、運動估計鄰域內(nèi)所有像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置，其中，所述運動估計鄰域包括以所述第一像素點為中心的相鄰像素點，所述第一像素點為所述第一分塊中的任意一個像素點； 動靜判決模塊，用于根據(jù)運動估計鄰域內(nèi)所有像素點從當前幀到下一幀的像素位置變化情況判斷所述第一像素點處于運動區(qū)域還是靜止區(qū)域，若所述第一像素點處于運動區(qū)域，觸發(fā)執(zhí)行第一融合系數(shù)選取模塊和第一時域降噪模塊，若所述第一像素點處于靜止區(qū)域，觸發(fā)執(zhí)行第二融合系數(shù)選取模塊和第二時域降噪模塊，其中， 所述第一融合系數(shù)選取模塊，用于當所述第一像素點處于運動區(qū)域時，根據(jù)所述第一像素點的第一幀差和預置的第一幀差閾值選擇第一融合系數(shù)，所述第一幀差為所述第一像素點在當前幀的像素值與所 述第一像素點在前一幀的運動補償像素值之間的差值； 所述第一時域降噪模塊，用于根據(jù)所述第一融合系數(shù)、所述第一像素點在當前幀的像素值和所述第一像素點在前一幀的運動補償像素值計算所述第一像素點對應的第一降噪像素值，所述運動補償像素值為所述第一像素點在前一幀的降噪像素點對當前幀進行運動估計及運動補償后得到的第一像素點對應位置的像素值； 所述第二融合系數(shù)選取模塊，用于當所述第一像素點處于靜止區(qū)域時，根據(jù)所述第一像素點的第二幀差和預置的第二幀差閾值選擇第二融合系數(shù)，，所述第二幀差為所述第一像素點在當前幀的像素值與所述第一像素點在前一幀的降噪像素值之間的差值，所述第二中貞差閾值大于所述第一幀差閾值； 所述第二時域降噪模塊，用于根據(jù)所述第二融合系數(shù)、所述第一像素點在當前幀的像素值和所述第一像素點在前一幀的降噪像素值計算所述第一像素點對應的第二降噪像素值，所述降噪像素值為所述第一像素點在前一幀的降噪像素點對應位置的像素值。
16.根據(jù)權利要求15所述的裝置，其特征在于，所述噪聲獲取模塊，包括: 子塊劃分子模塊，用于將所述第一分塊劃分為多個子塊，每個子塊包括有多個像素占.量化噪聲獲取子模塊，用于獲取第一子塊中所有像素點的量化噪聲，根據(jù)所述第一子塊中所有像素點的量化噪聲獲取所述第一子塊的量化噪聲，所述第一子塊為所述第一分塊中的任意一個子塊；分別獲取所述第一分塊中除所述第一子塊以外的所有子塊的量化噪聲； 分塊噪聲獲取子模塊，用于對所述第一分塊中所有子塊的量化噪聲計算平均量化噪聲，將所述平均量化噪聲作為所述第一分塊的量化噪聲，或，對所述第一分塊中所有子塊的量化噪聲分段后進行累積，將累積直方圖下大于預置的噪聲閾值的量化噪聲作為所述第一分塊的量化噪聲。
17.根據(jù)權利要求16所述的裝置，其特征在于，所述量化噪聲獲取子模塊，包括: 區(qū)域判斷單元，用于判斷所述第一子塊中的各個像素點是否處于平坦區(qū)域； 平坦區(qū)域量化值獲取單元，用于獲取所述第一子塊中處于平坦區(qū)域的所有像素點的量化噪聲； 子塊量化值獲取單元，用于根據(jù)所述第一子塊中處于平坦區(qū)域的所有像素點的量化噪聲計算所述第一子塊的量化噪聲。
18.根據(jù)權利要求17所述的裝置，其特征在于，所述區(qū)域判斷單元，包括: 像素值獲取子單元，用于獲取噪聲估計鄰域內(nèi)所有像素點的像素值，所述噪聲估計鄰域包括以所述第一像素點為中心用于確定所述第一像素點的量化噪聲的相鄰像素點，所述第一像素點為所述第一子塊中的任意一個像素點； 邊緣估計子單元，用于根據(jù)所述噪聲估計鄰域內(nèi)所有像素點的像素值和索貝爾邊緣卷積核，計算所述第一像素點的邊緣估計值； 邊緣區(qū)域判斷子單元，用于判斷所述第一像素點的邊緣估計值是否大于邊緣區(qū)域閾值，若所述第一像素點的邊緣估計值大于邊緣區(qū)域閾值，判定所述第一像素點處于邊緣區(qū)域，若所述第一像素點的邊緣估計值小于或等于邊緣區(qū)域閾值，判定所述第一像素點未處于邊緣區(qū)域；` 紋理估計子單元，用于根據(jù)所述噪聲估計鄰域內(nèi)所有像素點的像素值計算所述第一像素點的紋理估計值； 紋理區(qū)域判斷子單元，用于判斷所述第一像素點的紋理估計值是否大于紋理區(qū)域閾值，若所述第一像素點的紋理估計值大于紋理區(qū)域閾值，判定所述第一像素點處于紋理區(qū)域，若所述第一像素點的紋理估計值小于或等于紋理區(qū)域閾值，判定所述第一像素點未處于紋理區(qū)域； 平坦區(qū)域判斷子單元，用于當所述第一像素點同時滿足如下條件:所述第一像素點未處于邊緣區(qū)域和所述第一像素點未處于紋理區(qū)域，則所述第一像素點處于平坦區(qū)域。
19.根據(jù)權利要求18所述的裝置，其特征在于，所述邊緣估計子單元，具體用于通過如下方式計算所述第一像素點的邊緣估計值:
EM (X，y) = INH (x, y) *E_h +1NH (x, y) *E_v +1NH (x, y) *E_p45 +1NH (x, y) *E_n45 |, 其中，所述(X，y)為所述第一像素點在當前幀的像素位置，所述EM(x, y)為所述第一像素點的邊緣估計值，所述NH (X，y)為所述噪聲估計鄰域,所述E_h、E_v、Ε_ρ45、Ε_η45為所述索貝爾邊緣卷積核，所述*為卷積符號； 所述紋理估計子單元，具體用于通過如下方式計算所述第一像素點的紋理估計值:Noise_Max_Min (x, y) =Max (abs (vaIue1-Value^edian)) -Min (abs (Value1-Value.median)), Valuei e NH(x, y), 其中，所述(x, y)為所述第一像素點在當前幀的像素位置，所述Noise_Max_Min(x, y)為所述第一像素點的紋理估計值，所述Valuei為所述噪聲估計鄰域內(nèi)的第i個像素值，所述NH(x，y)為所述噪聲估計鄰域,所述value_median為所述NH(x，y)中所有像素值的中間值或者平均值； 所述平坦區(qū)域判斷子單元，用于通過如下方式判斷所述第一像素點是否同時滿足如下條件:所述第一像素點未處于邊緣區(qū)域和所述第一像素點未處于紋理區(qū)域:
(EM(X，y)<=EGth)&&(Noise_Max_Min(x, y)<=MNth)==1, 其中，所述EM(x，y)為所述第一像素點的邊緣估計值，所述EGth為所述邊緣區(qū)域閾值，所述Noise_Max_Min(x, y)為所述第一像素點的紋理估計值,所述MNth為所述紋理區(qū)域閾值。
20.根據(jù)權利要求16所述的裝置，其特征在于，所述量化噪聲獲取子模塊，具體用于獲取噪聲估計鄰域內(nèi)所有像素點的像素值，所述噪聲估計鄰域包括以第一像素點為中心用于確定所述第一像素點的量化噪聲的相鄰像素點，所述第一像素點為所述第一子塊中的任意一個像素點； 通過如下方式計算出所述第一像素點的量化噪聲:
pixel_noise (x, y) =sum(abs (valuej-value^edian)), Valuei e NH(x, y), 其中，所述(x，y)為所述第一像素點在當前幀的像素位置，所述pixel_noise(x, y)為所述第一像素點的量化噪聲，所述Valuei為所述噪聲估計鄰域內(nèi)的第i個像素值，所述NH(x, y)為所述噪聲估計鄰域,所述value_median為所述NH(x, y)中所有像素值的中間值或者平均值。
21.根據(jù)權利要求15所述的裝置，其特征在于，所述運動估計模塊，包括: 抗噪量獲取子模塊，用于根據(jù)所述第一像素點所屬的第一分塊的量化噪聲獲取所述第一像素點的亮度抗噪量和梯度抗噪量； 運動檢測子模塊，用于根據(jù)所述第一像素點的亮度抗噪量和梯度抗噪量、在當前幀的像素位置時所述第一像素點的像素值對所述第一像素點進行運動檢測，得到所述第一像素點在下一幀的像素位置。
22.根據(jù)權利要求21所述的裝置，其特征在于，所述運動檢測子模塊，包括: 亮度計算單元，用于根據(jù)所述第一像素點的亮度抗噪量計算所述第一像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置時的亮度變化值； 水平梯度計算單元，用于根據(jù)所述第一像素點的梯度抗噪量計算所述第一像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置時的水平方向梯度變化值； 垂直梯度計算單元，用于根據(jù)所述第一像素點的梯度抗噪量計算所述第一像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置時的垂直方向梯度變化值； 相似性匹配量計算單元，用于根據(jù)所述亮度變化值、所述水平方向梯度變化值和所述垂直方向梯度變化值計算所述第一像素點的像素相似性匹配量； 像素位置計算單元，用于計算所述像素相似性匹配量取得最小值時所述第一像素點在下一幀的像素位置。
23.根據(jù)權利要求22所述的裝置，其特征在于，所述亮度計算單元，具體用于通過如下方式計算所述第一像素點從當前幀的像素位置移動到下一幀的像素位置時的亮度變化值:
24.根據(jù)權利要求21所述的裝置，其特征在于，所述噪聲獲取模塊，還用于獲取所述噪聲圖像的所有分塊共N個的量化噪聲；將N個分塊的量化噪聲與預置的N個量化閾值進行比較，將所述N個分塊的量化噪聲劃分為(N+1)個噪聲等級； 所述抗噪量獲取子模塊，具體用于提取所述第一分塊的噪聲等級，根據(jù)噪聲等級與亮度抗噪量的正相關關系獲取所述第一像素點的亮度抗噪量，根據(jù)噪聲等級與梯度抗噪量的正相關關系獲取所述第一像素點的梯度抗噪量。
25.根據(jù)權利要求15所述的裝置，其特征在于，所述動靜判決模塊，包括: 統(tǒng)計子模塊，用于根據(jù)所述運動估計鄰域內(nèi)所有像素點在當前幀的像素位置和在下一幀的像素位置統(tǒng)計所述運動估計鄰域內(nèi)處于靜止區(qū)域的像素點個數(shù)； 動靜判決子模塊，用于判斷所述運動估計鄰域內(nèi)處于靜止區(qū)域的像素點個數(shù)與預置的動靜判別閾值的大小關系； 靜止判定子模塊，用于若所述運動估計鄰域內(nèi)處于靜止區(qū)域的像素點個數(shù)大于或等于預置的動靜判別閾值，則判定所述第一像素點處于靜止區(qū)域； 運動判定子模塊，用于若所述運動估計鄰域內(nèi)處于靜止區(qū)域的像素點個數(shù)小于預置的動靜判別閾值，則判定所述第一像素點處于運動區(qū)域。
26.根據(jù)權利要求15所述的裝置，其特征在于，所述第一融合系數(shù)選取模塊，包括:第一幀差判斷子模塊，用于判斷所述第一像素點的第一幀差是否小于預置的第一幀差閾值； 第一選取子模塊，用于若所述第一像素點的第一幀差小于或等于所述第一幀差閾值，根據(jù)所述第一像素點所屬的第一分塊的量化噪聲選擇第一融合系數(shù)； 第二選取子模塊，用于若所述第一像素點的第一幀差大于所述第一幀差閾值，根據(jù)所述第一像素點所屬的第一分塊的量`化噪聲選擇第一幀差權重系數(shù)，根據(jù)所述第一幀差閾值、所述第一像素點的第一幀差和所述第一幀差權重系數(shù)選擇第一融合系數(shù)。
27.根據(jù)權利要求15所述的裝置，其特征在于，所述第一時域降噪模塊，具體用于通過如下方式計算所述第一像素點對應的第一降噪像素值:TNR Output (T) fir=TNR Output mc (T-1) X alpha fir+Frame Input (T) X (1-alpha fir)，其中，所述TNR Output(T) &為所述第一像素點對應的第一降噪像素值，所述TNROutput fflc(T-1)為所述第一像素點在前一幀的降噪像素點對當前幀進行運動估計及運動補償?shù)玫降谝幌袼攸c對應位置的像素值，所述alpha,為所述第一融合系數(shù)，所述FrameInput(T)為所述第一像素點在當前幀的像素值。
28.根據(jù)權利要求15所述的裝置，其特征在于，所述第二時域降噪模塊，具體用于通過如下方式計算所述第一像素點對應的第二降噪像素值:
TNR Output (T) sec=TNR Output (T-1) X alpha sec+Frame Input (T) X (1-alpha sec)， 其中，所述TNR Output(T) se。為所述第一像素點對應的第二降噪像素值，所述TNROutput (T-1)為所述第一像素點在前一幀的降噪像素點對應位置的像素值,所述aIpha sec為所述第二融合系數(shù)，所述Frame Input(T)為所述第一像素點在當前幀的像素值。
【文檔編號】G06T5/10GK103632352SQ201310535703
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權日:2013年11月1日
【發(fā)明者】陳海, 張鋒偉 申請人:華為技術有限公司