圖像去噪方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種圖像去噪方法及其裝置，其中，所述圖像去噪方法包括：根據(jù)圖像中的像素的像素值，估計(jì)圖像的噪聲強(qiáng)度；根據(jù)估計(jì)的噪聲強(qiáng)度對(duì)圖像進(jìn)行濾波，以去除圖像中的噪聲，其中，所述像素值是像素的亮度值或像素的色度值。
【專利說明】圖像去噪方法及其裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖像去噪方法及其裝置，更具體地講，涉及一種根據(jù)圖圖像的噪聲強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)圖像去噪的圖像去噪方法及其裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著圖像技術(shù)以及用于處理圖像的硬件設(shè)備的發(fā)展，各種高清顯示設(shè)備層出不窮。高分辨率圖像給人們帶來了非凡的感觀，但是在不同的場(chǎng)景、光線等影響下，圖像噪聲的問題越來越突出，尤其是在光線不足的情況下，圖像存在嚴(yán)重的噪聲，影響感觀質(zhì)量?，F(xiàn)有的圖像去噪方法的處理模型單一，對(duì)細(xì)節(jié)影響嚴(yán)重。非局部均值以及BM3D等方法去噪效果較好，但是在處理高分辨率圖像時(shí)速度太慢，而且不能較好地保持圖像細(xì)節(jié)?？傊F(xiàn)有的圖像去噪方法中，簡(jiǎn)單的濾波不能較好地保持細(xì)節(jié)且不能適應(yīng)不同場(chǎng)景的噪聲強(qiáng)度；復(fù)雜的濾波方法需要解決效率問題。因此，需要一種能夠更有效地對(duì)圖像進(jìn)行去噪的方法及其裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠根據(jù)圖像的噪聲強(qiáng)度對(duì)圖像進(jìn)行濾波的方法和
>J-U ρ?α裝直。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種圖像去噪方法，所述方法可包括:根據(jù)圖像中的像素的像素值，估計(jì)圖像的噪聲強(qiáng)度；根據(jù)估計(jì)的噪聲強(qiáng)度對(duì)圖像進(jìn)行濾波，以去除圖像中的噪聲，其中，所述像素值是像素的亮度值或像素的色度值。
[0005]估計(jì)圖像的噪聲強(qiáng)度的步驟可包括:將圖像中的像素劃分為多個(gè)像素塊；根據(jù)像素塊中的像素的像素值的梯度均值，來確定圖像的平坦像素塊；計(jì)算每個(gè)平坦像素塊中的像素的像素值方差；根據(jù)所有平坦像素塊的像素值方差的均值和所述圖像中的像素的像素值的均值，來估計(jì)圖像的噪聲強(qiáng)度。
[0006]對(duì)圖像進(jìn)行濾波的步驟可包括:根據(jù)基于所估計(jì)的圖像的噪聲強(qiáng)度而確定的相鄰像素值轉(zhuǎn)換函數(shù)，對(duì)當(dāng)前像素的相鄰像素的像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換；根據(jù)基于所估計(jì)的圖像的噪聲強(qiáng)度而確定的權(quán)值函數(shù)確定相鄰像素的經(jīng)過轉(zhuǎn)換的像素值的權(quán)值和當(dāng)前像素的像素值的權(quán)值；將相鄰像素的經(jīng)過轉(zhuǎn)換的像素值和當(dāng)前像素的像素值的加權(quán)平均值確定為當(dāng)前像素的經(jīng)過濾波的像素值。
[0007]所述圖像去噪方法還可包括:在對(duì)圖像進(jìn)行濾波之前，對(duì)圖像進(jìn)行下采樣。
[0008]所述圖像去噪方法還可包括:對(duì)經(jīng)過濾波的圖像進(jìn)行上采樣，以將圖像恢復(fù)為預(yù)設(shè)分辨率的圖像。
[0009]對(duì)經(jīng)過濾波的圖像進(jìn)行上采樣的步驟可包括:計(jì)算與待求像素所在位置鄰近的位置處的像素的原始像素值與其經(jīng)過轉(zhuǎn)換的像素值之間的差值；基于待求像素所在位置處的像素的原始像素值與所述差值，確定待求像素的像素值。
[0010]本發(fā)明的另一方面在于提供一種圖像去噪裝置，所述裝置可包括:圖像噪聲強(qiáng)度估計(jì)模塊，被配置為根據(jù)圖像中的像素的像素值，估計(jì)圖像的噪聲強(qiáng)度；圖像濾波模塊，被配置為根據(jù)估計(jì)的噪聲強(qiáng)度對(duì)圖像進(jìn)行濾波，以去除圖像中的噪聲，其中，所述像素值是像素的亮度值或像素的色度值。
[0011]圖像噪聲強(qiáng)度估計(jì)模塊可將圖像中的像素劃分為多個(gè)像素塊，可根據(jù)像素塊中的像素的像素值的梯度均值，來確定圖像的平坦像素塊，可計(jì)算每個(gè)平坦像素塊中的像素的像素值方差，可根據(jù)所有平坦像素塊的像素值方差的均值和所述圖像中的像素的像素值的均值，來估計(jì)圖像的噪聲強(qiáng)度。
[0012]圖像濾波模塊可根據(jù)基于所估計(jì)的圖像的噪聲強(qiáng)度而確定的相鄰像素值轉(zhuǎn)換函數(shù)，對(duì)當(dāng)前像素的相鄰像素的像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可根據(jù)基于所估計(jì)的圖像的噪聲強(qiáng)度而確定的權(quán)值函數(shù)確定相鄰像素的經(jīng)過轉(zhuǎn)換的像素值的權(quán)值和當(dāng)前像素的像素值的權(quán)值，可將相鄰像素的經(jīng)過轉(zhuǎn)換的像素值和當(dāng)前像素的像素值的加權(quán)平均值確定為當(dāng)前像素的經(jīng)過濾波的像素值。
[0013]所述圖像去噪裝置還可包括:圖像下采樣模塊，被配置為在對(duì)圖像進(jìn)行濾波之前，對(duì)圖像進(jìn)行下采樣。
[0014]所述圖像去噪裝置還可包括:圖像上采樣模塊，被配置為對(duì)經(jīng)過濾波的圖像進(jìn)行上采樣以將圖像恢復(fù)為預(yù)設(shè)分辨率的圖像。
[0015]圖像上采樣模塊可計(jì)算與待求像素所在位置鄰近的位置處的像素的原始像素值與其經(jīng)過轉(zhuǎn)換的像素值之間的差值；可基于待求像素所在位置處的像素的原始像素值與所述差值，確定待求像素的像素值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]通過下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖像去噪裝置的框圖；
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖像去噪方法的流程圖；
[0019]圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于估計(jì)圖像的噪聲強(qiáng)度的方法的流程圖；
[0020]圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的原始像素塊和經(jīng)過相鄰像素值轉(zhuǎn)換后的像素塊的不意圖；
[0021]圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的權(quán)值函數(shù)的曲線圖；
[0022]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的原始像素塊、對(duì)原始像素塊進(jìn)行下采樣而獲得的像素塊以及對(duì)下采樣后的像素塊進(jìn)行濾波而獲得的像素塊的示圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]現(xiàn)在將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0024]在下面的描述中，即使在不同的附圖中，相同的附圖標(biāo)號(hào)用于相同的元件。提供描述中被限定的內(nèi)容(諸如詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和元件)以幫助對(duì)本發(fā)明的全面的理解。然而，應(yīng)理解在沒有那些明確限定的內(nèi)容的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)本公開的示例性實(shí)施例。并且，因?yàn)楣墓δ芑蚪Y(jié)構(gòu)會(huì)在不必要的細(xì)節(jié)上模糊本發(fā)明，所以不對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0025]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖像去噪裝置100的框圖。
[0026]參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖像去噪裝置100可包括圖像噪聲強(qiáng)度估計(jì)模塊101和圖像濾波模塊102。圖像噪聲強(qiáng)度估計(jì)模塊101可根據(jù)圖像中的像素的像素值，估計(jì)圖像的噪聲強(qiáng)度。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述像素值可以是像素的亮度值或像素的色度值。圖像濾波模塊102可根據(jù)估計(jì)的噪聲強(qiáng)度對(duì)圖像進(jìn)行濾波，以去除圖像中的噪聲。
[0027]此外，盡管在附圖中沒有示出，但根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖像去噪裝置100還可包括圖像下采樣模塊(未示出)和圖像上采樣模塊(未示出)。圖像下采樣模塊可在對(duì)圖像進(jìn)行濾波之前，對(duì)圖像進(jìn)行下采樣，圖像上采樣模塊可對(duì)經(jīng)過濾波的圖像進(jìn)行上采樣，以將圖像恢復(fù)為預(yù)設(shè)分辨率的圖像。在本發(fā)明的本示例性實(shí)施例中，預(yù)設(shè)分辨率可以為圖像的原始分辨率，也可以是根據(jù)不同的設(shè)置或需求而與圖像的原始分辨率不同的其他分辨率。
[0028]以下將結(jié)合圖2至圖6詳細(xì)描述使用根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖像去噪裝置100進(jìn)行圖像去噪的處理。
[0029]圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖像去噪方法的流程圖。
[0030]如圖2中所示，在步驟201，圖像噪聲強(qiáng)度估計(jì)模塊101可根據(jù)圖像中的像素的像素值，估計(jì)圖像的噪聲強(qiáng)度，其中，所述像素值可以是像素的亮度值或像素的色度值。下面參照?qǐng)D3詳細(xì)描述估計(jì)圖像的噪聲強(qiáng)度的處理。
[0031]圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于估計(jì)圖像的噪聲強(qiáng)度的方法的流程圖。
[0032]參照?qǐng)D3，在步驟301，圖像噪聲強(qiáng)度估計(jì)模塊101可將圖像中的像素劃分為多個(gè)像素塊，例如，可將圖像中的像素劃分為多個(gè)MX M的像素塊，M是像素塊的長(zhǎng)度或?qū)挾确较蛏系南袼貍€(gè)數(shù)，可根據(jù)圖像的分辨率確定M。
[0033]在步驟302，圖像噪聲強(qiáng)度估計(jì)模塊101可根據(jù)像素塊中的像素的像素值的梯度均值(即，所述像素塊中的所有像素的像素值的梯度的均值)，來確定圖像的平坦像素塊。例如，假設(shè)當(dāng)前像素的像素值為PO，當(dāng)前像素的左側(cè)像素的像素值為pl，當(dāng)前像素的右側(cè)像素的像素值為Pr,當(dāng)前像素的上側(cè)像素的像素值為pu,當(dāng)前像素的下側(cè)像素的像素值為Pd，則按照下面的等式I計(jì)算當(dāng)前像素PO的像素值的梯度d:
[0034][等式I]
[0035]梯度 d = sqrt (dx X dx+dy X dy)
[0036]其中，dx= (pr-pl)/2, dy = (pd_pu)/2。
[0037]隨后，圖像噪聲強(qiáng)度估計(jì)模塊101可判斷每個(gè)像素塊中的像素的像素值的梯度均值是否小于預(yù)定閾值。如果像素塊中的像素的像素值的梯度均值小于所述預(yù)定閾值，則可將所述像素塊確定為圖像的平坦像素塊。
[0038]在步驟303，圖像噪聲強(qiáng)度估計(jì)模塊101可計(jì)算每個(gè)平坦像素塊中的像素的像素值方差。
[0039]在步驟304，圖像噪聲強(qiáng)度估計(jì)模塊101可根據(jù)所有平坦像素塊的像素值方差的均值和所述圖像中的所有像素的像素值的均值，來估計(jì)圖像的噪聲強(qiáng)度。具體地講，可按照下面的等式2計(jì)算平坦像素塊的像素值方差:
[0040][等式2]
[0041]平坦像素塊的像素值方差:

【權(quán)利要求】
1.一種圖像去噪方法，包括: 根據(jù)圖像中的像素的像素值，估計(jì)圖像的噪聲強(qiáng)度； 根據(jù)估計(jì)的噪聲強(qiáng)度對(duì)圖像進(jìn)行濾波，以去除圖像中的噪聲， 其中，所述像素值是像素的亮度值或像素的色度值。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像去噪方法，其中，估計(jì)圖像的噪聲強(qiáng)度的步驟包括: 將圖像中的像素劃分為多個(gè)像素塊； 根據(jù)像素塊中的像素的像素值的梯度均值，來確定圖像的平坦像素塊； 計(jì)算每個(gè)平坦像素塊中的像素的像素值方差； 根據(jù)所有平坦像素塊的像素值方差的均值和所述圖像中的像素的像素值的均值，來估計(jì)圖像的噪聲強(qiáng)度。
3.如權(quán)利要求2所述的圖像去噪方法，其中，對(duì)圖像進(jìn)行濾波的步驟包括: 根據(jù)基于所估計(jì)的圖像的噪聲強(qiáng)度而確定的相鄰像素值轉(zhuǎn)換函數(shù)，對(duì)當(dāng)前像素的相鄰像素的像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換； 根據(jù)基于所估計(jì)的圖像的噪聲強(qiáng)度而確定的權(quán)值函數(shù)確定相鄰像素的經(jīng)過轉(zhuǎn)換的像素值的權(quán)值和當(dāng)前像素的像素值的權(quán)值； 將相鄰像素的經(jīng)過轉(zhuǎn)換的像素值和當(dāng)前像素的像素值的加權(quán)平均值確定為當(dāng)前像素的經(jīng)過濾波的像素值。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像去噪方法，還包括:在對(duì)圖像進(jìn)行濾波之前，對(duì)圖像進(jìn)行下采樣。
5.如權(quán)利要求4所述的圖像去噪方法，還包括: 對(duì)經(jīng)過濾波的圖像進(jìn)行上采樣，以將圖像恢復(fù)為預(yù)設(shè)分辨率的圖像。
6.如權(quán)利要求5所述的圖像去噪方法，其中，對(duì)經(jīng)過濾波的圖像進(jìn)行上采樣的步驟包括: 計(jì)算與待求像素所在位置鄰近的位置處的像素的原始像素值與其經(jīng)過轉(zhuǎn)換的像素值之間的差值； 基于待求像素所在位置處的像素的原始像素值與所述差值，確定待求像素的像素值。
7.一種圖像去噪裝置，包括: 圖像噪聲強(qiáng)度估計(jì)模塊，被配置為根據(jù)圖像中的像素的像素值，估計(jì)圖像的噪聲強(qiáng)度； 圖像濾波模塊，被配置為根據(jù)估計(jì)的噪聲強(qiáng)度對(duì)圖像進(jìn)行濾波，以去除圖像中的噪聲， 其中，所述像素值是像素的亮度值或像素的色度值。
8.如權(quán)利要求7所述的圖像去噪裝置，其中，圖像噪聲強(qiáng)度估計(jì)模塊將圖像中的像素劃分為多個(gè)像素塊，根據(jù)像素塊中的像素的像素值的梯度均值來確定圖像的平坦像素塊，計(jì)算每個(gè)平坦像素塊中的像素的像素值方差，并根據(jù)所有平坦像素塊的像素值方差的均值和所述圖像中的像素的像素值的均值來估計(jì)圖像的噪聲強(qiáng)度。
9.如權(quán)利要求8所述的圖像去噪裝置，其中，圖像濾波模塊根據(jù)基于所估計(jì)的圖像的噪聲強(qiáng)度而確定的相鄰像素值轉(zhuǎn)換函數(shù)對(duì)當(dāng)前像素的相鄰像素的像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，根據(jù)基于所估計(jì)的圖像的噪聲強(qiáng)度而確定的權(quán)值函數(shù)確定相鄰像素的經(jīng)過轉(zhuǎn)換的像素值的權(quán)值和當(dāng)前像素的像素值的權(quán)值，并將相鄰像素的經(jīng)過轉(zhuǎn)換的像素值和當(dāng)前像素的像素值的加權(quán)平均值確定為當(dāng)前像素的經(jīng)過濾波的像素值。
10.如權(quán)利要求7所述的圖像去噪裝置，還包括:圖像下采樣模塊，被配置為在對(duì)圖像進(jìn)行濾波之前，對(duì)圖像進(jìn)行下采樣。
11.如權(quán)利要求10所述的圖像去噪裝置，還包括:圖像上采樣模塊，被配置為對(duì)經(jīng)過濾波的圖像進(jìn)行上采樣以將圖像恢復(fù)為預(yù)設(shè)分辨率的圖像。
12.如權(quán)利要求11所述的圖像去噪裝置，其中，圖像上采樣模塊計(jì)算與待求像素所在位置鄰近的位置處的像素的原始像素值與其經(jīng)過轉(zhuǎn)換的像素值之間的差值； 基于待求像素所在位置處的像素的原始像素值與所述差值，確定待求像素的像素值。
【文檔編號(hào)】G06T5/00GK104134191SQ201410332443
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】王劍鋒, 李遠(yuǎn)友 申請(qǐng)人:三星電子（中國(guó)）研發(fā)中心, 三星電子株式會(huì)社