本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像非本地濾波的方法及裝置。

背景技術(shù)：

由于成像系統(tǒng)、傳輸介質(zhì)和記錄設(shè)備等的不完善，數(shù)字圖像在形成、傳輸和記錄的過程中，往往會受到多種噪聲的污染，這些噪聲會對圖像造成亮、暗點的干擾，極大降低了圖像質(zhì)量，影響圖像復(fù)原、分割、特征提取、圖像識別等后續(xù)工作。目前通常會采用對圖像進行濾波從而消除圖像噪聲。

如今的圖像去噪算法充分利用了多個圖像特性以提高去噪算法效率，如雙邊濾波算法、非本地濾波算法、對偶濾波算法等。非本地濾波是圖像濾波中一項非常重要的技巧，當(dāng)今很多效果較好的算法基本上都會用到非本地濾波的技巧。

現(xiàn)有技術(shù)中，對于非本地濾波，通常選取較大的鄰域，然后計算鄰域中每個像素的模板距離，但是模板距離越大的像素對濾波的影響越小，而且圖像中像素點非常的多，若要計算鄰域中每個像素的模板距離計算量大、計算過程復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例公開了一種圖像非本地濾波的方法及裝置，減少了非本地濾波時鄰域中像素點的個數(shù)，降低了計算的復(fù)雜度，提高了計算效率。

本發(fā)明公開的一種圖像非本地濾波的方法，包括：

獲取目標圖像中的任意一點作為待濾波像素點，將所述待濾波像素點放入到第一集合中，并將所述待濾波像素點作為目標像素點；

計算所述目標像素點與相鄰的多個像素點之間的模板距離；

判斷得到的各個模板距離是否小于本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值；

將小于本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值的模板距離對應(yīng)的像素點加入到第一集合中；

判斷是否達到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)；

若未達到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)，將所述第一集合中本次迭代新加入的像素點作為目標像素點，并返回執(zhí)行所述計算所述目標像素點與相鄰的多個像素點之間的模板距離；若達到了預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)，將所述第一集合作為所述待濾波像素點的鄰域，對所述待濾波像素點進行非本地濾波處理。

可選的，本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值小于上次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值。

可選的，所述將小于預(yù)設(shè)的本次距離閾值的模板距離對應(yīng)的像素點依據(jù)預(yù)設(shè)的第一規(guī)則加入到第一集合中，包括：

將小于本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值的模板距離對應(yīng)的像素點放入到第二集合中；其中，所述第二集合為經(jīng)過初始化后得到的空集合；

將所述第二集合中所有的像素點加入到所述第一集合中。

可選的，所述將所述第一集合作為所述待濾波像素點的鄰域，對所述待濾波像素點進行濾波，包括：

計算所述第一集合中所有像素點與所述待濾波像素點的模板距離；

依據(jù)所述第一集合中所有像素點與所述待濾波像素點的模板距離以及預(yù)設(shè)的非本地濾波規(guī)則，計算所述待濾波像素點的非本地濾波結(jié)果。

可選的，所述相鄰的多個像素點為與所述目標像素點相鄰的4個或者8個像素點。

可選的，所述將所述待濾波像素點放入到第一集合中之前還包括：

將所述第一集合初始化以使所述第一集合為空集合。

本發(fā)明實施例還提供了一種圖像非本地濾波的裝置，所述裝置包括：

目標像素點定義單元，用于獲取目標圖像中的任意一點作為待濾波像素點，將所述待濾波像素點放入到第一集合中，并將所述待濾波像素點作為目標像素點；

模板距離計算單元，用于計算所述目標像素點與相鄰的多個像素點之間的模板距離；

第一判斷單元，用于判斷得到的各個模板距離是否小于本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值；

像素點添加單元，用于將小于本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值的模板距離對應(yīng)的像素點加入到第一集合中；

第二判斷單元，用于判斷是否達到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)；

返回執(zhí)行單元，用于若未達到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)，將所述第一集合中本次迭代新加入的像素點作為目標像素點，并返回執(zhí)行所述計算所述目標像素點與相鄰的多個像素點之間的模板距離；

濾波處理單元，用于若達到了預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)，將所述第一集合作為所述待濾波像素點的鄰域，對所述待濾波像素點進行非本地濾波處理。

可選的，本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值小于上次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值。

可選的，像素點添加單元，包括：

第一像素點添加子單元，用于將小于本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值的模板距離對應(yīng)的像素點放入到第二集合中；其中，所述第二集合為經(jīng)過初始化后得到的空集合；

第二像素點添加子單元，用于將所述第二集合中所有的像素點加入到所述第一集合中。

可選的，所述濾波處理單元，包括：

模板距離計算子單元，用于計算所述第一集合中所有像素點與所述待濾波像素點的模板距離；

濾波結(jié)果計算子單元，用于依據(jù)所述第一集合中所有像素點與所述待濾波像素點的模板距離以及預(yù)設(shè)的非本地濾波規(guī)則，計算所述待濾波像素點的非本地濾波結(jié)果。

本實施例中，在對圖像中任意像素點進行濾波之前，可以獲取目標圖像中的任意一點作為待濾波像素點，將待濾波像素點放入到第一集合中，并將待濾波像素點作為目標像素點，計算目標像素點與目標像素點相鄰的多個像素點之間的模板距離；判斷得到的各個模板距離是否小于預(yù)設(shè)的距離閾值；將小于本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值的模板距離對應(yīng)的像素點加入到第一集合中。在預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)內(nèi)，將第一集合中本次迭代新加入的像素點作為目標像素點，并返回執(zhí)行計算目標像素點與目標像素點相鄰的多個像素點之間的模板距離；其中，相鄰的多個像素點不包括與目標像素點已計算過模板距離的像素點。達到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)后，將第一集合作為待濾波像素點的鄰域，對待濾波像素點進行非本地濾波處理。這樣，可以減少對待濾波像素點進行濾波時鄰域中的像素點個數(shù)，降低了計算的復(fù)雜度，提高了運算效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種圖像非本地濾波的方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的像素點的鄰域示意圖；

圖3-a為本發(fā)明實施例提供的像素點a0和b0示意圖；

圖3-b為本發(fā)明實施例提供的像素點a0的模板的事例示意圖；

圖3-c為本發(fā)明實施例提供的像素點b0的模板的事例示意圖；

圖4為本方發(fā)明實施例提供的像素點a0的鄰域的示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的一種圖像非本地濾波的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

參考圖1，示出了本發(fā)明實施例一種圖像非本地濾波的方法的流程示意圖，在本實施例中，所述方法可以包括：

s101：獲取目標圖像中的任意一點作為待濾波像素點，將所述待濾波像素點放入到第一集合中，并將所述待濾波像素點作為目標像素點。

本實施例中，所述第一集合在放入所述目標像素點之前是空集合，即在放入所述目標像素點之前不包含任何像素點，具體的，將所述目標像素點放入到第一集合中之前還包括：將所述第一集合初始化以使所述第一集合為空集合。

s102：計算所述目標像素點與相鄰的多個像素點之間的模板距離。

本實施例中，所述相鄰的多個像素點可以為與所述目標像素點相鄰的4個或者8個像素點，且這些像素點均為所述目標圖像中的像素點。其中，這里所說的相鄰是與所述目標像素點直接相鄰且不間隔的像素點。舉例說明：如圖2所示，若是計算所述目標圖像中與所述目標像素點相鄰的4個像素點時，假設(shè)目標像素點為圖2中的像素點a，與所述目標像素相鄰的4個像素點可以為cage四個點；若是計算所述目標圖像中與所述目標像素點相鄰的8個像素點時，假設(shè)目標像素點為圖2中的像素點a，與所述目標像素相鄰的8個像素點可以為abcdefgh八個點。

舉例說明：如圖3-a所示，計算圖中a0和b0之間的模板距離，其中a0的模板如圖3-b所示，b0的模板如圖3-c所示，其中，圖3-b中的a12就是圖3-a中的b0，圖3-c中的b2就是圖3-a中的a0。可以依據(jù)以下公式1)計算a0和b0的模板距離；

s103：判斷得到的各個模板距離是否小于本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值。

本實施例中，需要說明的是本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值小于上次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值。

舉例說明，假設(shè)迭代次數(shù)為3次，每次都預(yù)設(shè)一個距離閾值，假設(shè)第一次迭代閾值為th0,第二次迭代的距離閾值為th1，第三次迭代的距離閾值為th2，則可以有th0>th1>th2。

除此之外，每次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值還可以是相同的。

s104：將小于本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值的模板距離對應(yīng)的像素點加入到第一集合中。

本實施例中，s104具體可以包括：將小于本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值的模板距離對應(yīng)的像素點放入到第二集合中；其中，所述第二集合為初始化后得到的空集合；將第二集合中所有的像素點加入到第一集合中。

除此之外，還可以直接將小于本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值的模板距離對應(yīng)的像素點放入到第一集合中。

將小于本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值的模板距離對應(yīng)的像素點放入第一集合后，此時第一集合中包含的是目標像素點和目標像素點與相鄰像素點的模板距離中小于預(yù)設(shè)的距離閾值所對應(yīng)的像素點。

舉例說明：若待濾波的像素點為a，將所述像素點a放入第一集合中，在目標圖像中與所述目標像素相鄰的像素點為b、c、d、e，a和b、c、d、e的模板距離分別是md(a,b)、md(a,c)、md(a,d)、md(a,e)，此次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值為th0，假設(shè)md(a,b)<th0、md(a,d)<th0，而md(a,c)>th0、md(a,e)>th0,因此，可以將像素點b和d放入到第二集合中，然后再將第二集合中的像素點b和d放入到第一集合中。此時，第一集合中包括目標像素點a和像素點b、d。

s105：判斷是否達到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)。

s106：若未達到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)，將第一集合中本次迭代新加入的目標像素點作為目標像素點，并返回執(zhí)行s102；

其中，需要說明的是，所述本次迭代新加入的目標像素點的相鄰的多個像素點不包括與所述目標像素點已計算過模板距離的像素點。

本實施例中，每執(zhí)行一次s102～s106的步驟就是執(zhí)行一次迭代，每次執(zhí)行迭代之前都已經(jīng)預(yù)設(shè)了距離閾值。舉例說明:假設(shè)設(shè)置迭代次數(shù)為3，,設(shè)待濾波的像素點為a，第一次迭代時，初始化第一集合ω，將所述待濾波像素a放入第一集合中，初始化第二集合ψ以使所述第二集合為空集合，在目標圖像中與所述目標像素相鄰的像素點為b、c、d、e，判斷像素點a與像素點b、c、d、e之間的模板距離與預(yù)設(shè)的第一次迭代時的距離閾值th0，假設(shè)md(a,b)<th0、md(a,d)<th0，而md(a,c)>th0、md(a,e)>th0,因此，可以將像素點b和d放入到第二集合中，然后再將第二集合中的像素點b和d放入到第一集合中。此時，第一集合中包括目標像素點a和像素點b、d，即ω＝{a,b,d}；進行第二次迭代，初始化ψ，預(yù)設(shè)的第二次迭代時的距離閾值th1，計算ω中每一個像素與其相鄰像素的模板距離，但是由于已經(jīng)計算過a和它所有相鄰像素的模板距離，因此此次迭代不再考慮像素點a，將b和d作為目標像素點，也可以理解為，第一集合在第一次迭代時加入的像素點為b和d，因此，將b和d作為目標像素點。分別計算b、d與它相鄰的多個像素點之間的模板距離，假設(shè)與b相鄰的像素點是f、h、g和a，與d相鄰的像素點是g、a、i和j，由于已經(jīng)計算過a與b的模板距離以及a與d的模板距離，因此不再計算md(a,b)和md(a,d)。而需要分別計算以下的模板距離：md(b,f)，md(b,h)，md(b,g)，md(d,g)，md(d,i)，md(d,j)。假設(shè)只有md(b,h),md(b,g),和md(d,i)小于th1，所以將h、g和i加入ψ，即ψ＝{h,g,i}，然后再將ψ中的元素加入到ω中，此時ω＝{a,b,d,h,g,i}。開始第三次迭代，假設(shè)預(yù)設(shè)的第三次迭代的距離閾值為th2,初始化集合ψ，計算ω中每一個像素與其相鄰像素的模板距離，由于在第一次迭代和第二次迭代中已經(jīng)計算過a、b、d與它們之間相鄰像素的模板距離，因此不再考慮，此時將將h、g和i作為目標像素點，也可以理解為，上次迭代加入第一集合的h、g和i，因此將h、g和i作為目標像素點，分別計算h、g、i和它們相鄰像素點的模板距離，假設(shè)h的相鄰像素是k、l、m和b，g的相鄰像素是b、d、m和n，i的相鄰像素是n、d、p和q，由于在第二次迭代時已經(jīng)計算過md(b,h)、md(b,g)、md(d,g)、md(d,i),所以分別計算如下模板距離：md(h,k)，md(h,l)，md(h,m)，md(g,m)，md(g,n)，md(i,n),md(i,p)，md(i,q),設(shè)其中只有md(g,m),md(g,n)小于th2，然后可以把m和n放入到ψ中，再將ψ中的元素加入到ω中，此時ω＝{a,b,d,h,g,i,m,n}。

s107：若達到了預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)，將第一集合作為所述待濾波像素點的鄰域，對所述待濾波像素點進行非本地濾波處理。

舉例說明：假設(shè)預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)為三次，經(jīng)過三次迭代后，得到的第一集合ω＝{a,b,d,h,g,i,m,n}，如圖4所示，則將第一集合ω作為待濾波像素點a的鄰域，對所述待濾波像素點a進行非本地濾波處理。

其中，s102具體可以包括：

計算所述第一集合中所有像素點與所述待濾波像素點的模板距離；

依據(jù)所述第一集合中所有像素點與所述待濾波像素點的模板距離以及預(yù)設(shè)的非本地濾波規(guī)則，計算所述待濾波像素點的非本地濾波結(jié)果。

舉例說明：計算ω＝{a,b,d,h,g,i,m,n}中，所有像素點與所述待濾波像素點a的模板距離，并根據(jù)以下的公式2)對待濾波像素點a進行非本地濾波；

其中，公式2)表示的為模板距離的負指數(shù)加權(quán)平均。

可以通過本實施例的方法，對目標圖像中任意的一個像素點進行濾波，直到所有的像素點都進行了非本地濾波處理后結(jié)束。

本實施例中，在對圖像中任意像素點進行濾波之前，可以獲取目標圖像中的任意一點作為待濾波像素點，將所述待濾波像素點作為目標像素點，計算目標像素點與所述目標像素點相鄰的多個像素點之間的模板距離；判斷得到的各個模板距離是否小于預(yù)設(shè)的距離閾值；將小于本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值的模板距離對應(yīng)的像素點依據(jù)預(yù)設(shè)的第一規(guī)則加入到第一集合中。在預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)內(nèi)，將第一集合中上次迭代新加入的像素點作為目標像素點，并返回執(zhí)行計算目標像素點與所述目標像素點相鄰的多個像素點之間的模板距離；其中，所述相鄰的多個像素點不包括與所述目標像素點已計算過模板距離的像素點。達到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)后，將所述第一集合作為所述待濾波像素點的鄰域，對所述待濾波像素點進行非本地濾波處理。這樣，減少了目標像素點濾波時鄰域中的像素點個數(shù)，降低了計算的復(fù)雜度，提高了運算效率。

參考圖5，示出了本發(fā)明實施例一種圖像非本地濾波的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，在本實施例中，所述裝置可以包括：

目標像素點定義單元501，用于獲取目標圖像中的任意一點作為待濾波像素點，將所述待濾波像素點放入到第一集合中，并將所述待濾波像素點作為目標像素點；

模板距離計算單元502，用于計算所述目標像素點與相鄰的多個像素點之間的模板距離；

第一判斷單元503，用于判斷得到的各個模板距離是否小于本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值；

像素點添加單元504，用于將小于本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值的模板距離對應(yīng)的像素點加入到第一集合中；

第二判斷單元505，用于判斷是否達到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)；

返回執(zhí)行單元506，用于若未達到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)，將所述第一集合中本次迭代新加入的像素點作為目標像素點，并返回執(zhí)行所述計算所述目標像素點與相鄰的多個像素點之間的模板距離；

濾波處理單元507，用于若達到了預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)，將所述第一集合作為所述待濾波像素點的鄰域，對所述待濾波像素點進行非本地濾波處理。

可選的，本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值小于上次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值。

可選的，像素點添加單元，包括：

第一像素點添加子單元，用于將小于本次迭代預(yù)設(shè)的距離閾值的模板距離對應(yīng)的像素點放入到第二集合中；其中，所述第二集合為經(jīng)過初始化后得到的空集合；

第二像素點添加子單元，用于將所述第二集合中所有的像素點加入到所述第一集合中。

可選的，所述濾波處理單元，包括：

模板距離計算子單元，用于計算所述第一集合中所有像素點與所述待濾波像素點的模板距離；

濾波結(jié)果計算子單元，用于依據(jù)所述第一集合中所有像素點與所述待濾波像素點的模板距離以及預(yù)設(shè)的非本地濾波規(guī)則，計算所述待濾波像素點的非本地濾波結(jié)果。

可選的，所述相鄰的多個像素點為與所述目標像素點相鄰的4個或者8個像素點。

可選的，所述將所述待濾波像素點放入到第一集合中之前還包括：

初始化單元，用于將所述第一集合初始化以使所述第一集合為空集合。

通過本實施例提供的裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中選取的鄰域較大，計算異常復(fù)雜的問題。通過將像素點與相鄰的像素點之間的模板距離與預(yù)設(shè)的距離閾值進行比較，得到小于預(yù)設(shè)的距離閾值的相鄰的像素點，這樣，可以減少對待濾波像素點進行濾波時鄰域中的像素點個數(shù)，降低了計算的復(fù)雜度，提高了運算效率。

需要說明的是，本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。