專利名稱：用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思涉及一種用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的裝置及其方法，更特別地，本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思涉及一種用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲量的、與衰減圖像信號(hào)中的噪聲的處理一起使用的裝置及其方法。
背景技術(shù)：
附加到圖像信號(hào)上的噪聲是圖像質(zhì)量下降和降低圖像信號(hào)的編碼和解碼性能的主要原因。因此，發(fā)展了許多技術(shù)，通過衰減附加到圖像信號(hào)上的噪聲來改善圖像質(zhì)量和圖像信號(hào)的編碼和解碼性能。為了衰減附加到圖像信號(hào)上的噪聲，首先應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確地測(cè)量出附加到圖像信號(hào)上的噪聲量。為此，使用了用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的裝置。通常用方差值或標(biāo)準(zhǔn)差(方差值的平方根)表示由噪聲測(cè)量裝置測(cè)量的噪聲量。
圖1是圖解用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的現(xiàn)有裝置的方框圖。參照?qǐng)D1，用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的現(xiàn)有裝置包括SAD(絕對(duì)差和，Sum of AbsoluteDifference)計(jì)算單元10、SAD比較單元20、SAD計(jì)數(shù)器30、比較單元40和偏差計(jì)數(shù)器50。
SAD計(jì)算單元10計(jì)算在輸入圖像的相鄰像素中的絕對(duì)差和(SAD)值。SAD比較單元20比較計(jì)算出的SAD值并檢測(cè)由SAD計(jì)算單元10計(jì)算出的每個(gè)SAD值是否屬于預(yù)定的范圍，作為比較的結(jié)果。如果計(jì)算出的SAD值屬于預(yù)定的范圍，則SAD比較單元20輸出真值，如果計(jì)算出的SAD值不屬于預(yù)定的范圍，則輸出假值。如果SAD比較單元20的輸出為真值，則增加SAD計(jì)數(shù)器30的計(jì)數(shù)值。對(duì)每個(gè)畫面(即場(chǎng)或幀)周期重置SAD計(jì)數(shù)器30。因此，SAD計(jì)數(shù)器30對(duì)每個(gè)畫面計(jì)數(shù)屬于預(yù)定的范圍的SAD值。
比較單元40比較SAD計(jì)數(shù)器的值和預(yù)定的值。如果SAD計(jì)數(shù)器30的輸出值小于預(yù)定的值，比較單元40使偏差計(jì)數(shù)器50在畫面周期內(nèi)執(zhí)行遞增計(jì)數(shù)，而如果SAD計(jì)數(shù)器30的輸出值大于預(yù)定的值，比較單元40使偏差計(jì)數(shù)器50在畫面周期內(nèi)執(zhí)行遞減計(jì)數(shù)。根據(jù)比較單元40增加或減少的偏差計(jì)數(shù)器50的輸出值成為噪聲測(cè)量值，并且將該噪聲測(cè)量值饋送到SAD比較單元20來作為在確定預(yù)定范圍時(shí)的參考。
然而，如上所述的、用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的現(xiàn)有裝置的缺點(diǎn)在于根據(jù)圖像信號(hào)的SAD分布來計(jì)算噪聲測(cè)量值，因此根據(jù)圖像信號(hào)的特性可能計(jì)算出不同的噪聲測(cè)量值，而與施加到圖像信號(hào)上的噪聲量無關(guān)。
例如，即使施加到復(fù)雜的或者具有許多細(xì)微的部分的圖像上的噪聲量與施加到簡單的或者具有許多平坦的部分的圖像上的噪聲量相同，根據(jù)SAD值分布也可能計(jì)算出不同的噪聲測(cè)量值。因此，有必要計(jì)算與圖像信號(hào)的特性無關(guān)的精確的噪聲測(cè)量值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思提供一種用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的裝置及其方法，用于通過根據(jù)圖像信號(hào)的特性將其中具有噪聲的圖像信號(hào)劃分為多個(gè)區(qū)域并使用所劃分的區(qū)域的方差測(cè)量噪聲量，從而可以準(zhǔn)確地測(cè)量噪聲量而與圖像信號(hào)的特性無關(guān)。
本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的額外的方面將在下面的說明書中部分陳述，或者將從說明書中部分地變得顯而易見，或者可以通過總的發(fā)明構(gòu)思的實(shí)踐理解。
本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的前述和/或其他方面可以通過提供一種用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的裝置來實(shí)現(xiàn)，所述裝置包括區(qū)域劃分單元，用于將其中具有噪聲的圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，并輸出對(duì)應(yīng)于多個(gè)區(qū)域的區(qū)域信息；方差計(jì)算單元，用于使用輸出區(qū)域信息、圖像和通過衰減來自圖像的噪聲獲得的噪聲衰減了的圖像來計(jì)算多個(gè)區(qū)域的方差；和噪聲確定單元，用于通過比較計(jì)算出的多個(gè)區(qū)域的方差來確定圖像中的噪聲量。
圖像可以劃分為第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且噪聲確定單元可以判斷作為第一區(qū)域的方差的第一方差是否接近作為第二區(qū)域的方差的第二方差，并可以根據(jù)判斷結(jié)果確定圖像中的噪聲量。
如果判定第一方差不近似等于第二方差，則噪聲確定單元可以將小于先前確定的噪聲量的值確定為該噪聲量。
如果判定第一方差大于第二方差，則噪聲確定單元可以將小于先前確定的噪聲量的值確定為該噪聲量。
方差計(jì)算單元可以使用根據(jù)由噪聲確定單元確定的噪聲量而重新生成的噪聲衰減了的圖像，重新計(jì)算第一方差和第二方差，并且如果判定第一方差近似等于重新計(jì)算出的第二方差，則噪聲確定單元可以維持確定的噪聲量。
如果判定第一方差近似等于第二方差，則噪聲確定單元可以將大于先前確定的噪聲量的值確定為該噪聲量。
方差計(jì)算單元可以使用根據(jù)由噪聲確定單元確定的噪聲量而重新生成的噪聲衰減了的圖像，重新計(jì)算第一方差和第二方差，并且如果判定第一方差不接近第二方差，則噪聲確定單元維持確定的噪聲量。
第一區(qū)域可以是包括邊緣部分的邊緣區(qū)域，而第二區(qū)域可以是不包括邊緣部分的另一區(qū)域。
所述多個(gè)區(qū)域包括高頻區(qū)域、中間區(qū)域、平坦區(qū)域(flat area)、邊緣區(qū)域和紋理區(qū)域(texture area)中的至少一個(gè)，高頻區(qū)域、中間區(qū)域和平坦區(qū)域可以是根據(jù)圖像中的高頻部分的大小來劃分的區(qū)域，邊緣區(qū)域可以是包括圖像中的邊緣部分的區(qū)域，而紋理區(qū)域可以是包括圖像信號(hào)中的質(zhì)量相同的部分的區(qū)域。
本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的前述和/或其他方面還可以通過提供一種用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的方法來實(shí)現(xiàn)，所述方法包括將其中具有噪聲的圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，并輸出對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)區(qū)域的區(qū)域信息；使用區(qū)域信息、圖像和通過衰減來自圖像的噪聲獲得的噪聲衰減了的圖像來計(jì)算多個(gè)區(qū)域的方差；和通過比較計(jì)算出的多個(gè)區(qū)域的方差來確定圖像中的噪聲量。
可以將圖像劃分為第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且確定圖像中的噪聲量的步驟可以包括判斷作為第一區(qū)域的方差的第一方差是否接近作為第二區(qū)域的方差的第二方差；和根據(jù)判斷結(jié)果確定圖像中的噪聲量。
確定噪聲量的步驟可以包括如果判定第一方差不接近第二方差，則將小于先前確定的噪聲量的值確定為該噪聲量。
確定噪聲量的步驟可以包括如果判定第一方差大于第二方差，則將小于先前確定的噪聲量的值確定為該噪聲量。
確定噪聲量的步驟可以包括如果判定第一方差接近第二方差，則將大于先前確定的噪聲量的值確定為該噪聲量。
第一區(qū)域可以是包括邊緣部分的邊緣區(qū)域，而第二區(qū)域可以是不包括邊緣部分的另一區(qū)域。
所述多個(gè)區(qū)域包括高頻區(qū)域、中間區(qū)域、平坦區(qū)域、邊緣區(qū)域和紋理區(qū)域中的至少一個(gè)。高頻區(qū)域、中間區(qū)域和平坦區(qū)域可以是根據(jù)圖像中的高頻部分的大小來劃分的區(qū)域，邊緣區(qū)域可以是包括圖像中的邊緣部分的區(qū)域，而紋理區(qū)域可以是包括圖像中的質(zhì)量相同的部分的區(qū)域。


通過下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的這些和/或其他方面將變得清楚并且更易于理解，其中圖1是圖解用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的現(xiàn)有裝置的方框圖；圖2是圖解根據(jù)本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的、用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的裝置的方框圖；和圖3是圖解根據(jù)本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的、用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的方法的流程圖。
具體實(shí)施例現(xiàn)在將詳細(xì)地涉及本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思，以附解其示例，其中整個(gè)附圖中，相同的附圖標(biāo)記指的是相同的元件。下面將參照附圖描述實(shí)施例來說明本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思。
圖2是圖解根據(jù)本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的、用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的裝置200的方框圖。參照?qǐng)D2，除了噪聲測(cè)量裝置200，還圖解了噪聲衰減裝置100。
噪聲衰減裝置100接收其中具有噪聲的圖像信號(hào)(下面稱為“附加了噪聲的圖像信號(hào)”)F(t)，衰減噪聲，然后輸出其中噪聲衰減了的圖像信號(hào)(下面稱為“噪聲衰減了的圖像信號(hào)”)f(t)。
噪聲衰減裝置100根據(jù)從噪聲測(cè)量裝置200輸出的噪聲量σ2計(jì)算噪聲衰減率，并且根據(jù)計(jì)算出的噪聲衰減率從附加了噪聲的圖像信號(hào)F(t)衰減噪聲。
噪聲測(cè)量裝置200是使用附加了噪聲的圖像信號(hào)F(t)和噪聲衰減了的圖像信號(hào)f(t)測(cè)量噪聲量σ2的裝置。噪聲測(cè)量裝置200包括區(qū)域劃分單元210、減法單元220、方差計(jì)算單元230和噪聲確定單元240。
區(qū)域劃分單元210將附加了噪聲的圖像信號(hào)F(t)劃分為邊緣區(qū)域和另一區(qū)域。邊緣區(qū)域是在附加了噪聲的圖像信號(hào)F(t)中包括邊緣部分(edgecomponent)的區(qū)域，而另一區(qū)域是在附加了噪聲的圖像信號(hào)F(t)中不包括邊緣部分的區(qū)域。
在完成區(qū)域劃分后，區(qū)域劃分單元210輸出區(qū)域信息到方差計(jì)算單元230。區(qū)域信息包括對(duì)應(yīng)于邊緣區(qū)域的邊緣區(qū)域信息和對(duì)應(yīng)于另一區(qū)域的另一區(qū)域信息。邊緣區(qū)域信息指的是對(duì)應(yīng)于邊緣區(qū)域的像素的坐標(biāo)值(xe，ye)，而另一區(qū)域信息指的是對(duì)應(yīng)于另一區(qū)域的像素的坐標(biāo)值(xo，yo)。
減法單元220計(jì)算在附加了噪聲的圖像信號(hào)F(t)和噪聲衰減了的圖像信號(hào)f(t)之間的差圖像信號(hào)F(t)-f(t)。在這種情況下，減法單元220可以計(jì)算差圖像信號(hào)F(t)-f(t)的絕對(duì)值|F(t)-f(t)|。
方差計(jì)算單元230接收來自區(qū)域劃分單元210邊緣區(qū)域信息和另一區(qū)域信息和來自減法單元220的差圖像信號(hào)F(t)-f(t)。此外，方差計(jì)算單元230使用邊緣區(qū)域信息和差圖像信號(hào)F(t)-f(t)計(jì)算邊緣區(qū)域的方差σe2，并且使用另一區(qū)域信息和差圖像信號(hào)F(t)-f(t)計(jì)算另一區(qū)域的方差σo2。特別地，方差計(jì)算單元230根據(jù)下面的式(1)來計(jì)算邊緣區(qū)域的方差σe2和另一區(qū)域的方差σo2。
式(1) 這里，F(xiàn)(xe，ye)-f(xe，ye)表示在差圖像信號(hào)F(t)-f(t)的像素中對(duì)應(yīng)于邊緣區(qū)域的像素的像素值，F(xiàn)(xo，yo)-f(xo，yo)表示在差圖像信號(hào)F(t)-f(t)的像素中對(duì)應(yīng)于另一區(qū)域的像素的像素值。可以使用邊緣區(qū)域信息和另一區(qū)域信息計(jì)算邊緣區(qū)域的像素?cái)?shù)和另一區(qū)域的像素?cái)?shù)。
噪聲確定單元240使用由方差計(jì)算單元230所計(jì)算出的邊緣區(qū)域的方差σe2和另一區(qū)域的方差σo2確定附加噪聲的圖像F(t)中的噪聲量σ2，并且將確定的噪聲量σ2輸出到噪聲衰減裝置100。由于確定的噪聲量σ2用于控制噪聲衰減裝置100的操作，所以在確定噪聲量σ2時(shí)應(yīng)當(dāng)反映已經(jīng)由噪聲衰減裝置100所執(zhí)行的噪聲衰減程度。
因此，噪聲確定單元240通過首先比較邊緣區(qū)域的方差σe2和另一區(qū)域的方差σo2，以判斷已經(jīng)由噪聲衰減裝置100所執(zhí)行的噪聲衰減程度。噪聲確定單元240然后根據(jù)判斷結(jié)果確定噪聲量σ2。
下面描述在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行的噪聲衰減過度的情況下適當(dāng)調(diào)節(jié)噪聲衰減的過程。
如果判定邊緣區(qū)域的方差σe2大于另一區(qū)域的方差σo2，則噪聲確定單元240將在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行的噪聲衰減判定為過度。如果在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行的噪聲衰減過度，則除了噪聲外，還衰減邊緣區(qū)域中的邊緣部分，結(jié)果邊緣區(qū)域的方差σe2變得大于另一區(qū)域的方差σo2。因此，為了降低噪聲衰減裝置100的噪聲衰減程度，噪聲確定單元240將小于先前確定的噪聲量的值確定為噪聲量σ2。
因此，噪聲衰減裝置100可以以低于先前確定的噪聲衰減率執(zhí)行噪聲衰減，并且重新輸出校正的噪聲衰減了的圖像信號(hào)f(t)。減法單元220然后重新計(jì)算校正的差圖像信號(hào)F(t)-f(t)，并且方差計(jì)算單元230根據(jù)重新計(jì)算出的差圖像信號(hào)F(t)-f(t)重新計(jì)算邊緣區(qū)域的方差σe2和另一區(qū)域的方差σo2，并將重新計(jì)算出的σe2和σo2輸出到噪聲確定單元240。
然后，噪聲確定單元240重新比較重新計(jì)算出的邊緣區(qū)域的方差σe2和重新計(jì)算出的另一區(qū)域的方差σo2。如果重新計(jì)算出的邊緣區(qū)域的方差σe2大于重新計(jì)算出的另一區(qū)域的方差σo2(即，如果比較結(jié)果與前一比較結(jié)果相同)，則噪聲確定單元240判定在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行的噪聲衰減仍然過度。因此，噪聲確定單元240將比先前確定的噪聲量更小的值確定為噪聲量σ2。
相反，如果重新計(jì)算出的邊緣區(qū)域的方差σe2近似等于重新計(jì)算出的另一區(qū)域的方差σo2(即，如果比較結(jié)果與前一比較結(jié)果不同)，則噪聲確定單元240判定在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行了適當(dāng)?shù)脑肼曀p。因此，噪聲確定單元240維持先前確定的噪聲量σ2。
下面描述在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行的噪聲衰減不足的情況下適當(dāng)調(diào)節(jié)噪聲衰減的過程。
如果判定邊緣區(qū)域的方差σe2近似等于另一區(qū)域的方差σo2，則噪聲確定單元240判定在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行的噪聲衰減不足。如果在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行的噪聲衰減不足，則只衰減存在于另一區(qū)域中的噪聲，而不衰減存在于邊緣區(qū)域的噪聲，并且邊緣部分的方差σe2近似等于另一區(qū)域的方差σo2。因此，為了提高噪聲衰減裝置100的噪聲衰減程度，噪聲確定單元240將大于先前確定的噪聲量的值確定為噪聲量σ2。
因此，噪聲衰減裝置100可以以高于先前確定的噪聲衰減率執(zhí)行噪聲衰減，并且重新輸出校正的噪聲衰減了的圖像信號(hào)f(t)。減法單元220然后重新計(jì)算校正的差圖像信號(hào)F(t)-f(t)，并且方差計(jì)算單元230根據(jù)重新計(jì)算出的差圖像信號(hào)F(t)-f(t)重新計(jì)算邊緣區(qū)域的方差σe2和另一區(qū)域的方差σo2，并將重新計(jì)算出的σe2和σo2輸出到噪聲確定單元240。
然后，噪聲確定單元240重新比較重新計(jì)算出的邊緣區(qū)域的方差σe2和重新計(jì)算出的另一區(qū)域的方差σo2。如果重新計(jì)算出的邊緣區(qū)域的方差σe2近似等于重新計(jì)算出的另一區(qū)域的方差σo2(即，如果比較結(jié)果與前一比較結(jié)果相同)，則噪聲確定單元240判定在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行的噪聲衰減仍然不足。因此，噪聲確定單元240將比先前確定的噪聲量更大的值確定為噪聲量σ2。
相反，如果重新計(jì)算出的邊緣區(qū)域的方差σe2大于重新計(jì)算出的另一區(qū)域的方差σo2(即，如果比較結(jié)果與前一比較結(jié)果不同)，則噪聲確定單元240判定在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行了適當(dāng)?shù)脑肼曀p。因此，噪聲確定單元240維持先前確定的噪聲量σ2。
圖3是圖解根據(jù)本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的、用于在噪聲測(cè)量裝置200中測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的方法的流程圖。
參考圖2和3，區(qū)域劃分單元210將附加了噪聲的圖像信號(hào)F(t)劃分為邊緣區(qū)域和另一區(qū)域(S310)。然后，區(qū)域劃分單元210將邊緣區(qū)域信息和另一區(qū)域信息輸出到方差計(jì)算單元230。
減法單元220計(jì)算附加了噪聲的圖像信號(hào)F(t)和衰減噪聲的圖像信號(hào)f(t)之間的差圖像信號(hào)F(t)-f(t)(S320)。減法單元220可以計(jì)算差圖像信號(hào)F(t)-f(t)的絕對(duì)值|F(t)-f(t)|。
方差計(jì)算單元230使用邊緣區(qū)域信息、另一區(qū)域信息和差圖像信號(hào)F(t)-f(t)計(jì)算邊緣區(qū)域的方差σe2和另一區(qū)域的方差σo2(S330)。如上所述，方差計(jì)算單元230根據(jù)式(1)來計(jì)算邊緣區(qū)域的方差σe2和另一區(qū)域的方差σo2。
噪聲確定單元240比較由方差計(jì)算單元230所計(jì)算出的邊緣區(qū)域的方差σe2和另一區(qū)域的方差σo2(S340)。
然后，噪聲確定單元240根據(jù)在操作S340比較的結(jié)果確定附加到附加噪聲的圖像F(t)上的噪聲量σ2(S350)。
如上所述，噪聲確定單元240通過比較邊緣區(qū)域的方差σe2和另一區(qū)域的方差σo2，以判斷由噪聲衰減裝置100所執(zhí)行的噪聲衰減程度，然后根據(jù)判斷結(jié)果確定噪聲量σ2。
特別地，如果判定邊緣區(qū)域的方差σe2大于另一區(qū)域的方差σo2，則噪聲確定單元240判定在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行的噪聲衰減過度，因此將小于先前確定的噪聲量的值確定為噪聲量σ2。然后，如果重新計(jì)算出的邊緣區(qū)域的方差σe2與重新計(jì)算出的另一區(qū)域的方差σo2之間的比較結(jié)果與前一比較結(jié)果相同，則噪聲確定單元240判定在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行的噪聲衰減仍然過度，因此，噪聲確定單元240將比先前確定的噪聲量更小的值確定為噪聲量σ2。相反，如果比較結(jié)果與前一比較結(jié)果不同(即，重新計(jì)算出的邊緣區(qū)域的方差σe2近似等于重新計(jì)算出的另一區(qū)域的方差σo2)，則噪聲確定單元240判定在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行了適當(dāng)?shù)脑肼曀p，因此，噪聲確定單元240維持先前確定的噪聲量σ2。
同時(shí)，如果判定邊緣區(qū)域的方差σe2近似等于另一區(qū)域的方差σo2，則噪聲確定單元240判定在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行的噪聲衰減不足，因此將大于先前確定的噪聲量的值確定為噪聲量σ2。其后，如果重新計(jì)算出的邊緣區(qū)域的方差σe2與重新計(jì)算出的另一區(qū)域的方差σo2之間的比較結(jié)果與前一比較結(jié)果相同，則噪聲確定單元240判定在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行的噪聲衰減仍然不足，因此將比先前確定的噪聲量更大的值確定為噪聲量σ2。相反，如果重新計(jì)算出的邊緣區(qū)域的方差σe2與重新計(jì)算出的另一區(qū)域的方差σo2之間的比較結(jié)果與前一比較結(jié)果不同(即，重新計(jì)算出的邊緣區(qū)域的方差σe2大于重新計(jì)算出的另一區(qū)域的方差σo2)，則噪聲確定單元240判定在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行了適當(dāng)?shù)脑肼曀p，因此維持先前確定的噪聲量σ2。
如果附加了噪聲的圖像信號(hào)F(t)僅由簡單和平坦的區(qū)域組成，即如果附加了噪聲的圖像信號(hào)F(t)沒有邊緣區(qū)域，則邊緣區(qū)域的方差σe2總是為0，但另一區(qū)域的方差σo2具有特定的值。在這種情況下，由噪聲確定單元240所確定的噪聲量σ2持續(xù)增加，從而由噪聲衰減裝置100所執(zhí)行的噪聲衰減程度可能變成過度。為了防止這種情況，可以構(gòu)造噪聲確定單元240以限制所確定的噪聲量σ2的上閾值。
同時(shí)，如果附加了噪聲的圖像信號(hào)F(t)沒有邊緣區(qū)域，則在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行的噪聲衰減可能過度，但圖像質(zhì)量不會(huì)下降。因此，即使不限制噪聲量σ2的上閾值，噪聲衰減也可能不影響圖像質(zhì)量。
此外，如果附加了噪聲的圖像信號(hào)F(t)僅由復(fù)雜和細(xì)微的區(qū)域組成，即如果附加了噪聲的圖像信號(hào)F(t)只具有邊緣區(qū)域(例如，如果圖像表示草坪)，則另一區(qū)域的方差σo2為0，但邊緣區(qū)域的方差σe2具有特定的值。在這種情況下，由噪聲確定單元240所確定的噪聲量σ2持續(xù)減少，從而由噪聲衰減裝置100所執(zhí)行的噪聲衰減程度可能變得不足。為了防止這種情況，可以構(gòu)造噪聲確定單元240以限制所確定的噪聲量σ2的下閾值。
同時(shí)，如果附加了噪聲的圖像信號(hào)F(t)只具有邊緣區(qū)域，則在噪聲衰減裝置100中執(zhí)行的噪聲衰減可能不足，但圖像質(zhì)量不會(huì)下降。因此，即使不限制噪聲量σ2的下閾值，噪聲衰減也可能不影響圖像質(zhì)量。
如上所述，將附加了噪聲的圖像信號(hào)F(t)劃分為具有邊緣部分的邊緣區(qū)域和不包括邊緣區(qū)域的另一區(qū)域，然而，本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思不限于此。例如，可以將附加了噪聲的圖像信號(hào)F(t)劃分為高頻區(qū)域、中間區(qū)域、平坦區(qū)域、邊緣區(qū)域、包含相同質(zhì)量部分的紋理區(qū)域等，或部分上述區(qū)域。
此外，如上所述，通過比較所劃分的區(qū)域的方差來確定噪聲量，并且由方差表示輸出的噪聲量。然而，這也是示范性的，應(yīng)當(dāng)理解，也可以用標(biāo)準(zhǔn)差替代方差來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明總的構(gòu)思。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明總的構(gòu)思的實(shí)施例，通過根據(jù)圖像信號(hào)的特性將其中具有噪聲的圖像信號(hào)劃分為多個(gè)區(qū)域并且使用所劃分的區(qū)域的方差測(cè)量噪聲量，以測(cè)量噪聲量。因此，可以準(zhǔn)確地測(cè)量噪聲量，而與圖像信號(hào)特性無關(guān)。此外，根據(jù)由噪聲測(cè)量裝置所執(zhí)行的噪聲測(cè)量，噪聲衰減裝置可以更準(zhǔn)確地執(zhí)行噪聲衰減。
盡管顯示和描述了本發(fā)明總的構(gòu)思的幾個(gè)實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明總的構(gòu)思的原則和宗旨、所附權(quán)利要求書及其等效物的范圍前提下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的裝置，所述裝置包括區(qū)域劃分單元，用于將其中具有噪聲的圖像信號(hào)劃分為多個(gè)區(qū)域，并輸出對(duì)應(yīng)于多個(gè)區(qū)域的區(qū)域信息；方差計(jì)算單元，用于使用區(qū)域信息、圖像信號(hào)和通過衰減來自圖像信號(hào)的噪聲獲得的噪聲衰減了的圖像信號(hào)來計(jì)算多個(gè)區(qū)域的方差；和噪聲確定單元，用于通過比較計(jì)算出的多個(gè)區(qū)域的方差來確定圖像信號(hào)中的噪聲量。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個(gè)區(qū)域包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且噪聲確定單元判斷作為第一區(qū)域的方差的第一方差是否接近作為第二區(qū)域的方差的第二方差，并根據(jù)判斷結(jié)果確定附加了噪聲的圖像信號(hào)中所附加的噪聲量。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，如果判定第一方差不近似等于第二方差，則噪聲確定單元將小于先前確定的噪聲量的值確定為該噪聲量。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，如果判定第一方差大于第二方差，則噪聲確定單元將小于先前確定的噪聲量的值確定為該噪聲量。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中，方差計(jì)算單元使用根據(jù)由噪聲確定單元確定的噪聲量而重新生成的噪聲衰減了的圖像信號(hào)，重新計(jì)算第一方差和第二方差，并且如果判定重新計(jì)算出的第一方差近似等于重新計(jì)算出的第二方差，則噪聲確定單元維持確定的噪聲量。
6.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，如果判定第一方差近似等于第二方差，則噪聲確定單元將大于先前確定的噪聲量的值確定為該噪聲量。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，方差計(jì)算單元使用根據(jù)由噪聲確定單元確定的噪聲量而重新生成的噪聲衰減了的圖像信號(hào)，重新計(jì)算第一方差和第二方差，并且如果判定重新計(jì)算出的第一方差不近似等于重新計(jì)算出的第二方差，則噪聲確定單元維持確定的噪聲量。
8.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，第一區(qū)域是包括邊緣部分的邊緣區(qū)域，而第二區(qū)域是不包括邊緣部分的另一區(qū)域。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個(gè)區(qū)域包括高頻區(qū)域、中間區(qū)域、平坦區(qū)域、邊緣區(qū)域和紋理區(qū)域中的至少一個(gè)，高頻區(qū)域、中間區(qū)域和平坦區(qū)域是根據(jù)圖像信號(hào)中的高頻部分的大小來劃分的區(qū)域，邊緣區(qū)域是包括圖像信號(hào)中的邊緣部分的區(qū)域，而紋理區(qū)域是包括圖像信號(hào)中的質(zhì)量相同的部分的區(qū)域。
10.一種用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的裝置，所述裝置包括區(qū)域定義單元，用于根據(jù)輸入圖像信號(hào)的特性來定義輸入圖像信號(hào)的多個(gè)區(qū)域；和噪聲確定單元，用于根據(jù)各個(gè)區(qū)域的噪聲值確定輸入圖像信號(hào)中的噪聲量。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，還包括方差計(jì)算單元，用于根據(jù)所述多個(gè)區(qū)域的區(qū)域信息來計(jì)算噪聲值。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中，方差計(jì)算單元根據(jù)輸入圖像信號(hào)計(jì)算第二噪聲值作為噪聲，并根據(jù)確定的噪聲量計(jì)算作為依從輸入圖像信號(hào)處理的信號(hào)的第二信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中噪聲確定單元根據(jù)第二噪聲值將第二噪聲量確定為噪聲量。
14.如權(quán)利要求10所述的裝置，還包括外部設(shè)備，用于根據(jù)確定的噪聲量處理輸入圖像信號(hào)。
15.如權(quán)利要求10所述的裝置，還包括減法單元，用于根據(jù)輸入圖像信號(hào)和輸入的噪聲衰減了的圖像信號(hào)生成差信號(hào)，并將所生成的差信號(hào)傳送到噪聲確定單元。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中，噪聲確定單元計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述差信號(hào)的多個(gè)區(qū)域的每個(gè)的噪聲值，并比較計(jì)算出的、對(duì)應(yīng)于所述差信號(hào)的多個(gè)區(qū)域的每個(gè)的噪聲值，以確定第二噪聲量。
17.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，對(duì)應(yīng)于多個(gè)區(qū)域的每個(gè)的噪聲值包括所述多個(gè)區(qū)域的每個(gè)的方差和標(biāo)準(zhǔn)差之一。
18.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，噪聲確定單元計(jì)算在輸入圖像信號(hào)和通過根據(jù)關(guān)于多個(gè)區(qū)域的確定的噪聲量處理輸入圖像信號(hào)獲得的噪聲衰減了的圖像信號(hào)之間的方差和標(biāo)準(zhǔn)差之一，并比較計(jì)算出的、多個(gè)區(qū)域的每個(gè)的方差和標(biāo)準(zhǔn)差之一，以確定噪聲衰減了的圖像信號(hào)的噪聲衰減程度。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述多個(gè)區(qū)域包括對(duì)應(yīng)于輸入圖像信號(hào)的第一特性的第一區(qū)域和對(duì)應(yīng)于輸入圖像信號(hào)的第二特性的第二區(qū)域，并且當(dāng)計(jì)算出的第一區(qū)域的方差和標(biāo)準(zhǔn)差之一與第二區(qū)域的大體相等時(shí)，噪聲確定單元確定噪聲衰減的程度為不足，而當(dāng)計(jì)算出的第一區(qū)域的方差和標(biāo)準(zhǔn)差之一大于第二區(qū)域的時(shí)，噪聲確定單元確定噪聲衰減的程度為過度。
20.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，噪聲確定單元根據(jù)確定的噪聲衰減的程度調(diào)節(jié)在外部噪聲衰減裝置中的噪聲衰減級(jí)別，以重新生成噪聲衰減了的圖像信號(hào)。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中，衰減測(cè)量單元重新計(jì)算在多個(gè)區(qū)域的每個(gè)中的輸入圖像信號(hào)和重新生成的衰減的圖像信號(hào)之間的方差和標(biāo)準(zhǔn)差之一，并比較重新計(jì)算出的、在多個(gè)區(qū)域的每個(gè)中的方差和標(biāo)準(zhǔn)差之一，以重新確定噪聲衰減的程度。
22.一種用于從輸入圖像信號(hào)移除噪聲的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括噪聲衰減單元，用于處理其中具有噪聲的圖像信號(hào)的輸入圖像信號(hào)，以衰減來自輸入圖像信號(hào)的噪聲，并輸出噪聲衰減了的圖像信號(hào)；和噪聲測(cè)量單元，用于定義輸入圖像信號(hào)的多個(gè)區(qū)域，以計(jì)算在輸入圖像信號(hào)和噪聲衰減的信號(hào)之間對(duì)應(yīng)于多個(gè)區(qū)域的每個(gè)的方差，比較計(jì)算出的方差，并根據(jù)比較的計(jì)算出的方差控制噪聲衰減單元。
23.一種用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的方法，所述方法包括將其中具有噪聲的圖像信號(hào)劃分為多個(gè)區(qū)域，并輸出對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)區(qū)域的區(qū)域信息；使用區(qū)域信息、圖像信號(hào)和通過衰減來自圖像的噪聲獲得的噪聲衰減了的圖像信號(hào)來計(jì)算多個(gè)區(qū)域的方差；和通過比較計(jì)算出的多個(gè)區(qū)域的方差來確定圖像信號(hào)中的噪聲量。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述多個(gè)區(qū)域包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且確定噪聲量的步驟包括判斷作為第一區(qū)域的方差的第一方差是否接近作為第二區(qū)域的方差的第二方差；和根據(jù)判斷結(jié)果確定圖像信號(hào)中的噪聲量。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中，根據(jù)判斷結(jié)果確定圖像信號(hào)中的噪聲量的步驟包括如果判定第一方差不近似等于第二方差，則將小于先前確定的噪聲量的值確定為該噪聲量。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，確定小于先前確定的噪聲量的值的步驟包括如果判定第一方差大于第二方差，則將小于先前確定的噪聲量的值確定為該噪聲量。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，根據(jù)判斷結(jié)果確定圖像信號(hào)中的噪聲量的步驟還包括如果判定第一方差近似等于第二方差，則將大于先前確定的噪聲量的值確定為該噪聲量。
28.如權(quán)利要求24所述的方法，其中第一區(qū)域包括包含邊緣部分的邊緣區(qū)域，而第二區(qū)域包括不包含邊緣部分的另一區(qū)域。
29.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述多個(gè)區(qū)域包括高頻區(qū)域、中間區(qū)域、平坦區(qū)域、邊緣區(qū)域和紋理區(qū)域中的至少一個(gè)，高頻區(qū)域、中間區(qū)域和平坦區(qū)域包括根據(jù)圖像信號(hào)中的高頻部分的大小來劃分的區(qū)域，邊緣區(qū)域是包括圖像信號(hào)中的邊緣部分的區(qū)域，而紋理區(qū)域是包括圖像信號(hào)中的質(zhì)量相同的部分的區(qū)域。
30.一種用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的方法，所述方法包括根據(jù)輸入圖像信號(hào)的特性來定義圖像信號(hào)的多個(gè)區(qū)域；計(jì)算對(duì)應(yīng)于定義的多個(gè)區(qū)域的每個(gè)的噪聲值；和通過比較對(duì)應(yīng)于多個(gè)區(qū)域的計(jì)算出的噪聲值，確定圖像信號(hào)中的噪聲量。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括控制外部設(shè)備來根據(jù)確定的噪聲量處理圖像信號(hào)。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其中，計(jì)算對(duì)應(yīng)于定義的多個(gè)區(qū)域的每個(gè)的噪聲值的步驟包括計(jì)算所述多個(gè)區(qū)域的每個(gè)的方差或標(biāo)準(zhǔn)差之一。
33.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括接收噪聲衰減了的圖像信號(hào)；生成在圖像信號(hào)和噪聲衰減了的圖像信號(hào)之間的差信號(hào)；計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述差信號(hào)的多個(gè)區(qū)域的每個(gè)的噪聲值；和通過比較計(jì)算出的差信號(hào)的噪聲值，確定第二噪聲量。
34.一種用于衰減圖像信號(hào)中的噪聲的方法，所述方法包括以一個(gè)衰減級(jí)別衰減來自輸入圖像信號(hào)的噪聲，以生成噪聲衰減了的圖像信號(hào)；根據(jù)輸入圖像信號(hào)的特性將輸入圖像信號(hào)劃分為多個(gè)區(qū)域；計(jì)算在多個(gè)區(qū)域的每個(gè)中的輸入圖像信號(hào)和噪聲衰減了的圖像信號(hào)之間的方差和標(biāo)準(zhǔn)差之一；通過比較計(jì)算出的在多個(gè)區(qū)域的每個(gè)中的方差和標(biāo)準(zhǔn)差之一，以確定衰減程度；和根據(jù)確定的衰減程度控制衰減級(jí)別。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述多個(gè)區(qū)域包括對(duì)應(yīng)于原始圖像信號(hào)的第一特性的第一區(qū)域和對(duì)應(yīng)于原始圖像信號(hào)的第二特性的第二區(qū)域，并且確定衰減程度的步驟包括當(dāng)計(jì)算出的第一區(qū)域的方差和標(biāo)準(zhǔn)差之一與第二區(qū)域的近似相等時(shí)，確定衰減程度為不足；和當(dāng)計(jì)算出的第一區(qū)域的方差和標(biāo)準(zhǔn)差之一大于第二區(qū)域的時(shí)，確定衰減程度為過度。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中控制衰減級(jí)別的步驟包括當(dāng)確定衰減程度為不足時(shí)，提高衰減級(jí)別；以及當(dāng)確定衰減程度為過度時(shí)，降低衰減級(jí)別。
37.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括在控制衰減級(jí)別后，重新計(jì)算在多個(gè)區(qū)域的每個(gè)中的輸入圖像信號(hào)和噪聲衰減了的圖像信號(hào)之間的方差和標(biāo)準(zhǔn)差之一；和通過比較重新計(jì)算出的、在多個(gè)區(qū)域的每個(gè)中的方差和標(biāo)準(zhǔn)差之一，以重新確定噪聲衰減的程度。
全文摘要
一種用于測(cè)量圖像信號(hào)中的噪聲的裝置及其方法。所述裝置包括區(qū)域劃分單元，用于將其中具有噪聲的圖像信號(hào)劃分為多個(gè)區(qū)域，并輸出對(duì)應(yīng)于多個(gè)區(qū)域的區(qū)域信息；方差計(jì)算單元，用于使用區(qū)域信息、圖像信號(hào)和通過衰減來自圖像信號(hào)的噪聲獲得的噪聲衰減了的圖像信號(hào)來計(jì)算多個(gè)區(qū)域的方差；和噪聲確定單元，用于通過比較計(jì)算出的多個(gè)區(qū)域的方差來確定圖像信號(hào)中的噪聲量。因此，所述噪聲測(cè)量裝置可以測(cè)量噪聲量，而與圖像信號(hào)的特性無關(guān)，從而可以更準(zhǔn)確地執(zhí)行噪聲衰減。
文檔編號(hào)H04N17/00GK1713744SQ20051007792
公開日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2005年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月15日
發(fā)明者鄭載翰 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社