專利名稱：視頻數(shù)據(jù)的中值濾波降噪系統(tǒng)及濾波降噪方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 視頻監(jiān)控的技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種應(yīng)用于實時視頻降噪，可以有效濾除椒鹽噪聲干擾的視頻數(shù)據(jù)的中值濾波降噪系統(tǒng)及濾波降噪方法。
背景技術(shù)：
在圖像傳感器采集圖像信號過程中混入的噪聲主要是高斯噪聲，而視頻圖像降噪的主要目標(biāo)是濾除其中的噪聲，同時盡可能保持好細(xì)節(jié)信息，并要求在降噪后的視頻圖像中減少由于濾波弓I入的視覺降質(zhì)。視頻圖像降噪技術(shù)不但能夠濾除視頻圖像中的噪聲、提高視頻圖像主觀視覺質(zhì)量，而且對于壓縮編碼、目標(biāo)識別與跟蹤、幀頻提升等后續(xù)處理任務(wù)有重要意義?，F(xiàn)行的視頻圖像降噪算法可以分為兩類早期的像素域降噪算法和近年來的轉(zhuǎn)換域降噪算法。根據(jù)濾波器的濾波范圍，像素域降噪算法可以劃分為時域濾波算法和空時濾波算法。時域濾波算法利用視頻圖像時域上的相關(guān)性以抑制噪聲，通?；谶\動估計/運動補償方法獲取時域預(yù)測；而空時濾波算法則是利用視頻圖像三維空間中的空時相關(guān)性濾除噪聲。像素域降噪算法的主要缺點就是在降噪后的視頻圖像中容易引入時域降質(zhì)、過平滑等空域降質(zhì)，到目前為止還沒有一種適合多種噪聲級別的降噪算法。另外，像素域降噪算法中多采用運動估計獲取時域上的相關(guān)信息，但噪聲的存在容易影響運動估計的準(zhǔn)確度，從而降低降噪性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用于實時視頻降噪，可以有效濾除椒鹽噪聲干擾的視頻數(shù)據(jù)的中值濾波降噪系統(tǒng)及濾波降噪方法。本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是
本發(fā)明的視頻數(shù)據(jù)的中值濾波降噪系統(tǒng)，包括模板生成模塊和中值計算模塊組成，上述兩個模塊順序相連接；模板生成模塊包含四路先入先出存儲器FIFOl至FIF04和一路數(shù)據(jù)輸入，由數(shù)據(jù)輸入引入的連續(xù)四幀視頻圖像數(shù)據(jù)存入四路先入先出存儲器FIFOl至FIF04，形成5X5鄰域模板；中值計算模塊計算由模板生成模塊生成的5X5鄰域模板中25個數(shù)據(jù)的中值，并將上述中值作為數(shù)據(jù)輸出。本發(fā)明的視頻數(shù)據(jù)的中值濾波降噪方法，包括以下步驟
A、由數(shù)據(jù)輸入引入第一幀視頻圖像數(shù)據(jù)，并將此幀視頻圖像數(shù)據(jù)存入FIF04;當(dāng)數(shù)據(jù)輸入引入第二幀視頻圖像數(shù)據(jù)，并將此幀視頻圖像數(shù)據(jù)存入FIF04時，原來存儲在FIF04中的第一幀視頻圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至FIF03;當(dāng)數(shù)據(jù)輸入引入第三幀視頻圖像數(shù)據(jù)，并將此幀視頻圖像數(shù)據(jù)存入FIF04時，原來存儲在FIF04中的第二幀視頻圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至FIF03，而第一幀視頻圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至FIF02 ;繼續(xù)引入視頻圖像數(shù)據(jù)，至前四幀視頻圖像數(shù)據(jù)依次儲存于 FIFOl 至 FIF04 ；
B、由數(shù)據(jù)輸入引入第五幀視頻圖像數(shù)據(jù)，此幀視頻圖像數(shù)據(jù)與四路先入先出存儲器FIFOl至FIF04中所存儲的前四幀視頻圖像數(shù)據(jù)一同構(gòu)成5X5鄰域模板中的第一列數(shù)據(jù)；
C、將第一列數(shù)據(jù)中的五個數(shù)據(jù)存入中值計算模塊中；
D、繼續(xù)引入視頻圖像數(shù)據(jù)，以連續(xù)的每五幀數(shù)據(jù)為一列，在新的數(shù)據(jù)幀依次引入時，重復(fù)四次分別依次執(zhí)行上述A、B、C三步驟，得到5 X 5鄰域模板中后四列數(shù)據(jù)；
E、中值計算模塊計算出上述五列共25個數(shù)據(jù)的中值，并將此中值作為數(shù)據(jù)輸出，替換對應(yīng)數(shù)據(jù)幀的原值；
F、繼續(xù)引入新的視頻圖像數(shù)據(jù)，重復(fù)執(zhí)行上述步驟A 至E。本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是
本發(fā)明的視頻數(shù)據(jù)的中值濾波降噪系統(tǒng)及濾波降噪方法中，先通過模板生成模塊生成某一數(shù)據(jù)幀周圍的5X5鄰域模板，并將5X5鄰域模板中的五列共25個數(shù)據(jù)通過中值計算模塊求得中值，將該中值替換原來的數(shù)據(jù)幀進行輸出，從而有效濾除椒鹽噪聲。


圖I是本發(fā)明的視頻數(shù)據(jù)的中值濾波降噪系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式以下參照附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)的說明。圖I是本發(fā)明的視頻數(shù)據(jù)的中值濾波降噪系統(tǒng)的示意圖。對視頻圖像幀數(shù)據(jù)采用中值濾波的基本原理為使用某幀數(shù)據(jù)A空間鄰域模板上的中值代替幀數(shù)據(jù)A的原值。如圖I所示，本發(fā)明的視頻數(shù)據(jù)的中值濾波降噪系統(tǒng)，包括模板生成模塊和中值計算模塊組成，上述兩個模塊順序相連接；模板生成模塊包含四路先入先出存儲器FIFOl至FIF04和一路數(shù)據(jù)輸入，由數(shù)據(jù)輸入引入的連續(xù)四幀視頻圖像數(shù)據(jù)存入四路先入先出存儲器FIFOl至FIF04，形成5X5鄰域模板；中值計算模塊計算由模板生成模塊生成的5X5鄰域模板中25個數(shù)據(jù)的中值，并將上述中值作為數(shù)據(jù)輸出。本發(fā)明的視頻數(shù)據(jù)的中值濾波降噪方法，包括以下步驟
A、由數(shù)據(jù)輸入引入第一幀視頻圖像數(shù)據(jù)，并將此幀視頻圖像數(shù)據(jù)存入FIF04;當(dāng)數(shù)據(jù)輸入引入第二幀視頻圖像數(shù)據(jù)，并將此幀視頻圖像數(shù)據(jù)存入FIF04時，原來存儲在FIF04中的第一幀視頻圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至FIF03 ;當(dāng)數(shù)據(jù)輸入引入第三幀視頻圖像數(shù)據(jù)，并將此幀視頻圖像數(shù)據(jù)存入FIF04時，原來存儲在FIF04中的第二幀視頻圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至FIF03，而第一幀視頻圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至FIF02;繼續(xù)引入視頻圖像數(shù)據(jù)，至前四幀視頻圖像數(shù)據(jù)依次儲存于 FIFOl 至 FIF04 ；
B、由數(shù)據(jù)輸入引入第五幀視頻圖像數(shù)據(jù)，此幀視頻圖像數(shù)據(jù)與四路先入先出存儲器FIFOl至FIF04中所存儲的前四幀視頻圖像數(shù)據(jù)一同構(gòu)成5X5鄰域模板中的第一列數(shù)據(jù)；
C、將第一列數(shù)據(jù)中的五個數(shù)據(jù)存入中值計算模塊中；
D、繼續(xù)引入視頻圖像數(shù)據(jù)，以連續(xù)的每五幀數(shù)據(jù)為一列，在新的數(shù)據(jù)幀依次引入時，重復(fù)四次分別依次執(zhí)行上述A、B、C三步驟，得到5X5鄰域模板中后四列數(shù)據(jù)；
E、中值計算模塊計算出上述五列共25個數(shù)據(jù)的中值，并將此中值作為數(shù)據(jù)輸出，替換對應(yīng)數(shù)據(jù)幀的原值；F、繼續(xù)引入新的視頻圖像數(shù)據(jù)，重復(fù)執(zhí)行上述步驟A至E。本發(fā)明的視頻數(shù)據(jù)的中值濾波降噪系統(tǒng)及濾波降噪方法中，先通過模板生成模塊生成某一數(shù)據(jù)幀周圍的5X5鄰域模板，并將5X5鄰域模板中的五列共25個數(shù)據(jù)通過中值計算模塊求得中值，將該中值替換原來的數(shù)據(jù)幀進行輸出，從而有效濾除椒鹽噪聲。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，然而，并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)然會利用揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾，成為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種視頻數(shù)據(jù)的中值濾波降噪系統(tǒng)，其特征在于包括模板生成模塊和中值計算模塊組成，上述兩個模塊順序相連接；模板生成模塊包含四路先入先出存儲器FIFOl至FIF04和一路數(shù)據(jù)輸入，由數(shù)據(jù)輸入引入的連續(xù)四幀視頻圖像數(shù)據(jù)存入四路先入先出存儲器FIFOl至FIF04，形成5 X 5鄰域模板；中值計算模塊計算由模板生成模塊生成的5 X 5鄰域模板中25個數(shù)據(jù)的中值，并將上述中值作為數(shù)據(jù)輸出。
2.一種基于權(quán)利要求I所述的視頻數(shù)據(jù)的中值濾波降噪系統(tǒng)的濾波降噪方法，包括以下步驟 A、由數(shù)據(jù)輸入引入第一幀視頻圖像數(shù)據(jù)，并將此幀視頻圖像數(shù)據(jù)存入FIF04;當(dāng)數(shù)據(jù)輸入引入第二幀視頻圖像數(shù)據(jù)，并將此幀視頻圖像數(shù)據(jù)存入FIF04時，原來存儲在FIF04中的第一幀視頻圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至FIF03;當(dāng)數(shù)據(jù)輸入引入第三幀視頻圖像數(shù)據(jù)，并將此幀視頻圖像數(shù)據(jù)存入FIF04時，原來存儲在FIF04中的第二幀視頻圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至FIF03，而第一幀視頻圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至FIF02;繼續(xù)引入視頻圖像數(shù)據(jù)，至前四幀視頻圖像數(shù)據(jù)依次儲存于 FIFOl 至 FIF04 ； B、由數(shù)據(jù)輸入引入第五幀視頻圖像數(shù)據(jù)，此幀視頻圖像數(shù)據(jù)與四路先入先出存儲器FIFOl至FIF04中所存儲的前四幀視頻圖像數(shù)據(jù)一同構(gòu)成5X5鄰域模板中的第一列數(shù)據(jù)； C、將第一列數(shù)據(jù)中的五個數(shù)據(jù)存入中值計算模塊中； D、繼續(xù)引入視頻圖像數(shù)據(jù)，以連續(xù)的每五幀數(shù)據(jù)為一列，在新的數(shù)據(jù)幀依次引入時，重復(fù)四次分別依次執(zhí)行上述A、B、C三步驟，得到5X5鄰域模板中后四列數(shù)據(jù)； E、中值計算模塊計算出上述五列共25個數(shù)據(jù)的中值，并將此中值作為數(shù)據(jù)輸出，替換對應(yīng)數(shù)據(jù)幀的原值； F、繼續(xù)引入新的視頻圖像數(shù)據(jù)，重復(fù)執(zhí)行上述步驟A至E。
全文摘要
一種視頻數(shù)據(jù)的中值濾波降噪系統(tǒng)及濾波降噪方法，包括模板生成模塊和中值計算模塊組成，上述兩個模塊順序相連接；模板生成模塊包含四路先入先出存儲器FIFO1至FIFO4和一路數(shù)據(jù)輸入，由數(shù)據(jù)輸入引入的連續(xù)四幀視頻圖像數(shù)據(jù)存入四路先入先出存儲器FIFO1至FIFO4，形成5×5鄰域模板；中值計算模塊計算出上述五列共25個數(shù)據(jù)的中值，并將此中值作為數(shù)據(jù)輸出，替換對應(yīng)數(shù)據(jù)幀的原值，從而有效濾除椒鹽噪聲。
文檔編號H04N5/21GK102625031SQ201210075220
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者張立嵩, 戴林 申請人:天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司