專利名稱：一種基于編碼器框架的自適應(yīng)性的噪聲強(qiáng)度估計(jì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及在圖像處理時(shí)對受噪 聲干擾的圖像進(jìn)行噪聲相關(guān)估計(jì)和處理場合。
背景技術(shù)：
在圖像質(zhì)量增強(qiáng)、去噪聲濾波、提高壓縮效率、運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)分 割等應(yīng)用中，都需要特別注意圖像中存在的噪聲。如果可以預(yù)先得到 圖像中噪聲強(qiáng)度的先驗(yàn)知識(shí)，另P么對以上的處理和編碼會(huì)產(chǎn)生很大的 幫助。所以，有必要對圖像的噪聲進(jìn)行準(zhǔn)確的估計(jì)。視頻序列中的噪聲可以通過幀內(nèi)或者幀間的估計(jì)方法進(jìn)行估計(jì)。 幀內(nèi)噪聲估計(jì)方法屬于空間域估計(jì)，而幀間估計(jì)法為時(shí)間域估計(jì)。幀 內(nèi)估計(jì)方法僅需要當(dāng)前幀圖像，因而不需要幀存，從而不會(huì)引起延時(shí)。 較常用的幀內(nèi)估計(jì)方法有基于塊的噪聲估計(jì)方法，基于圖像梯度的噪 聲估計(jì)方法和基于小波的噪聲估計(jì)方法。由于基于小波系數(shù)的噪聲估 計(jì)方法需要先對原始圖像進(jìn)行小波變換。這對于基于分塊的圖像或者 視頻編碼器來說是一個(gè)不小的計(jì)算負(fù)擔(dān)，尤其對于實(shí)時(shí)應(yīng)用場合。所 以，基于塊的噪聲估計(jì)方法更適合于基于塊的圖像或者視頻編碼器場 合。較經(jīng)典的估計(jì)方法中普遍會(huì)出現(xiàn)欠估計(jì)或者過估計(jì)的現(xiàn)象。本發(fā) 明采用紋理自適應(yīng)性的方法對圖像進(jìn)行基于塊的快速噪聲估計(jì)。本方 法在干擾噪聲小時(shí)較好地克服過估計(jì)而在干擾噪聲強(qiáng)度大時(shí)也較好地避免了欠估計(jì)現(xiàn)象。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種基于編碼器框架的自適應(yīng)性噪聲強(qiáng)度 估計(jì)方法，使噪聲的估計(jì)無論在低噪聲干擾情況和強(qiáng)噪聲干擾情況下 都可以較準(zhǔn)確地估計(jì)出干擾噪聲的強(qiáng)度。本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下步驟(1 )對一幅圖像根據(jù)視頻編碼器框架進(jìn)行塊的劃分并計(jì)算其紋理 特性；(2) 根據(jù)計(jì)算塊的紋理特性值判斷屬于一致性區(qū)域的塊并計(jì)算出這 些塊的方差；(3) 根據(jù)最小方差值設(shè)計(jì)自適應(yīng)高斯濾波器；(4 )對所有方差較小的塊進(jìn)行高斯濾波并求出原始圖像與濾波后圖 像差值；(5)根據(jù)差值圖像對噪聲進(jìn)行估計(jì)。對所有屬于一致性的區(qū)域塊進(jìn)行方差計(jì)算，以最小方差設(shè)計(jì)的高斯 自適應(yīng)性濾波器，濾波窗大小為5x5，濾波器系數(shù)為取力W^呻〔々2")^cr2〕，其中"=訓(xùn)""(°^) °其中(x,力為該濾波器相對于二維矩陣中心點(diǎn)的相對坐標(biāo)，其中 exp()函數(shù)返回e (自然對數(shù)的底)的冪次方，e=2.718282。對所有cr, d.S*^^的一致性塊進(jìn)行高斯濾波，求出原始圖像和濾波后圖像的差值圖像。對噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)為差值圖像的標(biāo)準(zhǔn)差的均值。
可選的，對上述方法所述的塊的劃分和塊紋理特征分析，是按8x8 塊大小劃分。
上述方法還包括，根據(jù)分析得到的紋理特征值判斷一個(gè)8x8塊是否 屬于一致性區(qū)域塊。
本發(fā)明的有益效果是，在計(jì)算復(fù)雜度較低的情況，較精確地實(shí)現(xiàn)噪 聲的估計(jì)，較好地克服欠估計(jì)和過估計(jì)現(xiàn)象。


圖1示出自適應(yīng)性噪聲估計(jì)方法流程圖。 圖2示出一個(gè)8x8塊劃分方法示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，并以一個(gè)8x8塊的 紋理復(fù)雜度分析方法如下 把每個(gè)8x8塊分成4個(gè)4x4塊，如圖2所示。用Sw， S1()， S
分別表示對應(yīng)分塊的平均強(qiáng)度，計(jì)算如下
= ^ P(4" + " 4 W)，"， v = 0,1.
1。 ,=0 _/=0
P(x，y)為像素的灰度值。x，y:0， 1， ...，7為垂直方向和水平方向從 上到下、從左到右的索引值。
根據(jù)四個(gè)值Soo， S(h， Sk)， SH求出以下兩個(gè)紋理邊緣強(qiáng)度參數(shù) I(Sqo "oi -&。 ->Sn)||(S0Q - So, +《0-5^)1
這兩個(gè)參數(shù)為一個(gè)8x8塊的水平與垂直邊緣強(qiáng)度參數(shù)。由這兩個(gè) 參數(shù)可以求得該塊是否屬以一致性區(qū)域塊。如果H-V-0，那么該 塊為一致性區(qū)域塊。直接用于噪聲估計(jì)。 自適應(yīng)高斯濾波方法
求出所有一致性塊的方差值c^,,并求得其中的最小值 ,"以這個(gè) 值作為標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算得到5x5大小的高斯濾波器
/^,力=_1^邵(<"^+少2乂 )。其中C7^o柳c/(C^)，即向靠近整數(shù)取
對所有cr, <1.5*amin的一致性塊進(jìn)行高斯濾波后，求出這些塊的原始 圖像和濾波后圖像的差值圖像。
噪聲強(qiáng)度估計(jì)方法 噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)為差值圖像的標(biāo)準(zhǔn)差的均值。
求殘差:
權(quán)利要求
1、一種基于編碼器框架的自適應(yīng)性的噪聲強(qiáng)度估計(jì)的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)對一幅圖像根據(jù)視頻編碼器框架進(jìn)行塊的劃分并計(jì)算其紋理特性；(2)根據(jù)計(jì)算塊的紋理特性值判斷屬于一致性區(qū)域的塊并計(jì)算出這些塊的方差；(3)根據(jù)最小方差值設(shè)計(jì)自適應(yīng)高斯濾波器；(4)對所有方差較小的塊進(jìn)行高斯濾波并求出原始圖像與濾波后圖像差值；(5)根據(jù)差值圖像對噪聲進(jìn)行估計(jì)。
2、如權(quán)利要求1所述的一種基于編碼器框架的自適應(yīng)性的噪聲強(qiáng)度 估計(jì)的方法，其特征在于，對所有屬于一致性的區(qū)域塊進(jìn)行方差計(jì)算， 以最小方差設(shè)計(jì)高斯自適應(yīng)性濾波器，濾波窗大小為5x5，濾波器系數(shù)為/z(x,;^^i^expf々2"2)^j),其中cr = ，"^r曲)'2乂
3、 如權(quán)利要求1所述的一種基于編碼器框架的自適應(yīng)性的噪聲強(qiáng)度估計(jì)的方法，其特征在于，對所有^<1.5*￡7^的一致性塊進(jìn)行高斯濾波，求出原始圖像和濾波后圖像的差值圖像。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種基于編碼器框架的自適應(yīng)性的噪聲強(qiáng)度 估計(jì)的方法，其特征在于，對噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)為差值圖像的標(biāo)準(zhǔn)差 的均值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于編碼器框架的自適應(yīng)性的噪聲強(qiáng)度估計(jì)的方法；包括步驟首先把一幀圖像分割成一系列互不重疊的塊，對每個(gè)塊進(jìn)行紋理分析，去除所有有紋理的塊；求一致性塊的最小噪聲標(biāo)準(zhǔn)差；取一致性塊中標(biāo)準(zhǔn)差與最小標(biāo)準(zhǔn)差相差較小的一致性塊，對這些塊進(jìn)行高斯濾波；求得原塊與經(jīng)過噪聲濾波后的圖像的差值；噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)為這些差值塊標(biāo)準(zhǔn)差的平均值。本發(fā)明的技術(shù)方法使視頻圖像編碼器在基本上不影響編碼器速度的基礎(chǔ)上快速計(jì)算得到干擾噪聲的強(qiáng)度值。
文檔編號(hào)G06T7/00GK101504769SQ20091004803
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者暉 朝, 桂義才, 晶 蘇 申請人:上海君觀信息技術(shù)有限公司