一種實(shí)時(shí)圖像降噪方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實(shí)時(shí)圖像降噪方法及裝置，用于對(duì)圖像采集設(shè)備采集的圖像進(jìn)行降噪，該方法對(duì)于輸入圖像的每一個(gè)像素點(diǎn)，在圖像采集設(shè)備當(dāng)前增益值對(duì)應(yīng)的圖像噪聲包絡(luò)曲線中查找到對(duì)應(yīng)的噪聲門檻值；計(jì)算每一像素點(diǎn)鄰域內(nèi)相鄰像素點(diǎn)與該像素點(diǎn)的差值，差值的絕對(duì)值小于噪聲門檻值的相鄰像素點(diǎn)參與降噪，否則不參與降噪；對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)利用其鄰域內(nèi)參與降噪的相鄰像素點(diǎn)進(jìn)行降噪處理。本發(fā)明還同時(shí)公開了實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置，該裝置包括查表模塊、檢測(cè)模塊和降噪模塊，還進(jìn)一步包括圖像噪聲包絡(luò)曲線標(biāo)定模塊。本發(fā)明的方法及裝置，處理速度快，硬件實(shí)現(xiàn)資源開銷小，實(shí)現(xiàn)方便，并且降噪針對(duì)性強(qiáng)，效果好。
【專利說明】一種實(shí)時(shí)圖像降噪方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其設(shè)計(jì)一種在圖像采集端實(shí)時(shí)圖像降噪的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]圖像在采集、傳輸、存儲(chǔ)等過程中常常因?yàn)槭艿礁黝愒肼暤母蓴_而使圖像質(zhì)量有所下降，從而對(duì)后續(xù)的圖像處理產(chǎn)生不利影響，因此在圖像處理領(lǐng)域中圖像降噪是一個(gè)非常重要的研究課題。圖像降噪是從已有的含噪圖像中去除噪聲成分，提高圖像成像質(zhì)量。圖像采集設(shè)備如網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)(IPC)、數(shù)碼相機(jī)等，在對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行拍攝后，經(jīng)過色彩濾鏡陣列(CFA)被圖像傳感器捕獲的RAW數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行圖像降噪。
[0003]一般圖像降噪可以分為2D降噪和3D降噪，2D降噪只在二維空間域上進(jìn)行降噪處理；而3D降噪，增添了時(shí)域處理，因此變?yōu)槿S。2D降噪的基本方法是對(duì)一個(gè)像素將其與周圍像素平均，平均后噪聲降低，其缺點(diǎn)是會(huì)造成畫面模糊，特別是物體邊緣部分。因此對(duì)這種降噪方法的改進(jìn)主要是進(jìn)行邊緣檢測(cè)，邊緣部分的像素不用來進(jìn)行降噪。3D降噪和2D降噪的不同在于，2D降噪只考慮一幀圖像，而3D降噪進(jìn)一步考慮幀與幀之間的時(shí)域關(guān)系，對(duì)每個(gè)像素進(jìn)行時(shí)域上的平均，通過減少時(shí)域上的改變降低噪聲。相比2D降噪，3D降噪效果更好，且不會(huì)造成邊緣的模糊，但存在的主要問題是:畫面不會(huì)是完全靜止的，如果對(duì)不屬于同一物體的兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行降噪處理會(huì)造成錯(cuò)誤。因此該方法需要運(yùn)動(dòng)估計(jì)，其效果好壞也與運(yùn)動(dòng)估計(jì)相關(guān)。而運(yùn)動(dòng)估計(jì)計(jì)算量大，耗時(shí)長(zhǎng)，是制約3D降噪的主要瓶頸。
[0004]2D降噪的方法很多，最基礎(chǔ)的方法是基于邊緣檢測(cè)的中值濾波、均值濾波，這類方法雖然實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但是很難平衡“邊緣信息的保留”和“噪聲的去除”。比較慣用的方法還有高斯濾波、雙邊濾波，但這類方法通常實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，硬件實(shí)現(xiàn)資源開銷大。
[0005]由于2D降噪實(shí)現(xiàn)起來相對(duì)容易，因此如何對(duì)2D降噪進(jìn)行改進(jìn)，仍然是目前研究的一個(gè)方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)時(shí)圖像降噪方法及裝置，用來對(duì)圖像采集設(shè)備采集的圖像進(jìn)行降噪，可以避免現(xiàn)有技術(shù)中的降噪方法實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，硬件實(shí)現(xiàn)資源開銷大的問題，且降噪針對(duì)性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)降噪。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下:
[0008]一種實(shí)時(shí)圖像降噪方法，用于對(duì)圖像采集設(shè)備采集的圖像進(jìn)行降噪，該方法包括如下步驟:
[0009]對(duì)于輸入圖像的每一個(gè)像素點(diǎn)，在圖像采集設(shè)備當(dāng)前增益值對(duì)應(yīng)的圖像噪聲包絡(luò)曲線中查找到對(duì)應(yīng)的噪聲門檻值；
[0010]計(jì)算每一像素點(diǎn)鄰域內(nèi)相鄰像素點(diǎn)與該像素點(diǎn)的差值，差值的絕對(duì)值小于噪聲門檻值的相鄰像素點(diǎn)參與降噪，否則不參與降噪；[0011]對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)利用其鄰域內(nèi)參與降噪的相鄰像素點(diǎn)進(jìn)行降噪處理。
[0012]進(jìn)一步地，所述圖像噪聲包絡(luò)曲線的獲得方法包括步驟:
[0013]標(biāo)定圖像采集設(shè)備不同增益對(duì)應(yīng)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差δ ；
[0014]根據(jù)設(shè)定的降噪強(qiáng)度，按照如下公式建立對(duì)應(yīng)于輸入圖像的圖像噪聲包絡(luò)曲線:NoiseThr (y, X) = max (0-1 (f (y) +X) -y), (y- 1 (f (y) -X)))；
[0015]其中y為輸入圖像中像素點(diǎn)的像素值，X為像素點(diǎn)的噪聲強(qiáng)度，X = K* δ，K為降噪強(qiáng)度，NoiseThr (y, X)為像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最大噪聲，f(y)為輸入圖像映射到顯示端顯示的伽瑪映射函數(shù)，f (y) = y' (1/r), r為伽瑪系數(shù)。
[0016]進(jìn)一步地，對(duì)于輸入圖像的每一個(gè)像素點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的噪聲門檻值就是所述圖像噪聲包絡(luò)曲線上，對(duì)應(yīng)該像素點(diǎn)像素值的最大噪聲NoiseThr (y，X)，y為該像素點(diǎn)的像素值。
[0017]本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)利用其鄰域內(nèi)參與降噪的相鄰像素點(diǎn)進(jìn)行降噪處理，包括步驟:
[0018]對(duì)于每一像素點(diǎn)，計(jì)算參與降噪的相鄰像素點(diǎn)與其差值的平均值；
[0019]將該平均值加到該像素點(diǎn)上,作為該像素點(diǎn)降噪后的像素值。
[0020]本發(fā)明的另一種實(shí)現(xiàn)方式，所述對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)利用其鄰域內(nèi)參與降噪的相鄰像素點(diǎn)進(jìn)行降噪處理，包括步驟:
[0021]對(duì)于每一像素點(diǎn)，為參與降噪的相鄰像素點(diǎn)分配降噪權(quán)重，并計(jì)算該降噪權(quán)重與所述差值的積；
[0022]計(jì)算積的平均值,將該平均值加到該像素點(diǎn)上，作為該像素點(diǎn)降噪后的像素值。
[0023]本發(fā)明還提出了一種實(shí)時(shí)圖像降噪裝置，用于對(duì)圖像采集設(shè)備采集的圖像進(jìn)行降噪，該裝置包括:
[0024]查表模塊，用于對(duì)于輸入圖像的每一個(gè)像素點(diǎn)，在圖像采集設(shè)備當(dāng)前增益值對(duì)應(yīng)的圖像噪聲包絡(luò)曲線中查找到對(duì)應(yīng)的噪聲門檻值；
[0025]檢測(cè)模塊，用于計(jì)算每一像素點(diǎn)鄰域內(nèi)相鄰像素點(diǎn)與該像素點(diǎn)的差值，差值的絕對(duì)值小于噪聲門檻值的相鄰像素點(diǎn)參與降噪，否則不參與降噪；
[0026]降噪模塊，用于對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)利用其鄰域內(nèi)參與降噪的相鄰像素點(diǎn)進(jìn)行降噪處理。
[0027]進(jìn)一步地，所述裝置還包括圖像噪聲包絡(luò)曲線標(biāo)定模塊，所述圖像噪聲包絡(luò)曲線標(biāo)定模塊用于標(biāo)定圖像采集設(shè)備的圖像噪聲包絡(luò)曲線，并將標(biāo)定的圖像噪聲包絡(luò)曲線輸入到所述查找模塊，所述圖像噪聲包絡(luò)曲線標(biāo)定模塊在標(biāo)定圖像采集設(shè)備的圖像噪聲包絡(luò)曲線時(shí)執(zhí)行如下步驟:
[0028]標(biāo)定圖像采集設(shè)備不同增益對(duì)應(yīng)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差δ ；
[0029]根據(jù)設(shè)定的降噪強(qiáng)度，按照如下公式建立對(duì)應(yīng)于輸入圖像的圖像噪聲包絡(luò)曲線:NoiseThr (y, X) = max (0-1 (f (y) +X) -y), (y- 1 (f (y) -X)))；
[0030]其中y為輸入圖像中像素點(diǎn)的像素值，X為像素點(diǎn)的噪聲強(qiáng)度，X = K* δ，K為降噪強(qiáng)度，NoiseThr (y, X)為像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最大噪聲，f(y)為輸入圖像映射到顯示端顯示的伽瑪映射函數(shù)，f (y) = y' (1/r), r為伽瑪系數(shù)。
[0031]進(jìn)一步地，對(duì)于輸入圖像的每一個(gè)像素點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的噪聲門檻值就是所述圖像噪聲包絡(luò)曲線上，對(duì)應(yīng)該像素點(diǎn)像素值的最大噪聲NoiseThr (y，X)，y為該像素點(diǎn)的像素值。[0032]本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)方式，所述降噪模塊在進(jìn)行圖像降噪處理時(shí)，執(zhí)行如下步驟:
[0033]對(duì)于每一像素點(diǎn)，計(jì)算參與降噪的相鄰像素點(diǎn)與其差值的平均值；
[0034]將該平均值加到該像素點(diǎn)上,作為該像素點(diǎn)降噪后的像素值。
[0035]本發(fā)明的另一種實(shí)現(xiàn)方式，所述降噪模塊在進(jìn)行圖像降噪處理時(shí)，執(zhí)行如下步驟:
[0036]對(duì)于每一像素點(diǎn)，為參與降噪的相鄰像素點(diǎn)分配降噪權(quán)重，并計(jì)算該降噪權(quán)重與所述差值的積；
[0037]計(jì)算積的平均值,將該平均值加到該像素點(diǎn)上，作為該像素點(diǎn)降噪后的像素值。
[0038]本發(fā)明提出了一種實(shí)時(shí)圖像降噪方法及裝置，通過標(biāo)定采集端的圖像噪聲包絡(luò)曲線，并以該曲線上對(duì)應(yīng)于每個(gè)像素點(diǎn)的最大噪聲作為降噪門檻值。在降噪過程中直接通過查表的方法獲取該降噪門檻值來進(jìn)行圖像降噪，不需要利用噪聲估計(jì)去判斷平坦區(qū)和邊緣區(qū)，處理速度快，硬件實(shí)現(xiàn)資源開銷小，實(shí)現(xiàn)方便，并且該方法降噪效果好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1為圖像采集端到顯示端的映射關(guān)系圖；
[0040]圖2為采集端圖像噪聲包絡(luò)曲線示意圖； [0041]圖3為本發(fā)明一種實(shí)時(shí)圖像降噪方法流程圖；
[0042]圖4為本發(fā)明像素點(diǎn)鄰域示意圖；
[0043]圖5為本發(fā)明一種實(shí)時(shí)圖像降噪裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明，以下實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。
[0045]圖像從采集端到顯示端一般滿足圖1的映射關(guān)系，圖1中y為采集端圖像中像素點(diǎn)的像素值，f(y)為顯示端圖像，從采集端到顯示端經(jīng)過了伽瑪映射曲線f(y) =y~(l/r)，其中r為伽瑪系數(shù)。
[0046]對(duì)于圖像噪聲的強(qiáng)弱，通過各種噪聲估計(jì)方法可以得到噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差，并用標(biāo)準(zhǔn)差來表示圖像噪聲的強(qiáng)弱。這樣做的理論基礎(chǔ)是圖像平坦區(qū)域的方差應(yīng)該最小，而它的方差應(yīng)該主要是噪聲方差決定的，將噪聲方差開方就得到噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差。傳統(tǒng)降噪方法直接拿標(biāo)準(zhǔn)差與噪聲判斷門檻值作比較，如果標(biāo)準(zhǔn)差小于門檻值，說明是平坦區(qū)，可以增加降噪的權(quán)重，如果標(biāo)準(zhǔn)差大于門檻值，說明是邊緣區(qū)，應(yīng)適當(dāng)減弱降噪權(quán)重。
[0047]如果噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差用δ表示,本實(shí)施例將δ乘以一個(gè)系數(shù)K后,得到X = K* δ，用X表示圖像的噪聲大小。理想狀況下，圖像顯示值為f(y)，f(y)表示不含噪聲的圖像，在此基礎(chǔ)上引入噪聲“±X”后，顯示端圖像在f(y)-X和f(y)+X之間波動(dòng)。顯示端含噪圖像在f (y)-X和f (y)+X之間波動(dòng)，設(shè)伽瑪反映射函數(shù)為rHy)，將顯示圖像反映射到圖像采集端后，采集端的含噪圖像在F1(My)-X)和F1(MyHX)之間波動(dòng)。
[0048]可進(jìn)一步推導(dǎo)出采集端圖像的噪聲在0-1^(y)+X)_y)和(y-rHf (y)_X))之間波動(dòng)，定義采集端圖像噪聲包絡(luò)曲線為:
[0049]NoiseThr (y, X) = max (0-1 (f (y) +X) -y)，(y-1 (f (y) -X)))。[0050]如圖2所示，NoiseThr (y，X)實(shí)際上是對(duì)應(yīng)于輸入圖像中像素點(diǎn)(像素值為y)的最大噪聲，如果以NoiseThr (y，X)為降噪門檻值，將能有效的檢測(cè)噪聲。
[0051]本實(shí)施例就以NoiseThr (y，X)為降噪門檻值，來實(shí)現(xiàn)圖像降噪處理，如圖3所示，本實(shí)施例一種實(shí)時(shí)圖像降噪方法包括如下步驟:
[0052]步驟301、對(duì)于輸入圖像的每一個(gè)像素點(diǎn)，在圖像采集設(shè)備當(dāng)前增益值對(duì)應(yīng)的圖像噪聲包絡(luò)曲線中查找到對(duì)應(yīng)的噪聲門檻值。
[0053]對(duì)于圖像采集設(shè)備當(dāng)前增益值對(duì)應(yīng)的圖像噪聲包絡(luò)曲線，可以在實(shí)驗(yàn)室完成標(biāo)定，具體包括步驟:
[0054]I)、標(biāo)定圖像采集設(shè)備不同增益對(duì)應(yīng)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差。
[0055]對(duì)于采集端的圖像采集設(shè)備，如攝像機(jī)等，其圖像傳感器捕獲的RAW圖像數(shù)據(jù)不可避免的存在噪聲。對(duì)于圖像采集設(shè)備，其對(duì)應(yīng)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差S跟攝像機(jī)設(shè)定的增益值密切相關(guān)，在實(shí)驗(yàn)室可完成S的標(biāo)定。
[0056]例如在圖像采集設(shè)備工作的增益區(qū)間內(nèi)，抽取典型的η個(gè)增益值，標(biāo)定出各增益值對(duì)應(yīng)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差δ。其中對(duì)于任意一個(gè)增益值，變更照度(對(duì)應(yīng)于像素點(diǎn)的像素值)y獲取圖像，然后通過噪聲估計(jì)得到對(duì)應(yīng)的δ來標(biāo)定出δ與照度y的變化關(guān)系。
[0057]2)、根據(jù)設(shè)定的降噪強(qiáng)度，建立對(duì)應(yīng)于輸入圖像的圖像噪聲包絡(luò)曲線。
[0058]根據(jù)用戶設(shè)置的降噪強(qiáng)度K，得到圖像噪聲X = K* δ，建立輸入圖像對(duì)應(yīng)的采集端圖像噪聲包絡(luò)曲線NoiseThr (y，X)。在某個(gè)噪聲強(qiáng)度估計(jì)值X前提下，當(dāng)采集端圖像像素值為y時(shí)，圖像的最大噪聲為NoiseThr (y，X)，該值可以作為降噪門檻值。
[0059]從而對(duì)于輸入的圖像，可以根據(jù)圖像采集設(shè)備當(dāng)前增益值找到對(duì)應(yīng)的圖像噪聲包絡(luò)曲線，然后根據(jù)每一個(gè)像素點(diǎn)的像素值y找到對(duì)應(yīng)的噪聲門檻值。
[0060]步驟302、計(jì)算每一像素點(diǎn)鄰域內(nèi)相鄰像素點(diǎn)與該像素點(diǎn)的差值，差值的絕對(duì)值小于噪聲門檻值的相鄰像素點(diǎn)參與降噪，否則不參與降噪。
[0061]如圖4所示，對(duì)于任意像素點(diǎn)P(i，j)，(i, j)為坐標(biāo)，以像素點(diǎn)P(i，j)為中心，定義像素點(diǎn)p(i，j)的鄰域作為降噪模板，通常為3X3或5X5或7X7的方塊。降噪模板以像素點(diǎn)P(i，j)為中心像素點(diǎn)，其他像素點(diǎn)稱為其相鄰像素點(diǎn)。計(jì)算該鄰域內(nèi)的相鄰像素點(diǎn)與中心像素點(diǎn)P(i，j)的差值，若得到的差值小于噪聲門檻值，則對(duì)應(yīng)的相鄰像素點(diǎn)參與中心像素點(diǎn)P(i，j)的降噪，否則不參與降噪。
[0062]這里的差值是像素點(diǎn)像素值的差值，該像素值為亮度值，即其照度y。
[0063]步驟303、對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)利用其鄰域內(nèi)參與降噪的相鄰像素點(diǎn)進(jìn)行降噪處理。
[0064]具體地，計(jì)算參與降噪的像素點(diǎn)與中心像素點(diǎn)P(i，j)的差值的平均值，將該平均值加到中心像素點(diǎn)P (i，j)上，達(dá)到降噪的目的。
[0065]需要說明的是，具體的降噪處理方法不限定將差值的平均值疊加到像素點(diǎn)上，還有其他降噪處理方法，如為每個(gè)參與降噪的像素點(diǎn)分配降噪權(quán)重，然后再求得差值與其降噪權(quán)重的積，計(jì)算積的平均值，將計(jì)算的平均值疊加到像素點(diǎn)P(i, j)上，達(dá)到降噪的目的。
[0066]綜上所述，由于標(biāo)定了圖像采集設(shè)備的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差δ，并生成了對(duì)應(yīng)的圖像噪聲包絡(luò)曲線，則可以用圖像輸入值查找出噪聲門檻值，并據(jù)此進(jìn)行降噪處理。需要說明的是，對(duì)于圖像采集設(shè)備不同的增益值，具有不同的對(duì)應(yīng)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差δ，及其相應(yīng)的圖像噪聲包絡(luò)曲線，在輸入圖像后，可以根據(jù)圖像采集設(shè)備當(dāng)前的增益值查找到對(duì)應(yīng)的圖像噪聲包絡(luò)曲線，并進(jìn)一步得到降噪門檻值，采用查表的方式，減少了降噪過程中的計(jì)算量，且硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。
[0067]圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例一種實(shí)時(shí)圖像降噪裝置結(jié)構(gòu)示意圖，包括:
[0068]查表模塊，用于對(duì)于輸入圖像的每一個(gè)像素點(diǎn)，在圖像采集設(shè)備當(dāng)前增益值對(duì)應(yīng)的圖像噪聲包絡(luò)曲線中查找到對(duì)應(yīng)的噪聲門檻值；
[0069]檢測(cè)模塊，用于計(jì)算每一像素點(diǎn)鄰域內(nèi)相鄰像素點(diǎn)與該像素點(diǎn)的差值，差值的絕對(duì)值小于噪聲門檻值的相鄰像素點(diǎn)參與降噪，否則不參與降噪；
[0070]降噪模塊，用于對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)利用其鄰域內(nèi)參與降噪的相鄰像素點(diǎn)進(jìn)行降噪處理。
[0071]進(jìn)一步地，該裝置還包括圖像噪聲包絡(luò)曲線標(biāo)定模塊，圖像噪聲包絡(luò)曲線標(biāo)定模塊用于標(biāo)定圖像采集設(shè)備的圖像噪聲包絡(luò)曲線，并將標(biāo)定的圖像噪聲包絡(luò)曲線輸入到所述查找模塊，所述圖像噪聲包絡(luò)曲線標(biāo)定模塊在標(biāo)定圖像采集設(shè)備的圖像噪聲包絡(luò)曲線時(shí)執(zhí)行如下步驟:
[0072]標(biāo)定圖像采集設(shè)備不同增益對(duì)應(yīng)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差δ ；
[0073]根據(jù)設(shè)定的降噪強(qiáng)度，按照如下公式建立對(duì)應(yīng)于輸入圖像的圖像噪聲包絡(luò)曲線:NoiseThr (y, X) = max (0-1 (f (y) +X) -y), (y-f-1 (f (y) -X)))；
[0074]其中y為輸入圖像中像素點(diǎn)的像素值，X為像素點(diǎn)的噪聲強(qiáng)度，X = K* δ，K為降噪強(qiáng)度，NoiseThr (y, X)為像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最大噪聲，f(y)為輸入圖像映射到顯示端顯示的伽瑪映射函數(shù)，f (y) = y' (1/r), r為伽瑪系數(shù)。
[0075]對(duì)于輸入圖像的每一個(gè)像素點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的噪聲門檻值就是所述圖像噪聲包絡(luò)曲線上，對(duì)應(yīng)該像素點(diǎn)像素值的最大噪聲NoiseThHy，X)，Y為該像素點(diǎn)的像素值。
[0076]本實(shí)施例中，降噪模塊在進(jìn)行圖像降噪處理時(shí)，執(zhí)行如下步驟:
[0077]對(duì)于每一像素點(diǎn)，計(jì)算參與降噪的相鄰像素點(diǎn)與其差值的平均值；
[0078]將該平均值加到該像素點(diǎn)上,作為該像素點(diǎn)降噪后的像素值。
[0079]降噪模塊在進(jìn)行圖像降噪處理時(shí)的另一種實(shí)現(xiàn)方式包括步驟:
[0080]對(duì)于每一像素點(diǎn)，為參與降噪的相鄰像素點(diǎn)分配降噪權(quán)重，并計(jì)算該降噪權(quán)重與所述差值的積；
[0081]計(jì)算積的平均值,將該平均值加到該像素點(diǎn)上，作為該像素點(diǎn)降噪后的像素值。
[0082]需要說明的是，本裝置為FPGA，圖像噪聲包絡(luò)曲線標(biāo)定模塊在標(biāo)定好圖像噪聲包絡(luò)曲線后，以表項(xiàng)的方式下發(fā)到FPGA的查找模塊中。
[0083]以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)時(shí)圖像降噪方法，用于對(duì)圖像采集設(shè)備采集的圖像進(jìn)行降噪，其特征在于，該方法包括如下步驟: 對(duì)于輸入圖像的每一個(gè)像素點(diǎn)，在圖像采集設(shè)備當(dāng)前增益值對(duì)應(yīng)的圖像噪聲包絡(luò)曲線中查找到對(duì)應(yīng)的噪聲門檻值； 計(jì)算每一像素點(diǎn)鄰域內(nèi)相鄰像素點(diǎn)與該像素點(diǎn)的差值，差值的絕對(duì)值小于噪聲門檻值的相鄰像素點(diǎn)參與降噪，否則不參與降噪； 對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)利用其鄰域內(nèi)參與降噪的相鄰像素點(diǎn)進(jìn)行降噪處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)圖像降噪方法，其特征在于，所述圖像噪聲包絡(luò)曲線的獲得方法包括步驟: 標(biāo)定圖像采集設(shè)備不同增益對(duì)應(yīng)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差S ; 根據(jù)設(shè)定的降噪強(qiáng)度，按照如下公式建立對(duì)應(yīng)于輸入圖像的圖像噪聲包絡(luò)曲線:NoiseThr (y, X) = max (0-1 (f (y) +X) -y), (y-1 (f (y) -X)))； 其中I為輸入圖像中像素點(diǎn)的像素值，X為像素點(diǎn)的噪聲強(qiáng)度，X = K* δ，K為降噪強(qiáng)度，NoiseThr (y, X)為像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最大噪聲，f(y)為輸入圖像映射到顯示端顯示的伽瑪映射函數(shù)，f (y) = y~ (1/r), r為伽瑪系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時(shí)圖像降噪方法，其特征在于，對(duì)于輸入圖像的每一個(gè)像素點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的噪聲門檻值就是所述圖像噪聲包絡(luò)曲線上，對(duì)應(yīng)該像素點(diǎn)像素值的最大噪聲NoiseThHy，X)，Y為 該像素點(diǎn)的像素值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)圖像降噪方法，其特征在于，所述對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)利用其鄰域內(nèi)參與降噪的相鄰像素點(diǎn)進(jìn)行降噪處理，包括步驟: 對(duì)于每一像素點(diǎn)，計(jì)算參與降噪的相鄰像素點(diǎn)與其差值的平均值； 將該平均值加到該像素點(diǎn)上，作為該像素點(diǎn)降噪后的像素值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)圖像降噪方法，其特征在于，所述對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)利用其鄰域內(nèi)參與降噪的相鄰像素點(diǎn)進(jìn)行降噪處理，包括步驟: 對(duì)于每一像素點(diǎn)，為參與降噪的相鄰像素點(diǎn)分配降噪權(quán)重，并計(jì)算該降噪權(quán)重與所述差值的積； 計(jì)算積的平均值，將該平均值加到該像素點(diǎn)上，作為該像素點(diǎn)降噪后的像素值。
6.一種實(shí)時(shí)圖像降噪裝置，用于對(duì)圖像采集設(shè)備采集的圖像進(jìn)行降噪，其特征在于，該裝置包括: 查表模塊，用于對(duì)于輸入圖像的每一個(gè)像素點(diǎn)，在圖像采集設(shè)備當(dāng)前增益值對(duì)應(yīng)的圖像噪聲包絡(luò)曲線中查找到對(duì)應(yīng)的噪聲門檻值； 檢測(cè)模塊，用于計(jì)算每一像素點(diǎn)鄰域內(nèi)相鄰像素點(diǎn)與該像素點(diǎn)的差值，差值的絕對(duì)值小于噪聲門檻值的相鄰像素點(diǎn)參與降噪，否則不參與降噪； 降噪模塊，用于對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)利用其鄰域內(nèi)參與降噪的相鄰像素點(diǎn)進(jìn)行降噪處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)時(shí)圖像降噪裝置，其特征在于，所述裝置還包括圖像噪聲包絡(luò)曲線標(biāo)定模塊，所述圖像噪聲包絡(luò)曲線標(biāo)定模塊用于標(biāo)定圖像采集設(shè)備的圖像噪聲包絡(luò)曲線，并將標(biāo)定的圖像噪聲包絡(luò)曲線輸入到所述查找模塊，所述圖像噪聲包絡(luò)曲線標(biāo)定模塊在標(biāo)定圖像采集設(shè)備的圖像噪聲包絡(luò)曲線時(shí)執(zhí)行如下步驟: 標(biāo)定圖像采集設(shè)備不同增益對(duì)應(yīng)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差S ;根據(jù)設(shè)定的降噪強(qiáng)度，按照如下公式建立對(duì)應(yīng)于輸入圖像的圖像噪聲包絡(luò)曲線:NoiseThr (y, X) = max ((f(f (y) +X) -y), (y-f-1 (f (y) -X)))； 其中I為輸入圖像中像素點(diǎn)的像素值，X為像素點(diǎn)的噪聲強(qiáng)度，X = K* δ，K為降噪強(qiáng)度，NoiseThr (y, X)為像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最大噪聲，f(y)為輸入圖像映射到顯示端顯示的伽瑪映射函數(shù)，f (y) = y~ (1/r), r為伽瑪系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實(shí)時(shí)圖像降噪裝置，其特征在于，對(duì)于輸入圖像的每一個(gè)像素點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的噪聲門檻值就是所述圖像噪聲包絡(luò)曲線上，對(duì)應(yīng)該像素點(diǎn)像素值的最大噪聲NoiseThHy，X)，Y為該像素點(diǎn)的像素值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)時(shí)圖像降噪裝置，其特征在于，所述降噪模塊在進(jìn)行圖像降噪處理時(shí)，執(zhí)行如下步驟: 對(duì)于每一像素點(diǎn)，計(jì)算參與降噪的相鄰像素點(diǎn)與其差值的平均值； 將該平均值加到該像素點(diǎn)上，作為該像素點(diǎn)降噪后的像素值。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)時(shí)圖像降噪裝置，其特征在于，所述降噪模塊在進(jìn)行圖像降噪處理時(shí)，執(zhí)行如下步驟: 對(duì)于每一像素點(diǎn)，為參與降噪的相鄰像素點(diǎn)分配降噪權(quán)重，并計(jì)算該降噪權(quán)重與所述差值的積； 計(jì)算積的平均值，將該平均值加到該像素點(diǎn)上，作為該像素點(diǎn)降噪后的像素值。
【文檔編號(hào)】G06T5/00GK104021533SQ201410287269
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】羊海龍, 李嬋, 王智玉 申請(qǐng)人:浙江宇視科技有限公司