專利名稱：圖像噪聲去除裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像噪聲去除裝置及方法，特別是涉及一種能夠容易而有效地去 除運(yùn)動(dòng)圖像中所含有的噪聲的圖像噪聲去除裝置及方法。
背景技術(shù)：
使用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)或數(shù)字靜止相機(jī)等拍攝裝置所拍攝的運(yùn)動(dòng)圖像中，含有起因于拍 攝環(huán)境和圖像傳感器的特性的噪聲。這些噪聲包括光散粒噪聲(shot noise)、暗噪聲、固定 模式噪聲、以及電路噪聲等種類。由于這些噪聲引起圖像質(zhì)量(畫質(zhì))降低，因此需要進(jìn)行 噪聲去除(Noise Reduction, NR)處理，即去除(或降低)運(yùn)動(dòng)圖像中所含有的噪聲。作為噪聲去除方法，眾所周知的有利用位于作為處理對(duì)象的對(duì)象像素的附近的 鄰近像素的像素值，來對(duì)對(duì)象像素的像素值進(jìn)行平滑化處理的方法。為了進(jìn)行上述平滑化 處理，例如可以采用求出對(duì)象像素和鄰近像素的所有像素值的平均值的方法，或者求出對(duì) 象像素和鄰近像素的所有像素值的中值的方法(中值濾波器)。由于上述方法是用一個(gè)圖 像幀內(nèi)的像素值來在空間方向上進(jìn)行處理，因此被稱為空間噪聲去除。另外，關(guān)于運(yùn)動(dòng)圖像，已知的方法有利用在時(shí)間方向上連續(xù)的多個(gè)圖像之間的相 關(guān)性，來對(duì)對(duì)象像素的像素值進(jìn)行平滑化處理的方法。為了進(jìn)行上述平滑化處理，例如可以 采用將對(duì)象像素的像素值與時(shí)間上存在于先的圖像的同一坐標(biāo)的像素值進(jìn)行加權(quán)平均的 方法。由于上述方法是用多個(gè)圖像幀內(nèi)的像素值來在時(shí)間方向上進(jìn)行處理，因此被稱為時(shí) 間噪聲去除。進(jìn)一步，作為將該空間噪聲去除與該時(shí)間噪聲去除組合起來的方式，存在以下技 術(shù)利用運(yùn)動(dòng)圖像的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的結(jié)果，若對(duì)象像素處于靜止圖像領(lǐng)域中，則選擇時(shí)間噪聲去 除；而若對(duì)象像素處于移動(dòng)圖像領(lǐng)域中，則選擇空間噪聲去除(例如，參照專利文獻(xiàn)1)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1日本專利特開平2-M8173號(hào)公報(bào)發(fā)明的概要發(fā)明要解決的問題然而，即使采用如上所述的切換空間噪聲去除與時(shí)間噪聲去除的方式，為了提高 時(shí)間噪聲去除的效果，也需要在運(yùn)動(dòng)圖像的時(shí)間方向上加強(qiáng)平滑化處理。但是，若在運(yùn)動(dòng)圖 像的時(shí)間方向上加強(qiáng)平滑化處理，則移動(dòng)圖像領(lǐng)域的周邊會(huì)產(chǎn)生余像而引起畫質(zhì)降低。如 此，抑制移動(dòng)圖像領(lǐng)域中產(chǎn)生余像與在運(yùn)動(dòng)圖像的時(shí)間方向上加強(qiáng)平滑化處理之間存在權(quán) 衡關(guān)系，因此，仍然存在對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像不能充分提高時(shí)間噪聲去除效果這一技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種既能抑制移動(dòng)圖像領(lǐng)域中產(chǎn)生余像，又能對(duì)運(yùn) 動(dòng)圖像加強(qiáng)進(jìn)行時(shí)間噪聲去除的圖像噪聲去除裝置及方法。
用于解決發(fā)明的手段本發(fā)明涉及一種去除圖像中所含有的噪聲的圖像噪聲去除裝置。為達(dá)到上述目 的，本發(fā)明的圖像噪聲去除裝置包括空間噪聲去除部，通過當(dāng)前的圖像幀內(nèi)的空間方向上 的像素值的平滑化，從輸入圖像中去除噪聲；時(shí)間噪聲去除部，通過當(dāng)前的圖像幀與前一個(gè) 圖像幀之間的時(shí)間方向上的像素值的平滑化，從輸入圖像中去除噪聲；像素值范圍設(shè)定部， 根據(jù)輸入圖像的像素值、和空間噪聲去除部所輸出的圖像的像素值，來設(shè)定像素值范圍；以 及范圍判斷部，在時(shí)間噪聲去除部所輸出的圖像的像素值處于像素值范圍內(nèi)的情況下輸出 時(shí)間噪聲去除部所輸出的圖像的像素值，在該像素值大于像素值范圍的最大值的情況下輸 出該最大值，在該像素值小于像素值范圍的最小值的情況下輸出該最小值。像素值范圍設(shè)定部可以由差值計(jì)算部、余裕設(shè)定部以及加法部構(gòu)成，該差值計(jì)算 部計(jì)算輸入圖像的像素值與空間噪聲去除部所輸出的圖像的像素值之間的差值，該余裕 設(shè)定部將預(yù)先被設(shè)定的空間噪聲去除用余裕(margin)率和輸入圖像用余裕率分別乘以差 值，以求出兩個(gè)余裕值，該加法部根據(jù)差值的符號(hào)，將兩個(gè)余裕值中的一個(gè)余裕值加在輸入 圖像的像素值中來求出像素值范圍的最大值；將兩個(gè)余裕值中的另一個(gè)余裕值加在輸入圖 像的像素值中來求出像素值范圍的最小值。另外，像素值范圍設(shè)定部可以由選擇部、余裕設(shè)定部以及加法部構(gòu)成，該選擇部將 輸入圖像的像素值與空間噪聲去除部所輸出的圖像的像素值進(jìn)行比較，以選擇像素值范圍 的最大值和最小值，該余裕設(shè)定部預(yù)先被設(shè)定余裕值，該加法部將余裕值分別加在像素值 范圍的最大值和最小值中。上述構(gòu)成中，若進(jìn)一步包括計(jì)算輸入圖像的像素值與空間噪聲 去除部所輸出的圖像的像素值之間的差值絕對(duì)值的差值絕對(duì)值計(jì)算部，則可以將乘以差值 絕對(duì)值之后的余裕值提供給加法部。如上所述的圖像噪聲去除裝置的各個(gè)構(gòu)成所進(jìn)行的處理可以被視為是提供一系 列的處理步驟的圖像噪聲去除方法。該方法可以通過用于讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行一系列的處理步驟 的程序的形式來提供?？梢酝ㄟ^將該程序記錄在計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)中的方式來將該程 序?qū)胗?jì)算機(jī)。另外，如上所述的圖像噪聲去除裝置的各個(gè)構(gòu)成也可以通過利用集成電路 的LSI來實(shí)現(xiàn)。發(fā)明效果根據(jù)上述本發(fā)明，基于去除噪聲之前的像素值與去除空間噪聲之后的像素值來判 斷時(shí)間噪聲去除處理的可靠性，從而能夠在抑制移動(dòng)圖像領(lǐng)域中產(chǎn)生余像的同時(shí)，對(duì)運(yùn)動(dòng) 圖像加強(qiáng)進(jìn)行時(shí)間噪聲去除。


圖1是表示本發(fā)明所涉及的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的圖像噪聲去除裝置的構(gòu)成的 圖。圖2是表示時(shí)間噪聲去除結(jié)果判斷部50的詳細(xì)構(gòu)成例的圖。圖3是表示像素值范圍設(shè)定部51的具體構(gòu)成例1的圖。圖4是表示像素值范圍設(shè)定部51的具體構(gòu)成例2的圖。圖5是表示像素值范圍設(shè)定部51的具體構(gòu)成例3的圖。圖6是表示像素值范圍設(shè)定部51的具體構(gòu)成例4的圖。
圖7是表示范圍判斷部52的具體構(gòu)成例的圖。圖8是用于說明本發(fā)明的圖像噪聲去除裝置所進(jìn)行的處理的概念的圖。圖9是說明本發(fā)明的圖像噪聲去除方法的步驟的流程圖。圖10是構(gòu)成例4中的像素值范圍設(shè)定部51所執(zhí)行的圖9的步驟S94的詳細(xì)流程 圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明所涉及的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的圖像噪聲去除裝置的構(gòu)成的 圖。圖1中，本實(shí)施方式的圖像噪聲去除裝置包括空間噪聲去除部20、時(shí)間噪聲去除部30、 緩沖器40以及時(shí)間噪聲去除結(jié)果判斷部50。首先，對(duì)于具有上述構(gòu)成的本發(fā)明的圖像噪聲去除裝置的概要進(jìn)行說明。運(yùn)動(dòng)圖像經(jīng)由輸入端子10分別被輸入至空間噪聲去除部20、時(shí)間噪聲去除部30 及時(shí)間噪聲去除結(jié)果判斷部50?？臻g噪聲去除部20對(duì)于被輸入的運(yùn)動(dòng)圖像的各個(gè)像素，通 過使用了對(duì)象像素的像素值和鄰近像素的像素值的平滑化處理，來進(jìn)行在一個(gè)圖像幀內(nèi)的 空間方向上的噪聲去除。時(shí)間噪聲去除部30對(duì)于被輸入的運(yùn)動(dòng)圖像的各個(gè)像素，通過使用 了在當(dāng)前的圖像幀中的對(duì)象像素的像素值和緩沖器40中所存儲(chǔ)的在時(shí)間上是前一個(gè)的圖 像幀中的同一坐標(biāo)的像素值的平滑化處理，來進(jìn)行在兩個(gè)圖像幀之間的時(shí)間方向上的噪聲 去除。被輸入的運(yùn)動(dòng)圖像的像素值(以下稱為輸入像素值Pin)、空間噪聲去除部20所輸 出的從輸入像素值Pin中去除了空間噪聲之后的像素值(以下稱為空間NR像素值Snr)、 以及時(shí)間噪聲去除部30所輸出的從輸入像素值Pin中去除了時(shí)間噪聲之后的像素值(以 下稱為時(shí)間NR像素值Tnr)被輸入至?xí)r間噪聲去除結(jié)果判斷部50，時(shí)間噪聲去除結(jié)果判斷 部50將根據(jù)上述像素值的大小而定的像素值(以下稱為輸出像素值Pout)作為噪聲去除 的結(jié)果輸出至輸出端子60。該時(shí)間噪聲去除結(jié)果判斷部50所輸出的輸出像素值Pout暫時(shí) 被存儲(chǔ)于緩沖器40，并依次被利用于時(shí)間噪聲去除部30的處理。下面，對(duì)時(shí)間噪聲去除結(jié)果判斷部50的具體動(dòng)作進(jìn)行說明。圖2是表示圖1所示的時(shí)間噪聲去除結(jié)果判斷部50的詳細(xì)構(gòu)成例的圖。圖2中， 時(shí)間噪聲去除結(jié)果判斷部50包括像素值范圍設(shè)定部51和范圍判斷部52。輸入像素值Pin和空間NR像素值Snr被輸入至像素值范圍設(shè)定部51，像素值范圍 設(shè)定部51將兩個(gè)像素值中較大的像素值作為最大值MAX，將兩個(gè)像素值中較小的像素值作 為最小值MIN，并將其輸出至范圍判斷部52。作為該像素值范圍設(shè)定部51，例如可以采用圖 3 圖6所示的具體構(gòu)成。<構(gòu)成例1>圖3所示的像素值范圍設(shè)定部51的構(gòu)成中包括MAX選擇部511和MIN選擇部512。 MAX選擇部511將輸入像素值Pin和空間NR像素值Snr之中較大的像素值輸出。MIN選擇 部512將輸入像素值Pin和空間NR像素值Snr之中較小的像素值輸出。通過上述構(gòu)成，可 以得到最大值MAX和最小值MIN。<構(gòu)成例2>
圖4所示的像素值范圍設(shè)定部51的構(gòu)成為，在圖3的構(gòu)成例1的基礎(chǔ)上，還包括 加法器513、加法器514以及余裕設(shè)定部515。余裕設(shè)定部515將預(yù)先被設(shè)定的余裕值輸出 至加法器513和加法器514。加法器513將MAX選擇部511所輸出的最大值MAX與余裕值 進(jìn)行加算或減算。加法器513將MIN選擇部512所輸出的最小值MIN與余裕值進(jìn)行加算或 減算。并且，對(duì)于最大值MAX和最小值MIN，余裕值可以是相同的，也可以是不同的。通過上 述構(gòu)成，可以任意變更最大值MAX和最小值MIN。<構(gòu)成例3>圖5所示的像素值范圍設(shè)定部51的構(gòu)成為，在圖4的構(gòu)成例2的基礎(chǔ)上，還包括 差值絕對(duì)值計(jì)算部516。差值絕對(duì)值計(jì)算部516求出輸入像素值Pin與空間NR像素值Snr 之間的差值絕對(duì)值。余裕設(shè)定部515將預(yù)先被設(shè)定的余裕值乘以差值絕對(duì)值計(jì)算部516所 求出的差值絕對(duì)值之后的值輸出至加法器513和加法器514。通過上述構(gòu)成，可以使最大值 MAX和最小值MIN與輸入像素值Pin和空間NR像素值Snr之間的差成比例地任意變更。<構(gòu)成例4>圖6所示的像素值范圍設(shè)定部51的構(gòu)成中包括加法器513、加法器514、余裕設(shè)定 部515以及差值計(jì)算部517。差值計(jì)算部517求出從空間NR像素值Snr減去輸入像素值 Pin之后的差值。對(duì)于余裕設(shè)定部515預(yù)先設(shè)定了空間NR像素值用余裕率和輸入像素值用 余裕率。然后，在差值計(jì)算部517所求出的差值為正值的情況下，余裕設(shè)定部515將差值乘 以空間NR像素值用余裕率之后的余裕值輸出至作為最大值MAX的輸出側(cè)的加法器513，并 且將差值乘以輸入像素值用余裕率之后的余裕值輸出至作為最小值MIN的輸出側(cè)的加法 器514。另一方面，在差值為負(fù)值的情況下，余裕設(shè)定部515將差值乘以輸入像素值用余裕 率之后的余裕值輸出至加法器513，并且將差值乘以空間NR像素值用余裕率之后的余裕值 輸出至加法器514。通過上述構(gòu)成，可以使最大值MAX和最小值MIN與輸入像素值Pin和空 間NR像素值Snr之間的差成比例地任意變更。此外，希望使最大值MAX和最小值MIN具有 互不相同的增減方向時(shí)，將空間NR像素值用余裕率和輸入像素值用余裕率之中的任一個(gè) 變?yōu)樨?fù)號(hào)即可。再次參照?qǐng)D2。最大值MAX、最小值MIN以及時(shí)間NR像素值Tnr被輸入至范圍判 斷部52，范圍判斷部52在時(shí)間NR像素值Tnr處于最大值MAX與最小值MIN之間的情況下 將時(shí)間NR像素值Tnr作為輸出像素值Pout輸出，在時(shí)間NR像素值Tnr等于或大于最大值 MAX的情況下將最大值MAX作為輸出像素值Pout輸出，在時(shí)間NR像素值Tnr等于或小于最 小值MIN的情況下將最小值MIN作為輸出像素值Pout輸出。圖7示出該范圍判斷部52的 具體構(gòu)成例。圖7中，比較器521在被輸入至“+端子”的像素值大于被輸入至“_端子”的 像素值的情況下將邏輯值“ 1，，作為比較信號(hào)輸出，除此之外的情況下將邏輯值“O”作為比 較信號(hào)輸出。選擇器522按照比較器521所輸出的比較信號(hào)，在邏輯值為“1”的情況下選 擇被輸入至“ 1端子”的像素值來輸出，而在邏輯值為“O”的情況下選擇被輸入至“O端子” 的像素值來輸出。以下說明，通過上述構(gòu)成既能去除移動(dòng)圖像領(lǐng)域中產(chǎn)生余像，又能對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像加 強(qiáng)進(jìn)行時(shí)間噪聲去除的原理。本發(fā)明以如下所示的假設(shè)成立為前提來進(jìn)行處理。上述假設(shè)是，理想的空間噪聲去除的結(jié)果與理想的時(shí)間噪聲去除的結(jié)果相一致。 在此，所謂“理想的”是指完全去除噪聲的意思。也就是說，本發(fā)明基于只要能夠完全去除對(duì)象像素的噪聲成份，無論其手段是空間噪聲的去除還是時(shí)間噪聲的去除，結(jié)果都可以得 到噪聲為零的本來的像素值這樣的假設(shè)。實(shí)際上，由于難以實(shí)現(xiàn)理想的噪聲去除，因此使空間噪聲去除的結(jié)果與時(shí)間噪聲 去除的結(jié)果相一致是困難的。然而，若在空間和時(shí)間上都向正確地去除噪聲的方向作用，則 由去除噪聲之前的像素值和完全去除噪聲之后的本來的像素值來表示的像素值的范圍中， 會(huì)包含去除空間噪聲之后的像素值和去除時(shí)間噪聲之后的像素值這兩種像素值。圖8是為 容易理解上述的概念而將各個(gè)像素值表現(xiàn)在一維軸上的圖。該圖8中表示因噪聲成份而使 本來的像素值P被減小到輸入像素值Pin (噪聲成份具有負(fù)像素值)的情況?；谏鲜鼋忉?，空間NR像素值Snr和時(shí)間NR像素值Tnr都處于從輸入像素值Pin 到像素值P所示的范圍y內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，首先用輸入像素值Pin(在此例中是最小值MIN) 和空間NR像素值Snr (在此例中是最大值MAX)來確定像素值的范圍x，并判定時(shí)間NR像 素值Tnr是否處于該范圍χ內(nèi)。若時(shí)間NR像素值Tnr處于范圍χ內(nèi)，則視為時(shí)間噪聲去除 和空間噪聲去除都在向正確地去除噪聲的方向作用，將時(shí)間NR像素值Tnr直接作為輸出結(jié) 果(圖8的(a))。并且，雖然在時(shí)間NR像素值Tnr等于或大于作為范圍χ的上限的最大值 MAX的情況下，也可以視為時(shí)間噪聲去除和空間噪聲去除都在向正確地去除噪聲的方向作 用，但是去除時(shí)間噪聲的強(qiáng)度過大就有可能產(chǎn)生余像，因此將最大值MAX作為輸出結(jié)果(圖 8的(b))。另一方面，在時(shí)間NR像素值Tnr等于或小于為范圍χ的下限的最小值MIN的情 況下，判斷為時(shí)間噪聲去除與空間噪聲去除向相反的方向上作用以致哪一種處理的可靠性 都低，從而將去除噪聲之前的最小值MIN作為輸出結(jié)果(圖8的(c))。如此，由于根據(jù)去除噪聲之前的輸入像素值Pin和可靠性較高的去除空間噪聲之 后的空間NR像素值Snr來判斷是否適用時(shí)間噪聲去除處理，因此無論是抑制移動(dòng)圖像領(lǐng)域 中產(chǎn)生余像，還是對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像加強(qiáng)進(jìn)行時(shí)間噪聲去除，都能夠在最佳的狀況下進(jìn)行。圖9是說明上述圖像噪聲去除裝置所進(jìn)行的圖像噪聲去除方法的步驟的流程圖。 并且，該圖9中表示著處理一個(gè)圖像幀內(nèi)的像素的步驟。因此，當(dāng)要連續(xù)處理多個(gè)圖像幀 時(shí)，對(duì)各個(gè)圖像幀反復(fù)地進(jìn)行如圖9所示的步驟即可。輸入像素值Pin被輸入(S91)，則空間噪聲去除部20計(jì)算從輸入像素值Pin中去 除了空間噪聲之后的空間NR像素值Snr (S92)。另外，時(shí)間噪聲去除部30計(jì)算從輸入像素 值Pin中去除了時(shí)間噪聲之后的時(shí)間NR像素值Tnr (S93)。其后，時(shí)間噪聲去除結(jié)果判斷 部50基于空間NR像素值Snr、輸入像素值Pin以及規(guī)定的余裕值來求出最大值MAX和最 小值MIN，并設(shè)定范圍χ (S94)。然后，時(shí)間噪聲去除結(jié)果判斷部50將時(shí)間NR像素值Tnr和 范圍χ進(jìn)行比較(S95，S96)；若為MIN < Tnr < MAX則將時(shí)間NR像素值Tnr作為輸出像素 值Pout輸出(S97)；若為MAX彡Tnr則將最大值MAX作為輸出像素值Pout輸出(S98)；若 為Tnr SMIN則將最小值MIN作為輸出像素值Pout輸出(S99)。該輸出像素值Pout被存 儲(chǔ)于緩沖器40 (SlOO)。上述處理對(duì)于一個(gè)圖像幀內(nèi)的所有像素被反復(fù)地進(jìn)行(SlOl)。圖10是對(duì)上述構(gòu)成例4的像素值范圍設(shè)定部51 (圖6)在圖9的步驟S94所進(jìn)行 的范圍χ的詳細(xì)設(shè)定步驟進(jìn)行說明的流程圖。首先，在差值計(jì)算部517計(jì)算差值D ( = Snr-Pin) (S941)。其次，余裕設(shè)定部515分 別計(jì)算差值D乘以空間NR像素值用余裕率sm(正值)之后的余裕值A(chǔ)( = DX sm)、以及差 值D乘以輸入像素值用余裕率pm(正值)和負(fù)1之后的余裕值B ( = DXpmX (-1)) (S942，S943)。然后，余裕設(shè)定部515判定差值D的符號(hào)(S944)，若差值D為正值，則將輸入像素值 Pin加上余裕值A(chǔ)之后的值( = Pin+A)作為最大值MAX輸出，并且將輸入像素值Pin加上 余裕值B之后的值( = Pin+B)作為最小值MIN輸出(S945，S946)；若差值D為負(fù)值，則將 輸入像素值Pin加上余裕值B之后的值( = Pin+B)作為最大值MAX輸出，并且將輸入像素 值Pin加上余裕值A(chǔ)之后的值(=Pin+A)作為最小值MIN輸出(S947，S948)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的圖像噪聲去除裝置及方法，基于 去除噪聲之前的輸入像素值Pin和去除空間噪聲之后的空間NR像素值Snr來判斷時(shí)間噪 聲去除處理的可靠性。由此，由于只在時(shí)間噪聲去除處理的可靠性較高時(shí)才可以輸出去除 時(shí)間噪聲之后的時(shí)間NR像素值Tnr，因此既能抑制移動(dòng)圖像領(lǐng)域中產(chǎn)生余像，又能對(duì)運(yùn)動(dòng) 圖像加強(qiáng)進(jìn)行時(shí)間噪聲去除。特別是采用了上述構(gòu)成例2 4的像素值范圍設(shè)定部51的構(gòu)成，可以在空間NR 像素值Snr(最大值MAX)與輸入像素值Pin (最小值MIN)之間設(shè)定不同的余裕值。由此， 即使是在為了抑制圖像產(chǎn)生模糊而不能完全去除噪聲的層次進(jìn)行空間噪聲去除，也可以只 加大在判斷時(shí)間噪聲去除時(shí)所使用的最大值MAX側(cè)的值(圖8的(d))。因此，即使在希望 對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像加強(qiáng)進(jìn)行時(shí)間噪聲去除的情況下，也能夠既抑制移動(dòng)圖像領(lǐng)域中產(chǎn)生余像，又 能夠擴(kuò)大適用時(shí)間噪聲去除的結(jié)果的范圍。另外，通常，上述圖像噪聲去除裝置的各個(gè)構(gòu)成可以通過集成電路的LSI (根據(jù)集 成度的不同，被稱為IC、系統(tǒng)LSI、超大LSI、或甚大LSI等)來實(shí)現(xiàn)。上述構(gòu)成可以個(gè)別地 被集成為一塊芯片，也可以被集成為含有一部分或全部的一塊芯片。另外，集成電路化的手 法不局限于LSI，也可以通過專用電路或通用處理器來實(shí)現(xiàn)。此外，也可以采用在制造LSI 之后可編程的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA，F(xiàn)ield Programmable Gate Array)或可重新構(gòu)成 LSI內(nèi)部的電路單元的連接和設(shè)定的可重構(gòu)處理器。進(jìn)一步，若因半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展或派生出來的其他技術(shù)而出現(xiàn)代替LSI的集成電 路化技術(shù)，當(dāng)然也可以利用該技術(shù)來進(jìn)行功能塊的集成化。也有應(yīng)用生物技術(shù)等的可能性。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明所涉及的圖像噪聲去除裝置及方法可被應(yīng)用于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和數(shù)字照相機(jī) 等能夠拍攝運(yùn)動(dòng)圖像的拍攝裝置等，特別是在希望對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像所含有的噪聲進(jìn)行有效的時(shí) 間噪聲去除的情況下發(fā)揮作用。附圖標(biāo)記說明10,50端子20空間噪聲去除部30時(shí)間噪聲去除部40緩沖器50時(shí)間噪聲去除結(jié)果判斷部51像素值范圍設(shè)定部52范圍判斷部511MAX選擇部512MIN選擇部513,514加法器
515余裕設(shè)定部
516差值絕對(duì)值計(jì)算部
517差值計(jì)算部
521比較器
522選擇器
權(quán)利要求
1.一種圖像噪聲去除裝置，去除圖像中所含有的噪聲，所述圖像噪聲去除裝置包括 空間噪聲去除部，通過當(dāng)前的圖像幀內(nèi)的空間方向上的像素值的平滑化，從輸入圖像中去除噪聲；時(shí)間噪聲去除部，通過當(dāng)前的圖像幀與前一個(gè)圖像幀之間的時(shí)間方向上的像素值的平 滑化，從所述輸入圖像中去除噪聲；像素值范圍設(shè)定部，根據(jù)所述輸入圖像的像素值和所述空間噪聲去除部所輸出的圖像 的像素值，來設(shè)定像素值范圍；以及范圍判斷部，在所述時(shí)間噪聲去除部所輸出的圖像的像素值處于所述像素值范圍內(nèi)的 情況下輸出所述時(shí)間噪聲去除部所輸出的圖像的像素值，在該像素值大于所述像素值范圍 的最大值的情況下輸出該最大值，在該像素值小于所述像素值范圍的最小值的情況下輸出 該最小值。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像噪聲去除裝置， 所述像素值范圍設(shè)定部包括差值計(jì)算部，計(jì)算所述輸入圖像的像素值與所述空間噪聲去除部所輸出的圖像的像素 值之間的差值；余裕設(shè)定部，將預(yù)先被設(shè)定的空間噪聲去除用余裕率和輸入圖像用余裕率分別乘以所 述差值，以求出兩個(gè)余裕值；加法部，基于所述差值的符號(hào)，將所述兩個(gè)余裕值中的一個(gè)余裕值加在所述輸入圖像 的像素值中來求出所述像素值范圍的最大值，將所述兩個(gè)余裕值中的另一個(gè)余裕值加在所 述輸入圖像的像素值中來求出所述像素值范圍的最小值。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像噪聲去除裝置， 所述像素值范圍設(shè)定部包括選擇部，將所述輸入圖像的像素值與所述空間噪聲去除部所輸出的圖像的像素值進(jìn)行 比較，以選擇所述像素值范圍的最大值和最小值； 余裕設(shè)定部，預(yù)先被設(shè)定余裕值；加法部，將所述余裕值分別加在所述像素值范圍的最大值和最小值中。
4.如權(quán)利要求3所述的圖像噪聲去除裝置，所述像素值范圍設(shè)定部還包括差值絕對(duì)值計(jì)算部，所述差值絕對(duì)值計(jì)算部計(jì)算所述輸 入圖像的像素值與所述空間噪聲去除部所輸出的圖像的像素值之間的差值絕對(duì)值，所述余裕設(shè)定部將所述預(yù)先被設(shè)定的余裕值乘以所述差值絕對(duì)值之后的余裕值提供 給所述加法部。
5.一種圖像噪聲去除方法，去除圖像中所含有的噪聲，所述圖像噪聲去除方法包括 空間噪聲去除步驟，通過當(dāng)前的圖像幀內(nèi)的空間方向上的像素值的平滑化，從輸入圖像中去除噪聲；時(shí)間噪聲去除步驟，通過當(dāng)前的圖像幀與前一個(gè)圖像幀之間的時(shí)間方向上的像素值的 平滑化，從所述輸入圖像中去除噪聲；范圍設(shè)定步驟，根據(jù)所述輸入圖像的像素值和所述空間噪聲去除步驟所輸出的圖像的 像素值，來設(shè)定像素值范圍；以及范圍判斷步驟，在所述時(shí)間噪聲去除步驟所輸出的圖像的像素值處于所述像素值范圍內(nèi)的情況下輸出所述時(shí)間噪聲去除步驟所輸出的圖像的像素值，在該像素值大于所述像素 值范圍的最大值的情況下輸出該最大值，在該像素值小于所述像素值范圍的最小值的情況 下輸出該最小值。
6.如權(quán)利要求5所述的圖像噪聲去除方法，所述范圍設(shè)定步驟包括差值計(jì)算步驟，計(jì)算所述輸入圖像的像素值與所述空間噪聲去除步驟所輸出的圖像的 像素值之間的差值；余裕設(shè)定步驟，將預(yù)先被設(shè)定的空間噪聲去除用余裕率和輸入圖像用余裕率分別乘以 所述差值，以求出兩個(gè)余裕值；加法步驟，基于所述差值的符號(hào)，將所述兩個(gè)余裕值中的一個(gè)余裕值加在所述輸入圖 像的像素值中來求出所述像素值范圍的最大值，將所述兩個(gè)余裕值中的另一個(gè)余裕值加在 所述輸入圖像的像素值中來求出所述像素值范圍的最小值。
7.一種集成電路，用于去除圖像中所含有的噪聲的圖像噪聲去除裝置，所述集成電路 集成有發(fā)揮空間噪聲去除部、時(shí)間噪聲去除部、像素值范圍設(shè)定部及范圍判斷部的功能的 電路，其中，所述空間噪聲去除部通過當(dāng)前的圖像幀內(nèi)的空間方向上的像素值的平滑化，從輸入圖 像中去除噪聲，所述時(shí)間噪聲去除部通過當(dāng)前的圖像幀與前一個(gè)圖像幀之間的時(shí)間方向上的像素值 的平滑化，從所述輸入圖像中去除噪聲，所述像素值范圍設(shè)定部根據(jù)所述輸入圖像的像素值和所述空間噪聲去除部所輸出的 圖像的像素值，來設(shè)定像素值范圍，所述范圍判斷部在所述時(shí)間噪聲去除部所輸出的圖像的像素值處于所述像素值范圍 內(nèi)的情況下輸出所述時(shí)間噪聲去除部所輸出的圖像的像素值，在該像素值大于所述像素值 范圍的最大值的情況下輸出該最大值，在該像素值小于所述像素值范圍的最小值的情況下 輸出該最小值。
全文摘要
空間噪聲去除部(20)計(jì)算從輸入像素值Pin中去除空間噪聲之后的空間NR像素值Snr。時(shí)間噪聲去除部(30)計(jì)算從輸入像素值Pin中去除時(shí)間噪聲之后的時(shí)間NR像素值Tnr。時(shí)間噪聲去除結(jié)果判斷部(50)將輸入像素值Pin和空間NR像素值Snr的大小與時(shí)間NR像素值Tnr的大小進(jìn)行比較，基于該比較結(jié)果將任一個(gè)像素值作為去除噪聲的結(jié)果即輸出像素值Pout輸出。由此，既能抑制在移動(dòng)圖像中產(chǎn)生余像，又能對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像加強(qiáng)進(jìn)行時(shí)間噪聲去除。
文檔編號(hào)H04N5/213GK102150421SQ20098013566
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者手塚忠則, 濱田匡夫 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社