視頻時(shí)域去噪裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及視頻處理技術(shù)，特別是涉及一種視頻時(shí)域去噪裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 視頻在采集、傳輸和接收過程中，通常會夾雜各種噪聲，從而降低了視頻的視覺質(zhì) 量，因此，需要采用視頻去噪技術(shù)對噪聲進(jìn)行去除。
[0003] 現(xiàn)有的視頻去噪技術(shù)主要有兩類：空域去噪和時(shí)域去噪。空域去噪利用圖像空間 上的相關(guān)性以及噪聲的高頻特性，通常采用低通濾波的方法獨(dú)立地對每幀圖像進(jìn)行去噪。 由于圖像中的紋理也具有高頻特性，因此，空域去噪的缺點(diǎn)是無法準(zhǔn)確區(qū)分噪聲和紋理，容 易造成噪聲去除不干凈和紋理模糊。另外，由于空域去噪獨(dú)立地對每幀圖像進(jìn)行去噪，還會 造成每幀圖像去噪程度的差異，在視頻中表現(xiàn)為幀間閃爍。
[0004] 時(shí)域去噪利用圖像在時(shí)間上的相關(guān)性以及噪聲在時(shí)間上的無關(guān)性進(jìn)行去噪。現(xiàn)有 的時(shí)域去噪方法主要有兩類：運(yùn)動檢測的時(shí)域去噪和其于運(yùn)動補(bǔ)償?shù)臅r(shí)域去噪。運(yùn)動檢測 的時(shí)域去噪，利用前一濾波幀，對當(dāng)前像素進(jìn)行靜止或運(yùn)動的判斷，若判斷為靜止，則使用 前一濾波幀對應(yīng)位置的像素與當(dāng)前像素加權(quán)平均，達(dá)到去噪的目的；若判斷為運(yùn)動，則不對 當(dāng)前像素去噪。運(yùn)動檢測的時(shí)域去噪方法，其缺點(diǎn)是無法準(zhǔn)確區(qū)分噪聲與運(yùn)動，容易造成運(yùn) 動物體邊緣處噪聲去除不干凈，即噪聲拖尾或相鄰兩幀運(yùn)動內(nèi)容的疊加，即運(yùn)動模糊。運(yùn)動 補(bǔ)償?shù)臅r(shí)域去噪方法，估計(jì)出當(dāng)前像素的運(yùn)動矢量，沿著運(yùn)動軌跡找到當(dāng)前像素在前一濾 波幀中的位置，利用該位置處的像素與當(dāng)前像素進(jìn)行加權(quán)平均，達(dá)到去噪的目的。運(yùn)動補(bǔ)償 的時(shí)域去噪方法，其性能主要受到運(yùn)動估計(jì)準(zhǔn)確性的影響。當(dāng)運(yùn)動估計(jì)不準(zhǔn)確時(shí)，會出現(xiàn)圖 像內(nèi)容模糊或圖像內(nèi)容錯(cuò)位，類似"水波紋"的現(xiàn)象。
[0005] 另外，當(dāng)視頻中存在場景切換時(shí)，如果采用相鄰幀的信息進(jìn)行時(shí)域?yàn)V波，圖像會出 現(xiàn)紊亂和模糊，當(dāng)存在攝像機(jī)變焦造成的縮放運(yùn)動時(shí)，時(shí)域的噪聲估計(jì)結(jié)果不準(zhǔn)確，需要進(jìn) 行噪聲水平的調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供的視頻時(shí)域去噪裝置及方法，可以有效地消除視頻中的噪聲。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種視頻時(shí)域去噪裝置，包括：
[0008] 運(yùn)動檢測單元，用于計(jì)算前一濾波幀與當(dāng)前幀的幀間差異，并且根據(jù)所述幀間差 異對所述當(dāng)前幀的每個(gè)像素的運(yùn)動水平進(jìn)行檢測得到運(yùn)動檢測結(jié)果；運(yùn)動檢測權(quán)重獲取單 元，用于根據(jù)所述運(yùn)動檢測結(jié)果和預(yù)設(shè)的權(quán)重值獲取所述前一濾波幀的權(quán)重值；運(yùn)動檢測 時(shí)域?yàn)V波單元，用于根據(jù)所述前一濾波幀、所述當(dāng)前幀和所述前一濾波幀的權(quán)重值對所述 當(dāng)前幀進(jìn)行時(shí)域?yàn)V波得到運(yùn)動檢測時(shí)域?yàn)V波幀；運(yùn)動估計(jì)單元，用于對所述前一濾波幀和 當(dāng)前幀進(jìn)行運(yùn)動估計(jì)得到所述當(dāng)前幀中的各個(gè)像素的運(yùn)動矢量；運(yùn)動補(bǔ)償權(quán)重獲取單元， 用于根據(jù)所述運(yùn)動矢量獲取所述運(yùn)動矢量在所述前一濾波幀中對應(yīng)的像素，并根據(jù)所述對 應(yīng)的像素獲取所述對應(yīng)的像素的權(quán)重值；運(yùn)動補(bǔ)償時(shí)域?yàn)V波單元，用于將所述對應(yīng)的像素 和當(dāng)前的像素通過所述對應(yīng)的像素的權(quán)重值進(jìn)行加權(quán)得到運(yùn)動補(bǔ)償時(shí)域?yàn)V波幀；融合單 元，用于將所述運(yùn)動檢測時(shí)域?yàn)V波幀和所述運(yùn)動補(bǔ)償時(shí)域?yàn)V波幀進(jìn)行加權(quán)得到融合時(shí)域?yàn)V 波幀。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種視頻時(shí)域去噪方法，包括：
[0010] 計(jì)算前一濾波幀與當(dāng)前幀的幀間差異，并且根據(jù)所述幀間差異對所述當(dāng)前幀的每 個(gè)像素的運(yùn)動水平進(jìn)行檢測得到運(yùn)動檢測結(jié)果；根據(jù)所述運(yùn)動檢測結(jié)果和預(yù)設(shè)的權(quán)重值獲 取所述前一濾波幀的權(quán)重值；根據(jù)所述前一濾波幀、所述當(dāng)前幀和所述前一濾波幀的權(quán)重 值對所述當(dāng)前幀進(jìn)行時(shí)域?yàn)V波得到運(yùn)動檢測時(shí)域?yàn)V波幀；對所述前一濾波幀和當(dāng)前幀進(jìn)行 運(yùn)動估計(jì)得到所述當(dāng)前幀中的各個(gè)像素的運(yùn)動矢量；根據(jù)所述運(yùn)動矢量獲取所述運(yùn)動矢量 在所述前一濾波幀中對應(yīng)的像素，并根據(jù)所述對應(yīng)的像素獲取所述對應(yīng)的像素的權(quán)重值； 將所述對應(yīng)的像素和當(dāng)前的像素通過所述對應(yīng)的像素的權(quán)重值進(jìn)行加權(quán)得到運(yùn)動補(bǔ)償時(shí) 域?yàn)V波幀；將所述運(yùn)動檢測時(shí)域?yàn)V波幀和所述運(yùn)動補(bǔ)償時(shí)域?yàn)V波幀進(jìn)行加權(quán)得到融合時(shí)域 濾波幀。
[0011] 本發(fā)明實(shí)施例提供的視頻時(shí)域去噪裝置及方法，通過將運(yùn)動檢測時(shí)域?yàn)V波幀和運(yùn) 動補(bǔ)償時(shí)域?yàn)V波幀進(jìn)行加權(quán)得到融合時(shí)域?yàn)V波幀，可以有效地消除視頻中的噪聲。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的視頻時(shí)域去噪裝置示意圖；
[0013] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的運(yùn)動水平與幀間差異關(guān)系示意圖；
[0014] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的根據(jù)運(yùn)動矢量獲取前一濾波幀中對應(yīng)的像素的示意 圖；
[0015] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的運(yùn)動檢測和運(yùn)動補(bǔ)償關(guān)系示意圖；
[0016] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的攝像頭變焦檢測原理示意圖；
[0017] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的視頻時(shí)域去噪方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 本發(fā)明的總體構(gòu)思是，通過將運(yùn)動檢測時(shí)域?yàn)V波幀和運(yùn)動補(bǔ)償時(shí)域?yàn)V波幀進(jìn)行加 權(quán)得到融合時(shí)域?yàn)V波幀，可以有效地消除視頻中的噪聲。
[0019] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例提供的視頻時(shí)域去噪裝置及方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0020] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的視頻時(shí)域去噪裝置示意圖。
[0021] 參照圖1，裝置包括：運(yùn)動檢測單元10、運(yùn)動檢測權(quán)重獲取單元20、運(yùn)動檢測時(shí)域 濾波單元30、運(yùn)動估計(jì)單元40、運(yùn)動補(bǔ)償權(quán)重獲取單元50、運(yùn)動補(bǔ)償時(shí)域?yàn)V波單元60和融 合單元70。
[0022] 運(yùn)動檢測單元10,用于計(jì)算前一濾波幀與當(dāng)前幀的幀間差異，并且根據(jù)所述幀間 差異對所述當(dāng)前幀的每個(gè)像素的運(yùn)動水平進(jìn)行檢測得到運(yùn)動檢測結(jié)果。
[0023] 運(yùn)動檢測權(quán)重獲取單元20,用于根據(jù)所述運(yùn)動檢測結(jié)果和預(yù)設(shè)的權(quán)重值獲取所述 前一濾波幀的權(quán)重值。
[0024] 運(yùn)動檢測時(shí)域?yàn)V波單元30,用于根據(jù)所述前一濾波幀、所述當(dāng)前幀和所述前一濾 波幀的權(quán)重值對所述當(dāng)前幀進(jìn)行時(shí)域?yàn)V波得到運(yùn)動檢測時(shí)域?yàn)V波幀。
[0025] 運(yùn)動估計(jì)