[發(fā)明專利]中值濾波方法和采用該方法的中值濾波電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810204650.2
• 申請(qǐng)日: 2008-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101753799A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無(wú)錫華潤(rùn)矽科微電子有限公司
• 主分類號(hào): H04N5/21
• 分類號(hào): H04N5/21;H04N1/409
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種中值濾波方法和采用該方法的中值濾波電路。

背景技術(shù)

一幅數(shù)字圖像由有限大小的像素組成，像素反映了圖像特定位置處的色彩 和亮度信息。為了能夠通過(guò)硬件電路進(jìn)行處理，圖像必須用像矩陣或者序列這 樣的離散數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表達(dá)，通常可以用二維矩陣來(lái)表示一幅數(shù)字圖像。在像素矩 陣或者序列中由一些彼此鄰接的像素組成的重要集合，稱之為領(lǐng)域。

圖像數(shù)據(jù)受獲取、存儲(chǔ)、處理電路等硬件的影響，以及傳輸過(guò)程中各種信 號(hào)干擾等因素的影響而遭受污染，表現(xiàn)在圖像上就是畫(huà)面上出現(xiàn)了噪聲。為了 減少這些破壞和隨之導(dǎo)致的圖像變差，需要用數(shù)字濾波器對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

濾波處理的方法有多種，二維中值濾波就是其中的一種。所謂中值濾波就 是對(duì)一個(gè)滑動(dòng)的圖像鄰域內(nèi)的像素進(jìn)行排序，然后用該鄰域內(nèi)所有像素的像素 值的中間值——像素中值(所有像素按像素值大小排列，處于中間位置的像素的 像素值)代替鄰域中心像素的像素值，從而達(dá)到濾除噪聲的作用。上述像素值可 以是像素的灰度值、發(fā)光值、亮度值或者YUV空間的Y通道數(shù)據(jù)等。上述像素 可以是構(gòu)成靜止圖像或者運(yùn)動(dòng)圖像單一圖像幀的像素。

中值濾波技術(shù)的關(guān)鍵在于能否準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地找出每個(gè)像素鄰域的中間值。 現(xiàn)有的中值濾波方法主要是通過(guò)對(duì)一個(gè)3×3的像素灰度值矩陣中的9個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn) 行排序來(lái)找中間值。然而，采用這種方法進(jìn)行濾波處理，噪聲濾除的效果不佳。

為了獲得較好的噪聲濾除效果，現(xiàn)有技術(shù)中的另一種中值濾波方法通過(guò)對(duì) 一個(gè)5×5的像素灰度值矩陣中的25個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序。然而，采用這種方法進(jìn)行 濾波處理，對(duì)應(yīng)的濾波電路需要較多的比較器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的中值濾波方法的濾波效果差和采用該濾波方法的中 值濾波電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題，有必要提供一種濾波效果好且對(duì)應(yīng)的濾波器電路 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的中值濾波方法。

本發(fā)明還提供一種采用該中值濾波方法的中值濾波電路。

一種中值濾波方法，包括選取圖像相鄰三行的一個(gè)3×5鄰域?qū)?yīng)的像素矩 陣；將該3×5的像素矩陣對(duì)應(yīng)的像素?cái)?shù)據(jù)在垂直方向進(jìn)行排序；將該3×5的像 素矩陣對(duì)應(yīng)的像素?cái)?shù)據(jù)在水平方向進(jìn)行排序；將該3×5的像素矩陣對(duì)應(yīng)的像素 數(shù)據(jù)在45度角的方向進(jìn)行排序；將該3×5的像素矩陣對(duì)應(yīng)的像素?cái)?shù)據(jù)在22度 角的方向進(jìn)行排序；選取經(jīng)過(guò)垂直、水平、45度角、22度角方向排序后的3×5 像素矩陣中間位置的像素?cái)?shù)據(jù)；將該3×5的像素矩陣中間位置的像素?cái)?shù)據(jù)取代 該鄰域中間位置的像素對(duì)應(yīng)的像素值。

一種中值濾波電路包括一第一排序電路、一第二排序電路、一第一比較器、 一第二比較器、一第三比較器和一中值器。該第一排序電路用于接收?qǐng)D像相鄰 三行的一個(gè)3×5鄰域的像素矩陣對(duì)應(yīng)的3×5個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)，并將這15個(gè)像素?cái)?shù) 據(jù)在垂直方向進(jìn)行3值排序；該第二排序電路用于接收該第一排序電路輸出的 3×5個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)，并將該3×5像素?cái)?shù)據(jù)分別在水平方向進(jìn)行5值排序；該第一、 第二、第三比較器用于接收該第二排序電路輸出的3×5個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)中的45度方 向上的9個(gè)數(shù)據(jù)，并分別將這9個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行3值排序，該第一、第二、第 三比較器分別輸出各自排序的最大、中間、最小值；該中值器用于接收該第一、 第二、第三比較器輸出的最大、中間、最小值，并將這三個(gè)數(shù)值進(jìn)行比較，輸 出中間值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的中值濾波方法選取一幅數(shù)字圖像相鄰三行的一 個(gè)3×5鄰域的像素矩陣進(jìn)行排序，該15個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)經(jīng)過(guò)將垂直、水平、45度 角、22度角方向的排序后，該15個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)的中間值即處于該3×5像素矩陣 的中間位置。由于本發(fā)明對(duì)15個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行排序，本發(fā)明的中值濾波方法消 除噪聲的能力更強(qiáng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用該中值濾波方法的該中值濾波電路比采用3×3像素 矩陣的中值濾波器的濾波效果更好，且該中值濾波電路不用增加相應(yīng)的行緩沖。 采用該中值濾波方法的該中值濾波電路同采用5×5像素矩陣的中值濾波器的濾 波效果相當(dāng)，但對(duì)于常見(jiàn)的隔行輸入的電視視頻信號(hào)濾除噪聲的能力更優(yōu)，且 該中值濾波電路節(jié)約了兩行行緩沖和大量的比較器，因此，該中值濾波電路結(jié) 構(gòu)更加簡(jiǎn)單，成本也相應(yīng)的降低。

附圖說(shuō)明

圖1至圖5是本發(fā)明中值濾波方法的第一實(shí)施方式的示意圖。

圖6是本發(fā)明中值濾波方法的第一實(shí)施方式的流程圖。