[發明專利]圖像噪聲去除裝置及方法

無效

• 申請號: 200980135667.X
• 申請日: 2009-11-30
• 公開（公告）號: CN102150421A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 濱田匡夫;手塚忠則
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H04N5/21
• 分類號: H04N5/21;H04N5/213
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 黃劍鋒

技術領域

本發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動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

使用數字攝像機或數字靜止相機等拍攝裝置所拍攝的運動圖像中，含有起因于拍攝環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量(畫質)降低，因此需要進行噪聲去除(Noise?Reduction，NR)處理，即去除(或降低)運動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象的對象像素的附近的鄰近像素的像素值，來對對象像素的像素值進行平滑化處理的方法。為了進行上述平滑化處理，例如可以采用求出對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圖像幀內的像素值來在空間方向上進行處理，因此被稱為空間噪聲去除。

另外，關于運動圖像，已知的方法有：利用在時間方向上連續的多個圖像之間的相關性，來對對象像素的像素值進行平滑化處理的方法。為了進行上述平滑化處理，例如可以采用將對象像素的像素值與時間上存在于先的圖像的同一坐標的像素值進行加權平均的方法。由于上述方法是用多個圖像幀內的像素值來在時間方向上進行處理，因此被稱為時間噪聲去除。

進一步，作為將該空間噪聲去除與該時間噪聲去除組合起來的方式，存在以下技術：利用運動圖像的運動檢測的結果，若對象像素處于靜止圖像領域中，則選擇時間噪聲去除；而若對象像素處于移動圖像領域中，則選擇空間噪聲去除(例如，參照專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

【專利文獻1】：日本專利特開平2-248173號公報

發明的概要

發明要解決的問題

然而，即使采用如上所述的切換空間噪聲去除與時間噪聲去除的方式，為了提高時間噪聲去除的效果，也需要在運動圖像的時間方向上加強平滑化處理。但是，若在運動圖像的時間方向上加強平滑化處理，則移動圖像領域的周邊會產生余像而引起畫質降低。如此，抑制移動圖像領域中產生余像與在運動圖像的時間方向上加強平滑化處理之間存在權衡關系，因此，仍然存在對運動圖像不能充分提高時間噪聲去除效果這一技術問題。

發明內容

因此，本發明的目的在于：提供一種既能抑制移動圖像領域中產生余像，又能對運動圖像加強進行時間噪聲去除的圖像噪聲去除裝置及方法。

用于解決發明的手段

本發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。為達到上述目的，本發明的圖像噪聲去除裝置包括：空間噪聲去除部，通過當前的圖像幀內的空間方向上的像素值的平滑化，從輸入圖像中去除噪聲；時間噪聲去除部，通過當前的圖像幀與前一個圖像幀之間的時間方向上的像素值的平滑化，從輸入圖像中去除噪聲；像素值范圍設定部，根據輸入圖像的像素值、和空間噪聲去除部所輸出的圖像的像素值，來設定像素值范圍；以及范圍判斷部，在時間噪聲去除部所輸出的圖像的像素值處于像素值范圍內的情況下輸出時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。

像素值范圍設定部可以由差值計算部、余裕設定部以及加法部構成，該差值計算部計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，該余裕設定部將預先被設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，以求出兩個余裕值，該加法部根據差值的符號，將兩個余裕值中的一個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；將兩個余裕值中的另一個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，像素值范圍設定部可以由選擇部、余裕設定部以及加法部構成，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行比較，以選擇像素值范圍的最大值和最小值，該余裕設定部預先被設定余裕值，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。上述構成中，若進一步包括計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值的差值絕對值計算部，則可以將乘以差值絕對值之后的余裕值提供給加法部。