[發明專利]一種基于三維降噪的視頻序列自適應寬動態調整方法

無效

• 申請號: 201110340387.1
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN102355554A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 林江;王洪劍
• 申請（專利權）人: 無錫博視芯半導體科技有限公司
• 主分類號: H04N5/243
• 分類號: H04N5/243;H04N5/359
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11266
• 代理人: 姜麗樓

技術領域

本發明屬于視頻技術領域，尤其涉及一種視頻的自適應寬動態調整的方法。

背景技術

在進行視頻錄像時，如果場景中有較亮的區域，而且如果這個較亮的區域被選擇做為自動曝光控制AE(Auto-exposure，自動曝光)的參考區域時，則會讓曝光時間縮短，而導致其他區域的亮度較低，這樣整張圖片看起來亮的地方太亮，而暗的地方太暗，細節很不清晰。因此需要將太暗和太亮的地方的動態范圍拉大，使畫面看起來清晰自然，這個處理過程通常稱作為HDR(high?dynamic?range，寬動態調整)。

現有的處理這種情況的方法有以下兩種：

第一種是基于兩次曝光的方法，即一次用較長時間曝光，使暗處清晰；一次采用較短時間曝光，使亮處清晰，然后再將兩次曝光圖像用數字信號處理方式進行融合。這種方法對硬件要求較高，并且會導致視頻的幀率較低。

第二種方法是：對每張圖像都只曝光一次，然后對單張圖片進行HDR調整。具體的調整方法是：根據每個點的亮度計算曝光補償量，然后根據像素點RGB值和曝光量的一種對數關系求得RGB通道各自的曝光量，然后曝光量加上曝光補償量得到補償后的曝光量，最后根據補償后的曝光量求得補償后的RGB值。這種方法的缺陷在于：每個像素進行曝光補償時采用原始像素值來計算曝光補償量，由于在低照度下，噪聲的幅值相對于有效信號值比較大，因而在將比較暗的地方動態范圍拉大的時候，噪聲同時被放大了，導致HDR后的圖像看起來噪聲比原始圖像更加厲害，并且根據人為的設定一個曝光補償等級進行曝光補償，不能自適應調整圖像補償等級。

因此，視頻技術領域急需一種能夠解決視頻圖像背光、或者圖像中有很亮區域而導致圖像主體曝光不足的問題、對硬件要求低、處理效果好、自適應的視頻寬動態調整的方法。

發明內容

為彌補現有技術的不足，克服現有寬動態調整硬件要求高、調整效果差的缺陷，本發明提供一種基于三維降噪的視頻序列自適應寬動態調整方法，技術方案如下：

一種基于三維降噪的視頻序列自適應寬動態調整方法，其特征在于，包含如下步驟：

步驟1：自適應地識別場景是否需要寬動態調整，若是，則繼續執行步驟2和步驟3；

步驟2：圖像降噪；

步驟3：動態范圍調整。

如上的一種基于三維降噪的視頻序列自適應寬動態調整方法，其中，該步驟2圖像降噪的方法包含：

步驟21：空間域降噪；

步驟22：時間域降噪。

如上的一種基于三維降噪的視頻序列自適應寬動態調整方法，其中，該步驟21空間域降噪的方法包含如下步驟：

步驟211：求局部區域的均值；

步驟212：求局部區域的均方差；

步驟213：根據均方差來判斷區域的屬性是否為平滑區域；

步驟214：如果為平滑區域，則進行低通濾波。

如上的一種基于三維降噪的視頻序列自適應寬動態調整方法，其中，該步驟22：時間域降噪的具體方法包含如下步驟：

步驟221：運動估計，以前一幀為參考幀，尋找當前幀中的每個塊的運動矢量；

步驟222：對當前幀中的每一個塊的運動矢量進行中值濾波；

步驟223：用中值濾波后的運動矢量進行運動補償，得到參考幀；

步驟224：利用參考幀，對當前幀進行時間上的自適應低通濾波。

如上的一種基于三維降噪的視頻序列自適應寬動態調整方法，其中，該步驟3動態范圍調整的方法包含如下步驟：

步驟31：計算各通道的曝光量；

步驟32：根據每個點的RGB值計算出相應的亮度分量；

步驟33：計算曝光補償；

步驟34：計算補償后的RGB新的曝光量；

步驟35：根據RGB新的曝光量求新的RGB值。

如上的一種基于三維降噪的視頻序列自適應寬動態調整方法，其中，該步驟31計算各通道的曝光量的方法為：

根據RGB值和關系曲線得到RGB三個通道的曝光量Exp_R，Exp_G和Exp_B：

Exp_R＝pix_exp_map[R]

Exp_G＝pix_exp_map[G]。

Exp_B＝pix_exp_map[B]

如上的一種基于三維降噪的視頻序列自適應寬動態調整方法，其中，該步驟32根據每個點的RGB值計算出相應的亮度分量的方法為：

Y＝0.299*R+0.587*G+0.114*B。