[發明專利]運動自適應的視頻圖像降噪方法及其裝置

有效

• 申請號: 201310002937.8
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN103024248A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 田景軍;黨韓兵;諸悅;詹進;董鵬宇;高厚新
• 申請（專利權）人: 上海富瀚微電子有限公司
• 主分類號: H04N5/21
• 分類號: H04N5/21;H04N1/409
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 曾耀先

技術領域

本發明涉及視頻圖像處理領域，特別涉及視頻圖像降噪技術。

背景技術

在視頻圖像處理領域，降噪是一種增強視頻圖像質量的十分有效的方法。視頻在采集、傳輸和接收等過程中都不可避免地會引入噪聲，為了提高視頻圖像的主客觀效果，提高視頻圖像的壓縮效率或節省傳輸帶寬，都有必要對視頻進行降噪處理。視頻噪聲通常被建模為零均值的高斯白噪聲，各幀間噪聲相互獨立，幀內噪聲隨機出現。視頻降噪通常是在空間域、時間域、變換域或者不同域之間結合進行處理以求達到較好的視覺效果。空域降噪利用圖像鄰域內像素具有相關性而噪聲不具有相關性的特性進行噪聲消除；空域降噪多采用低通濾波的方法，能有效濾除圖像高頻噪聲，但同時也會模糊圖像邊緣或細節，去噪越強，圖像越模糊。時域去噪利用視頻幀間圖像具有相關性而噪聲是隨機的不具相關性這一特點進行噪聲的消除；時域降噪多采用多幀加權或者遞歸加權的方法；時域去噪能有效去除噪聲同時保護圖像邊界和細節；但是簡單的幀間加權會導致運動物體的“拖尾”現象，使運動圖像變得模糊。現有的基于運動檢測的時空域聯合降噪方法，把視頻幀圖像采用硬閾值劃分為靜止區域和運動區域，對靜止區域進行時域降噪，對運動區域進行空域降噪。這樣簡單劃分運動與靜止，并不能精細控制時域、空域降噪強度，取得理想降噪效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種運動自適應的視頻圖像降噪方法及其裝置，充分利用了時域降噪保護圖像細節和邊緣，而空域降噪能有效濾除高頻噪聲的優勢，從而達到更好的降噪效果，并且能夠有效控制系統實現成本。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種運動自適應的視頻圖像降噪方法，包含以下步驟：

確定當前待處理幀的運動級別；其中，所述運動級別為表示相鄰兩幀間的差異相對于噪聲水平的波動程度的表征值；

采用與確定的所述運動級別成反比關系的時域濾波器系數，對所述待處理幀進行時域濾波；

更新經所述時域濾波后的所述待處理幀的噪聲水平；

根據所述更新后的噪聲水平，對所述待處理幀進行空域濾波。

本發明還提供了一種運動自適應的視頻圖像降噪裝置，包含：

運動級別確定模塊，用于確定當前待處理幀的運動級別；其中，所述運動級別為表示相鄰兩幀間的差異相對于噪聲水平的波動程度的表征值；

時域濾波模塊，用于采用與確定的所述運動級別成反比關系的時域濾波器系數，對所述待處理幀進行時域濾波；

噪聲水平更新模塊，用于更新經所述時域濾波模塊時域濾波后的所述待處理幀的噪聲水平；

空域濾波模塊，用于根據所述更新后的噪聲水平，對所述待處理幀進行空域濾波。

本發明實施方式相對于現有技術而言，通過確定當前待處理幀的運動級別，控制時域去噪強度，然后更新經所述時域濾波后的所述待處理幀的噪聲水平，根據更新后的噪聲水平，對待處理幀進行空域濾波。使得時域降噪和空域降噪的強度，能夠自適應地進行調節，當運動級別減弱時，時域降噪增強，空域降噪減弱；反之，時域降噪強度減弱，空域降噪強度增強。既能有效消除噪聲，同時也能保留圖像的細節，從而達到更好的降噪效果，較好地解決了視頻降噪圖像模糊以及運動物體“拖尾”的現象，并且能夠有效控制系統實現成本。

另外，在對待處理幀進行空域濾波時，根據所述更新后的噪聲水平，對所述待處理幀進行基于邊緣檢測的空域濾波，以進一步保證濾波效果。

另外，在對所述待處理幀進行時域濾波時，在當前點位置處的像素值與參考幀同位置處的像素值的絕對差值大于設置的閾值T時，對所述時域濾波器系數進行修正，并采用修正后的時域濾波器系數，對所述待處理幀進行時域濾波。其中，所述時域濾波為多階時域遞歸濾波器的濾波時，所述參考幀為經空域濾波后的圖像幀；所述時域濾波為多幀加權濾波器的濾波時，所述參考幀為原始視頻序列。可以有效防止前述運動級別計算可能出現的運動誤判，避免了時域降噪時運動誤判帶來的“拖尾”現象。

附圖說明

圖1是根據本發明第一實施方式的運動自適應的視頻圖像降噪方法流程圖；

圖2是根據本發明第二實施方式的運動自適應的視頻圖像降噪裝置結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領域的普通技術人員可以理解，在本發明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是，即使沒有這些技術細節和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現本申請各權利要求所要求保護的技術方案。