[發明專利]一種圖像的降噪方法

有效

• 申請號: 201310607119.0
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103595933B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 陳皓
• 申請（專利權）人: 陳皓
• 主分類號: H04N5/357
• 分類號: H04N5/357;G06T5/00
• 代理公司: 廣州市天河廬陽專利事務所(普通合伙) 44244
• 代理人: 胡濟元

本發明提供了一種圖像的降噪方法，該方法首先將圖像轉換成紋理格式的RGB圖像并進行二維高斯模糊去除高頻信息，再計算圖像中每一像素點的噪聲強度；然后，將去除高頻信息的圖像和原圖進行混合并轉換至Lab色彩空間，去除其高頻信息后再轉回至RGB色彩空間便得到降噪后的圖像。本發明所述的降噪方法能夠在GPU中對圖像進行快速降噪處理，具有實時性強，降噪效果好的優點。

技術領域

本發明涉及一般的圖像數據處理，具體涉及圖像的增強方法，該方法適用于在對數碼相機、手機等拍攝設備中對所獲得的圖像進行快速降噪處理。

背景技術

隨著數碼技術的飛速發展，數碼相機和具有拍攝功能的拍照手機已非常普及。由于數碼相機和拍照手機的鏡頭和圖像傳感器尺寸有限，導致圖像傳感器中單位像素的感光面積太小，因此在拍攝實時圖像時會產生大量的隨機量子噪聲，特別是在光線較弱的條件下，這種問題表現的更加突出。量子噪聲不僅影響圖像的清晰度和圖像質量，同時也會限制用戶拍攝圖像時的所處的場景。針對這一問題，需要一種圖像的降噪處理方法能夠對光線較弱的場景下拍攝的圖像進行降噪處理。

目前現有的較通用的降噪處理方法有雙邊濾波降法和相似塊平均法。

其中，雙邊濾波法的降噪原理為：根據幾何空間和像素值差值設定濾波系數，對圖像進行保邊去噪處理，其處理方法如下式a)：

式a)中，g為濾波降噪后的圖像，g(i,j)為濾波降噪圖像中的像素點，f為原圖像，f(k,l)為……， w(i,j,k,l)為濾波器系數，σ_d是空間濾波系數，σ_r為像素值濾波系數。雙邊濾波法的運算求和過程在計算點的r×r的鄰域范圍內進行，因此降噪運算速度較快，可以實現對實時視頻圖像的降噪，但是效果明顯不佳，如，表面模糊感加強、邊緣生硬、出現假邊等。

相似塊平均法的降噪原理是，以計算點為中心，將其r×r的鄰域范圍作為一圖像塊，計算該圖像塊與圖像中其他圖像塊的顏色空間距離，找到與該圖像塊的顏色空間距離較小的數個圖像塊，將這些圖像塊的中心點與計算點進行組合求均值。重復上述方法遍歷圖像中所有的計算點，從而獲得降噪結果。這種方法雖然能夠較好的保留圖像中的紋理細節，但是運算復雜度較高，運算速度慢，不能適用于在拍攝設備中對視頻圖像進行實時降噪處理。

發明內容

鑒于現有技術之不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種圖像的降噪方法，該方法能夠在GPU中對圖像進行快速降噪處理，具有實時性強，降噪效果好的優點。

本發明解決上述技術問題的方案是：

一種圖像的降噪方法，該方法由以下步驟組成：

1)將待處理圖像轉換成紋理格式的RGB圖像S；

2)分別在R、G和B三通道中對RGB圖像S進行以下處理：

以RGB圖像S中的每一像素點為中心點，在3×3、5×5或7×7鄰域范圍內分別進行R、 G和B三個通道的二維高斯模糊，得到每一像素點所對應的R、G和B三個通道的高斯模糊值G_Σ，然后，按下式分別計算每一像素點對應的R、G和B三個通道的噪聲強度，具體步驟為：

2.1)按下式I)所示的二維正態分布公式生成一3×3、5×5或7×7的高斯矩陣G_p：

式I)中，r為領域范圍大小，u和v分別為二維空間中的點的橫坐標值和縱坐標值，即，鄰域范圍內各像素點到中心點的橫坐標方向和縱坐標方向上的間隔；δ為正態分布的標準偏差，并按下式II)取值：