[發明專利]提高圖像質量的方法和設備

有效

• 申請號: 201410013638.9
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103745443B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 鄭眾喜;吳霄;董亞明
• 申請（專利權）人: 北京優納科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司11286
• 代理人: 李柱天,李云霞

技術領域

本發明涉及圖像處理技術，更具體地說，涉及一種提高圖像質量的方法和設備。

背景技術

近年來，圖像處理技術的發展越來越快。在圖像處理過程中，圖像的采集、變換等常受到成像設備與外部環境等影響，從而使圖像質量下降。圖像質量對數字圖像的后續處理影響較大，尤其是圖像的噪聲會響應圖像處理的效果，因此圖像降噪有很重要的現實意義。

目前，常用的圖像降噪方法包括：（1）均值濾波技術，即，對圖像的待處理的像素給定一個模板，該模板包括了其周圍的鄰近像素，將模板中的全體像素的均值來代替原來的像素值；（2）中值濾波技術，即，在均值濾波基礎上改進，將模板中的像素排序后取中間的像素均值來代替原來的像素值，

最大和最小的像素點主要是噪聲。均值濾波技術屬于空間域的平滑技術，在降噪的同時也會較大程度的降低圖像的邊緣信息，使圖像變得模糊。中值濾波技術屬于非線性平滑濾波技術，雖然中值濾波保留圖像細節的效果好，但是對于高斯白噪聲的去除效果較差。以上兩種常用的圖像降噪方法雖然簡單但是降噪效果一般，從而導致圖像質量也不能很好地提高。

因此，需要一種能夠有效地對圖像降噪的提高圖像質量的方法和設備。

發明內容

本發明的目的在于至少解決上述問題，并至少提供下述優點。本發明的一方面在于提供一種提高圖像質量的方法和設備，所述方法和設備通過將圖像數據從時域變換到頻域，并去除部分高頻信息來降低圖像的高頻信息中的噪聲。

本發明的另一方面在于提供一種提高圖像質量的方法和設備，所述方法和設備可在頻域中拉伸圖像的變換系數來增強圖像的對比度。

本發明的一方面在于提供一種提高圖像質量的方法和設備，所述方法和設備可采用FPGA實現對多個像素塊的并行處理。

根據本發明的一方面，提供了一種提高圖像質量的設備，所述設備包括：輸入模塊，輸入圖像數據；變換模塊，以N×N的像素塊為單位將圖像數據從時域變換到頻域，得到多個N×N的第一變換系數矩陣，其中，N為等于或大于1的整數；運算模塊，將所述多個N×N的第一變換系數矩陣分別與N×N的第一去噪矩陣相乘，得到多個N×N的第二變換系數矩陣；反變換模塊，將所述多個N×N的第二變換系數矩陣從頻域反變換到時域，其中，所述N×N的第一去噪矩陣是左上角區域系數為1，其余區域系數為0的矩陣，其中，左上角區域包括的系數1的數量和分布是預定的或由用戶根據期望的圖像質量而設置的。

所述設備還可包括：FPGA模塊，使變換模塊、運算模塊和反變換模塊對多個N×N的像素塊進行并行處理。

并行處理的N×N的像素塊的數量可根據算法速度要求、輸出圖像速率限制、FPGA資源限制中的至少一個而被選擇。

N可以為8，并且變換模塊進行的變換可以是DCT變換，反變換模塊進行的變換可以是反DCT變換。

第一去噪矩陣可以為：

運算模塊在將所述多個N×N的第一變換系數矩陣分別與N×N的第一去噪矩陣相乘時，可先將N×N的第一去噪矩陣與大于1的系數相乘，得到N×N的第二去噪矩陣，再將所述多個N×N的第一變換系數矩陣分別與所述N×N的第二去噪矩陣相乘，得到多個N×N的第二變換系數矩陣，其中，所述大于1的系數是預定的或由用戶根據期望的圖像質量而設置的。

所述大于1的系數可以為1.15。

根據本發明的另一方面，提供了一種提高圖像質量的方法，所述方法包括：通過輸入模塊輸入圖像數據；通過變換模塊以N×N的像素塊為單位將圖像數據從時域變換到頻域，得到多個N×N的第一變換系數矩陣，其中，N為等于或大于1的整數；通過運算模塊將所述多個N×N的第一變換系數矩陣分別與N×N的第一去噪矩陣相乘，得到多個N×N的第二變換系數矩陣；通過反變換模塊將所述多個N×N的第二變換系數矩陣從頻域反變換到時域，其中，所述N×N的第一去噪矩陣是左上角區域系數為1，其余區域系數為0的矩陣，其中，左上角區域包括的系數1的數量和分布是預定的或由用戶根據期望的圖像質量而設置的。

可通過FPGA模塊使變換模塊、運算模塊和反變換模塊對多個N×N的像素塊進行并行處理。

并行處理的N×N的像素塊的數量可根據算法速度要求、輸出圖像速率限制、FPGA資源限制中的至少一個而被選擇。

N可以為8，并且通過變換模塊進行的變換可以是DCT變換，通過反變換模塊進行的變換可以是反DCT變換。

第一去噪矩陣可以為：