[發明專利]一種視頻去噪方法及計算設備

有效

• 申請號: 201710822709.3
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107454284B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 周星光;程安;張偉;傅松林;洪煒冬
• 申請（專利權）人: 廈門美圖之家科技有限公司
• 主分類號: H04N5/213
• 分類號: H04N5/213;H04N19/80
• 代理公司: 北京思睿峰知識產權代理有限公司 11396
• 代理人: 謝建云;趙愛軍

1.一種視頻去噪方法，該方法包括步驟：

獲取視頻序列中待去噪幀的至少一個相鄰幀；

針對所述待去噪幀的每個像素點進行時間域去噪，所述時間域去噪包括：對于所述待去噪幀的每個相鄰幀，

獲取所述待去噪幀和所述相鄰幀的圖像金字塔；

對于待去噪幀和相鄰幀的圖像金字塔，自上而下地逐層計算光流，直至到達底層為止；

根據底層的光流結果，獲取所述相鄰幀中與所述待去噪幀的像素點相匹配的匹配像素點；

計算所述匹配像素點的權重，包括：

在待去噪幀中構建以所述待去噪幀的像素點為中心的子塊，在相鄰幀中構建以所述匹配像素點為中心的匹配塊，所述匹配塊與所述子塊大小相同；

根據所構建的子塊和匹配塊得到殘差塊；

計算所述待去噪幀的噪聲標準差，包括：

以第一預定大小的窗口遍歷所述待去噪幀，并計算每一個窗口的方差值；

對于其中方差值為前第一預定比例的每個窗口，以該窗口的中心為中心，構建第二預定大小的標準塊，并計算該標準塊的方差值；

對于其中方差值為前第二預定比例的多個標準塊，計算其方差值的均值，以得到待去噪幀的噪聲標準差；

基于所述待去噪幀的噪聲標準差，將所述殘差塊映射為加權塊，并根據所述加權塊計算所述匹配像素點的權重；以及

基于獲取的所述待去噪幀的像素點在各相鄰幀上的匹配像素點的權重，計算所述待去噪幀的像素點及其匹配像素點的加權平均數，以得到所述待去噪幀的像素點進行時間域去噪后的像素值；其中

圖像金字塔頂層以下第L層的光流按照以下公式計算：

式中為第L層的光流，為第L層的初始光流，為第L層的光流增量；

頂層以下第L-1層的初始光流按照以下公式計算：

式中為第L-1層的初始光流；以及

底層的光流按照以下公式計算：

其中為底層的光流，為底層的初始光流，為底層的光流增量，為頂層的光流。

2.如權利要求1所述的方法，其中，所述獲取待去噪幀和相鄰幀的圖像金字塔的步驟包括：

以原始圖像為圖像金字塔的第0層，并通過對原始圖像以k因數連續降采樣來依次得到圖像金字塔的第1，2，…，Lm層；其中

第L層圖像的分辨率為0≤L≤Lm；第0層為底層，第Lm層為頂層，k＝2。

3.如權利要求2所述的方法，其中，所述降采樣包括均值降采樣，所述均值降采樣按照以下步驟來進行降采樣：

將原始圖像劃分為若干個相同大小的降采樣塊；

以該降采樣塊中所有像素點的平均值作為該降采樣塊的采樣值；

由所述若干個降采樣塊的采樣值構成降采樣后的圖像。

4.如權利要求2所述的方法，其中，所述對于待去噪幀和相鄰幀的圖像金字塔，自上而下地逐層計算光流的步驟包括：

計算頂層圖像的光流；

對于頂層以下的每層圖像，均基于其上一層圖像的光流來計算該層圖像的光流。

5.如權利要求4所述的方法，其中，所述對于頂層以下的每層圖像，均基于其上一層圖像的光流來計算該層圖像的光流的步驟包括：

對于頂層以下的每層圖像，

以其上一層計算得到的光流作為該層的初始光流；

計算該層的光流增量；

根據該層的初始光流和光流增量得到該層的光流。

6.如權利要求1所述的方法，其中，頂層以下第L層的光流增量滿足以下方程：

其中，d_x^L、為待去噪幀的第L層圖像中像素點u(u_x,u_y)的光流增量在x、y方向上的分量，w為以像素點u(u_x,u_y)為中心構建的搜索窗口(2wu_x+1,2wu_y+1)的半徑，I^L(x,y)為待去噪幀的第L層圖像，J^L(x,y)為相鄰幀的第L層圖像。