[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

本發明公開了一種視頻去噪方法，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；以及針對待去噪幀的每個像素點進行時間域去噪，該時間域去噪包括：對于待去噪幀的每個相鄰幀，獲取待去噪幀的像素點在該相鄰幀上的匹配像素點，并計算匹配像素點的權重；基于獲取的待去噪幀的像素點在各相鄰幀上的匹配像素點的權重，計算待去噪幀的像素點及其匹配像素點的加權平均數，以得到待去噪幀的像素點進行時間域去噪后的像素值。本發明還公開了相應的計算設備和計算機存儲介質。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，尤其是一種視頻去噪方法及計算設備。

背景技術

在圖片或視頻采集的應用場景中，所獲取的圖像不可避免會有信號噪聲。例如，在夜晚等場景中所拍攝的圖片或視頻通常有比較明顯的噪點。圖像去噪是圖像處理(單幅圖片處理或視頻幀序列的處理)中十分重要的環節。而去噪主要面對的問題是如何在有效去除時間域和空間域噪聲的同時又能夠有效保留圖像的邊界紋理細節不受到破壞。

目前較為主流的處理方式是在空間域進行雙邊濾波，在時間域進行均值濾波，但是這一方法的缺點是不能保證視頻相鄰幀濾波強度的一致性，因此在視頻播放時會由于前后兩幀濾波的強度不一致而出現閃動。其中，即使采用均值濾波也并不能很好的解決時間域的閃爍噪聲，若視頻前后兩幀有運動，這種時間域的均值濾波還會導致很強的重影。

特別地，對于高噪圖像，雖然選擇較大平滑可以較好去噪，但會導致圖像模糊，其邊緣也相對模糊。如果選擇較小平滑，則很難有效去除圖像中的噪聲。視頻幀序列中的圖像就是如此，由于視頻在拍攝中存在很多諸如暗光條件、長時間鏡頭污染、錯誤的鏡頭曝光等等之類的復雜情況，也就導致視頻中的噪聲程度往往都很高。

因此，需要一種更優化的視頻去噪方案。

發明內容

為此，本發明提供了一種視頻去噪方法及計算設備，以力圖解決或者至少緩解上面存在的至少一個問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種視頻去噪方法，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；針對待去噪幀的每個像素點進行時間域去噪，該時間域去噪包括：對于待去噪幀的每個相鄰幀，獲取待去噪幀的像素點在該相鄰幀上的匹配像素點，并計算匹配像素點的權重；基于獲取的待去噪幀的像素點在各相鄰幀上的匹配像素點的權重，計算待去噪幀的像素點及其匹配像素點的加權平均數，以得到待去噪幀的像素點進行時間域去噪后的像素值；其中計算匹配像素點的權重包括：在待去噪幀中構建以待去噪幀的像素點為中心的子塊，在相鄰幀中構建以匹配像素點為中心的匹配塊，匹配塊與子塊大小相同；根據所構建的子塊和匹配塊得到殘差塊；以及基于待去噪幀的噪聲標準差，將殘差塊映射為加權塊，并根據加權塊計算匹配像素點的權重。

可選地，在根據本發明的視頻去噪方法中，獲取待去噪幀的像素點在該相鄰幀上的匹配像素點的步驟包括：獲取待去噪幀和相鄰幀的圖像金字塔，圖像金字塔包括以原始圖像為底層、分辨率隨層級升高而降低的多層圖像；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，獲取相鄰幀中與待去噪幀的像素點相匹配的匹配像素點。

可選地，在根據本發明的視頻去噪方法中，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。

可選地，在根據本發明的視頻去噪方法中，降采樣包括均值降采樣，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；由若干個降采樣塊的采樣值構成降采樣后的圖像。

可選地，在根據本發明的視頻去噪方法中，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。