[發(fā)明專利]基于圖像金字塔分解的去噪方法、裝置及系統(tǒng)

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• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111127300A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何珊;孫德印;梅佳希;韋虎;陳胤凱
• 申請（專利權(quán)）人: 眸芯科技（上海）有限公司
• 主分類號: G06T1/60
• 分類號: G06T1/60;G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了基于圖像金字塔分解的去噪方法、裝置及系統(tǒng)，涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。一種基于圖像金字塔分解的去噪方法，包括步驟：通過分解模塊對圖像進(jìn)行金字塔分解，獲取不同分辨率的多層圖像子帶，獲取各層的高頻子帶圖像數(shù)據(jù)和低頻子帶圖像數(shù)據(jù)，將所有層的高頻子帶圖像數(shù)據(jù)寫入DDR中保存；通過去噪重建模塊對不同分辨率的圖像子帶進(jìn)行去噪和重建處理，需要高頻子帶圖像數(shù)據(jù)時(shí)從DDR中讀取對應(yīng)的高頻子帶圖像數(shù)據(jù)。本發(fā)明能在不影響圖像質(zhì)量的前提下，減少行緩沖的數(shù)量，進(jìn)而降低芯片成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于圖像金字塔分解的去噪方法。

背景技術(shù)

隨著感光芯片技術(shù)的發(fā)展，可獲得的圖像分辨率越來越大，同時(shí)感光單元的面積越來越小，導(dǎo)致獲得的圖像噪聲越來越大。相應(yīng)地，在手機(jī)、監(jiān)控等應(yīng)用場景中，對圖像去噪算法的要求也越來越高。圖像空域去噪技術(shù)中，圖像金字塔分解結(jié)合塊匹配、引導(dǎo)濾波、雙邊濾波等去噪算法能獲得較好的去噪效果，得到廣泛地應(yīng)用。

然而，基于該技術(shù)的去噪算法需要對圖像進(jìn)行多層分解、去噪再重建，需要較大的行緩沖來緩沖中間數(shù)據(jù)，芯片成本也會(huì)比普通去噪算法高很多。參見圖1所示，為一種現(xiàn)有技術(shù)中常用的圖像處理裝置，其通常應(yīng)用于監(jiān)控或手機(jī)的圖像處理器內(nèi)。圖像傳感器輸出的原始數(shù)據(jù)依次經(jīng)過多個(gè)圖像處理算法模塊處理，最后寫入到存儲(chǔ)器中，待下一步使用，去噪步驟為其中非常重要的步驟。

目前，基于圖像金字塔分解的去噪模塊按功能通常可以分為三個(gè)子模塊：圖像金字塔分解、去噪、圖像重建。圖像金字塔分解一般使用高斯分解、小波分解等算法，獲得不同分辨率的子帶圖像。去噪模塊一般利用雙邊濾波、NLM濾波、引導(dǎo)濾波等算法對各分辨率的子帶圖像進(jìn)行去噪處理。高頻和低頻圖像的去噪算法可能不相同，也可能算法相同，但參數(shù)不相同。圖像重建是使用各層高頻和低頻的去噪結(jié)果進(jìn)行重建，得到原分辨率圖像。

現(xiàn)有的基于金字塔分解的去噪流程圖參見圖2所示。所述圖像金字塔分解、去噪和圖像重建放在一個(gè)模塊中，金字塔分解、去噪和圖像重建之間的數(shù)據(jù)不輸出到外部存儲(chǔ)設(shè)備，而是利用內(nèi)部行緩沖存儲(chǔ)。由于每次分解和去噪都會(huì)帶來若干行圖像數(shù)據(jù)的延遲，延遲行數(shù)分別與分解塊大小和去噪塊大小相關(guān)。因此，分解層數(shù)越多，低頻數(shù)據(jù)的延遲就會(huì)越大。而重建時(shí)，高、低頻數(shù)據(jù)需按位置同步輸入。若二者不同步，則需要利用行緩沖來緩存提前輸出的一方，使二者可以同步輸入到重建模塊。因此，高、低頻數(shù)據(jù)間的延遲越大，則所需的行緩沖越多。

由此可見，在上述傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案中，基于金字塔分解的去噪模塊需要大量的行緩沖來緩存中間數(shù)據(jù)，而且隨著分解層數(shù)的增加，對行緩沖的需求將會(huì)顯著增加。在很多成本敏感的應(yīng)用中，只能通過減小分解次數(shù)來控制成本，比如限制最多分解一次；而對于基于金字塔分解的去噪算法來說，分解層數(shù)越多，對低頻噪聲的去除能力越強(qiáng)。所以，這種折中的做法會(huì)大大影響去噪效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于圖像金字塔分解的去噪方法、裝置及系統(tǒng)。本發(fā)明將所有層的高頻圖像數(shù)據(jù)寫入DDR保存，去噪和重建模塊運(yùn)行時(shí)，在需要時(shí)才從DDR中讀取相應(yīng)的高頻數(shù)據(jù)，無需用行緩沖來同步高、低頻圖像數(shù)據(jù)。本發(fā)明能在不影響圖像質(zhì)量的前提下，減少行緩沖的數(shù)量，進(jìn)而降低芯片成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種基于圖像金字塔分解的去噪方法，包括步驟：

通過分解模塊對圖像進(jìn)行金字塔分解，獲取不同分辨率的多層圖像子帶，獲取各層的高頻子帶圖像數(shù)據(jù)和低頻子帶圖像數(shù)據(jù)，將所有層的高頻子帶圖像數(shù)據(jù)寫入DDR中保存；

通過去噪重建模塊對不同分辨率的圖像子帶進(jìn)行去噪和重建處理，需要高頻子帶圖像數(shù)據(jù)時(shí)從DDR中讀取對應(yīng)的高頻子帶圖像數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，所述分解模塊的輸出端設(shè)置有視覺無損壓縮裝置，所述去噪重建模塊的輸入端設(shè)置有視覺無損解壓縮裝置。