[发明专利]运动自适应的视频图像降噪方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及视频图像处理领域，特别涉及视频图像降噪技术。

背景技术

在视频图像处理领域，降噪是一种增强视频图像质量的十分有效的方法。视频在采集、传输和接收等过程中都不可避免地会引入噪声，为了提高视频图像的主客观效果，提高视频图像的压缩效率或节省传输带宽，都有必要对视频进行降噪处理。视频噪声通常被建模为零均值的高斯白噪声，各帧间噪声相互独立，帧内噪声随机出现。视频降噪通常是在空间域、时间域、变换域或者不同域之间结合进行处理以求达到较好的视觉效果。空域降噪利用图像邻域内像素具有相关性而噪声不具有相关性的特性进行噪声消除；空域降噪多采用低通滤波的方法，能有效滤除图像高频噪声，但同时也会模糊图像边缘或细节，去噪越强，图像越模糊。时域去噪利用视频帧间图像具有相关性而噪声是随机的不具相关性这一特点进行噪声的消除；时域降噪多采用多帧加权或者递归加权的方法；时域去噪能有效去除噪声同时保护图像边界和细节；但是简单的帧间加权会导致运动物体的“拖尾”现象，使运动图像变得模糊。现有的基于运动检测的时空域联合降噪方法，把视频帧图像采用硬阈值划分为静止区域和运动区域，对静止区域进行时域降噪，对运动区域进行空域降噪。这样简单划分运动与静止，并不能精细控制时域、空域降噪强度，取得理想降噪效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种运动自适应的视频图像降噪方法及其装置，充分利用了时域降噪保护图像细节和边缘，而空域降噪能有效滤除高频噪声的优势，从而达到更好的降噪效果，并且能够有效控制系统实现成本。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种运动自适应的视频图像降噪方法，包含以下步骤：

确定当前待处理帧的运动级别；其中，所述运动级别为表示相邻两帧间的差异相对于噪声水平的波动程度的表征值；

采用与确定的所述运动级别成反比关系的时域滤波器系数，对所述待处理帧进行时域滤波；

更新经所述时域滤波后的所述待处理帧的噪声水平；

根据所述更新后的噪声水平，对所述待处理帧进行空域滤波。

本发明还提供了一种运动自适应的视频图像降噪装置，包含：

运动级别确定模块，用于确定当前待处理帧的运动级别；其中，所述运动级别为表示相邻两帧间的差异相对于噪声水平的波动程度的表征值；

时域滤波模块，用于采用与确定的所述运动级别成反比关系的时域滤波器系数，对所述待处理帧进行时域滤波；

噪声水平更新模块，用于更新经所述时域滤波模块时域滤波后的所述待处理帧的噪声水平；

空域滤波模块，用于根据所述更新后的噪声水平，对所述待处理帧进行空域滤波。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过确定当前待处理帧的运动级别，控制时域去噪强度，然后更新经所述时域滤波后的所述待处理帧的噪声水平，根据更新后的噪声水平，对待处理帧进行空域滤波。使得时域降噪和空域降噪的强度，能够自适应地进行调节，当运动级别减弱时，时域降噪增强，空域降噪减弱；反之，时域降噪强度减弱，空域降噪强度增强。既能有效消除噪声，同时也能保留图像的细节，从而达到更好的降噪效果，较好地解决了视频降噪图像模糊以及运动物体“拖尾”的现象，并且能够有效控制系统实现成本。

另外，在对待处理帧进行空域滤波时，根据所述更新后的噪声水平，对所述待处理帧进行基于边缘检测的空域滤波，以进一步保证滤波效果。

另外，在对所述待处理帧进行时域滤波时，在当前点位置处的像素值与参考帧同位置处的像素值的绝对差值大于设置的阈值T时，对所述时域滤波器系数进行修正，并采用修正后的时域滤波器系数，对所述待处理帧进行时域滤波。其中，所述时域滤波为多阶时域递归滤波器的滤波时，所述参考帧为经空域滤波后的图像帧；所述时域滤波为多帧加权滤波器的滤波时，所述参考帧为原始视频序列。可以有效防止前述运动级别计算可能出现的运动误判，避免了时域降噪时运动误判带来的“拖尾”现象。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的运动自适应的视频图像降噪方法流程图；

图2是根据本发明第二实施方式的运动自适应的视频图像降噪装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。