圖像降噪方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種圖像降噪方法。該方法通過對待降噪圖像進(jìn)行像素點區(qū)域特定分割，對分割的像素點區(qū)域進(jìn)行特定選擇，對選擇的每一個像素點區(qū)域?qū)?yīng)的像素值矩陣進(jìn)行特定矩陣變換和過濾處理，并對經(jīng)特定矩陣變換和過濾處理的特定像素點的像素值求均值，保證了降噪效果的同時，有效減少了降噪運算量，提高了降噪效率。本發(fā)明還提供一種圖像降噪系統(tǒng)。
【專利說明】圖像降噪方法及系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖像處理技術(shù)，特別涉及一種圖像降噪方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]圖像在數(shù)字化和傳輸過程中常受到成像設(shè)備與外部環(huán)境噪聲干擾等影響，稱為含噪圖像或噪聲圖像，減少數(shù)字圖像中噪聲的過程稱為圖像降噪。
[0003]噪聲是圖像干擾的重要原因。一幅圖像在實際應(yīng)用中可能存在各種各樣的噪聲，這些噪聲可能在傳輸中產(chǎn)生，也可能在量化等處理中產(chǎn)生。根據(jù)噪聲和信號的關(guān)系可將其分為三種形式(f(x，y)表示給定原始圖像，g(x，y)表示圖像信號，n(x，y)表示噪聲):
[0004]I)加性噪聲，此類噪聲與輸入圖像信號無關(guān)，含噪圖像可表示為f(x，y) = g(x,y) + n(x, y)，信道噪聲及光導(dǎo)攝像管的攝像機(jī)掃描圖像時產(chǎn)生的噪聲就屬這類噪聲；
[0005]2)乘性噪聲，此類噪聲與圖像信號有關(guān)，含噪圖像可表示為f(x，y) = g(x, y)+ n(x, y) Xg(x, y)，例如，飛點掃描器掃描圖像時的噪聲，電視圖像中的相干噪聲，膠片中的顆粒噪聲就屬于此類噪聲；
[0006]3)量化噪聲，此類噪聲與輸入圖像信號無關(guān)，是量化過程存在量化誤差，再反映到接收端而產(chǎn)生。
[0007]因此，如何快速準(zhǔn)確的對圖像進(jìn)行降噪是業(yè)界的一大課題。隨著信息化的不斷發(fā)展，大量圖像的應(yīng)用已經(jīng)成為一種常態(tài)，然而，目前人們采用的圖像降噪技術(shù)已經(jīng)難以滿足需求，例如，現(xiàn)有的降噪技術(shù)針對圖像的每個像素的重疊區(qū)域較多，運算量較大，運算時占用的系統(tǒng)運算資源較多。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0008]本發(fā)明的主要目的是提供一種圖像降噪方法，以在保證降噪效果的情況下，有效減少降噪運算量，提高降噪效率。
[0009]此外，還提供一種圖像降噪系統(tǒng)，以在保證降噪效果的情況下，有效減少降噪運算量，提高降噪效率。
[0010]一種圖像降噪方法，適用于數(shù)據(jù)處理設(shè)備，特征在于，該方法包括步驟:A、獲取待降噪的圖像，對待降噪圖像按照預(yù)設(shè)的步長、矩陣行數(shù)及列數(shù)進(jìn)行像素點區(qū)域分割、按照預(yù)設(shè)的個數(shù)選擇分割的像素點區(qū)域以使得所有選擇的像素點區(qū)域都包含部分相同像素點的區(qū)域，為選擇的每一個像素點區(qū)域生成一個像素值矩陣；C、對生成的每一個像素值矩陣進(jìn)行矩陣變換和過濾處理以生成像素值過濾矩陣，對所有像素值過濾矩陣中對應(yīng)相同像素點的像素值求均值，并將均值作為該相同像素點的降噪后的像素值。
[0011]進(jìn)一步地，于步驟C之后，該方法還包括:分析是否有分割的像素點區(qū)域未被選擇；在有分割的像素點區(qū)域未被選擇時，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟B，或者，在分割的像素點區(qū)域都被選擇時，結(jié)束流程。
[0012]進(jìn)一步地，所述對生成的每一個像素值矩陣進(jìn)行矩陣變換和過濾處理以生成像素值過濾矩陣的步驟包括:El、對生成的每一個像素值矩陣按特定的變換算法進(jìn)行變換以生成對應(yīng)的像素頻譜矩陣；E2、根據(jù)預(yù)設(shè)的閥值對每一個像素頻譜矩陣中的元素值進(jìn)行過濾，以生成對應(yīng)的像素頻譜過濾矩陣；E3、對生成的每一個像素頻譜過濾矩陣按特定的反變換算法進(jìn)行反變換，以生成對應(yīng)的像素值過濾矩陣。
[0013]進(jìn)一步地，所述特定的變換算法為離散余弦變換算法，所述特定的反變換算法為反離散余弦變換算法。
[0014]進(jìn)一步地，所述步驟E2為:將每一個像素頻譜矩陣中小于等于預(yù)設(shè)的閥值的元素值進(jìn)行清零處理，以生成對應(yīng)的像素頻譜過濾矩陣。
[0015]一種圖像降噪系統(tǒng)，應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理設(shè)備。該系統(tǒng)包括:區(qū)域分割模塊，用于獲取待降噪的圖像，對待降噪圖像按照預(yù)設(shè)的步長、矩陣行數(shù)及列數(shù)進(jìn)行像素點區(qū)域分割，按照預(yù)設(shè)的個數(shù)選擇分割的像素點區(qū)域以使得所有選擇的像素點區(qū)域都包含部分相同像素點的區(qū)域；矩陣變換模塊，用于為選擇的每一個像素點區(qū)域生成一個像素值矩陣，對生成的每一個像素值矩陣進(jìn)行矩陣變換和過濾處理以生成像素值過濾矩陣；及降噪運算模塊，用于對所有像素值過濾矩陣中對應(yīng)相同像素點的像素值求均值，并將均值作為該相同像素點的降噪后的像素值。
[0016]進(jìn)一步地，所述降噪運算模塊還用于分析是否有分割的像素點區(qū)域未被選擇；所述區(qū)域分割模塊用于在有分割的像素點區(qū)域未被選擇時，按照預(yù)設(shè)的個數(shù)選擇分割的像素點區(qū)域以使得所有選擇的像素點區(qū)域都包含部分相同像素點的區(qū)域。
[0017]進(jìn)一步地，所述矩陣變換模塊用于:對生成的每一個像素值矩陣按特定的變換算法進(jìn)行變換以生成對應(yīng)的像素頻譜矩陣；根據(jù)預(yù)設(shè)的閥值對每一個像素頻譜矩陣中的元素值進(jìn)行過濾，以生成對應(yīng)的像素頻譜過濾矩陣；對生成的每一個像素頻譜過濾矩陣按特定的反變換算法進(jìn)行反變換，以生成對應(yīng)的像素值過濾矩陣。
[0018]進(jìn)一步地，所述特定的變換算法為離散余弦變換算法，所述特定的反變換算法為反離散余弦變換算法。
[0019]進(jìn)一步地，所述矩陣變換模塊用于:將每一個像素頻譜矩陣中小于等于預(yù)設(shè)的閥值的元素值進(jìn)行清零處理，以生成對應(yīng)的像素頻譜過濾矩陣。
[0020]相較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過對待降噪圖像進(jìn)行像素點區(qū)域特定分割，對分割的像素點區(qū)域進(jìn)行特定選擇，對選擇的每一個像素點區(qū)域?qū)?yīng)的像素值矩陣進(jìn)行特定矩陣變換和過濾處理，并對經(jīng)特定矩陣變換和過濾處理的特定像素點的像素值求均值，保證了降噪效果的同時，有效減少了降噪運算量，提高了降噪效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明圖像降噪系統(tǒng)較佳實施例的運行架構(gòu)圖。
[0022]圖2為圖1中圖像降噪系統(tǒng)的功能模塊圖。
[0023]圖3為圖1中圖像降噪系統(tǒng)對圖像進(jìn)行像素點區(qū)域分割的示例圖。
[0024]圖4為本發(fā)明圖像降噪方法較佳實施例的具體實施流程圖。
[0025]本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
【具體實施方式】[0026]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0027]如圖1所示，為本發(fā)明圖像降噪系統(tǒng)較佳實施例的運行架構(gòu)圖。該圖像降噪系統(tǒng)11運行于數(shù)據(jù)處理設(shè)備I中。所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備I可以是手機(jī)、平板電腦、個人數(shù)字助理(Personal Digital Assistant, PDA)或其他任意適用的數(shù)據(jù)處理設(shè)備。所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備I包括存儲單元13及處理單元10。
[0028]該存儲單元13，用于存儲該圖像降噪系統(tǒng)11，及該圖像降噪系統(tǒng)11的運行數(shù)據(jù)。
[0029]該處理單元10，用于調(diào)用并執(zhí)行該圖像降噪系統(tǒng)11，以實現(xiàn)對圖像的降噪。
[0030]如圖2所示，為圖1中圖像降噪系統(tǒng)的功能模塊圖。該圖像降噪系統(tǒng)11包括區(qū)域分割模塊110，矩陣變換模塊111及降噪運算模塊112。
[0031]該區(qū)域分割模塊110，用于獲取待降噪的圖像。在本實施例中，該區(qū)域分割模塊110從該存儲單元13中獲取待降噪的圖像；在本發(fā)明的其他實施例中，該區(qū)域分割模塊110從其他任意適用的裝置中獲取待降噪的圖像。
[0032]該區(qū)域分割模塊110，還用于對待降噪圖像按照預(yù)設(shè)的步長、矩陣行數(shù)及列數(shù)進(jìn)行像素點區(qū)域分割。在本實施例中，所述步長指相鄰的像素點分割區(qū)域間隔的像素點數(shù)目(步長以4為例)，所述矩陣行數(shù)等于每一個像素點分割區(qū)域每一列像素點的數(shù)目(矩陣行數(shù)以8為例)，所述矩陣列數(shù)等于每一個像素點分割區(qū)域每一行像素點的數(shù)目(矩陣列數(shù)以8為例)。例如圖 3 所示，像素點分割區(qū)域0-02-B2-B、A-A2-C2-C、01-03-B3-Bl 或者A1-A3-C3-C1的每一列像素點的數(shù)目為8且每一行像素點的數(shù)目為8,相鄰的像素點分割區(qū)域0-02-B2-B與A-A2-C2-C相隔的像素點數(shù)目為4，相鄰的像素點分割區(qū)域0-02-B2-B與01-03-B3-B1相隔的像素點數(shù)目為4。在本發(fā)明的其他實施例中，所述預(yù)設(shè)的步長、矩陣行數(shù)及列數(shù)還可以是其他任意適用的數(shù)目。
[0033]該區(qū)域分割模塊110，還用于在有分割的像素點區(qū)域未被選擇時，按照預(yù)設(shè)的個數(shù)選擇分割的像素點區(qū)域以使得所有選擇的像素點區(qū)域都包含部分相同像素點的區(qū)域。在本實施例中，所述預(yù)設(shè)的個數(shù)為4。例如圖3所示，該區(qū)域分割模塊110選擇0-02-B2-B、A-A2-C2-C、01-03-B3-B1及A1-A3-C3-C1區(qū)域，該4個選擇的像素點區(qū)域都包含部分相同像素點的區(qū)域A1-A2-B2-B1。在本發(fā)明的其他實施例中，所述預(yù)設(shè)的個數(shù)還可以是其他任意適用的數(shù)目。
[0034]該矩陣變換模塊111，用于為選擇的每一個像素點區(qū)域生成一個像素值矩陣，并對生成的每一個像素值矩陣按特定的變換算法進(jìn)行變換以生成對應(yīng)的像素頻譜矩陣。在本實施例中，所述特定的變換算法為DCT (Discrete Cosine Transform,離散余弦變換)算法。在本發(fā)明的其他實施例中，所述特定的變換算法為其他任意適用的算法。
[0035]該矩陣變換模塊111，還用于根據(jù)預(yù)設(shè)的閥值對每一個像素頻譜矩陣中的元素值進(jìn)行過濾，以生成對應(yīng)的像素頻譜過濾矩陣。在本實施例中，該矩陣變換模塊111將每一個像素頻譜矩陣中小于等于預(yù)設(shè)的閥值的元素值進(jìn)行過濾，即清零處理。在本發(fā)明的其他實施例中，該矩陣變換模塊111根據(jù)預(yù)設(shè)的閥值對每一個像素頻譜矩陣中的元素值進(jìn)行其他任意適用的過濾處理。在本實施例中，所述預(yù)設(shè)的閥值是統(tǒng)一的、相同的；在本發(fā)明的其他實施例中，所述預(yù)設(shè)的閥值有多個，分別用于過濾每一個像素頻譜矩陣中特定的元素值。
[0036]該矩陣變換模塊111，還用于對生成的每一個像素頻譜過濾矩陣按特定的反變換算法進(jìn)行反變換，以生成對應(yīng)的像素值過濾矩陣。在本實施例中，所述特定的反變換算法為IDCT (Inverse Discrete Cosine Transform,反離散余弦變換)算法。在本發(fā)明的其他實施例中，所述特定的反變換算法為其他任意適用的算法。
[0037]該降噪運算模塊112，用于對所有像素值過濾矩陣中對應(yīng)相同像素點的像素值求均值，并將均值作為該相同像素點的降噪后的像素值。例如，像素點區(qū)域A1-A2-B2-B1中的每一個像素點都對應(yīng)有一個所述均值。
[0038]該降噪運算模塊112，還用于分析是否有分割的像素點區(qū)域未被該區(qū)域分割模塊110選擇。
[0039]如圖4所示，為本發(fā)明圖像降噪方法較佳實施例的具體實施流程圖。
[0040]需要強(qiáng)調(diào)的是:圖4所示流程圖僅為一個較佳實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)知，任何圍繞本發(fā)明思想構(gòu)建的實施例都不應(yīng)脫離于如下技術(shù)方案涵蓋的范圍:
[0041]獲取待降噪的圖像；對待降噪圖像按照預(yù)設(shè)的步長、矩陣行數(shù)及列數(shù)進(jìn)行像素點區(qū)域分割；在有分割的像素點區(qū)域未被選擇時，按照預(yù)設(shè)的個數(shù)選擇分割的像素點區(qū)域以使得所有選擇的像素點區(qū)域都包含部分相同像素點的區(qū)域；為選擇的每一個像素點區(qū)域生成一個像素值矩陣；對生成的每一個像素值矩陣進(jìn)行矩陣變換和過濾處理以生成像素值過濾矩陣；對所有像素值過濾矩陣中對應(yīng)相同像素點的像素值求均值，并將均值作為該相同像素點的降噪后的像素值。
[0042]以下是結(jié)合本實施例逐步實現(xiàn)圖像的降噪處理。
[0043]步驟S10，獲取待降噪的圖像。在本實施例中，從該存儲單元13中獲取待降噪的圖像；在本發(fā)明的其他實施例中，從其他任意適用的裝置中獲取待降噪的圖像。
[0044]步驟S11，對待降噪圖像按照預(yù)設(shè)的步長、矩陣行數(shù)及列數(shù)進(jìn)行像素點區(qū)域分割。
[0045]步驟S12，按照預(yù)設(shè)的個數(shù)選擇分割的像素點區(qū)域以使得所有選擇的像素點區(qū)域都包含部分相同像素點的區(qū)域。在本實施例中，所述預(yù)設(shè)的個數(shù)為4。例如圖3所示，選擇0-02-B2-B、A-A2-C2-C、01-03-B3-B1及A1-A3-C3-C1區(qū)域，該4個選擇的像素點區(qū)域都包含部分相同像素點的區(qū)域A1-A2-B2-B1。
[0046]步驟S13，為選擇的每一個像素點區(qū)域生成一個像素值矩陣，并對生成的每一個像素值矩陣按特定的變換算法進(jìn)行變換以生成對應(yīng)的像素頻譜矩陣。在本實施例中，所述特定的變換算法為DCT (Discrete Cosine Transform,離散余弦變換)算法。
[0047]步驟S15，根據(jù)預(yù)設(shè)的閥值對每一個像素頻譜矩陣中的元素值進(jìn)行過濾，以生成對應(yīng)的像素頻譜過濾矩陣。在本實施例中，將每一個像素頻譜矩陣中小于(或者小于等于)預(yù)設(shè)的閥值的元素值進(jìn)行過濾，即清零處理。在本發(fā)明的其他實施例中，根據(jù)預(yù)設(shè)的閥值對每一個像素頻譜矩陣中的元素值進(jìn)行其他任意適用的過濾處理。在本實施例中，所述預(yù)設(shè)的閥值是統(tǒng)一的、相同的；在本發(fā)明的其他實施例中，所述預(yù)設(shè)的閥值有多個，分別用于過濾每一個像素頻譜矩陣中特定的元素值。
[0048]步驟S16，對生成的每一個像素頻譜過濾矩陣按特定的反變換算法進(jìn)行反變換，以生成對應(yīng)的像素值過濾矩陣。在本實施例中，所述特定的反變換算法為IDCT (InverseDiscrete Cosine Transform,反離散余弦變換)算法。在本發(fā)明的其他實施例中,所述特定的反變換算法為其他任意適用的算法。
[0049]步驟S17，對所有像素值過濾矩陣中對應(yīng)相同像素點的像素值求均值，并將均值作為該相同像素點的降噪后的像素值。例如,像素點區(qū)域A1-A2-B2-B1中的每一個像素點都對應(yīng)有一個所述均值。
[0050]步驟S18，分析是否有分割的像素點區(qū)域未被選擇。
[0051]在有分割的像素點區(qū)域未被選擇時，轉(zhuǎn)入執(zhí)行上述步驟S12，或者，在分割的像素點區(qū)域都被選擇時，流程結(jié)束。
[0052]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種圖像降噪方法，其特征在于，該方法包括步驟: A、獲取待降噪的圖像，對待降噪圖像按照預(yù)設(shè)的步長、矩陣行數(shù)及列數(shù)進(jìn)行像素點區(qū)域分割； B、按照預(yù)設(shè)的個數(shù)選擇分割的像素點區(qū)域以使得所有選擇的像素點區(qū)域都包含部分相同像素點的區(qū)域，為選擇的每一個像素點區(qū)域生成一個像素值矩陣； C、對生成的每一個像素值矩陣進(jìn)行矩陣變換和過濾處理以生成像素值過濾矩陣，對所有像素值過濾矩陣中對應(yīng)相同像素點的像素值求均值，并將均值作為該相同像素點的降噪后的像素值。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像降噪方法，其特征在于，于步驟C之后，該方法還包括: 分析是否有分割的像素點區(qū)域未被選擇； 在有分割的像素點區(qū)域未被選擇時，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟B。
3.如權(quán)利要求1或2所述的圖像降噪方法，其特征在于，所述對生成的每一個像素值矩陣進(jìn)行矩陣變換和過濾處理以生成像素值過濾矩陣的步驟包括: E1、對生成的每一個像素值矩陣按特定的變換算法進(jìn)行變換以生成對應(yīng)的像素頻譜矩陣； E2、根據(jù)預(yù)設(shè)的閥值對每一個像素頻譜矩陣中的元素值進(jìn)行過濾，以生成對應(yīng)的像素頻譜過濾矩陣； E3、對生成的每一個`像素頻譜過濾矩陣按特定的反變換算法進(jìn)行反變換，以生成對應(yīng)的像素值過濾矩陣。
4.如權(quán)利要求3所述的圖像降噪方法，其特征在于，所述特定的變換算法為離散余弦變換算法，所述特定的反變換算法為反離散余弦變換算法。
5.如權(quán)利要求3所述的圖像降噪方法，其特征在于，所述步驟E2為:將每一個像素頻譜矩陣中小于等于預(yù)設(shè)的閥值的元素值進(jìn)行清零處理，以生成對應(yīng)的像素頻譜過濾矩陣。
6.一種圖像降噪系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 區(qū)域分割模塊，用于獲取待降噪的圖像，對待降噪圖像按照預(yù)設(shè)的步長、矩陣行數(shù)及列數(shù)進(jìn)行像素點區(qū)域分割，按照預(yù)設(shè)的個數(shù)選擇分割的像素點區(qū)域以使得所有選擇的像素點區(qū)域都包含部分相同像素點的區(qū)域； 矩陣變換模塊，用于為選擇的每一個像素點區(qū)域生成一個像素值矩陣，對生成的每一個像素值矩陣進(jìn)行矩陣變換和過濾處理以生成像素值過濾矩陣；及 降噪運算模塊，用于對所有像素值過濾矩陣中對應(yīng)相同像素點的像素值求均值，并將均值作為該相同像素點的降噪后的像素值。
7.如權(quán)利要求6所述的圖像降噪系統(tǒng)，其特征在于: 所述降噪運算模塊，還用于分析是否有分割的像素點區(qū)域未被選擇； 所述區(qū)域分割模塊，用于在有分割的像素點區(qū)域未被選擇時，按照預(yù)設(shè)的個數(shù)選擇分割的像素點區(qū)域以使得所有選擇的像素點區(qū)域都包含部分相同像素點的區(qū)域。
8.如權(quán)利要求6或7所述的圖像降噪系統(tǒng)，其特征在于，所述矩陣變換模塊用于: 對生成的每一個像素值矩陣按特定的變換算法進(jìn)行變換以生成對應(yīng)的像素頻譜矩陣； 根據(jù)預(yù)設(shè)的閥值對每一個像素頻譜矩陣中的元素值進(jìn)行過濾，以生成對應(yīng)的像素頻譜過濾矩陣； 對生成的每一個像素頻譜過濾矩陣按特定的反變換算法進(jìn)行反變換，以生成對應(yīng)的像素值過濾矩陣。
9.如權(quán)利要求8所述的圖像降噪系統(tǒng)，其特征在于，所述特定的變換算法為離散余弦變換算法，所述特定的反變換算法為反離散余弦變換算法。
10.如權(quán)利要求8所述的圖像降噪系統(tǒng)，其特征在于，所述矩陣變換模塊用于:將每一個像素頻譜矩陣中小于等于預(yù)設(shè)的閥值的元素值進(jìn)行清零處理，以生成對應(yīng)的像素頻譜過濾矩陣 。
【文檔編號】G06T5/00GK103871026SQ201210531822
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月11日
【發(fā)明者】姜德強(qiáng) 申請人:合肥市騰訊信息科技有限公司