專利名稱：一種消除圖像噪聲的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)，特別涉及一種消除圖像噪聲的方法及裝置。
背景技術(shù)：
在成像的過(guò)程中，由于成像系統(tǒng)中各感光器件的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍、以
及實(shí)際環(huán)境中光照變化等因素影響，例如，成像系統(tǒng)中電荷耦合器件(CCD, Charge Coupled Device )的暗電流、機(jī)械運(yùn)動(dòng)、傳輸?shù)碾娐沸盘?hào)、以及CCD 所處的傳輸環(huán)境等的影響，使得成像的圖像中始終存在著不同類型、不同強(qiáng) 度的噪聲。圖像中的噪聲不僅湮沒圖像的信息，同時(shí)還產(chǎn)生假的信息，噪聲 強(qiáng)度越大，湮沒的圖像信息也就越多，使得圖像的清晰程度下降、質(zhì)量較差， 影響圖像的應(yīng)用。
消除噪聲技術(shù)作為圖像處理技術(shù)中消除噪聲、提高圖像質(zhì)量的 一種處理 技術(shù)，力求將噪聲和圖像信息區(qū)分開，最大限度地在消除噪聲的同時(shí)保留圖 像本身的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)信息，從而獲取消除噪聲后圖像實(shí)際的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像 的分析、處理和應(yīng)用。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中消除圖像噪聲的方法流程示意圖。參見圖1，該流程 包括
步驟101，將待處理圖像按照一定的規(guī)則分為多個(gè)局部圖像參考?jí)K；
本步驟中，將待處理圖像劃分成均勻的圖像參考?jí)K。
步驟102，獲取局部圖像參考?jí)K中相同結(jié)構(gòu)的信息；
本步驟中，采用特征匹配的方法獲取待處理圖像中相同結(jié)構(gòu)的信息，例 如，利用距離函數(shù)對(duì)局部圖像參考?jí)K進(jìn)行距離、輪廓等特征的匹配，得到匹 配的第一圖像參考?jí)K。步驟103，將匹配得到的第一圖像參考?jí)K組成三維的數(shù)組，進(jìn)行變換域 變換，得到第一變換域系數(shù)；
本步驟中，變換域變換采用三維的離散余弦變換(DCT, Discrete Cosine Transform )或離散^f專立葉變4灸(DFT, Discrete Fourier Transform )。
步驟104，對(duì)獲取的第一變換系數(shù)進(jìn)行閾值操作以消除噪聲，再進(jìn)行變 換域逆變換，得到消除噪聲的第一處理圖像；
本步驟中，閾值由用戶預(yù)先設(shè)定，如果第一變換系數(shù)高于或等于該閾值， 則保留該系數(shù)，如果第一變換系數(shù)低于該閾值，則舍棄該系數(shù)，或者將該系 數(shù)置零。
進(jìn)行變換域逆變換得到的第一處理圖像為各個(gè)經(jīng)過(guò)初步噪聲消除的局 部圖像參考?jí)K組成的圖像。
步驟105，將第一處理圖像重新進(jìn)行特征匹配，將匹配得到的第二圖像 參考?jí)K組成三維的數(shù)組，進(jìn)行第二次變換域變換，得到第二變換域系數(shù)；
本步驟中，由于第一次將局部圖像參考?jí)K進(jìn)行特征匹配時(shí)，可能其準(zhǔn)確 性較低，因而，為了提高特征匹配的準(zhǔn)確性，可能需要在得到的第一處理圖 像的基礎(chǔ)上重復(fù)步驟102 ~步驟104。
實(shí)際應(yīng)用中，重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)可以根據(jù)對(duì)處理后圖像的要求確定，本實(shí) 施例中，對(duì)第一處理圖像進(jìn)行一次重復(fù)處理。
步驟106,對(duì)獲取的第二變換域系數(shù)進(jìn)行閾值操作以消除噪聲，再進(jìn)行 變換域逆變換，得到消除噪聲的第二處理圖像；
本步驟中，第二處理圖像為各個(gè)再次經(jīng)過(guò)噪聲消除的局部圖像參考?jí)K組 成的圖像，對(duì)于圖像效果和質(zhì)量要求不太嚴(yán)格的場(chǎng)合，該第二處理圖像可以 作為消除噪聲后的圖像使用。
實(shí)際應(yīng)用中，還經(jīng)常采用一種噪聲估計(jì)的方法以消除圖像噪聲通過(guò)將 含噪聲的待處理圖像進(jìn)行小波分解，然后進(jìn)行高頻子帶統(tǒng)計(jì)，取高頻子帶系 數(shù)絕對(duì)值，然后統(tǒng)計(jì)高頻子帶系數(shù)絕對(duì)值的中值，計(jì)算得到噪聲的估計(jì)值， 即噪聲參數(shù)，根據(jù)噪聲參數(shù)對(duì)待處理圖像進(jìn)行維納濾波，得到消除噪聲后的圖像。
由上可見，現(xiàn)有技術(shù)中消除圖像噪聲的方法，消除圖像噪聲的效果依賴 于局部圖像參考?jí)K特征匹配的準(zhǔn)確性，而在噪聲強(qiáng)度較高時(shí)，特征匹配的準(zhǔn) 確性較差，容易導(dǎo)致匹配失效，從而影響圖像噪聲消除的效果，進(jìn)一步地， 對(duì)獲取的第 一 變換系數(shù)進(jìn)行閾值操作以消除噪聲，該閾值由用戶預(yù)先設(shè)定， 不能反映待處理圖像中噪聲的實(shí)際環(huán)境；而采用噪聲估計(jì)的方法，由于是直 接對(duì)含噪聲的待處理圖像進(jìn)行小波分解，分解得到的高頻子帶中包含有噪聲 信號(hào)，使得估計(jì)得到的噪聲參數(shù)準(zhǔn)確性較差，導(dǎo)致圖像噪聲消除效果下降、 圖像質(zhì)量較差。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種消除圖像噪聲的方法，提高 圖像噪聲消除的效果、改善圖像質(zhì)量。
本發(fā)明的另 一 目的在于提供一種消除圖像噪聲的裝置，提高圖像噪聲消 除的效果、改善圖像質(zhì)量。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種消除圖像噪聲的方法，該方法包含 分塊待處理圖像生成多個(gè)圖像塊，相鄰的圖像塊之間包含有相同位置的 圖像信息；
將圖像塊進(jìn)行二維變換域變換，得到二維變換域系數(shù)矩陣并組成三維數(shù) 組，對(duì)三維數(shù)組執(zhí)行 一 維變換域變換獲取三維變換域系數(shù)；
對(duì)獲取的三維變換系數(shù)進(jìn)行閾值操作，再進(jìn)行變換域逆變換，得到處理 后的圖像塊信息；
平均處理后的圖像塊中相同位置的圖像信息，得到第一處理圖像。
較佳地，該方法進(jìn)一步包括
從待處理圖像中消去第一處理圖像，獲取噪聲； 小波分解獲取的噪聲，統(tǒng)計(jì)小波分解獲取的高頻子帶，獲取噪聲參數(shù)； 根據(jù)獲取的噪聲參數(shù)對(duì)獲取的三維變換系數(shù)進(jìn)行消除噪聲操作，再進(jìn)行變換域逆變換，得到噪聲參數(shù)處理后的圖像塊信息；
平均噪聲參數(shù)處理后的圖像塊中相同位置的圖像信息，獲取消除噪聲的 第二處理圖像。
所述統(tǒng)計(jì)小波分解獲取的高頻子帶，獲取噪聲參數(shù)包括
將小波分解得到的高頻子帶取絕對(duì)值得到小波分解系數(shù)； 按照小波分解系數(shù)的大小順序排列，獲取中間值，根據(jù)公式計(jì)算中間值
獲取噪聲參數(shù)，所述公式為
5 = (v/0.6745)x((vZ0.6745)/t/)—' '
式中，5為噪聲參數(shù)，v為中間值，J和/為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，"的取值為20至
40之間，,的取值為0到1之間。
較佳地，所述分塊待處理圖像的步驟包含
所述圖像塊對(duì)角矩陣的左上角點(diǎn)為所述待處理圖像的當(dāng)前像素點(diǎn)，所述 圖像塊邊長(zhǎng)包含預(yù)先設(shè)置個(gè)數(shù)的像素點(diǎn)。
所述對(duì)獲取的三維變換系數(shù)進(jìn)行閾值操作包含
判斷獲取的三維變換系數(shù)的絕對(duì)值是否高于預(yù)先設(shè)置的閾值，如果所述 三維變換系數(shù)的絕對(duì)值高于或等于預(yù)先設(shè)置的閾值，則保留該系數(shù)，如果所 述三維變換系數(shù)的絕對(duì)值低于預(yù)先設(shè)置的闞值，則將該系數(shù)置零。
較佳地，該方法進(jìn)一步包括
對(duì)取閾值操作后的三維變換系數(shù)進(jìn)行 一 維變換域逆變換得到包含圖像 塊系數(shù)矩陣的 一 維逆變換系數(shù)矩陣；
統(tǒng)計(jì)每個(gè)圖像塊系數(shù)矩陣內(nèi)不為零的系數(shù)的個(gè)數(shù)并生成對(duì)應(yīng)于該圖像 塊的閾值；
按照獲取的每一 圖像塊對(duì)應(yīng)的閾值，對(duì)獲取的三維變換系數(shù)重新進(jìn)行取 閾值操作。
所述生成對(duì)應(yīng)于該圖像塊的閾值的公式為7' = ""/(P + l)，
式中，r為該圖像塊對(duì)應(yīng)的閾值，c.為常數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取值在1至2之間，"為預(yù)先設(shè)置的闊值，p為該圖像塊系數(shù)矩陣內(nèi)不為零的系數(shù)的 個(gè)數(shù)。
所述變換域變換包括離散余弦變換、離散傅里葉變換或小波變換。
一種消除圖像噪聲的裝置，該裝置包括圖像分塊單元、變換域變換單 元、閾值處理單元、變換域逆變換單元以及圖像重生成單元，其中，
圖像分塊單元，用于將待處理圖像分塊形成多個(gè)圖像塊，相鄰的圖像塊 之間包含有相同位置的待處理圖像信息；
變換域變換單元，用于將接收的圖像塊進(jìn)行變換域變換，得到變換域系
數(shù)；
閾值處理單元，用于根據(jù)存儲(chǔ)的閾值對(duì)變換域系數(shù)執(zhí)行閾值操作，生成 閾值操作后的系數(shù)向量；
變換域逆變換單元，用于對(duì)閾值操作后的系數(shù)向量進(jìn)行變換域逆變換， 得到處理后的圖像塊信息；
圖像重生成單元，用于將處理后的圖像塊中相同位置的圖像信息進(jìn)行平 均后生成消除噪聲的第 一處理圖像。
所述變換域變換單元包括二維變換域變換模塊和一維變換域變換模塊，
二維變換域變換模塊，用于對(duì)接收的圖像塊進(jìn)行二維變換域變換，得到 二維變換域系數(shù)；
一維變換域變換模塊，用于將二維變換域系數(shù)組成三維向量數(shù)組，對(duì)該 三維向量數(shù)組進(jìn)行 一 維變換域變換，得到變換域系數(shù)。 較佳地，該裝置進(jìn)一步包括
閾值調(diào)節(jié)單元，用于接收閎值處理單元輸出的系數(shù)向量，對(duì)系數(shù)向量進(jìn) 行一維逆變換域變換得到包含圖像塊系數(shù)矩陣的一維逆變換系數(shù)向量，統(tǒng)計(jì) 每個(gè)圖像塊系數(shù)矩陣內(nèi)不為零的系數(shù)的個(gè)數(shù)并生成對(duì)應(yīng)于該圖像塊的闊值， 將獲取的每 一 圖像塊對(duì)應(yīng)的閾值更新閾值處理單元中存儲(chǔ)的閾值。
較佳地，該裝置進(jìn)一步包括噪聲參數(shù)獲取單元，用于根據(jù)接收的待處理圖像和第一處理圖像得到噪 聲，對(duì)噪聲進(jìn)行小波分解，統(tǒng)計(jì)小波分解獲取的高頻子帶，獲取噪聲參數(shù)， 并將獲取的噪聲參數(shù)更新閾值處理單元存儲(chǔ)的閾值。
較佳地，該裝置進(jìn)一步包括噪聲參數(shù)獲取單元以及噪聲參數(shù)處理單元，
其中，
噪聲參數(shù)獲取單元，用于根據(jù)接收的待處理圖像和第一處理圖像得到噪
聲，對(duì)噪聲進(jìn)行小波分解，統(tǒng)計(jì)小波分解獲取的高頻子帶，獲取噪聲參數(shù)； 噪聲參數(shù)處理單元，用于對(duì)接收的待處理圖像進(jìn)行分塊、二維變換域變 換、 一維變換域變換獲取三維變換域系數(shù)，根據(jù)噪聲參數(shù)獲取單元輸出的噪 聲參數(shù)對(duì)獲取的三維變換系數(shù)進(jìn)行去噪操作，再進(jìn)行變換域逆變換，得到噪 聲參數(shù)處理后的圖像塊信息，平均噪聲參數(shù)處理后的圖像塊中相同位置的圖 像信息，獲取消除噪聲的第二處理圖像。
由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明提供的消除圖像噪聲的方法及裝置，通 過(guò)分塊待處理圖像生成多個(gè)圖像塊，相鄰的圖像塊之間包含有相同位置的圖 像信息；將圖像塊進(jìn)行二維變換域變換，得到二維變換域系數(shù)矩陣并組成三 維數(shù)組，對(duì)三維數(shù)組執(zhí)行一維變換域變換獲取三維變換域系數(shù)；對(duì)獲取的三 維變換系數(shù)進(jìn)行閾值操作，再進(jìn)行變換域逆變換，得到處理后的圖像塊信息； 平均處理后的圖像塊中相同位置的圖像信息，得到第一處理圖像。由于一個(gè) 圖像塊中包含多個(gè)相鄰圖像塊的像素信息，各像素點(diǎn)在相鄰的圖像塊中相互 重疊，通過(guò)對(duì)相同位置像素點(diǎn)圖像信息的平均，從而避免了需要對(duì)圖像塊進(jìn) 行特征匹配導(dǎo)致的特征匹配誤差，有效地提高了圖像噪聲的消除效果、改善 了圖像質(zhì)量。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中消除圖像噪聲的方法流程示意圖2為本發(fā)明消除圖像噪聲的方法流程示意圖3為本發(fā)明對(duì)獲取的三維變換系數(shù)進(jìn)行閾值操作的流程示意圖；圖4為本發(fā)明獲取噪聲參數(shù)的流程示意圖； 圖5為本發(fā)明消除圖像噪聲的裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明消除圖像噪聲的裝置第二結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本發(fā)明消除圖像噪聲的裝置第三結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為本發(fā)明消除圖像噪聲的裝置第四結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的核心思想是通過(guò)將待處理圖像進(jìn)行分塊生成圖像塊，每個(gè)圖 像塊包含相鄰圖像塊相同位置的圖像信息，對(duì)每一個(gè)圖像塊進(jìn)行變換域變 換，然后對(duì)獲取的變換系數(shù)按照閾值操作，并將進(jìn)行閾值操作的變換系數(shù)進(jìn) 行變換域逆變換，然后根據(jù)變換域逆變換獲取的信息對(duì)位置重疊的圖像進(jìn)行 平均，得到消除噪聲的處理圖像。同時(shí)，還可以在消除噪聲的處理過(guò)程中， 對(duì)閾值進(jìn)行調(diào)節(jié)，以及根據(jù)消除噪聲的處理圖像計(jì)算獲取噪聲參數(shù)，對(duì)待處 理圖像再進(jìn)行重新去噪，以增強(qiáng)圖像噪聲；肖除的效果。
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體 實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一 步的詳細(xì)描述。
圖2為本發(fā)明消除圖像噪聲的方法流程示意圖。參見圖2，該流程包括
步驟201,將待處理圖像分塊形成圖像塊；
本步驟中，將待處理圖像按照左右上下的掃描方式，進(jìn)行取塊操作，圖 像塊的大小可以根據(jù)圖像處理的要求確定。
本實(shí)施例中，假設(shè)待處理圖像包含mxn個(gè)像素點(diǎn)，記為矩陣t
<formula>formula see original document page 12</formula>
其中，^表示待處理圖像； )表示待處理圖像中的像素點(diǎn)。
以當(dāng)前像素點(diǎn)作為圖像塊矩陣^的左上角點(diǎn)，圖像塊的大小為bxb個(gè)像素點(diǎn)，對(duì)每一像素點(diǎn)進(jìn)行取塊搡作，共獲取mxn個(gè)圖像塊，對(duì)于超過(guò)m-b 或n-b的像素點(diǎn)，取塊時(shí)圖像塊內(nèi)沒有的點(diǎn)取零或采用循環(huán)邊界的處理方式。 圖像塊矩陣A,的表達(dá)式為<formula>formula see original document page 13</formula>
則將待處理圖像分塊形成的總的圖像塊矩陣S表達(dá)式為
<formula>formula see original document page 13</formula>
當(dāng)然，實(shí)際應(yīng)用中，也可以采用其它的取塊操作方式。 現(xiàn)有技術(shù)中，由于對(duì)待處理圖像分塊形成的局部圖像參考?jí)K彼此不重 疊，因而需要對(duì)各局部圖像參考?jí)K進(jìn)行特征匹配以獲取相同結(jié)構(gòu)的信息，消 除圖像噪聲的效果依賴于局部圖像參考?jí)K特征匹配的準(zhǔn)確性，特征匹配的準(zhǔn) 確性又與噪聲強(qiáng)度相關(guān)，在噪聲強(qiáng)度較高時(shí)，特征匹配的準(zhǔn)確性較差，從而
影響圖像噪聲的消除效果；而本發(fā)明中，采用待處理圖像中各像素點(diǎn)相互重 疊的分塊方法，使得一個(gè)圖像塊中包含相同位置的多個(gè)相鄰圖像塊的像素點(diǎn) 信息，直接對(duì)圖像塊進(jìn)行變換域變換，從而避免了需要對(duì)圖像塊進(jìn)行特征匹 配導(dǎo)致的特征匹配誤差，因而有效地提高了圖像噪聲的消除效果。
步驟202，將圖像塊進(jìn)行二維變換域變換，得到二維變換域系數(shù)矩陣； 本步驟中，可以采用二維DCT變換，也可以采用二維DFT變換，還可 以采用小波變換，以下以DCT變換為例進(jìn)行說(shuō)明。
DCT變換、DFT變換以及小波變換的具體過(guò)程，可參考相關(guān)文獻(xiàn)，在 此不再贅述。
得到的二維變換域系數(shù)矩陣C包括mxn個(gè)圖像塊的矩陣系數(shù)。其中，矩陣為矩陣i的二維變換域變換。
步驟203，由二維變換域系數(shù)矩陣組成三維數(shù)組，對(duì)三維數(shù)組執(zhí)行一維
變換域變換，得到三維變換域系數(shù)；
本步驟中，每一個(gè)圖像塊的二維變換域系數(shù)組成的矩陣疋，《e/ "h，
,'e[l，m|,7e[l，n]。將矩陣《組成三維的向量數(shù)組D， Z)ei ^環(huán)。即，￡ 可以看 作是由6"個(gè),維的系數(shù)矩陣(系數(shù)向量)A.,組成，0<yt，/26。對(duì)每個(gè)^7維 的系數(shù)矩陣(向量數(shù)組)進(jìn)行一維DCT變換，將一維DCT變換后得到的A.,
組成新的三維向量數(shù)組D,即三維變換域系數(shù)，由"^個(gè)/W7維的系數(shù)向量A,
組成，0</U"。其中，
A'，A"…，A A'，A"…，A
矩陣A,為矩陣《(l2^m,l^^)中第/t行第/列的系數(shù)組成的矩陣進(jìn)行 一維DCT變換。
步驟202和步驟203中，也可以是將獲取的圖像塊以及每個(gè)圖像塊對(duì)應(yīng) 的系數(shù)組成三維的向量數(shù)組，然后對(duì)該三維數(shù)組進(jìn)行三維變換域變換，從而 得到三維變換域系數(shù)。
步驟204，對(duì)獲取的三維變換系數(shù)進(jìn)行閾值操作，再進(jìn)行變換域逆變換， 得到第一處理圖像；
本步驟中，對(duì)獲取的三維變換系數(shù)進(jìn)行閾值操作以消除噪聲，可以是按 照現(xiàn)有技術(shù)預(yù)先設(shè)置閾值，如果三維變換系數(shù)高于或等于該閣值，則保留該 系數(shù)，如果三維變換系數(shù)低于該閾值，則舍棄該系數(shù)，也就是將該系數(shù)置零，得到取閾值操作后的系數(shù)向量5 "。
實(shí)際應(yīng)用中，將三維變換系數(shù)執(zhí)行閾值操作并進(jìn)行變換域逆變換后得到 第一處理圖像，其消除噪聲的效果與該確定的閾值大小相關(guān)?，F(xiàn)有技術(shù)中， 由于閾值是由用戶預(yù)先設(shè)置的，并不能準(zhǔn)確反映待處理圖像的噪聲環(huán)境，本 實(shí)施例中，進(jìn)一步提出對(duì)預(yù)先設(shè)置的閾值進(jìn)行調(diào)整的方法，以提高消除噪聲 的效果。
圖3為本發(fā)明對(duì)獲取的三維變換系數(shù)進(jìn)行閾值操作的流程示意圖，參見
圖3,該流程包括
步驟301,對(duì)獲取的三維變換系數(shù)按照預(yù)先設(shè)置的閾值進(jìn)行取閾值操作 得到取閾值操作后的系數(shù)向量；
本步驟中，如果三維變換系數(shù)的系數(shù)向量A,的絕對(duì)值高于或等于該閾
值，則保留該系數(shù)，如果三維變換系數(shù)的系數(shù)向量A.,的絕對(duì)值低于該閾值，
則舍棄該系數(shù)，也就是將該系數(shù)置零，得到取閾值操作后的系數(shù)向量5 。
步驟3 0 2,對(duì)取閾值操作后的系數(shù)向量進(jìn)行 一 維變換域逆變換得到包含 圖像塊系數(shù)矩陣的 一 維逆變換系數(shù)向量；
本步驟中，對(duì)取閾值操作后的系數(shù)向量進(jìn)行一 維變換域逆變換得到
包含顧個(gè)大小為"A的圖像塊的一維逆變換系數(shù)向量^"。
步驟303,統(tǒng)計(jì)每個(gè)圖像塊系數(shù)矩陣內(nèi)不為零的系數(shù)的個(gè)數(shù)并生成對(duì)應(yīng)
于該圖像塊的閾值；
本步驟中，按照預(yù)先設(shè)定的方式統(tǒng)計(jì)每個(gè)圖像塊系數(shù)矩陣內(nèi)不為零的系
數(shù)的個(gè)數(shù)p，如前所述，圖像塊的大小為"、包含"^個(gè)像素點(diǎn)，每個(gè)像素
點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)系數(shù)，p值為圖像塊內(nèi)系數(shù)不為零的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)。
根據(jù)每 一 圖像塊的P值生成對(duì)應(yīng)于該圖像塊的閾值，使得對(duì)于不同圖像
的結(jié)構(gòu)，其計(jì)算得到的閾值不同，新的閾值可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定
r = c x "/(p +1)
式中，C為常數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取值在1至2之間，a為預(yù)先設(shè)置的閾值。
步驟304,按照獲取的每一圖像塊對(duì)應(yīng)的閾值，對(duì)獲取的三維變換系數(shù)
重新進(jìn)行取閾值操作以消除噪聲；
本步驟中，根據(jù)獲取的每一圖像塊對(duì)應(yīng)的閾值，重新對(duì)由三維變換系數(shù) 的系數(shù)向量5'"組成的三維向量數(shù)組s'按照"6大小的圖像塊對(duì)應(yīng)的閾值進(jìn) 行取閾值操作，得到取閾值操作后的系數(shù)向量。
將取閾值操作后的系數(shù)向量進(jìn)行變換域逆變換的步驟包括將取閾值操 作后的系數(shù)向量進(jìn)行一維變換域逆變換，得到包含圖像塊系數(shù)矩陣的 一維逆 變換系數(shù)向量，然后對(duì)每個(gè)圖像塊系數(shù)矩陣進(jìn)行二維變換域逆變換，得到每 個(gè)處理后的圖像塊中像素點(diǎn)的相應(yīng)信息，并將得到的每個(gè)圖像塊中像素點(diǎn)的 相應(yīng)信息按照原來(lái)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置組成"^幅像素圖像，每個(gè)像素圖像對(duì) 應(yīng)一個(gè)像素，對(duì)像素位置重疊的像素圖像進(jìn)行平均，得到消除噪聲結(jié)果，該 消除噪聲結(jié)果為第 一 處理圖像。
步驟204中，獲取的消除噪聲結(jié)果為消除噪聲的圖像，如果該消除噪聲 的圖像符合后續(xù)中對(duì)圖像效果以及質(zhì)量的要求，則可以直接將該消除噪聲結(jié) 果輸出。進(jìn)一步地，也可以根據(jù)該消除噪聲結(jié)果以及待處理圖像獲取噪聲參 數(shù)，再根據(jù)噪聲參數(shù)對(duì)待處理圖像執(zhí)行重新去噪，以進(jìn)一步提高消除噪聲結(jié) 果的效果以及質(zhì)量。
步驟205,根據(jù)獲取的噪聲參數(shù)對(duì)待處理圖像進(jìn)行重新去噪，獲取第二 處理圖像。
本步驟中，通過(guò)計(jì)算獲取待處理圖像中所包含的噪聲參數(shù)，根據(jù)獲取的 噪聲參數(shù)對(duì)前述獲取的三維變換系數(shù)進(jìn)行去噪操作，再進(jìn)行變換域逆變換， 得到噪聲參數(shù)處理后的圖像塊信息；平均噪聲參數(shù)處理后的圖像塊中相同位
置的圖像信息，獲取消除噪聲的第二處理圖像，使得通過(guò)噪聲參數(shù)濾波后獲 取的消除噪聲圖像效果更好、圖像質(zhì)量更佳。 以下對(duì)本發(fā)明獲取噪聲參數(shù)進(jìn)行說(shuō)明。
16圖4為本發(fā)明獲取噪聲參數(shù)的流程示意圖，參見圖4，該流程包括 步驟401，從待處理圖像中消去第一處理圖像，獲取噪聲； 本步驟中，將待處理圖像與步驟204中的第 一處理圖像相減，得到噪聲。 步驟402，小波分解獲取的噪聲，統(tǒng)計(jì)小波分解獲取的高頻子帶，獲取
噪聲參數(shù)。
本步驟中，對(duì)得到的噪聲進(jìn)行小波分解，將小波分解得到的高頻子帶取 絕對(duì)值，然后統(tǒng)計(jì)中間值，根據(jù)中間值計(jì)算獲取噪聲參數(shù)。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于 包含mxw個(gè)像素的噪聲，將小波分解得到的高頻子帶取絕對(duì)值，得到wx〃/4 個(gè)小波分解系數(shù)，按照小波分解系數(shù)的大小順序排列，取排列的中間的數(shù)值 (中間值)v，按照如下的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算噪聲參數(shù)
<formula>formula see original document page 17</formula>
式中，5為噪聲參數(shù)，v為中間值，"和,為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，本實(shí)施例中，根 據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，d的取值為20至40之間 〃的取值為0到1之間。當(dāng)c/《20時(shí)， 得到的5值偏大，當(dāng)J卜40時(shí)，得到的S值偏小，較佳地，J的取值為30。
根據(jù)獲取的噪聲參數(shù)對(duì)第 一 處理圖像進(jìn)行維納濾波，獲取第二處理圖 像，與根據(jù)用戶預(yù)先設(shè)置的噪聲參數(shù)對(duì)消除噪聲結(jié)果進(jìn)行維納濾波相同，在 此不再贅述。
所應(yīng)說(shuō)明的是，如果待處理的圖像是在同一噪聲環(huán)境、同一成像系統(tǒng)中 獲取的，則在根據(jù)預(yù)先設(shè)置的閾值重新獲取每一圖像塊對(duì)應(yīng)的閾值并更新該 預(yù)先設(shè)置的閾值后、或，根據(jù)噪聲進(jìn)行小波變換獲取噪聲參數(shù)以更新預(yù)先設(shè) 置的噪聲參數(shù)后，后續(xù)對(duì)待處理圖像進(jìn)行處理的過(guò)程中，可以直接根據(jù)更新 的每一圖像塊對(duì)應(yīng)的閾值、和/或，根據(jù)噪聲進(jìn)行小波變換獲取的噪聲參數(shù) 進(jìn)行操作。
由上述實(shí)施例可見，本發(fā)明通過(guò)將待處理圖像以像素點(diǎn)為單位進(jìn)行分
塊，每個(gè)分塊包含該像素點(diǎn)在內(nèi)的多個(gè)像素點(diǎn)，圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)一
個(gè)圖像分塊，對(duì)每一個(gè)圖像塊進(jìn)行變換域變換，然后將獲取的變換系數(shù)按照
閾值進(jìn)行操作，并將進(jìn)行閾值操作的變換系數(shù)進(jìn)行變換域逆變換，對(duì)位置重疊的像素點(diǎn)圖像進(jìn)行平均，得到消除噪聲的第一處理圖像。由于一個(gè)圖像塊 中包含多個(gè)相鄰圖像塊的像素信息，各像素點(diǎn)在相鄰的圖像塊中相互重疊， 經(jīng)過(guò)變換域變換、閾值操作以及變換域逆變換，并對(duì)相同位置的像素點(diǎn)圖像 進(jìn)行平均，有效地消除了圖像中的噪聲，同時(shí)避免了對(duì)圖像塊進(jìn)行特征匹配 導(dǎo)致的特征匹配誤差，有效地提高了圖像噪聲的消除效果。進(jìn)一步地，通過(guò) 對(duì)預(yù)先設(shè)置的閾值進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析局部噪聲獲取局部消除噪聲的閾 值，對(duì)獲取的變換系數(shù)重新按照局部消除噪聲的閾值進(jìn)行閾值操作，使得消 除噪聲的效果更好；而且，本發(fā)明還可以通過(guò)第一處理圖像與待處理圖像獲 取噪聲參數(shù)，從而根據(jù)噪聲參數(shù)對(duì)待處理圖像進(jìn)行重新去噪，使得圖像的消 除噪聲效果更好、圖像質(zhì)量也更高。
圖5為本發(fā)明消除圖像噪聲的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖5，該裝置包括 圖像分塊單元、變換域變換單元、閾值處理單元、變換域逆變換單元以及圖 像重生成單元，其中，
圖像分塊單元，用于將待處理圖像分塊形成圖像塊，每個(gè)圖像塊包含位 置彼此重疊的待處理圖像結(jié)構(gòu)信息；
變換域變換單元，用于接收?qǐng)D像分塊單元輸出的圖像塊，進(jìn)行變換域變 換，得到變換域系數(shù)；
變換域變換采用DCT變換、DFT變換或小波變換。
閾值處理單元，用于根據(jù)存儲(chǔ)的閾值對(duì)變換域變換單元輸出的變換域系 數(shù)執(zhí)行閾值操作，輸出閾值操作后的系數(shù)向量至變換域逆變換單元；
變換域逆變換單元，用于對(duì)閾值處理單元輸出的系數(shù)向量進(jìn)行變換域逆 變換，得到處理后的圖像塊信息；
圖像重生成單元，用于根據(jù)逆變換域變換單元輸出的處理后的圖像塊信 息，對(duì)處理后的圖像塊中相同位置的圖像信息進(jìn)行平均后生成消除噪聲的第 一處理圖像。
其中，變換域變換單元包括二維變換域變換模塊和一維變換域變換模
塊，二維變換域變換模塊，用于對(duì)接收的圖像塊進(jìn)行二維變換域變換，得到
二維變換域系數(shù)；
一維變換域變換模塊，用于將二維變換域系數(shù)組成三維向量數(shù)組，對(duì)該 三維向量數(shù)組進(jìn)行 一 維變換域變換，得到變換域系數(shù)。
與變換域變換單元相對(duì)應(yīng)，變換域逆變換單元也相應(yīng)包括二維變換域逆 變換模塊和 一 維變換域逆變換模塊。
圖6為本發(fā)明消除圖像噪聲的裝置第二結(jié)構(gòu)示意圖，參見圖6,與圖5 不同的是，該裝置進(jìn)一步包括
閾值調(diào)節(jié)單元，用于接收閾值處理單元輸出的系數(shù)向量，對(duì)系數(shù)向量進(jìn) 行一維逆變換域變換得到包含圖像塊系數(shù)矩陣的一維逆變換系數(shù)向量，統(tǒng)計(jì) 每個(gè)圖像塊系數(shù)矩陣內(nèi)不為零的系數(shù)的個(gè)數(shù)并生成對(duì)應(yīng)于該圖像塊的閾值， 按照獲取的每一 圖像塊對(duì)應(yīng)的閾值，將該每一 圖像塊對(duì)應(yīng)的閾值輸出至闊值 處理單元并更新閾值處理單元中存儲(chǔ)的閾值。
實(shí)際應(yīng)用中，圖6所示的裝置還可以包括噪聲參數(shù)獲取單元以及噪聲 參數(shù)處理單元，如圖7所示，圖7為本發(fā)明消除圖像噪聲的裝置第三結(jié)構(gòu)示 意圖，參見圖7，其中，
噪聲參數(shù)獲取單元，用于根據(jù)接收的待處理圖像和第 一 處理圖像得到噪
聲，對(duì)噪聲進(jìn)行小波分解，統(tǒng)計(jì)小波分解獲取的高頻子帶，獲取噪聲參數(shù)； 噪聲參數(shù)處理單元，用于對(duì)接收的待處理圖像進(jìn)行分塊、二維變換域變
換、 一維變換域變換獲取三維變換域系數(shù)，根據(jù)噪聲參數(shù)獲取單元輸出的噪 聲參數(shù)對(duì)獲取的三維變換系數(shù)進(jìn)行去噪操作，再進(jìn)行變換域逆變換，得到噪 聲參數(shù)處理后的圖像塊信息，平均噪聲參數(shù)處理后的圖像塊中相同位置的圖 像信息，獲取消除噪聲的第二處理圖像。
實(shí)際應(yīng)用中，圖6所示的裝置還可以包括噪聲參數(shù)獲取單元，如圖8 所示，圖8為本發(fā)明消除圖像噪聲的裝置第四結(jié)構(gòu)示意圖，參見圖8，
噪聲參數(shù)獲取單元，用于根據(jù)接收的待處理圖像和第 一處理圖像得到噪 聲，對(duì)噪聲進(jìn)行小波分解，統(tǒng)計(jì)小波分解獲取的高頻子帶，獲取噪聲參數(shù)，并將獲取的噪聲參數(shù)輸入至閾值處理單元，更新閾值處理單元存儲(chǔ)的闊值， 以使得閾值處理單元根據(jù)更新后的噪聲參數(shù)對(duì)變換域系數(shù)執(zhí)行閾值(噪聲參 數(shù))操作，生成閾值(噪聲參數(shù))操作后的系數(shù)向量。
以上舉較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)i兌明，所應(yīng)理解的是，以上所述〗又為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以 限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、 改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種消除圖像噪聲的方法，其特征在于，該方法包含分塊待處理圖像生成多個(gè)圖像塊，相鄰的圖像塊之間包含有相同位置的圖像信息；將圖像塊進(jìn)行二維變換域變換，得到二維變換域系數(shù)矩陣并組成三維數(shù)組，對(duì)三維數(shù)組執(zhí)行一維變換域變換獲取三維變換域系數(shù)；對(duì)獲取的三維變換系數(shù)進(jìn)行閾值操作，再進(jìn)行變換域逆變換，得到處理后的圖像塊信息；平均處理后的圖像塊中相同位置的圖像信息，得到第一處理圖像。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括 從待處理圖像中消去第一處理圖像，獲取噪聲；小波分解獲取的噪聲，統(tǒng)計(jì)小波分解獲取的高頻子帶，獲取噪聲參數(shù)； 根據(jù)獲取的噪聲參數(shù)對(duì)獲取的三維變換系數(shù)進(jìn)行消除噪聲操作，再進(jìn)行變換域逆變換，得到噪聲參數(shù)處理后的圖像塊信息；平均噪聲參數(shù)處理后的圖像塊中相同位置的圖像信息，獲取消除噪聲的第二處理圖像。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述統(tǒng)計(jì)小波分解獲取的 高頻子帶，獲取噪聲參數(shù)包括將小波分解得到的高頻子帶取絕對(duì)值得到小波分解系數(shù)； 按照小波分解系數(shù)的大小順序排列，獲取中間值，根據(jù)公式計(jì)算中間值 獲取噪聲參數(shù)，所述公式為5 = (v/0.6745) x((v/0.6745)/t/廣式中，5為噪聲參數(shù)，v為中間值，d和/為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，"的取值為20至 40之間，f的耳又^直為0到1之間。
4、如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述分塊待處 理圖像的步驟包含'.所述圖像塊對(duì)角矩陣的左上角點(diǎn)為所述待處理圖像的當(dāng)前像素點(diǎn)，所述 圖像塊邊長(zhǎng)包含預(yù)先設(shè)置個(gè)數(shù)的像素點(diǎn)。
5、 如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述對(duì)獲取的 三維變換系數(shù)進(jìn)行閾值操作包含判斷獲取的三維變換系數(shù)的絕對(duì)值是否高于預(yù)先設(shè)置的閾值，如果所述 三維變換系數(shù)的絕對(duì)值高于或等于預(yù)先設(shè)置的閾值，則保留該系數(shù)，如果所 述三維變換系數(shù)的絕對(duì)值低于預(yù)先設(shè)置的閾值，則將該系數(shù)置零。
6、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括 對(duì)取閾值操作后的三維變換系數(shù)進(jìn)行一維變換域逆變換得到包含圖像塊系數(shù)矩陣的 一維逆變換系數(shù)矩陣；統(tǒng)計(jì)每個(gè)圖像塊系數(shù)矩陣內(nèi)不為零的系數(shù)的個(gè)數(shù)并生成對(duì)應(yīng)于該圖像 塊的閾值；按照獲取的每 一 圖像塊對(duì)應(yīng)的閾值，對(duì)獲取的三維變換系數(shù)重新進(jìn)行取閾值操作。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述生成對(duì)應(yīng)于該圖像塊 的閾值的公式為『=""/(P + D，式中，r為該圖像塊對(duì)應(yīng)的閾值，c為常數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取值在1 至2之間，a為預(yù)先設(shè)置的閾值，p為該圖像塊系數(shù)矩陣內(nèi)不為零的系數(shù)的個(gè)數(shù)。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述變換域變換包括離散 余弦變換、離散傅里葉變換或小波變換。
9、 一種消除圖像噪聲的裝置，其特征在于，該裝置包括圖像分塊單 元、變換域變換單元、闊值處理單元、變換域逆變換單元以及圖像重生成單 元，其中，圖像分塊單元，用于將待處理圖像分塊形成多個(gè)圖像塊，相鄰的圖像塊 之間包含有相同位置的待處理圖像信息；變換域變換單元，用于將接收的圖像塊進(jìn)行變換域變換，得到變換域系數(shù)；閾值處理單元，用于根據(jù)存儲(chǔ)的閾值對(duì)變換域系數(shù)執(zhí)行閾值操作，生成 閾值操作后的系數(shù)向量；變換域逆變換單元，用于對(duì)閾值操作后的系數(shù)向量進(jìn)行變換域逆變換， 得到處理后的圖像塊信息；圖像重生成單元，用于將處理后的圖像塊中相同位置的圖像信息進(jìn)行平 均后生成消除噪聲的第 一 處理圖像。
10、 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述變換域變換單元包括 二維變換域變換模塊和 一 維變換域變換模塊，二維變換域變換模塊，用于對(duì)接收的圖像塊進(jìn)行二維變換域變換，得到 二維變換域系數(shù)；一維變換域變換模塊，用于將二維變換域系數(shù)組成三維向量數(shù)組，對(duì)該 三維向量數(shù)組進(jìn)行 一 維變換域變換，得到變換域系數(shù)。
11、 如權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一步包括 閾值調(diào)節(jié)單元，用于接收閾值處理單元輸出的系數(shù)向量，對(duì)系數(shù)向量進(jìn)行一維逆變換域變換得到包含圖像塊系數(shù)矩陣的一維逆變換系數(shù)向量，統(tǒng)計(jì) 每個(gè)圖像塊系數(shù)矩陣內(nèi)不為零的系數(shù)的個(gè)數(shù)并生成對(duì)應(yīng)于該圖像塊的閾值， 將獲取的每一 圖像塊對(duì)應(yīng)的閾值更新閾值處理單元中存儲(chǔ)的閾值。
12、 如權(quán)利要求9至11任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一 步包括噪聲參數(shù)獲取單元，用于根據(jù)接收的待處理圖像和第 一處理圖像得到噪 聲，對(duì)噪聲進(jìn)行小波分解，統(tǒng)計(jì)小波分解獲取的高頻子帶，獲取噪聲參數(shù)， 并將獲取的噪聲參數(shù)更新閾值處理單元存儲(chǔ)的閾值。
13、 如權(quán)利要求9至11任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一 步包括噪聲參數(shù)獲取單元以及噪聲參數(shù)處理單元，其中，噪聲參數(shù)獲取單元，用于根據(jù)接收的待處理圖像和第 一處理圖像得到噪聲，對(duì)噪聲進(jìn)行小波分解，統(tǒng)計(jì)小波分解獲取的高頻子帶，獲取噪聲參數(shù)；噪聲參數(shù)處理單元，用于對(duì)接收的待處理圖像進(jìn)行分塊、二維變換域變 換、 一維變換域變換獲取三維變換域系數(shù)，根據(jù)噪聲參數(shù)獲取單元輸出的噪 聲參數(shù)對(duì)獲取的三維變換系數(shù)進(jìn)行去噪操作，再進(jìn)行變換域逆變換，得到噪 聲參數(shù)處理后的圖像塊信息，平均噪聲參數(shù)處理后的圖像塊中相同位置的圖 像信息，獲取消除噪聲的第二處理圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種消除圖像噪聲的方法，包含分塊待處理圖像生成多個(gè)圖像塊，相鄰的圖像塊之間包含有相同位置的圖像信息；將圖像塊進(jìn)行二維變換域變換，得到二維變換域系數(shù)矩陣并組成三維數(shù)組，對(duì)三維數(shù)組執(zhí)行一維變換域變換獲取三維變換域系數(shù)；對(duì)獲取的三維變換系數(shù)進(jìn)行閾值操作，再進(jìn)行變換域逆變換，得到處理后的圖像塊信息；平均處理后的圖像塊中相同位置的圖像信息，得到第一處理圖像。本發(fā)明還公開了一種消除圖像噪聲的裝置，應(yīng)用本發(fā)明，利用一個(gè)圖像塊中包含的多個(gè)相鄰圖像塊的像素信息，并對(duì)相同位置像素信息進(jìn)行平均，從而避免對(duì)圖像塊進(jìn)行特征匹配導(dǎo)致的特征匹配誤差，可以有效提高圖像噪聲的消除效果以及圖像質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04N5/217GK101582984SQ20091013165
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者李志剛, 王永強(qiáng), 許小京, 黎智輝 申請(qǐng)人:公安部物證鑒定中心