專利名稱：圖像去噪方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種圖像去噪方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
數(shù)字圖像作為信息的載體在多媒體通信業(yè)務(wù)中扮演著重要的角色，但是，數(shù)字圖像在采集，編碼，傳輸，恢復(fù)過程中不可避免的會(huì)受到噪聲的污染，這一定程度上弱化了人眼對(duì)圖像的視覺感受，因此，如何有效的去除圖像的噪聲是一個(gè)重要的研究課題，而紋理豐富的圖像去噪問題更是這個(gè)課題中的一大難點(diǎn)。在現(xiàn)有的解決方案中，小波閾值圖像去噪方案是一種比較常用的處理方式。在含噪圖像的小波變換域中，圖像信號(hào)能量的絕大部分集中在絕對(duì)值較大的小波系數(shù)中，噪聲能量則主要集中于絕對(duì)值較小的小波系數(shù)中。閾值去噪的基本原理是通過設(shè)定一個(gè)閾值，將低于閾值的小波系數(shù)設(shè)置為0，保存高于閾值的小波系數(shù)，這樣可以大大的削減噪聲的能量。傳統(tǒng)的小波閾值去噪具體處理流程如圖1所示，包括以下步驟
步驟S101、分別沿圖像水平和豎直方向進(jìn)行小波變換，得到四個(gè)子帶(高高，高低，低高，低低)，并對(duì)低低子帶繼續(xù)進(jìn)行一定次數(shù)的小波變換，實(shí)現(xiàn)圖像的多尺度分解。步驟S102、根據(jù)所得的高高子帶系數(shù)計(jì)算含噪圖像的閾值。步驟S103、利用軟閾值或者硬閾值萎縮法對(duì)所有尺度下的高高，高低，低低子帶進(jìn)行閾值萎縮。步驟S104、對(duì)萎縮后的系數(shù)進(jìn)行小波反變換，得到去噪后的圖像。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的過程中，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題
傳統(tǒng)的小波閾值去噪沿著圖像的水平和豎直方向?qū)D像進(jìn)行變換，這忽略了圖像其他方向上的紋理信息，導(dǎo)致這些方向上的紋理信息被變換到了高頻子帶中，從而，不能實(shí)現(xiàn)噪聲能量和圖像能量的有效分開。在紋理豐富的圖像去噪中，這種方法往往會(huì)在去除噪聲的同時(shí)損傷掉圖像自身的信息，導(dǎo)致去噪圖像的視覺質(zhì)量不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種圖像去噪方法和設(shè)備，解決傳統(tǒng)的小波閾值去噪中對(duì)豎直和水平方向之外的其他方向上紋理信息處理效果不佳，影響圖像去噪質(zhì)量的問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例一方面提供了一種圖像去噪方法，包括 將待處理的圖像劃分為多個(gè)圖像子塊，并設(shè)置各圖像子塊的備選方向； 按照所述備選方向，分別確定各圖像子塊的紋理方向；
根據(jù)各所述圖像子塊中所確定的紋理方向，分別對(duì)各所述圖像子塊進(jìn)行小波變換。另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種圖像去噪設(shè)備，包括
處理模塊，用于將待處理的圖像劃分為多個(gè)圖像子塊，并設(shè)置各圖像子塊的備選方
向；確定模塊，用于按照所述處理模塊所設(shè)置的備選方向，分別確定各圖像子塊的紋理方
向；
變換模塊，用于根據(jù)所述確定模塊所確定的各所述圖像子塊中的紋理方向，分別對(duì)各所述圖像子塊進(jìn)行小波變換。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)
通過應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，以圖像插值來(lái)判斷圖像紋理方向，之后沿著判斷所得的方向進(jìn)行小波變換，這種方向自適應(yīng)的小波變換能夠?qū)D像的紋理信息變換到低頻區(qū)域，保護(hù)圖像的紋理在閾值去噪中不受損失，從而，將豎直方向和水平方向之外的其他方向的紋理信息進(jìn)行處理，針對(duì)紋理豐富的圖像，較之于傳統(tǒng)的小波閾值去噪明顯的改善了去噪后圖像的視覺質(zhì)量和PSNR值。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的傳統(tǒng)的小波閾值去噪具體處理流程的示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提出的一種圖像去噪方法的流程示意圖3為本發(fā)明實(shí)施例提出的一種圖像去噪方法的備選方向的示意圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提出的一種圖像去噪方法的情況1的處理流程示意圖； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提出的一種圖像去噪方法的情況2的處理流程示意圖； 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提出的一種圖像去噪方法的邊界處理流程示意圖； 圖7為本發(fā)明實(shí)施例提出的一種具體應(yīng)用場(chǎng)景下的圖像去噪示意圖； 圖8為本發(fā)明實(shí)施例提出的一種具體應(yīng)用場(chǎng)景下的圖像去噪的局部細(xì)節(jié)示意圖； 圖9為本發(fā)明實(shí)施例提出的一種圖像去噪設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如背景技術(shù)所述，傳統(tǒng)的小波閾值去噪對(duì)于平滑圖像去噪效果較好，但是對(duì)于紋理信息豐富的圖像或者圖像的紋理區(qū)域去噪效果則不盡人意。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的小波變換不能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)紋理圖像的稀疏表示，圖像中的大量紋理信息被變換到高頻子帶中，在閾值去噪時(shí)容易被誤認(rèn)為噪聲而去除，從而導(dǎo)致圖像自身信息的丟失。為了克服這樣的缺陷，本發(fā)明實(shí)施例所提出的技術(shù)方案通過圖像插值來(lái)判斷圖像紋理方向，之后沿著判斷所得的方向進(jìn)行小波變換，這種方向自適應(yīng)的小波變換能夠?qū)D像的紋理信息變換到低頻區(qū)域，保護(hù)圖像的紋理在閾值去噪中不受損失。如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例提出的一種圖像去噪方法的流程示意圖，該方法具體包括以下步驟
步驟S201、將待處理的圖像劃分為多個(gè)圖像子塊，并設(shè)置各圖像子塊的備選方向。在具體的實(shí)施場(chǎng)景中，需要將待處理的圖像劃分為多個(gè)大小相同的圖像子塊，具體的圖像子塊的大小可以根據(jù)實(shí)際需要和去噪精度要求進(jìn)行設(shè)定，具體的，可以劃分為16 像素X16像素，或32像素X32像素，具體圖像子塊的大小并不會(huì)影響本發(fā)明的保護(hù)范圍。另一方面，本步驟中所設(shè)置各圖像子塊的備選方向，具體分布在0至360°范圍內(nèi)，具體的，可以設(shè)置16個(gè)備選方向，或者其他數(shù)量的備選方向，但是備選方向的覆蓋范圍有包括除水平方向和豎直方向之外的其他方向，具體備選方向的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整，這樣的變化并不影響本發(fā)明的保護(hù)范圍。步驟S202、按照所述備選方向，分別確定各圖像子塊的紋理方向。根據(jù)紋理方向的具體情況，本步驟可以分為以下兩種情況 情況一、一個(gè)圖像子塊中的紋理方向?qū)儆趶V義的豎直方向。(1)將所述圖像子塊以像素點(diǎn)為單位，分裂為多個(gè)像素點(diǎn)行。(2)以偶數(shù)的像素點(diǎn)行對(duì)奇數(shù)的像素點(diǎn)行中的像素點(diǎn)的方向進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到高頻子帶系數(shù)。在具體的實(shí)施場(chǎng)景中，上述的高頻子帶系數(shù)具體根據(jù)以下公式得到
其中，tf^lLHi表示像素點(diǎn)行的高頻子帶系數(shù)，《和《分別表示相應(yīng)的像素點(diǎn)所在的行和列的標(biāo)識(shí)；
< Wj)表示奇數(shù)的像素點(diǎn)行；
Λ (W )是χ: JiL？2)中的點(diǎn)的線性組合，m:η)表示偶數(shù)的像素點(diǎn)行。
進(jìn)一步的，這里的可以通過以下公式進(jìn)行確定
其中，J表示為各圖像子塊所設(shè)置的備選方向，以上述的16個(gè)備選方向的場(chǎng)景為例， .c/ = l二.…表示屬于廣義的豎直方向的備選方向； ι表示高頻子帶的級(jí)數(shù)；
Pf.表示高通濾波器在第i階的系數(shù)，由相應(yīng)的高通濾波器的系數(shù)得到。進(jìn)一步的，當(dāng).<(0位于分?jǐn)?shù)的像素點(diǎn)位置時(shí)，用插值函數(shù)計(jì)算相應(yīng)的像素值，其
中，-<(’)表示在偶數(shù)的像素點(diǎn)行中，用于對(duì)奇數(shù)的像素點(diǎn)行中的像素點(diǎn)的方向進(jìn)行預(yù)測(cè)的像素點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的位置標(biāo)識(shí)。在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景中，上述的用插值函數(shù)計(jì)算相應(yīng)的像素值的操作過程中，具體可以采用Sine插值算法計(jì)算相應(yīng)的像素值，當(dāng)然，也可以采用其他形式的插值行數(shù)計(jì)算方法，這樣的變化并不影響本發(fā)明的保護(hù)范圍。(3)根據(jù)奇數(shù)的像素點(diǎn)行中的像素點(diǎn)的方向?qū)ε紨?shù)的像素點(diǎn)行中的點(diǎn)的方向進(jìn)行更新，得到低頻子帶的系數(shù)。在具體的實(shí)施場(chǎng)景中，低頻子帶系數(shù)具體根據(jù)以下公式得到
其中，H)表示像素點(diǎn)行的低頻子帶系數(shù)，《和/ 分別表示相應(yīng)的像素點(diǎn)所在的行和列的標(biāo)識(shí)；
Xs:(W)表示偶數(shù)的像素點(diǎn)行；
ιφκη)是相鄰奇數(shù)行的h;.(ot,ι )中點(diǎn)的線性組合，h7(m,I )表示像素點(diǎn)行的高頻子帶系數(shù)。
8
進(jìn)一步的，這里的可以通過以下公式進(jìn)行確定
權(quán)利要求
1.一種圖像去噪方法，其特征在于，包括將待處理的圖像劃分為多個(gè)圖像子塊，并設(shè)置各圖像子塊的備選方向； 按照所述備選方向，分別確定各圖像子塊的紋理方向；根據(jù)各所述圖像子塊中所確定的紋理方向，分別對(duì)各所述圖像子塊進(jìn)行小波變換。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將待處理的圖像劃分為多個(gè)圖像子塊， 具體包括將待處理的圖像劃分為多個(gè)大小相同的圖像子塊。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)大小相同的圖像子塊的大小，具體為16像素X 16像素，或32像素X 32像素。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述設(shè)置各圖像子塊的備選方向，具體包括在0至360°范圍內(nèi)，設(shè)置16個(gè)備選方向。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照所述備選方向，分別確定各圖像子塊的紋理方向，具體包括當(dāng)一個(gè)圖像子塊中的紋理方向?qū)儆趶V義的豎直方向時(shí)，將所述圖像子塊以像素點(diǎn)為單位，分裂為多個(gè)像素點(diǎn)行；以偶數(shù)的像素點(diǎn)行對(duì)奇數(shù)的像素點(diǎn)行中的像素點(diǎn)的方向進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到高頻子帶系數(shù)；根據(jù)奇數(shù)的像素點(diǎn)行中的像素點(diǎn)的方向?qū)ε紨?shù)的像素點(diǎn)行中的點(diǎn)的方向進(jìn)行更新，得到低頻子帶的系數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述高頻子帶系數(shù)，具體根據(jù)以下公式得到
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于,所述pγe(m,n)具體為
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，當(dāng):位于分?jǐn)?shù)的像素點(diǎn)位置時(shí)，用插值函數(shù)計(jì)算相應(yīng)的像素值；其中，所述表示在偶數(shù)的像素點(diǎn)行中，用于對(duì)奇數(shù)的像素點(diǎn)行中的像素點(diǎn)的方向進(jìn)行預(yù)測(cè)的像素點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的位置標(biāo)識(shí)。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述低頻子帶系數(shù)，具體根據(jù)以下公式得到
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述(m. η)，具體為其中，J表示為各圖像子塊所設(shè)置的備選方向， /=1;2，···;9表示屬于廣義的豎直方向的備選方向；J表示低頻子帶的級(jí)數(shù)；表示低通濾波器在第J階的系數(shù)，由相應(yīng)的低通濾波器的系數(shù)得到。
11.如權(quán)利要求ι所述的方法，其特征在于，所述按照所述備選方向，分別確定各圖像子塊的紋理方向，具體包括當(dāng)一個(gè)圖像子塊中的紋理方向?qū)儆趶V義的水平方向時(shí)，將所述圖像子塊以像素點(diǎn)為單位，分裂為多個(gè)像素點(diǎn)列；以偶數(shù)的像素點(diǎn)列對(duì)奇數(shù)的像素點(diǎn)列中的像素點(diǎn)的方向進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到高頻子帶系數(shù)；根據(jù)奇數(shù)的像素點(diǎn)列中的像素點(diǎn)的方向?qū)ε紨?shù)的像素點(diǎn)列中的點(diǎn)的方向進(jìn)行更新，得到低頻子帶的系數(shù)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述高頻子帶系數(shù)，具體根據(jù)以下公式得到
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述ρ (TO, )，具體為
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，當(dāng)位于分?jǐn)?shù)的像素點(diǎn)位置時(shí)，用插值函數(shù)計(jì)算相應(yīng)的像素值；其中，所述·<(·)表示在偶數(shù)的像素點(diǎn)列中，用于對(duì)奇數(shù)的像素點(diǎn)列中的像素點(diǎn)的方向進(jìn)行預(yù)測(cè)的像素點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的位置標(biāo)識(shí)。
15.如權(quán)利要求8或14所述的方法，其特征在于，所述用插值函數(shù)計(jì)算相應(yīng)的像素值， 具體為采用Sine插值算法計(jì)算相應(yīng)的像素值。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述低頻子帶系數(shù)，具體根據(jù)以下公式得到
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照所述備選方向，分別確定各圖像子塊的紋理方向，還包括對(duì)各圖像子塊邊緣的像素點(diǎn)，直接通過延拓處理，按照所述各圖像子塊中其他像素點(diǎn)的方向獲得相應(yīng)的紋理方向。
19.一種圖像去噪設(shè)備，其特征在于，包括處理模塊，用于將待處理的圖像劃分為多個(gè)圖像子塊，并設(shè)置各圖像子塊的備選方向；確定模塊，用于按照所述處理模塊所設(shè)置的備選方向，分別確定各圖像子塊的紋理方向；變換模塊，用于根據(jù)所述確定模塊所確定的各所述圖像子塊中的紋理方向，分別對(duì)各所述圖像子塊進(jìn)行小波變換。
20.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，所述確定模塊，具體用于當(dāng)一個(gè)圖像子塊中的紋理方向?qū)儆趶V義的豎直方向時(shí)，將所述圖像子塊以像素點(diǎn)為單位，分裂為多個(gè)像素點(diǎn)行；以偶數(shù)的像素點(diǎn)行對(duì)奇數(shù)的像素點(diǎn)行中的像素點(diǎn)的方向進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到高頻子帶系數(shù)；根據(jù)奇數(shù)的像素點(diǎn)行中的像素點(diǎn)的方向?qū)ε紨?shù)的像素點(diǎn)行中的點(diǎn)的方向進(jìn)行更新，得到低頻子帶的系數(shù)。
21.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，所述確定模塊，具體用于當(dāng)一個(gè)圖像子塊中的紋理方向?qū)儆趶V義的水平方向時(shí)，將所述圖像子塊以像素點(diǎn)為單位，分裂為多個(gè)像素點(diǎn)列；以偶數(shù)的像素點(diǎn)列對(duì)奇數(shù)的像素點(diǎn)列中的像素點(diǎn)的方向進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到高頻子帶系數(shù)；根據(jù)奇數(shù)的像素點(diǎn)列中的像素點(diǎn)的方向?qū)ε紨?shù)的像素點(diǎn)列中的點(diǎn)的方向進(jìn)行更新，得到低頻子帶的系數(shù)。
22.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，所述確定模塊，還用于對(duì)各圖像子塊邊緣的像素點(diǎn)，直接通過延拓處理，按照所述各圖像子塊中其他像素點(diǎn)的方向獲得相應(yīng)的紋理方向。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種圖像去噪方法和設(shè)備，通過應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，以圖像插值來(lái)判斷圖像紋理方向，之后沿著判斷所得的方向進(jìn)行小波變換，這種方向自適應(yīng)的小波變換能夠?qū)D像的紋理信息變換到低頻區(qū)域，保護(hù)圖像的紋理在閾值去噪中不受損失，從而，將豎直方向和水平方向之外的其他方向的紋理信息進(jìn)行處理，針對(duì)紋理豐富的圖像，較之于傳統(tǒng)的小波閾值去噪明顯的改善了去噪后圖像的視覺質(zhì)量和PSNR值。
文檔編號(hào)G06T5/00GK102156973SQ20111011413
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者李重戩, 趙榮 申請(qǐng)人:大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司