專利名稱：：動態(tài)噪聲濾波裝置及西格瑪濾波方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明有關(guān)噪聲濾波，尤有關(guān)于一種具有動態(tài)調(diào)整功能的噪聲濾波裝置(noisefilter)及西格瑪濾波方法。
背景技術(shù)：
：圖IA是已知時間域噪聲抑制(temporalnoisereduction,TNR)濾波器的特性曲線。圖IB顯示時間軸上連續(xù)圖場(field)間的關(guān)系圖。將有可能相關(guān)(correlated)的像素群平均化是實現(xiàn)圖像噪聲抑制(noisereduction)的常見方式，參考圖1A及圖1B，例如TNR濾波器就是在時間軸上依序排列的交錯式(interlaced)圖場中，比較單一像素(假設(shè)是目前圖場(以下簡稱cur圖場)坐標(biāo)(i，j)的像素pixel(cur，i，j))的亮度(luminance)值及其前二張圖場(以下簡稱pre2圖場)中相同坐標(biāo)像素pixel(pre2，i，j)的亮度值，若該像素的亮度差的絕對值(diff=abs(pixel(cur，i，j)-pixel(pre2，i，j)))小于thl，則該像素會被視為靜止，而推測其diff是來自于噪聲(假設(shè)噪聲是低振幅)。反之，若diff大于th2，該像素會被判斷為移動(motion)中的像素。像素pixel(cur，i，j)經(jīng)過TNR濾波器之后產(chǎn)生的輸出值如下pixel(cur，i，j)=pixel(cur，i，j)Xalpha+pixel(pre2，i，j)X(l-alpha)…(1)請注意，在本說明書中，i定義為一圖像(例如一圖場或一圖框(frame))的行(row)的索弓l(index),j定義為列(column)的索引。雖然TNR濾波器對靜態(tài)圖像的噪聲抑制效果明顯，但對于動態(tài)圖像會產(chǎn)生如下的缺點。圖2A顯示當(dāng)圖像中的物體移動量較小時，一物體邊緣在cur圖場及pre2圖場的相對位置關(guān)系圖。圖2B顯示圖2A的cur圖場及pre2圖場間的亮度差絕對值。圖2C顯示圖2B在套用圖1A的特性曲線后的像素輸出值。從圖2A圖2C可以觀察到，當(dāng)圖像中的物體移動量較小時，套用圖IA的特性曲線，會使得移動物體產(chǎn)生邊緣模糊(trailingeffect)的現(xiàn)象。圖3A顯示當(dāng)圖像中的物體移動量較大時，該物體邊緣在pre2及cur二個圖場的相對位置關(guān)系圖。圖3B顯示圖3A的cur圖場及pre2圖場間的亮度差絕對值。圖3C顯示圖3B在套用圖1A的特性曲線后的像素輸出值。從第3A3C圖可以觀察到，當(dāng)圖像中的物體移動量較大時，套用圖1A的特性曲線，會使得移動物體的邊緣有漣漪效應(yīng)(ringingeffect)產(chǎn)生。圖4A顯示在pre2圖場中的一移動物體，該pre2圖場已經(jīng)過TNR濾波器處理，故背景噪聲已被濾除。圖4B顯示在cur圖場中和圖4A中相同的移動物體，該cur圖場尚未經(jīng)過傳統(tǒng)TNR濾波器的處理。其中虛線表示該物體在pre2圖場中的位置，而實線表示該物體在cur圖場中的位置，由于該cur圖場尚未經(jīng)過TNR濾波器處理，故該物體的背景還留有噪聲。圖4C顯示經(jīng)過傳統(tǒng)TNR濾波器處理后的cur圖場。從圖4C可以觀察到，有噪聲的背景會使得移動中的物體產(chǎn)生陰影(shadow)或拖曳效果。傳統(tǒng)噪聲濾波裝置通常為TNR濾波器及空間域噪聲抑制(spatialnoisereduction，SNR)濾波器的組合，一般而言，傳統(tǒng)TNR濾波器及SNR濾波器的參數(shù)一經(jīng)設(shè)定就不再改變。然而，在實際應(yīng)用時，由于圖像內(nèi)容組成相當(dāng)復(fù)雜，例如每一張圖場會具有不同的噪聲位準(zhǔn)、不同的物體移動量、或者物體和背景間會有各種不同的亮度差值，無論采用TNR濾波器或SNR濾波器，恐難由預(yù)設(shè)的單一特性曲線或僅設(shè)定一組參數(shù)來涵蓋或套用至所有圖像內(nèi)容，而對圖像品質(zhì)造成一定程度的影響。另一方面，已知西格瑪(sigma)濾波器是將落在一特定范圍的亮度差值或色度差值的像素點取平均，而排除超過該特定范圍的亮度差值或色度差值的像素點。如圖5A的例子，假設(shè)ppdiff(定義請參考關(guān)系式(8))為一區(qū)塊內(nèi)的亮度差最大絕對值且factor為一預(yù)設(shè)值，R=卯diffXfactor為系統(tǒng)設(shè)定的亮度差范圍，已知西格瑪濾波器以目標(biāo)像素pixel(cur，i，j)的亮度值ya為基準(zhǔn)，亮度值落在(ya_R)(ya+R)范圍內(nèi)的像素才會列入平均，例如像素pixel(cur，i，j+2)、pixel(cur，i，j+3)的亮度值過大，就不列入平均。圖5B是根據(jù)已知西格瑪濾波器，顯示實際亮度差值ILdiff(y，x)與修正亮度差值m—diff(y，x)的關(guān)系圖。從圖5B可以觀察到當(dāng)目標(biāo)像素(坐標(biāo)(i，j))與鄰近像素(坐標(biāo)(y，x)，y^i，x^j))的實際亮度差值ILdiff(y，x)=(pixel(cur，y，x)-pixel(cur，i，j))大于R或小于-R時，修正亮度差值m_diff(y，x)會等于0(即斜率slope2=①)，換言之，已知西格瑪濾波器進(jìn)行濾波時會將像素Pixel(cur，y，x)排除，不列入平均。以一個lx5(m二l(行數(shù))，n二5(列數(shù)))區(qū)塊為例，假設(shè)factor=0.25，若該1x5區(qū)塊的五個像素的亮度值依序為100，51，25，0，5(假設(shè)目標(biāo)像素為亮度值為25的像素)，根據(jù)圖5B的關(guān)系圖，R=(100-0)X0.25=25，則西格瑪濾波器的目標(biāo)像素輸出值out=25+(0+0-25-20)/4=14。假設(shè)上述1x5區(qū)塊的五個像素帶有少許噪聲，使得亮度值變?yōu)?04，50，25，0，5，根據(jù)圖5B的關(guān)系圖，R=(104-0)X0.25=26，則西格瑪濾波器的目標(biāo)像素輸出值out'=25+(0+25-25-20)/4=20。從上述的例子可以看到，因為圖5B中斜率slope2="的關(guān)系，當(dāng)區(qū)塊像素值帶有些許噪聲時，就可能使得西格瑪濾波器的目標(biāo)像素輸出產(chǎn)生六個灰階的變化，導(dǎo)致圖像輸出品質(zhì)不穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于上述問題，本發(fā)明目的之一為提供一種動態(tài)噪聲濾波裝置，通過對每一圖像進(jìn)行噪聲估計，來動態(tài)調(diào)整SNR濾波器及TNR濾波器的強(qiáng)度，以及動態(tài)調(diào)整SNR濾波器的輸出及TNR濾波器的輸出的混合比例，以濾除噪聲并得到最佳的圖像品質(zhì)。依本發(fā)明一實施例，提供一種噪聲濾波裝置，用以濾除圖像噪聲，該裝置包含一噪聲估計電路，接收一目前圖像及其對應(yīng)前一圖像，進(jìn)行噪聲估計，產(chǎn)生一時間屬性參數(shù)及一空間屬性參數(shù)；一時間域噪聲抑制(TNR)濾波電路，接收該目前圖像及其對應(yīng)前一圖像，根據(jù)該噪聲估計電路上一個圖像周期產(chǎn)生的時間屬性參數(shù)來調(diào)整本身的TNR濾波特性曲線，以產(chǎn)生至少一第一濾波掃描線及其對應(yīng)的第一參數(shù)流；一移動估計電路，對一輸入圖像及其對應(yīng)前一圖像，進(jìn)行蚊狀區(qū)塊的設(shè)定及移動量估計；一空間域噪聲抑制(SNR)濾波電路，根據(jù)該噪聲估計電路上一個圖像周期產(chǎn)生的空間屬性參數(shù)、該移動估計電路的背景輸出、該至少一第一濾波掃描線及其對應(yīng)的第一參數(shù)流，用以產(chǎn)生一第二濾波掃描線及其對應(yīng)的第二參數(shù)流；以及，一混合電路，根據(jù)該第二參數(shù)流，依序混合該第二濾波掃描線及該至少一第一濾波掃描線的其一，以產(chǎn)生一輸出掃描線。依本發(fā)明另一實施例，提供一種動態(tài)噪聲濾波裝置，用以濾除圖像噪聲，該裝置包含一噪聲估計電路，接收一目前圖像及其對應(yīng)前一圖像，進(jìn)行噪聲估計，產(chǎn)生一時間屬性參數(shù)；以及，一時間域噪聲抑制濾波器，耦接該噪聲估計電路，接收該目前圖像及其對應(yīng)前一圖像，根據(jù)該噪聲估計電路上一個圖像周期產(chǎn)生的時間屬性參數(shù)來調(diào)整本身的TNR濾波特性曲線，以產(chǎn)生一時間域濾波圖像。依本發(fā)明再一實施例，提供一種動態(tài)噪聲濾波裝置，用以濾除圖像噪聲，該裝置包含一噪聲估計電路，接收一目前圖像及其對應(yīng)前一圖像，進(jìn)行噪聲估計，產(chǎn)生一空間屬性參數(shù)；一移動估計電路，對該目前圖像及其對應(yīng)前一圖像，進(jìn)行蚊狀區(qū)塊的設(shè)定及移動量估計；以及，一空間域噪聲抑制濾波電路，接收該目前圖像，根據(jù)該噪聲估計電路上一個圖像周期產(chǎn)生的空間屬性參數(shù)、該移動估計電路的背景輸出，以產(chǎn)生一空間域濾波圖像。依本發(fā)明一實施例，提供一種西格瑪濾波方法，用以處理至少一圖像，包含以下步驟接收該圖像的mXn大小的區(qū)塊；根據(jù)該區(qū)塊中的一目標(biāo)像素，計算該區(qū)塊中其余每一像素與該目標(biāo)像素的實際像素差值ILdiff;根據(jù)一預(yù)設(shè)差值范圍與一預(yù)設(shè)負(fù)斜率slope3，將每一實際像素差值R_diff調(diào)整為一相對的修正像素差值m_diff;以及，根據(jù)各該修正像素差值m_diff、該目標(biāo)像素值及該區(qū)塊的像素數(shù)目，得到一濾波輸出值。綜上所述，本發(fā)明能夠依據(jù)每一個圖像的噪聲平均值與噪聲變異值產(chǎn)生相對應(yīng)的時間屬性參數(shù)及空間屬性參數(shù)，進(jìn)而動態(tài)調(diào)整SNR濾波器及TNR濾波器的強(qiáng)度。圖1A是已知TNR濾波器的特性曲線。圖1B顯示時間軸上連續(xù)圖場之間的關(guān)系圖。圖2A顯示當(dāng)圖像中的物體移動量較小時，一物體邊緣在cur圖場及pre2圖場的相對位置關(guān)系圖。圖2B顯示圖2A的cur圖場及pre2圖場間的亮度差絕對值。圖2C顯示圖2B在套用圖1A的特性曲線后的像素輸出值。圖3A顯示當(dāng)圖像中的物體移動量較大時，該物體邊緣在pre2及cur二個圖場的相對位置關(guān)系圖。圖3B顯示圖3A的cur圖場及pre2圖場間的亮度差絕對值。圖3C顯示圖3B在套用圖1A的特性曲線后的像素輸出值。圖4A顯示在pre2圖場中的一移動物體，該pre2圖場已經(jīng)過傳統(tǒng)TNR濾波器的處理。圖4B顯示在cur圖場中和圖4A中相同的移動物體，該cur圖場尚未經(jīng)過傳統(tǒng)TNR濾波器的處理。圖4C顯示經(jīng)過傳統(tǒng)TNR濾波器處理后的cur圖場。圖5A顯示多個像素的亮度值與位置關(guān)系圖的一個例子。圖5B是根據(jù)已知西格瑪濾波器，顯示實際亮度差值與修正亮度差值的關(guān)系圖。圖6A為本發(fā)明動態(tài)噪聲濾波裝置的一實施例的架構(gòu)示意圖。圖6B為本發(fā)明動態(tài)噪聲濾波裝置的另一實施例的架構(gòu)示意圖。圖7A顯示原始圖像及由Vs、Ve、Hs、He所框住的有效圖像范圍的關(guān)系圖。圖7B顯示噪聲估計電路610將一目標(biāo)像素(i，j)以本身為中心擴(kuò)展為3x5區(qū)塊的示意圖。圖7C顯示噪聲直方圖的一個例子。圖8是本發(fā)明TNR濾波特性曲線。圖9是本發(fā)明SNR濾波特性曲線。圖10A及圖10B是顯示強(qiáng)烈邊緣區(qū)域及蚊狀噪聲關(guān)系的例子。圖10C是顯示一個具強(qiáng)烈邊緣的區(qū)塊以十字形擴(kuò)張為一蚊狀區(qū)域。圖11是本發(fā)明SNR濾波器的另一實施例的架構(gòu)圖。圖12A是顯示七個像素的亮度值、S_alpha與位置關(guān)系的一個例子。圖12B是根據(jù)本發(fā)明西格瑪濾波器的一實施例，顯示實際亮度差值與修正亮度差值的關(guān)系圖。圖12C顯示本發(fā)明一實施例的西格瑪濾波方法的流程圖。圖13顯示以一目標(biāo)像素(i，j)為中心的3x3區(qū)塊的亮度值與位置關(guān)系圖。圖14為本發(fā)明動態(tài)噪聲濾波裝置的另一實施例的架構(gòu)示意圖。圖15為本發(fā)明動態(tài)噪聲濾波裝置的再一實施例的架構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)號lll決定電路112十字濾波器113西格瑪濾波器114中值濾波器140、150、600、600'動態(tài)噪聲濾波裝置610噪聲估計電路620TNR濾波器621、622、623lxNTNR濾波單元630、630，SNR濾波器631垂直SNR濾波單元632水平SNR濾波單元640混合電路650移動估計電路661、662延遲電路702黑條區(qū)具體實施例方式本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點可以從本發(fā)明所揭露的技術(shù)特征中得到進(jìn)一步的了解。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。本發(fā)明動態(tài)噪聲濾波裝置的可以利用硬件、軟件、固件(firmware)的其中之一、9或前三者的任意組合來實施，例如純硬件實施的例子為一現(xiàn)場可程序邏輯門陣列(fieldprogrammablegatearray,FPGA)設(shè)計、或一特殊應(yīng)用集成電路(applicationspecificintegratedcircuit,ASIC)設(shè)計，而硬件與固件合并實施的例子為一數(shù)字信號處理器(digitalsignalprocessor,DSP)及其內(nèi)建國件的組合。圖6A為本發(fā)明動態(tài)噪聲濾波裝置的一實施例的架構(gòu)示意圖。參考圖6A，本發(fā)明動態(tài)噪聲濾波裝置600包含一噪聲估計(noiseestimation)電路610、一TNR濾波器620、一SNR濾波器630、一混合電路640及一移動(motion)估計電路650。本實施例中，噪聲估計電路610是同時接收cur圖場的三條掃描線C(i-l)、C(i)、C(i+1)及pre2圖場的三條掃描線P(i-l)、P(i)、P(i+l)，進(jìn)行噪聲估計后，產(chǎn)生一組時間域參數(shù)TP及一組空間域參數(shù)SP。其中，時間域參數(shù)TP包含參數(shù)nr_thl及nr_alpha，而空間域參數(shù)SP包含參數(shù)hl_coring、hc_coring、vl_coring及vc_coring。另外，每一掃描線由多個像素所組成，每一像素值包含一亮度成份及/或一色度成份。TNR濾波器620，耦接噪聲估計電路610，亦同時接收cur圖場的三條掃描線C(i-l)、C(i)、C(i+1)及pre2圖場的三條掃描線P(i_l)、P(i)、P(i+1)，并根據(jù)噪聲估計電路610前一個圖場周期產(chǎn)生的時間域參數(shù)TP，混合cur圖場及pre2圖場中同一坐標(biāo)的像素的亮度值及/或色度值，以產(chǎn)生三條時間域濾波掃描線T(i-l)、T(i)、T(i+1)及其對應(yīng)的參數(shù)流t_alpha(i-l)、t_alpha(i)、t_alpha(i+l)。移動估計電路650同時接收cur圖場的三條掃描線C(i-l)、C(i)、C(i+1)及pre2圖場的三條掃描線P(i_l)、P(i)、P(i+1)，以進(jìn)行蚊狀區(qū)塊(mosquitonoiseblock)的蚊狀旗標(biāo)設(shè)定及蚊狀區(qū)塊的移動量估計，產(chǎn)生相對應(yīng)蚊狀旗標(biāo)mnr_rgn及移動量MBW。SNR濾波器630，耦接噪聲估計電路610及TNR濾波器620，接收上述三條時間域濾波掃描線T(i-l)、T(i)、T(i+1)及其相對應(yīng)參數(shù)流t_alpha(i-1)、t_alpha(i)、t_alpha(i+l)，并根據(jù)移動估計電路650前二個圖場周期產(chǎn)生的蚊狀旗標(biāo)mnr_rgn與移動量MBW及噪聲估計電路610前一個圖場周期產(chǎn)生的空間域參數(shù)SP，產(chǎn)生一空間域濾波掃描線S(i)及其對應(yīng)的參數(shù)流s—alpha(i)?；旌想娐?40，接收該空間域濾波掃描線S(i)、上述時間域濾波掃描線T(i)及參數(shù)流s_alpha(i)，根據(jù)參數(shù)s_alpha(i)混合掃描線S(i)、T(i)中相同坐標(biāo)像素的亮度值及/或色度值，以產(chǎn)生一輸出掃描線B(i)。以坐標(biāo)為(i，j)的像素為例，混合電路640的輸出像素值B(i，j)=S(i，j)Xs_alpha(i，j)+T(i，j)X(1—s—alpha(i，j))。圖6B為本發(fā)明動態(tài)噪聲濾波裝置的另一實施例的架構(gòu)示意圖。圖6A與圖6B的實施例中，所有元件的功能皆一致，差別僅在于移動估計電路650的輸入信號部分，圖6B的移動估計電路650是接收TNR濾波器620輸出的三條掃描線T(i-l)、T(i)、T(i+l)及pre2圖場的三條掃描線P(i-l)、P(i)、P(i+1)，以進(jìn)行蚊狀區(qū)塊的蚊狀旗標(biāo)設(shè)定及蚊狀區(qū)域的移動量估計，并產(chǎn)生相對應(yīng)蚊狀旗標(biāo)mnr_rgn及移動量MBW。也因為圖6B的移動估計電路650是接收TNR濾波器620輸出的三條掃描線T(i-l)、T(i)、T(i+l)的關(guān)系，本發(fā)明在移動估計電路650的前級另設(shè)置三個延遲電路671673，用以補償TNR濾波器620的處理時間，使掃描線P(i-l)、P(i)、P(i+l)能和TNR濾波器620輸出的三條掃描線T(i-l)、T(i)、T(i+l)同步進(jìn)入移動估計電路650。以下說明書是以圖6A的實施例為依據(jù)，詳細(xì)介紹本發(fā)明。請注意，當(dāng)噪聲估計電路610對cur、pre2圖場進(jìn)行噪聲估計、產(chǎn)生出一組時間域參數(shù)TP及一組空間域參數(shù)SP時，其實TNR濾波器620已處理完cur、pre2圖場，因此噪聲10估計電路610對cur、pre2圖場所進(jìn)行噪聲估計的結(jié)果已無法回溯而應(yīng)用于cur圖場，如圖1B所示。雖然如此，本發(fā)明認(rèn)為連續(xù)的圖場或圖框(frame)之間的圖像是具有高度的相依性，據(jù)此，噪聲估計電路610對cur、pre2圖場所進(jìn)行噪聲估計的結(jié)果即可應(yīng)用至下一個圖場nxtl，同時，本發(fā)明動態(tài)噪聲濾波裝置的電路中亦無須設(shè)置額外緩沖器來暫存cur圖場的圖像數(shù)據(jù)，可節(jié)省大量硬件成本。至于目前這個圖場周期TNR濾波器620及SNR濾波器630所接收到的參數(shù)TP、SP是噪聲估計電路610于前一個圖場周期對prel、pre3圖場進(jìn)行噪聲估計的結(jié)果。同樣地，本實施例中，移動估計電路650對cur、pre2圖場所進(jìn)行移動估計的結(jié)果，是應(yīng)用至下二個圖場nxt2，而目前SNR濾波器630接收到的蚊狀旗標(biāo)mnr_rgn及移動量MBW是移動估計電路650于前二個圖場周期對pre2、pre4圖場進(jìn)行移動估計的結(jié)果。于另一實施例中，移動估計電路650對cur、pre2圖場所進(jìn)行移動估計的結(jié)果，也可應(yīng)用至下一個圖場nxtl，而目前SNR濾波器630接收到的蚊狀旗標(biāo)mnr_rgn及移動量MBW是移動估計電路650于前一個圖場周期對prel、pre3圖場進(jìn)行移動估計的結(jié)果?；谝陨显蚣巴侥康?，圖6A及圖6B的實施例中設(shè)置二個延遲(delay)電路661及662，延遲電路661是用以將輸入延遲一個或二個圖場周期之后輸出，而延遲電路662是用以將輸入延遲一個圖場周期之后輸出。于一實施例中，圖6A的動態(tài)噪聲濾波裝置600不須設(shè)置任何延遲電路，噪聲估計電路610與移動估計電路650是將本次估計結(jié)果先暫存于系統(tǒng)的緩沖器(圖未示)，噪聲估計電路610于下一個圖場nxtl輸入時，再將參數(shù)TP、SP讀出并傳送到TNR濾波器620及SNR濾波器630;而移動估計電路650則于下二個圖場nxt2輸入時，將蚊狀旗標(biāo)mnr—rgn及移動量MBW讀出并傳送到SNR濾波器630。因此，圖6A及圖6B中的延遲電路661及6623并非必要元件，僅以虛線標(biāo)示。另外，請注意，圖6A及圖6B的實施例是以應(yīng)用于連續(xù)圖場為例，當(dāng)然，圖6A及圖6B的電路架構(gòu)也可應(yīng)用于連續(xù)圖框，此時，差別在于延遲電路661、662皆用以將輸入延遲一個圖框周期之后輸出。根據(jù)一實施例，在進(jìn)行噪聲估計時，在圖7A的Vs、Ve、Hs、He所框住的有效圖像范圍內(nèi)，噪聲估計電路610分別將每一目標(biāo)像素(i，j)以本身為中心擴(kuò)展為3x5區(qū)塊(如圖7B所示)。由于本發(fā)明是假設(shè)噪聲是低振幅，噪聲估計電路610在噪聲估計過程中，先根據(jù)每一區(qū)塊的亮度差絕對值總和來排除掉圖場中移動中(motion)的區(qū)塊(亮度變化太大)及落在黑條(blackbar)區(qū)702的區(qū)塊(亮度幾乎沒有變化)。對于非落在黑條區(qū)的偏靜止區(qū)塊，再根據(jù)區(qū)塊內(nèi)單一像素的亮度差最大絕對值，計算出一噪聲直方圖(histogram)。例如，依據(jù)本發(fā)明一實施例，可以利用如下程序碼產(chǎn)生圖7C的噪聲直方圖的步驟。圖7C的噪聲直方圖是由多個箱型區(qū)(bin)所組成，每一箱型區(qū)的索引亦代表一亮度差最大絕對值(從015)，而縱軸表示每一箱型區(qū)的相對累計數(shù)目，至于亮度差最大絕對值大于15的區(qū)塊是列入bin(15)的計數(shù)。fori=Vs:Veforj=Hs:Hepixel_diff(i，j)=abs(pixel(pre2，i，j)-pixel(cur，i，j))(2)/*計算目標(biāo)像素(i，j)在cur及pre2圖場間的亮度差絕對值*/endendfori=Vs:Veforj=Hs:He<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>/*計算每一區(qū)塊的亮度差絕對值總和*/if((bk_diff(i，j)>=reg_thl&&pixel(cur，i，j)>=reg_th2&&bk_diff(i，j)<=reg_th3)/*是否屬于非落在黑條區(qū)的偏靜止區(qū)塊*/max_diff=0forx=-2:2fory=-1:1if(max_diff<pixel_diff(i+y，j+x))max_diff=pixel_diff(i+y，j+x);/*尋找區(qū)塊內(nèi)的單一像素的亮度差最大絕對值*/endendif(max_diff>15)max_diff=15;endhist(max_diff)=hist(max_diff)+1;/*每一箱型區(qū)累計數(shù)目*/endendend熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員可以了解，若一張圖場的整體噪聲位準(zhǔn)偏大的話，基本上連低位準(zhǔn)噪聲也會跟著放大，因此，要判斷一張圖場的整體噪聲位準(zhǔn)其實不需檢視整張圖場的圖像數(shù)據(jù)，只需取樣最低幾個噪聲位準(zhǔn)就具有充分的代表性。于一實施例中，噪聲估計電路610僅取樣整體圖場中噪聲位準(zhǔn)最低的2%像素，并利用如下程序碼來計算噪聲平均值(mean)u及噪聲變異數(shù)(variance)v。ne_total_th=2%*(He_Hs)*(Ve_Vs)/*計算一圖場中2%像素的總數(shù)*/count=0;binco皿t=0;sum=0;s咖2=0;enough—sample=0;fori=0:15begincount=co皿t+bin(i)if(count>=ne—total—th)A箱型區(qū)累計數(shù)目大于或等于2X像素的總數(shù)*/binco皿t=ne_total_th+bin(i)-count;count=ne_total_th;enough_sample=1;/*表示樣本數(shù)足夠*/endsum=i氺binco皿t+sum;s咖2=i'2承binco皿t+s咖2;if(enough—sample)break;/氺表示樣本數(shù)已達(dá)2%氺endu=sum/count;/*計算噪聲平均數(shù)*/v=sum2/count;/*計算噪聲變異數(shù)*/就圖7C中的例子而言，本發(fā)明噪聲估計電路610首先要確認(rèn)從bin(0)累計到bin(15)的樣本總數(shù)是否超過2%像素的總數(shù)(ne—total—th)，圉中的虛線是顯示從bin(0)累計到bin(4)的樣本總數(shù)即達(dá)到2%像素的總數(shù)(ne—total—th)。當(dāng)然，也有可能從bin(0)累計到bin(15)的的樣本總數(shù)仍未超過ne—total—th(即樣本數(shù)不足)，這樣的狀況通常發(fā)生在(1)場景大幅度改變(scenechange)，或者(2)場景完全靜止且畫面非常干凈。而倘若真的碰到上述二種場景，cur圖場其實就不需做噪聲抑制處理、也不需計算u、v值了。在噪聲估計電路610接收的一連串圖場過程中，很可能會產(chǎn)生有些圖場的樣本數(shù)足夠、有些圖場的樣本數(shù)不足的現(xiàn)象，此關(guān)系到目前計算出的u、v值的可靠度。于一實施例中，噪聲估計電路610是根據(jù)過去16個圖場中樣本數(shù)足夠的圖場總數(shù)(stable—cnt)，并利用下列數(shù)學(xué)關(guān)系式來得到具有可靠度的噪聲平均值u及噪聲變異數(shù)值v:u=(u*stable_cnt+u_ref*(16_stable_cnt))/16;v=(v*stable_cnt+v_ref*(16_stable_cnt))/16;在上述數(shù)學(xué)關(guān)系式中，u—ref、v—ref是假設(shè)圖場的樣本數(shù)不足的情況下，系統(tǒng)所設(shè)定的u、v初始值；當(dāng)stable_Cnt越接近16，表示過去16個圖場中樣本數(shù)足夠的圖場數(shù)越多且目前計算出的u、v值的可靠度越高。本發(fā)明是利用噪聲估計電路610根據(jù)每一圖場內(nèi)含的噪聲所計算出來的u、v值，來動態(tài)調(diào)整TNR濾波器620及SNR濾波器630的強(qiáng)度。平均來說，具有較高噪聲平均值u及噪聲變異數(shù)值v的圖場，表示有較強(qiáng)的噪聲，相對地，TNR濾波器620或/及SNR濾波器630就必需有較強(qiáng)的濾噪聲能力。本發(fā)明一實施例中，是利用如下的無限脈沖響應(yīng)(IIR，infiniteimpulseresponse)形式的數(shù)學(xué)關(guān)系式，來平均化空間域參數(shù)lpu_snr、lpv—snr(其中，ne_alpha為一個小于16的預(yù)設(shè)值)lpu_snr=(u*ne_alpha+lpu_snr*(16_ne_alpha))/16;(3)lpv_snr=(v*ne_alpha+lpv_snr*(16_ne_alpha))/16;(4)在
背景技術(shù)：
的應(yīng)用中，常發(fā)現(xiàn)若對靜止物體圖像采用SNR濾波器，則靜止物體邊緣容易產(chǎn)生模糊邊緣。有鑒于此，本發(fā)明在實現(xiàn)噪聲抑制時，對靜止物體圖像主要采用TNR濾波器，而對移動中物體圖像則適度采用SNR濾波器，以得到較佳圖像品質(zhì)。因此，噪聲估計電路610通過統(tǒng)計在cur及pre2圖場間，亮度差絕對值pixel_diff(i，j)(請參考關(guān)系式(2)的定義)大于一臨界值ne—thl的像素總數(shù)diff—cnt，以判斷整體cur圖場是偏靜態(tài)或偏動態(tài)。一實施例中，若像素總數(shù)diff_cnt小于臨界值ne—th2，表示整體cur圖場是偏13超靜態(tài)；而若像素總數(shù)diff_cnt大于臨界值ne_th2但小于臨界值ne_th3(ne_th3>ne_th2)，表示整體cur圖場是偏靜態(tài)，否則整體cur圖場是偏動態(tài)。當(dāng)噪聲估計電路610判斷出cur圖場是偏靜態(tài)、偏超靜態(tài)、或偏動態(tài)時，再利用參數(shù)extra_u、eXtra_V來調(diào)整u、v值大小，如下關(guān)系式(5)所示。趨勢上，圖場越是偏靜態(tài)，設(shè)定的extra—u、extra—v值越大。一實施例中，本發(fā)明是利用如下的IIR形式的數(shù)學(xué)關(guān)系式(6)(7)，來平均化時間域參數(shù)lpu、lpv-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>須注意的是，關(guān)系式(5)中u、v值的調(diào)整不會回溯影響到上述關(guān)系式(3)(4)的空間域參數(shù)lpu_snr、lpv_snr，只會影響到后面的時間域參數(shù)lpu、lpv。因此，通過關(guān)系式(5)，cur圖場越偏向靜態(tài)，u、v值會被調(diào)得越大，使得TNR濾波器620的濾噪聲能力越強(qiáng)，這是因為cur圖場越偏向靜態(tài)時，越允許放大TNR濾波器620的濾噪聲能力，但不能影響到SNR濾波器630(或空間域參數(shù)lpu_snr、lpv_snr)。圖8是本發(fā)明TNR濾波特性曲線。噪聲估計電路610利用上述時間域參數(shù)lpu、lpv來產(chǎn)生圖8的TNR濾波特性曲線的時間屬性參數(shù)TP(nr_alpha及nr_thl)。一實施例中，噪聲估計電路610根據(jù)時間域參數(shù)lpu、lpv，并利用下列程序碼來分別得到時間屬性參數(shù)nr_alpha及nr_thl:nr—alpha=nr—alpha-(lpv_v_ref)^alpha—fact5nr_thl=nr_thl+(lpu_u_ref)*thl_fact;/*v_ref、u_ref、alpha—fact及thl_fact均為預(yù)設(shè)值*/從上述程序碼可以觀察到，當(dāng)噪聲變異程度越大(lpv值越大)，nr_alpha值就會越?。划?dāng)噪聲平均值越大(lpu值越大)，nr_thl值會越大，TNR濾波器620的濾噪聲能力越強(qiáng)。在實際應(yīng)用時，本發(fā)明會分別給予nr—alpha及nr—thl—個動態(tài)調(diào)整范圍，例如圖8中的虛線所示，nr—alpha值會在nr_alpha_max及nr_alpha_min范圍內(nèi)變云力，而nr_thl值會在nr_thl_maX及nr_thl_min范圍內(nèi)變動。之后，噪聲估計電路610于下一個圖場周期開始時，將上述時間屬性參數(shù)TP(nr_alpha及nr_thl)傳送給TNR濾波器620，以供TNR濾波器620據(jù)以動態(tài)調(diào)整本身的TNR濾波特性曲線(如圖8所示)。根據(jù)本發(fā)明，圖8中斜線的斜率是固定的，且nr—thl及nr—th2之間的距離也是固定的，因此，TNR濾波器620—旦接收到最新的時間屬性參數(shù)nr—alpha及nr—thl后，nr_th2會隨著nr_thl左右調(diào)整。就圖6A的實施例而言，TNR濾波器620是包含三個lxNTNR濾波單元621623，每一TNR濾波單元均適用上述動態(tài)調(diào)整過的TNR濾波特性曲線。圖8中橫軸的定義是以一目標(biāo)像素(i，j)為中心擴(kuò)展成mXn的區(qū)塊后，得到該區(qū)塊內(nèi)每一像素在cur及pre2圖場間的低通亮度差總和<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>,/2|i:(/'X)力—mxn大小的低通濾波器，其中mXn的區(qū)塊大小未必要跟圖7B中的區(qū)塊一樣大，m大小主要是取決于每一TNR濾波單元接受的掃描線的數(shù)目，就TNR濾波單元621623的實施例而言，m等于1。將圖8和圖1A的TNR濾波特性曲線作比較，相較于傳統(tǒng)TNR濾波特性曲線的橫軸是以單一像素的亮度差為參考值，本發(fā)明TNR特性曲線的橫軸是利用區(qū)塊的低通亮度差總和(abslpdiff(i，j))作為參考值，更容易分辨亮度差的原因是來自于移動或噪聲，而當(dāng)分辨出亮度差的原因是來自于移動時，本發(fā)明即適度增加SNR濾波器630的濾噪聲強(qiáng)度。例如，當(dāng)lxNTNR濾波單元622將一目標(biāo)像素(i，j)為中心擴(kuò)展成mXn的區(qū)塊后計算出的abslpdiff(i，j)值，再根據(jù)圖8得到一相對應(yīng)alpha(i，j)值，而從alpha(i，j)值大小即可判斷出目標(biāo)像素(i，j)移動的程度，例如當(dāng)alpha(i，j)值越大，移動量就會越大。接著，lxNTNR濾波單元(621623)即根據(jù)得到的alpha(i，j)值利用關(guān)系式(1)，混合cur及pre2圖場中目標(biāo)像素(i，j)的像素值(即混合C(i，j)及P(i，j))，產(chǎn)生一輸出像素值T(i，j)(包含亮度值Y及色度值C)，同時將像素值T(i，j)相對應(yīng)alpha(i，j)值減去nr_alpha值之后作為t_alpha(i，j)值(t_alpha(i，j)=alpha(i，j)_nr_alpha)傳送給SNR濾波器630，供SNR濾波器630調(diào)整的本身的濾噪聲強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)t_alpha(i，j)值越大時，相對的SNR濾波器630的濾噪聲強(qiáng)度越強(qiáng)。圖9是本發(fā)明SNR濾波特性曲線。根據(jù)圖6A的實施例，本發(fā)明SNR濾波器630是利用一"h字濾波器來實施，該十字濾波器包含一垂直SNR濾波單元631與一水平SNR濾波單元632。圖9的SNR濾波特性曲線適用于垂直SNR濾波單元631與水平SNR濾波單元632。圖9的縱軸表示增益(gain)，橫軸表示cur圖場中以一目標(biāo)像素(i，j)為中心擴(kuò)展成mXn的區(qū)塊，以bk(cur，i，j，m，n)表式(本SNR區(qū)塊不需與TNR區(qū)塊一樣大)內(nèi)最大值與最小值的差卯diff。一實施，以程序碼表示如下maxvalue=max(bk(cur，i，j，m，n));/*cur圖場中mXn區(qū)塊內(nèi)的最大值*/minvalue=min(bk(cur，i，j，m，n));/*cur圖場中mXn區(qū)塊內(nèi)的最小值*/ppdiff=maxvalue-minvalue;........(8)aug=hpf(bk(cur，i，j，m，n));/*區(qū)塊的平均高頻量化數(shù)值*/pixel—out(i，j)=pixel—in(i，j)-aug氺(64_g)/32/64;..........(9)A輸入像素pixeljn(i，j)通過SNR濾波單元后的輸出值pixel_out(i，j)*/請注意，不同于第8圖TNR濾波特性曲線的調(diào)整方式，本發(fā)明垂直SNR濾波單元631與水平SNR濾波單元632根據(jù)噪聲估計電路610及移動估計電路650產(chǎn)生的參數(shù)，只會調(diào)整SNR濾波特性曲線的coring值，而不會改變增益初始值(smooth)及斜線的斜率。—實施例中，噪聲估計電路610根據(jù)上述關(guān)系式(3)、(4)產(chǎn)生空間域參數(shù)lpu_snr及l(fā)pv_snr后，更根據(jù)以下四個關(guān)系式來產(chǎn)生空間屬性參數(shù)SP(包含vl_Coring、vc_coring、hl_coring、hc_coring)以傳送至SNR濾波器630:vl_coring(i，j)=lpu_snr*vl_thl+lpv_snr*vl_th2;/*用于調(diào)整垂直SNR濾波亮度特性曲線的coring值*/vc_coring(i，j)=lpu—snr氺vc—thl+lpv—snr氺vc—th2;/*用以調(diào)整垂直SNR濾波色度特性曲線的coring值*/hl_coring(i，j)=lpu_snr*hl_thl+lpv_snr*hl_th2;/*用于調(diào)整水平SNR濾波亮度特性曲線的coring值*/hc_coring(i，j)=lpu_snr*hc_thl+lpv—snr*hc_th2;/*用于調(diào)整水平SNR濾波色度特性曲線的coring值*/須注意的是，本發(fā)明并未限定SNR濾波器630中垂直SNR濾波單元631與水平SNR濾波單元632設(shè)置的前后級次序，電路設(shè)計者可視應(yīng)用需要來調(diào)整順序。于SNR濾波器630的另一實施例中，是設(shè)置三個水平SNR濾波單元632于垂直SNR濾波單元631的前級(圖未示)。另一方面，在一般圖像的強(qiáng)烈邊緣(strongedge)區(qū)域附近常見到蚊狀噪聲(mosquitonoise)(如圖IOA及圖10B所示)，這是圖像壓縮的二維圖像離散余弦轉(zhuǎn)換(discretecosinetransform)過程中造成的問題。當(dāng)碰到圖像中有強(qiáng)烈邊緣區(qū)域時，本發(fā)明可通過調(diào)整SNR濾波器630的強(qiáng)度來改善甚至解決蚊狀噪聲的問題。蚊狀噪聲大致分為靜態(tài)蚊狀噪聲及動態(tài)蚊狀噪聲，一般而言，靜態(tài)蚊狀噪聲比較容易被人眼發(fā)現(xiàn)，因此有迫切改善的需要，至于動態(tài)蚊狀噪聲則視應(yīng)用來選擇是否要濾除。移動估計電路650首先以4x4(或8x8、或4x8)為一區(qū)塊單位，檢測cur圖場及pre2圖場間是否在一相同位置的區(qū)塊內(nèi)具有強(qiáng)烈邊緣區(qū)域，例如當(dāng)一目標(biāo)像素(i，j)所屬的4x4區(qū)塊內(nèi)的亮度差異最大值大于一臨界值mnr—th時，表示該4x4區(qū)塊內(nèi)具有強(qiáng)烈邊緣區(qū)域。若檢測到具有強(qiáng)烈邊緣的區(qū)塊，即以該4x4蚊狀區(qū)塊為中心擴(kuò)充為十字型蚊狀區(qū)域，如圖10C所示。在另一實施例中，是以該4x4蚊狀區(qū)塊為中心擴(kuò)充為12x12正方形蚊狀區(qū)域(圖未示)。只要是屬于該蚊狀區(qū)域的像素，移動估計電路650會將所述多個像素的蚊狀旗標(biāo)設(shè)為l(即mnr—rgn(y，x)=1)，且分別對此蚊狀旗標(biāo)設(shè)為1的十字型蚊狀區(qū)域，以4x4蚊狀區(qū)塊為單位，進(jìn)行cur、pre2圖場間的移動量估計，以產(chǎn)生各蚊狀區(qū)塊的相對移動量MBW。如上所述，移動估計電路650對cur、pre2圖場所進(jìn)行的蚊狀旗標(biāo)設(shè)定及移動估計的結(jié)果，是應(yīng)用至下二個圖場nxt2。至于目前SNR濾波器630接收到的蚊狀區(qū)塊及其相對移動量MBW是移動估計電路650于二個圖場周期的前對pre2、pre4圖場進(jìn)行移動估計的結(jié)果。垂直SNR濾波單元631與水平SNR濾波單元632接收到空間屬性參數(shù)vl_coring、vcjoring、hLcoring及hcjoring后，根據(jù)(1)目標(biāo)像素(i，j)是否屬于一蚊狀區(qū)塊(或目標(biāo)像素(i，j)的蚊狀旗標(biāo)是否設(shè)為1)以及(2)該蚊狀區(qū)塊的移動量MBW大小，來進(jìn)一步調(diào)整SNR特性曲線的vl_coring、vc—coring、hl—coring及hc—coring值。一實施例中，假設(shè)要濾除圖像中偏靜態(tài)的蚊狀噪聲，首先，垂直SNR濾波單元631與水平SNR濾波單元632判斷目標(biāo)像素(i，j)是否屬于一蚊狀區(qū)塊(即mnr—rgn(i，j)=l)，再判斷該蚊狀區(qū)塊的移動量MBW是否小于一臨界值mbw_th，若上述二個條件都符合的話，再根據(jù)以下關(guān)系式來動態(tài)調(diào)整SNR濾波特性曲線的vl_coring、vc_coring、hl_coring及hc_coring值與同時調(diào)整參數(shù)sjlpha(i，j):vl_coring(i，j)=vl_coring(i，j)+mnr_rgn(i，j)*mnr_vl_coring;/*有蛟狀噪聲時，vl_coring值會被進(jìn)一步加大*/vc_coring(i，j)=vc_coring(i，j)+mnr_rgn(i，j)氺mnr—vc—coring;/*有蛟狀噪聲時，vc_coring值會被進(jìn)一步加大*/hl_coring(i，j)=hl_coring(i，j)+mnr_rgn(i，j)氺mnr—hl—coring;/*有蛟狀噪聲時，hl_coring值會被進(jìn)一步加大*/hc_coring(i，j)=hc_coring(i，j)+mnr_rgn(i，j)氺mnr—hc—coring;/*有蛟狀噪聲時，hc_coring值會被進(jìn)一步加大*/s_alpha(i，j)=t_alpha(i，j)+mnr_rgn(i，j)氺mnr—gain;/*有蛟狀噪聲時，t_alpha會被進(jìn)一步加大成為s_alpha*/根據(jù)圖6A，SNR濾波器630是接收TNR濾波器620輸出的三條掃描線T(i_l)、T(i)、T(i+1)后，以目標(biāo)像素T(i，j)為中心擴(kuò)展為mXn的區(qū)塊，分別根據(jù)四條調(diào)整過的SNR特性曲線(垂直SNR濾波亮度特性曲線、垂直SNR濾波色度特性曲線、水平SNR濾波亮度特性曲線、水平SNR濾波色度特性曲線)取得不同的增益值g，再利用關(guān)系式(9)的計算，最后得到輸出像素值S(i，j)(包含亮度值Y與色度值C)及像素S(i，j)的相對應(yīng)參數(shù)s—alpha(i，j)。最后，混合電路640根據(jù)參數(shù)s—alpha(i，j)混合像素值T(i，j)及S(i，j)，產(chǎn)生輸出像素B(i，j)。一實施例中，混合電路640根據(jù)以下關(guān)系式來產(chǎn)生輸出像素值B(i，j)=S(i，j)Xs—alpha(i，j)+T(i，j)X(1-s—alpha(i，j))須注意的是，本發(fā)明SNR濾波器630除了利用單一的十字濾波器來實施之外，亦可利用圖11的電路架構(gòu)來實施。圖11是本發(fā)明SNR濾波器的另一實施例的架構(gòu)圖。請同時參考圖6A及圖ll，本發(fā)明SNR濾波器630'包含一^h字濾波器112、一決定電路111、一西格瑪濾波器113及一中值濾波器114。決定電路111接收TNR濾波器620產(chǎn)生的三條掃描線T(i-l)、T(i)、T(i+1)后，以一區(qū)塊單位(以3x3為例)，根據(jù)區(qū)塊內(nèi)的亮度差異最大值(ppdiff，請參考關(guān)系式(8))是否大于一預(yù)設(shè)邊緣值edge—th，來啟動十字濾波器112或西格瑪濾波器113。若亮度差異最大值(ppdiff)小于臨界值edge—th，決定電路111利用控制信號CS來啟動(enable)十字濾波器112并禁能(disable)西格瑪濾波器113;反之，若亮度差異最大值(ppdiff)大于或等于臨界值edge—th，決定電路lll則利用控制信號CS來啟動西格瑪濾波器113并禁能十字濾波器112。由于十字濾波器112的結(jié)構(gòu)與功能已于前面介紹過，在此不再贅述。圖12A是顯示七個像素的亮度值、t_alpha與位置關(guān)系的一個例子。椒鹽噪聲有一個特性，其亮度值(或色度值)必是其所屬區(qū)塊的最大值或最小值，同時其移動量也最大(可利用t—alpha值當(dāng)指標(biāo))。例如當(dāng)圖12A中的目標(biāo)像素同時符合亮度最大值及移動量最大值(t—alpha為最大值)時，即可以判斷該目標(biāo)像素是一個鹽巴噪聲(saltnoise);反之，若符合亮度最小值及移動量最大值時，則可以判斷該目標(biāo)像素是一個胡椒噪聲(P印pernoise)。圖12B是根據(jù)本發(fā)明西格瑪濾波器的一實施例，顯示實際亮度差值與修正亮度差值的關(guān)系圖。請同時參考圖5B及圖12B，對于落在系統(tǒng)設(shè)定的亮度范圍R(=卯diffXfactor)-R之外的像素，本發(fā)明西格瑪濾波器113并非像
背景技術(shù)：
一樣，一律不列入考慮(slope2=)，而是給于圖12B中的負(fù)斜率區(qū)(Slope3=-2)。圖中的負(fù)斜率區(qū)可視為一個緩沖區(qū)，有維持本發(fā)明西格瑪濾波器113穩(wěn)定輸出品質(zhì)的功效?！獙嵤├?，西格瑪濾波器113接收mXn區(qū)塊(目標(biāo)像素(i，j)位于區(qū)塊中心)，并利用以下程序碼來產(chǎn)生輸出像素S"(i，j)及其椒鹽旗標(biāo)salt—p印per(i，j)。factor=0.25;m2=(m_l)/2;n2=(n_l)/2;diffs咖=0;spatial2_th=1;/氺factor為一予頁i發(fā)值氺/salt—p印per—pos(i，j)=1;salt—p印per—neg(i，j)=1;fory=i-m2:i+m2forx=j-n2:j+n2R_diff(y，x)=pixel(cur，y，x)-pixel(cur，i，j);/*鄰近像素與目標(biāo)像素的實際亮度差*/diff_t_alpha(y，x)=t_alpha(i，j)_t_alpha(y，x);/*鄰近像素(y，x)與目標(biāo)像素(i，j)的t_alpha差*/if(abs(R—diff(y，x)>salt—p印per—thl&(y!=i)&(x!=j))salt_pepper_pos(i，j)=salt_pepper_pos(i，j)&(R_diff(y，x)<0)&(diff丄alpha(y，x)>salt—p印per—th2);/*鹽巴噪聲須符合亮度最大值及t_alpha最大值*/salt—p印per—neg(i，j)=salt—p印per—neg(i，j)&(R_diff(y，x)>0)&(diff_t_alpha(y，x)>salt—p印per—th2);/*胡椒噪聲須符合亮度最小值及t_alpha最大值*/endif(R_diff(y，x))>ppdiff*factor)m_diff(y，x)=ppdiff*factor+((R_diff(y，x)_(ppdiff承factor))承slope3;/氺slope3為負(fù)余斗率氺/if(R_diff(y，x)<0)m_diff(y，x)=0;endelseif(R_diff(y，x)<-ppdif氺factor)m_diff(y，x)=—ppdiff*factor+(R—diff(y，x)_(ppdiff氺factor))氺slope3;/氺slope3為負(fù)余斗率氺/if(R_diff(y，x)>0)m_diff(y，x)=0;endenddiffsum=diffsum+m_diff(y，x);endendS"(cur，i，j)=pixel(cur，i，j)+diffsum*spatial2_th/(m*n-1);......(10)/*E濾波器的目標(biāo)像素(i，j)輸出值*/salt—p印per(i，j)=salt—p印per—pos(i，j)|salt—p印per—neg(i，j);/*目標(biāo)像素(i，j)相對應(yīng)的椒鹽旗標(biāo)，若等于1為椒鹽噪聲*/以一個1x5(m=1，n=5)區(qū)塊及負(fù)斜率slope3=_2為例，若該1x5區(qū)塊的亮度值依序為100，51，25，0，5(假設(shè)目標(biāo)像素為亮度值為25的像素)，根據(jù)圖12B的關(guān)系圖，R=ppdiff*factor=(100-0)XO.25=25，則西格瑪濾波器113的目標(biāo)像素輸出值S"=25+(0+23-25-20)/4=20。假設(shè)上述1x5區(qū)塊帶有少許噪聲，使得亮度值依序為104,50，25，0，5，根據(jù)第12B圖的關(guān)系圖，R=(104-0)XO.25=26，則西格瑪濾波器113的目標(biāo)像素輸出值S"二25+(0+25-25-20)/4=20。從上述的輸出可以看到，即使像素帶有噪聲，本發(fā)明西格瑪濾波器113的目標(biāo)像素輸出值仍維持得十分穩(wěn)定。圖12C顯示本發(fā)明一實施例的西格瑪濾波方法的流程圖。依據(jù)本發(fā)明一實施例的西格瑪濾波方法，用以處理一圖像，此方法包含以下步驟。步驟S120:接收mXn大小的區(qū)塊。其中，m為行數(shù)，n為列數(shù)。步驟S122:根據(jù)該區(qū)塊中的一目標(biāo)像素(i，j)，計算該區(qū)塊中其余每一像素(y，x)與該目標(biāo)像素(i，j)的實際亮度差值ILdiff(y，x)。R_diff(y，x)=pixel(cur，y，x)-pixel(cur，i，j)。步驟S124:根據(jù)一預(yù)設(shè)亮度差范圍(R-R)與一預(yù)設(shè)負(fù)斜率slope3，將每一實際亮度差值R_diff調(diào)整為一相對的修正亮度差值m_diff。步驟S126:根據(jù)各該修正亮度差值m_diff、該目標(biāo)像素的亮度值及該區(qū)塊的像素數(shù)目，得到該區(qū)塊的一濾波輸出值。例如利用上述關(guān)系式(IO)，即可得到目標(biāo)像素(i，j)的濾波輸出值S"(cur，i，j)。步驟S128:判斷本圖像是否處理完畢。若是，則結(jié)束，否則，繼續(xù)處理下一個mXn區(qū)塊。請注意，以上是針對圖像的亮度值進(jìn)行西格瑪濾波，熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員可以利用同樣方法對圖像的色度值進(jìn)行西格瑪濾波。最后，中間值濾波器114是接收十字濾波器112及西格瑪濾波器113的輸出，只要目標(biāo)像素的椒鹽旗標(biāo)值salt—p印per(i，j)或蚊狀旗標(biāo)值mnr_rgn(i，j)被設(shè)定為l，就對各目標(biāo)像素所屬區(qū)塊進(jìn)行中值濾波處理，否則，中值濾波器114將輸入直接輸出(bypass),產(chǎn)生輸出值S(i，j)及其對應(yīng)的參數(shù)s—alpha(i，j)。圖13顯示以目標(biāo)像素(i，j)為中心的3x3區(qū)塊的亮度值y的一個例子。以下是以亮度值為例，本發(fā)明中值濾波器114對圖13的3x3區(qū)塊進(jìn)行四個方向的中間值濾波，分別得到如下四個方向的中間值medl=median(y(i-1，j)，y(i，j)，y(i+l，j));/"K平med2=median(y(i，j_l)，y(i，j)，y(i，j+l));/*垂直med3=median(y(i-l，j_l)，y(i，j)，y(i+l，j+l));A左下右上med4=median(y，j+l)，y(i，j)，y(i+l，j_l));/*左上右下*/再取四個中間值的最大值及最小值max_med=max(medl，med2，med3，med4);min_med=min(medl，med2，med3，med4);接著，計算diff=median(max—med，min—med，y(i，j))-y(i，j)，若abs(diff)小于一臨界值sp—thl時，中值濾波器114的輸出值S(i，j)=y(i，j)+diffXsp—th2，否則，中值濾波器114的輸出值S(i，j)=y(i，j)。一實施例中，sp_thl=24，sp_th2=0.5。本發(fā)明動態(tài)噪聲濾波裝置更可以依據(jù)不同的圖像應(yīng)用需求，來調(diào)整電路組合，進(jìn)而降低硬件成本。例如，對于偏靜態(tài)圖像應(yīng)用可以采用圖14的電路架構(gòu)，而偏動態(tài)圖像應(yīng)用可以采用圖15的電路架構(gòu)。圖14為本發(fā)明動態(tài)噪聲濾波裝置的另一實施例的架構(gòu)示意圖。參考圖14，本發(fā)明動態(tài)噪聲濾波裝置140包含一噪聲估計電路610以及一TNR濾波器620。由于噪聲估計電路610以及TNR濾波器620的結(jié)構(gòu)與功能已于前面介紹過，在此不再贅述。圖15為本發(fā)明動態(tài)噪聲濾波裝置的再一實施例的架構(gòu)示意圖。參考圖15，本發(fā)明動態(tài)噪聲濾波裝置150包含一噪聲估計電路610、一SNR濾波器630及一移動估計電路650。由于噪聲估計電路610、SNR濾波器630及移動估計電路650的結(jié)構(gòu)與功能已于前面介紹過，在此不再贅述。須注意的是，由于缺少了輸入?yún)?shù)流t_alpha，故本實施例的SNR濾波器630僅能利用十字濾波器來實施，而不能利用圖11的電路來實施。綜上所述，本發(fā)明的特色在于能夠依據(jù)每一個圖像的噪聲平均值與噪聲變異值產(chǎn)生相對應(yīng)的時間屬性參數(shù)TP及空間屬性參數(shù)SP，進(jìn)而動態(tài)調(diào)整SNR濾波器及TNR濾波器的強(qiáng)度，以及動態(tài)調(diào)整SNR濾波器的輸出及TNR濾波器的輸出的混合比例。甚至，若檢測到圖像包含蚊狀噪聲或椒鹽噪聲時，也能通過調(diào)整SNR濾波器的強(qiáng)度來達(dá)到最佳的圖像品質(zhì)。在較佳實施例的詳細(xì)說明中所提出的具體實施例僅用以方便說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，而非將本發(fā)明狹義地限制于上述實施例，在不超出本發(fā)明的精神及權(quán)利要求范圍的情況，所做的種種變化實施，皆屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求一種動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述的動態(tài)噪聲濾波裝置包含一噪聲估計電路，接收一目前圖像及其對應(yīng)前一圖像，進(jìn)行噪聲估計，產(chǎn)生一時間屬性參數(shù)及一空間屬性參數(shù)；一時間域噪聲抑制TNR濾波電路，接收所述目前圖像及其對應(yīng)前一圖像，根據(jù)所述噪聲估計電路上一個圖像周期產(chǎn)生的時間屬性參數(shù)來調(diào)整本身的TNR濾波特性曲線，以產(chǎn)生至少一第一濾波掃描線及其對應(yīng)的第一參數(shù)流；一移動估計電路，對一輸入圖像及其對應(yīng)前一圖像，進(jìn)行蚊狀區(qū)塊的設(shè)定及移動量估計；一空間域噪聲抑制SNR濾波電路，根據(jù)所述噪聲估計電路上一個圖像周期產(chǎn)生的空間屬性參數(shù)、所述移動估計電路的背景輸出、所述至少一第一濾波掃描線及其對應(yīng)的第一參數(shù)流，用以產(chǎn)生一第二濾波掃描線及其對應(yīng)的第二參數(shù)流；以及一混合電路，根據(jù)所述第二參數(shù)流，依序混合所述第二濾波掃描線及所述至少一第一濾波掃描線的其一，以產(chǎn)生一輸出掃描線。2.如權(quán)利要求1所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述圖像為一圖場或一圖框。3.如權(quán)利要求2所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，還包含一第一延遲電路，耦接于所述噪聲估計電路、所述時間域噪聲抑制濾波電路及所述空間域噪聲抑制濾波電路之間，用以將所述時間屬性參數(shù)及所述空間屬性參數(shù)延遲一個圖像周期后輸出；以及一第二延遲電路，耦接于所述移動估計電路及所述空間域噪聲抑制濾波電路之間，當(dāng)所述圖像為一圖場時，所述第二延遲電路用以將所述移動估計電路的輸出延遲一個或二個圖場周期后輸出，而當(dāng)所述圖像為一圖框時，所述第二延遲電路用以將所述移動估計電路的輸出延遲一個圖框周期后輸出。4.如權(quán)利要求1所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述輸入圖像為所述目前圖像或所述時間域噪聲抑制濾波電路的輸出圖像。5.如權(quán)利要求4所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，當(dāng)所述輸入圖像為所述時間域噪聲抑制濾波電路的輸出圖像時，所述時間域噪聲抑制濾波電路的前級另設(shè)置一第三延遲電路，用以將所述輸入圖像的對應(yīng)前一圖像延遲輸出，以補償所述時間域噪聲抑制濾波電路的處理時間。6.如權(quán)利要求l所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述空間屬性參數(shù)包含有h1—coring、hc_coring、vl_coring以及vc_coring。7.如權(quán)利要求6所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述空間域噪聲抑制濾波電路是利用一個十字濾波器來實施，所述十字濾波器為至少一垂直濾波單元以及至少一水平濾波單元的組合。8.如權(quán)利要求7所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，各所述水平濾波單元及各所述垂直濾波單元，是根據(jù)所述移動估計電路的背景蚊狀區(qū)塊的設(shè)定及移動量估計結(jié)果，來調(diào)整所述空間屬性參數(shù)及所述第二參數(shù)流。9.如權(quán)利要求8所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，各所述水平濾波單元，是根據(jù)參數(shù)hl—coring與hc—coring，來動態(tài)調(diào)整本身的SNR濾波特性曲線，而各所述垂直濾波單元是根據(jù)參數(shù)vl_coring與vc—coring，來動態(tài)調(diào)整本身的SNR濾波特性曲線。10.如權(quán)利要求1所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述空間域噪聲抑制濾波電路是包含一十字濾波器，接收所述至少一第一濾波掃描線及其對應(yīng)的第一參數(shù)流，并根據(jù)所述噪聲估計電路上一個圖像周期產(chǎn)生的空間屬性參數(shù)及所述移動估計電路的背景輸出來調(diào)整本身的SNR濾波特性曲線，以產(chǎn)生一第三濾波掃描線及其對應(yīng)的第二參數(shù)流，其中，所述十字濾波器為至少一垂直濾波單元以及至少一水平濾波單元的組合；一西格瑪濾波器，接收所述至少一第一濾波掃描線及其對應(yīng)的第一參數(shù)流，根據(jù)一預(yù)設(shè)亮度范圍及一預(yù)設(shè)負(fù)斜率，對各目標(biāo)像素所屬區(qū)塊進(jìn)行平均化運算，產(chǎn)生一第四濾波掃描線及其對應(yīng)的椒鹽旗標(biāo)流；一決定單元，根據(jù)所述至少一第一濾波掃描線中各目標(biāo)像素所屬區(qū)塊的亮度最大差異值及一預(yù)設(shè)邊緣值，決定啟動所述十字濾波器及所述西格瑪濾波器的其中之一；以及一中值濾波器，接收所述十字濾波器及所述西格瑪濾波器的輸出，根據(jù)各目標(biāo)像素的椒鹽旗標(biāo)值及蚊狀旗標(biāo)值，決定是否對各目標(biāo)像素所屬區(qū)塊進(jìn)行中值濾波處理，以產(chǎn)生所述第二濾波掃描線及其對應(yīng)的第二參數(shù)流。11.如權(quán)利要求1所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述時間屬性參數(shù)包含有nr—alpha及nr_thl。12.如權(quán)利要求1所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述噪聲估計電路是根據(jù)所述目前圖像中多個特定像素的噪聲平均值及噪聲變異值，來產(chǎn)生所述時間屬性參數(shù)及所述空間屬性參數(shù)。13.如權(quán)利要求12所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述多個特定像素是所述目前圖像中噪聲位準(zhǔn)較低的像素。14.如權(quán)利要求12所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述噪聲估計電路更根據(jù)所述目前圖像偏靜態(tài)的程度來調(diào)整所述時間屬性參數(shù)的大小。15.—種動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述的動態(tài)噪聲濾波裝置包含一噪聲估計電路，接收一目前圖像及其對應(yīng)前一圖像，進(jìn)行噪聲估計，產(chǎn)生一時間屬性參數(shù)；以及一時間域噪聲抑制濾波器，耦接所述噪聲估計電路，接收所述目前圖像及其對應(yīng)前一圖像，根據(jù)所述噪聲估計電路上一個圖像周期產(chǎn)生的時間屬性參數(shù)來調(diào)整本身的TNR濾波特性曲線，以產(chǎn)生一時間域濾波圖像。16.如權(quán)利要求15所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，還包含一延遲電路，耦接于所述噪聲估計電路，用以將所述時間屬性參數(shù)延遲一個圖像周期后輸出。17.如權(quán)利要求15所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述噪聲估計電路是根據(jù)所述目前圖像中多個特定像素的噪聲平均值及噪聲變異值，來產(chǎn)生所述時間屬性參數(shù)。18.如權(quán)利要求17所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述多個特定像素是所述目前圖像中噪聲位準(zhǔn)較低的像素。19.如權(quán)利要求17所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述噪聲估計電路更根據(jù)所述目前圖像偏靜態(tài)的程度來調(diào)整所述時間屬性參數(shù)的大小。20.如權(quán)利要求15所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述時間屬性參數(shù)包含有nr—alpha及nr_thl。21.—種動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述的動態(tài)噪聲濾波裝置包含一噪聲估計電路，接收一目前圖像及其對應(yīng)前一圖像，進(jìn)行噪聲估計，以產(chǎn)生一空間屬性參數(shù)；一移動估計電路，對所述目前圖像及其對應(yīng)前一圖像，進(jìn)行蚊狀區(qū)塊的設(shè)定及移動量估計；以及一空間域噪聲抑制濾波電路，接收所述目前圖像，根據(jù)所述噪聲估計電路上一個圖像周期產(chǎn)生的空間屬性參數(shù)及所述移動估計電路的背景輸出，以產(chǎn)生一空間域濾波圖像。22.如權(quán)利要求21所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述噪聲估計電路是根據(jù)所述目前圖像中多個特定像素的噪聲平均值及噪聲變異值，來產(chǎn)生所述空間屬性參數(shù)。23.如權(quán)利要求22所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述多個特定像素是所述目前圖像中噪聲位準(zhǔn)較低的像素。24.如權(quán)利要求21所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述圖像為一圖場或一圖框。25.如權(quán)利要求24所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，還包含一第一延遲電路，耦接于所述噪聲估計電路及所述空間域噪聲抑制濾波電路之間，用以將所述空間屬性參數(shù)延遲一個圖像周期后輸出；以及一第二延遲電路，耦接于所述移動估計電路及所述空間域噪聲抑制濾波電路之間，當(dāng)所述圖像為一圖場時，所述第二延遲電路用以將所述移動估計電路的輸出延遲一個或二個圖場周期后輸出，而當(dāng)所述圖像為一圖框時，所述第二延遲電路用以將所述移動估計電路的輸出延遲一個圖框周期后輸出。26.如權(quán)利要求21所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述空間屬性參數(shù)包含有hl_coring、hc_coring、vl_coring以及vc_coring。27.如權(quán)利要求26所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，所述空間域噪聲抑制濾波電路是利用一個十字濾波器來實施，所述十字濾波器為至少一垂直濾波單元以及至少一水平濾波單元的組合。28.如權(quán)利要求27所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，各所述水平濾波單元及各所述垂直濾波單元，是根據(jù)所述移動估計電路的背景蚊狀區(qū)塊的設(shè)定及移動量估計結(jié)果，來調(diào)整所述空間屬性參數(shù)。29.如權(quán)利要求28所述的動態(tài)噪聲濾波裝置，其特征在于，各所述水平濾波單元，是根據(jù)參數(shù)hl_coring及hc—coring，來動態(tài)調(diào)整本身的SNR濾波特性曲線，而各所述垂直濾波單元是根據(jù)參數(shù)vl_coring與vc—coring，來動態(tài)調(diào)整本身的SNR濾波特性曲線。30.—種西格瑪濾波方法，其特征在于，所述的西格瑪濾波方法用以處理至少一圖像，所述方法包含以下步驟接收所述圖像的mXn大小的區(qū)塊；根據(jù)所述區(qū)塊中的一目標(biāo)像素，計算所述區(qū)塊中其余每一像素與所述目標(biāo)像素的實際像素差值R_diff;根據(jù)一預(yù)設(shè)差值范圍與一預(yù)設(shè)負(fù)斜率slope3，將每一實際像素差值R_diff調(diào)整為一相對的修正像素差值m_diff;以及根據(jù)各所述修正像素差值m_diff、所述目標(biāo)像素值及所述區(qū)塊的像素數(shù)目，得到一濾波輸出值。31.如權(quán)利要求30所述的西格瑪濾波方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)差值范圍是從-R至R，R=卯diffXfactor，其中，ppdiff為所述區(qū)塊中的像素最大值與像素最小值的差且factor為一預(yù)設(shè)值。32.如權(quán)利要求30所述的西格瑪濾波方法，其特征在于，所述調(diào)整步驟還包含當(dāng)所述實際像素差值R_diff大于R時，根據(jù)R值及所述預(yù)設(shè)負(fù)斜率slope3，計算所述修正像素差值m—diff;以及當(dāng)所述修正像素差值m_diff小于0時，將所述修正像素差值m_diff設(shè)為0。33.如權(quán)利要求32所述的西格瑪濾波方法，其特征在于，所述修正像素差值m—diff=R+(R_diff-R)Xslope3。34.如權(quán)利要求30所述的西格瑪濾波方法，其特征在于，所述調(diào)整步驟還包含以下步驟當(dāng)所述實際像素差值R_diff小于-R時，根據(jù)-R值及所述預(yù)設(shè)負(fù)斜率slope3，計算所述修正像素值差m_diff;以及當(dāng)所述修正像素差值m_diff大于0時，將所述修正像素差值m_diff設(shè)為0。35.如權(quán)利要求34所述的西格瑪濾波方法，其特征在于，所述修正像素差值m_diff=-R+(R_diff-R)Xslope3。36.如權(quán)利要求30所述的西格瑪濾波方法，其特征在于，所述像素差值為亮度差值或色度差值。全文摘要本發(fā)明提供一種動態(tài)噪聲濾波裝置及西格瑪濾波方法，其中，該動態(tài)噪聲濾波裝置，包含一噪聲估計電路、一TNR濾波器、一SNR濾波器、一混合電路及一移動估計電路。本發(fā)明通過對每一圖像進(jìn)行噪聲估計，來動態(tài)調(diào)整SNR濾波器及TNR濾波器的強(qiáng)度，以及動態(tài)調(diào)整SNR濾波器的輸出及TNR濾波器的輸出的混合比例，來達(dá)到最佳的圖像品質(zhì)。文檔編號H04N5/21GK101795352SQ20091000571公開日2010年8月4日申請日期2009年2月3日優(yōu)先權(quán)日2009年2月3日發(fā)明者徐正運申請人:矽統(tǒng)科技股份有限公司