專利名稱：用于局部適配圖像處理濾波器的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號處理的方法和系統(tǒng)，更具體地講，本發(fā)明涉及一種圖像處理、平滑(smoothing)和增強(qiáng)(enhancement)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
濾波是信號處理領(lǐng)域中最基本的操作之一。通過濾波，在模擬或數(shù)字信號上可執(zhí)行多種操作，以獲得噪音抑制、數(shù)據(jù)壓縮和特征增強(qiáng)的效果。濾波器可以是一個物理元件，如在信號通路上的電路或電子回路，也可以是針對信號的不同特征(如其大小或相位)而執(zhí)行的一套數(shù)學(xué)操作，還可以是在信號上執(zhí)行的任何其它操作(通常是非隨機(jī)的)。
信號處理的其中一個分支便是圖像處理。數(shù)字圖像是具有不同亮度和色彩的點(diǎn)的集合，這些點(diǎn)稱之為像素，其具有一定的、有限的物理尺寸。存儲或傳輸圖像時，每一像素的相應(yīng)數(shù)據(jù)表征該像素的色彩、亮度(brightness)、光度(luminance)和其它與該像素相關(guān)的信息。該圖像數(shù)據(jù)受數(shù)據(jù)傳輸、圖像獲取和存儲裝置的物理局限、電磁干涉等的影響而易被破壞并產(chǎn)生噪音。為了對破壞的圖像數(shù)據(jù)和隨之導(dǎo)致的圖像變差進(jìn)行補(bǔ)償，或者為了減少噪音以及平滑被破壞的圖像，或者只是為了增強(qiáng)圖像并強(qiáng)調(diào)其特征，就需要通過濾波對圖像執(zhí)行一些操作。
一些傳統(tǒng)的但更復(fù)雜的、而且要求更多計(jì)算的操作，涉及將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成其它域，如傅立葉(Fourier)域、漢可(Hankel)域或希耳伯特(Hilbert)域，以及在新域的一些處理之后再將其轉(zhuǎn)換成圖像域。其它的傳統(tǒng)方法包括在與圖像域相同的域當(dāng)中進(jìn)行數(shù)學(xué)處理。后一類方法的一個典型例子是用相鄰像素的相應(yīng)數(shù)據(jù)來調(diào)整每一像素?cái)?shù)據(jù)。選擇相鄰像素的標(biāo)準(zhǔn)和調(diào)整目標(biāo)像素?cái)?shù)據(jù)的計(jì)算方案是濾波器的明顯特征。
一些更常規(guī)的濾波器則計(jì)算一像素及其相鄰像素的加權(quán)平均值的變化。在這些濾波器中，被調(diào)整的像素?cái)?shù)據(jù)(目標(biāo)像素)及其相鄰像素的數(shù)據(jù)值通常乘一定的系數(shù)(權(quán)重系數(shù))，該增值結(jié)果的平均值用于調(diào)整該目標(biāo)像素。實(shí)際上，該圖像與倍增器的二維窗口卷積。
在圖像中，除特殊例子外，很有可能每一像素值與其鄰近像素值接近。因此，如上述的取平均值方案可減少因?qū)⑹茉胍粲绊懙南袼刂祹У浇咏湎噜徬袼刂刀a(chǎn)生的噪音破壞影響。然而，盡管取平均值方案可通過抑制噪音平滑圖像，但其通過阻止像素值中任何突變并以漸變?nèi)〈?，會使圖像中物體的界線模糊化。
因此，提供一個相對簡單而適配的濾波器實(shí)為必要，該濾波器應(yīng)當(dāng)在增強(qiáng)圖像并減少噪音的同時，可根據(jù)圖像的局部需要而調(diào)整權(quán)重系數(shù)，以保持圖像及其邊緣的清晰度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用局部適配濾波器，能夠在圖像濾波時保持邊緣清晰的處理圖像的方法。
本發(fā)明的目的在于提供一種采用局部適配濾波器，能夠在圖像濾波時保持邊緣清晰的處理圖像的系統(tǒng)本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種處理圖像幀像素?cái)?shù)據(jù)的方法，該圖像包括多個像素和對應(yīng)于所述像素的像素?cái)?shù)據(jù)，該方法包括以下步驟(1)選擇第一像素；(2)在第一像素附近選擇多個第二像素；(3)計(jì)算與所選像素對應(yīng)的像素?cái)?shù)據(jù)的加權(quán)平均值，且計(jì)算時與每一所選像素相關(guān)的權(quán)重系數(shù)與該像素到第一像素的距離或其平方成反比，并與該像素的像素?cái)?shù)據(jù)和第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)的差值、差值平方或其相對比值成反比；以及(4)根據(jù)計(jì)算出的加權(quán)平均值，調(diào)整第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)。
其中，像素?cái)?shù)據(jù)可以是像素的發(fā)光值或亮度值，圖像可以是靜止的圖像、視頻的單一圖像幀或電影的單一圖像幀。計(jì)算時，可以選擇落在某一以第一像素為中心的矩形中的所有像素，也可僅選擇經(jīng)過第一像素且位于與圖像的XY坐標(biāo)相同方向的兩正交軸上的像素。
對應(yīng)于每一所選像素的應(yīng)權(quán)重系數(shù)可由兩個數(shù)的乘積導(dǎo)出；其第一個數(shù)與該像素到第一像素的距離成反比，或者該第一個數(shù)與該像素到第一像素的距離的平方成反比，其第二個數(shù)與該像素?cái)?shù)據(jù)和第一像素?cái)?shù)據(jù)的差值成反比，或者該第二個數(shù)與該像素?cái)?shù)據(jù)和第一像素?cái)?shù)據(jù)的差值平方成反比，也或該第二個數(shù)與該像素?cái)?shù)據(jù)和第一像素?cái)?shù)據(jù)的相對比值成反比。
上述加權(quán)平均值的計(jì)算和調(diào)整過程是迭代重復(fù)的，且每一次重復(fù)僅采用先前調(diào)整過的第一像素?cái)?shù)據(jù)以及以第一像素為中心構(gòu)成矩形的像素的數(shù)據(jù)。
第一像素?cái)?shù)據(jù)通過一系列的迭代來調(diào)整，每一迭代利用先前的第一像素調(diào)整數(shù)據(jù)以及經(jīng)第一像素的兩正交軸之一與以第一像素為中心的矩形的相交位置處的兩個像素?cái)?shù)據(jù)。
圖像數(shù)據(jù)可以是YUV色空間的Y信道數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還提供了一種處理圖像幀像素?cái)?shù)據(jù)的系統(tǒng)，該圖像包括多個像素和該像素相應(yīng)的數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)包括存儲圖像像素?cái)?shù)據(jù)的記憶單元和可編程處理器，該處理器的編程為(1)選擇第一像素；(2)在第一像素附近選擇多個第二像素；(3)將每一選擇像素?cái)?shù)據(jù)乘以兩個數(shù)，其中第一個數(shù)與該像素到第一像素的距離的成反比，第二個數(shù)與該像素?cái)?shù)據(jù)和第一像素?cái)?shù)據(jù)的差值成反比；(4)對上述乘積結(jié)果取平均值；(5)利用該平均值調(diào)整第一像素?cái)?shù)據(jù)。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。


圖1是典型成像環(huán)境的示意圖。
圖2是典型圖像數(shù)據(jù)通路的示意圖。
圖3是圖像退化和濾波器處理效果的示意圖。
圖4是本發(fā)明濾波方案一實(shí)施方式的示意圖。
圖5是本發(fā)明濾波方案另一實(shí)施方式的示意圖。
圖6是本發(fā)明又一實(shí)施方式的示意圖，該實(shí)施方式在二次迭代中采用位于與圖像x-y軸平行的、經(jīng)過中心像素的兩正交軸上的周邊像素的數(shù)據(jù)來調(diào)整中心像素。
圖7是本發(fā)明結(jié)合上述兩實(shí)施方式的再一實(shí)施方式的示意圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施方式局部適配非線性濾波方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種抑制減少噪音和保存邊緣清晰的圖像濾波的非線性局部適配濾波方法及其系統(tǒng)。本發(fā)明所述的濾波器，為計(jì)算加權(quán)平均值，不僅考慮到目標(biāo)像素相對其周圍像素的幾何位置，還考慮到它們相應(yīng)數(shù)據(jù)的關(guān)系。在下面的說明中，給出某些具體細(xì)節(jié)，只是為了便于徹底理解本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。但所屬領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以認(rèn)識到，在沒有這些具體細(xì)節(jié)中的一個或多個的情況下仍能實(shí)施本發(fā)明，或者采用其它方法、元件、材料等的情況下仍能實(shí)施本發(fā)明。另外，為了清楚地描述本發(fā)明的各種實(shí)施方案，因而對眾所周知的結(jié)構(gòu)、材料和操作沒有示出或進(jìn)行詳細(xì)地描述。
在本發(fā)明的說明書中，提及“一實(shí)施方案”或“某一實(shí)施方案”時是指該實(shí)施方案所述的特定特征、結(jié)構(gòu)或者特性至少包含在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中。因而，在說明書各處所出現(xiàn)的“在一實(shí)施方案中”或“在某一實(shí)施方案中”并不一定指的是全部屬于同一個實(shí)施方案；而且，特定的特征、結(jié)構(gòu)或者特性可能以合適的方式結(jié)合到一個或多個的具體實(shí)施方案中。
圖1是包括圖像處理的典型成像環(huán)境的示意圖，圖2是局部適配非線性濾波器(LANF)系統(tǒng)的實(shí)施方式的示意圖，且揭示了在圖1成像環(huán)境中的圖像簡化數(shù)據(jù)通路。圖像器件210可是圖像獲取裝置、圖像發(fā)生裝置、存儲裝置，或其它可輸出模擬或數(shù)字格式的圖像信號或數(shù)據(jù)的裝置，或者是其中任意二者。該圖像器件210的數(shù)字輸出240是LANF濾波器260的輸入。若該圖像器件210的輸出是模擬信號，其將經(jīng)過數(shù)字化或取樣裝置230，而數(shù)字化后的信號(圖像數(shù)據(jù))250將被輸入至LANF濾波器260。濾波后的信號270可存儲在數(shù)據(jù)存儲器280或通過顯示裝置290進(jìn)行顯示。濾波器260可以是一個能對數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊數(shù)學(xué)操作的處理單元，如專用的處理器或桌面電腦。
圖3顯示圖像退化和濾波器處理的效果。表征圖像310的圖像數(shù)據(jù)(I)320被所增加的噪音(N)破壞，而噪音(N)可能的來源途徑有許多，從而導(dǎo)致退化的圖像數(shù)據(jù)(D)340，此處D＝I+N。用濾波器350對該退化圖像D進(jìn)行濾波處理，將減少噪音的影響，并得道高逼真度圖像。
圖4是本發(fā)明的濾波方法對退化的圖像數(shù)據(jù)(D)400進(jìn)行處理的一實(shí)施方式?！爸行南袼亍?10是目標(biāo)像素，濾波器將通過自身數(shù)據(jù)和其周圍一定數(shù)量像素420的數(shù)據(jù)來調(diào)整其相應(yīng)的數(shù)據(jù)。中心像素和那些其數(shù)據(jù)被包括在該中心像素的調(diào)整計(jì)算中的周邊像素，被稱為處于“卷積窗口”430內(nèi)。在一實(shí)施方式中，像素的調(diào)整可以通過用其它計(jì)算的數(shù)據(jù)來取代該像素?cái)?shù)據(jù)來完成。在另一實(shí)施方式中，這種調(diào)整是指將該像素?cái)?shù)據(jù)加上、減去或乘以某個數(shù)。在又一實(shí)施方式中，這種調(diào)整也可以是對該像素?cái)?shù)據(jù)所進(jìn)行的其它操作。
在一實(shí)施方式中，每一中心像素的計(jì)算如下I^(x,y)=ΣsΣtw(s,t,x,y)D(x+s,y+t)ΣsΣtw(s,t,x,y)]]>其中，權(quán)重系數(shù)(w)由以下等式得出w(s，t，x，y)＝wP(s，t)wR(s，t，x，y)wP(s,t)=e-ln2s2+t2s2]]>wR(s,t,x,y)=11+α(D(x+s,y+t)-D(x,y))2]]>在上述等式中，x和y是每一像素在圖像幀中的坐標(biāo)，s和t是周邊像素420關(guān)于中心像素410的相對坐標(biāo)，D(x，y)表示在x和y坐標(biāo)上的像素?cái)?shù)據(jù)。對卷積窗口430中每一像素的權(quán)重系數(shù)w(s，t，x，y)予以賦值，w(s，t，x，y)由wP(s，t)和wR(s，t，x，y)兩部分組成，其中，第一部分wP(s，t)與中心像素和相鄰像素之間的距離成反比，因此，一個像素離中心像素越遠(yuǎn)，其對中心像素的調(diào)整的影響越小。第二部分wR(s，t，x，y)與中心像素?cái)?shù)據(jù)和相鄰像素?cái)?shù)據(jù)之間的差值成反比，差值越大，周圍像素?cái)?shù)據(jù)對中心像素?cái)?shù)據(jù)的調(diào)整的影響越小。
圖5是本發(fā)明另一實(shí)施方式的示意圖。在該實(shí)施方式中，可以認(rèn)為卷積窗口中的像素形成了以中心像素為共同中心的同心矩形510。該實(shí)施方式的計(jì)算為迭代法計(jì)算。調(diào)整中心像素?cái)?shù)據(jù)所進(jìn)行的迭代計(jì)算的次數(shù)，等于卷積窗口中同心矩形的數(shù)量。迭代可利用上述等式計(jì)算。
每一次迭代僅利用前一次調(diào)整的中心像素的數(shù)據(jù)和形成其中一個同心矩形的像素?cái)?shù)據(jù)。調(diào)整后的中心像素?cái)?shù)據(jù)則會被用于隨后的迭代計(jì)算，直至同心矩形用盡。所有的同心矩形都重復(fù)該步驟，每一次采用前一次中心像素調(diào)整后的值。盡管該實(shí)施方式輕微增加了LANF的計(jì)算工作量，但也增強(qiáng)了圖像的平滑效果。這種迭代可從最里面的矩形開始，然后到最外面的矩形結(jié)束，或者按相反次序進(jìn)行，或者甚至不按特定次序進(jìn)行。
圖6是利用位于通過中心像素的兩正交軸上的周邊像素?cái)?shù)據(jù)、在兩次迭代中調(diào)整中心像素410的另一實(shí)施方式的示意圖。在執(zhí)行中，這些正交軸可平行于x和y軸。在這里，為了簡便，將平行于x軸的坐標(biāo)軸稱為橫軸，而將平行于y軸的坐標(biāo)軸稱為縱軸。在調(diào)整目標(biāo)像素所進(jìn)行的第一次迭代中，利用了該目標(biāo)像素(中心像素)和卷積窗口430中的其中一個軸上(縱軸610或橫軸620)的像素的數(shù)據(jù)。在第二次迭代中，則利用了第一次迭代調(diào)整后的數(shù)據(jù)和卷積窗口430中的另一軸上的像素?cái)?shù)據(jù)，對中心像素重新調(diào)整。
圖7是結(jié)合圖5和圖6所示前述兩種實(shí)施方式的另一實(shí)施方式的示意圖。在本實(shí)施方式中，僅采用卷積窗口中位于縱軸610、橫軸620與同心矩形510交叉位置處的像素，來調(diào)整中心像素?cái)?shù)據(jù)。本實(shí)施方式的迭代次數(shù)是同心矩形510數(shù)目的兩倍。迭代可以采用上述相同的等式。
每一同心矩形進(jìn)行兩次迭代計(jì)算。在同心矩形的第一次迭代中，利用中心像素?cái)?shù)據(jù)以及橫軸710(或縱軸720)與同心矩形相交位置上的兩個像素?cái)?shù)據(jù)，來調(diào)整中心像素?cái)?shù)據(jù)。在同一同心矩形的第二次迭代中，采用經(jīng)第一次迭代調(diào)整過的中心像素?cái)?shù)據(jù)以及另一坐標(biāo)軸與該同心矩形相交位置處的兩個像素?cái)?shù)據(jù)。對于每一同心矩形計(jì)算而言，經(jīng)第二次迭代調(diào)整后的中心像素?cái)?shù)據(jù)將會成為下一個同心矩形第一次迭代計(jì)算的中心像素?cái)?shù)據(jù)。持續(xù)進(jìn)行迭代，直至位于卷積窗口中縱軸610、橫軸620與同心矩形相交位置處的所有像素都被采用。在一實(shí)施方式中，迭代計(jì)算可從最里面的同心矩形開始然后到最外面的矩形結(jié)束，或者以相反次序進(jìn)行。
彩色圖像有幾個不同方法來表示色彩，通常為色空間。當(dāng)今世界采用許多種色空間。眾所周知的兩種色空間標(biāo)準(zhǔn)為RGB和YUV。在RGB色空間中，以不同比率結(jié)合的紅、綠、藍(lán)三色可組成所有色彩。在YUV色空間中，圖像的發(fā)光度(類似于亮度)與色彩信息分離而被保留在與色度(chrominance)分離的Y信道中。U信道和V信道攜帶色彩信息。大多數(shù)關(guān)于邊緣和細(xì)節(jié)方面的信息在Y信道中體現(xiàn)。
在另一實(shí)施方式中，YUV為處理域。當(dāng)傳統(tǒng)的濾波器(如高斯濾波器)可以應(yīng)用到U信道和V信道數(shù)據(jù)，上述的濾波操作可應(yīng)用到Y(jié)UV色空間的Y信道中。
圖8是本發(fā)明一實(shí)施方式的局部適配非線性濾波方法的流程圖。該方法步驟802的輸入是與圖像像素幀中像素相關(guān)的像素?cái)?shù)據(jù)。在一實(shí)施方式中，步驟802的輸入可以是存儲在存儲模塊中的像素?cái)?shù)據(jù)，而在另一實(shí)施方式中，它可以是來自照相機(jī)等的實(shí)時數(shù)據(jù)等。
在步驟804，選擇出目標(biāo)像素并確定其相應(yīng)數(shù)據(jù)作隨后調(diào)整。在步驟806，選擇鄰近目標(biāo)像素的一些像素(依照本發(fā)明前述實(shí)施方式中所提到的選擇標(biāo)準(zhǔn))并確定其相應(yīng)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)會稍后用于調(diào)整目標(biāo)像素的數(shù)據(jù)。在步驟808，為鄰近目標(biāo)像素的、每一選定的像素計(jì)算出一個權(quán)重系數(shù)。這些計(jì)算使用先前提供的一些等式。
在步驟810，利用目標(biāo)像素的數(shù)據(jù)、連同其它所選定的鄰近像素的數(shù)據(jù)以及計(jì)算出的權(quán)重系數(shù)，根據(jù)先前提供的另一等式，來計(jì)算加權(quán)平均值。在步驟812中，利用步驟810計(jì)算得出的加權(quán)平均值來調(diào)整在步驟804中確定的目標(biāo)像素的數(shù)據(jù)。在步驟814中，將調(diào)整后的目標(biāo)像素的數(shù)據(jù)存儲起來，并重復(fù)像素調(diào)整過程，直至全部或部分的圖像幀經(jīng)過濾波。
以上說明描述的僅是本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方式。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀了上述的說明書后，在沒有偏離上述公開的基本概念的前提下，完全可以進(jìn)行一些適當(dāng)?shù)母淖?、改進(jìn)、組合以及等同物的替換。因此，本申請授權(quán)后的保護(hù)范圍只由其權(quán)利要求書和其等同物所限定，而不受此處具體實(shí)施方案的限制。
權(quán)利要求
1.一種處理圖像幀像素?cái)?shù)據(jù)的方法，該圖像包括多個像素和對應(yīng)于所述像素的像素?cái)?shù)據(jù)，該方法包括以下步驟(1)選擇第一像素；(2)在第一像素附近選擇多個第二像素；(3)計(jì)算與所選像素對應(yīng)的像素?cái)?shù)據(jù)的加權(quán)平均值，計(jì)算時，與每一所選像素相關(guān)的權(quán)重系數(shù)與該像素到所述第一像素的距離成反比，并與該像素的像素?cái)?shù)據(jù)和所述第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)的差值成反比；以及(4)根據(jù)計(jì)算出的加權(quán)平均值，調(diào)整所述第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的像素?cái)?shù)據(jù)是像素的發(fā)光度值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的像素?cái)?shù)據(jù)是像素的亮度值。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的圖像是靜止圖像。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的圖像是視頻的單一圖像幀。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的圖像是電影的單一圖像幀。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，位于一定大小矩形中的所有像素都被選擇，而且所述第一像素位于該矩形的中心。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的與每一所選像素對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)由第一個數(shù)和第二個數(shù)的乘積導(dǎo)出，其中，第一個數(shù)與該像素到所述第一像素的距離成反比，第二個數(shù)與該像素的像素?cái)?shù)據(jù)和所述第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)的差值成反比。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的與每一所選像素對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)由第一個數(shù)和第二個數(shù)的乘積導(dǎo)出，其中，第一個數(shù)與該像素到所述第一像素距離的平方成反比，第二個數(shù)與該像素的像素?cái)?shù)據(jù)和所述第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)的差值的平方成反比。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的與每一所選像素對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)由第一個數(shù)和第二個數(shù)的乘積導(dǎo)出，其中，第一個數(shù)與該像素到所述第一像素的距離成反比，第二個數(shù)與該像素的像素?cái)?shù)據(jù)和所述第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)的相對比值成反比。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的加權(quán)平均值的計(jì)算和所述的調(diào)整過程是迭代重復(fù)的。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的加權(quán)平均值的計(jì)算和所述的調(diào)整過程是迭代重復(fù)的，而且每次迭代重復(fù)時，僅采用先前調(diào)整過的第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)以及以所述第一像素為中心而構(gòu)成矩形的像素的像素?cái)?shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，只有經(jīng)過所述第一像素且位于兩正交軸上的像素被選擇。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，只有經(jīng)過所述第一像素且位于與圖像的XY坐標(biāo)相同方向的兩正交軸上的像素被選擇。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)通過采用位于第一坐標(biāo)軸上所選像素的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行第一次迭代計(jì)算，然后采用經(jīng)第一次迭代計(jì)算調(diào)整后的第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)和位于與第一坐標(biāo)軸正交的第二坐標(biāo)軸上所選像素的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行第二次迭代計(jì)算，其中，所述第一坐標(biāo)軸和所述第二坐標(biāo)軸經(jīng)過所述第一像素。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)通過一系列的迭代計(jì)算進(jìn)行調(diào)整，每一次迭代計(jì)算則利用先前調(diào)整過的第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)以及位于兩條正交軸之一與一矩形的相交位置處的兩個像素的像素?cái)?shù)據(jù)，所述兩條正交軸經(jīng)該第一像素，所述矩形以該第一像素為中心。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述圖像的數(shù)據(jù)是YUV色空間的Y信道數(shù)據(jù)。
18.一種處理圖像幀像素?cái)?shù)據(jù)的方法，該圖像包括多個像素和對應(yīng)于所述像素的像素?cái)?shù)據(jù)，該方法包括以下步驟(1)選擇第一像素；(2)在第一像素附近選擇多個第二像素；(3)將每一所選像素的像素?cái)?shù)據(jù)乘以第一個數(shù)，該第一個數(shù)與該所選像素到所述第一像素的距離的平方成反比，隨后乘以第二個數(shù)，該第二個數(shù)與該所選像素的像素?cái)?shù)據(jù)和所述第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)的差值的平方成反比；(4)對上述乘積結(jié)果取平均值；以及(5)利用該平均值調(diào)整所述第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述的像素?cái)?shù)據(jù)是像素的發(fā)光度值。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述的像素?cái)?shù)據(jù)是像素的亮度值。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述的圖像是靜止圖像。
22.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述的圖像是視頻的單一圖像幀。
23.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述的圖像是電影的單一圖像幀。
24.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，位于一定大小矩形中的所有像素都被選擇，而且所述第一像素位于該矩形的中心。
25.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述的乘法操作和取平均值操作是迭代重復(fù)的。
26.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述的乘法操作和取平均值操作是迭代重復(fù)的，而且每次迭代重復(fù)時，僅采用先前調(diào)整過的第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)以及以所述第一像素為中心而構(gòu)成矩形的像素的像素?cái)?shù)據(jù)。
27.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，只有經(jīng)過所述第一像素且位于兩正交軸上的像素被選擇
28.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，只有經(jīng)過所述第一像素且位于與圖像的XY坐標(biāo)相同方向的兩正交軸上的像素被選擇。
29.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)通過采用位于第一坐標(biāo)軸上所選像素的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行第一次迭代計(jì)算，然后采用經(jīng)第一次迭代計(jì)算調(diào)整后的第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)和位于與第一坐標(biāo)軸正交的第二坐標(biāo)軸上所選像素的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行第二次迭代計(jì)算，其中，所述第一坐標(biāo)軸和所述第二坐標(biāo)軸經(jīng)過所述第一像素。
30.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)通過一系列的迭代計(jì)算進(jìn)行調(diào)整，每一次迭代計(jì)算則利用先前調(diào)整過的第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)以及位于兩條正交軸之一與一矩形的相交位置處的兩個像素的像素?cái)?shù)據(jù)，所述兩條正交軸經(jīng)該第一像素，所述矩形以該第一像素為中心。
31.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述圖像的數(shù)據(jù)是YUV色空間的Y信道數(shù)據(jù)。
32.一種處理圖像幀像素?cái)?shù)據(jù)的系統(tǒng)，該圖像包括多個像素和對應(yīng)于所述像素的像素?cái)?shù)據(jù)，該系統(tǒng)包括存儲所述圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的記憶單元；和可編程的處理器，且該處理器的編程可進(jìn)行操作(1)選擇第一像素；(2)在第一像素附近選擇多個第二像素；(3)將每一所選像素的像素?cái)?shù)據(jù)乘以第一個數(shù)，該第一個數(shù)與該所選像素到所述第一像素的距離成反比，隨后乘以第二個數(shù)，該第二個數(shù)與該所選像素的像素?cái)?shù)據(jù)和所述第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)的差值成反比；(4)對上述乘積結(jié)果取平均值；以及(5)利用該平均值調(diào)整所述第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種采用局部適配濾波器處理圖像的在圖像濾波時保持邊緣清晰的方法和系統(tǒng)。該濾波器利用局部適配加權(quán)平均值的方法來調(diào)整圖像的像素?cái)?shù)據(jù)。要調(diào)整目標(biāo)像素?cái)?shù)據(jù)，濾波器利用該像素周圍像素相應(yīng)數(shù)據(jù)，并修改其權(quán)重系數(shù)，使權(quán)重系數(shù)既與該像素到第一像素的距離成反比，也與該像素的像素?cái)?shù)據(jù)和第一像素的像素?cái)?shù)據(jù)的差值成反比。周邊像素的不同選擇方式以及加權(quán)平均值的不同計(jì)算方式，構(gòu)成本發(fā)明不同的圖像濾波調(diào)整方案。
文檔編號G06T5/00GK1766927SQ200510073669
公開日2006年5月3日 申請日期2005年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月20日
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