專利名稱：一種基于中值濾波器的圖像噪聲去除方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像去噪，尤其涉及用于Bayer圖像空間或經(jīng)過插值后的RGB圖 像空間的圖像去噪方法和裝置。
背景技術：
圖像去噪是ISP流程中重要的一個單元，用于圖像去噪的方法有很多，目前 大多數(shù)基于中值濾波器的圖像去噪方法都很簡單。一般傳統(tǒng)的圖像去噪方法參見圖 1 ，對于當前點先按一定方式從周圍的像素點中取出三組，分別求這三組的中值* 1 、 * 2和c|) 3。然后對當前點做去噪處理，如果當前點位于邊緣(edge )則進行edge 保護處理。
采用上述傳統(tǒng)的方法進行去噪，去噪效果不是^L好，且有時會引入新的噪聲， 尤其是對圖像中存在壞點的情況，去噪效果更加不理想。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于中值濾波器的圖像噪聲去除方法和裝置，它 能去除傳感器的線性噪聲以及一部分隨機噪聲，去除傳感器圖像中的一些壞點以及 防止去噪過程造成的過度去噪。
本發(fā)明的技術方案為本發(fā)明提出了一種基于中值濾波器的圖像噪聲去除方 法，包括
對于當前點cur_pixel，從周圍的像素點中取出三種組合，分別計算該三個組 合中每組像素點的中值4) 1、 (J)2和ci)3;
計算參考亮度值Y: Y=c|)2+[c]) 1+小3 — 2 *4>2] * h * [1-k * var],其中var =cM-4>1，且h、 k是兩個可調的參數(shù)，用于控制去噪的強度；
判斷當前點cur_pixel是否為壞點，如為壞點則令中間變量tmp—data =巾l ，否 貝'J令tmp—data = cur_pixel;判斷當前點是否位于邊緣，如果當前點位于邊緣，則將參考亮度值Y限位于，其中亮度調整范圍參數(shù)edge—limit 取值范圍為0 255,并用限位之后的參考亮度值Y更新當前點cur_pixel，去噪完畢； 如果當前點不位于邊緣，則進一步判斷IY-tmp—datal和avoid—over—noise的 大小，其中avoid—over_noise是可調參數(shù)，表示避免過度去噪的閥值，如果IY-tmp—data | < avoid—over—noise,則用參考亮度值Y更新當前點，否則用tmp—data 更新當前點；
對圖像中的每一像素點都重復上述步驟進行處理。
上述的基于中值濾波器的圖像噪聲去除方法，其中，對于從當前點的周圍像 素點中所取出的任一組合，同組的其他像素點均以該當前點為中心點呈對稱分布。
上述的基于中值濾波器的圖像噪聲去除方法，其中，判斷當前點是否為壞點 的條件是判斷l(xiāng)curjixel -巾1 l和bad_pixel的大小，如果lcurjixel - cj) 1 I 〉 bad_pixel,則該當前點為壞點，否則該當前點不是壞點，其中bad_pixel是壞點檢 測參數(shù)。
上述的基于中值濾波器的圖像噪聲去除方法，其中，判斷當前點是否位于邊 緣的條件是判斷max_d的值和edge—par的大小，其中max—d是于第一步所取的 點中在水平方向上距離最遠的兩個點的數(shù)值之差和豎直方向上距離最遠的兩個點 的數(shù)值之差的最大值，edge_par是可調參數(shù)，表示邊緣閥值，如果max_d > edge — par 則當前點位于邊緣，否則當前點不位于邊緣。
基于上述的方法，本發(fā)明還提出了一種基于中值濾波器的圖像噪聲去除裝置， 該裝置包括
取點模塊，對于當前點cur_pixel,從周圍的像素點中取三種組合； 中值計算模塊，通過中值濾波器分別計算上述三種組合的像素點中值cM、 * 2和小3;
參考亮度^直計算才莫塊，#4居7〉式Y = d>2+ [cj) 1 +*3 — 2 * cj)2] * h * [1 —k * var] 計算參考亮度值Y的數(shù)值，其中var= d)3-小l,且h、 k是兩個可調的參數(shù)，用于 控制去噪的強度；
壞點處理模塊，判斷當前點cur_pixel是否為壞點，如當前點為壞點則令中間 變量tmp—data = 4> 1 ， 否則令tmp—data = cur_pixel;邊緣判斷模塊，判斷當前點是否位于邊緣；
邊緣處理模塊，對位于邊緣的當前點做邊緣保護處理，將參考亮度值Y限位
于[tmp—data — edge—limit, tmp—data + edge—limit]，其中亮度調整范圍參數(shù)edge—limit 取值范圍為0~255,并使用限位之后的參考亮度值Y更新當前點cur_pixel;
非邊緣處理模塊，對非邊緣的當前點做防止過度去噪的處理，如果IY -tmp—data | < avoid—over_noise，則用參考亮度值Y更新當前點，否則用tmp—data 更新當前點，其中avoid—over—noise是可調參數(shù)，表示避免過度去噪的閥值。
上述的基于中值濾波器的圖像噪聲去除裝置，其中，該取點模塊中，對于從 當前點的周圍像素點中所取出的任一組合，同組的其他像素點均以該當前點為中心 點呈對稱分布。
上述的基于中值濾波器的圖像噪聲去除裝置，其中，該壞點處理模塊中，判 斷當前點是否為壞點的條件是判斷l(xiāng)curjixe1- (J) 1 |和bad_pixel的大小，如果 !cur_pixel - (!) 1 l〉bad_pixel，則該當前點為壞點，否則該當前點不是壞點，其中 bad_pixel是壞點檢測參數(shù)。
上述的基于中值濾波器的圖像噪聲去除裝置，其中，該邊緣判斷模塊判斷當 前點是否位于邊緣的條件是判斷max_d的值和edge — par的大小，其中max_d是 該取點模塊所取的點中在水平方向上距離最遠的兩個點的數(shù)值之差和豎直方向上 距離最遠的兩個點的數(shù)值之差的最大值，edge—par是可調參數(shù)，表示邊緣閥值， 如果max-d〉 edge-par則當前點位于邊緣，否則當前點不位于邊緣。
本發(fā)明對比現(xiàn)有技術有如下的有益效果本發(fā)明通過在傳統(tǒng)的圖像去噪過程 中增加在當前點為壞點的情況下對壞點的處理以及對處于非edge的當前點所進行 的防止過度去噪處理，使得本發(fā)明的方法對比現(xiàn)有技術，能夠去除傳感器的線性噪 聲以及一部分隨機噪聲，去除傳感器圖像中的一些壞點以及防止去噪過程造成的過 度去噪。


圖l是傳統(tǒng)的圖像去噪過程的流程圖。
圖2是本發(fā)明的圖像去噪方法的一個較佳實施例的流程圖。
圖3是本發(fā)明的圖像去噪方法的更細致的流程圖。圖4是本發(fā)明中取點方式的一個示例的示意圖。 圖5是本發(fā)明的圖像去噪裝置的框圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。圖2示出了本發(fā)明的圖像噪聲去除方法的一個大略的流程。請參見圖2,首先， 按照一定方式從當前點周圍的若干像素點中取出三組，分別通過中值濾波器求這三 組像素點各自的中值(M、巾2和巾3。然后，根據(jù)一定的條件判斷當前點是否為壞 點，如果為壞點則對壞點做相應處理。最后，對當前點做去噪處理，如果當前點位 于edge,做edge保護處理，否則對當前點做防止過度去噪處理。圖3對圖2實施例進行了細化，請參見圖2，下面是對圖像噪聲取出方法中各 步驟的詳細描述。下面的步驟是以處理一個當前點cur_pixd為例，只要對圖像中 的每一點都重復以下步驟就可以得到 一個去噪后的圖像。步驟S10:對當前點cur_pixel，從周圍的像素點中取出三種組合。圖4示出了取點的一個示例。假設當前點curj)ixel為R5，從其周圍5 x 5的 像素點中取出三組，取法如下第一組Rl、 R3、 R7、 R9、 R5;第二組R2、 R4、 R5、 R6、 R8;第三組R2、 R4、 R5、 R5、 R5、 R6、 R8。取點方式可以為合理的任意一種， 一般可以遵循如下規(guī)則對于從周圍像素 點中取出的每一組點，同組的其他像素點均以當前點為中心對稱分布。取點的方式 和個數(shù)都可以變化。步驟S11:分別計算這三組像素點的中值，即使用中值濾波器得到三個中值4) 1、 (J)2和c])3。步驟S12:計算參考亮度值Y。計算7〉式為Y二(J)2十[cj) 1+c))3 —2 *小2] * h * [1-k*var]，其中var= 4)3-cH,且h、 k是兩個可調的參數(shù)，用于控制去噪的強 度。步驟S13:判斷當前點cur_pixel是否為壞點，如果是則進入步驟S14,否則 進入步驟S15。本實施例中，判斷是否為壞點即是判斷|cur_pixel - 4> 1 |和壞點檢測參數(shù) bad_pixel的大小。如果lcurjixel - c[) 1 | > bad_pixel,貝寸當前點cur_pixel是壞點。否貝'J當前點cur_pixel不是i不點。步驟S14:令中間變量tmp一data =小1 。 步驟S15:令中間變量tmp—data = cur_pixel 。步驟S16:求出所取的像素點中在水平方向上距離最遠的兩個點的數(shù)值之差和 豎直方向上距離最遠的兩個點的豎直之差，比較這兩個差值，將其中較大的差值作 為max—d。在圖4示例中，是比較IR2-R81與IR4-R61，將其中的較大值作為max一d。步驟S17:判斷當前點cur_pixel是否位于邊緣(edge )。判斷當前點cur_pixel是否位于邊緣的條件是判斷max_d的值和edge — par 的大小，其中edge — par是可調參數(shù)，表示邊緣閥值，如果max_d > edge — par則當 前點位于邊緣，轉到步驟S18;否則當前點不位于邊緣，轉到步驟S19。步驟S18 :將參考亮度值Y P艮位于[tmp—data - edge—limit, tmp_data + edge—limit],其中亮度調整范圍參數(shù)edge—limit取值范圍為0 255,并用限位之后 的參考亮度值Y更新當前點curj3ixel，去噪完畢。步驟S19 : 判斷|Y - tmp—data |和 avoid—over—noise的大小，其中 avoid—over—noise是可調參數(shù)，表示避免過度去噪的閥值。如果IY - tmp—data | < avoid—over—noise,則轉到步驟S20，否則轉到步驟S21。步驟S20:使用參考亮度值Y更新當前點cur_pixel，去噪完畢。步驟S21:使用tmp—data更新當前點cur_pixel，去噪完畢?；谏鲜龇椒?，本發(fā)明還提出了一種基于中值濾波器的圖像噪聲去除裝置， 請參見圖5。該裝置包括取點模塊51、中值計算模塊52、參考亮度值計算模塊 53、壞點處理模塊54、邊緣判斷模塊55、邊緣處理模塊56、非邊緣處理模塊57。取點模塊51從當前點cur_pixel周圍的像素點中取出三種組合。取點方式可以 為合理的任意一種， 一般遵循如下規(guī)則對于從周圍像素點中取出的每一組點，同 組的其他像素點均以當前點為中心對稱分布。當然，取點的方式和個數(shù)都可以變化。中值計算模塊52通過中值濾波器計算這三組像素點的中值，分別得到三個中 值cH、 (J)2和cl)3。參考亮度值計算模塊53計算參考亮度值Y,公式為Y = (J)2+ [cH+<l)3_2*ct)2]*h*[l_k*var],其中var = (J) 3 —cH ,且h、 k是兩個可調的 參數(shù)，用于控制去噪的強度。壞點處理模塊54判斷當前點cur_pixel是否為壞點，即判斷l(xiāng)curj ixel - 4) 1 | 和壞點檢測參數(shù)bad_pixel的大小。如果lcurjixe卜4> 1 |>bad_pixel，則當前點 curjDixel是壞點，令中間變量tmp一data = cj)l。否則當前點cur_pixel不是壞點，令 中間變量tmp—data = cur_pixel。邊緣判斷模塊55判斷當前點curj)ixel是否位于邊緣，也即判斷max_d的值和 edge—par的大小，edge—par是可調參數(shù)，表示邊緣閥值。其中max-d這樣計算得 到求出所取的像素點中在水平方向上距離最遠的兩個點的數(shù)值之差和豎直方向上 距離最遠的兩個點的豎直之差，比較這兩個差值，將其中較大的差值作為max一d。 如果raax_d> edge_par則當前點位于邊緣，由邊緣處理模塊56進一步運行；否則 當前點不位于邊緣，由非邊緣處理模塊57進一步運行。邊緣處理模塊56對位于邊緣的當前點cur —pixel做邊緣保護處理，將參考亮 度值Y限位于[tmp—data - edge—limit, tmp—data + edge—limit],其中亮度調整范圍參 數(shù)edge—limit取值范圍為0 255,并用限位之后的參考亮度值Y更新當前點 cur__pixel。非邊緣處理模塊57對非邊緣的當前點cur_pixel做防止過度去噪的處理，首先 判斷IY — tmp—data |和avoid—over—noise的大小,其中avoid—over—noise是可調參 數(shù)，表示避免過度去噪的閥值。如果IY - tmp—data | < avoid—over—noise,則4吏用 參考亮度值Y更新當前點cur_pixel，否則使用tmp_data更新當前點cur_pixd。本發(fā)明的發(fā)明點在于在去噪過程中增加了對壞點的額外處理和對當前點非 邊緣時的防止過度去噪處理。上述實施例是提供給本領域普通技術人員來實現(xiàn)或使用本發(fā)明的，本領域普 通技術人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對上述實施例做出種種修改或 變化，因而本發(fā)明的保護范圍并不被上述實施例所限，而應該是符合權利要求書提 到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
權利要求
1一種基于中值濾波器的圖像噪聲去除方法，包括對于當前點cur_pixel，從周圍的像素點中取出三種組合，分別計算該三個組合中每組像素點的中值φ1、φ2和φ3；計算參考亮度值YY＝φ2+[φ1+φ3-2*φ2]*h*[1-k*var]，其中var＝φ3-φ1，且h、k是兩個可調的參數(shù)，用于控制去噪的強度；判斷當前點cur pixel是否為壞點，如為壞點則令中間變量tmp_data＝φ1，否則令tmp_data＝cur_pixel；判斷當前點是否位于邊緣，如果當前點位于邊緣，則將參考亮度值Y限位于[tmp_data-edge_limit，tmp_data+edge_limit]，其中亮度調整范圍參數(shù)edge_limit取值范圍為0～255，并用限位之后的參考亮度值Y更新當前點cur_pixel，去噪完畢；如果當前點不位于邊緣，則進一步判斷|Y-tmp_data|和avoid_over_noise的大小，其中avoid_over_noise是可調參數(shù)，表示避免過度去噪的閥值，如果|Y-tmp_data |＜avoid_over_noise，則用參考亮度值Y更新當前點，否則用tmp_data更新當前點；對圖像中的每一像素點都重復上述步驟進行處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于中值濾波器的圖像噪聲去除方法，其特征在于， 對于從當前點的周圍像素點中所取出的任一組合，同組的其他像素點均以該當前點 為中心點呈對稱分布。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于中值濾波器的圖像噪聲去除方法，其特征在于， 判斷當前點是否為壞點的條件是判斷l(xiāng)curj)ixel - 4> 1 |和bad_pixel的大小，如果 |cur_pixel - 4> 1 |>bad_pixel,則該當前點為壞點，否則該當前點不是壞點，其中 bad_pixel是壞點檢測參數(shù)。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于中值濾波器的圖像噪聲去除方法，其特征在于， 判斷當前點是否位于邊緣的條件是判斷max—d的值和edge — par的大小，其中max_d是于第一步所取的點中在水平方向上距離最遠的兩個點的數(shù)值之差和豎直 方向上距離最遠的兩個點的數(shù)值之差的最大值，edge-par是可調參數(shù)，表示邊緣 閥值，如果max-d> edge — par則當前點位于邊緣，否則當前點不位于邊緣。
5 . —種基于中值濾波器的圖像噪聲去除裝置，該裝置包括 取點模塊，對于當前點cur_pixel,從周圍的像素點中取三種組合； 中值計算模塊，通過中值濾波器分別計算上述三種組合的像素點中值cH、 * 2和小3;參考亮度值計算才莫塊，才艮據(jù)z^式Y = cJ)2+[c])l+(J)3 — 2*cJ)2]*h*[l—k* var] 計算參考亮度值Y的數(shù)值，其中var= 4)3-(H,且h、 k是兩個可調的參數(shù)，用于 控制去噪的強度；壞點處理模塊，判斷當前點cur_pixel是否為壞點，如當前點為壞點則令中間 變量tmp—data = 4> 1, 否貝'J令tmp一data = cur_pixel; 邊緣判斷模塊，判斷當前點是否位于邊緣；邊緣處理模塊，對位于邊緣的當前點做邊緣保護處理，將參考亮度值Y限位 于[tmp—data — edge—limit， tmp—data + edge—limit],其中亮度調整范圍參數(shù)edge—limit 取值范圍為0~255,并使用限位之后的參考亮度值Y更新當前點cur_pixel;非邊緣處理模塊，對非邊緣的當前點做防止過度去噪的處理，如果IY -tmp_data | < avoid—over—noise，則用參考亮度值Y更新當前點，否則用tmp—data 更新當前點，其中avoid—over—noise是可調參數(shù)，表示避免過度去噪的閥值。
6.根據(jù)權利要求5所述的基于中值濾波器的圖像噪聲去除裝置，其特征在于， 該取點模塊中，對于從當前點的周圍像素點中所取出的任一組合，同組的其他像素 點均以該當前點為中心點呈對稱分布。
7.根據(jù)權利要求5所述的基于中值濾波器的圖像噪聲去除裝置，其特征在于， 該壞點處理模塊中，判斷當前點是否為壞點的條件是判斷l(xiāng)curjixel - 4> 1 |和 bad_pixel的大小，如果!curj3ixel -巾l |>bad_pixel,則該當前點為壞點，否則該 當前點不是壞點，其中bad_pixel是壞點檢測參數(shù)。
8.根據(jù)權利要求5所述的基于中值濾波器的圖像噪聲去除裝置，其特征在于，該邊緣判斷模塊判斷當前點是否位于邊緣的條件是判斷raax—d的值和edge — par 的大小，其中max-d是該取點模塊所取的點中在水平方向上距離最遠的兩個點的數(shù) 值之差和豎直方向上距離最遠的兩個點的數(shù)值之差的最大值，edge —par是可調參 數(shù)，表示邊緣閥值，如果max_d〉 edge_par則當前點位于邊緣，否則當前點不位于 邊緣。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于中值濾波器的圖像噪聲去除方法和裝置，去除傳感器的線性噪聲和隨機噪聲，去除傳感器圖像的壞點及防止過度去噪。其技術方案為該方法包括對于當前點cur_pixel，從周圍像素點中取三種組合，計算每組像素點的中值φ1、φ2和φ3；計算參考亮度值YY＝φ2+[φ1+φ3-2*φ2]*h*[1-k*var]，其中var＝φ3-φ1；判斷cur_pixel是否為壞點，如為壞點則令tmp_data＝φ1，否則令tmp_data＝cur_pixel；判斷當前點是否位于邊緣，如位于邊緣，則將Y限位于[tmp_data-edge_limit，tmp_data+edge_limit]，并更新cur_pixel，去噪完畢；如果不位于邊緣，則進一步判斷|Y-tmp_data|和avoid_over_noise的大小，如果|Y-tmp_data|＜avoid_over_noise，則用Y更新當前點，否則用tmp_data更新當前點；對圖像每一點重復上述步驟。本發(fā)明應用于圖像去噪領域。
文檔編號H04N5/217GK101316321SQ20071004144
公開日2008年12月3日 申請日期2007年5月30日 優(yōu)先權日2007年5月30日
發(fā)明者馮曉光, 張本好, 林福輝, 靜 胡 申請人:展訊通信(上海)有限公司