用于降低圖像噪聲的方法和設備的制造方法
【專利說明】
[0001] 本申請要求于2014年4月1日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2014-0038751號 韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，該申請的公開通過引用全部合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 與示例性實施例一致的方法和設備涉及降低圖像噪聲。
【背景技術(shù)】
[0003] 傳統(tǒng)的時間和空間噪聲降低技術(shù)采用以下方法：所述方法將時間噪聲降低和空間 噪聲降低進行區(qū)分，在非運動區(qū)域中增加時間噪聲降低的權(quán)重，并在運動區(qū)域中增加空間 噪聲降低的權(quán)重。當執(zhí)行時間噪聲降低時，原樣使用先前幀，或者存儲和使用在先前幀中計 算得到的時間噪聲降低結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 一個或更多個示例性實施例包括一種用于降低圖像噪聲的方法和設備，其中，所 述方法和設備能夠增強降噪效果并減輕運動模糊。
[0005] 另外的方面將在下面的描述中部分被闡述，并且部分將通過所述描述而變得清 楚，或者可通過示例性實施例的實踐而被獲知。
[0006] 根據(jù)示例性實施例的一方面，提供一種用于降低圖像噪聲的設備，所述設備包括： 時間噪聲降低單元，被配置為通過根據(jù)基于像素的運動程度和基于塊的運動程度調(diào)整輸入 幀的時間噪聲降低強度來從輸入幀去除時間噪聲，從而產(chǎn)生已從中去除時間噪聲的第一輸 出幀，其中，基于像素的運動程度和基于塊的運動程度是從輸入幀和參考幀檢測得到的；空 間噪聲降低單元，被配置為通過基于第一輸出幀的像素之間的相似度以及基于像素的運動 程度和基于塊的運動程度調(diào)整第一輸出幀的空間噪聲降低強度來從第一輸出幀去除空間 噪聲，從而產(chǎn)生最終輸出幀。
[0007] 時間噪聲降低單元可包括：運動檢測單元，被配置為檢測基于像素的運動程度和 基于塊的運動程度，并根據(jù)基于像素的運動程度和基于塊的運動程度來確定第一運動權(quán) 重；時間噪聲濾波器，被配置為通過使用第一運動權(quán)重來對輸入幀和參考幀進行加權(quán)求和， 以產(chǎn)生第一輸出幀。
[0008] 第一運動權(quán)重可具有在0到1之間的值，并與基于像素的運動程度和基于塊的運 動程度成比例增大。
[0009] 運動檢測單元可包括：第一運動檢測單元，被配置為基于第一濾波值相對于第一 濾波值和第二濾波值之間的最大值的比值來計算指示基于像素的運動程度的第一檢測值， 其中，第一濾波值是通過對輸入幀進行低通濾波而獲得的，第二濾波值是通過對參考幀進 行低通濾波而獲得的；塊劃分單元，被配置為將輸入幀劃分成多個塊；第二運動檢測單元， 被配置為計算第二檢測值，對包括當前像素的塊的第二檢測值和包括當前像素的塊的周圍 塊的第二檢測值進行插值，并計算指示當前像素的基于塊的運動程度的第三檢測值，其中， 所述第二檢測值是所述多個塊中的每一個塊中所包括的像素的第一檢測值的平均值；權(quán)重 確定單元，被配置為基于輸入幀的第一檢測值和先前輸入幀的第三檢測值來計算第一運動 權(quán)重。
[0010] 權(quán)重確定單元可包括：第一權(quán)重確定單元，被配置為確定與第一檢測值相應的第 一權(quán)重；第二權(quán)重確定單元，被配置為確定與第三檢測值相應的第二權(quán)重，其中，第一運動 權(quán)重是通過將第一權(quán)重與第二權(quán)重相乘而計算得到的。
[0011] 空間噪聲降低單元可包括：圖案匹配單元，被配置為測量第一輸出幀的在預定窗 口內(nèi)的針對當前像素的圖像塊與針對當前像素的周圍像素的圖像塊之間的相似度；空間噪 聲濾波器，被配置為通過根據(jù)圖像塊之間的相似度來將權(quán)重應用于周圍像素并對周圍像素 取加權(quán)平均值來產(chǎn)生第二輸出幀，并通過使用根據(jù)基于像素的運動程度和基于塊的運動程 度的第二運動權(quán)重對第一輸出幀和第二輸出幀進行加權(quán)求和來產(chǎn)生最終輸出幀。
[0012] 所述設備還可包括：參考幀產(chǎn)生單元，被配置為通過使用根據(jù)基于像素的運動程 度和基于塊的運動程度的第三運動權(quán)重對第一輸出幀和第二輸出幀進行加權(quán)求和來產(chǎn)生 下一輸入幀的參考幀。
[0013] 第三運動權(quán)重的值可小于第二運動權(quán)重的值。
[0014] 第二運動權(quán)重和第三運動權(quán)重可具有在0到1之間的值，并與基于像素的運動程 度和基于塊的運動程度成比例增大。
[0015] 參考幀可以是已從中去除時間噪聲和空間噪聲的在輸入幀之前的幀。
[0016] 根據(jù)另一示例性實施例的一方面，提供一種降低圖像噪聲的方法，所述方法包括： 通過根據(jù)基于像素的運動程度和基于塊的運動程度調(diào)整輸入幀的時間噪聲降低強度來從 輸入幀去除時間噪聲，從而產(chǎn)生第一輸出幀，其中，基于像素的運動程度和基于塊的運動程 度是從輸入幀和參考幀檢測得到的；通過基于第一輸出幀的像素之間的相似度以及基于像 素的運動程度和基于塊的運動程度調(diào)整第一輸出幀的空間噪聲降低強度來從第一輸出幀 去除空間噪聲，從而產(chǎn)生最終輸出幀。
[0017] 產(chǎn)生第一輸出幀的步驟可包括：檢測基于像素的運動程度和基于塊的運動程度， 并根據(jù)基于像素的運動程度和基于塊的運動程度來確定第一運動權(quán)重，并且，通過使用第 一運動權(quán)重來對輸入幀和參考幀進行加權(quán)求和以產(chǎn)生第一輸出幀。
[0018] 第一運動權(quán)重可具有在0到1之間的值，并與基于像素的運動程度和基于塊的運 動程度成比例增大。
[0019] 確定第一運動權(quán)重的步驟可包括：基于第一濾波值相對于第一濾波值和第二濾波 值之間的最大值的比值來計算指示基于像素的運動程度的第一檢測值，其中，第一濾波值 是通過對輸入幀進行低通濾波而獲得的，第二濾波值是通過對參考幀進行低通濾波而獲得 的；將輸入幀劃分成多個塊；計算第二檢測值，其中，所述第二檢測值是所述多個塊中的每 一個塊中所包括的像素的第一檢測值的平均值；對包括當前像素的塊第二檢測值和包括當 前像素的塊的周圍塊的第二檢測值進行插值，并計算指示當前像素的基于塊的運動程度的 第三檢測值；基于輸入幀的第一檢測值和先前輸入幀的第三檢測值來計算第一運動權(quán)重。
[0020] 計算第一運動權(quán)重的步驟可包括：確定與第一檢測值相應的第一權(quán)重，確定與第 三檢測值相應的第二權(quán)重，并通過將第一權(quán)重與第二權(quán)重相乘來計算第一運動權(quán)重。
[0021] 產(chǎn)生最終輸出幀的步驟可包括：測量第一輸出幀的在預定窗口內(nèi)的針對當前像素 的圖像塊與針對當前像素的周圍像素的圖像塊之間的相似度，通過根據(jù)圖像塊之間的相似 度來將權(quán)重應用于周圍像素并對周圍像素取加權(quán)平均值來產(chǎn)生第二輸出幀，并通過使用根 據(jù)基于像素的運動程度和基于塊的運動程度的第二運動權(quán)重對第一輸出幀和第二輸出幀 進行加權(quán)求和來產(chǎn)生最終輸出幀。
[0022] 所述方法還可包括：通過使用根據(jù)基于像素的運動程度和基于塊的運動程度的第 三運動權(quán)重對第一輸出幀和第二輸出幀進行加權(quán)求和來產(chǎn)生下一輸入幀的參考幀。
[0023] 第三運動權(quán)重的值可小于第二運動權(quán)重的值。
[0024] 第二運動權(quán)重和第三運動權(quán)重可具有在0到1之間的值，并與基于像素的運動程 度和基于塊的運動程度成比例增大。
[0025] 參考幀可以是已從中去除時間噪聲和空間噪聲的在輸入幀之前的幀。
【附圖說明】
[0026] 從下面結(jié)合附圖對示例性實施例的描述，這些和/或其他方面將變得清楚且更易 于理解，其中：
[0027] 圖1是示意性地示出根據(jù)示例性實施例的用于降低圖像噪聲的設備的框圖；
[0028] 圖2是示意性地示出根據(jù)示例性實施例的運動檢測單元的框圖；
[0029]圖3是根據(jù)示例性實施例的作為第一查找表的曲線圖；
[0030]圖4是根據(jù)示例性實施例的作為第二查找表的曲線圖；
[0031] 圖5和圖6是根據(jù)示例性實施例的用于解釋檢測基于塊的運動程度的方法的示 圖；
[0032] 圖7是示意性地示出根據(jù)示例性實施例的空間噪聲濾波器的框圖；
[0033] 圖8至圖11是根據(jù)示例性實施例的降低圖像噪聲的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0034] 現(xiàn)將詳細描述在附圖中示出的示例性實施例，其中，相同的附圖標號始終指代相 同的組件。就此而言，示例性實施例可具有不同形式，并且不應被解釋為受限于這里所闡述 的描述。相應地，僅通過參照附圖將示例性實施例描述如下，以解釋本說明書的各方面。
[0035] 由于本發(fā)明構(gòu)思允許各種變化和眾多實施例，因此將在附圖中示出并在書面的說 明書中詳細地描述某些示例性實施例。然而，這不意圖將本發(fā)明構(gòu)思限制為特定的實踐模 式，并且，將領(lǐng)會的是，不脫離本發(fā)明構(gòu)思的精神和技術(shù)范圍的所有變化、等同物和替代物 均被包含在本發(fā)明構(gòu)思中。在示例性實施例的描述中，當相關(guān)領(lǐng)域的某些詳細解釋被視為 會不必要地使得本發(fā)明構(gòu)思的實質(zhì)模糊時，省略這些詳細解釋。
[0036] 雖然諸如"第一"、"第二"等的術(shù)語可用于描述各種組件，但是所述組件并不受限 于上述術(shù)語。上述術(shù)語僅用于將一個組件與另一個組件區(qū)分開。
[0037]在本說明書中使用的術(shù)語僅用于描述示例性實施例，并不意圖限制本發(fā)明構(gòu)思。 以單數(shù)形式使用的表述包含復數(shù)形式的表述，除非該以單數(shù)形式使用的表述在上下文中具 有明顯不同的含義。在本說明書中，應該理解，諸如"包括"或"具有"等的術(shù)語意圖表示在本 說明書中公開的特征、標號、步驟、操作、組件、部件或它們的組合的存在，并不意圖排除可 存在或可附加一個或多個其他特征、標號、步驟、操作、組件、部件或它們的組合的可能性。
[0038] 除非另有定義，否則在此使用的所有術(shù)語（包括技術(shù)術(shù)語和科學術(shù)語）的含義與 本發(fā)明構(gòu)思所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常所理解的含義相同。還將理解的是，諸如在通用 辭典中定義的術(shù)語應被解釋為具有與所述術(shù)語在相關(guān)領(lǐng)域的上下文中的含義一致的含義， 并