CN104010114B - 视频去噪方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种视频去噪方法和装置，将读入缓冲区的各帧图像进行分块，根据选取的当前待去噪图像的当前区域，确定参考帧图像的参考区域，然后确定参考区域与当前区域的欧几里德距离及权重值，采用加权滤波方法得到滤波去噪后的区域。本发明由于利用相邻帧之间局部位置的加权平均的方法对噪点视频进行去噪，可获得较好的去噪效果，进而提高视频的视觉效果；图像去噪速度快，容易满足实时性要求。

Description

视频去噪方法和装置
技术领域
本发明涉及视频图像处理技术领域，特别是涉及一种视频去噪方法和装置。
背景技术
在低亮度的场景下进行视频拍摄或视频监控，视频在成像过程中，往往引入较多噪点，影响视觉效果。传统的影像去噪技术大多针对单幅图像，如果应用于视频去噪中，往往导致前后相邻帧的去噪效果不均匀，使视频显示效果较差，如在当前帧的局部位置显示偏亮，而下一帧的相同位置则偏暗，这在视频中的静态区域尤其明显。而且单幅图像去噪技术一般技术复杂，图像去噪速度较慢，很难满足实时性要求。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种去噪效果较好、图像去噪速度快的视频去噪方法和装置。
一种视频去噪方法，包括步骤：
根据选取的当前帧图像的当前区域确定参考帧图像中对应位置的参考区域，其中所述参考帧图像包括所述当前帧图像；
确定所述当前区域与所述参考区域的欧几里德距离；
根据所述欧几里德距离确定所述参考区域相对于所述当前区域的权重值；
根据所述权重值及所述当前区域的像素值确定所述当前区域去噪后的像素值；
检测是否得到所述当前帧图像所有区域去噪后的像素值，若是，则所述当前帧图像去噪完成，否则选取新的当前区域，返回根据选取的当前区域确定参考区域的步骤。
一种视频去噪装置，包括：
参考区域确定模块，用于根据选取的当前帧图像的当前区域确定参考帧图像中对应位置的参考区域，其中所述参考帧图像包括所述当前帧图像；
欧几里德距离确定模块，用于确定所述当前区域与所述参考区域的欧几里德距离；
权重值确定模块，用于根据所述欧几里德距离确定所述参考区域相对于所述当前区域的权重值；
去噪像素值确定模块，用于根据所述权重值及所述当前区域的像素值确定所述当前区域去噪后的像素值；
检测模块，用于检测是否得到所述当前帧图像所有区域去噪后的像素值，若是，则所述当前帧图像去噪完成，否则选取新的所述当前区域。
本发明视频去噪方法和装置，与现有技术相互比较时，具备以下优点：
1、由于视频噪点在图像空间中的分布是随机的，视频噪点在相邻多帧之间在相同的像素位置的相关性较差，或不具有相关性，因此利用相邻帧之间局部位置的加权平均的方法对噪点视频进行去噪，可获得较好的去噪效果，进而提高视频的视觉效果；
2、本发明图像去噪速度快，容易满足实时性要求。
附图说明
图1为本发明方法实施例的流程示意图；
图2为选取的当前区域和参考区域实施例的示意图；
图3为本发明装置实施例一的结构示意图；
图4为本发明装置实施例二的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明视频去噪方法的具体实施方式做详细描述。
如图1所示，一种视频去噪方法，包括步骤：
S110、根据选取的当前帧图像的当前区域确定参考帧图像中对应位置的参考区域，其中所述参考帧图像包括所述当前帧图像；
当前帧图像即为待去噪的图像，参考帧图像包含当前帧图像以及其它相邻帧图像；
结合图2所示，假设Fk为当前帧图像，那么参考帧可以包含Fk一侧的相邻帧，如Fk、Fk-1、……、F0等，也可以包含Fk两侧的相邻帧，如Fk、Fk-1、Fk+1、……F0、FN-1等，其中参考帧包含帧数可以根据需要选定，至少为两帧，当参考帧包含帧数为7帧时可获得较理想的去噪效果，当参考帧包含帧数超过7帧时，去噪处理后容易产生拖尾现象；假设Bk为选取的当前区域，那么参考区域为参考帧相同位置的区域，例如图2所示的Bk、Bk-1、Bk+1、……B0、BN-1等；
S120、确定所述当前区域与所述参考区域的欧几里德距离；
可以根据当前区域和参考区域的像素值确定它们之间的欧几里德距离，例如，在一个实施例中，可以根据公式：确定所述当前区域与所述参考区域的欧几里德距离，其中Ip,q,k和Ip,q,l分别为所述当前区域和所述参考区域的像素值，X和Y表示当前区域的像素大小，p,q为坐标值，p＝0,1,...，X-1，q＝0,1,…,Y-1；
如图2所示，选择区域为矩形，则X表示当前区域的长度，Y表示当前区域的宽度；为了达到较好的去噪效果，选取的当前区域不宜过小，如X＝1、Y＝1，也不宜过大，如占据当前帧图像的大部分区域等，一般取X＝5～7、Y＝5～7较合适；
S130、根据所述欧几里德距离确定所述参考区域相对于所述当前区域的权重值；
确定权重值的方法有很多种，例如，在一个实施例中，可以根据公式：确定所述参考区域相对于所述当前区域的权重值，其中σ是变量，为不为零的噪声标准差，σ2为噪声方差，可根据噪点的强度来调整σ的大小，例如当噪点严重时可增大σ，噪点较小时可减少σ；d为所述欧几里德距离；
S140、根据所述权重值及所述当前区域的像素值确定所述当前区域去噪后的像素值；
为了达到较好的去噪效果，可以采用相邻帧局部位置加权平均的方法得到去噪后的像素值，例如，可以根据公式：确定所述当前区域去噪后的像素值，其中wk,l为所述权重值，N为所述参考帧图像的帧数；
l用来标记参考帧图像，如图2所示，l＝0，1，...，k-1,k,k+1,...,N-1；N为参考帧图像的帧数，为了达到较好去噪效果，N不小于2，即包含当前帧图像以及至少一个相邻帧图像；
S150、检测是否得到所述当前帧图像所有区域去噪后的像素值，若是，进入步骤S160，否则进入步骤S170；
S160、所述当前帧图像去噪完成；
S170、选取新的当前区域，返回步骤S110。
为了较好的选择当前区域及确定参考区域，保证当前帧图像的所有区域均被去噪，在一个实施例中，步骤S110之前，还可以包括步骤：
将读入缓冲区的每帧图像划分为块状区域，所述块状区域可以为矩形区域，也可以为正方形区域等。选取划分为块状区域是基于现有视频图像的形状。
为了保证达到较好的去噪效果，提高视频的视觉效果，在一个实施例中，所述参考帧图像可以是读入缓冲区的所有帧图像，确定当前帧图像当前区域与读入缓冲区的所有帧图像参考区域的欧几里得距离及权重值，采用加权平均方法对噪点区域进行去噪，使相邻帧图像去噪均匀，达到较好的视觉效果。本发明方法适用于摄像头等拍摄的视频，计算简单，具备实用性。
基于同一发明构思，本发明还提供一种视频去噪装置，下面结合附图对本发明装置的具体实施方式做详细描述。
如图3所示，一种视频去噪装置，包括：
参考区域确定模块110，用于根据选取的当前帧图像的当前区域确定参考帧图像中对应位置的参考区域，其中所述参考帧图像包括所述当前帧图像；
欧几里德距离确定模块120，用于确定所述当前区域与所述参考区域的欧几里德距离；
可以根据当前区域和参考区域的像素值确定它们之间的欧几里德距离，例如，在一个实施例中，所述欧几里德距离确定模块120根据公式：确定所述当前区域与所述参考区域的欧几里德距离，其中Ip,q,k和Ip,q,l分别为所述当前区域和所述参考区域的像素值，X和Y表示当前区域的像素大小；
权重值确定模块130，用于根据所述欧几里德距离确定所述参考区域相对于5所述当前区域的权重值；
确定权重值的方式有很多种，例如，在一个实施例中，所述权重值确定模块130根据公式：确定所述参考区域相对于所述当前区域的权重值，其中σ是变量，d为所述欧几里德距离；
去噪像素值确定模块140，用于根据所述权重值及所述当前区域的像素值确定所述当前区域去噪后的像素值；
为了达到较好的去噪效果，可以采用相邻帧局部位置加权平均的方法得到去噪后的像素值，例如，所述去噪像素值确定模块140根据公式：确定所述当前区域去噪后的像素值，其中wk,l为所述权重值，N为所述参考帧图像的帧数；
检测模块150，用于检测是否得到所述当前帧图像所有区域去噪后的像素值，若是，则所述当前帧图像去噪完成，否则选取新的所述当前区域。所述参考区域确定模块110根据选取的当前区域重新确定参考区域。
为了较好的选择当前区域及确定参考区域，保证当前帧图像的所有区域均被去噪，在一个实施例中，如图4所示，本发明装置还可以包括与所述参考区域确定模块110相连的区域划分模块100，用于将读入缓冲区的每帧图像划分为块状区域，所述块状区域可以为矩形区域，也可以为正方形区域等。选取划分为块状区域是基于现有视频图像的形状。
为了保证达到较好的去噪效果，提高视频的视觉效果，所述参考帧图像可以是读入缓冲区的所有帧图像。
本装置其它技术特征与本发明方法相同，在此不予赘述。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种视频去噪方法，其特征在于，包括步骤：
根据选取的当前帧图像的当前区域确定参考帧图像中对应位置的参考区域，其中所述参考帧图像包括所述当前帧图像；
确定所述当前区域与所述参考区域的欧几里德距离；
根据所述欧几里德距离确定所述参考区域相对于所述当前区域的权重值；
根据所述权重值及所述当前区域的像素值确定所述当前区域去噪后的像素值；
检测是否得到所述当前帧图像所有区域去噪后的像素值，若是，则所述当前帧图像去噪完成，否则选取新的当前区域，返回根据选取的当前区域确定参考区域的步骤；
根据公式：确定所述当前区域去噪后的像素值，其中wk,l为所述权重值，N为所述参考帧图像的帧数，Ip,q,l为所述参考区域的像素值。
2.根据权利要求1所述的视频去噪方法，其特征在于，根据公式：确定所述当前区域与所述参考区域的欧几里德距离，其中Ip,q,k为所述当前区域的像素值，X和Y表示当前区域的大小。
3.根据权利要求1所述的视频去噪方法，其特征在于，根据公式：确定所述参考区域相对于所述当前区域的权重值，其中σ是变量，d为所述欧几里德距离。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的视频去噪方法，其特征在于，根据选取的当前区域确定参考区域的步骤之前，还包括步骤：
将读入缓冲区的每帧图像划分为块状区域。
5.一种视频去噪装置，其特征在于，包括：
参考区域确定模块，用于根据选取的当前帧图像的当前区域确定参考帧图像中对应位置的参考区域，其中所述参考帧图像包括所述当前帧图像；
欧几里德距离确定模块，用于确定所述当前区域与所述参考区域的欧几里德距离；
权重值确定模块，用于根据所述欧几里德距离确定所述参考区域相对于所述当前区域的权重值；
去噪像素值确定模块，用于根据所述权重值及所述当前区域的像素值确定所述当前区域去噪后的像素值；
检测模块，用于检测是否得到所述当前帧图像所有区域去噪后的像素值，若是，则所述当前帧图像去噪完成，否则选取新的所述当前区域；
所述去噪像素值确定模块根据公式：确定所述当前区域去噪后的像素值，其中wk,l为所述权重值，N为所述参考帧图像的帧数，Ip,q,l为所述参考区域的像素值。
6.根据权利要求5所述的视频去噪装置，其特征在于，所述欧几里德距离确定模块根据公式：确定所述当前区域与所述参考区域的欧几里德距离，其中Ip,q,k为所述当前区域的像素值，X和Y表示当前区域的大小。
7.根据权利要求5所述的视频去噪装置，其特征在于，所述权重值确定模块根据公式：确定所述参考区域相对于所述当前区域的权重值，其中σ是变量，d为所述欧几里德距离。
8.根据权利要求5至7任意一项所述的视频去噪装置，其特征在于，还包括与所述参考区域确定模块相连的区域划分模块，用于将读入缓冲区的每帧图像划分为块状区域。
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