CN104240183A - 图像处理过程中的滤波方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种图像处理过程中的滤波方法和装置，所述装置包括：划分单元，其将第一滤波窗口等分为多个块；确定单元，其根据所述多个块中的中心块与其他非中心块之间的相关性确定滤波窗口区域；滤波单元，其在确定的滤波窗口区域内对图像进行滤波处理。通过本发明实施例的方法和装置，在滤波时不会越过物体的边界，在去除噪声的同时，不会引入其他物体上的信息干扰滤波结果。而且可以在滤波的同时确定窗口大小，一个步骤即可实现，避免了传统边缘检测方法之后再确定窗口大小的两个步骤实现导致的时间延迟。

Description

图像处理过程中的滤波方法和装置

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像处理过程中的滤波方法和装置。

背景技术

在数字图像处理中，各种滤波器广泛用于降噪、增强等情况。一般情况下，滤波器的滤波窗口大小是固定的，比如5×5，9×9，或者15×15等等。固定窗口大小的实现简单，但是当遇到物体边界的时候，固定窗口大小会将不同的两个或多个物体的像素全部包含进来，这样滤波后的结果会和期望的不一样。

为了解决这个问题，有一种方法是先对图像做边缘检测，然后利用边缘检测的结果来确定滤波器的滤波窗口。但是这种方法需要两个步骤（two-path）来完成，时间延迟会比较长，对于某些对延迟要求很严格的应用就不太合适。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种图像处理过程中的滤波方法和装置，以便通过一个步骤（one-path）实现滤波窗口区域的确定，并按照确定的滤波窗口区域进行图像滤波的处理。

本发明实施例的上述目的是通过如下技术方案实现的：

一种滤波装置，其中，所述滤波装置包括：

划分单元，其将第一滤波窗口等分为多个块；

确定单元，其根据所述多个块中的中心块与其他非中心块之间的相关性确定滤波窗口区域；

滤波单元，其在确定的滤波窗口区域内对图像进行滤波处理。

一种滤波方法，其中，所述方法包括以下步骤：

划分步骤，其将第一滤波窗口等分为多个块；

确定步骤，其根据所述多个块中的中心块与其他非中心块之间的相关性确定滤波窗口区域；

滤波步骤，在确定的滤波窗口区域内对图像进行滤波处理。

本发明实施例的有益效果在于，通过本发明实施例的方法和装置，在滤波时不会越过物体的边界，在去除噪声的同时，不会引入其他物体上的信息干扰滤波结果。而且可以在滤波的同时确定窗口大小，一个步骤即可实现，避免了传统边缘检测方法之后再确定窗口大小的两个步骤实现导致的时间延迟。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

参照以下的附图可以更好地理解本发明的很多方面。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大或缩小。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。

在附图中：

图1是25×25的第一滤波窗口的示意图；

图2是本发明实施例的滤波方法的流程图；

图3是本发明实施例的滤波方法中确定相关性的流程图；

图4是根据本发明实施例的滤波方法确定的有效滤波窗口区域的示意图；

图5是本发明实施例的滤波装置的组成示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本发明实施例的前述以及其它特征将变得明显。这些实施方式只是示例性的，不是对本发明的限制。

为了使本领域的技术人员能够容易地理解本发明的原理和实施方式，本发明的实施方式以图1所示的25×25的最大的可能的滤波窗口为例，但可以理解，本发明实施例并不限于上述尺寸的滤波窗口，对于其他尺寸的最大的可能的滤波窗口均适用。

为了方便说明，在本发明实施例中，将最大的可能的滤波窗口称为第一滤波窗口，本发明实施例即是基于该第一滤波窗口确定有效的滤波窗口区域，进而进行滤波处理。

下面参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。

实施例1

本发明实施例提供了一种滤波方法。图2是该方法的流程图，请参照图2，该方法包括以下步骤：

划分步骤201，其将第一滤波窗口等分为多个块；

确定步骤202，其根据所述多个块中的中心块与其他非中心块之间的相关性确定滤波窗口区域；

滤波步骤203，其在确定的滤波窗口区域内对图像进行滤波处理。

在步骤201中，第一滤波窗口即为最大的可能的滤波窗口，如图1所示的尺寸为25×25的滤波窗口。目前，该第一滤波窗口的整个区域作为滤波区域对图像进行滤波处理，但是这种滤波方式存在背景技术所指出的问题。在本实施例中，为了克服这一问题，首先将该第一滤波窗口等分为多个块。

在步骤201中，这多个块可以是N×N排列，也可以是N×M排列，并且，N和M是不为零的自然数。例如，将图1所示的25×25的滤波窗口划分为25个5×5的滤波小窗口，为了方便说明，在本实施例中，将滤波小窗口称为块。

在步骤201中，互相相邻的两个块可以互相重叠，也即互相相邻的两个块具有重叠区域；也可以不互相重叠，也即互相相邻的两个块没有重叠区域。当然，本实施例并不对所有相邻块之间的重叠关系进行限定，也即，可以有一部分相邻块重叠，另一部分相邻块不重叠。图1所示的25个5×5的滤波小窗口为相互不重叠的情况。

在步骤202中，可以通过对分解出来的每个小窗口计算该小窗口的一些和相关性有关的参数（为了方便说明，称为相关性参数），并对非中心块与中心块的相关性进行比较的方式，来确定有效的滤波窗口区域。图3是步骤202的方法的流程图，请参照图3，该方法包括：

步骤301：计算所述多个块的每一个块的相关性参数；

步骤302：比较所述中心块的预定方向上的非中心块的相关性参数与所述中心块的相关性参数，确定所述非中心块与所述中心块是否相关；

步骤303：将与所述中心块不相关的非中心块作为边界块，将所述边界块所在的行和/或列的非中心块及其外围的非中心块排除在所述滤波窗口区域的范围外。

在步骤301中，首先计算每一个块（每个滤波小窗口）的相关性参数，该相关性参数可以是平均值、标准偏差、直方图分布、像素点的亮度权重总数、像素点的色彩权重总数等等，本发明实施例并不以此作为限制，只有是与相关性有关的参数，都包含于本实施例的相关性参数的保护范围。

在步骤302中，当通过步骤301计算出每个块的相关性参数后，通过对非中心块与中心块的相关性参数的比较，来确定非中心块与中心块的相关性，从而确定有效的滤波窗口区域。

在本实施例中，可以在中心块的预定方向上，从中心块向外进行非中心块与中心块的相关性参数的比较，所述预定方向可以是所述中心块的上、下、左、右四个方向，也可以是所述中心块的右上、左上、左下和右下四个方向，还可以是所述中心块的上、下、左、右四个方向和所述中心块的右上、左上、左下和右下四个方向。

下面以不同的相关性参数为例，对本实施例的步骤302中确定非中心块与中心块是否相关的方法进行说明。

在一个实施方式中，所述相关性参数为平均值，例如，所有像素的亮度值的平均值，或者其他色度Cb或者Cr，或者R，G，B等，本实施例并不以此作为限制。通过比较非中心块的平均值和中心块的平均值，来确定非中心块与中心块是否相关。其中，如果某个非中心块的平均值与中心块的平均值的差的绝对值大于某个预设的阈值（为了方便说明，在本实施例中称为第一阈值），则确定该非中心块与中心块不相关，否则认为相关。

在另外一个实施方式中，所述相关性参数为标准偏差，标准偏差指示了各个块内像素值的分布情况，偏差小说明比较集中，偏差大说明分散。通过比较非中心块的标准偏差与中心块的标准偏差的差值，来确定非中心块与中心块是否相关。其中，如果某个非中心块的标准偏差与中心块的标准偏差的差值大于某个预设的阈值（为了方便说明，在本实施例中称为第二阈值），则确定该非中心块与中心块不相关，否则认为相关。

在另外一个实施方式中，所述相关性参数为直方图分布，通过比较非中心块的直方图分布和中心块的直方图分布，来确定非中心块与中心块是否相关。其中，如果某个非中心块的直方图分布与中心块的直方图分布不同，则确定该非中心块与中心块不相关，否则认为相关。

在另外一个实施方式中，所述相关性参数为像素点的亮度权重总数，通过比较非中心块的所有像素点的亮度权重的总和与中心块的所有像素点的亮度权重的总和，来确定非中心块与中心块是否相关。其中，如果某个非中心块的所有像素点的亮度权重的总和与中心块的所有像素点的亮度权重满足以下关系，则确定该非中心块与中心块相关，否则确定该非中心块与中心块不相关：

b*中心块的SUM（W_Y(x,y)）<非中心块的SUM（W_Y(x,y)）<c*中心块的SUM（W_Y(x,y)）；

其中，W_Y(x,y)表示位置为（x,y）的像素点的亮度权重，SUM（W_Y(x,y)）表示中心块或非中心块中所有像素点的亮度权重W_Y(x,y)的总和；并且，其中，b和c都是比例系数，b小于等于1，c大于等于1。b的典型取值例如为0.1,025,0.5,0.75等，c的典型取值例如为1.2,1.25,1.5,2等等。

在该实施方式中，W_Y(x,y)可采用如下公式（1）计算获得，也可以采用如下公式（2）计算获得。

$W_Y(x,y)=e^{-\frac{D_Y^2}{\mathrm{sigma}-e^2}}---\left(1\right)$

$W_Y(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}{(1-\frac{D_Y}{{\mathrm{th}}_{e\_Y}})}^a& D_Y<{\mathrm{th}}_{e\_Y}\\ 0& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.---\left(2\right)$

其中，D_y指测试像素点与当前像素点的亮度差的绝对值，th_{e_Y}指亮度差的阈值，a是指与噪声曲线的特性相关的参数。并且，其中，a的取值可以预先设定，也可以自适应取值，优选的，明亮块的噪声曲线陡峭时a的取值大于黑暗块的噪声曲线平缓时a的取值。

在另外一个实施方式中，所述相关性参数为像素点的色彩权重总数，通过比较非中心块的所有像素点的色彩权重的总和与中心块所有像素点的色彩权重的总和，来确定非中心块与中心块是否相关。其中，如果某个非中心块的所有像素点的色彩权重的总和与中心块的所有像素点的色彩权重满足以下关系，则确定该非中心块与中心块相关，否则确定该非中心块与中心块不相关：

b*中心块的SUM（W_C(x,y)）<非中心块的SUM（W_C(x,y)）<c*中心块的SUM（W_C(x,y)）；

其中，W_C(x,y)表示位置为（x,y）的像素点的色彩权重，SUM（W_C(x,y)）表示中心块或非中心块中所有像素点的色彩权重W_C(x,y)的总和；并且，其中，b和c都是比例系数，b小于等于1，c大于等于1。b的典型取值例如为0.1，0.25，0.5，0.75等等；c的典型取值例如为1.2，1.25，1.5，2等等。

在该实施方式中，W_C(x,y)可以是W_Cb(x,y)，也即位置为（x,y）的像素点的蓝色的权重值，W_Cb(x,y)可以采用如下公式（3）计算获得，也可以采用如下公式（4）计算获得。

$W_{\mathrm{Cb}}(x,y)=e^{-\frac{D_{\mathrm{Cb}}^2}{\mathrm{sigma}-e^2}}---\left(3\right)$

$W_{\mathrm{Cb}}(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}{(1-\frac{D_{\mathrm{Cb}}}{{\mathrm{th}}_{e\_\mathrm{Cb}}})}^d& D_{\mathrm{Cb}}<{\mathrm{th}}_{e\_\mathrm{Cb}}\\ 0& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.---\left(4\right)$

其中，D_Cb是测试象素点与当前像素点的Cb色度差，th_{e_Cb}是Cb色度差的阈值，d表示与噪声特性相关的参数。

在该实施方式中，W_C(x,y)可以是W_Cr(x,y)，也即位置为（x,y）的像素点的红色的权重值，W_Cr(x,y)可以采用如下公式（5）计算获得，也可以采用如下公式（6）计算获得。

$W_{\mathrm{Cr}}(x,y)=e^{-\frac{D_{\mathrm{Cr}}^2}{\mathrm{sigma}-e^2}}---\left(5\right)$

$W_{\mathrm{Cr}}(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}{(1-\frac{D_{\mathrm{Cr}}}{{\mathrm{th}}_{e\_\mathrm{Cr}}})}^d& D_{\mathrm{Cr}}<{\mathrm{th}}_{e\_\mathrm{Cr}}\\ 0& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.---\left(6\right)$

其中，D_Cr是测试象素点与当前象素点的Cr色度差，th_{e_Cr}是Cr色度差的阈值，d表示与噪声特性相关的参数。

以上实施方式是以与相关性有关的较为常用的参数为例，对步骤302中确定非中心块与中心块的相关性做了说明，如前所述，本发明实施例并不限于上述相关性参数，也不限于上述比较方式。

在步骤303中，当通过步骤302确定了与中心块相关的非中心块以后，即可据此确定有效的滤波窗口区域。

在本实施例中，可以将与所述中心块不相关的非中心块作为边界块，将所述边界块所在的行和/或列的非中心块及其外围的非中心块排除在所述滤波窗口区域的范围外，并将与中心块相关的所有非中心块所构成的特定区域作为滤波窗口区域。

在一个实施方式中，如果与中心块相关的非中心块位于中心块的上、下、左、和/或右四个方向，则将与中心块相关的所有非中心块所构成的矩形区域作为所述滤波窗口区域。

在另外一个实施方式中，如果与中心块相关的非中心块位于中心块的左上、右上、左下、和/或右下四个方向，则将与中心块相关的所有非中心块所构成的三角形区域作为所述滤波窗口区域。

在另外一个实施方式中，如果与中心块相关的非中心块位于中心块的上、下、左、右四个方向中的至少一个以及中心块的左上、右上、左下、和/或右下四个方向中的至少一个，则将与中心块相关的所有非中心块所构成的三角形区域作为所述滤波窗口区域。优选的，如果一个非中心块中，超过预定比例的面积落入所述三角形区域，则将该非中心块加入所述滤波窗口区域。

在本实施例中，中心块是指滤波中心所在的块，也即将第一滤波窗口分解后，滤波中心所在的滤波小窗口。

图4是根据本实施例的方法确定的滤波窗口区域的示意图，如图4所示，由4×3的矩形区域构成了最终的有效滤波窗口区域。

通过本发明实施例的方法，在滤波时不会越过物体的边界，在去除噪声的同时，不会引入其他物体上的信息干扰滤波结果。而且可以在滤波的同时确定窗口大小，一个步骤即可实现，避免了传统边缘检测方法之后再确定窗口大小的两个步骤是先导致的时间延迟。

本发明实施例还提供了一种滤波装置，如下面的实施例2所述，由于该滤波装置解决问题的原理与实施例1的方法类似，因此其具体的实施可以参照实施例1的方法的实施，内容相同之处不再重复说明。

实施例2

本发明实施例提供了一种滤波装置。图5是该滤波装置的组成示意图，请参照图5，该滤波装置包括：

划分单元51，其将第一滤波窗口等分为多个块；

确定单元52，其根据所述多个块中的中心块与其他非中心块之间的相关性确定滤波窗口区域；

滤波单元53，其在确定的滤波窗口区域内对图像进行滤波处理。

其中，所述多个块为N×N排列或者N×M排列，且，N和M是不为零的自然数。

其中，在所述多个块中，互相相邻的两个块具有重叠区域，或者互相相邻的两个块没有重叠区域。

在一个实施例中，所述确定单元52包括：

计算模块521，其计算所述多个块的每一个块的相关性参数；

比较模块522，其根据所述计算模块的计算结果，比较所述中心块的预定方向上的非中心块的相关性参数与所述中心块的相关性参数；

确定模块523，其根据所述比较模块的比较结果，确定所述非中心块与所述中心块是否相关，将与所述中心块不相关的非中心块作为边界块，将所述边界块所在的行和/或列的非中心块及其外围的非中心块排除在所述滤波窗口区域的范围外。

其中，所述预定方向包括所述中心块的上、下、左、右四个方向；或者，所述预定方向包括所述中心块的右上、左上、左下和右下四个方向；或者，所述预定方向包括所述中心块的上、下、左、右四个方向和所述中心块的右上、左上、左下和右下四个方向。

其中，如果与所述中心块相关的非中心块位于所述中心块的上、下、左、和/或右四个方向，则将与所述中心块相关的所有非中心块所构成的矩形区域作为所述滤波窗口区域；

其中，如果与所述中心块相关的非中心块位于所述中心块的左上、右上、左下、和/或右下四个方向，则将与所述中心块相关的所有非中心块所构成的三角形区域作为所述滤波窗口区域；

其中，如果与所述中心块相关的非中心块位于所述中心块的上、下、左、右四个方向中的至少一个以及所述中心块的左上、右上、左下、和/或右下四个方向中的至少一个，则将与所述中心块相关的所有非中心块所构成的三角形区域作为所述滤波窗口区域。其中，如果一个非中心块中，超过预定比例的面积落入所述三角形区域，则将该非中心块加入所述滤波窗口区域。

在一个实施方式中，所述相关性参数为平均值，所述比较模块522将所述中心块的预定方向上的非中心块的平均值与所述中心块的平均值进行比较；所述确定模块523在所述非中心块的平均值与所述中心块的平均值的差的绝对值大于第一阈值时，确定所述非中心块与所述中心块不相关。

在一个实施方式中，所述相关性参数为标准偏差，所述比较模块522将所述非中心块的标准偏差与所述中心块的标准偏差进行比较；所述确定模块523在所述非中心块的标准偏差与所述中心块的标准偏差的差值大于第二阈值时，确定所述非中心块与所述中心块不相关。

在一个实施方式中，所述相关性参数为直方图分布，所述比较模块522将所述非中心块的直方图分布与所述中心块的直方图分布进行比较；所述确定模块523在所述非中心块的直方图分布与所述中心块的直方图分布不同时，确定所述非中心块与所述中心块不相关。

在一个实施方式中，所述相关性参数为像素点的亮度权重总数，所述比较模块522将所述非中心块的所有像素点的亮度权重的总和与所述中心块的所有像素点的亮度权重的总和进行比较，确定是否满足如下关系：b*中心块的SUM（W_Y(x,y)）<非中心块的SUM（W_Y(x,y)）<c*中心块的SUM（W_Y(x,y)）；其中，W_Y(x,y)表示位置为（x,y）的像素点的亮度权重，SUM（W_Y(x,y)）表示中心块或非中心块中所有像素点的亮度权重W_Y(x,y)的总和；其中，b和c都是比例系数，b小于等于1，c大于等于1；所述确定模块523在所述比较模块522的比较结果为满足上述关系时，确定所述非中心块与所述中心块相关，否则确定所述非中心块与所述中心块不相关。

在该实施方式中，所述比较模块522可采用如下（1）或（2）计算所述W_Y(x,y)：

$W_Y(x,y)=e^{-\frac{D_Y^2}{\mathrm{sigma}-e^2}}---\left(1\right)$

$W_Y(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}{(1-\frac{D_Y}{{\mathrm{th}}_{e\_Y}})}^a& D_Y<{\mathrm{th}}_{e\_Y}\\ 0& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.---\left(2\right)$

其中，D_y指测试像素点与当前像素点的亮度差的绝对值，th_{e_Y}指亮度差的阈值，a是指与噪声曲线的特性相关的参数。

在一个实施方式中，所述相关性参数为像素点的色彩权重总数，所述比较模块522将所述非中心块的所有像素点的色彩权重的总和与所述中心块的所有像素点的色彩权重的总和进行比较，确定是否满足如下关系：b*中心块的SUM（W_C(x,y)）<非中心块的SUM（W_C(x,y)）<c*中心块的SUM（W_C(x,y)）；其中，W_C(x,y)表示位置为（x,y）的像素点的色彩权重，SUM（W_C(x,y)）表示中心块或非中心块中所有像素点的色彩权重W_C(x,y)的总和；其中，b和c都是比例系数，b小于等于1，c大于等于1；所述确定模块523在所述比较模块522的比较结果为满足上述关系时，确定所述非中心块与所述中心块相关，否则确定所述非中心块与所述中心块不相关。

在该实施方式中，W_C(x,y)可以是W_Cb(x,y)，所述比较模块522可以采用如下公式（3）或公式（4）计算W_Cb(x,y)：

$W_{\mathrm{Cb}}(x,y)=e^{-\frac{D_{\mathrm{Cb}}^2}{\mathrm{sigma}-e^2}}---\left(3\right)$

$W_{\mathrm{Cb}}(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}{(1-\frac{D_{\mathrm{Cb}}}{{\mathrm{th}}_{e\_\mathrm{Cb}}})}^d& D_{\mathrm{Cb}}<{\mathrm{th}}_{e\_\mathrm{Cb}}\\ 0& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.---\left(4\right)$

其中，D_Cb是测试象素点与当前像素点的Cb色度差，th_{e_Cb}是Cb色度差的阈值，d表示与噪声特性相关的参数。

在该实施方式中，W_C(x,y)也可以是W_Cr(x,y)，所述比较模块522可以采用如下公式（5）或公式（6）计算W_Cr(x,y)：

$W_{\mathrm{Cr}}(x,y)=e^{-\frac{D_{\mathrm{Cr}}^2}{\mathrm{sigma}-e^2}}---\left(5\right)$

$W_{\mathrm{Cr}}(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}{(1-\frac{D_{\mathrm{Cr}}}{{\mathrm{th}}_{e\_\mathrm{Cr}}})}^d& D_{\mathrm{Cr}}<{\mathrm{th}}_{e\_\mathrm{Cr}}\\ 0& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.---\left(6\right)$

其中，D_Cr是测试象素点与当前象素点的Cr色度差，th_{e_Cr}是Cr色度差的阈值，d表示与噪声特性相关的参数。

在本实施例中，所述中心块为滤波中心所在的块。

通过本发明实施例的装置，在滤波时不会越过物体的边界，在去除噪声的同时，不会引入其他物体上的信息干扰滤波结果。而且可以在滤波的同时确定窗口大小，一个步骤即可实现，避免了传统边缘检测方法之后再确定窗口大小的两个步骤是先导致的时间延迟。

以上参照附图描述了本发明的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或者它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可以用本领域共知的下列技术中的任一项或者他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

流程图中或在此以其它方式描述的任何过程或方法描述或框可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程中的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中，可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或者按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明所述技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或者在此以其它方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质例如可以是但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、设备或传播介质。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或更多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM）（电子装置），只读存储器（ROM）（电子装置），可擦除可编程只读存储器（EPROM或闪速存储器）（电子装置），光纤（光装置），以及便携式光盘只读存储器（CDROM）（光学装置）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其它合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

上述文字说明和附图示出了本发明的各种不同的特征。应当理解，本领域普通技术人员可以准备合适的计算机代码来实现上面描述且在附图中例示的各个步骤和过程。还应当理解，上面描述的各种终端、计算机、服务器、网络等可以是任何类型的，并且可以根据公开内容来准备所述计算机代码以利用所述装置实现本发明。

在此公开了本发明的特定实施方式。本领域的普通技术人员将容易地认识到，本发明在其他环境下具有其他应用。实际上，还存在许多实施方式和实现。所附权利要求绝非为了将本发明的范围限制为上述具体实施方式。另外，任意对于“用于……的装置”的引用都是为了描绘要素和权利要求的装置加功能的阐释，而任意未具体使用“用于……的装置”的引用的要素都不希望被理解为装置加功能的元件，即使该权利要求包括了“装置”的用词。

尽管已经针对特定优选实施方式或多个实施方式示出并描述了本发明，但是显然，本领域技术人员在阅读和理解说明书和附图时可以想到等同的修改例和变型例。尤其是对于由上述要素（部件、组件、装置、组成等）执行的各种功能，除非另外指出，希望用于描述这些要素的术语（包括“装置”的引用）对应于执行所述要素的具体功能的任意要素（即，功能等效），即使该要素在结构上不同于在本发明的所例示的示例性实施方式或多个实施方式中执行该功能的公开结构。另外，尽管以上已经针对几个例示的实施方式中的仅一个或更多个描述了本发明的具体特征，但是可以根据需要以及从对任意给定或具体应用有利的方面考虑，将这种特征与其他实施方式的一个或更多个其他特征相结合。

关于包括以上多个实施例的实施方式，还公开下述的附记。

附记1、一种滤波方法，其中，所述方法包括以下步骤：

划分步骤，其将第一滤波窗口等分为多个块；

确定步骤，其根据所述多个块中的中心块与其他非中心块之间的相关性确定滤波窗口区域；

滤波步骤，在确定的滤波窗口区域内对图像进行滤波处理。

附记2、根据附记1所述的方法，其中，所述多个块为N×N排列或者N×M排列，且，N和M是不为零的自然数。

附记3、根据附记2所述的方法，其中，在所述多个块中，互相相邻的两个块具有重叠区域，或者互相相邻的两个块没有重叠区域。

附记4、根据附记2所述的方法，其中，所述确定步骤包括：

计算所述多个块的每一个块的相关性参数；

比较所述中心块的预定方向上的非中心块的相关性参数与所述中心块的相关性参数，确定所述非中心块与所述中心块是否相关；

将与所述中心块不相关的非中心块作为边界块，将所述边界块所在的行和/或列的非中心块及其外围的非中心块排除在所述滤波窗口区域的范围外。

附记5、根据附记4所述的方法，其中，所述预定方向包括所述中心块的上、下、左、右四个方向；或者，所述预定方向包括所述中心块的右上、左上、左下和右下四个方向；或者，所述预定方向包括所述中心块的上、下、左、右四个方向和所述中心块的右上、左上、左下和右下四个方向。

附记6、根据附记5所述的方法，其中，

如果与所述中心块相关的非中心块位于所述中心块的上、下、左、和/或右四个方向，则将与所述中心块相关的所有非中心块所构成的矩形区域作为所述滤波窗口区域；

如果与所述中心块相关的非中心块位于所述中心块的左上、右上、左下、和/或右下四个方向，则将与所述中心块相关的所有非中心块所构成的三角形区域作为所述滤波窗口区域；

如果与所述中心块相关的非中心块位于所述中心块的上、下、左、右四个方向中的至少一个以及所述中心块的左上、右上、左下、和/或右下四个方向中的至少一个，则将与所述中心块相关的所有非中心块所构成的三角形区域作为所述滤波窗口区域。

附记7、根据附记6所述的方法，其中，如果一个非中心块中，超过预定比例的面积落入所述三角形区域，则将该非中心块加入所述滤波窗口区域。

附记8、根据附记4所述的方法，其中，所述相关性参数为平均值，如果所述非中心块的平均值与所述中心块的平均值的差的绝对值大于第一阈值，则确定所述非中心块与所述中心块不相关。

附记9、根据附记4所述的方法，其中，所述相关性参数为标准偏差，如果所述非中心块的标准偏差与所述中心块的标准偏差的差值大于第二阈值，则确定所述非中心块与所述中心块不相关。

附记10、根据附记4所述的方法，其中，所述相关性参数为直方图分布，如果所述非中心块的直方图分布与所述中心块的直方图分布不同，则确定所述非中心块与所述中心块不相关。

附记11、根据附记4所述的方法，其中，所述相关性参数为像素点的亮度权重总数，如果所述非中心块的所有像素点的亮度权重的总和与所述中心块的所有像素点的亮度权重满足如下关系，则确定所述非中心块与所述中心块相关，否则确定所述非中心块与所述中心块不相关：

b*中心块的SUM(W_Y(x,y))<非中心块的SUM(W_Y(x,y))<c*中心块的SUM(W_Y(x,y))；

其中，W_Y(x,y)表示位置为（x,y）的像素点的亮度权重，SUM(W_Y(x,y))表示中心块或非中心块中所有像素点的亮度权重W_Y(x,y)的总和；

其中，b和c都是比例系数，b小于等于1，c大于等于1。

附记12、根据附记11所述的方法，其中，W_Y(x,y)可采用如下（1）或（2）计算：

$W_Y(x,y)=e^{-\frac{D_Y^2}{\mathrm{sigma}-e^2}}---\left(1\right)$

或者，

$W_Y(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}{(1-\frac{D_Y}{{\mathrm{th}}_{e\_Y}})}^a& D_Y<{\mathrm{th}}_{e\_Y}\\ 0& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.---\left(2\right);$

其中，D_y指测试像素点与当前像素点的亮度差的绝对值，th_{e_Y}指亮度差的阈值，a是指与噪声曲线的特性相关的参数。

附记13、根据附记4所述的方法，其中，所述相关性参数为像素点的色彩权重总数，如果所述非中心块的所有像素点的色彩权重的总和与所述中心块的所有像素点的色彩权重满足如下关系，则确定所述非中心块与所述中心块相关，否则确定所述非中心块与所述中心块不相关：

b*中心块的SUM(W_C(x,y))<非中心块的SUM(W_C(x,y))<c*中心块的SUM(W_C(x,y))；

其中，W_C(x,y)表示位置为（x,y）的像素点的色彩权重，SUM(W_C(x,y))表示中心块或非中心块中所有像素点的色彩权重W_C(x,y)的总和；

其中，b和c都是比例系数，b小于等于1，c大于等于1。

附记14、根据附记13所述的方法，其中，W_C(x,y)为W_Cb(x,y)，W_Cb(x,y)可以采用如下公式计算获得：

$W_{\mathrm{Cb}}(x,y)=e^{-\frac{D_{\mathrm{Cb}}^2}{\mathrm{sigma}-e^2}}$ 或者；

$W_{\mathrm{Cb}}(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}{(1-\frac{D_{\mathrm{Cb}}}{{\mathrm{th}}_{e\_\mathrm{Cb}}})}^d& D_{\mathrm{Cb}}<{\mathrm{th}}_{e\_\mathrm{Cb}}\\ 0& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.;$

其中，D_Cb是测试象素点与当前像素点的Cb色度差，th_{e_Cb}是Cb色度差的阈值，d表示与噪声特性相关的参数。

附记15、根据附记13所述的方法，其中，W_C(x,y)为W_Cr(x,y)，W_Cr(x,y)可以采用如下公式计算获得：

$W_{\mathrm{Cr}}(x,y)=e^{-\frac{D_{\mathrm{Cr}}^2}{\mathrm{sigma}-e^2}}$ 或者；

$W_{\mathrm{Cr}}(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}{(1-\frac{D_{\mathrm{Cr}}}{{\mathrm{th}}_{e\_\mathrm{Cr}}})}^d& D_{\mathrm{Cr}}<{\mathrm{th}}_{e\_\mathrm{Cr}}\\ 0& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.;$

其中，D_Cr是测试象素点与当前象素点的Cr色度差，th_{e_Cr}是Cr色度差的阈值，d表示与噪声特性相关的参数。

附记16、根据附记1-15任一项所述的方法，其中，所述中心块为滤波中心所在的块。

附记17、一种滤波装置，其中，所述滤波装置包括：

划分单元，其将第一滤波窗口等分为多个块；

确定单元，其根据所述多个块中的中心块与其他非中心块之间的相关性确定滤波窗口区域；

滤波单元，其在确定的滤波窗口区域内对图像进行滤波处理。

附记18、根据附记17所述的装置，其中，所述多个块为N×N排列或者N×M排列，且，N和M是不为零的自然数。

附记19、根据附记18所述的装置，其中，在所述多个块中，互相相邻的两个块具有重叠区域，或者互相相邻的两个块没有重叠区域。

附记20、根据附记17所述的装置，其中，所述确定单元包括：

计算模块，其计算所述多个块的每一个块的相关性参数；

比较模块，其根据所述计算模块的计算结果，比较所述中心块的预定方向上的非中心块的相关性参数与所述中心块的相关性参数；

确定模块，其根据所述比较模块的比较结果，确定所述非中心块与所述中心块是否相关，将与所述中心块不相关的非中心块作为边界块，将所述边界块所在的行和/或列的非中心块及其外围的非中心块排除在所述滤波窗口区域的范围外。

附记21、根据附记20所述的装置，其中，所述预定方向包括所述中心块的上、下、左、右四个方向；或者，所述预定方向包括所述中心块的右上、左上、左下和右下四个方向；或者，所述预定方向包括所述中心块的上、下、左、右四个方向和所述中心块的右上、左上、左下和右下四个方向。

附记22、根据附记21所述的装置，其中，

如果与所述中心块相关的非中心块位于所述中心块的上、下、左、和/或右四个方向，则将与所述中心块相关的所有非中心块所构成的矩形区域作为所述滤波窗口区域；

如果与所述中心块相关的非中心块位于所述中心块的左上、右上、左下、和/或右下四个方向，则将与所述中心块相关的所有非中心块所构成的三角形区域作为所述滤波窗口区域；

如果与所述中心块相关的非中心块位于所述中心块的上、下、左、右四个方向中的至少一个以及所述中心块的左上、右上、左下、和/或右下四个方向中的至少一个，则将与所述中心块相关的所有非中心块所构成的三角形区域作为所述滤波窗口区域。

附记23、根据附记22所述的装置，其中，如果一个非中心块中，超过预定比例的面积落入所述三角形区域，则将该非中心块加入所述滤波窗口区域。

附记24、根据附记20所述的装置，其中，所述相关性参数为平均值，

所述比较模块将所述中心块的预定方向上的非中心块的平均值与所述中心块的平均值进行比较；

所述确定模块在所述非中心块的平均值与所述中心块的平均值的差的绝对值大于第一阈值时，确定所述非中心块与所述中心块不相关。

附记25、根据附记20所述的装置，其中，所述相关性参数为标准偏差，

所述比较模块将所述非中心块的标准偏差与所述中心块的标准偏差进行比较；

所述确定模块在所述非中心块的标准偏差与所述中心块的标准偏差的差值大于第二阈值时，确定所述非中心块与所述中心块不相关。

附记26、根据附记20所述的装置，其中，所述相关性参数为直方图分布，

所述比较模块将所述非中心块的直方图分布与所述中心块的直方图分布进行比较；

所述确定模块在所述非中心块的直方图分布与所述中心块的直方图分布不同时，确定所述非中心块与所述中心块不相关。

附记27、根据附记20所述的装置，其中，所述相关性参数为像素点的亮度权重总数，

所述比较模块将所述非中心块的所有像素点的亮度权重的总和与所述中心块的所有像素点的亮度权重的总和进行比较，确定是否满足如下关系；

b*中心块的SUM(W_Y(x,y))<非中心块的SUM(W_Y(x,y))<c*中心块的SUM(W_Y(x,y))；

其中，W_Y(x,y)表示位置为（x,y）的像素点的亮度权重，SUM(W_Y(x,y))表示中心块或非中心块中所有像素点的亮度权重W_Y(x,y)的总和；

其中，b和c都是比例系数，b小于等于1，c大于等于1；

所述确定模块在所述比较模块的比较结果为满足上述关系时，确定所述非中心块与所述中心块相关，否则确定所述非中心块与所述中心块不相关。

附记28、根据附记27所述的装置，其中，所述比较模块可采用如下（1）或（2）计算所述W_Y(x,y)：

$W_Y(x,y)=e^{-\frac{D_Y^2}{\mathrm{sigma}-e^2}}---\left(1\right)$

或者，

$W_Y(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}{(1-\frac{D_Y}{{\mathrm{th}}_{e\_Y}})}^a& D_Y<{\mathrm{th}}_{e\_Y}\\ 0& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.---\left(2\right);$

其中，D_y指测试像素点与当前像素点的亮度差的绝对值，th_{e_Y}指亮度差的阈值，a是指与噪声曲线的特性相关的参数。

附记29、根据附记20所述的装置，其中，所述相关性参数为像素点的色彩权重总数，

所述比较模块将所述非中心块的所有像素点的色彩权重的总和与所述中心块的所有像素点的色彩权重的总和进行比较，确定是否满足如下关系：

b*中心块的SUM(W_C(x,y))<非中心块的SUM(W_C(x,y))<c*中心块的SUM(W_C(x,y))；

其中，W_C(x,y)表示位置为（x,y）的像素点的色彩权重，SUM(W_C(x,y))表示中心块或非中心块中所有像素点的色彩权重W_C(x,y)的总和；

其中，b和c都是比例系数，b小于等于1，c大于等于1；

所述确定模块在所述比较模块的比较结果为满足上述关系时，确定所述非中心块与所述中心块相关，否则确定所述非中心块与所述中心块不相关。

附记30、根据附记29所述的装置，其中，W_C(x,y)为W_Cb(x,y)，所述比较模块可以采用如下公式计算W_Cb(x,y)：

$W_{\mathrm{Cb}}(x,y)=e^{-\frac{D_{\mathrm{Cb}}^2}{\mathrm{sigma}-e^2}}$ 或者；

$W_{\mathrm{Cb}}(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}{(1-\frac{D_{\mathrm{Cb}}}{{\mathrm{th}}_{e\_\mathrm{Cb}}})}^d& D_{\mathrm{Cb}}<{\mathrm{th}}_{e\_\mathrm{Cb}}\\ 0& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.;$

其中，D_Cb是测试象素点与当前像素点的Cb色度差，th_{e_Cb}是Cb色度差的阈值，d表示与噪声特性相关的参数。

附记31、根据附记29所述的装置，其中，W_C(x,y)为W_Cr(x,y)，所述比较模块可以采用如下公式计算W_Cr(x,y)：

$W_{\mathrm{Cr}}(x,y)=e^{-\frac{D_{\mathrm{Cr}}^2}{\mathrm{sigma}-e^2}}$ 或者；

$W_{\mathrm{Cr}}(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}{(1-\frac{D_{\mathrm{Cr}}}{{\mathrm{th}}_{e\_\mathrm{Cr}}})}^d& D_{\mathrm{Cr}}<{\mathrm{th}}_{e\_\mathrm{Cr}}\\ 0& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.;$

其中，D_Cr是测试象素点与当前象素点的Cr色度差，th_{e_Cr}是Cr色度差的阈值，d表示与噪声特性相关的参数。

附记32、根据附记17-31任一项所述的装置，其中，所述中心块为滤波中心所在的块。

Claims (10)

1.一种滤波装置，其中，所述滤波装置包括：

划分单元，其将第一滤波窗口等分为多个块；

确定单元，其根据所述多个块中的中心块与其他非中心块之间的相关性确定滤波窗口区域；

滤波单元，其在确定的滤波窗口区域内对图像进行滤波处理。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述确定单元包括：

计算模块，其计算所述多个块的每一个块的相关性参数；

比较模块，其根据所述计算模块的计算结果，比较所述中心块的预定方向上的非中心块的相关性参数与所述中心块的相关性参数；

确定模块，其根据所述比较模块的比较结果，确定所述非中心块与所述中心块是否相关，将与所述中心块不相关的非中心块作为边界块，将所述边界块所在的行和/或列的非中心块及其外围的非中心块排除在所述滤波窗口区域的范围外。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述相关性参数为平均值，

所述比较模块将所述中心块的预定方向上的非中心块的平均值与所述中心块的平均值进行比较；

所述确定模块在所述非中心块的平均值与所述中心块的平均值的差的绝对值大于第一阈值时，确定所述非中心块与所述中心块不相关。

4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述相关性参数为标准偏差，

所述比较模块将所述非中心块的标准偏差与所述中心块的标准偏差进行比较；

所述确定模块在所述非中心块的标准偏差与所述中心块的标准偏差的差值大于第二阈值时，确定所述非中心块与所述中心块不相关。

5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述相关性参数为直方图分布，

所述比较模块将所述非中心块的直方图分布与所述中心块的直方图分布进行比较；

所述确定模块在所述非中心块的直方图分布与所述中心块的直方图分布不同时，确定所述非中心块与所述中心块不相关。

6.根据权利要求2所述的装置，其中，所述相关性参数为像素点的亮度权重总数，

所述比较模块将所述非中心块的所有像素点的亮度权重的总和与所述中心块的所有像素点的亮度权重的总和进行比较，确定是否满足如下关系；

b*中心块的SUM(W_Y(x,y))<非中心块的SUM(W_Y(x,y))<c*中心块的SUM(W_Y(x,y))；

其中，W_Y(x,y)表示位置为（x,y）的像素点的亮度权重，SUM(W_Y(x,y))表示中心块或非中心块中所有像素点的亮度权重W_Y(x,y)的总和；

其中，b和c都是比例系数，b小于等于1，c大于等于1；

所述确定模块在所述比较模块的比较结果为满足上述关系时，确定所述非中心块与所述中心块相关，否则确定所述非中心块与所述中心块不相关。

7.根据权利要求2所述的装置，其中，所述相关性参数为像素点的色彩权重总数，

所述比较模块将所述非中心块的所有像素点的色彩权重的总和与所述中心块的所有像素点的色彩权重的总和进行比较，确定是否满足如下关系：

b*中心块的SUM(W_C(x,y))<非中心块的SUM(W_C(x,y))<c*中心块的SUM(W_C(x,y))；

其中，W_C(x,y)表示位置为（x,y）的像素点的色彩权重，SUM(W_C(x,y))表示中心块或非中心块中所有像素点的色彩权重W_C(x,y)的总和；

其中，b和c都是比例系数，b小于等于1，c大于等于1；

所述确定模块在所述比较模块的比较结果为满足上述关系时，确定所述非中心块与所述中心块相关，否则确定所述非中心块与所述中心块不相关。

8.一种滤波方法，其中，所述方法包括以下步骤：

划分步骤，其将第一滤波窗口等分为多个块；

确定步骤，其根据所述多个块中的中心块与其他非中心块之间的相关性确定滤波窗口区域；

滤波步骤，在确定的滤波窗口区域内对图像进行滤波处理。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述确定步骤包括：

计算所述多个块的每一个块的相关性参数；

比较所述中心块的预定方向上的非中心块的相关性参数与所述中心块的相关性参数，确定所述非中心块与所述中心块是否相关；

将与所述中心块不相关的非中心块作为边界块，将所述边界块所在的行和/或列的非中心块及其外围的非中心块排除在所述滤波窗口区域的范围外。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述中心块为滤波中心所在的块。