CN106161877A - 一种用于星光级摄像机的图像画面降噪方法 - Google Patents

一种用于星光级摄像机的图像画面降噪方法 Download PDF

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叶威
齐振涛
韩畅
林伟斌
花涛
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Abstract

本发明公开了一种用于星光级摄像机的图像画面降噪方法，先取3×3像素点的滤波窗口，设置窗口权重和滤波窗口的初始值；并读取滤波窗口下对应的各个像素点的灰度值；将读取的灰度值，记录当前滤波窗口中像素灰度的最大值，最小值和中间值；设置各像素点的权重；使W为所有窗口的权重之和，Sum为滤波窗口中所有的像素灰度值与权重乘积的累加值，Sum/W的值替换为窗口中心的像素灰度值；根据替换后的窗口中心的像素灰度值，完成对整幅图像的加权均值滤波。本发明消除大增益下图像中的高斯噪声，同时对硬件以及温度放大的脉冲噪声也有较好的抑制效果，图像的边缘细节也得到了较好的保留。

Description

一种用于星光级摄像机的图像画面降噪方法
技术领域
本发明涉及计算机软件应用领域，尤其涉及的是一种用于星光级摄像机的图像画面降噪方法。
背景技术
摄像机在夜间较暗的场景下，随着增益的加大，画面噪点会变大，而现有的摄像机降噪技术一般采用均值滤波，其主要方法是选择一个窗口模板，一般为3×3或者5×5，将该窗口沿图像数据进行水平垂直扫描，读取窗口下对应的像素灰度值，取这些像素的平均值来代替窗口中心的像素灰度值。常见的均值滤波对高斯噪声滤除效果较好，但是对于一些脉冲噪声无法很好的滤除。
一般星光级摄像机在照度较小时，增益会很大，容易放大一些干扰噪声，如白噪声等，此时高斯噪声和脉冲噪声同时共存，单纯的均值滤波无法达到很好的滤除效果。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种消除大增益下图像中的高斯噪声，同时对硬件以及温度放大的脉冲噪声也有较好的抑制效果，图像的边缘细节也得到了较好的保留的图像画面降噪方法。
本发明的技术方案如下：一种用于星光级摄像机的图像画面降噪方法，包括如下步骤：
S1：取3×3像素点的滤波窗口，将W(3，3)设置为窗口权重，并将滤波窗口的初始值设为（1，1，1，1，1，1，1，1，1）；
S2：使滤波窗口与图像像素点重合，并读取滤波窗口下对应的各个像素点的灰度值Y(i，j)，其中，Y(i，j) 为图像中i行j列像素点的灰度值；
S3：将读取的灰度值，进行比较排序，按升序方式存储为一维数组，记录Ymax，Ymin，Ymid分别为当前滤波窗口中像素灰度的最大值，最小值和中间值；
S4：将Ymid像素点的权重设为3，Ymid左右两边的像素点权重设为2，Ymin和Ymax的权重设为0，其他像素点权重设为1；并且，W为所有窗口的权重之和，Sum为滤波窗口中所有的像素灰度值与权重乘积的累加值，Sum/W的值替换为窗口中心像素的灰度值；
S5：根据滤波窗口滑动的过程，计算新的滤波窗口中所有的像素灰度值与权重乘积的累加值Sum1；
S6：通过对滤波窗口的水平和垂直扫描，将得到的Sum1除以窗口权重之和，并得到的值替换窗口中心的像素灰度值，根据替换后的窗口中心的像素灰度值，完成对整幅图像的加权均值滤波消除脉冲噪声的影响。
应用于上述技术方案，所述的图像画面降噪方法中，步骤S5中，Sum1=Sum-S1+S2，其中，Sum为原滤波窗口中所有的像素灰度值与权重乘积的累加值，S1为滤波窗口水平移动时去掉的一列像素与权重乘积的累加值，S2为新添加的右侧一列像素与权重乘积的累加值。
应用于上述技术方案，所述的图像画面降噪方法中，步骤S5中，滤波窗口滑动的过程中，将窗口内像素的累加值做为一个整体，进行快速计算Sum1。
采用上述方案，本发明通过各个步骤，通过对窗口的水平和垂直扫描，将得到的Sum除以窗口权重之和，并将得到的值替换窗口中心的像素灰度值，可以完成对整幅图像的加权均值滤波，同时可以比较有效的消除脉冲噪声的影响，很好的消除大增益下图像中的高斯噪声，同时对硬件以及温度放大的脉冲噪声也有较好的抑制效果，图像的边缘细节也得到了较好的保留。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
本实施例提供了一种用于星光级摄像机的图像画面降噪方法，在使用该方法时，首先，先设定Y(i，j)为图像中像素点i行j列的灰度值，取3×3的滤波窗口，即取3×3像素点的滤波窗口，设定W(3，3)为窗口权重，初始值设为（1，1，1，1，1，1，1，1，1）。
然后，将滤波窗口与图像像素点重合； 读取窗口下对应的各个像素点的灰度值Y(i，j)。然后，将读取的灰度值，进行比较排序，按升序方式存储为一维数组，记录Ymax，Ymin，Ymid分别为当前窗口中像素灰度的最大值，最小值和中间值。
其中，将Ymid像素点的权重设为3，Ymid左右两边的像素点权重设为2，Ymin和Ymax的权重设为0，其他像素点权重设为1。
并且，W设置为所有窗口的权重之和，Sum为滤波窗口中的像素灰度值与权重乘积的累加值，Sum/W的值替换为窗口中心像素的灰度值，即将Sum/W得到的数值代替窗口中心像素的灰度值。
考虑到窗口滑动的过程中，会有大量的重复运算，可以采用一种快速计算快速，把窗口内像素的累加值做为一个整体。假定滤波窗口水平移动时去掉的一列像素与权重乘积的累加值为S1，新添加的右侧一列像素与权重乘积的累加值为S2，则Sum1=Sum-S1+S2，Sum1为窗口滑动的过程中新的滤波窗口中所有的像素灰度值与权重乘积的累加值。
同理当滤波窗口垂直方向移动时，可以用Sum减掉去掉的一列像素与权重乘积的累加值，再加上新添的一列像素与权重乘积的累加值。
通过对窗口的水平和垂直扫描，将得到的Sum除以窗口权重之和，得到的值替换窗口中心的像素灰度值，根据替换后的窗口中心的像素灰度值，可以完成对整幅图像的加权均值滤波，同时可以比较有效的消除脉冲噪声的影响。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于星光级摄像机的图像画面降噪方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：取3×3像素点的滤波窗口，将W(3，3)设置为窗口权重，并将滤波窗口的初始值设为（1，1，1，1，1，1，1，1，1）；
S2：使滤波窗口与图像像素点重合，并读取滤波窗口下对应的各个像素点的灰度值Y(i，j)，其中，Y(i，j) 为图像中i行j列像素点的灰度值；
S3：将读取的灰度值，进行比较排序，按升序方式存储为一维数组，记录Ymax，Ymin，Ymid分别为当前滤波窗口中像素灰度值的最大值，最小值和中间值；
S4：将Ymid像素点的权重设为3，Ymid左右两边的像素点权重设为2，Ymin和Ymax的权重设为0，其他像素点权重设为1；并且，W为所有窗口的权重之和，Sum为滤波窗口中所有的像素灰度值与权重乘积的累加值，Sum/W的值替换为窗口中心的像素灰度值；
S5：根据滤波窗口滑动的过程，计算新的滤波窗口中所有的像素灰度值与权重乘积的累加值Sum1；
S6：通过对滤波窗口的水平和垂直扫描，将得到的Sum1除以窗口权重之和，将得到的值替换窗口中心的像素灰度值，根据替换后的窗口中心的像素灰度值，完成对整幅图像的加权均值滤波，消除脉冲噪声的影响。
2.根据权利要求1所述的图像画面降噪方法，其特征在于，步骤S5中，Sum1=Sum-S1+S2，其中，Sum为原滤波窗口中所有的像素灰度值与权重乘积的累加值，S1为滤波窗口水平移动时去掉的一列像素与权重乘积的累加值，S2为新添加的右侧一列像素与权重乘积的累加值。
3.根据权利要求1所述的图像画面降噪方法，其特征在于，步骤S5中，滤波窗口滑动的过程中，将窗口内像素的累加值做为一个整体，进行快速计算Sum1。
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