CN109636749B - 图像处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种图像处理方法。本发明的图像处理方法分别利用不同的第一双边滤波器及第二双边滤波器对原始图像进行降噪处理，产生第一降噪图像及第二降噪图像，第一降噪图像的平滑度大于第二降噪图像的平滑度，第二降噪图像的图像细节多于第一降噪图像的图像细节，而后对原始图像进行梯度运算，依据梯度运算结果将原始图像划分为平缓区及平缓区以外的非平缓区，将第一降噪图像中与原始图像的平缓区对应的区域和第二降噪图像中与原始图像的非平缓区对应的区域进行拼接形成处理图像，能够在对原始图像进行有效的降噪的同时保留图像的纹理、边缘的细节，提升图像的品质。

Description

图像处理方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种图像处理方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，对电子产品的画面显示效果追求越来越高。现有技术中为了提高画面的显示效果，通常会在画面显示时进行图像处理，以改善显示效果。
图像的数据在处理和传输的过程中，会受到显示装置及外部环境的噪声影响，噪声大小是衡量图像质量的一个非常重要的因素，所以在不影响系统整体性能的情况下快速滤除噪声是提高图像质量的重要方法。现有的图像降噪技术多采用双边滤波器对图像进行处理，双边滤波器的值域方差与空域方差决定了降噪处理后的图像的平滑效果。
图像中的噪声处于不同的区域，人眼感受度不同，对于图像中相对平缓的区域，人眼对噪声比较敏感，一旦出现噪声则较为明显，因此应该加大降噪处理的力度以加大平滑的力度，而图像中的边缘区域及纹理区域由于包含较多细节，对噪声具有掩盖作用，人眼不易察觉出现在该区域的噪声，为保证边缘区域及纹理区域的图像细节，应该减少降噪处理的力度以降低平滑的力度。
为此，现有技术提出了一种自适应双边滤波图像去噪的方法，该方法中，针对图像中的每一个像素，计算该像素的梯度方向相关性和梯度值大小，设定该像素的双边滤波的值域滤波函数的灰度值方差。此方法中，仅仅考虑了像素的梯度值大小，适用于对图像的边缘区进行降噪处理，但并不适用于对梯度较小但细节较多的图像的纹理区的降噪处理，同时此方法需要针对每个像素分别设计滤波器，运算复杂且缓慢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种图像处理方法，能够在降低图像的噪声的同时保留图像的纹理、边缘的细节。
为实现上述目的，本发明提供一种图像处理方法，包括如下步骤：
步骤S1、提供原始图像；
步骤S2、提供第一双边滤波器及第二双边滤波器，分别利用第一双边滤波器及第二双边滤波器对所述原始图像进行降噪处理，产生第一降噪图像及第二降噪图像，所述第一降噪图像的平滑度大于第二降噪图像的平滑度，第二降噪图像的图像细节多于第一降噪图像的图像细节；
步骤S3、对所述原始图像进行梯度运算，依据梯度运算结果将原始图像划分为平缓区及平缓区以外的非平缓区；
步骤S4、将第一降噪图像中与原始图像的平缓区对应的区域和第二降噪图像中与原始图像的非平缓区对应的区域进行拼接形成处理图像。
所述第一双边滤波器的空域方差比第二双边滤波器的空域方差小。
所述第一双边滤波器的空域方差为1，所述第二双边滤波器的空域方差为 2。
所述第一双边滤波器的值域方差比第二双边滤波器的值域方差大。
所述第一双边滤波器的值域方差为0.1，所述第二双边滤波器的值域方差为0.05。
所述原始图像包括呈阵列式排布的多个像素，每一像素具有一亮度值。
所述步骤S3中，对所述原始图像进行梯度运算的具体过程为：利用预设的梯度计算公式获取原始图像的多个像素的原始梯度值，对多个原始梯度值进行取绝对值处理，得到梯度分布图，所述梯度分布图包括多个像素的处理梯度值。
所述预设的梯度计算公式为：
grads(i,j)＝lum(i-1,j)+lum(i+1,j)+lum(i,j-1)+lum(i,j+1)-4lum(i,j)；
其中，grads(i,j)为原始图像中第i行第j列的像素的原始梯度值，lum(i- 1,j)为原始图像中第i-1行第j列的像素的亮度值，lum(i+1,j)为原始图像中第 i+1行第j列的像素的亮度值，lum(i,j-1)为原始图像中第i行第j-1列的像素的亮度值，lum(i,j+1)为原始图像中第i行第j+1列的像素的亮度值，lum(i,j)为原始图像中第i行第j列的像素的亮度值，i、j均为正整数。
所述步骤S3中，依据梯度运算结果将原始图像划分为平缓区及非平缓区的具体过程为：
判断多个像素的处理梯度值与预设的第一梯度阈值及第二梯度阈值的大小关系，当一像素的处理梯度值大于等于第一梯度阈值且小于等于第二梯度阈值时，将1作为该像素的第一判定值，否则将0作为该像素的第一判定值，对多个像素的第一判定值进行均值滤波得到多个像素的均值滤波结果，判断多个均值滤波结果与预设的波动率阈值的大小关系，当一像素的均值滤波结果大于波动率阈值时，将预设的第一参考值设为该像素的第二判定值，否则将预设的第二参考值设为该像素的第二判定值，从而得到包括多个像素的第二判定值的第一幅值分布图；所述第一梯度阈值小于第二梯度阈值；
对多个像素的处理梯度值进行最大值滤波处理得到多个像素的最大值滤波结果，判断多个最大值滤波结果与第二梯度阈值的大小关系，当一像素的最大值滤波结果大于第二梯度阈值时，将预设第三参考值设为该像素的第三判定值，否则将预设的第四参考值设为该像素的第三判定值，从而得到包括多个像素的第三判定值的第二幅值分布图；
将原始图像中第二判定值为第二参考值且第三判定值为第四参考值的像素所在区域设为平缓区，将原始图像中除平缓区以外的区域设为非平缓区。
所述第一参考值为1，所述第二参考值为0，所述第三参考值为1，所述第四参考值为0；所述第一梯度阈值为10，所述第二梯度阈值为80，所述波动率阈值为0.6。
本发明的有益效果：本发明的图像处理方法分别利用不同的第一双边滤波器及第二双边滤波器对原始图像进行降噪处理，产生第一降噪图像及第二降噪图像，第一降噪图像的平滑度大于第二降噪图像的平滑度，第二降噪图像保留的图像细节多于第一降噪图像保留的图像细节，而后对原始图像进行梯度运算，依据梯度运算结果将原始图像划分为平缓区及平缓区以外的非平缓区，将第一降噪图像中与原始图像的平缓区对应的区域和第二降噪图像中与原始图像的非平缓区对应的区域进行拼接形成处理图像，能够在对原始图像进行有效的降噪的同时保留图像的纹理、边缘的细节，提升图像的品质。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为本发明的图像处理方法的流程图；
图2为本发明的图像处理方法的步骤S1的示意图；
图3及图4为本发明的图像处理方法的步骤S2的示意图；
图5为本发明的图像处理方法的步骤S3的示意图；
图6为本发明的图像处理方法的步骤S4的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明提供一种图像处理方法，包括如下步骤：
步骤S1、请参阅图2，提供原始图像10。
具体地，所述原始图像10包括呈阵列式排布的多个像素，每一像素具有一亮度值。
步骤S2、提供第一双边滤波器及第二双边滤波器，分别利用第一双边滤波器及第二双边滤波器对所述原始图像10进行降噪处理，产生如图3所示的第一降噪图像20及如图4所示的第二降噪图像30，所述第一降噪图像20的平滑度大于第二降噪图像30的平滑度，第二降噪图像30的图像细节多于第一降噪图像20的图像细节。
具体地，所述第一双边滤波器的空域方差比第二双边滤波器的空域方差小，所述第一双边滤波器的值域方差比第二双边滤波器的值域方差大，从而使得第一降噪图像20的平滑度大于第二降噪图像30的平滑度，第二降噪图像30的图像细节多于第一降噪图像20的图像细节。
具体地，在本发明的一优选实施例中，所述第一双边滤波器的空域方差为1，所述第二双边滤波器的空域方差为2，所述第一双边滤波器的值域方差为0.1，所述第二双边滤波器的值域方差为0.05。
步骤S3、请参阅图5，对所述原始图像10进行梯度运算，依据梯度运算结果将原始图像10划分为平缓区11及平缓区11以外的非平缓区12。
具体地，所述步骤S3中，对所述原始图像10进行梯度运算的具体过程为：利用预设的梯度计算公式获取原始图像10的多个像素的原始梯度值，对多个原始梯度值进行取绝对值处理，得到梯度分布图，所述梯度分布图包括多个像素的处理梯度值。
进一步地，所述预设的梯度计算公式为：
grads(i,j)＝lum(i-1,j)+lum(i+1,j)+lum(i,j-1)+lum(i,j+1)-4lum(i,j)。
其中，grads(i,j)为原始图像中第i行第j列的像素的原始梯度值，lum(i- 1,j)为原始图像中第i-1行第j列的像素的亮度值，lum(i+1,j)为原始图像中第 i+1行第j列的像素的亮度值，lum(i,j-1)为原始图像中第i行第j-1列的像素的亮度值，lum(i,j+1)为原始图像中第i行第j+1列的像素的亮度值，lum(i,j) 为原始图像中第i行第j列的像素的亮度值，i、j均为正整数。
具体地，所述步骤S3中，依据梯度运算结果将原始图像10划分为平缓区11及非平缓区12的具体过程为：
判断多个像素的处理梯度值与预设的第一梯度阈值及第二梯度阈值的大小关系，当一像素的处理梯度值大于等于第一梯度阈值且小于等于第二梯度阈值时，将1作为该像素的第一判定值，否则将0作为该像素的第一判定值，对多个像素的第一判定值进行均值滤波得到多个像素的均值滤波结果，判断多个均值滤波结果与预设的波动率阈值的大小关系，当一像素的均值滤波结果大于波动率阈值时，将预设的第一参考值设为该像素的第二判定值，否则将预设的第二参考值设为该像素的第二判定值，从而得到包括多个像素的第二判定值的第一幅值分布图。所述第一梯度阈值小于第二梯度阈值。
对多个像素的处理梯度值进行最大值滤波处理得到多个像素的最大值滤波结果，判断多个最大值滤波结果与第二梯度阈值的大小关系，当一像素的最大值滤波结果大于第二梯度阈值时，将预设第三参考值设为该像素的第三判定值，否则将预设的第四参考值设为该像素的第三判定值，从而得到包括多个像素的第三判定值的第二幅值分布图。
将原始图像10中第二判定值为第二参考值且第三判定值为第四参考值的像素所在区域设为平缓区11，将原始图像中除平缓区11以外的区域设为非平缓区12。
具体地，在本发明的一优选实施例中，所述第一参考值为1，所述第二参考值为0，所述第三参考值为1，所述第四参考值为0。所述第一梯度阈值为10，所述第二梯度阈值为80，所述波动率阈值为0.6。
步骤S4、请参阅图6，将第一降噪图像20中与原始图像10的平缓区11 对应的区域21和第二降噪图像30中与原始图像10的非平缓区12对应的区域32进行拼接形成处理图像40。
需要说明的是，本发明的图像处理方法分别利用不同的第一双边滤波器及第二双边滤波器对原始图像10进行降噪处理，产生第一降噪图像20及第二降噪图像30，通过对第一双边滤波器及第二双边滤波器的空域方差及值域方差进行设置，使得第一降噪图像20的平滑度大于第二降噪图像30的平滑度，第二降噪图像30的图像细节多于第一降噪图像20的图像细节，而后对原始图像10进行梯度运算，依据梯度运算结果将原始图像10划分为平缓区 11及平缓区11以外的非平缓区12，将第一降噪图像20中与原始图像10的平缓区11对应的区域和第二降噪图像30中与原始图像10的非平缓区12对应的区域进行拼接形成处理图像40，能够在对原始图像10进行有效的降噪的同时保留图像的纹理、边缘的细节，提升图像的品质，且处理简便，处理速度快。
综上所述，本发明的图像处理方法分别利用不同的第一双边滤波器及第二双边滤波器对原始图像进行降噪处理，产生第一降噪图像及第二降噪图像，第一降噪图像的平滑度大于第二降噪图像的平滑度，第二降噪图像的图像细节多于第一降噪图像的图像细节，而后对原始图像进行梯度运算，依据梯度运算结果将原始图像划分为平缓区及平缓区以外的非平缓区，将第一降噪图像中与原始图像的平缓区对应的区域和第二降噪图像中与原始图像的非平缓区对应的区域进行拼接形成处理图像，能够在对原始图像进行有效的降噪的同时保留图像的纹理、边缘的细节，提升图像的品质。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种图像处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、提供原始图像；
步骤S2、提供第一双边滤波器及第二双边滤波器，分别利用第一双边滤波器及第二双边滤波器对所述原始图像进行降噪处理，产生第一降噪图像及第二降噪图像，所述第一降噪图像的平滑度大于第二降噪图像的平滑度，第二降噪图像的图像细节多于第一降噪图像的图像细节；
步骤S3、对所述原始图像进行梯度运算，依据梯度运算结果将原始图像划分为平缓区及平缓区以外的非平缓区；
步骤S4、将第一降噪图像中与原始图像的平缓区对应的区域和第二降噪图像中与原始图像的非平缓区对应的区域进行拼接形成处理图像；
所述原始图像包括呈阵列式排布的多个像素，每一像素具有一亮度值；
所述步骤S3中，对所述原始图像进行梯度运算的具体过程为：利用预设的梯度计算公式获取原始图像的多个像素的原始梯度值，对多个原始梯度值进行取绝对值处理，得到梯度分布图，所述梯度分布图包括多个像素的处理梯度值，所述多个像素的处理梯度值通过对多个像素的原始梯度值进行取绝对值处理得到；
所述步骤S3中，依据梯度运算结果将原始图像划分为平缓区及非平缓区的具体过程为：
判断多个像素的处理梯度值与预设的第一梯度阈值及第二梯度阈值的大小关系，当一像素的处理梯度值大于等于第一梯度阈值且小于等于第二梯度阈值时，将1作为该像素的第一判定值，否则将0作为该像素的第一判定值，对多个像素的第一判定值进行均值滤波得到多个像素的均值滤波结果，判断多个均值滤波结果与预设的波动率阈值的大小关系，当一像素的均值滤波结果大于波动率阈值时，将预设的第一参考值设为该像素的第二判定值，否则将预设的第二参考值设为该像素的第二判定值，从而得到包括多个像素的第二判定值的第一幅值分布图；所述第一梯度阈值小于第二梯度阈值；
对多个像素的处理梯度值进行最大值滤波处理得到多个像素的最大值滤波结果，判断多个最大值滤波结果与第二梯度阈值的大小关系，当一像素的最大值滤波结果大于第二梯度阈值时，将预设第三参考值设为该像素的第三判定值，否则将预设的第四参考值设为该像素的第三判定值，从而得到包括多个像素的第三判定值的第二幅值分布图；
将原始图像中第二判定值为第二参考值且第三判定值为第四参考值的像素所在区域设为平缓区，将原始图像中除平缓区以外的区域设为非平缓区。
2.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述第一双边滤波器的空域方差比第二双边滤波器的空域方差小。
3.如权利要求2所述的图像处理方法，其特征在于，所述第一双边滤波器的空域方差为1，所述第二双边滤波器的空域方差为2。
4.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述第一双边滤波器的值域方差比第二双边滤波器的值域方差大。
5.如权利要求4所述的图像处理方法，其特征在于，所述第一双边滤波器的值域方差为0.1，所述第二双边滤波器的值域方差为0.05。
6.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述预设的梯度计算公式为：
grads(i,j)＝lum(i-1,j)+lum(i+1,j)+lum(i,j-1)+lum(i,j+1)-4lum(i,j)；
其中，grads(i,j)为原始图像中第i行第j列的像素的原始梯度值，lum(i-1,j)为原始图像中第i-1行第j列的像素的亮度值，lum(i+1,j)为原始图像中第i+1行第j列的像素的亮度值，lum(i,j-1)为原始图像中第i行第j-1列的像素的亮度值，lum(i,j+1)为原始图像中第i行第j+1列的像素的亮度值，lum(i,j)为原始图像中第i行第j列的像素的亮度值，i、j均为正整数。
7.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述第一参考值为1，所述第二参考值为0，所述第三参考值为1，所述第四参考值为0；所述第一梯度阈值为10，所述第二梯度阈值为80，所述波动率阈值为0.6。
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