CN110097518B - 图像去噪方法、装置及终端设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种图像去噪方法、装置及终端设备，该方法包括：获取待处理图像的尺寸信息；基于所述待处理图像的尺寸信息与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系，对预先获得的参考图像的参考滤波参数进行变换，获得待处理图像的滤波参数；基于所述待处理图像的滤波参数对待处理图像进行去噪处理。本说明书实施例中，基于待处理图像与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系，对参考图像的滤波参数进行变换，利用变换后的滤波参数进行去噪处理，实现了滤波参数根据待处理图像的尺寸信息自适应优化，保证了图像的去噪效果并且简化了操作。

Description

图像去噪方法、装置及终端设备
技术领域
本说明书涉及图像处理技术领域，尤其涉及图像去噪方法、装置及终端设备。
背景技术
目前普遍使用的图像去噪方法，例如均值滤波、中值滤波、非局部均值滤波等，多通过考量图像一定区域内像素信息的相似性，对像素点进行加权处理来达到削弱噪声、优化图像质量的目的。
在进行滤波操作时，当图像像素尺寸发生变化时，所选取的邻域块内所包含的像素的相似性会发生变化，导致图像去噪效果下降或过度平滑等，因而需要重新调整参数。目前图像滤波参数的调整多依赖于实际效果、相关参数(如均方根误差、结构相似性等)进行衡量调整，通常需要反复调整和优化，给图像去噪处理带来诸多不便。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本说明书提供了一种图像去噪方法、装置及终端设备。
具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：
第一方面，提供一种图像去噪方法，包括：
获取待处理图像的尺寸信息；
基于所述待处理图像的尺寸信息与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系，对预先获得的参考图像的参考滤波参数进行变换，获得待处理图像的滤波参数；
基于所述待处理图像的滤波参数对待处理图像进行去噪处理。
第二方面，提供一种图像去噪装置，包括：
获得单元，用于获取待处理图像的尺寸信息；
变换单元，用于基于所述待处理图像的尺寸信息与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系，对预先获得的参考图像的参考滤波参数进行变换，获得待处理图像的滤波参数；
去噪单元，用于基于所述待处理图像的滤波参数对待处理图像进行去噪处理。
第三方面，提供一种终端设备，包括：内部总线，以及通过内部总线连接的存储器、处理器和外部接口；其中，
所述外部接口，用于获取待处理图像以及参考图像；
所述存储器，用于存储图像去噪逻辑对应的机器可读指令；
所述处理器，用于读取所述存储器上的所述机器可读指令，并执行如下操作：
获取待处理图像的尺寸信息；
基于所述待处理图像的尺寸信息与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系，对预先获得的参考图像的参考滤波参数进行变换，获得待处理图像的滤波参数；
基于所述待处理图像的滤波参数对待处理图像进行去噪处理。
本说明书的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本说明书实施例中，基于待处理图像与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系，对参考图像的滤波参数进行变换，利用变换后的滤波参数进行去噪处理，实现了滤波参数根据待处理图像的尺寸信息自适应优化，保证了图像的去噪效果并且简化了操作。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。
图1是本申请根据一示例性实施例示出的一种图像去噪方法的流程图。
图2示出非局部均值滤波中使用的示例性的图像块和邻域块。
图3示出示例性的参考滤波参数获取方法的流程图。
图4是本申请根据一示例性实施例示出的一种图像去噪装置的示意图。
图5是本申请根据一示例性实施例示出的一种终端设备的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。
目前普遍使用的均值滤波、中值滤波、非局部均值滤波等图像去噪方法，是通过计算一定区域范围内图像像素点的相似性，通过权重的方式加以衡量并重构，达到削弱噪声、优化图像质量的目的。上述图像去噪方法中关键的步骤是选取用于计算自相似性的区域范围，即图像块大小和邻域块大小。
假设图像共有N个像素点，当前图像块构成了搜索窗口，如图1中的白色方格区域所示，图像块大小例如为D，D为奇数；邻域块在搜索窗口中滑动，根据邻域块间的相似性确定像素的权值，邻域块如图1中的灰色方格区域所示，邻域块大小例如为d，d为奇数。
当图像像素尺寸发生变化，例如像素尺寸变大时，若保持图像块大小以及邻域块大小不变，则图像块以及邻域块内所包含的图像结构信息变小，像素间的相似性则会变大，如此就无法很好地衡量相似性。对于进行滤波时采用的平滑参数也是如此，当像素间的相似性发生变化，如果采用的平滑参数仍然保持不变，则滤波效果会变差。
针对这一问题，如果对于每个图像像素尺寸都重新调整滤波参数，由于相关技术中调整滤波参数的方法多为根据滤波效果和相关参数反复调整滤波参数以进行优化，过程繁琐，因而给图像去噪处理带来诸多不便。
基于上述情况，在本申请实施例中，基于待处理图像与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系，对参考图像的滤波参数进行变换，利用变换后的滤波参数进行去噪处理，实现了滤波参数根据待处理图像的尺寸信息自适应优化。
参见图2，为本申请图像去噪方法的一个实施例流程图。该方法可以包括以下步骤：
在步骤201中，获取待处理图像的尺寸信息。
在本步骤中，待处理图像的尺寸信息可以包括图像矩阵大小M*N、图像尺寸大小h*w。
基于图像矩阵大小以及图像尺寸大小，则能够计算实际像素尺寸，其为图像尺寸与矩阵大小之比。
图像的尺寸信息可以通过计算机程序获取，也可以通过其他的方法获取。
在步骤202中，基于待处理图像的尺寸信息与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系，对预先获得的参考图像的参考滤波参数进行变换，获得待处理图像的滤波参数。
在一个例子中，可以通过以下方法获得参考图像的参考滤波参数。如图3所示，该方法可以包括以下步骤：
在步骤301中，获取参考图像的尺寸信息。
在步骤中，参考图像的尺寸信息可以包括图像矩阵大小M0*N0、图像尺寸大小h0*w0。上述尺寸信息可以采用与步骤201相同的方法获取。
在步骤302中，基于该尺寸信息设置初始滤波参数，并基于初始滤波参数对所述参考图像进行非局部均值滤波。
根据所采用的滤波方法，以及根据进行去噪的图像的实际尺寸，初步确定适当的初始滤波参数。
在确定初始滤波参数后，对该参考图像进行非局部均值滤波进行去噪处理。本领域技术人员应当理解，对参考图像进行滤波去噪的方法不限于非局部均值滤波，还可以采用其他的滤波方法。
在步骤303中，根据非局部均值滤波的结果对初始滤波参数进行调整，获得参考滤波参数。
在本实施例中，最终确定的参考滤波参数是根据非局部值滤波结果对初始滤波参数不断进行调整而获得的。
在一个例子中，待处理图像的尺寸信息与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系包括：待处理图像与参考图像的实际像素尺寸比例关系以及待处理图像与参考图像的图像矩阵比例关系。
其中，实际像素尺寸为图像尺寸与矩阵大小之比。
例如，待处理图像的实际像素尺寸
Figure BDA0002043472620000051
参考图像的实际像素尺寸
Figure BDA0002043472620000052
因此待处理图像与参考图像的实际像素尺寸比例关系scalePixel为：
Figure BDA0002043472620000053
待处理图像的图像矩阵为M*N，参考图像的图像矩阵为M0*N0，因此待处理图像与参考图像的图像矩阵比例关系scaleMatrix为：
Figure BDA0002043472620000054
在一个例子中，可以通过以下方法获得待处理图像的滤波参数：
基于待处理图像的尺寸信息与参考图像的尺寸信息获得待处理图像的滤波参数与参考滤波参数之间的变换比例；
按照变换比例对参考滤波参数进行变换，获得待处理图像的滤波参数。
其中，待处理图像的滤波参数与参考滤波参数之间的变换比例与实际像素尺寸比例关系和图像矩阵比例关系中的至少一中相关。
在本实施例中，滤波参数可以包括图像块大小、邻域块大小、平滑参数中的至少一种。
针对待处理图像，其滤波参数可以是图像块大小nBlock、邻域块大小nNeigh和平滑参数α中的至少一种；针对参考图像，其滤波参数可以是图像块大小nBlock0、邻域块大小nNeigh0和平滑参数α0中的一种。
在一个例子中，当滤波参数为图像块大小，待处理图像滤波参数可以通过以实际像素尺寸比例关系scalePixel作为变换比例，对参考图像的图像块大小nBlock进行变换得到。
例如，待处理图像的图像块大小nBlock可以通过以下公式进行变换得到：
Figure BDA0002043472620000061
也即，通过公式(3)对参考图像的图像块大小进行变换，即能够获得待处理图像的图像块大小。
在一个例子中，当滤波参数为邻域块大小，待处理图像滤波参数可以通过以实际像素尺寸比例关系scalePixel作为变换比例，对参考图像的邻域块大小nNeigh进行变换得到。
例如，待处理图像的邻域块大小nNeigh可以通过以下公式进行变换得到
Figure BDA0002043472620000062
也即，通过公式(4)对参考图像的邻域块大小进行变换，即能够获得待处理图像的邻域块大小。
在一个例子中，当滤波参数为平滑参数，待处理图像滤波参数可以基于实际像素尺寸比例关系和所述图像矩阵比例关系，对参考图像的平滑参数进行变换得到。
例如，待处理图像的平滑参数α可以通过以下公式进行变换得到：
Figure BDA0002043472620000063
其中，B为常数，可以根据所需滤波性能进行设置。
也即，通过公式(5)对参考图像的平滑参数进行变换，即能够获得待处理图像的平滑参数。
本领域技术人员应当理解，以上公式仅为对参考图像的滤波参数进行变换的示例性说明，并不限定对参考图像的滤波参数进行的变换。
在一个例子中，当对参考图像的滤波参数进行变换所得到的滤波参数在数值上不符合规范时，可以对参数的数值进行规范性调整。
例如，当变换得到的图像块大小nBlock和邻域块大小nNeigh非整数时，对其进行取整操作，例如进行四舍五入取整。
又例如，当变换得到的图像块大小nBlock和邻域块大小nNeigh非奇数时，对其进行取奇数操作，例如向上舍入到最接近的奇数。
在步骤203中，基于待处理图像的滤波参数对待处理图像进行去噪处理。
在本实施例中，基于待处理图像与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系，对参考图像的滤波参数进行变换，利用变换后的滤波参数进行去噪处理，实现了滤波参数根据待处理图像的尺寸信息自适应优化，保证了图像的去噪效果并且简化了操作。
与前述方法的实施例相对应，本申请还提供了图像去噪装置。
参见图4，为本申请图像去噪装置的一个实施例框图，该装置可以包括：获得单元410、变换单元420和去噪单元430。
其中，获得单元410，用于获取待处理图像的尺寸信息；
变换单元420，用于基于所述待处理图像的尺寸信息与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系，对预先获得的参考图像的参考滤波参数进行变换，获得待处理图像的滤波参数；
去噪单元430，用于基于所述待处理图像的滤波参数对待处理图像进行去噪处理。
在本实施例中，基于待处理图像的尺寸信息与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系，对预先获得的参考图像的滤波参数进行变换，获得待处理图像的滤波参数，包括：
基于待处理图像的尺寸信息与参考图像的尺寸信息获得待处理图像的滤波参数与参考滤波参数之间的变换比例；
按照变换比例对参考滤波参数进行变换，获得待处理图像的滤波参数。
在本实施例中，待处理图像的尺寸信息与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系包括：
待处理图像与参考图像的实际像素尺寸比例关系以及待处理图像与参考图像的图像矩阵比例关系。
其中，实际像素尺寸为图像尺寸与矩阵大小之比。
参见图5，为本申请的一个实施例框图，该终端设备可以包括：通过内部总线510连接的存储器520、处理器530和外部接口540。
其中，外部接口540，用于获取待处理图像以及参考图像；
存储器520，用于存储图像去噪逻辑对应的机器可读指令；
处理器530，用于读取所述存储器上的所述机器可读指令，并执行如下操作：
获取待处理图像的尺寸信息；
基于所述待处理图像的尺寸信息与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系，对预先获得的参考图像的参考滤波参数进行变换，获得待处理图像的滤波参数；
基于所述待处理图像的滤波参数对待处理图像进行去噪处理。
在本申请实施例中，计算机可读存储介质可以是多种形式，比如，在不同的例子中，所述机器可读存储介质可以是：RAM(Radom Access Memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。特殊的，所述的计算机可读介质还可以是纸张或者其他合适的能够打印程序的介质。使用这些介质，这些程序可以被通过电学的方式获取到(例如，光学扫描)、可以被以合适的方式编译、解释和处理，然后可以被存储到计算机介质中。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种图像去噪方法，其特征在于，包括：
获取待处理图像的尺寸信息；
基于所述待处理图像的尺寸信息与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系，对预先获得的参考图像的参考滤波参数进行变换，获得待处理图像的滤波参数；
基于所述待处理图像的滤波参数对待处理图像进行去噪处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考滤波参数通过以方式获得：
获取参考图像的尺寸信息；
基于所述参考图像的尺寸信息设置初始滤波参数，并基于所述初始滤波参数对所述参考图像进行非局部均值滤波；
根据非局部均值滤波的结果对初始滤波参数进行调整，获得参考滤波参数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述待处理图像的尺寸信息与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系，对预先获得的参考图像的滤波参数进行变换，获得待处理图像的滤波参数，包括：
基于所述待处理图像的尺寸信息与所述参考图像的尺寸信息获得待处理图像的滤波参数与参考滤波参数之间的变换比例；
按照所述变换比例对所述参考滤波参数进行变换，获得待处理图像的滤波参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述待处理图像的尺寸信息与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系包括：
待处理图像与参考图像的实际像素尺寸比例关系，以及待处理图像与参考图像的图像矩阵比例关系，其中，实际像素尺寸为图像尺寸与矩阵大小之比。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述滤波参数包括图像块大小、邻域块大小、平滑参数中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
当滤波参数为图像块大小，所述滤波参数通过以所述实际像素尺寸比例关系作为变换比例，对所述参考图像的图像块大小进行变换得到；
当滤波参数为邻域块大小，所述滤波参数通过以所述实际像素尺寸比例关系作为变换比例，对所述参考图像的邻域块大小进行变换得到；
当滤波参数为平滑参数，所述滤波参数基于实际像素尺寸比例关系和所述图像矩阵比例关系，对所述参考图像的平滑参数进行变换得到。
7.一种图像去噪装置，其特征在于，包括：
获得单元，用于获取待处理图像的尺寸信息；
变换单元，用于基于所述待处理图像的尺寸信息与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系，对预先获得的参考图像的参考滤波参数进行变换，获得待处理图像的滤波参数；
去噪单元，用于基于所述待处理图像的滤波参数对待处理图像进行去噪处理。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述基于所述待处理图像的尺寸信息与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系，对预先获得的参考图像的滤波参数进行变换，获得待处理图像的滤波参数，包括：
基于所述待处理图像的尺寸信息与所述参考图像的尺寸信息获得待处理图像的滤波参数与参考滤波参数之间的变换比例；
按照所述变换比例对所述参考滤波参数进行变换，获得待处理图像的滤波参数。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述待处理图像的尺寸信息与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系包括：
待处理图像与参考图像的实际像素尺寸比例关系，以及待处理图像与参考图像的图像矩阵比例关系，其中，实际像素尺寸为图像尺寸与矩阵大小之比。
10.一种终端设备，其特征在于，包括：内部总线，以及通过内部总线连接的存储器、处理器和外部接口；其中，
所述外部接口，用于获取待处理图像以及参考图像；
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所述处理器，用于读取所述存储器上的所述机器可读指令，并执行如下操作：
获取待处理图像的尺寸信息；
基于所述待处理图像的尺寸信息与预先获得的参考图像的尺寸信息之间的相对关系，对预先获得的参考图像的参考滤波参数进行变换，获得待处理图像的滤波参数；
基于所述待处理图像的滤波参数对待处理图像进行去噪处理。
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