图像滤波方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种图像滤波方法及装置，涉及计算机领域，能够解决现有技术中双边滤波的方法不能达到预期的滤波效果的问题。该方法包括：将目标图像分割为至少两个图像区域；计算至少两个图像区域中的每个图像区域的空间距离系数和像素差系数；以及对于目标图像中的任意一个像素，根据像素所在的图像区域的空间距离系数和像素差系数对像素进行双边滤波。本发明专利技术适用于对图像进行滤波的场景。

Image filtering method and device

The invention discloses an image filtering method and a device, relating to the computer field, and can solve the problem that the bilateral filtering method can not achieve the desired filtering effect in the prior art. The method includes: the target image is divided into at least two image regions; calculates at least two image regions in each image region space distance coefficient and pixel difference coefficient; and for any target image in a pixel, and the pixel distance coefficient according to the image pixels where the space difference coefficient for bilateral filtering the pixel. The invention is applicable to the scene where the image is filtered.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机领域，尤其涉及一种图像滤波方法及装置。
技术介绍
在用户拍摄照片时，常常由于拍摄环境、相机镜头污染等原因，使得拍摄的照片上含有噪声。因此，用户常常需要利用图像处理技术对拍摄的照片进行修正。在图像处理技术中，双边滤波由于具备边缘保留效果被广泛应用。经双边滤波的图像的边缘特征明显，图像质量高。但是，双边滤波本质上是一种邻域像素值加权平均的滤波处理，必然会使图像特征模糊。例如，低尺度双边滤波虽然能够妥善地保留图像的边缘特征，但是去噪效果较差；高尺度双边滤波虽然去噪效果较好，但是会模糊图像的边缘特征。因此，对于不同的图像，需要根据该图像的边缘特征选择合适的滤波系数进行双边滤波。目前，存在以下两种常见的双边滤波处理：一、采用用户选取的一组固定的滤波系数对待处理图像中的每个像素点进行双边滤波；二、计算待处理图像中的每个像素点所需的滤波系数，并利用针对每个像素点的滤波系数对相应的像素点进行双边滤波。然而，第一种双边滤波处理存在以下缺陷：由于待处理图像的不同区域的边缘特征和噪声情况不同，所以在待处理图像中的不同区域采用固定的滤波系数往往会使得滤波效果达不到预期；第二种双边滤波处理存在以下缺陷：针对待处理图像中的每个像素点的滤波系数容易受到待处理图像本身的噪声的影响，因此存在待处理图像的边缘特征被过度模糊、或待处理图像的噪声没有被过滤干净的情况，导致滤波效果达不到预期的效果。
技术实现思路
鉴于以上所述的一个或多个问题，本专利技术提供了一种新颖的图像滤波方法及装置。第一方面，根据本专利技术实施例的图像滤波方法包括：将目标图像分割为至少两个图像区域；计算至少两个图像区域中的每个图像区域的空间距离系数和像素差系数；以及对于目标图像中的任意一个像素，根据该像素所在的图像区域的空间距离系数和像素差系数对该像素进行双边滤波。第二方面，根据本专利技术实施例的图像滤波装置包括：分割单元，用于将目标图像分割为至少两个图像区域；计算单元，用于计算至少两个图像区域中的每个图像区域的空间距离系数和像素差系数；以及双边滤波单元，用于对目标图像中的任意一个像素，根据该像素所在的图像区域的空间距离系数和像素差系数对该像素进行双边滤波。在根据本专利技术实施例的图像滤波方法及装置中，由于对目标图像中处于不同图像区域的像素采用不同的参数进行双边滤波，即针对目标图像中不同图像区域的噪声和边缘特征选取适合各图像区域的滤波参数，并且目标图像中不同图像区域选取适合各图像区域的滤波参数，既能对噪声进行很好的滤波、避免图像残留噪声，又能保证图像边缘位置的保边效果，因此避免了目标图像不同区域的像素因为不合理的参数而达不到预期滤波效果的问题，提高了滤波效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的图像滤波方法的示意性流程图；图2是图1所示的图像滤波方法中计算空间距离系数的示意性流程图；图3是图1所示的图像滤波方法中计算像素差系数的示意性流程图；图4是图1所示的图像滤波方法中任意像素双边滤波的示意性流程图；图5是根据本专利技术另一实施例的图像滤波方法的示意性流程图；图6是根据本专利技术又一实施例的图像滤波方法的示意性流程图；图7是根据本专利技术实施例的图像滤波装置的示意性框图；图8是图7所示的图像滤波装置中计算单元和双边滤波单元具体结构的示意性框图；图9是根据本专利技术另一实施例的图像滤波装置的示意性框图；图10是根据本专利技术又一实施例的图像滤波装置的示意性框图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。本专利技术决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本专利技术造成不必要的模糊。现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本专利技术的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本专利技术的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本专利技术的主要技术创意。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。图1示出了根据本专利技术一实施例的图像滤波方法的示意性流程图。如图1所示，图像滤波方法100包括：S110，将目标图像分割为至少两个图像区域；S120，计算至少两个图像区域中的每个图像区域的空间距离系数和像素差系数；S130，对于目标图像中的任意一个像素，根据该像素所在的图像区域的空间距离系数和像素差系数对像素进行双边滤波。这里，目标图像即为需要进行滤波的图像，可以根据目标图像的大小来设定从目标图像分割出的至少两个图像区域的大小，也可以根据目标图像的像素分布或分辨率分割出的至少两个图像区域等等。例如，设定每个图像区域包含60-120个像素。如一张分辨率为640×480的目标图像，分割成每个图像区域约有80个像素，则大约有640×480/80＝3840个图像区域。需要说明的是，本专利技术实施例中，图像区域可以包括超像素，则图像区域的分割方法可以采用超像素分割的方法，例如SLIC(SimpleLinearIterativeClustering，简单的线性迭代聚类)，SLIC在进行超像素分割之前，将目标图像转为Lab通道表示，Lab模式由三个通道组成，L通道是明度，A和B是色彩通道，A通道包括的颜色是从深绿色(底亮度值)到灰色(中亮度值)再到亮粉红色(高亮度值)，B通道则是从亮蓝色(底亮度值)到灰色(中亮度值)再到黄色(高亮度值)。图像的空间距离就是任意两个像素点之间的距离，空间距离系数即代表空间距离决定的滤波系数，跟两个像素点之间的位置距离具有相同的单位。像素差表示任意两个像素点之间像素值的差，像素差系数即代表像素差决本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像滤波方法，包括：将目标图像分割为至少两个图像区域；计算所述至少两个图像区域中的每个图像区域的空间距离系数和像素差系数；以及对于所述目标图像中的任意一个像素，根据所述像素所在的图像区域的空间距离系数和像素差系数对所述像素进行双边滤波。

【技术特征摘要】
1.一种图像滤波方法，包括：将目标图像分割为至少两个图像区域；计算所述至少两个图像区域中的每个图像区域的空间距离系数和像素差系数；以及对于所述目标图像中的任意一个像素，根据所述像素所在的图像区域的空间距离系数和像素差系数对所述像素进行双边滤波。2.根据权利要求1所述的图像滤波方法，其特征在于，计算所述至少两个图像区域中的任意一个图像区域的空间距离系数的处理包括：基于所述图像区域的初始像素差系数、和所述图像区域的空间距离系数表征符号，构建所述图像区域中任意一个像素的核密度估计函数gs(x)；基于所述核密度估计函数gs(x)，构建表征所述图像区域中的像素位置分布特性的信息熵函数Es(σs)；以及计算所述空间距离系数表征符号在所述信息熵函数Es(σs)的函数值最小时所对应的空间距离系数，作为所述图像区域的空间距离系数。3.根据权利要求2所述的图像滤波方法，其特征在于，所述核密度估计函数gs(x)为：gs(x)=1kΣi=1kexp(-|I(x)-I(qi)|22(σrm)2)exp(-||x-qi||22σs2),]]>其中，x表示所述图像区域中的任意一个像素，k表示所述图像区域中包含的像素的数目，qi表示所述图像区域中的第i个像素，1≤i≤k，表示所述初始像素差系数，σs表示所述空间距离系数表征符号，I(x)表示像素x的灰度值，I(qi)表示像素qi的灰度值。4.根据权利要求3所述的图像滤波方法，其特征在于，还包括：根据计算所述初始像素差系数其中，表示像素x和像素qi之间的最大像素差绝对值。5.根据权利要求2所述的图像滤波方法，其特征在于，所述信息熵函数Es(σs)为：其中，6.根据权利要求1所述的图像滤波方法，其特征在于，计算所述至少两个图像区域中的任意一个图像区域的像素差系数的处理包括：基于所述图像区域的像素差系数表征符号、以及所述图像区域的空间距离系数，构建所述图像区域中任意一个像素的核密度估计函数gr(x)；根据所述核密度估计函数gr(x)，构建表征所述图像区域中的像素位置分布特性的信息熵函数Er(σr)；以及计算所述像素差系数表征符号在所述信息熵函数Er(σr)的函数值最小时所对应的像素差系数，作为所述图像区域的像素差系数。7.根据权利要求6所述的图像滤波方法，其特征在于，所述核密度估计函数gr(x)为：gr(x)=1kΣi=1kexp(-||x-qi||22(σsO)2)exp(-|I(x)-I(qi)|22σr2),]]>其中，x表示所述图像区域中的任意一个像素，k表示所述图像区域中包含的像素的数目，qi表示所述图像区域中的第i个像素，1≤i≤k，σr表示所述像素差系数表征符号，I(x)表示像素x的灰度值，I(qi)表示像素qi的灰度值，表示所述图像区域的空间距离系数。8.根据权利要求7所述的图像滤波方法，其特征在于，所述信息熵函数Er(σr)为：其中，9.根据权利要求1所述的图像滤波方法，其特征在于，根据所述像素所在的图像区域的空间距离系数和像素差系数对所述像素进行双边滤波的处理包括：利用所述像素所在的图像区域的空间距离系数，计算所述像素对应的滤波半径、基于空间距离的高斯权重、以及基于像素差的高斯权重；以及利用所述滤波半径、所述基于空间距离的高斯权重、以及所述基于像素差的高斯权重，对所述像素进行双边滤波。10.根据权利要求9所述的图像滤波方法，其特征在于，基于公式fr＝ceil(3σs)+1计算所述滤波半径，其中，fr表示所述滤波半径，σs表示所述像素所在的图像区域的空间距离系数，ceil表示向上取整函数。11.根据权利要求1所述的图像滤波方法，其特征在于，所述至少两个图像区域的空间距离系数共同组成所述目标图像的空间距离系数图，所述至少两个图像区域的像素差系数共同组成所述目标图像的像素差系数图，所述图像滤波方法还包括：对所述空间距离系数图和所述像素差系数图进行均值滤波，其中对于所述目标图像中的任意一个像素，根据所述像素所在的图像区域的经均值滤波的空间距离系数和经均值滤波的像素差系数对所述像素进行双边滤波。12.根据权利要求1所述的图像滤波方法，其特征在于，所述至少两个图像区域的空间距离系数共同组成所述目标图像的空间距离系数图，所述至少两个图像区域的像素差系数共同组成所述目标图像的像素差系数图，所述图像滤波方法还包括：在将所述目标图像分割为所述至少两个图像区域之前，将所述目标图像调整为预设尺寸；所述将目标图像分割为至少两个图像区域的处理包括：将调整后的目标图像分割为所述至少两个图像区域；对于所述目标图像中的任意一个像素，在根据所述像素所在的图像区域的空间距离系数和像素差系数对所述像素进行双边滤波之前，将所述空间距离系数图和所述像素差系数图调整为所述目标图像的原尺寸；则根据所述像素所在的图像区域的空间距离系数和像素差系数对所述像素进行双边滤波的处理包括：根据所述像素在调整后的空间距离系数图中对应的空间距离系数以及所述像素在调整后的像素差系数图中对应的像素差系数对所述像素进行双边滤波。13.一种图像滤波装...

【专利技术属性】
技术研发人员：李启东，李志阳，张伟，傅松林，
申请(专利权)人：厦门美图之家科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35