图像噪声估计方法及装置与图像提取装置制造方法及图纸

一种图像噪声估计方法及装置与图像提取装置，该方法包括下列步骤：决定当前图像帧的多个当前采样区块以及先前图像帧的多个先前采样区块；计算每一当前采样区块的区块特征，以及计算每一当前采样区块及其对应的一个先前采样区块之间的区块绝对差值和；依据区块特征将这些当前采样区块分群为多个区间；依据区块特征以及区块绝对差值和为这些区间分别建立噪声模型；以及依据噪声模型计算当前图像帧的局部图像区块的噪声强度信息。

Image noise estimation method and device and image extraction device

An image noise estimation method and device and image extraction device, the method includes the following steps: determining the current image frame of a plurality of current sampling block and the previous image frames of a plurality of previous sampling blocks; calculating the current sampling block block features, and calculation of each block and the corresponding current sampling a previous sampling block between block absolute difference and characteristics of the current block; according to block clustering for multiple sampling interval; according to block characteristics and block absolute difference and the interval respectively establish the noise model; noise intensity information of local image blocks to calculate the current image frame and based on the noise model.

【技术实现步骤摘要】
图像噪声估计方法及装置与图像提取装置
本专利技术涉及一种图像处理技术，且特别涉及一种图像噪声估计方法及装置与图像提取装置。
技术介绍
在周围的光线不足时，数字相机和数字摄影机等电子图像提取装置所拍摄的图像通常会有严重的噪声干扰。在已知的图像噪声消除方法中，可以使用空间域噪声滤波器来消除空间域噪声，以及使用时间域噪声滤波器来消除时间域噪声。时空噪声滤波器则融合了时间域噪声滤波器和空间域噪声滤波器，在图像中属于静态的区域使用时间域噪声滤波器，而在属于动态的区域使用空间域噪声滤波器；如此可以避免在动态的区域中使用时间域噪声滤波器而产生运动物体残影的问题，也可以让动态区域有消除噪声的效果，不至于和静态区域在画质上有太大的差异。然而要通过噪声滤波器有效消除噪声，必须先估计图像中的噪声强度(noiselevel)，才能正确分辨图像中的动态区域和静态区域，也才能让噪声滤波器依据噪声大小调整滤波强度。已知的噪声估计方法通常以局部估计模型的方式建立噪声模型，虽然采用局部估计的模型较为简单，但是参数存储的空间需求较大；此外已知的噪声估计方法在建立噪声模型的过程中，通常未考虑噪声的信号相依性(signal-dependentcharacteristic)和噪声的边缘强度相依性(edge-dependentcharacteristic)，也就是噪声强度会依图像中像素亮度(pixelYintensity)和像素边缘强度(pixelsedgestrength)而改变的特性，因此如何提升图像噪声估计的正确性依然是一个重要的课题。
技术实现思路
本专利技术提供一种图像噪声估计方法、图像噪声估计装置与图像提取装置，其可以提升图像噪声估计的正确性。本专利技术提供一种图像噪声估计方法，包括下列步骤：决定当前图像帧中的多个当前采样区块以及先前图像帧中的多个先前采样区块；计算每一当前采样区块的区块特征，以及计算每一当前采样区块及其对应的先前采样区块之间在至少一色彩空间分量上的区块绝对差值和；依据这些区块特征将这些当前采样区块分群为多个区间；依据这些区块特征以及这些区块绝对差值和为这些区间的每一个来建立噪声模型；以及依据噪声模型和当前局部图像区块特征计算当前图像帧的局部图像区块的噪声强度信息。本专利技术提供一种图像噪声估计装置。图像噪声估计装置包括全域噪声估计单元与局部噪声计算单元。全域噪声估计单元用以决定当前图像帧中的多个当前采样区块以及先前图像帧中的多个先前采样区块。全域噪声估计单元还用以计算每一当前采样区块的区块特征，以及计算每一当前采样区块及其对应的先前采样区块之间在至少一色彩空间分量上的区块绝对差值和。全域噪声估计单元还用以依据这些区块特征将这些当前采样区块分为多个区间，以及依据这些区块特征以及这些区块绝对差值和为每一区间建立噪声模型。局部噪声计算单元连接全域噪声估计单元。局部噪声计算单元用以依据噪声模型和当前局部图像区块特征计算当前图像帧的局部图像区块的噪声强度信息。本专利技术提供一种图像提取装置。图像提取装置包括图像提取器、存储器、非临时性介质以及处理器。图像提取器用以提取当前图像帧。存储器用以存储当前图像帧与先前图像帧。非临时性介质用以存储程序。处理器连接非临时性介质、图像提取器与存储器。处理器可以存取存储器，以及执行非临时性介质的程序。所述程序包括全域噪声估计单元以及局部噪声计算单元。全域噪声估计单元可以决定当前图像帧中的多个当前采样区块以及先前图像帧中的多个先前采样区块。全域噪声估计单元可以计算这些当前采样区块的每一个的区块特征。全域噪声估计单元可以计算这些当前采样区块的每一个与这些先前采样区块的对应一个之间在至少一色彩空间分量上的区块绝对差值和。全域噪声估计单元可以依据这些区块特征将这些当前采样区块分群为多个区间。全域噪声估计单元可以依据这些区块特征以及这些区块绝对差值和而为这些区间的每一个来建立噪声模型。局部噪声计算单元可以依据噪声模型计算当前图像帧的局部图像区块的噪声强度信息。基于上述，本专利技术实施例所述的图像噪声估计方法、图像噪声估计装置与图像提取装置可以针对当前图像帧以及先前图像帧进行时间域的全域噪声估计并且考虑像素亮度以及边缘强度等信息以建立噪声模型。噪声模型可以用于当前图像帧的局部图像区块，依据局部图像区块的特征求得该局部图像区块的噪声强度信息。本专利技术实施例所述的图像噪声估计方法、图像噪声估计装置与图像提取装置可以提升整体图像噪声估计的正确性。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1是依据本专利技术一实施例所绘示的一种图像噪声估计装置的电路方块示意图。图2是依据本专利技术一实施例所绘示的一种图像噪声估计方法的流程示意图。图3绘示本专利技术一实施例的采样区块的采样示意图。图4是依据本专利技术一实施例绘示在一个采样区块中，一个目前像素及其多个邻接像素的示意图。图5绘示本专利技术一实施例将采样区块分群为多个区间的示意图。图6至图8绘示在区块绝对差值和与区块边缘强度值所构成的坐标空间中，计算亮度分量Y在某一个亮度区间的噪声模型的一个实施范例示意图。图9绘示本专利技术一实施例计算色度分量U的噪声模型的示意图。图10是依据本专利技术一实施例说明图2所示步骤S250的细部流程示意图。图11绘示本专利技术一实施例计算局部图像区块在亮度分量上的噪声平均值的示意图。图12是依据本专利技术另一实施例绘示的一种图像噪声估计装置的电路方块示意图。图13是依据本专利技术又一实施例绘示的一种图像提取装置的电路方块示意图。【符号说明】100：图像噪声估计装置110、1321：全域噪声估计单元120、1322：局部噪声计算单元1200、1300：图像提取装置1230：运动检测单元1240：时空噪声滤波单元1250：切换单元1260：图像暂存单元1310：图像提取器1320：存储器1330：处理器1340：非临时性介质blkEdgVar_Y：区块边缘强度值blkMean_Y：区块亮度平均值blkSAD_Y：区块亮度分量Y上的绝对差值和blkSAD_U：区块色度分量U上的绝对差值和blkSAD_V：区块色度分量V上的绝对差值和C：目前像素curBlk：当前采样区块edgVar_base：边缘强度基准值I(t)：当前图像帧I(t-1)：先前图像帧Ispatial(t)：空间域噪声滤波结果Itemporal(t)：时间域噪声滤波结果inten_L：相邻左侧区间的亮度中间值inten_R：相邻右侧区间的亮度中间值noise_Mean：噪声平均值noiseSAD_base_Th：噪声基准值阈值noiseSAD＝coef_a*blkEdgVar+coef_b：噪声线性模型noiseSAD_mean_Th：噪声平均值阈值noiseSAD_STD：噪声标准差noiseSAD_STD_Th：噪声标准差阈值P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7：邻接像素preBlk：先前采样区块S210、S220、S230、S240、S250、S1010、S1020：步骤具体实施方式在本申请说明书全文(包括权利要求书)中所使用的“耦接(或连接)”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置耦接(或连接)在第二装置，则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像噪声估计方法，包括：决定当前图像帧中的多个当前采样区块以及先前图像帧中的多个先前采样区块；计算所述多个当前采样区块的每一个的区块特征，以及计算所述多个当前采样区块的每一个以及所述多个先前采样区块的对应的一个之间在至少一色彩空间分量上的区块绝对差值和；依据所述多个区块特征将所述多个当前采样区块分群为多个区间；依据所述多个区块特征以及所述多个区块绝对差值和，而为所述多个区间的每一个来建立噪声模型；以及依据所述噪声模型计算所述当前图像帧的局部图像区块的噪声强度信息。

【技术特征摘要】
2016.05.30 TW 1051168061.一种图像噪声估计方法，包括：决定当前图像帧中的多个当前采样区块以及先前图像帧中的多个先前采样区块；计算所述多个当前采样区块的每一个的区块特征，以及计算所述多个当前采样区块的每一个以及所述多个先前采样区块的对应的一个之间在至少一色彩空间分量上的区块绝对差值和；依据所述多个区块特征将所述多个当前采样区块分群为多个区间；依据所述多个区块特征以及所述多个区块绝对差值和，而为所述多个区间的每一个来建立噪声模型；以及依据所述噪声模型计算所述当前图像帧的局部图像区块的噪声强度信息。2.如权利要求1所述的图像噪声估计方法，其中决定所述当前图像帧中的所述多个当前采样区块以及所述先前图像帧中的所述多个先前采样区块的步骤包括：依据采样数量计算采样步进值以决定所述多个当前采样区块以及所述多个先前采样区块的采样位置。3.如权利要求1所述的图像噪声估计方法，其中计算所述多个当前采样区块的每一个的所述区块特征的步骤包括：分别计算所述多个当前采样区块的每一个的多个像素的亮度平均值作为所述区块特征。4.如权利要求3所述的图像噪声估计方法，其中计算所述多个当前采样区块的每一个的所述区块特征的步骤还包括：计算所述多个当前采样区块的每一个当中的所述多个像素的每一个的像素边缘强度值；以及依据所述多个像素的所述像素边缘强度值，分别计算所述多个当前采样区块的每一个的区块边缘强度值。5.如权利要求4所述的图像噪声估计方法，其中计算所述多个当前采样区块的每一个当中的所述多个像素的每一个的所述像素边缘强度值的步骤包括：对于所述多个像素的一个目前像素而言，计算所述目前像素与多个邻接像素的加权平均值；计算所述目前像素与所述加权平均值的第一绝对差值；分别计算所述多个邻接像素与所述加权平均值的多个第二绝对差值；以及计算所述第一绝对差值与所述多个第二绝对差值的总和，作为所述目前像素的所述像素边缘强度值。6.如权利要求4所述的图像噪声估计方法，其中计算所述多个当前采样区块的每一个的所述区块边缘强度值的步骤包括：在所述多个当前采样区块的一个采样区块中，计算所述多个像素的所述像素边缘强度值的总和，作为所述采样区块的所述区块边缘强度值。7.如权利要求4所述的图像噪声估计方法，其中依据所述多个区块特征将所述多个当前采样区块分群为所述多个区间的步骤包括：依据所述多个当前采样区块的每一个的所述亮度平均值以及所述区块边缘强度值来过滤所述多个当前采样区块，而获得多个经过滤当前采样区块，其中所述多个经过滤当前采样区块的所述亮度平均值介于预设的最小平均亮度阈值以及预设的最大平均亮度阈值之间，并且所述多个经过滤当前采样区块的所述区块边缘强度值小于预设的边缘强度值阈值；以及依据所述多个经过滤当前采样区块的所述亮度平均值，将所述多个经过滤当前采样区块分群为所述多个区间。8.如权利要求4所述的图像噪声估计方法，其中所述色彩空间分量为亮度分量，并且建立所述噪声模型的步骤包括：分别计算所述多个区间的每一个在所述亮度分量上的噪声平均值以及噪声标准差，作为所述噪声模型。9.如权利要求8所述的图像噪声估计方法，其中计算所述噪声平均值以及所述噪声标准差的步骤包括：选择所述多个区间的其中一个作为目标区间；选择在所述目标区间中的所述多个当前采样区块的至少其中一个作为所述目标区间的第一区块集合，其中在所述第一区块集合中的所述多个当前采样区块在所述亮度分量上的所述多个区块绝对差值和小于或等于噪声基准值阈值；依据所述第一区块集合当中的所述多个当前采样区块的所述多个区块边缘强度值来计算所述目标区间的边缘强度基准值；以及依据所述第一区块集合当中的所述多个当前采样区块在所述亮度分量上的所述多个区块绝对差值和来计算所述目标区间的噪声基准值。10.如权利要求9所述的图像噪声估计方法，其中计算所述噪声平均值以及所述噪声标准差的步骤还包括：选择在所述目标区间中的所述多个当前采样区块的至少其中一个作为所述目标区间的第二区块集合，其中在所述第二区块集合中的所述多个当前采样区块在所述亮度分量上的所述多个区块绝对差值和小于或等于噪声平均值阈值；以及依据所述边缘强度基准值与所述噪声基准值，以及依据在所述第二区块集合当中的所述多个当前采样区块在所述亮度分量上的所述多个区块绝对差值和以及所述多个区块边缘强度值，来计算所述目标区间的第一系数值以及第二系数值。11.如权利要求10所述的图像噪声估计方法，其中计算所述噪声平均值以及所述噪声标准差的步骤还包括：选择在所述目标区间中的所述多个当前采样区块的至少其中一个作为所述目标区间的第三区块集合，其中在所述第三区块集合中的所述多个当前采样区块在所述亮度分量上的所述多个区块绝对差值和小于或等于噪声标准差阈值；依据所述第一系数值与所述第二系数值，以及依据在所述第三区块集合当中的所述多个当前采样区块的所述边缘强度值，来计算所述目标区间的所述噪声平均值；以及依据在所述第三区块集合当中的所述多个当前采样区块在所述亮度分量上的所述多个区块绝对差值和以及所述噪声平均值计算所述目标区间的所述噪声标准差。12.如权利要求4所述的图像噪声估计方法，其中所述色彩空间分量为色度分量，并且建立所述噪声模型的步骤包括：分别计算所述多个区间的每一个在所述色度分量上的噪声平均值以及噪声标准差，作为所述噪声模型。13.如权利要求12所述的图像噪声估计方法，其中计算所述噪声平均值以及所述噪声标准差的步骤包括：选择所述多个区间的其中一个作为目标区间；选择在所述目标区间中的所述多个当前采样区块的至少其中一个作为所述目标区间的第四区块集合，其中在所述第四区块集合中的所述多个当前采样区块的所述多个区块绝对差值和小于或等于噪声平均值阈值；以及依据在所述第四区块集合当中的所述多个当前采样区块在所述色度分量的所述多个区块绝对差值和来计算所述目标区间的所述噪声平均值。14.如权利要求13所述的图像噪声估计方法，其中计算所述噪声平均值以及该噪声标准差的步骤包括：选择在所述目标区间中的所述多个当前采样区块的至少其中一个作为所述目标区间的第五区块集合，其中在所述第五区块集合中的所述多个当前采样区块在所述色度分量的所述多个区块绝对差值和小于或等于噪声标准差阈值；以及依据在所述第五区块集合当中的所述多个当前采样区块的所述多个区块绝对差值和以及所述噪声平均值计算所述目标区间的所述噪声标准差。15.如权利要求1所述的图像噪声估计方法，其中依据所述噪声模型计算所述当前图像帧的所述局部图像区块的所述噪声强度信息的步骤包括：计算所述当前图像帧的所述局部图像区块的亮度平均值以及边缘强度值；以及依据所述局部图像区块的所述亮度平均值以及所述边缘强度值，藉由使用所述噪声模型计算所述局部图像区块在所述色彩空间分量上的噪声平均值、噪声标准差以及噪声基准值。16.一种图像噪声估计装置，包括：全域噪声估计单元，用以决定当前图像帧当中的多个当前采样区块以及先前图像帧的多个先前采样区块，计算所述多个当前采样区块的每一个的区块特征，计算所述多个当前采样区块的每一个以及所述多个先前采样区块的对应的一个之间在至少一色彩空间分量上的区块绝对差值和，依据所述多个区块特征将所述多个当前采样区块分群为多个区间，以及依据所述多个区块特征以及所述多个区块绝对差值和而为所述多个区间的每一个来建立噪声模型；以及局部噪声计算单元，连接所述全域噪声估计单元，用以依据所述噪声模型计算所述当前图像帧的局部图像区块的噪声强度信息。17.如权利要求16所述的图像噪声估计装置，其中所述全域噪声估计单元还用以依据采样数量计算采样步进值以决定所述多个当前采样区块以及所述多个先前区块的采样位置。18.如权利要求16所述的图像噪声估计装置，其中所述全域噪声估计单元还用以分别计算所述多个当前采样区块的每一个的多个像素的亮度平均值作为所述区块特征。19.如权利要求18所述的图像噪声估计装置，其中所述全域噪声估计单元还用以计算所述多个当前采样区块的每一个当中的所述多个像素的每一个的像素边缘强度值，以及依据所述多个像素的所述像素边缘强度值，分别计算所述多个当前采样区块的每一个的区块边缘强度值。20.如权利要求19所述的图像噪声估计装置，其中对于所述多个像素的目前像素而言，所述全域噪声估计单元还用以计算所述目前像素与多个邻接像素的加权平均值，计算所述目前像素与所述加权平均值的第一绝对差值，分别计算所述多个邻接像素与所述加权平均值的多个第二绝对差值，以及计算所述第一绝对差值与所述多个第二绝对差值的总和来作为所述目前像素的所述像素边缘强度值。21.如权利要求19所述的图像噪声估计装置，其中在所述多个当前采样区块的一个采样区块中，所述全域噪声估计单元还用以计算所述多个像素的所述像素边缘强度值的总和，作为所述采样区块的所述区块边缘强度值。22.如权利要求19所述的图像噪声估计装置，其中所述全域噪声估计单元还用以依据所述多个当前采样区块的每一个的所述亮度平均值以及所述区块边缘强度值来过滤所述多个当前采样区块，而获得多个经过滤当前采样区块，其中所述多个经过滤当前采样区块的所述亮度平均值介于预设的最小平均亮度阈值以及预设的最大平均亮度阈值之间，并且所述多个经过滤当前采样区块的所述区块边缘强度值小于预设的边缘强度值阈值；以及所述全域噪声估计单元还用以依据所述多个经过滤当前采样区块的所述亮度平均值，将所述多个经过滤当前采样区块分群为所述多个区间。23.如权利要求19所述的图像噪声估计装置，其中所述色彩空间分量为亮度分量，并且所述全域噪声估计单元还用以分别计算所述多个区间的每一个在所述亮度分量上的噪声平均值以及噪声标准差，作为所述噪声模型。24.如权利要求23所述的图像噪声估计装置，其中所述全域噪声估计单元还用以选择所述多个区间的其中一个作为目标区间，选择在所述目标区间中的所述多个当前采样区块的至少其中一个作为所述目标区间的第一区块集合，其中在所述第一区块集合中的所述多个当前采样区块在所述亮度分量上的所述多个区块绝对差值和小于或等于噪声基准值阈值；所述全域噪声估计单元还用以依据所述第一区块集合当中的所述多个当前采样区块...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴适达，
申请(专利权)人：联咏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71