一种嵌入到HEVC编码过程的3D去噪方法及去噪装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及图像压缩技术领域，提供了一种嵌入到HEVC编码过程的3D去噪方法，包括：分别计算输入图像的时域编码残差和空域编码残差；将两者加权求和，得到一融合的时空域编码残差；根据所述时空域编码残差设置滤波器的阈值，以实现对所述输入图像的去噪。本发明专利技术的优点是在硬件实现上没有增加额外的存储和复杂的计算单元，同时也确保了编码通路的低延时需求。

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入到HEVC编码过程的3D去噪方法及去噪装置
本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及一种嵌入到HEVC编码过程的3D去噪方法及去噪装置。
技术介绍
HEVC是HighEfficiencyVideoCoding的缩写，是一种比较新的视频压缩标准。开发新一代的HEVC标准的目的在于用来以替代H.264/AVC编码标准。目前，新一代的、更高效的视频编码HEVC标准作为主流的视频标准，主要是针对消费类的应用场景，消费类应用场景中，数据量特别大、图像类别多种多样、场景复杂度高，体现为技术指标的要求就是高帧率、高清晰度和高画质的要求。然而针对类似视频监控，低光强噪声等低帧率、但对去噪有要求的应用场景并没有提供相应的处理手段和方法。在视频图像信号的传递过程中，环境、视频采集过程、电路系统，传输信道等都会造成各种噪声，因此必须要有去噪处理单元。而去噪的方法也会针对不同的噪声类型和噪声强度有所区别。然而针对编码器的去噪应用，特别是低码率的视频编码器应用，又有其特殊性。图像去噪一直是数字图像处理中最基本的问题，也是十分关键的技术，一直以来是图像处理领域的一个难题。在图像处理领域，图像去噪好坏直接影响后续图像边缘检测、特征提取、图像分割和模式识别等过程的处理结果。进入到编码器的视频信号一般不会是图像采集设备采集到的最原始的信号(Raw源)，而是已经经过很多级前处理单元(3A等)预处理的视频信号，其中也包括2D/3D去噪处理，对各类噪声都有一定程度的抑制作用。所以进入视频编码器的视频信号会随着各级前处理单元，特别是去噪单元方法，去噪的强度，锐化的强度等不同的影响而呈现不同的视频风格，导致完全不同的编码效率。根据现有的标准化去噪(2D/3D)方法设计的硬件编码器并不能良好的适应不同视频风格的输入视频信号。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种嵌入到HEVC编码过程的3D去噪方法，包括：分别计算输入图像的时域编码残差和空域编码残差；将两者加权求和，得到一融合的时空域编码残差；根据所述时空域编码残差设置滤波器的阈值，以实现对所述输入图像的去噪。上述的嵌入到HEVC编码过程的3D去噪方法，其中，在加权求和过程中，权值w通过下式计算：w＝a×log(SAD/N+offset)+b其中，SAD为编码整像素的输出值，offset为量化系数阈值，a为加性因子，b为乘性因子。上述的嵌入到HEVC编码过程的3D去噪方法，其中，所述时域编码残差的计算公式为：其中，ktp为卡尔曼系数，d为图像的预测残差，为预测残差的平均值。上述的嵌入到HEVC编码过程的3D去噪方法，其中，所述时域编码残差的计算公式为：其中，ksp为最优线性拟合系数，d为图像的预测残差，Sn为含有加性噪声的图像值，为Sn的均值。上述的嵌入到HEVC编码过程的3D去噪方法，其中，所述卡尔曼系数通过下式计算：其中，为更新因子，δn为加性噪声n的方差。上述的嵌入到HEVC编码过程的3D去噪方法，其中，所述最优线性拟合系数通过下式计算：其中，δn为加性噪声n的方差，δSn为含有加性噪声的图像值Sn的方差。本专利技术的另一目的在于提供一种嵌入到HEVC编码过程的3D去噪模块，包括：空域去噪单元，接收输入的视频信息，根据所述视频信息和所述视频信息的均值计算空域编码残差；时域去噪单元，接收输入的视频信息和视频的预测值，根据预测残差和所述预测残差的均值计算时域编码残差；融合与滤波单元，确定一权值，对所述空域编码残差和所述时域编码残差进行加权求和，以获得一融合时域和空域后的时空域编码残差；根据所述时空域编码残差确定早生滤波器的阈值，输出去噪后的图像信息。本专利技术还提供一种存储介质，其上存储一可执行程序，所述可执行程序运行时，实现上述的方法与现有技术相比，本专利技术的技术方案首先基于SSIM客观评价指标和卡尔曼最优估计方法分别推导出的空域编码残差和时域编码残差，然后以SAD计算代价作为权重判决依据，将空域编码残差和时域编码残差加权求和，得出综合了时域和空域特点的时空域编码残差，根据该时空域编码残差确定去噪滤波器的阈值，充分综合了编码器的结构特点，在硬件实现时，不需要增加额外的存储和复杂的计算单元，同时也确保了编码通路的低延时需求。附图说明本领域技术人员可知，以下的附图仅仅列举出本专利技术的一些实施例，在不付出创造性劳动的前提下，本领域技术人员还可以根据这些附图获得其他同一性质的实施例(附图)。图1是本专利技术去噪模块在HEVC编码器架构中的位置示意图；图2是本专利技术去噪模块一具体实施例的方框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。然而，本专利技术可以用不同的形式实现，不应只是局限在所述的实施例。且，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征允许相互组合或替换。结合以下的说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。还需声明的是，本专利技术中对步骤编号的目的在于便于引用，而非限定先后顺序。对于个别需强调顺序的步骤，文中将以专门文字进行特别说明。图像去噪是指减少数字图像中噪声的过程。现实中的数字图像在数字化和传输过程中受到成像设备与外部环境噪声干扰等影响，输入到编码器的图像都是含有噪声的图像。数字图像的噪声主要分为三种：加性噪声，一般与图像传输的信道相关；乘性噪声，一般与视频源(即成像设备)本身相关；量化噪声，其实质是因将图像信号数字化(量化)而产生的误差。去噪的目的就是要将这些噪声从带噪图像中分离出来，以恢复出最初的图像。如
技术介绍
中所述，进入到硬件视频编码器的视频信号并不是视频采集设备感应到的最原始的视频信号，而是混入了各种加性、乘性和量化噪声的信号。而在不同的处理设备或者说设备环境中，前述的混合噪声特点也各不相同，特别是，如果存在前置的去噪单元，那么在前置去噪单元的去噪强度、锐化强度等的影响下，如果按固有的标准去噪方法设计硬件视频编码器，将导致完全不同的编码效率，影响编码器的通用性。本专利技术的核心思想在于，视频信号进入本专利技术所公开的去噪模块之后，亦即在传统的视频编码和量化的步骤前，对时域和空域分别计算编码残差，然后将两者加权求和，以在时域和空域之间求得一个比较平衡的滤波阈值，然后将该阈值运用于噪声滤波器中，以期提升编码图像的质量和编码的压缩效率。这一方法充分利用了编码器的硬件结构，在实现上不需要增加额外的存储和复杂计算单元，编码通路的低延时的需求也能满足。图1所示为包含本专利技术所提出的去噪模块在整个编码流程中的位置示意图。标准的HEVC编码流程中，通过帧间和帧内的预测值作为调整参数；该参数反馈到视频的输入端，与输入视频一起综合得到下一帧待编码的图像；在该幅图像的基础上，对其进行变换和量化，然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌入到HEVC编码过程的3D去噪方法，其特征在于，包括：分别计算输入图像的时域编码残差和空域编码残差；将两者加权求和，得到一融合的时空域编码残差；根据所述时空域编码残差设置滤波器的阈值，以实现对所述输入图像的去噪。/n

【技术特征摘要】
1.一种嵌入到HEVC编码过程的3D去噪方法，其特征在于，包括：分别计算输入图像的时域编码残差和空域编码残差；将两者加权求和，得到一融合的时空域编码残差；根据所述时空域编码残差设置滤波器的阈值，以实现对所述输入图像的去噪。


2.如权利要求1所述的嵌入到HEVC编码过程的3D去噪方法，其特征在于，在加权求和过程中，权值w通过下式计算：
w＝a×log(SAD/N+offset)+b
其中，SAD为编码整像素的输出值，offset为量化系数阈值，a为乘性因子，b为加性因子。


3.如权利要求1所述的嵌入到HEVC编码过程的3D去噪方法，其特征在于，所述时域编码残差的计算公式为：



其中，ktp为卡尔曼系数，d为图像的预测残差，为预测残差的平均值。


4.如权利要求1所述的嵌入到HEVC编码过程的3D去噪方法，其特征在于，所述时域编码残差的计算公式为：



其中，ksp为最优线性拟合系数，d为图像的预测残差，Sn为含有加性噪声的图像值，为Sn的均值。


5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：章旭东，田景军，居彩霞，陈佳男，齐能，
申请(专利权)人：上海富瀚微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31