一种RAW域图像去噪方法、计算机装置及计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种RAW域图像去噪方法、计算机装置及计算机可读存储介质，该方法包括获取初始图像，根据初始图像的各像素的色度值计算各像素的亮度值，获取初始亮度图；提取初始图像各颜色的色度子图以及对应的亮度子图；以亮度子图作为引导图对各色度子图进行引导滤波，获取初次去噪亮度子图以及初次去噪色度子图；对初次去噪亮度子图及对应的初次去噪色度子图进行联合滤波，获取二次去噪色度子图；应用二次去噪色度子图的各像素色度值计算各像素的输出色度值，基于各像素的输出色度值对多张色度子图进行反插值计算，获取输出图像。本发明专利技术还提供实现上述方法的计算机装置及计算机可读存储介质。本发明专利技术能够提高去噪图像的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种RAW域图像去噪方法、计算机装置及计算机可读存储介质
本专利技术涉及图像处理的
，具体地，是一种RAW域图像去噪方法以及实现这种方法的计算机装置、计算机可读存储介质。
技术介绍
现有很多智能电子设备具有图像拍摄的功能，例如智能手机、平板电脑、行车记录仪等均设置有摄像装置，摄像装置通常设置有CMOS传感器来获取图像。通常，一张图像包括大量的像素，每一个像素的色彩信息可以通过RGB数值或者YUV数值表示。当前，常见的图像传感器例如CCD传感器和CMOS传感器所直接采集的图像格式称为RAW格式(或Bayer格式)，需要将输出的图像经过图像信号处理器(ISP)处理后，转变为色彩域图像格式(RGB或YUV格式)进行输出。图像传感器在图像采集和传输过程中易受多种因素影响从而产生噪声，使得通过图像传感器直接获取的图像通常是含有噪声的图像。由于噪声信号与图像信号混合在一起，使得存在图像特征不明显、清晰度低的问题，所以通常需要进行降噪处理以提升图像的信噪比。图像噪声通常可分为亮度噪声和色彩噪声，从频率上来看，亮度噪声通常是高频噪声，而色彩噪声通常是低频噪声。在低亮度环境下，色彩噪声尤为明显，这是由于人眼对于色彩噪声比亮度噪声更为敏感。由于RAW域的Bayer图像是经图像传感器直接采集后输出，每一个像素单元仅包含红、绿、蓝三原色中的一种颜色的数据，在经过图像信号处理器的处理后，如去马赛克、自动曝光、去暗角等一系列操作会改变原始的噪声特性，使得去噪过程变得更加复杂。因而，现有技术中，通常会在RAW域先进行一次亮度去噪，再到色彩域进行色彩去噪，但通常存在以下问题：第一，去除色彩噪声的同时，会影响亮度信息，造成亮度信息的模糊；第二，会产生色彩混叠现象/产生偏色/或导致图像饱和度降低；第三，无法在RAW域进行去色噪，导致色彩噪声经过图像信号处理器的处理后被放大的问题。例如，现有技术中存在将原始图像按照各个像素的颜色提取出各个颜色的色度子图，并且对色度子图进行去噪计算，但是这种方案并没有考虑亮度噪声与色彩噪声的差异，在去除色彩噪声的同时还会对亮度噪声造成影响，容易导致亮度信息模糊。并且，现有技术对图像的去噪处理通常是进行一级滤波，容易产生结构性噪声。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种能够去除亮度噪声以及色彩噪声且避免产生结构性噪声的RAW域图像去噪方法。本专利技术的另一目的是提供一种实现上述RAW域图像去噪方法的计算机装置。本专利技术的再一目的是提供一种实现上述RAW域图像去噪方法的计算机可读存储介质。为实现本专利技术的主要目的，本专利技术提供的RAW域图像去噪方法包括获取初始图像，根据初始图像的各像素的色度值计算各像素的亮度值，获取初始亮度图；提取初始图像各颜色的色度子图以及对应的亮度子图；以亮度子图作为引导图对各色度子图进行引导滤波，获取初次去噪亮度子图以及初次去噪色度子图；对初次去噪亮度子图及对应的初次去噪色度子图进行联合滤波，获取二次去噪色度子图；应用二次去噪色度子图的各像素色度值计算各像素的输出色度值，基于各像素的输出色度值对多张色度子图进行反插值计算，获取输出图像。由上述方案可见，首先以亮度子图为引导图对各色度子图进行引导滤波，引导滤波主要是去除初始图像中的亮度噪声，避免后续去除色彩噪声的时候对亮度噪声造成干扰而影响亮度噪声的去除。并且，通过对各个颜色进行分通道处理，能够避免去噪过程中各个颜色的噪声相互干扰，避免产生色彩混叠或者产生色偏，也能够避免结构性噪声的问题。此外，由于通过两级滤波，第一级滤波是引导滤波，第二级滤波是联合滤波，联合滤波以亮度子图与色度子图同时作为参考，由于引导滤波时已经将亮度噪声去除，因此，联合滤波时在对色彩噪声过滤的过程中能够避免因亮度噪声过大而导致色偏严重，能够去除大部分色彩噪声。一个优选的方案是，获取初次去噪亮度子图以及初次去噪色度子图后，还执行：对初次去噪亮度子图以及初次去噪色度子图进行下采样插值计算；对初次去噪亮度子图及对应的初次去噪色度子图进行联合滤波包括：应用下采样后的初次去噪亮度子图以及初次去噪色度子图进行联合滤波。由此可见，通过对初次去噪亮度子图以及初次去噪色度子图进行下采样插值计算，可以进一步滤除初次去噪亮度子图以及初次去噪色度子图的高频特征，由于亮度噪声主要是高频特征，因此通过下采样能够进一步过滤亮度噪声，避免对色彩噪声过滤时因亮度噪声的存在而干扰色彩噪声的去除。进一步的方案是，获取二次去噪色度子图包括：对应用下采样后的初次去噪亮度子图以及初次去噪色度子图进行联合滤波的图像进行上采样插值计算，获得二次去噪色度子图。这样，通过上采样后可以确保二次去噪色度子图与初次去噪色度子图的像素点的总数量相等，有利于计算各个像素的输出色度值。更进一步的方案是，应用二次去噪色度子图的各像素色度值计算各像素的输出色度值包括：应用二次去噪色度子图、一次去噪色度子图以及初始图像的各像素色度值计算各像素的输出色度值。更优选的，应用二次去噪色度子图的各像素色度值计算各像素的输出色度值包括：应用二次去噪色度子图、一次去噪色度子图以及初始图像的各像素色度值按照预设的权重值进行融合计算获得各像素的输出色度值。由此可见，根据二次去噪色度子图、一次去噪色度子图以及初始图像的各像素色度值计算各像素的输出色度值，可以确保所计算的各个像素的输出色度值更加接近于真实的颜色，使得去噪后的图像色彩更加逼真。一个优选的方案是，以亮度子图作为引导图对各色度子图进行引导滤波包括：获取亮度子图的第一亮度搜索窗口以及各色度子图的第一色度搜索窗口，遍历第一亮度搜索窗口的每一像素并对每一像素进行匹配窗口的匹配计算，计算第一亮度搜索窗口内所有满足匹配要求的像素的亮度值的平均值作为当前像素的引导滤波亮度值，计算第一色度搜索窗口内所有满足匹配要求的像素的色度值的平均值作为当前像素的引导滤波色度值；其中，满足匹配要求为匹配窗口内像素的亮度值满足预设亮度阈值要求。由此可见，以亮度子图作为引导图对各色度子图进行引导滤波的过程中，仅判断匹配窗口内像素的亮度值是否满足预设亮度阈值要求，也就是仅仅以亮度信息作为滤波器的主要参数，因此，引导滤波后的图像能够保留色彩噪声，在联合滤波时所使用的初始去噪色度子图依然保留色彩噪声，避免去除亮度噪声的时候就将色彩噪声去除。更进一步的方案是，匹配窗口内像素的亮度值满足预设亮度阈值要求包括：匹配窗口内各像素的亮度值的预设误差算术值小于预设亮度阈值。可见，通过预先设定的亮度阈值来确定当前的匹配窗口是否满足预设的要求，计算量减少，在通过硬件电路实现本专利技术的算法时，硬件电路简单，降低本专利技术的实现成本。更进一步的方案是，对初次去噪亮度子图及对应的初次去噪色度子图进行联合滤波包括：获取初次去噪亮度子图的第二亮度搜索窗口以及各初次去噪色度子图的第二色度搜索窗口，遍历第二亮度搜索窗口以及对应的第二色度搜索窗口的每一像素并对每一像素进行匹配窗口的匹配计算，计算第二亮度搜索窗口及对应的第二色度搜索窗口内所有满足匹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种RAW域图像去噪方法，包括：/n获取初始图像，根据所述初始图像的各像素的色度值计算各像素的亮度值，获取初始亮度图；/n提取所述初始图像各颜色的色度子图以及对应的亮度子图；/n其特征在于：/n以所述亮度子图作为引导图对各所述色度子图进行引导滤波，获取初次去噪亮度子图以及初次去噪色度子图；/n对所述初次去噪亮度子图及对应的所述初次去噪色度子图进行联合滤波，获取二次去噪色度子图；/n应用所述二次去噪色度子图的各像素色度值计算各像素的输出色度值，基于各像素的输出色度值对多张所述色度子图进行反插值计算，获取输出图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种RAW域图像去噪方法，包括：
获取初始图像，根据所述初始图像的各像素的色度值计算各像素的亮度值，获取初始亮度图；
提取所述初始图像各颜色的色度子图以及对应的亮度子图；
其特征在于：
以所述亮度子图作为引导图对各所述色度子图进行引导滤波，获取初次去噪亮度子图以及初次去噪色度子图；
对所述初次去噪亮度子图及对应的所述初次去噪色度子图进行联合滤波，获取二次去噪色度子图；
应用所述二次去噪色度子图的各像素色度值计算各像素的输出色度值，基于各像素的输出色度值对多张所述色度子图进行反插值计算，获取输出图像。


2.根据权利要求1所述的RAW域图像去噪方法，其特征在于：
获取所述初次去噪亮度子图以及所述初次去噪色度子图后，还执行：对所述初次去噪亮度子图以及所述初次去噪色度子图进行下采样插值计算；
对所述初次去噪亮度子图及对应的所述初次去噪色度子图进行联合滤波包括：应用下采样后的所述初次去噪亮度子图以及所述初次去噪色度子图进行联合滤波。


3.根据权利要求2所述的RAW域图像去噪方法，其特征在于：
获取所述二次去噪色度子图包括：对应用下采样后的所述初次去噪亮度子图以及所述初次去噪色度子图进行联合滤波的图像进行上采样插值计算，获得所述二次去噪色度子图。


4.根据权利要求1至3任一项所述的RAW域图像去噪方法，其特征在于：
应用所述二次去噪色度子图的各像素色度值计算各像素的输出色度值包括：应用所述二次去噪色度子图、所述一次去噪色度子图以及所述初始图像的各像素色度值计算各像素的输出色度值。


5.根据权利要求4所述的RAW域图像去噪方法，其特征在于：
应用所述二次去噪色度子图的各像素色度值计算各像素的输出色度值包括：应用所述二次去噪色度子图、所述一次去噪色度子图以及所述初始图像的各像素色度值按照预设的权重值进行融合计算获得各像素的输出色度值。


6.根据权利要求1至3任一项述的RAW域图像去噪方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘文培，易翔，钟午，匡双鸽，
申请(专利权)人：珠海全志科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44