降噪方法和设备技术

提供一种通过使用线性和非线性小波阈值方法对图像降噪的降噪方法和设备。降噪方法包括：（ａ）在空域对输入图像第一次降噪；和（ｂ）通过对第一次降噪的输入图像执行小波变换而将输入图像分割成多个块，然后根据被分割的输入图像的分割等级对被分割的输入图像应用不同的阈值，以对被分割的输入图像第二次降噪。因此，通过在空域对图像执行预处理，并根据图像的分割等级对图像的块应用不同的阈值方法保持低频带的图像信号的同时可从图像中去除噪声。另外，可自然地再现图像的边缘部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及图像的降噪，更具体地讲，本专利技术涉及一种降噪方法和设备，该方法和设备通过使用线性和非线性小波阈值方法的组合对图像降噪。
技术介绍
图像中可插有多种噪声，而且大多数噪声是白高斯噪声。白高斯噪声是几乎分布在频谱的所有频带上的噪声。最近，已提出了多种用于去除白高斯噪声的降噪方法。多种降噪方法之一是基于小波变换的降噪方法。小波变换，与傅立叶变换类似，将图像信号分割并变换成一组基函数。当通过小波变换将图像分割成多个块时，这些块具有空间分量和频率分量，并且相互之间具有明显差异，这取决于它们各自的频带。在小波变换中，白高斯噪声可使用例如阈值方法而从图像中被去除。在阈值方法中，阈值被设置，并且基于图像的块的小波系数是否大于该阈值来对图像降噪。然而，阈值方法可导致图像的边缘部分的丢失，由此降低图像的品质。另一种降噪方法，即使用最大似然估计量的基于局部自适应窗口的降噪方法(LAWML)。这里，最大似然估计量是维纳滤波的一种类型。在LAWML方法中，然而，小波噪声有可能偶然插入到输出图像中。存在另一种降噪方法，即基于小波变换的维纳滤波方法。基于小波变换的维纳滤波方法，与阈值方法类似，由于它使用阈值计算局部方差，可导致图像边缘部分的丢失。
技术实现思路
技术解决方案本专利技术提供一种降噪方法和设备，该方法和设备采用两个步骤对具有白高斯噪声的图像降噪，即第一步在空域中降噪和第二步在小波域中降噪。有益效果根据本专利技术的降噪方法可从图像中去除噪声，同时通过在空域中对图像执行预处理，并根据图像的分割等级将不同的阈值方法应用到图像的块中，来保持低频带中的图像信号。另外，可再现比现有技术更自然的边缘部分。附图说明图1是根据本专利技术的示例性实施例的降噪方法的流程图；图2是示出通过小波变换被分割成多个块的图像的示图；图3是获得图像的噪声等级过程的详细的流程图；图4是示出图1的操作S120中处理图像边缘部分的方法的示图；图5是图1的降噪方法的第二次降噪操作的详细的流程图；图6A是示出输入图像值的变化的示图，其变化是由硬阈值方法产生，硬阈值方法是一种非线性阈值方法；图6B是示出输入图像值的变化的示图，其变化是由软阈值方法产生，软阈值方法是一种线性临界方法；图7是根据本专利技术的示例性实施例的降噪设备的方框图；图8是图7的第一降噪器的详细的方框图；和图9是图7的第二降噪器的详细的方框图。最佳实施方式根据本专利技术的一方面，提供一种降噪方法，包括(a)在空域中对输入图像进行第一次降噪；和(b)通过对第一次降噪的输入图像执行小波变换来将输入图像分割成多个块，然后根据被分割的输入图像的分割等级通过对被分割的输入图像应用不同的阈值，以对被分割的输入图像进行第二次降噪。步骤(a)可包括(a1)计算输入图像所包括的噪声的等级；和(a2)通过使用(a1)中计算的噪声等级对输入图像执行逐个象素的维纳(PWW)滤波。步骤(a1)可包括(a11)通过执行小波变换将输入图像分割成多个块，其分割等级为1；(a12)将水平和垂直分量均为高频分量的输入图像的一些块分割成多个子块；(a13)计算子块的小波系数的平均值；和(a14)确定一些具有大约为0的小波系数的子块为仅存在噪声的子块，并通过获得仅存在噪声的相应的子块的方差的均方根来计算噪声等级。每个子块的大小可为8×8或16×16。在步骤(a2)中，可通过使用(a1)中计算的噪声等级计算噪声方差，如果每个子块的边缘部分中不存在小波系数，则通过水平和垂直镜像每个子块的小波系数来计算每个子块的边缘部分中的局部均值和局部方差。步骤(b)可包括(b1)通过执行小波变换分割第一次降噪的输入图像，其分割等级为N；和(b2)根据被分割的输入图像的分割等级将不同阈值应用到被分割的输入图像中，以对被分割的输入图像进行第二次降噪。在步骤(b2)中，如果子块不大于圆整数(N/2)，而且子块的小波系数的绝对值小于用于预定的等级的参考值，则将子块的小波系数设置为0值，如果子块不大于圆整数(N/2)，但子块的小波系数的绝对值不小于用于预定的等级的参考值，则输出从子块的小波系数的绝对值中减去该参考值的结果，保持子块的小波系数的符号不变。在步骤(b2)中，如果一些子块大于圆整数(N/2)，则输出它们的小波系数。由于输入图像已通过PWW滤波进行了第一次降噪，所以参考值可基于中值进行计算，该中值通过检测多行的每一行中的高频分量的子块的小波系数中的最大值，然后平均从多行中分别检测到的最大小波系数而得到。根据本专利技术的另一方面，提供一种降噪的方法，包括(a)通过执行小波变换将输入图像分割成多个块，其分割等级为1；(b)将一些水平和垂直分量均为高频分量的输入图像的块分割成多个子块；(c)计算子块的小波系数的平均值；(d)确定一些具有大约为0的小波系数的子块为仅存在噪声的子块，并通过获得仅存在噪声的相应的子块的方差的均方根来计算噪声等级；和(e)通过使用(d)中计算的噪声等级来执行PWW滤波。在步骤(e)中，可通过使用(d)中计算的噪声等级计算噪声方差，如果每个子块的边缘部分中不存在小波系数，则通过水平和垂直镜像每个子块的小波系数来计算每个子块的边缘部分中的局部均值和局部方差。根据本专利技术的另一方面，提供一种降噪设备，包括第一降噪单元，用于在空域中对输入图像进行第一次降噪；小波变换单元，用于通过对第一次降噪的输入图像执行小波变换将输入图像分割成多个块；和第二降噪单元，用于根据被分割的输入图像的分割等级通过对被分割的输入图像应用不同的阈值，以对被分割的输入图像进行第二次降噪。降噪设备还可包括逆小波变换单元，用于对第二次降噪的输入图像执行逆小波变换。第一降噪单元可包括噪声等级计算器，用于计算输入图像所包括的噪声的等级；和PWW滤波执行器，用于通过使用噪声等级计算器计算的噪声等级对输入图像执行逐个象素的维纳(PWW)滤波。噪声等级计算器可包括小波分割器，用于通过对输入图像执行小波变换将输入图像分割成多个块，其分割等级为1；子块分割器，用于将水平和垂直分量均为高频分量的输入图像的块分割为多个子块；均值计算器，用于计算子块的小波系数的平均值；确定器/计算器，用于确定具有大约为0的小波系数的子块为仅存在噪声的子块，并通过获得仅存在噪声的相应的子块的方差的均方根来计算噪声等级。PWW滤波执行器可通过使用噪声等级计算噪声方差，如果每个子块的边缘部分中不存在小波系数，则通过水平和垂直镜像每个子块的小波系数来计算每个子块的边缘部分中的局部均值和局部方差。如果子块不大于圆整数(N/2)，而且子块的小波系数的绝对值小于用于预定的等级的参考值，则第二降噪单元设置该子块的小波系数，如果子块不大于圆整数(N/2)，但子块的小波系数的绝对值不小于用于该预定的等级的参考值，则第二降噪单元输出从子块的小波系数的绝对值减去该参考值的结果，保持子块的小波系数的符号不变。如果一些子块大于圆整数(N/2)，则第二降噪单元输出它们的小波系数。由于输入图像已通过PWW滤波进行了第一次降噪，所以参考值可基于中值进行计算，该中值通过检测多行的每一行中的高频分量的子块的小波系数中的最大值，然后平均从多行中分别检测到的最大小波系数而得到。根据本专利技术的另一方面，提供一种降噪设备，包括小波分割单元，用于通过执行小波变换将输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降噪方法，包括：（ａ）在空域中对输入图像第一次降噪；和（ｂ）通过对第一次降噪的输入图像执行小波变换而将输入图像分割多个块，然后根据被分割的输入图像的分割等级对被分割的输入图像应用不同的阈值，来对被分割的输入图像第二次降噪 。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴灿植，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]