噪声估计方法、图像处理方法及装置、存储介质制造方法及图纸

一种噪声估计方法、图像处理方法及装置、存储介质，噪声估计方法中，根据所述映射曲线，获得映射求导结果；获得原始估计结果，所述原始估计结果为所述原始图像的噪声估计结果；根据所述映射求导结果和所述原始估计结果，获得所述待估计图像的噪声估计结果。对非线性映射之后所获得的所述待估计图像进行噪声估计，能够有效节省硬件资源，而且所述噪声估计结果是根据与所述非线性映射的映射曲线相关的映射求导结果和所述原始估计结果而获得的，因此所述噪声估计结果与所述非线性映射相关，所述噪声估计结果准确性更高，能够有效改善后续降噪处理的效果，而且仅需要针对所述非线性映射的映射曲线进行求导，计算量小，计算速度快。计算速度快。计算速度快。

【技术实现步骤摘要】
噪声估计方法、图像处理方法及装置、存储介质


[0001]本专利技术涉及图像处理领域，特别涉及一种噪声估计方法、图像处理方法及装置、存储介质。

技术介绍

[0002]对图像进行准确的噪声估计是图像处理中许多功能模块能够正常发挥作用的基础。例如2D降噪、3D降噪等功能的效果都依赖于准确的噪声估计结果。
[0003]常用的图像传感器大多是线性的，即数字信号随所接收光子数量的增加而线性增加，当前技术可以对线性图像传感器所获得的、未经处理的原始图像(RAW图像)进行比较准确的噪声估计，例如采用泊松噪声模型和高斯噪声模型进行的噪声估计。这种噪声估计方法是以图像传感器的特性参数为基础的，而非仅基于图像本身，因此这种方法所获得的估计结果准确性很高。
[0004]这种估计方法是指根据与图像传感器的特性及增益相关的参数，结合所获得图像中小窗口内所有像素位的平均亮度μ
x
，估计出小窗口中心位置的像素位的噪声方差var(x)。具体的，基于泊松噪声模型和高斯噪声模型的噪声估计常用公式为：
[0005]var(x)＝k
ne
×
μ
x
+b
ne
[0006]其中，k
ne
、b
ne
分别为与图像传感器的特性以及增益相关的参数，可以通过实验测定。可见基于泊松噪声模型和高斯噪声模型的噪声估计结果是平均亮度μ
x
的函数，可以在以平均亮度为横坐标、以噪声方差为纵坐标的坐标系中绘制为一条曲线。
[0007]所获得的噪声方差，可以用于对原始图像的后续图像处理，例如用于进行降噪处理以改善图像质量。但是随着高动态图像传感器的日益普及，拍摄的原始图像的数据位宽通常较大，可以达到16比特甚至20比特，导致在原始图像上进行降噪等处理的计算量庞大、计算速度慢、功耗高，难以用于相机、手机等移动设备，以及对实时性要求高的应用中。而在对原始图像进行诸如色调映射的非线性映射以压缩数据位宽之后，虽然数据位宽得以减小，但由于映射是非线性的，导致映射后的噪声形态发生很大变化，不再符合泊松噪声模型和高斯噪声模型，因此基于上述方法所获得的噪声方差不再准确，用其进行降噪处理，容易出现降噪效果不佳等问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术解决的问题是提高噪声估计结果的准确性，提高降噪效果的同时，如何减少计算量，提高计算速度。
[0009]为解决上述问题，本专利技术提供一种噪声估计方法，包括：
[0010]获得待估计图像，所述待估计图像为对原始图像进行非线性映射后所得到的图像，其中所述非线性映射是针对像素值的映射；获得所述非线性映射的映射曲线，所述映射曲线为至少一阶可导的曲线；根据所述映射曲线，获得映射求导结果；获得原始估计结果，所述原始估计结果为所述原始图像的噪声估计结果；根据所述映射求导结果和所述原始估
计结果，获得所述待估计图像的噪声估计结果。
[0011]相应的，本专利技术还提供一种噪声估计装置，包括：存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，所述处理器执行本专利技术的噪声估计方法的步骤。
[0012]和一种存储介质，所述存储介质为非易失性存储介质或非瞬态存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行本专利技术的噪声估计方法的步骤。
[0013]此外，本专利技术还提供一种图像处理方法，包括：进行噪声估计，获得噪声估计结果，进行噪声估计的步骤中，通过本专利技术的噪声估计方法进行噪声估计。
[0014]可选的，还包括：根据所述噪声估计结果，进行降噪处理。
[0015]相应的，本专利技术还提供一种图像处理装置，包括：存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，所述处理器执行本专利技术的图像处理方法的步骤。
[0016]和一种存储介质，所述存储介质为非易失性存储介质或非瞬态存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行本专利技术的图像处理方法的步骤。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：
[0018]本专利技术技术方案中，根据所述映射曲线，获得映射求导结果；获得原始估计结果，所述原始估计结果为所述原始图像的噪声估计结果；根据所述映射求导结果和所述原始估计结果，获得所述待估计图像的噪声估计结果。对非线性映射之后所获得的所述待估计图像进行噪声估计，能够有效节省硬件资源，而且所述噪声估计结果是根据与所述非线性映射的映射曲线相关的映射求导结果和所述原始估计结果而获得的，因此所述噪声估计结果与所述非线性映射相关，所述噪声估计结果准确性更高，能够有效改善后续降噪处理的效果，而且仅需要针对所述非线性映射的映射曲线进行求导，计算量小，计算速度快。
[0019]本专利技术可选方案中，根据所述非线性映射的映射曲线，获得反映射曲线；根据所述反映射曲线，结合所述待估计图像，获得所述原始估计结果。基于所述映射曲线的反映射曲线，结合所述待估计图像，反推所述原始图像的原始估计结果，从而不需要存储原始图像，能够省去大量存储数据、延时和读取过程，能够有效节约存储、带宽和功耗等硬件资源，更有利于在FPGA等硬件平台上实现。
附图说明
[0020]图1是本专利技术噪声估计方法第一实施例的流程示意图；
[0021]图2是图1所示本专利技术噪声估计方法第一实施例中的待估计图像；
[0022]图3是图1所示本专利技术噪声估计方法第一实施例中的原始图像；
[0023]图4是图1所示本专利技术噪声估计方法第一实施例中所述色调映射的一族映射曲线；
[0024]图5是图1所示本专利技术噪声估计方法第一实施例中获得原始估计结果步骤的流程示意图；
[0025]图6是图1所示本专利技术噪声估计方法第一实施例中所获得的原始估计结果；
[0026]图7是图1所示本专利技术噪声估计方法第一实施例中所获得的待估计图像的噪声估计结果；
[0027]图8是本专利技术噪声估计方法第二实施例中获得原始估计结果步骤的流程示意图；
[0028]图9是图8所示本专利技术噪声估计方法第二实施例中获得所述原始估计结果步骤的流程示意图；
[0029]图10是图8所示本专利技术噪声估计方法第二实施例中所获得噪声估计结果；
[0030]图11是本专利技术噪声估计方法第三实施例中所获得的噪声估计结果；
[0031]图12是本专利技术噪声估计方法第四实施例中所获得的噪声估计结果；
[0032]图13是本专利技术噪声估计方法第五实施例中所获得的噪声估计结果；
[0033]图14是本专利技术噪声估计方法第六实施例中所获得的噪声估计结果；
[0034]图15是本专利技术噪声估计方法第七实施例中所获得的噪声估计结果；
[0035]图16是本专利技术噪声估计方法第八实施例中所获得的噪声估计结果；
[0036]图17是本专利技术噪声估计方法第九实施例中所述色调映射的映射曲线；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种噪声估计方法，其特征在于，包括：获得待估计图像，所述待估计图像为对原始图像进行非线性映射后所得到的图像，其中所述非线性映射是针对像素值的映射；获得所述非线性映射的映射曲线，所述映射曲线为至少一阶可导的曲线；根据所述映射曲线，获得映射求导结果；获得原始估计结果，所述原始估计结果为所述原始图像的噪声估计结果；根据所述映射求导结果和所述原始估计结果，获得所述待估计图像的噪声估计结果。2.如权利要求1所述的噪声估计方法，其特征在于，获得所述非线性映射的映射曲线的步骤中，所述映射曲线为单调的。3.如权利要求1所述的噪声估计方法，其特征在于，获得映射求导结果的步骤中，对所述非线性映射的映射曲线进行一阶求导。4.如权利要求1所述的噪声估计方法，其特征在于，获得待估计图像的步骤中，所述非线性映射包括色调映射、伽马校正、动态范围压缩和对比度调整中的1个。5.如权利要求1或4所述的噪声估计方法，其特征在于，获得待估计图像的步骤中，通过直方图均衡的方法进行所述非线性映射。6.如权利要求1所述的噪声估计方法，其特征在于，根据所述映射求导结果和所述原始估计结果，获得所述待估计图像的噪声估计结果的步骤中，根据所述映射求导结果的平方与所述原始估计结果的乘积，获得所述待估计图像的噪声估计结果。7.如权利要求3或6所述的噪声估计方法，其特征在于，根据所述映射求导结果和所述原始估计结果，获得所述待估计图像的噪声估计结果的步骤中，所述待估计图像的噪声方差为：其中，表示所述待估计图像任一像素位(i,j)的噪声方差，σ
x2
(i,j)表示原始图像同一像素位(i,j)的噪声方差，g
’
(μ)表示所述映射求导结果，μ表示原始图像中在像素位(i,j)附近小区域内的平均像素值。8.如权利要求1所述的噪声估计方法，其特征在于，获得原始估计结果的步骤包括：获得原始图像；根据所述原始图像，获得所述原始估计结果。9.如权利要求8所述的噪声估计方法，其特征在于，获得原始图像的步骤中，利用图像传感器采集光信号，获得所述原始图像；获得所述原始估计结果的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炜，孙淑云，池国泉，
申请(专利权)人：锐芯微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：