用于平坦区域图像滤波的方法和设备技术

本发明专利技术提供平滑像素值的图像滤波器和方法。将待平滑的像素的像素值与多个像素块中的每一者的块平均像素值进行比较。所述待平滑的像素可在所述像素块中的每一者的下游。如果所述像素值与所述块平均像素值中的每一者之间的差小于所述像素块中的每一者的对应西格玛阈值，那么将利用所述块平均像素值的第一西格玛滤波器应用于所述待平滑的像素。如果所述像素值与所述块平均像素值中的任一者之间的差不小于对应的西格玛阈值，那么将第二西格玛滤波器应用于所述待平滑的像素。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的各种实施例涉及如应用于平坦图像区域的噪声移除。
技术介绍
使用数码相机或图像传感器获取的图像可能是有颗粒的且错误地失常。即使高分辨 率图像也可能部分地由于噪声而展现颗粒性。可使用西格玛滤波器来减小由于噪声而导 致的图像的颗粒性。西格玛滤波器用于使图像平滑，从而减小图像的颗粒性，同时维持 图像内的尖锐边缘。西格玛滤波器通过用从像素窗口内选择的像素的平均值代替一像素 的值而起作用。所述像素窗口是相对于中心像素而界定。中心像素是值待由选定像素的 平均像素值代替的像素。选定像素是所述窗口内值与中心像素的值相差不超过一西格玛 值的那些像素。值与中心像素的值相差至少所述西格玛值的像素不用于确定平均像素 值。以此方式，像素由值类似的像素平滑，且图像中的边缘或其它高对比度边界被保留， 而不被西格玛滤波器平均化或平滑。图]A中说明西格玛滤波的实例。在图1A中，说明3x3块IO或像素窗口。中心像 素Pc位于3x3块10的中心。3x3块10中的其它像素包含像素P卜P2、 P3、 P4、 P5、 P6、 P7、 P8。像素P,、 P2、 P3、 P4、 P5、 P6、 P7、 Ps中的每一者以及中心像素Pc表示色彩类 似的像素。举例来说，中心像素Pc可表示红色像素。那么，像素P4表示最靠近中心像 素Pc左侧的红色像素。应理解，不同色彩的其它像素可散布于像素P4与中心像素Pc之 间。仅将具有类似色彩的像素视为与中心像素Pc有关。在图IB中，用与中心像素Pc 的值相关的实例像素值来说明块10中的像素。所述实例像素值表示八位像素值，且因 此从0到255变动。举例来说，在图IB中，像素P,的值等于中心像素Pc的值加24(即， = 24)。仅出于实例目的，P2 = Pc + 5、 P3 = PC+10、 P4 = PC + 31、 P5 = Pc-22、 P6 =Pc-4、 P7 = Pc-liP8=Pc + 2。如果像素Pc的西格玛值等于七，那么在针对中心像素 Pc确定新的平均值的过程中仅考虑块10内值与中心像素Pc的值相差小于七的那些像 素。在图1B的实例中，块10中针对新平均值而考虑的仅有像素为像素P2、 Pc、 P6、 P7 和Ps。因此，如等式l中所说明，中心像素Pc的新值等于像素Pc、 P2、 P6、 P7和Ps的 平均值。等式1. 尸(」新=(^+尸2+尸6+尸7+/>8)/5在西格玛滤波器中，滤波程度由西格玛值控制。通常，所使用的西格玛值取决于中 心像素Pc的量值，且随着中心像素Pc的值增加也增加。用于确定西格玛值的西格玛阈 值函数是用于创建图像的图像传感器的特性。通过修改所述函数使得西格玛值增加，图 像中的滤波量也增加。然而，如果西格玛值增加得过多，那么图像中的高对比度边缘将 被平滑并丢失。另外，在西格玛滤波器中，将中心像素Pc周围的窗口的大小标识为滤波器核心。 增加滤波器核心的大小会增加可用于平均化的像素元素的数目。然而，这还增加估算所 述窗口所需的计算的数目。因此，增加滤波器核心的大小在某一时刻变得不切实际。另 一方面，减小滤波器核心的大小也会降低西格玛滤波器的有效性。通常将5像素核心 用于西格玛滤波器。可对图像使用的滤波程度取决于图像本身。包含必须保留的高级细节的特征丰富的 图像必须被仔细地滤波，以便不丢失任何重要细节。另一方面，平坦的无特征的图 像可被较宽地滤波。西格玛滤波器可用于对特征丰富的图像和平坦图像进行滤波，但希 望使用较宽的滤波器对平坦区域进行滤波。因此，需要一种与常规西格玛滤波器相比可 更有效地对图像的平坦区域进行滤波的图像滤波器。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例涉及一种对图像进行滤波的方法，其包括读出所述图像的多个像素块中的像素的像素值；确定所述多个像素块中的每一者的块平均像素值；对于具 有在从所述多个像素块读出所述像素值之后读出的第一像素值的第一像素，识别所述第 一像素值是否与所述块平均像素值相差小于所述多个像素块中的每一者的阈值，从而指 示所述第一像素是否在平坦区域中；及如果所述第一像素在平坦区域中，那么使用所述 块平均像素值来平滑所述第一像素的值。本专利技术的另一实施例涉及一种将平坦区域滤波器应用于图像中的像素的方法，其包 括将所述图像的区域划分成若干像素块；确定所述像素块中的每一者的块平均像素值; 及使用所述所确定的块平均像素值来平滑位于所述区域外且位于所述像素块下游的第 一像素的值。本专利技术的又一实施例涉及一种处理图像的方法，其包括接收对应于捕捉到的图像 的像素值；通过以下步骤来处理所述所接收到的像素值确定所述所接收到的像素值的 7若干第一块的块平均像素值；确定每一第一块的阈值；找出不包含在所述第一块中且在 值方面与所述块平均像素值中的每一者相差小于对应的块阈值的第一像素值；及用所述 第一像素值与所述块平均像素值的平均值来代替所述第一像素值。本专利技术的又一实施例涉及一种对图像进行滤波的方法，其包括读出所述图像的多 个像素块中的像素的像素值；确定所述多个像素块中的每一者的块平均像素值；对于具 有第一像素值的第一像素，识别所述第一像素值是否与所述块平均像素值相差小于所述 多个像素块中的每一者的阈值，从而指示所述第一像素是否在平坦区域中；及如果所述 第一像素在平坦区域中，那么使用所述块平均像素值来平滑所述第一像素的值。本专利技术的又一实施例涉及一种实施图像滤波器的设备，所述滤波器包括第一滤波 器，其利用像素值来平滑在值方面与像素块的块平均像素值相差至少一阈值的像素；及 第二滤波器，其利用像素块的所述块平均像素值来平滑在值方面相差小于所述阈值且在 所述第二滤波器所使用的所述像素块下游的像素。本专利技术的又一实施例涉及一种成像器，其包括像素阵列，其产生表示图像的像素 值；及处理器，其实施图像滤波器，所述图像滤波器包含第一西格玛滤波器，所述第一 西格玛滤波器利用所述像素阵列的像素块的块平均像素值来平滑在所述第一西格玛滤 波器所使用的所述像素块下游的像素。 附图说明图1A和图1B说明西格玛滤波器的实例。图2A、图2B和图2C说明根据一所揭示实施例的宏西格玛滤波器的实例。 图3说明实施西格玛滤波器和常规平坦区域滤波器两者的存储器要求。 图4说明根据所揭示实施例的宏西格玛滤波器。 图5说明根据所揭示实施例的双向宏西格玛滤波器。图6A和图6B说明根据所揭示实施例的像素阵列的一部分以及实施双向宏西格玛滤 波器的方法。图7是根据所揭示实施例的成像器的框图。图8是根据所揭示实施例的成像系统的框图。 具体实施例方式增加图像滤波器(例如西格玛滤波器)的平滑有效性的一种方法是增加滤波器核心 的大小。然而，如上文所阐释，增加滤波器核心大小导致计算复杂性增加。 一般来说， 对于西格玛滤波器，滤波器的应用需要近似r^次比较，其中n为滤波器核心一侧的像素8的数目。因此，即使滤波器核心大小的较小增加也会导致计算的较大增加。举例来说， 图1A中的滤波器核心为3x3核心，从而需要9次比较。4x4或5x5滤波器核心将分别 需要16或25次比较。如下文所揭示，可代替地使用平坦区域滤波器来实现平坦图像或图像的平坦区域的 增加滤波。平坦区域滤波器不仅在使图像的平坦区域平滑方面比常规西格玛滤波器更有 效，而且平坦区域滤波器还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对图像进行滤波的方法，其包括：　读出所述图像的多个像素块中的像素的像素值；　确定所述多个像素块中的每一者的块平均像素值；　对于具有在从所述多个像素块读出所述像素值之后读出的第一像素值的第一像素，识别所述第一像素值是否与 所述块平均像素值相差小于所述多个像素块中的每一者的阈值，从而指示所述第一像素是否在平坦区域中；及　如果所述第一像素在平坦区域中，那么使用所述块平均像素值来平滑所述第一像素的值。

【技术特征摘要】
US 2008-8-5 12/222,2151.一种对图像进行滤波的方法，其包括读出所述图像的多个像素块中的像素的像素值；确定所述多个像素块中的每一者的块平均像素值；对于具有在从所述多个像素块读出所述像素值之后读出的第一像素值的第一像素，识别所述第一像素值是否与所述块平均像素值相差小于所述多个像素块中的每一者的阈值，从而指示所述第一像素是否在平坦区域中；及如果所述第一像素在平坦区域中，那么使用所述块平均像素值来平滑所述第一像素的值。2. 根据权利要求1所述的方法，其中每一块的所述阈值为每一块中的所述像素值的标准偏差。3. 根据权利要求1所述的方法，其中针对每一块中具有相同色彩的像素来确定所述块 平均像素值。4. 根据权利要求3所述的方法，其中将所述第一像素值同与所述第一像素具有所述相 同色彩的像素的所述块平均像素值进行比较。5. 根据权利要求1所述的方法，其中当将所述块平均像素值用于平滑所述第一像素的 所述值时，对所述块平均像素值进行加权，所述加权是基于所述第一像素与相应的 像素块之间的距离。6. 根据权利要求1所述的方法，其中如果所述第一像素不在平坦区域中，那么用所述 第一像素和以所述第一像素为中心的窗口内的个别像素值的平均值来代替所述第 一像素的所述值。7. 根据权利要求6所述的方法，其中在确定所述第一像素的代替值的过程中，仅使用 与所述第一像素的所述值相差小于阈值的个别像素值。8. —种将平坦区域滤波器应用于图像中的像素的方法，其包括将所述图像的区域划分成若干像素块； 确定所述像素块中的每一者的块平均像素值；及使用所述所确定的块平均像素值来平滑位于所述区域外且位于所述像素块下游 的第一像素的值。9. 根据权利要求8所述的方法，其中只有在所述第一像素在值方面与所述块平均像素 值中的每者相差小于阈值的情况下，才使用所述块平均像素值来平滑所述第一像素的所述值。10. 根据权利要求9所述的方法，其中所述像素块中的每一者具有对应的阈值。11. 根据权利要求IO所述的方法，其中所述阈值表示每一像素块的像素值的标准偏差。12. 根据权利要求8所述的方法，其中对所述块平均像素值进行加权。13. 根据权利要求12所述的方法，其中对所述块平均像素值的所述加权是基于所述第 一像素与相应的像素块之间的距离。14. 一种处理图像的方法，其包括接收对应于捕捉到的图像的像素值；通过以下步骤来处理所述所接收到的像素值确定所述所接收到的像素值的若干第一块的块平均像素值； 确定每一第一块的阈值；找出不包含在所述第一块中且在值方面与所述块平均像素值中的每一者相差 小于对应的块阈值的第一像素值；及用所述第一像素值与所述块平均像素值的平均值来代替所述第一像素值。15. 根据权利要求14所述的方法，其中所述代替所述第一像素值的步骤包括使用经加 权的平均值，应用于每一块平均像素值的权数是基于所述第一像素与相应的第一块 之间的距离。16. 根据权利要求14所述的方法，其中所述阈值表示每一第一块的像素值的标准偏差。17. 根据权利要求14所述的方法，其进一步包括找出不包含在接收到的像素值的所述第一块中且在值方面与所述块平均像素值 中的任一者相差至少所述对应的块阈值的第二像素值； 确定第二像素块的阈值，其中第二像素为中心像...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌梅什拉奥，
申请(专利权)人：普廷数码影像控股公司，
类型：发明
国别省市：VG[]