对视频去噪的方法、装置及移动终端制造方法及图纸

本发明专利技术公开了对视频去噪的方法、应用及移动终端。其中对视频去噪的应用包括图像获取单元、噪声等级计算单元、平滑系数计算单元、距离计算单元、权重计算单元和亮度处理单元。图像获取单元适于获取关于视频的图像帧序列。噪声等级计算单元适于计算每个待去噪像素点的噪声等级。平滑系数计算单元适于根据每个待去噪像素点的噪声等级及其亮度，确定对应这个待去噪像素点的亮度平滑系数。距离计算单元适于基于块匹配算法计算该待去噪像素点与所选定每个关联像素点的距离。权重计算单元适于计算每个相关联像素点对应的权重。亮度处理单元，对于每个待去噪像素点，计算所有与其关联像素点的亮度加权平均值并作为该待去噪像素点的经去噪的亮度。

Method, application and mobile terminal for video denoising

The invention discloses a method for video denoising, an application and a mobile terminal. Among them, the application of video denoising includes image acquisition unit, noise level calculation unit, smoothing coefficient calculation unit, distance calculation unit, weight calculation unit and brightness processing unit. The image acquisition unit is adapted to obtain an image frame sequence about the video. The noise level calculation unit is adapted to calculate the noise level of each pixel to be denoised. The smoothing coefficient calculating unit is adapted to determine the brightness smoothing coefficient corresponding to the noise pixel to be determined according to the noise level and the brightness of each denoised pixel point. The distance calculation unit is adapted to calculate the distance between the denoised pixels and the selected associated pixel points based on a block matching algorithm. The weight calculation unit is adapted to compute the corresponding weights of each associated pixel point. The brightness processing unit calculates the intensity weighted average of all pixels associated with each of the pixels to be denoised, and takes the denoised brightness of the pixel to be denoised.

【技术实现步骤摘要】
对视频去噪的方法、应用及移动终端
本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及对视频去噪的方法、应用及移动终端。
技术介绍
在图片或视频采集的应用场景中，所获取的图像不可避免会有信号噪声。例如，在夜晚等场景中所拍摄的图片或视频通常有比较明显的噪点。图像去噪是图像处理(单幅图片处理或视频帧序列的处理)中十分重要的环节。目前，主流图像去噪的处理方式包括多种公知的保边滤波算法，例如双边滤波方式等。在对视频中图像帧序列进行去噪处理时，传统的视频去噪方式是对图像帧中像素点和其在空间和时间上相邻的像素点进行块匹配操作，进而完成滤波操作。现有的视频去噪过程通常需要花费较多时间。针对这种情况，配置较高的多媒体设备经常采用GPU等硬件方式进行去噪加速。然而，在多种便携式电子设备(例如移动终端等)中采用现有的视频去噪方式时，图像去噪过程需要耗费大量时间。为此，本专利技术提出了一种新的对视频去噪的技术方案。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种新的对视频去噪的技术方案，有效的解决了上面至少一个问题。根据本专利技术的一个方面，提供一种对视频去噪的方法，适于在移动终端中执行。该方法包括下述步骤。获取关于视频的图像帧序列。计算每个图像帧中每个待去噪像素点的噪声等级。根据每个待去噪像素点的噪声等级及其亮度，确定对应这个待去噪像素点的亮度平滑系数。从每个待去噪像素点所处的本帧和前后相邻多帧图像中，选定与该待去噪像素点关联的像素点，并基于块匹配算法计算该待去噪像素点与所选定每个关联像素点的距离。根据每个待去噪像素点的亮度平滑系数和每个与其关联像素点对应的距离，计算每个相关联像素点对应的权重。对于每个待去噪像素点，根据每个与其关联像素点的亮度和权重，计算所有与其关联像素点的亮度加权平均值并作为该待去噪像素点的经去噪的亮度。可选地，在根据本专利技术的对视频去噪的方法中，获取关于视频的图像帧序列的步骤包括：按照时间顺序获取RGB像素格式的原始帧序列；将原始帧序列转化为亮度和色度分离的数据帧序列并作为图像帧序列。可选地，在根据本专利技术的对视频去噪的方法中，计算每个图像帧中每个待去噪像素点的噪声等级的步骤包括：以该待去噪像素点为中心，选择预定窗口尺寸的图像块作为该待去噪像素点的邻域块；计算该领域块中亮度的方差，以确定该待去噪像素点的噪声等级。可选地，在根据本专利技术的对视频去噪的方法中，从每个待去噪像素点所处的本帧和前后相邻多帧图像中，选定与该待去噪像素点关联的像素点，并基于块匹配算法计算该待去噪像素点与所选定每个关联像素点的距离的步骤包括：统计该待去噪像素点之前的图像帧中对应位置的像素点所关联的像素点中、与对应位置的像素点相似度最高的至少一部分；根据对应位置的像素点与所统计的至少一部分像素点的位置关系，选定与该待去噪像素点保持这种位置关系的像素点作为与该待去噪像素点相关联的像素点；计算该待去噪像素点与每个相关联的像素点的距离。可选地，在根据本专利技术的对视频去噪的方法中，计算该待去噪像素点与每个相关联的像素点的距离的步骤包括：获取该待去噪像素点的待匹配的邻域块关于亮度的特征向量；获取每个相关联的像素点的邻域块关于亮度的特征向量；计算待匹配的邻域块与每个相关联的像素点的邻域块的特征向量之间距离作为这个相关联的像素点对应的距离。可选地，在根据本专利技术的对视频去噪的方法中，根据每个待去噪像素点的亮度平滑系数和每个与其关联像素点对应的距离，计算每个相关联像素点对应的权重的步骤包括下述方式：其中，x表示待去噪的像素点，y表示与x相关联一个像素点，||u(Nd(x))-u(Nd(y))||表示x的邻域块对应特征向量与y对应特征向量之间的距离，d为特征向量的维度，h表示x的亮度平滑系数，W(x)表示与x相关联的所有的像素点对应的之和，w(x,y)为y像素点的权重。可选地，在根据本专利技术的对视频去噪的方法中，对于每个待去噪像素点，根据与其关联每个像素点的亮度和权重，计算与其关联像素点的亮度加权平均值并作为该待去噪像素点的经去噪的亮度的步骤包括下述方式：其中，x表示待去噪的像素点，y表示与x相关联的像素点，w(x,y)为y像素点的权重，u(y)表示y的亮度值。可选地，根据本专利技术的对视频去噪的方法还包括：根据下述公式平滑所述图像帧序列中每个像素点的色度：其中，ft(x)表示在第t帧图像上像素点x平滑后的色度值，exp(||ut(x)-ut+Δ(x)||2表示x与相邻Δ帧上相应空间位置的像素点之间关于邻域块的色度差距，W(x)为与从-n至n的所有相邻帧上相应空间位置的像素点的色度差距之和，ut+Δ(x)表示与x相邻Δ帧上相应空间位置的像素点的色度值，表示该相应空间位置的像素点的色度值的权重。根据本专利技术又一个方面，提供一种对视频去噪的应用，适于驻留在移动终端中，该应用包括图像获取单元、噪声等级计算单元、平滑系数计算单元、距离计算单元、权重计算单元和亮度处理单元。图像获取单元适于获取关于视频的图像帧序列。噪声等级计算单元适于计算每个图像帧中每个待去噪像素点的噪声等级。平滑系数计算单元适于根据每个待去噪像素点的噪声等级及其亮度，确定对应这个待去噪像素点的亮度平滑系数。距离计算单元适于从每个待去噪像素点所处的本帧和前后相邻多帧图像中，选定与该待去噪像素点关联的像素点，并基于块匹配算法计算该待去噪像素点与所选定每个关联像素点的距离。权重计算单元适于根据每个待去噪像素点的亮度平滑系数和每个与其关联像素点对应的距离，计算每个相关联像素点对应的权重。亮度处理单元，对于每个待去噪像素点，适于根据每个与其关联像素点的亮度和权重，计算所有与其关联像素点的亮度加权平均值并作为该待去噪像素点的经去噪的亮度。根据本专利技术又一个方面，提供一种移动终端，包括根据本专利技术的对视频去噪的应用。综上，根据本专利技术的去噪技术方案，可以准确选定与待去噪像素点相似度高的像素点(换言之，排除掉大量相似度低的像素点)作为相关联像素点，进而通过块匹配计算确定每个相关联像素点的权重。另外，本专利技术的去噪技术方案对待去噪像素点的噪声等级进行评估，进而确定对应噪声等级的亮度平滑系数。结合该噪声等级和每个相关联每个像素点的权重和亮度，本专利技术的去噪技术方案可以将与待去噪像素点相关联像素点的亮度加权平均值作为经去噪的亮度。需要说明的是，本专利技术的去噪技术方案可以对相关联像素点的准确选择(利用相似块传递操作)并且排除掉相似度很低的像素点(在去噪操作中可以忽略不计)，可以极大提高去噪处理速度。另外，本专利技术的去噪技术方案在快速降低噪声的同时，仍然能很好的保留视频细节。特别是，在应用到例如移动终端等便携式多媒体设备时，本专利技术的去噪技术方案通过高效地完成去噪任务，可以极大提高用户体验度。对单个待去噪像素点而言，本专利技术的去噪技术方案所准确选定的、与其相关联的像素点(位于待去噪的像素点所在的本帧和前后帧上)数量有足够多。因此，即使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对视频去噪的方法，适于在移动终端中执行，该方法包括：获取关于视频的图像帧序列；计算每个图像帧中每个待去噪像素点的噪声等级；根据每个待去噪像素点的噪声等级及其亮度，确定对应这个待去噪像素点的亮度平滑系数；从每个待去噪像素点所处的本帧和前后相邻多帧图像中，选定与该待去噪像素点关联的像素点，并基于块匹配算法计算该待去噪像素点与所选定每个关联像素点的距离；根据每个待去噪像素点的亮度平滑系数和每个与其关联像素点对应的距离，计算每个相关联像素点对应的权重；及对于每个待去噪像素点，根据每个与其关联像素点的亮度和权重，计算所有与其关联像素点的亮度加权平均值并作为该待去噪像素点的经去噪的亮度。

【技术特征摘要】
1.一种对视频去噪的方法，适于在移动终端中执行，该方法包括：获取关于视频的图像帧序列；计算每个图像帧中每个待去噪像素点的噪声等级；根据每个待去噪像素点的噪声等级及其亮度，确定对应这个待去噪像素点的亮度平滑系数；从每个待去噪像素点所处的本帧和前后相邻多帧图像中，选定与该待去噪像素点关联的像素点，并基于块匹配算法计算该待去噪像素点与所选定每个关联像素点的距离；根据每个待去噪像素点的亮度平滑系数和每个与其关联像素点对应的距离，计算每个相关联像素点对应的权重；及对于每个待去噪像素点，根据每个与其关联像素点的亮度和权重，计算所有与其关联像素点的亮度加权平均值并作为该待去噪像素点的经去噪的亮度。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述获取关于视频的图像帧序列的步骤包括：按照时间顺序获取RGB像素格式的原始帧序列；将原始帧序列转化为亮度和色度分离的数据帧序列并作为所述图像帧序列。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述计算每个图像帧中每个待去噪像素点的噪声等级的步骤包括：以该待去噪像素点为中心，选择预定窗口尺寸的图像块作为该待去噪像素点的邻域块；计算该领域块中亮度的方差，以确定该待去噪像素点的噪声等级。4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述从每个待去噪像素点所处的本帧和前后相邻多帧图像中，选定与该待去噪像素点关联的像素点，并基于块匹配算法计算该待去噪像素点与所选定每个关联像素点的距离的步骤包括：统计该待去噪像素点之前的图像帧中对应位置的像素点所关联的像素点中、与对应位置的像素点相似度最高的至少一部分；根据对应位置的像素点与所统计的至少一部分像素点的位置关系，选定与该待去噪像素点保持这种位置关系的像素点作为与该待去噪像素点相关联的像素点；及计算该待去噪像素点与每个相关联的像素点的距离。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述计算该待去噪像素点与每个相关联的像素点的距离的步骤包括：获取该待去噪像素点的待匹配的邻域块关于亮度的特征向量；获取每个相关联的像素点的邻域块关于亮度的特征向量；及计算待匹配的邻域块与每个相关联的像素点的邻域块的特征向量之间距离作为这个相关联的像素点对应的距离。6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述根据每个待去噪像素点的亮度平滑系数和每个与其关联像素点对应的距离，计算每个相关联像素点对应的权重的步骤包括下述方式：

【专利技术属性】
技术研发人员：程安，万鹏飞，张伟，傅松林，
申请(专利权)人：厦门美图之家科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35