信號處理裝置、方法和程序的制作方法

專利名稱：信號處理裝置、方法和程序的制作方法
技術領域：
本發明涉及信號處理裝置和方法以及程序。更具體地說，本發明涉及 使用多個濾波器提供簡單和可靠的噪聲降低的信號處理裝置和方法，以及 程序。
背景技術：
蚊式噪聲和塊噪聲是通過使用運動圖像專家組(MPEG， Moving Picture Experts Group)技術進行圖像壓縮處理所引起的噪聲的例子。
蚊式噪聲是沿著圖像上的物體的輪廓產生偽輪廓的噪聲。塊噪聲以壓 縮處理中的離散余弦變換(DCT， discrete cosine transform)塊為單位產生。 塊噪聲引起DCT塊之間的邊界處的不連續。
據信蚊式噪聲和塊噪聲是由在圖像壓縮處理中DCT變換中的量化 導致的高階圖像信息或高頻分量的丟失引起的。
已經提出了用于降低這種噪聲的算法。例如，如日本未審查專利申請 公報2004-336651中公開的用于降低蚊式噪聲的方法。在該方法中，檢測 圖像中的邊緣區域，并使用非線性平滑濾波器，在保持圖像的清晰度的同 時#測到的邊緣區域去除蚊式噪聲。
在例如國際公開WO 98/54892中公開了用于降低塊噪聲的方法，其 中，計算用于根據輸入圖像數據確定塊失真所需的參數，并基于計算的參 數和檢測到的指示圖像編碼中難度等級的參數來確定塊失真。在該方法 中，塊失真的確定的結果被用來計算用于降低塊失真的校正值，并使用該 校正值來校正輸入圖錄據。然而，蚊式噪聲降低技術和塊噪聲降低技術之一不會既降低蚊式噪聲 又降低塊噪聲。兩種技術的簡單組合可能導致蚊式噪聲降低的效果與塊噪 聲降低的效果之間的沖突，或者可能導致處理之一不利地影響另一個處理 的準確性的結果。
具體來說，通過使用多個濾波器而^L應用于給定區域的濾波處理可能 將效果減半。或者，4吏用某個濾波器對區域進行的濾波處理可能阻止該區 域被檢測為要—吏用其它濾波器進行濾波處理的區域。
因此，已經提出了使用降低蚊式噪聲和降低塊噪聲的組合來降低噪聲 的方法(參見，例如日本未審查專利申請公報2005-318614)。在日本未審 查專利申請乂>才艮2005-318614公開的方法中，輸入圖像基于輸入圖〗象的方 差圖傳被分成多個塊，并且得到的塊被分類為平滑、紋理或邊緣塊。濾波 平滑塊以降低塊噪聲，并使用模糊濾波器濾波邊緣塊以降低蚊式噪聲。因 此，實現輸入圖像的有效降噪。

發明內容
然而，在用于使用降低蚊式噪聲和降低塊噪聲的組合來降低噪聲的方 法中，因為針對每個塊切換蚊式噪聲降低處理和塊噪聲降低處理，所以難 以從圖像中可靠地降低噪聲。
具體地說，在針對每個塊切換蚊式噪聲降低處理和塊噪聲降低處理的 機制中，盡管在相同塊或若干相鄰塊中蚊式噪聲和塊噪聲均發生，但是降 噪處理中的一個^^作用而另一個降噪處理不^^作用。
此外，由于根據閾值分類塊，因為每一個塊被應用不同濾波處理，所 以用于確定分類的值接近閾值的若干相鄰塊可能引起塊之間的邊界處的 不連續。此外，當U動圖像中去除噪聲時，圖像的相同部分中的塊取決 于時間(或幀)可經受不同濾波處理，這可能隨著處理時間削弱穩定性。
因此，期望使用多個濾波器更容易和可靠地降低噪聲。
本發明的實施例提供了 一種信號處理裝置，用于使用多個濾波器對輸 入圖像執行濾波處理以產生輸出圖像。信號處理裝置包括下面的元件。區 域方差值計算裝置計算圍繞用作輸入圖像上感興趣像素的預定像素的區 域的區域方差值，區域方差值表明位于區域中的像素的像素值相對于位于 區域中的像素的平均〗象素值的變化度。濾波處理裝置使用濾波器對感興趣 像素的像素值應用濾波處理。反映量確定裝置基于區域方差值確定反映頁
量，反映量表明通過由濾波處理裝置應用濾波處理而獲得的濾波器輸出值 對產生輸出圖像的與感興趣的像素相對應的像素的像素值的貢^。組合 裝置計算輸出圖像的與感興趣的像素相對應的像素的像素值，計算U于 通過由多個濾波處理裝置應用濾波處理而獲得的每一個濾波器輸出值、相 對于濾波器輸出值確定的每一個反映量以及感興趣的像素的像素值而進 行的。
組合裝置可以通過將感興趣的像素的像素值與濾波器輸出值之間的 差乘以反映量以確定差值，并將差值的總和加到感興趣的像素的像素值來 計算輸出圖像的像素的像素值。
反映量確定裝置可以使用表明相對于區域方差值的大小的反映量的 值的信息，根據由區域方差值計算裝置計算的區域方差值確定濾波器輸出 值的反映量，所述信息針對濾波處理中使用的每一個濾波器預先確定。
多個濾波處理裝置中的第一濾波處理裝置可以使用執行滑動平均處 理的濾波器執行濾波處理，并且多個濾波處理裝置中的第二濾波處理裝置 可以用來使用執行平滑處理的濾波器執行濾波處理。
本發明的另 一個實施例提供了 一種信號處理方法或程序，用于使用多 個濾波器對輸入圖《象執行濾波處理以產生輸出圖《象，信號處理方法或程序
包括步驟計算圍繞用作輸入圖像上感興趣像素的預定像素的區域的區域 方差值，區域方差值表明位于區域中的像素的像素值相對于位于區域中的
像素的平均像素值的變化度；在濾波處理裝置處，使用濾波器對感興趣《象
素的像素值應用濾波處理；基于區域方差值確定反映量，反映量表明通過 由濾波處理裝置應用濾波處理而獲得的濾波器輸出值對產生輸出圖像的 與感興趣的像素相對應的像素的像素值的貢^JL;以及計算輸出圖像的與 感興趣的像素相對應的像素的像素值，該計算是基于通過由多個濾波處理 裝置應用濾波處理而獲得的每一個濾波器輸出值、相對于濾波器輸出值確 定的每一個反映量以及感興趣的像素的像素值而進行的。
根據本發明的實施例，計算圍繞用作輸入圖像上感興趣4象素的預定像 素的區域的區域方差值，區域方差值表明位于區域中的像素的像素值相對 于位于區域中的像素的平均像素值的變化度；使用濾波器對感興趣像素的 像素值應用濾波處理；基于區域方差值確定反映量，反映量表明通過濾波 處理而獲得的濾波器輸出值對產生輸出圖 <象的與感興趣的^^素相對應的 像素的像素值的貢亂變；以瓦基于通過多個濾波處理而獲得的每一個濾波 器輸出值、相對于濾波器輸出值確定的每一個反映量以及感興趣的像素的像素值來計算輸出圖像的與感興趣的像素相對應的像素的像素值。
因此，根據本發明的實施例，使用多個濾波器可以更容易和可靠地降 低噪聲。


圖l是示出根據本發明實施例的信號處理裝置的示例性結構的框圖2是描述降噪處理的流程圖3A和圖3B是示出示例性增益曲線的圖4是示出示例性增益曲線的圖；以及
圖5是示出計算機的示例性結構的框圖。
具體實施例方式
下文中將參考附圖描述本發明的實施例。
圖1是示出根據本發明實施例的信號處理裝置11的示例性結構的框圖。
信號處理裝置ll包括方差計算單元21、濾波器單元22、濾波器控制 單元23和濾波器組合單元24。
要應用降噪處理的輸入圖像的輸入圖像信號被輸入給信號處理裝置 11。輸入圖像信號被提供給方差計算單元21、濾波器單元22和濾波器組 合單元24。輸入圖像信號可以是例如通過對使用MPEG技術等進行了 壓縮(或編碼)的運動圖傳Jt據應用擴展(或解碼)處理所獲得的圖像信 號。
方差計算單元21基于提供的輸入圖像信號產生子區域方差信號，并 且將該子區域方差信號提供給濾波器控制單元23。子區域方差信號表明 輸入圖像上的像素的像素值的方差。例如，輸入圖像上的特定像素被指定 為感興趣的像素，并且圍繞感興趣的像素的區域被指定為子區域。則，表 明子區域中的像素的像素值相對于像素的平均像素值的變化度的子區域 方差值被指定為子區域方差信號的信號值。
濾波器單元22將濾波處理應用到所提供的輸入圖像信號。具體地說， 濾波器單元22包括濾波處理單元31-1到31-n，并且濾波處理單元31到31-n各具有有限脈沖響應(FIR)濾波器。FIR濾波器可以由例如滑動平 均濾波器、平滑濾波器、epsilon(s)濾波器、塊噪聲降低濾波器等來實現， 這根據使用來預先確定。
濾波處理單元31-1到31-n中的每一個使用相應的FIR濾波器對所提 供的輸入圖像信號進行濾波處理，并且將通過濾波處理獲得的濾波器輸出 信號提供給濾波器組合單元24。除非單獨另作說明，濾波處理單元31-1 到31-n下文中被簡稱為"濾波處理單元31"。
濾波器控制單元23基于從方差計算單元21提供的子區域方差信號確 定反映量。反映量代表濾波處理單元31-1到31-n中提供的每個FIR濾波 器對從輸入圖像信號中去除噪聲的貢獻率。
具體地說，濾波器控制單元23包括增益曲線保持單元32-1到32-n， 并且每一增益曲線保持單元32-1到32-n保持濾波處理單元31-1到31-n 的FIR濾波器中的一個的增益曲線。增益曲線可以^l^艮據相應FIR濾波 器的特性預先確定的曲線，并且其代表FIR濾波器的增益，即反映量和 子區域方差值之間的關系。更具體地說，每一個增益曲線保持單元32-1 到32-n包括表明增益曲線的函數、表格等。
增益曲線保持單元32-1到32-n中的每一個基于從方差計算單元21 提供的子區域方差信號和保持的增益曲線，來確定代表相應FIR濾波器 的貢獻率的反映量，即FIR濾波器的權重。反映量可取例如0到1的值。
增益曲線保持單元32-1到32-n將確定的反映量提供給濾波器組合單 元24。除非單獨另作說明，增益曲線保持單元32-1到32-n下文中被筒稱 為"增益曲線保持單元32"。
濾波器組合單元24執行從提供的輸入圖像信號中去除噪聲的處理。 具體地說，濾波器組合單元24基于提供的輸入圖^象信號、來自濾波處理 單元31的濾波器輸出信號以及來自增益曲線保持單元32的反映量來產生 與去除了噪聲的輸入圖像信號相對應的輸出圖像信號，并且輸出該輸出圖 像信號。
接下來，將參考圖2中所示的流程圖描述信號處理裝置11從輸入圖 像信號中去除噪聲并且輸出所得到的輸出圖像信號的降噪處理。
在步驟Sll中，方差計算單元21基于提供的輸入圖像信號指定輸入 圖像上的像素中的一個4象素為感興趣的4象素，并且確定感興趣的《象素的子 區域方差值。例如，假設以感興趣的像素為中心的輸入圖像的子區域是具有M行 像素和N列像素(M個像素x N個像素)的區域，而且該子區域中的像 素的像素值的平均值M示成Ave。進一步假設感興趣的像素是位于相對 于輸入圖像上的基準點的第i行、第j列的像素，而JL^明位于相對于基 準點的第(i+m)行、第(j+n)列的像素的像素值的輸入圖像信號的信號值被 表示成X (i+m， j+n )。在這種情況下，方差計算單元21計算下面的等式
(1) 來確定感興趣的像素的子區域方差值Var (i，j):<formula>formula see original document page 10</formula>
具體地說，感興趣的像素的子區域方差值Var (i， j )是通過確定子區 域中的各像素的像素值與平均值Ave之間的差的平方，并將所確定的各個 像素的差的平方的總和除以子區域中的像素數(即MxN)而獲得的。
請注意，為了降低計算成本，方差計算單元21可以計算下面的等式
(2) 來確定準方差(quasi-variance)，并且可以將計算出的方差用作感興趣 的像素的子區域方差值Var (i，j):<formula>formula see original document page 10</formula>由等式(2)給出的子區域方差值是通過確定子區域中的各像素的像素 值與平均值Ave之間的差的絕對值，并且將所確定的各個像素的差的絕對 值的總和除以子區域中的像素數而獲得的。
按上述方式確定的感興趣的像素的方差值，即表明子區域方差值的子 區域方差信號被從方差計算單元21提供給增益曲線保持單元32。
在步驟S12中，增益曲線保持單元32-1到32-n中的每一個基于從方 差計算單元21提供的子區域方差值和保持的增益曲線，確定FIR濾波器 的對應一個的反映量。
例如，增益曲線保持單元32保持圖3A或3B中所示的增益曲線。在 圖3A和3B中，縱坐標軸代表FIR濾波器的增益，即反映量，橫坐標軸 代表子區域方差值。在圖3A所示的增益曲線中，當子區域方差值在0到VI的范圍內時， 反映量被設定為1。當子區域方差值在從VI到V2的范圍內時，反映量 隨著子區域方差值增加而降低。當子區域方差值為V2或更大時，反映量 被設定為0。
因此，在圖3A中所示的增益曲線中，子區域方差值越小，則相應FIR 濾波器對輸出圖像信號的產生的貢M大。當子區域方差值為V2或更大 時，相應FIR濾波器不用于產生輸出圖4象信號。
例如，增益曲線保持單元32保持圖3A中所示的增益曲線。在這種 情況下，當從方差計算單元21中提供等于值V1的子區域方差值時，增 益曲線保持單元32基于增益曲線提供反映量1給濾波器組合單元24。
在圖3B所示的增益曲線中，當子區域方差值在0到Vll范圍內時， 反映量被設定為0。當子區域方差值在Vll到V12的范圍內時，反映量 隨著子區域方差值增加而增加。當子區域方差值在V12到V13范圍內時， 反映量被設定為1。當子區域方差值在V13到V14范圍內時，反映量隨 著子區域方差值增加而減小。當子區域方差值為V14或更大時，反映量 被設定為0。在圖3B所示的增益曲線中，當子區域方差值在預定范圍之 內時，相應FIR濾波器對輸出圖《象信號的產生的貢獻大。
此處，將考慮從輸入圖像信號中去除塊噪聲和蚊式噪聲。
塊噪聲可能發生在圖像的平滑部分，其可能是具有較小亮度改變的區 域。 一般而言，使用涉及寬范圍像素(或寬像素區域)的濾波器(即使用 相對寬像素區域執行處理的濾波器)來去除塊噪聲。因此，例如7-抽頭的 滑動平均濾波器適合于去除塊噪聲。
另一方面，蚊式噪聲可能發生在圖像上具有大幅度的部分，其可能是 在亮度值方面具有較大變化的區域，例如邊緣。去掉小幅高頻分量的濾波 器適合于去除蚊式噪聲。即，平滑其亮度值改變較少但改變較快的區域的 濾波器適用，例如僅使用與中心像素(或感興趣的像素)的差在閾值范圍 內的^象素來執行平滑的5-抽頭的s濾波器。
因此，為了從輸入圖傳 ft號中同時去除塊噪聲和蚊式噪聲，濾波處理 單元31中保持的n個FIR濾波器包括至少一個滑動平均濾波器和一個s 濾波器。
在這種情況下，滑動平均濾波器和￡濾波器具有例如圖4中所示的增 益曲線。在圖4中，縱坐標軸代表FIR濾波器的增益，即反映量，橫坐標軸代表子區域方差值。滑動平均濾波器具有增益曲線GC1，而￡濾波 器具有增益曲線GC2。
在滑動平均濾波器的增益曲線GC1中，當子區域方差值在從0到V21 的范圍內時，反映量被設定為1。當子區域方差值在從V21到V23的范 圍內時，反映量隨著子區域方差值的增加而減小。當子區域方差值為V23 或更大時，反映量被設定為0。
因此，在增益曲線GC1中，子區域方差值越小，相應滑動平均濾波 器對輸出圖像信號的產生的貢獻越大，更具體地說，通過使用滑動平均濾 波器執行濾波而獲得的濾波器輸出信號大大有助于輸出圖像信號的產生。 當子區域方差值為V23或更大時，滑動平均濾波器不用于產生輸出圖4象 信號。
在輸入圖像中具有較小亮度變化的平滑區域中，其中，塊噪聲可能會 發生，因此，適于去除塊噪聲的滑動平均濾波器對輸出圖像信號的產生有 很大的貢獻。這使得塊噪聲從輸入圖像中被完全去除。在塊噪聲可能較少 發生的具有較大子區域方差值的區域中，例如輸入圖像的邊緣或紋理，滑 動平均濾波器不用于產生輸出圖像信號。可以防止輸入圖像的重要部分的 模糊。
在s濾波器的增益曲線GC2中，當子區域方差值在從0到V22的范 圍內時，反映量被設定為0。當子區域方差值在從V22到V24內變化時， 反映量隨著子區域方差值增加而增加。當子區域方差值為V24或更大時， 反映量^Li殳定為1。
因此，在增益曲線GC2中，子區域方差值越大，相應￡濾波器對輸 出圖<象信號的產生的貢*^大，更具體地i兌，通過使用s濾波器執行濾波 而獲得的濾波器輸出信號對輸出圖4象信號的產生的貢^大。當子區域方 差值為V22或更小時，￡濾波器不用于產生輸出圖傳*信號。
因此，在可能發生蚊式噪聲的、具有大子區域方差值的輸入圖像的邊 緣或紋理區域中，適于去除蚊式噪聲的￡濾波器大大有助于輸出圖像信號 的產生。這使得蚊式噪聲從輸入圖像中被完全去除。在輸入圖像中可能較 少發生蚊式噪聲的具有小亮度變化的平滑區域中，￡濾波器不用來產生輸 出圖像信號。可以防止輸入圖像的重要部分的模糊。
以這種方式，基于輸入圖像中的每個像素的子區域方差值，即基于局 部方差來控制每個FIR濾波器對輸出圖像信號的產生的貢獻。因此，可以有效地降低輸入圖像上的塊噪聲以及蚊式噪聲二者。
請注意，可以使用三個FIR濾波器去除來自輸入圖像的塊噪聲和蚊 式噪聲。在這種情況下，濾波處理單元31中保持的FIR濾波器可以包括 例如滑動平均濾波器、￡濾波器和中值濾波器。
中值濾波器是用于從輸入圖像中去除可能難以使用￡濾波器或滑動 平均濾波器從輸入圖像中去除的噪聲，即由MPEG壓縮處理之外的源所 引起的噪聲的濾波器。設計中值濾波器，使得當子區域方差值小時，增益 曲線顯示出大約中間值的反映量，例如大約0.5。
以這種方式，使用滑動平均濾波器、s濾波器和中值濾波器的組合產 生輸出圖像的像素的像素值。這可以解決更多各種失真圖像。換句話說， 可以從輸入圖像中去除更大數量的噪聲。
回頭參考圖2的流程圖，增益曲線保持單元32基于子區域方差值和 增益曲線來確定FIR濾波器的反映量，并且將反映量提供給濾波器組合 單元24。
在步驟S13中，濾波處理單元31-1到31-n中的每一個使用保持的 FIR濾波器對提供的輸入圖像信號，更具體地說，對感興趣的像素的像素 值應用濾波處理。則，濾波處理單元31-l到31-n中的每一個將通過濾波 處理獲得的濾波器輸出信號的信號值，即已經進行了濾波處理的感興趣的 像素的像素值，提供給濾波器組合單元24。
在步驟S14中，濾波器組合單元24基于所提供的感興趣的像素的像 素值、來自增益曲線保持單元32的反映量以及來自濾波處理單元31的像 素值(濾波器輸出信號)確定輸出圖像信號的像素的像素值。具體地說， 確定了位于與通過從輸入圖像中去除噪聲而獲得的輸出圖像中的感興趣 的像素相同的位置上的像素的像素值，并且表明該像素值的信號值被輸出 為輸出圖像信號。
例如，假設感興趣的像素的像素值#^示成"in",并假設從濾波處 理單元31-i (其中l<i<n)中輸出的像素值(即濾波器輸出信號的值) 被表示成fj。進一步假定相對于濾波器輸出信號的值fi的反映量M示成 blj。則，濾波器組合單元24計算下面的等式(3)來確定輸出圖像信號的像 素的像素值Out:
Out = in+ i (f「in) .blj …(3)通過將各個濾波器輸出信號的值fi與感興趣的像素的像素值"in"之間 的差乘以相應于濾波器輸出信號的值fi的反映量bli，然后確定針對各個 濾波器輸出信號確定的反映量與差值之間的乘積的總和，并且將像素值 "in，，加到該總和來獲得由等式(3)給出的像素值Out。
可以確定每個增益曲線的反映量的值，使得相對于n個增益曲線中的 各個子區域方差值的反映量的總和(即n個反映量的總和)等于1或小于 1或大于1。在任一情況下，每個濾波器輸出信號的值與感興趣的像素的 像素值之間的差乘以表明每個濾波器(即每個濾波器輸出信號)對輸出圖 像的產生的貢亂變的反映量。因此，可以實現有效的噪聲去除。
具體地說，例如，如果每個濾波器輸出信號的值與感興趣的像素的像 素值之間的差被簡單地加到感興趣的像素的像素值，則差的總和變大以使 感興趣的像素的像素值過于顯著。反之，在這種情況下，各個濾波器的作 用可以互相抵消。相反，在信號處理裝置ll中，根據圍繞感興趣的像素 的區域的特性，針對每個感興趣的像素確定每個濾波器的反映量，且與每 個濾波器輸出信號的反映量相對應的校正值，即通過將濾波器輸出信號的 值與感興趣的像素的像素值之間的差乘以反映量獲得的值，被加到感興趣 的像素的像素值。這在沒有抵消各個濾波器的作用的情況下，可提供輸入 圖像的有效的噪聲去除。
在步驟S15中，信號處理裝置11確定處理是否結束。例如，如果對 于所提供的輸入圖像信號的全部幀，輸入圖像的像素被指定為感興趣的像 素，并且已經從各個幀的輸入圖像中去除了噪聲，則確定為處理結束。
如果在步驟S15中確定處理未結束，則處理返回到步驟Sll，并且重 復上述處理。在處理中，例如，輸入圖像上的還沒有被指定為感興趣的像 素的像素被指定為新的感興趣的像素，或者輸入圖像上的后續幀的像素被 指定為感興趣的像素。即，各個幀的輸入圖像上的像素被按順序指定為感 興趣的像素，并且確定輸出圖像的像素的像素值。
另一方面，如果在步驟S15中確定處理結束，則信號處理裝置ll中 的每一個單元都終止正在進行的處理，并且降噪處理結束。
以這種方式，信號處理裝置11針對輸入圖像上的每個像素根據輸入 圖傳_信號確定子區域方差值，并且基于子區域方差值確定每個FIR濾波 器的反映量。基于該反映量，信號處理裝置11產生輸出圖像信號，根據 該輸出圖像信號從濾波器輸出信號和輸入圖像信號中去除了噪聲。200910118331.4域方差值，確t良映量，并且根據該反映
量改變每個FIR濾波器對噪聲去除的貢獻度以產生輸出圖像信號。這允 許在沒有削弱圖像中的重要部分的情況下，針對輸入圖像的每個像素使用 更多合適的濾波器的組合來去除噪聲。因此，噪聲可以更容易且可靠地降 低。例如，塊噪聲和蚊式噪聲均可被容易并且可靠地從輸入圖像中去除。
另外，在信號處理裝置ll中，確定子區域方差值，并基于該子區域 方差值確定每個FIR濾波器的反映量。這允許使用輸入圖像的壓縮處理 中預先得到的信息，以低計算成本，即在沒有4吏用被用于壓縮處理或擴展 處理的各種參數的情況下，有效降低可能由壓縮處理引起的輸入圖像中的 失真。
例如，即使在使用再現設備擴展輸入圖像以放大輸入圖像時，位于再 現設備之后的用于顯示輸入圖像的設備可以執行降噪處理以防止由于擴 展處理或放大處理中引起的失真或噪聲導致的圖像質量的劣化。
此外，在信號處理裝置ll中，根據FIR濾波器的反映量，使用FIR 濾波器的組合來去除噪聲。換言之，對要被處理的區域更有效的FIR濾 波器被更重地加權以執行處理。
這可以防止多個濾波器彼此抵消作用，或可防止由于多個濾波器的4吏 用而出現不期望的產物。此外，可以防止可能由切換兩個濾波器4吏得選擇 性地使用濾波器中的一個的相關技術的機制引起的不便，諸如針對輸入圖 像的時間不穩定濾波處理或輸入圖像上的不自然地顯著的DCT塊邊界。
此外，在用于再現輸入圖像的便攜視頻再現設備等中，例如，當低清 晰度MPEG圖像被作為輸入圖傳瑜入時，常常可能沒有為期望的降噪性 能準備足夠的計算成本。即使在這種情況下，因為不需要將輸入圖像分成 塊或對塊進行分類，所以信號處理裝置11可以在保持銳度的同時，使用 低成本的計算處理來改進MPEG圖像的壓縮失真。換言之，信號處理裝 置11可以確保低計算成本高性能降噪。
上面描述的一系列處理可以通過硬件或軟件來執行。當一系列處理由 軟件執行時，從程序記錄介質中將構成軟件的程序安裝到合并有專用硬件 的計算機中，或安裝到能夠通過在其中安裝各種程序來執行各種功能的諸 如通用計算機的設備中。
圖5是示出根據程序執行上述一系列處理的計算機的示例性硬件結 構的框圖。在計算機中，中央處理單元(CPU)201、只讀存儲器(ROM)202和隨機 訪問存儲器(RAM)203通過總線204彼此連接。
輸X/輸出接口 205也被連接到總線204。輸>^/輸出接口 205被連接 到包括鍵盤、鼠標和麥克風的輸入單元206、包括顯示器和揚聲器的輸出 單元207、包括硬盤和非易失性存儲器的記錄單元208、包括網洛接口的 通信單元209，以及用于驅動諸如磁盤、光盤、磁光盤或半導體存儲器的 可移動介質211的驅動器210。
在具有上述配置的計算機中，例如，CPU 201將記錄在記錄單元208 上的程序經由輸A/輸出接口 205和總線204加栽到RAM 203上，并且執 行該程序，從而執行上述一系列處理。
由計算機(即，CPU 201)執行的程序可以被記錄在可移動介質211 上，可移動介質211為由例如^ t盤(包括軟盤)、光盤(諸如壓縮盤只讀 存儲器(CD-ROM)或數字通用光盤(DVD))、磁光盤或半導體存儲器形成 的封裝式記錄介質，或者由計算機執行的程序可經由諸如局域網、因特網 或數字衛星廣播的有線或無線傳輸介質提供。
可以通過將可移動^h質211放置在驅動器210中，將程序經由輸^ 輸出接口 205安裝到記錄單元208上。可選擇地，可以經由有線或無線傳 輸^^質在通信單元209處接收程序，并且可以將該程序安裝到記錄單元 208上。還可以在ROM 202或記錄單元208中預先安裝程序。
由計算機執行的程序可以是這樣的程序，使得根據這里所述的順序按 時序執行處理，或者可以是這樣的程序，使得處理被并行執行或例如當啟 動程序時在期望時間執行。
本發明的實施例不局限于上述實施例，并且可以在不偏離本發明的范 圍的情況下做出各種變型。
本領域的技術人員應當理解，根據設計需求和其它因素，可以進行各 種變型，組合，子組合和修改，只要它們在所附權利要求書或其等同表述 的范圍內。
權利要求
1.一種信號處理裝置，用于使用多個濾波器對輸入圖像執行濾波處理以產生輸出圖像，所述信號處理裝置包括區域方差值計算裝置，用于計算圍繞用作所述輸入圖像上感興趣像素的預定像素的區域的區域方差值，所述區域方差值表明位于所述區域中的像素的像素值相對于位于所述區域中的像素的平均像素值的變化度；濾波處理裝置，用于使用所述濾波器對所述感興趣像素的像素值應用濾波處理；反映量確定裝置，用于基于所述區域方差值確定反映量，所述反映量表明通過由所述濾波處理裝置應用所述濾波處理而獲得的濾波器輸出值對產生所述輸出圖像的與所述感興趣的像素相對應的像素的像素值的貢獻度；以及組合裝置，用于計算所述輸出圖像的與所述感興趣的像素相對應的像素的像素值，所述計算是基于通過由多個濾波處理裝置應用濾波處理而獲得的每一個濾波器輸出值、相對于所述濾波器輸出值確定的每一個反映量以及所述感興趣的像素的像素值而進行的。
2. 如權利要求1所述的信號處理裝置，其中，所述組合裝置通過將 所述感興趣的像素的像素值與所述濾波器輸出值之間的差乘以所述反映 量以確定差值，并將所述差值的總和加到感興趣的像素的像素值來計算所 述輸出圖像的像素的像素值。
3. 如權利要求1所述的信號處理裝置，其中，所述反映量確定裝置 使用表明相對于區域方差值的大小的反映量的值的信息，根據由所述區域 方差值計算裝置計算的所述區域方差值確定所述濾波器輸出值的反映量， 所述信息針對所述濾波處理中使用的每一個濾波器預先確定。
4. 如權利要求1所述的信號處理裝置，其中，所述多個濾波處理裝置包括用來使用執行滑動平均處理的濾波器執行所述濾波處理的第一濾 波處理裝置，并且所述多個濾波處理裝置還包括用來使用執行平滑處理的濾波器執行 所述濾波處理的第二濾波處理裝置。
5. —種信號處理方法，用于使用多個濾波器對輸入圖像執行濾波處 理以產生輸出圖像，所述信號處理方法包括步驟計算圍繞用作所述輸入圖像上感興趣像素的預定像素的區域的區域 方差值，所述區域方差值表明位于所述區域中的像素的像素值相對于位于所述區域中的像素的平均像素值的變化度；在濾波處理裝置處，使用所述濾波器對所述感興趣像素的像素值應用 濾波處理；基于所述區域方差值確定反映量，所述反映量表明通過由所述濾波處 理裝置應用所述濾波處理而獲得的濾波器輸出值對產生所述輸出圖^^的 與所述感興趣的像素相對應的像素的像素值的貢亂變；以及計算所述輸出圖像的與所述感興趣的像素相對應的像素的4象素值，所 述計算是基于通過由多個濾波處理裝置應用濾波處理而獲得的每一個濾 波器輸出值、相對于所述濾波器輸出值確定的每一個反映量以及所述感興 趣的像素的像素值而進行的。
6. —種信號處理程序，用于使用多個濾波器對輸入圖4象執行濾波處 理以產生輸出圖像，所述程序使計算機執行包括這樣步驟的處理計算圍繞用作所述輸入圖像上感興趣像素的預定像素的區域的區域 方差值，所述區域方差值表明位于所述區域中的像素的像素值相對于位于 所述區域中的像素的平均像素值的變化度；在濾波處理裝置處，4吏用所述濾波器對所述感興趣《象素的1象素值應用 濾波處理；基于所述區域方差值確定反映量，所述反映量表明通過由所述濾波處 理裝置應用所述濾波處理而獲得的濾波器輸出值對產生所述輸出圖像的 與所述感興趣的像素相對應的像素的像素值的貢亂變；以及計算所述輸出圖像的與所述感興趣的像素相對應的像素的像素值，所 述計算是基于通過由多個濾波處理裝置應用濾波處理而獲得的每一個濾 波器輸出值、相對于所述濾波器輸出值確定的每一個反映量以及所述感興 趣的《象素的《象素值而ii行的。
7. —種信號處理裝置，用于使用多個濾波器對輸入圖像執行濾波處 理以產生輸出圖像，所述信號處理裝置包括區域方差值計算單元，用于計算圍繞用作所述輸入圖像上感興趣像素 的預定像素的區域的區域方差值，所述區域方差值表明位于所述區域中的濾波處理單元，用于使用所述濾波器對所述感興趣像素的像素值應用濾波處理；反映量確定單元，用于基于所述區域方差值確定反映量，所述反映量 表明通過由所述濾波處理單元應用所述濾波處理而獲得的濾波器輸出值 對產生所述輸出圖像的與所述感興趣的像素相對應的像素的像素值的貢 以及組合單元，用于計算所述輸出圖像的與所述感興趣的像素相對應的像 素的像素值，所述計算是基于通過由多個濾波處理單元應用濾波處理而獲 得的每一個濾波器輸出值、相對于所述濾波器輸出值確定的每一個反映量 以及所述感興趣的像素的像素值而進行的。
全文摘要
信號處理裝置、方法和程序。信號處理裝置包括下面的部件。區域方差值計算裝置計算圍繞用作輸入圖像上感興趣像素的預定像素的區域的區域方差值，區域方差值表明位于區域中的像素的像素值相對于位于區域中的像素的平均像素值的變化度。濾波處理裝置使用濾波器對感興趣像素的像素值應用濾波處理。反映量確定裝置基于區域方差值確定反映量，反映量表明通過由濾波處理裝置應用濾波處理而獲得的濾波器輸出值對產生輸出圖像與感興趣像素相對應像素的像素值的貢獻度。組合裝置基于通過多個濾波處理裝置應用濾波處理而獲得的每個濾波器輸出值、相對于濾波器輸出值確定的每個反映量以及感興趣像素的像素值來計算輸出圖像與感興趣像素相對應的像素的像素值。
文檔編號G06T5/00GK101527852SQ20091011833
公開日2009年9月9日 申請日期2009年2月27日 優先權日2008年3月3日
發明者山丈浩章, 青山幸治 申請人:索尼株式會社