一種圖像色度降噪的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種圖像色度降噪的方法及裝置，包括：對輸入的RGB圖像進行色彩空間變換，得到變換后圖像的色度分量；對所述變換后圖像的色度分量進行IIR濾波，得到IIR濾波后圖像的色度分量；對所述IIR濾波后圖像的色度分量進行降噪處理，得到色度降噪后圖像的色度分量；對所述色度降噪后圖像的色度分量進行色彩空間反變換，得到色度降噪后的RGB圖像。采用IIR濾波，并對IIR濾波結果進行進一步降噪處理的方式實現彩色圖像的色度噪聲消除。采用本發明方法，采用較小的色度窗即能達到較好的色度降噪效果，能夠有效的消除色度噪聲尤其是色度低頻噪聲并可以節省硬件開銷和實現成本。
【專利說明】-種圖像色度降噪的方法及裝置
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種視頻圖像處理領域，尤其設及一種圖像色度降噪的方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 在視頻圖像處理領域，降噪是一種增強視頻圖像質量的十分有效的方法。視頻在 采集、傳輸和接收等過程中都不可避免地會引入噪聲，為了提高視頻圖像的主客觀效果，提 高視頻圖像的壓縮效率或節省傳輸帶寬，都有必要對視頻進行降噪處理，圖像噪聲消除通 常采取空域降噪或者變換域降噪等方法，然而色度上的噪聲一般表現為低頻噪聲，對其進 行降噪處理要達到較好的降噪效果，需要在較大的色度像素窗內進行處理，該樣需要較大 的緩沖存儲和復雜的處理，增加了硬件開銷和實現成本。
[0003] 圖像色度上的噪聲一般表現為低頻噪聲，對其進行降噪處理要達到較好的降噪效 果，需要在較大的色度像素窗內進行處理，該樣需要較大的緩沖存儲和復雜的處理，增加了 硬件開銷和實現成本。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是提供一種圖像色度降噪的方法及裝置，本發明采用 IIR濾波，并對IIR濾波結果進行進一步降噪處理的方式實現色度噪聲消除，采用本發明方 法，采用較小的色度窗即能達到較好的色度降噪效果，能夠有效的消除色度噪聲尤其是色 度低頻噪聲并可W節省硬件開銷和實現成本。
[0005] 為實現上述技術效果，本發明公開了一種圖像色度降噪的方法，包括：
[0006] 對輸入的RGB圖像進行色彩空間變換，得到變換后圖像的色度分量；
[0007] 對所述變換后圖像的色度分量進行IIR濾波，得到IIR濾波后圖像的色度分量； [000引對所述IIR濾波后圖像的色度分量進行降噪處理，得到色度降噪后圖像的色度分 量；
[0009] 對所述色度降噪后圖像的色度分量進行色彩空間反變換，得到色度降噪后的RGB 圖像。
[0010] 所述圖像色度降噪的方法進一步的改進在于，對所述變換后圖像的色度分量進行 IIR濾波包括；分別對所述YUV色彩空間中的U色度分量和V色度分量進行IIR濾波；
[0011] 對所述U色度分量或所述V色度分量進行IIR濾波，包括：
[0012] 選定所述變換后圖像中U色度分量或V色度分量的色度通道的色度像素窗；
[0013] 將所述色度像素窗分為上區域和下區域；
[0014] 將IIR濾波后的U色度分量或V色度分量的色度像素點存儲在所述上區域內；
[0015] 將IIR濾波前的U色度分量或V色度分量的色度像素點存儲在所述下區域內；
[0016] 令所述上區域最后一行與所述下區域起始一行相重合，且相重合的一行作為待濾 波行，
[0017] 定義所述待濾波行的中屯、像素點分別作為上區域待濾波的色度像素點和下區域 待濾波的色度像素點；分別對所述上區域待濾波的色度像素點和所述下區域待濾波的色度 像素點進行分區域濾波處理，得到分區域濾波處理后的上區域濾波像素點和下區域濾波像 素點；
[0018] 計算U色度分量或V色度分量的色度通道相同空間位置區域的上區域的水平邊界 度量的最大值，作為色度降噪上區域的權值；
[0019] 計算U色度分量或V色度分量的色度通道相同空間位置區域的下區域的水平邊界 度量的最大值，作為色度降噪下區域的權值；
[0020] 利用所述色度降噪上區域的權值和所述色度降噪下區域的權值對所述分區域濾 波處理后的上區域濾波像素點和下區域濾波像素點進行IIR濾波，得到IIR濾波后的U色 度分量的濾波像素點或V色度分量的濾波像素點；
[0021] 利用所述IIR濾波后的U色度分量的濾波像素點或V色度分量的濾波像素點替換 作為所述上區域待濾波的色度像素點和所述下區域待濾波的色度像素點的所述待濾波行 的中屯、像素點，得到IIR濾波后圖像的U色度分量或V色度分量。
[0022] 所述圖像色度降噪的方法進一步的改進在于，對所述上區域待濾波的色度像素點 和所述下區域待濾波的色度像素點分別進行分區域濾波處理包括空域濾波、變換域濾波或 空域濾波和變換域濾波的聯合濾波。
[0023] 所述圖像色度降噪的方法進一步的改進在于，對所述IIR濾波后圖像的色度分量 進行降噪處理包括空域降噪、變換域降噪或空域降噪和變換域降噪的聯合降噪。
[0024] 本發明還公開了一種圖像色度降噪的裝置，包括：
[0025] 色彩空間變換單元，用于對輸入的RGB圖像進行色彩空間變換，得到變換后圖像 的色度分量；
[0026] IIR濾波單元，連接所述色彩空間變換單元，用于對所述變換后圖像的色度分量進 行IIR濾波，得到IIR濾波后圖像的色度分量；
[0027] 降噪單元，連接所述IIR濾波單元，用于對所述IIR濾波后圖像的色度分量進行降 噪處理，得到色度降噪后圖像的色度分量；
[002引色彩空間反變換單元，連接所述降噪單元，用于將所述色度降噪后圖像的色度分 量變換到色度降噪后的RGB圖像。
[0029] 所述圖像色度降噪的裝置進一步的改進在于，所述輸入的RGB圖像變換到YUV色 彩空間，得到變換后YUV色彩空間的U色度分量和V色度分量。
[0030] 所述圖像色度降噪的裝置進一步的改進在于，所述IIR濾波單元包括：
[0031] 分區域濾波單元，連接所述色彩空間變換單元，用于選定所述變換后圖像中U色 度分量和V色度分量的色度通道的色度像素窗，并將所述色度像素窗分為上區域和下區 域，所述上區域用于存儲IIR濾波后的U色度分量或V色度分量的色度像素點，所述下區域 用于存儲IIR濾波前的U色度分量或V色度分量的色度像素點，令所述上區域最后一行與 所述下區域起始一行相重合，且相重合的一行作為待濾波行，定義所述待濾波行的中屯、像 素點分別作為上區域待濾波的色度像素點和下區域待濾波的色度像素點，分別對上區域待 濾波的色度像素點和下區域待濾波的色度像素點進行分區域濾波處理，得到分區域濾波后 的上區域濾波像素點和下區域濾波像素點；
[0032] 權值計算單元，連接所述分區域濾波單元，用于計算U色度分量或V色度分量的 色度通道相同空間位置區域的上區域的水平邊界度量的最大值，作為色度降噪上區域的權 值，計算U色度分量或V色度分量的色度通道相同空間位置區域的下區域的水平邊界度量 的最大值，作為色度降噪下區域的權值；
[0033] IIR濾波處理單元，連接所述分區域濾波單元、所述權值計算單元和所述降噪單 元，用于利用所述色度降噪上區域的權值和所述色度降噪下區域的權值對所述分區域濾波 處理后的上區域濾波像素點和下區域濾波像素點進行IIR濾波，得到IIR濾波后的U色度 分量的濾波像素點和V色度分量的濾波像素點，并采用IIR濾波后的U色度分量的濾波像 素點和V色度分量的濾波像素點替換所述上區域待濾波的色度像素點和所述下區域待濾 波的色度像素點，得到IIR濾波后圖像的U色度分量和V色度分量。
[0034] 所述圖像色度降噪的裝置進一步的改進在于，所述分區域濾波處理包括空域濾 波、變換域濾波或空域濾波和變換域濾波的聯合濾波。
[0035] 所述圖像色度降噪的裝置進一步的改進在于，所述降噪處理包括空域降噪、變換 域降噪或空域降噪和變換域降噪的聯合降噪。
[0036] 本發明由于采用了 W上技術方案，使其具有W下有益效果；采用IIR濾波，并對 IIR濾波結果進行進一步降噪處理的方式實現彩色圖像的色度噪聲消除。采用本發明方法， 采用較小的色度窗即能達到較好的色度降噪效果，能夠有效的消除色度噪聲尤其是色度低 頻噪聲并可W節省硬件開銷和實現成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037] 圖1是本發明圖像色度降噪的裝置的功能模塊示意圖。
[003引圖2是本發明圖像色度降噪的裝置的IIR濾波單元的功能模塊示意圖。
[0039] 圖3是本發明圖像色度降噪的裝置的較佳實施方式的功能模塊示意圖。
[0040] 圖4是本發明圖像色度降噪的裝置的分區域濾波色度的U色度通道的色度像素窗 示意圖。
[0041] 圖5是本發明圖像色度降噪的裝置的分區域濾波色度的V色度通道的色度像素窗 示意圖。
[0042] 圖6是本發明圖像色度降噪的裝置的降噪單元的U色度通道的像素窗示意圖。
[0043] 圖7是本發明圖像色度降噪的裝置的降噪單元的V色度通道的像素窗示意圖。
【具體實施方式】
[0044] 下面結合附圖及【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0045] 首先參閱圖1所示，本發明的圖像色度降噪的裝置主要由依次連接的色彩空間變 換單元101、IIR濾波單元102、降噪單元103和色彩空間反變換單元104構成。
[0046] 色彩空間變換單元101，主要用于對輸入的RGB圖像進行色彩空間變換，得到變換 后色彩空間的色度分量，W便實現RGB圖像到其它色彩空間的轉換，獲取變換后圖像的待 處理的色度分量。例如，實現RGB圖像到YUV色彩空間的變換，得到YUV圖像，其中變換后 YUV色彩空間的圖像的U色度分量和V色度分量便是待降噪處理的色度分量。
[0047] IIR濾波單元102連接色彩空間變換單元101，主要用于對色彩空間變換單元101 變換得到的變換后YUV色彩空間的圖像的U色度分量和V色度分量進行IIR濾波，得到IIR 濾波后圖像的u色度分量和V色度分量。結合圖2和圖3所示，IIR濾波單元102進一步 包括分區域濾波單元1021、權值計算單元1022和IIR濾波處理單元1023。
[0048] 其中，分區域濾波單元1021連接色彩空間變換單元101，用于對輸入的YUV色彩空 間的的U色度分量和V色度分量進行分區域濾波，得到各分區域上的色度分量的濾波像素， 主要包括：
[0049] 根據需求分別選定變換后YUV色彩空間的圖像的U色度分量和V色度分量的U色 度通道和V色度通道的色度像素窗大小，分別選擇如圖4所示的9X 5的U色度通道色度像 素窗，W及如圖5所示的9X5的V色度通道色度像素窗；
[0050] 將9X5的色度像素窗分為上區域11和下區域12兩個區域，其中虛線框為上區域 11，實線框為下區域12,并且上區域11存儲的實屯、點為經IIR濾波處理過的色度分量的色 度像素點，下區域12存儲的空屯、點為色彩空間變換單元101變換得到的原始的未經IIR濾 波處理的YUV色彩空間的圖像的色度分量的色度像素點；
[0化1] 令上區域11最后一行與下區域12起始一行相重合，且相重合一行作為待濾波行， 選取如圖4所示，該待濾波行的中屯、像素點U23分別作為U色度分量的色度通道的上區域 待濾波的色度像素點和下區域待濾波的色度像素點；又如圖5所示，該待濾波行的中屯、像 素點V23分別作為V色度分量的色度通道的上區域待濾波的色度像素點和下區域待濾波的 色度像素點；
[0052] 分別對上區域11和下區域12進行合適的分區域濾波處理，可化選擇空域濾波、變 換域濾波或空域濾波和變換域濾波的聯合濾波，分別對U色度分量和V色度分量的上區域 待濾波的色度像素點和下區域待濾波的色度像素點進行分區域濾波處理，得到分區域濾波 后的上區域濾波像素點Cup和下區域濾波像素點C d。，。，比如上區域11和下區域12都選擇空 域均值濾波或者選擇基于DCT變換的頻域濾波處理等。本實施例中，上區域11和下區域12 的分區域濾波均采取空域均值濾波的方式，得到上區域濾波像素點Uup，Vup和下區域濾波像 素點Ud。，。，，具體計算見如下公式（1):
[0化3]
【權利要求】
1. 一種圖像色度降噪的方法，其特征在于包括： 對輸入的RGB圖像進行色彩空間變換，得到變換后圖像的色度分量； 對所述變換后圖像的色度分量進行IIR濾波，得到IIR濾波后圖像的色度分量； 對所述IIR濾波后圖像的色度分量進行降噪處理，得到色度降噪后圖像的色度分量； 對所述色度降噪后圖像的色度分量進行色彩空間反變換，得到色度降噪后的RGB圖 像。
2. 如權利要求1所述的圖像色度降噪的方法，其特征在于，對所述輸入的RGB圖像進行 色彩空間變換包括： 將所述輸入的RGB圖像變換到YUV色彩空間，得到YUV色彩空間的U色度分量和V色 度分量。
3. 如權利要求2所述的圖像色度降噪的方法，其特征在于，對所述變換后圖像的色度 分量進行IIR濾波包括：分別對所述YUV色彩空間中的U色度分量和V色度分量進行IIR 濾波； 對所述U色度分量或所述V色度分量進行IIR濾波，包括： 選定所述變換后圖像中U色度分量或V色度分量的色度通道的色度像素窗； 將所述色度像素窗分為上區域和下區域； 將IIR濾波后的U色度分量或V色度分量的色度像素點存儲在所述上區域內； 將IIR濾波前的U色度分量或V色度分量的色度像素點存儲在所述下區域內； 令所述上區域最后一行與所述下區域起始一行相重合，且相重合的一行作為待濾波 行， 定義所述待濾波行的中心像素點分別作為上區域待濾波的色度像素點和下區域待濾 波的色度像素點；分別對所述上區域待濾波的色度像素點和所述下區域待濾波的色度像 素點進行分區域濾波處理，得到分區域濾波處理后的上區域濾波像素點和下區域濾波像素 占. 計算U色度分量或V色度分量的色度通道相同空間位置區域的上區域的水平邊界度量 的最大值，作為色度降噪上區域的權值； 計算U色度分量或V色度分量的色度通道相同空間位置區域的下區域的水平邊界度量 的最大值，作為色度降噪下區域的權值； 利用所述色度降噪上區域的權值和所述色度降噪下區域的權值對所述分區域濾波處 理后的上區域濾波像素點和下區域濾波像素點進行IIR濾波，得到IIR濾波后的U色度分 量的濾波像素點或V色度分量的濾波像素點； 利用所述IIR濾波后的U色度分量的濾波像素點或V色度分量的濾波像素點替換作為 所述上區域待濾波的色度像素點和所述下區域待濾波的色度像素點的所述待濾波行的中 心像素點，得到IIR濾波后圖像的U色度分量或V色度分量。
4. 如權利要求3所述的圖像色度降噪的方法，其特征在于，對所述上區域待濾波的色 度像素點和所述下區域待濾波的色度像素點分別進行分區域濾波處理包括空域濾波、變換 域濾波或空域濾波和變換域濾波的聯合濾波。
5. 如權利要求4所述的圖像色度降噪的方法，其特征在于，對所述IIR濾波后圖像的色 度分量進行降噪處理包括空域降噪、變換域降噪或空域降噪和變換域降噪的聯合降噪。
6. -種圖像色度降噪的裝置，其特征在于包括： 色彩空間變換單元，用于對輸入的RGB圖像進行色彩空間變換，得到變換后圖像的色 度分量； IIR濾波單元，連接所述色彩空間變換單元，用于對所述變換后圖像的色度分量進行 IIR濾波，得到IIR濾波后圖像的色度分量； 降噪單元，連接所述IIR濾波單元，用于對所述IIR濾波后圖像的色度分量進行降噪處 理，得到色度降噪后圖像的色度分量； 色彩空間反變換單元，連接所述降噪單元，用于將所述色度降噪后圖像的色度分量變 換到色度降噪后的RGB圖像。
7. 如權利要求6所述的圖像色度降噪的裝置，其特征在于，所述輸入的RGB圖像變換到 YUV色彩空間，得到變換后YUV色彩空間的U色度分量和V色度分量。
8. 如權利要求7所述的圖像色度降噪的裝置，其特征在于，所述IIR濾波單元包括： 分區域濾波單元，連接所述色彩空間變換單元，用于選定所述變換后圖像中U色度分 量和V色度分量的色度通道的色度像素窗，并將所述色度像素窗分為上區域和下區域，所 述上區域用于存儲IIR濾波后的U色度分量或V色度分量的色度像素點，所述下區域用于 存儲IIR濾波前的U色度分量或V色度分量的色度像素點，令所述上區域最后一行與所述 下區域起始一行相重合，且相重合的一行作為待濾波行，定義所述待濾波行的中心像素點 分別作為上區域待濾波的色度像素點和下區域待濾波的色度像素點，分別對上區域待濾波 的色度像素點和下區域待濾波的色度像素點進行分區域濾波處理，得到分區域濾波后的上 區域濾波像素點和下區域濾波像素點； 權值計算單元，連接所述分區域濾波單元，用于計算U色度分量或V色度分量的色度通 道相同空間位置區域的上區域的水平邊界度量的最大值，作為色度降噪上區域的權值，計 算U色度分量或V色度分量的色度通道相同空間位置區域的下區域的水平邊界度量的最大 值，作為色度降噪下區域的權值； IIR濾波處理單元，連接所述分區域濾波單元、所述權值計算單元和所述降噪單元，用 于利用所述色度降噪上區域的權值和所述色度降噪下區域的權值對所述分區域濾波處理 后的上區域濾波像素點和下區域濾波像素點進行IIR濾波，得到IIR濾波后的U色度分量 的濾波像素點和V色度分量的濾波像素點，并采用IIR濾波后的U色度分量的濾波像素點 和V色度分量的濾波像素點替換所述上區域待濾波的色度像素點和所述下區域待濾波的 色度像素點，得到IIR濾波后圖像的U色度分量和V色度分量。
9. 如權利要求8所述的圖像色度降噪的裝置，其特征在于，所述分區域濾波處理包括 空域濾波、變換域濾波或空域濾波和變換域濾波的聯合濾波。
10. 如權利要求9所述的圖像色度降噪的裝置，其特征在于，所述降噪處理包括空域降 噪、變換域降噪或空域降噪和變換域降噪的聯合降噪。
【文檔編號】H04N9/64GK104486607SQ201410850509
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月31日 優先權日:2014年12月31日
【發明者】田景軍, 陳城, 黨韓兵, 謝鵬, 居彩霞, 潘澤民 申請人:上海富瀚微電子股份有限公司