专利名称：图像去噪方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种图像去噪方法和设备。
背景技术：
数字图像作为信息的载体在多媒体通信业务中扮演着重要的角色，但是，数字图像在采集，编码，传输，恢复过程中不可避免的会受到噪声的污染，这一定程度上弱化了人眼对图像的视觉感受，因此，如何有效的去除图像的噪声是一个重要的研究课题，而纹理丰富的图像去噪问题更是这个课题中的一大难点。在现有的解决方案中，小波阈值图像去噪方案是一种比较常用的处理方式。在含噪图像的小波变换域中，图像信号能量的绝大部分集中在绝对值较大的小波系数中，噪声能量则主要集中于绝对值较小的小波系数中。阈值去噪的基本原理是通过设定一个阈值，将低于阈值的小波系数设置为0，保存高于阈值的小波系数，这样可以大大的削减噪声的能量。传统的小波阈值去噪具体处理流程如图1所示，包括以下步骤
步骤S101、分别沿图像水平和竖直方向进行小波变换，得到四个子带(高高，高低，低高，低低)，并对低低子带继续进行一定次数的小波变换，实现图像的多尺度分解。步骤S102、根据所得的高高子带系数计算含噪图像的阈值。步骤S103、利用软阈值或者硬阈值萎缩法对所有尺度下的高高，高低，低低子带进行阈值萎缩。步骤S104、对萎缩后的系数进行小波反变换，得到去噪后的图像。在实现本发明实施例的过程中，申请人发现现有技术至少存在以下问题
传统的小波阈值去噪沿着图像的水平和竖直方向对图像进行变换，这忽略了图像其他方向上的纹理信息，导致这些方向上的纹理信息被变换到了高频子带中，从而，不能实现噪声能量和图像能量的有效分开。在纹理丰富的图像去噪中，这种方法往往会在去除噪声的同时损伤掉图像自身的信息，导致去噪图像的视觉质量不佳。
发明内容
本发明实施例提供一种图像去噪方法和设备，解决传统的小波阈值去噪中对竖直和水平方向之外的其他方向上纹理信息处理效果不佳，影响图像去噪质量的问题。为达到上述目的，本发明实施例一方面提供了一种图像去噪方法，包括 将待处理的图像划分为多个图像子块，并设置各图像子块的备选方向； 按照所述备选方向，分别确定各图像子块的纹理方向；
根据各所述图像子块中所确定的纹理方向，分别对各所述图像子块进行小波变换。另一方面，本发明实施例还提供了一种图像去噪设备，包括
处理模块，用于将待处理的图像划分为多个图像子块，并设置各图像子块的备选方
向；确定模块，用于按照所述处理模块所设置的备选方向，分别确定各图像子块的纹理方
向；
变换模块，用于根据所述确定模块所确定的各所述图像子块中的纹理方向，分别对各所述图像子块进行小波变换。与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点
通过应用本发明实施例的技术方案，以图像插值来判断图像纹理方向，之后沿着判断所得的方向进行小波变换，这种方向自适应的小波变换能够将图像的纹理信息变换到低频区域，保护图像的纹理在阈值去噪中不受损失，从而，将竖直方向和水平方向之外的其他方向的纹理信息进行处理，针对纹理丰富的图像，较之于传统的小波阈值去噪明显的改善了去噪后图像的视觉质量和PSNR值。
图1为现有技术中的传统的小波阈值去噪具体处理流程的示意图； 图2为本发明实施例提出的一种图像去噪方法的流程示意图3为本发明实施例提出的一种图像去噪方法的备选方向的示意图； 图4为本发明实施例提出的一种图像去噪方法的情况1的处理流程示意图； 图5为本发明实施例提出的一种图像去噪方法的情况2的处理流程示意图； 图6为本发明实施例提出的一种图像去噪方法的边界处理流程示意图； 图7为本发明实施例提出的一种具体应用场景下的图像去噪示意图； 图8为本发明实施例提出的一种具体应用场景下的图像去噪的局部细节示意图； 图9为本发明实施例提出的一种图像去噪设备的结构示意图。
具体实施例方式如背景技术所述，传统的小波阈值去噪对于平滑图像去噪效果较好，但是对于纹理信息丰富的图像或者图像的纹理区域去噪效果则不尽人意。这是因为传统的小波变换不能够实现对纹理图像的稀疏表示，图像中的大量纹理信息被变换到高频子带中，在阈值去噪时容易被误认为噪声而去除，从而导致图像自身信息的丢失。为了克服这样的缺陷，本发明实施例所提出的技术方案通过图像插值来判断图像纹理方向，之后沿着判断所得的方向进行小波变换，这种方向自适应的小波变换能够将图像的纹理信息变换到低频区域，保护图像的纹理在阈值去噪中不受损失。如图2所示，为本发明实施例提出的一种图像去噪方法的流程示意图，该方法具体包括以下步骤
步骤S201、将待处理的图像划分为多个图像子块，并设置各图像子块的备选方向。在具体的实施场景中，需要将待处理的图像划分为多个大小相同的图像子块，具体的图像子块的大小可以根据实际需要和去噪精度要求进行设定，具体的，可以划分为16 像素X16像素，或32像素X32像素，具体图像子块的大小并不会影响本发明的保护范围。另一方面，本步骤中所设置各图像子块的备选方向，具体分布在0至360°范围内，具体的，可以设置16个备选方向，或者其他数量的备选方向，但是备选方向的覆盖范围有包括除水平方向和竖直方向之外的其他方向，具体备选方向的数量可以根据实际需要进行调整，这样的变化并不影响本发明的保护范围。步骤S202、按照所述备选方向，分别确定各图像子块的纹理方向。根据纹理方向的具体情况，本步骤可以分为以下两种情况 情况一、一个图像子块中的纹理方向属于广义的竖直方向。(1)将所述图像子块以像素点为单位，分裂为多个像素点行。(2)以偶数的像素点行对奇数的像素点行中的像素点的方向进行预测，得到高频子带系数。在具体的实施场景中，上述的高频子带系数具体根据以下公式得到
其中，tf^lLHi表示像素点行的高频子带系数，《和《分别表示相应的像素点所在的行和列的标识；
< Wj)表示奇数的像素点行；
Λ (W )是χ: JiL？2)中的点的线性组合，m:η)表示偶数的像素点行。
进一步的，这里的可以通过以下公式进行确定
其中，J表示为各图像子块所设置的备选方向，以上述的16个备选方向的场景为例， .c/ = l二.…表示属于广义的竖直方向的备选方向； ι表示高频子带的级数；
Pf.表示高通滤波器在第i阶的系数，由相应的高通滤波器的系数得到。进一步的，当.<(0位于分数的像素点位置时，用插值函数计算相应的像素值，其
中，-<(’)表示在偶数的像素点行中，用于对奇数的像素点行中的像素点的方向进行预测的像素点所对应的位置标识。在实际的应用场景中，上述的用插值函数计算相应的像素值的操作过程中，具体可以采用Sine插值算法计算相应的像素值，当然，也可以采用其他形式的插值行数计算方法，这样的变化并不影响本发明的保护范围。(3)根据奇数的像素点行中的像素点的方向对偶数的像素点行中的点的方向进行更新，得到低频子带的系数。在具体的实施场景中，低频子带系数具体根据以下公式得到
其中，H)表示像素点行的低频子带系数，《和/ 分别表示相应的像素点所在的行和列的标识；
Xs:(W)表示偶数的像素点行；
ιφκη)是相邻奇数行的h;.(ot,ι )中点的线性组合，h7(m,I )表示像素点行的高频子带系数。
8
进一步的，这里的可以通过以下公式进行确定
权利要求
1.一种图像去噪方法，其特征在于，包括将待处理的图像划分为多个图像子块，并设置各图像子块的备选方向； 按照所述备选方向，分别确定各图像子块的纹理方向；根据各所述图像子块中所确定的纹理方向，分别对各所述图像子块进行小波变换。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将待处理的图像划分为多个图像子块， 具体包括将待处理的图像划分为多个大小相同的图像子块。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多个大小相同的图像子块的大小，具体为16像素X 16像素，或32像素X 32像素。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置各图像子块的备选方向，具体包括在0至360°范围内，设置16个备选方向。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照所述备选方向，分别确定各图像子块的纹理方向，具体包括当一个图像子块中的纹理方向属于广义的竖直方向时，将所述图像子块以像素点为单位，分裂为多个像素点行；以偶数的像素点行对奇数的像素点行中的像素点的方向进行预测，得到高频子带系数；根据奇数的像素点行中的像素点的方向对偶数的像素点行中的点的方向进行更新，得到低频子带的系数。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述高频子带系数，具体根据以下公式得到
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于,所述pγe(m,n)具体为
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，当:位于分数的像素点位置时，用插值函数计算相应的像素值；其中，所述表示在偶数的像素点行中，用于对奇数的像素点行中的像素点的方向进行预测的像素点所对应的位置标识。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述低频子带系数，具体根据以下公式得到
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述(m. η)，具体为其中，J表示为各图像子块所设置的备选方向， /=1;2，···;9表示属于广义的竖直方向的备选方向；J表示低频子带的级数；表示低通滤波器在第J阶的系数，由相应的低通滤波器的系数得到。
11.如权利要求ι所述的方法，其特征在于，所述按照所述备选方向，分别确定各图像子块的纹理方向，具体包括当一个图像子块中的纹理方向属于广义的水平方向时，将所述图像子块以像素点为单位，分裂为多个像素点列；以偶数的像素点列对奇数的像素点列中的像素点的方向进行预测，得到高频子带系数；根据奇数的像素点列中的像素点的方向对偶数的像素点列中的点的方向进行更新，得到低频子带的系数。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述高频子带系数，具体根据以下公式得到
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述ρ (TO, )，具体为
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，当位于分数的像素点位置时，用插值函数计算相应的像素值；其中，所述·<(·)表示在偶数的像素点列中，用于对奇数的像素点列中的像素点的方向进行预测的像素点所对应的位置标识。
15.如权利要求8或14所述的方法，其特征在于，所述用插值函数计算相应的像素值， 具体为采用Sine插值算法计算相应的像素值。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述低频子带系数，具体根据以下公式得到
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照所述备选方向，分别确定各图像子块的纹理方向，还包括对各图像子块边缘的像素点，直接通过延拓处理，按照所述各图像子块中其他像素点的方向获得相应的纹理方向。
19.一种图像去噪设备，其特征在于，包括处理模块，用于将待处理的图像划分为多个图像子块，并设置各图像子块的备选方向；确定模块，用于按照所述处理模块所设置的备选方向，分别确定各图像子块的纹理方向；变换模块，用于根据所述确定模块所确定的各所述图像子块中的纹理方向，分别对各所述图像子块进行小波变换。
20.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述确定模块，具体用于当一个图像子块中的纹理方向属于广义的竖直方向时，将所述图像子块以像素点为单位，分裂为多个像素点行；以偶数的像素点行对奇数的像素点行中的像素点的方向进行预测，得到高频子带系数；根据奇数的像素点行中的像素点的方向对偶数的像素点行中的点的方向进行更新，得到低频子带的系数。
21.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述确定模块，具体用于当一个图像子块中的纹理方向属于广义的水平方向时，将所述图像子块以像素点为单位，分裂为多个像素点列；以偶数的像素点列对奇数的像素点列中的像素点的方向进行预测，得到高频子带系数；根据奇数的像素点列中的像素点的方向对偶数的像素点列中的点的方向进行更新，得到低频子带的系数。
22.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述确定模块，还用于对各图像子块边缘的像素点，直接通过延拓处理，按照所述各图像子块中其他像素点的方向获得相应的纹理方向。
全文摘要
本发明实施例公开了一种图像去噪方法和设备，通过应用本发明实施例的技术方案，以图像插值来判断图像纹理方向，之后沿着判断所得的方向进行小波变换，这种方向自适应的小波变换能够将图像的纹理信息变换到低频区域，保护图像的纹理在阈值去噪中不受损失，从而，将竖直方向和水平方向之外的其他方向的纹理信息进行处理，针对纹理丰富的图像，较之于传统的小波阈值去噪明显的改善了去噪后图像的视觉质量和PSNR值。
文档编号G06T5/00GK102156973SQ20111011413
公开日2011年8月17日 申请日期2011年5月4日 优先权日2011年5月4日
发明者李重戬, 赵荣 申请人:大唐移动通信设备有限公司