自适应调节图像噪声水平方法以及装置与流程

文档序号:13215870阅读:334来源:国知局
技术领域本发明涉及图像调节领域,尤其涉及一种自适应调节图像噪声水平方法以及装置。

背景技术:
随着智能电视的发展,现有的智能电视的屏幕尺寸也越来越大,同时,对所播放的视频图像的清晰度要求也越来越高。例如,在使用50寸的智能电视观看高清清晰度的网络视频时,视频的播放效果则会较为清晰,但是,若使用50寸的智能电视观看较低清晰度的网络视频,视频的播放效果则会较为模糊,即视频图像的噪声较大。虽然,为应对市场需求,目前高清晰度的网络视频也随之增多,但是清晰度较差的标清片源仍然占比例比较大。因此,在使用智能电视播放清晰度较低的网络视频时,如何调节网络视频的图像噪声水平,提高画面质量是亟待解决的问题。

技术实现要素:
针对现有技术的缺陷,本发明提供了一种自适应调节图像噪声水平方法以及装置。本发明提供了一种自适应调节图像噪声水平方法,应用于显示设备,其中该方法包括:获取连续的多帧图像,并检测所述图像的噪声大小;根据所述噪声大小确定出所述图像的噪声等级;根据所述图像噪声等级获取与所述噪声等级所对应的预设调整参数;根据所述预设调整参数设置所述图像的参数,以对所述图像进行降噪处理。本发明还提供一种自适应调节图像噪声水平的装置,应用于显示设备,所述装置包括:检测单元,用于获取连续的多帧图像,并检测所述图像的噪声大小;确定单元,用于根据所述噪声大小确定出所述图像的噪声等级;获取单元,用于根据所述图像噪声等级获取与所述噪声等级所对应的预设调整参数;调节单元,用于根据所述预设调整参数设置所述图像的参数,以对所述图像进行降噪处理。本发明提供的自适应调节图像噪声水平的方法以及装置,通过对连续的多帧图像进行检测,确定出图像的噪声等级,根据与所述噪声等级所对应的预设调整参数设置所述图像的参数,以对所述图像进行降噪处理,进而播放出较为优质的图像。附图说明图1是本发明实施例中自适应调节图像噪声水平方法流程示意图;图2是本发明实施例中自适应调节图像噪声水平装置的逻辑结构示意图;图3是本发明实施例中自适应调节图像噪声水平装置所在显示设备的硬件架构示意图。具体实施方式为使本申请的目的,技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图对本申请方案做进一步的详细说明。为了解决现有技术中存在的问题,本发明提供了一种自适应调节图像噪声水平方法以及装置。请参考图1,为本发明提供的自适应调节图像噪声水平方法的处理流程示意图,该自适应调节图像噪声水平方法可应用于智能电视等显示装置,以应用于智能电视为例进行说明,该自适应调节图像噪声水平方法可以包括以下步骤:步骤101,获取连续的多帧图像,并检测所述图像的噪声大小;在智能电视播放网络视频时,获取当前播放的网络视频中连续的多帧图像作为参考图像存储至FrameBuffer(帧缓冲区)中,并通过IC内部函数分别读取与各帧参考图像所对应的多个寄存器的多组数值,将获取的多组数值按照预设运算算法计算出所述参考图像的平均噪声大小。具体地,在将获取的连续多帧图像作为参考图像存储至FrameBuffer中后,可以通过FrameBuffer访问对应的多个寄存器,该组寄存器中的每个寄存器的数值均表征了当前图像的指定特征,例如,图像中各像素的R、G、B分量值。假设需要八个寄存器可以获取到每帧图像的所有特征,那么在获取到当前八个寄存器对应的多组数值时,即可根据该多组数值得到当前图像的状态,即当前图像的总特征。其中,当前图像的状态可以反应出图像的各个像素的当前状态。本发明实施例中,假设在FrameBuffer中存储了连续的10帧图像,该寄存器则会根据该不同的10帧图像输出对应的10组数值。在获取该10组数值后,将这10组数值按照预设算法进行计算,例如通过帧间差法进行运动检测,提取相同位置不同帧的差异取平均值,即可计算出该连续的10帧图像的平均噪声大小,以及图像的运动状态。步骤202,根据所述噪声大小确定出所述图像的噪声等级;本发明实施例可以预先根据图像噪声的大小划分出多个噪声等级,例如,可以将噪声设置为六个等级,分别为0级、1级、2级、3级、4级以及5级,每个噪声级别所对应的噪声大小的数值范围可以如表1所示:噪声等级噪声大小00X00、0X0110X02、0X03、0X0420X05、0X06、0X0730X08、0X09、0X0a40X0b、0X0c、0X0d50X0e、0X0f表1表1示出了各噪声级别与噪声大小数值范围的对应关系表项,该表1仅是为进一步理解本发明的示例而示出的内容,并不用于限制本发明实施例中各噪声级别与各噪声大小数值范围的对应关系表项的具体内容。步骤203,根据所述图像噪声等级获取与所述噪声等级所对应的预设调整参数;本发明实施例在设置了相应的噪声等级后,还可以为各个噪声等级预设不同的调整参数,用以在当前的片源类型下检测到图像的噪声大小到达预设等级时,根据对应的调整参数来调整寄存器中对应的数值,以在智能电视输出视频信号时可以将噪波自动滤出,进而显示出比较纯净细腻的画面。其中,上述调整参数包括对时域降噪参数DNR((DigitalNoiseReduction,数字,降噪)、空间域降噪参数SNR(SignalNoiseReduction,信号降噪)以及锐化参数PK的调整。时域降噪参数DNR又可以包括DNR-Y以及DNR-C,DNR-Y是对图像的亮度信号进行时域特性(即图像帧间)的降噪处理;DNR-C是对图像的色度信号进行时域特性的降噪处理。空间域降噪参数SNR是对图像信号进行空间域(即图像帧内)的降噪处理。在对各噪声等级设置不同的调整参数时可根据多种调整原则进行设置,本发明以以下两种调整原则设置对应的调整参数进行说明。例如:1.图像噪声较小在图像噪声本身较低时,例如噪声为1-2级,说明当前的图像画质较优,不需要过度调节降噪参数。那么可以适量降低DNR以及SNR的参数,相对增大PK参数,以保证图像的清晰度。2.图像噪声较大在图像噪声较大时,例如噪声为4-5级,说明当前的图像画质较差。那么可以提高DNR以及SNR的参数,相对减小PK参数,以牺牲一定的清晰度来优先保证图像背景的干净。本发明实施例在设置了相应的噪声等级后,还可以为各个噪声等级预设不同的调整参数,用以在检测到图像的噪声到达预设等级时,根据对应的调整参数来调整寄存器中对应的数值,以在智能电视输出视频信号时可以将噪波自动滤出,进而显示出比较纯净细腻的画面。例如,根据上述调整原则设置的与噪声等级对应的调整参数可以如表2所示:噪声等级DNR-YDNR-CSNRPK0DY-OFFDC-OFFS-OFFPK-OFF1DY1DC1S1PK12DY2DC2S2PK23DY3DC3S3PK34DY4DC4S4PK45DY5DC5S5PK5表2表2示出了对各噪声级别设置的调整参数,该表2仅是为进一步理解本发明的示例而示出的内容,并不用于限制本发明实施例中调整参数的具体内容。为示例方便,表2中的DNR-Y由DY表示;DNR-C由DC表示;SNR由S表示。其中,表2中调整参数DY-OFF到DY5、调整参数DC-OFF到DC5、调整参数S-OFF到S5以及调整参数PK-OFF到PK5所对应的具体调整数值可以参考表3、表4、表5以及表6所示:寄存器标识DY-OFFDY1DY2DY3DY4DY5reg_band10x000x040x040x040x040x04reg_band20x000x010x010x010x010x01reg_band30x000x010x010x010x010x01reg_band40x000x000x000x000x000x00reg_band50x000x000x000x000x000x00reg_band60x000x040x040x040x040x08reg_band70x000x020x020x030x030x00reg_band80x000x200x200x200x200x20表3寄存器标识DC-OFFDC1DC2DC3DC4DC5reg_band10x080x080x080x080x080x08reg_band20x020x020x020x020x020x02reg_band30x020x020x020x020x020x02reg_band40x000x000x000x000x000x00reg_band50x000x000x000x000x000x00reg_band60x200x200x200x200x400x40reg_band70x080x080x0C0x0C0x000x00reg_band80x800x800x800x800x800x80表4寄存器标识S-OFFS1S2S3S4S5reg_band10x000x180x180x180x180x18reg_band20x000x200x200x200x200x20reg_band30x000x160x160x120x160x16reg_band40x000x1E0x1E0x160x160x1Ereg_band50xCF0x1C0x1C0x1C0x1C0x1Creg_band60x690x120x120x120x120x12reg_band70x240x120x120x120x120x12reg_band80x010x1C0x1C0x180x180x1C表5寄存器标识PK-OFFPK1PK2PK3PK4PK5reg_band10x000x180x180x180x180x18reg_band20x000x200x200x200x200x20reg_band30x000x160x160x120x160x16reg_band40x000x1E0x1E0x160x160x1Ereg_band50x000x1C0x1C0x1C0x1C0x1Creg_band60x000x120x120x120x120x12reg_band70x000x120x120x120x120x12reg_band80x000x1C0x1C0x180x180x1C表6表3示出了表2中各DY所对应的具体调整数值;表4示出了表2中各DC对应的具体调整数值;表5示出了表2中各S对应的具体调整数值;表6示出了表2中各PK对应的具体调整数值。上述表项仅是为进一步理解本发明的示例而示出的内容,并不用于限制本发明实施例中调整参数DY、DC、S以及PK的具体内容。在具体实现中,开发人员可以根据测试结果自定义设置上述各项调整数值,本发明对此无限制。其中,表3-表6中所示的寄存器标识为上述多个寄存器的标识,与各寄存器所对应行的DY、DC、S以及PK的调整数值,仅用于调整与其对应的寄存器中的数值。步骤204,根据所述预设调整参数设置所述图像的参数,以对所述图像进行降噪处理。在根据上述预设的调整参数对图像进行降噪处理时,根据检测出的噪声等级,查找表2中所对应的调整参数,再将表3、表4、表5、表6中与调整参数对应的调整数值写入对应的各个寄存器中,使得智能电视输出的视频信号是使用各项调整参数进行降噪处理后的图像,进而使智能电视输出相对较优画质的图像。举例来说,根据步骤201的计算方法计算出一组数值中,表征当前图像的平均噪声大小的指定数值为“0X08”,那么根据表1所示,判断当前图像的噪声等级为3级。此时,可以根据表2所示将DNR-Y调整为DY3,则需要将与图像对应的八个寄存器的数值按照表3所示,将0x04写入寄存器reg_band1的指定位置;将0x01写入寄存器reg_band2的指定位置;将0x01写入寄存器reg_band3的指定位置;将0x00写入寄存器reg_band4的指定位置;将0x00写入寄存器reg_band5的指定位置;将0x04写入寄存器reg_band6的指定位置;将0x03写入寄存器reg_band7的指定位置;将0x20写入寄存器reg_band8的指定位置。并相应地,将DC3、S3以及PK3与表4、表5、表6中对应的数值写入对应的各寄存器的指定位置。在调整DC3、S3以及PK3时,可以与上述调整DY3的处理一致,在此不再一一列举。通过对这些寄存器的操作,应用程序就可以控制智能电视显示出相应质量的视频图像,即使用户在使用大屏幕尺寸的智能电视播放噪声等级较高的片源时,依然可以欣赏相对优质的视频图像。进一步地,本发明实施例还可以分别根据当前片源类型结合噪声等级、以及图像的运动状态结合噪声等级调节图像噪声水平。即上述与噪声等级所对应的预设调整参数还可以包括不同片源类型下噪声等级所对应的预设调整参数,或不同运动状态下噪声等级所对应的预设调整参数。以下仅以根据当前片源类型结合噪声等级调节图像噪声水平为例进行说明,在根据当前图像运动状态结合噪声等级调节图像噪声水平时,可以参考根据当前片源类型结合噪声等级调节图像噪声水平的具体流程,在此不再一一列举。具体地,在根据当前片源类型结合噪声等级调节图像噪声水平时,首先获取所述图像的片源类型。其中,该图像的片源类型为智能电视当前所播放片源的清晰度,例如可以为UHD(UltraHighDefinition,超高清)、FHD(FullHighDefinition,全高清)、SD(StandardDefinition,标清)等多种类型。各种片源类型又分别对应不同的分辨率,例如,UHD的分辨率为3840*2160;FHD的分辨率为1920*1080;SD的分辨率为1280*720及以下。本发明可以根据当前播放的网络视频特征中调取该网络视频的片源类型,该网络视频的片源类型即是当前播放的图像的片源类型。在获取当前图像的片源类型后,可根据不同的片源类型设置对应的调整参数,该调整原则为:1.片源类型为UHD由于片源类型为UHD时的图像清晰度已经很高,相应地噪音水平较低,所以不必将图像的PK参数,以及DNR、SNR参数调高,即可保证图像的清晰度。2.片源类型为FHD由于片源类型为UHD时的图像清晰度较高,所以可以结合当前的噪声等级适量调高图像的PK参数,以及DNR、SNR参数。3.片源类型为SD由于片源类型为HD时的图像清晰度较低,所以可以提高PK参数,并结合当前的噪声等级提高DNR以及SNR参数。例如,根据上述多种调整原则设置的调整参数可以如表2所示:表7表7示出了对各噪声级别结合不同片源类型时设置的调整参数,该表7仅是为进一步理解本发明的示例而示出的内容,并不用于限制本发明实施例中调整参数的具体内容。在根据当前片源类型以及噪声等级对图像进行降噪处理时,可以参考表7中所示的调整参数,并结合表3、表4、表5、表6中对应的调整数值来修改对应的寄存器中的数值,其具体处理流程可以参考上述根据噪声等级对图像进行降噪处理的流程,本发明在此不再赘述。本发明通过对这些寄存器的操作,应用程序就可以控制智能电视显示出相应质量的视频图像,即使用户在使用大屏幕尺寸的智能电视播放清晰度较低的片源时,依然可以欣赏相对优质的视频图像。进一步地,本发明实施例为了使噪声水平的调节结果更为精准,还可以根据当前片源类型以及噪声等级调节图像噪声水平的基础上,结合图像的运动状态来实现对图像噪声水平的调节。具体地,本发明可以根据步骤201计算图像的噪声大小时,所计算出的一组数值中的指定数值判断当前图像的运动状态。在计算出图像的运动状态后,判断该运动状态的运动状态等级,并根据当前的运动等级、片源类型以及噪声等级进一步调节图像的噪声水平。本发明可以为图像的运动状态设置不同的运动等级,例如本发明实施例可以设置3个状态等级,分别为静止状态、普通静止状态以及快速静止状态。比如,在连续多帧图像中的画面内容完全一致时,可以说明当前图像为静止状态;连续多帧图像中均为两个人物在谈话,动作幅度较小时,可以说明当前图像为普通运动状态;例如在播放各种比赛的视频,连续多帧图像中的图像变化较大或完全不同时,可以说明当前图像为快速运动状态。表8为示例方便,表8仅示出了对片源类型为SD时,结合不同运动状态以及各噪声级别时设置的调整参数,该表8仅是为进一步理解本发明的示例而示出的内容,并不用于限制本发明实施例中上述表项的具体内容。对片源类型为HSD以及FSD时的调整参数可以与SD时一样,由开发人员根据测试结果而定,对此,本发明均无具体限定。在根据当前的运动等级、片源类型以及噪声等级调节图像的噪声水平时,可以参考上述表8所示的调节参数,并结合表3、表4、表5、表6中对应的调整数值来修改对应的寄存器中的数值,从而实现对图像的噪声水平进行更加精准的调节。其中,根据当前的运动等级、片源类型以及噪声等级调节图像的噪声水平的处理流程可以参考上述根据噪声等级对图像进行降噪处理的具体方法,本发明在此不再赘述。另外,由于智能电视所播放的视频中图像变化速度较快,因此本发明可以持续不断地检测、调节图像的噪声水平,以保证能在多帧图像之间变化较大时,及时有效地调节图像的噪声水平。当然,本发明也可以定期检测并调节图像的噪声水平,但是需对每次检测噪声水平的间隔时间设置为较短的时间,以避免出现图像调节偏差过大的情况。由此可见,本发明通过对连续的多帧图像进行检测,确定出图像的噪声等级,并获取图像的片源类型,按照与片源类型以及噪声等级所对应的预设调整参数调节所述图像的噪声水平,进而为用户播放出较为优质的视频图像。本发明还提供一种自适应调节图像噪声水平装置,图2为该自适应调节图像噪声水平装置的结构示意图,该装置可以应用于智能电视等显示设备,该自适应调节图像噪声水平装置可以包括:检测单元201,用于获取连续的多帧图像,并检测所述图像的噪声大小;确定单元202,用于根据所述噪声大小确定出所述图像的噪声等级;获取单元203,用于根据所述图像噪声等级获取与所述噪声等级所对应的预设调整参数;调节单元204,用于根据所述预设调整参数设置所述图像的参数,以对所述图像进行降噪处理。进一步地,所述检测单元201具体可以用于,分别获取所述连续的多帧图像中的每一帧图像所对应的多个寄存器的数值;将获取的所有数值按照预设算法计算出所述图像的平均噪声水平。进一步地,所述检测单元201还可以用于检测所述连续的多帧图像的运动状态;所述调节单元204还可以用于按照与所述片源类型、噪声等级以及运动状态所对应的预设调整参数调节所述图像的噪声大小。进一步地,所述与所述噪声等级所对应的预设调整参数可以包括不同片源类型下噪声等级所对应的预设调整参数;或,不同运动状态下噪声等级所对应的预设调整参数。进一步地,所述检测单元201还可以用于检测所述连续的多帧图像的运动状态;所述获取单元203还可以用于根据所述噪声等级以及运动状态获取与对应的预设调整参数;所述调节单元204还可以用于根据所述预设调整参数设置所述图像的参数,以对所述图像进行降噪处理。进一步地,所述预设调整参数包括时域降噪参数DNR、空间域降噪参数SNR以及锐化参数的至少一种。另外,本发明应用于显示设备的自适应调节图像噪声水平装置在具体的处理流程中可以与上述自适应调节图像噪声水平方法的流程一致,在此不再赘述。上述装置可以通过软件实现,也可以通过硬件实现,为示例方便,本发明自适应调节图像噪声水平装置所在显示设备的硬件架构示意图均可参考图3所示,其基本硬件环境包括CPU、转发芯片、存储器以及其他硬件,其中存储器件中包括机器可读指令,CPU读取并执行机器可读指令执行图2中各单元的功能。从以上各种方法和装置的实施方式中可以看出,本发明通过对连续的多帧图像进行检测,确定出图像的噪声等级,根据与所述噪声等级所对应的预设调整参数设置所述图像的参数,以对所述图像进行降噪处理,进而播放出较为优质的图像。另外,本发明还可以分别将噪声等级与片源类型或图像运动状态对所述图像进行降噪处理,即使用户在使用较大尺寸屏幕的智能电视观看网络视频时,也可以为用户播放出相对优质的视频图像。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。
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