具有由传感器、电路等引起的各种类型的噪声。根 据示例性实施例的降噪方法通过使用连续图像帧之间的相关性来去除噪声。因此，所述示 例性实施例可被应用于获得运动图像的相机系统，诸如，摄像机、CCTV等。
[0113] 如上所述，根据所述一个或更多个上述实施例，将其中时间噪声和空间噪声均已 去除的帧用作参考帧，从而提高了降噪效果，并减轻了运动模糊。
[0114] 对像素级和块级的运动进行估计，从而使得时间噪声降低性能最大化。
[0115] 应该理解的是，在此描述的示例性实施例应仅在描述性意义上被考虑，而不是为 了限制的目的。每个示例性实施例中对特征或方面的描述一般应被认为可适用于其他示例 性实施例中的其他类似的特征或方面。例如，图1示出空间噪声降低单元50被布置为在时 间噪声单元10之后，以从自时间噪声降低单元10输出的其中已去除时间噪声的第一输出 帧OUTtnf中去除空间噪声。然而，根据另一示例性实施例，空间噪声降低单元50可被布置 为在时间噪声降低单元10之前，以从输入帧IN去除空间噪声，并且，时间噪声降低单元10 接收空间噪声降低单元50的输出帧，以从其中已去除空间噪声的所述输出帧中去除时间 噪声。
[0116] 根据示例性实施例，如图1和图2示出的方框代表的组件、元件和单元中的至少一 个可被具体化为执行上述各个功能的多种数量的硬件、软件和/或固件结构。例如，这些组 件、元件和单元中的至少一个可使用可通过控制一个或更多个微处理器或其他控制设备来 执行各个功能的直通电路结构（诸如，存储器、处理、逻辑、查找表等）。此外，这些组件、元 件或单元中的至少一个可通过包含一个或更多个用于执行特定逻辑功能的可执行指令的 模块、程序或部分代码来具体实施。此外，这些组件、元件或单元中的至少一个还可包括处 理器（诸如执行各个功能的中央处理器（CPU))、微处理器等。此外，虽然在上述框图中没有 示出总线，但是在组件、元件或单元之间的通信可通过总线来执行。
[0117] 虽然已经参照附图描述了一个或更多个示例性实施例，但是本领域普通技术人员 将理解：在不脱离由权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可在示例性实施 例中做出形式和细节上的各种改变。
【主权项】
1. 一种用于降低图像中的噪声的设备，所述设备包括： 时间噪声降低单元，被配置为通过基于从输入帧和参考帧检测得到的基于像素的运动 程度和基于块的运动程度调整输入帧的时间噪声降低强度来从输入帧去除时间噪声，从而 产生第一输出帧；以及 空间噪声降低单元，被配置为通过基于第一输出帧的像素之间的相似度以及所述基于 像素的运动程度和基于块的运动程度调整第一输出帧的空间噪声降低强度来从第一输出 帧去除空间噪声，从而产生最终输出帧。2. 如权利要求1所述的设备，其中，时间噪声降低单元包括： 运动检测单元，被配置为检测基于像素的运动程度和基于块的运动程度，并根据基于 像素的运动程度和基于块的运动程度来确定第一运动权重；以及 时间噪声滤波器，被配置为通过使用第一运动权重来对输入帧和参考帧进行加权求 和，以产生第一输出帧。3. 如权利要求2所述的设备，其中，第一运动权重具有在O到1之间的值，并与基于像 素的运动程度和基于块的运动程度成比例增大。4. 如权利要求2所述的设备，其中，运动检测单元包括： 第一运动检测单元，被配置为基于第一滤波值相对于第一滤波值和第二滤波值之间的 最大值的比值来计算指示基于像素的运动程度的第一检测值，其中，第一滤波值是通过对 输入帧进行低通滤波而获得的，第二滤波值是通过对参考帧进行低通滤波而获得的； 块划分单兀，被配置为将输入帧划分成多个块； 第二运动检测单元，被配置为计算第二检测值，对包括当前像素的块的第二检测值和 包括当前像素的块的周围块的第二检测值进行插值，并计算指示当前像素的基于块的运动 程度的第三检测值，其中，所述第二检测值是所述多个块中的每一个块中所包括的像素的 第一检测值的平均值；以及 权重确定单元，被配置为基于输入帧的第一检测值和先前输入帧的第三检测值来计算 第一运动权重。5. 如权利要求4所述的设备，其中，权重确定单元包括： 第一权重确定单元，被配置为确定与第一检测值相应的第一权重；以及 第二权重确定单元，被配置为确定与第三检测值相应的第二权重， 其中，第一运动权重是通过将第一权重与第二权重相乘而计算得到的。6. 如权利要求1所述的设备，其中，空间噪声降低单元包括： 图案匹配单元，被配置为测量第一输出帧的在预定窗口内的针对当前像素的图像块与 针对当前像素的周围像素的图像块之间的相似度；以及 空间噪声滤波器，被配置为通过根据图像块之间的所述相似度将权重应用于所述周围 像素并对所述周围像素进行加权平均来产生第二输出帧，并通过使用根据基于像素的运动 程度和基于块的运动程度的第二运动权重对第一输出帧和第二输出帧进行加权求和来产 生最终输出帧。7. 如权利要求6所述的设备，还包括：参考帧产生单元，被配置为通过使用根据基于像 素的运动程度和基于块的运动程度的第三运动权重对第一输出帧和第二输出帧进行加权 求和来产生下一输入帧的参考帧。8. 如权利要求7所述的设备，其中，第三运动权重的值小于第二运动权重的值。9. 如权利要求7所述的设备，其中，第二运动权重和第三运动权重具有在O到1之间的 值，并与基于像素的运动程度和基于块的运动程度成比例增大。10. 如权利要求1所述的设备，其中，参考帧是已去除时间噪声和空间噪声的在输入帧 之前的帧。11. 一种用于降低图像中的噪声的设备，所述设备包括： 空间噪声降低单元，被配置为通过基于输入帧的像素之间的相似度以及从输入帧检测 得到的基于像素的运动程度和基于块的运动程度调整输入帧的空间噪声降低强度来从输 入帧去除空间噪声，从而产生第一输出帧，以及 时间噪声降低单元，被配置为通过基于从输入帧和参考帧检测得到的基于像素的运动 程度和基于块的运动程度调整第一输出帧的时间噪声降低强度来从第一输出帧去除时间 噪声，从而产生最终输出帧。12. -种降低图像中的噪声的方法，所述方法包括： 通过基于从输入帧和参考帧检测得到的基于像素的运动程度和基于块的运动程度调 整输入帧的时间噪声降低强度来从输入帧去除时间噪声，从而产生第一输出帧；并且 通过基于第一输出帧的像素之间的相似度以及所述基于像素的运动程度和基于块的 运动程度调整第一输出帧的空间噪声降低强度来从第一输出帧去除空间噪声，从而产生最 终输出帧。13. 如权利要求12所述的方法，其中，产生第一输出帧的步骤包括： 检测基于像素的运动程度和基于块的运动程度； 根据基于像素的运动程度和基于块的运动程度来确定第一运动权重；并且 通过使用第一运动权重来对输入帧和参考帧进行加权求和，以产生第一输出帧。14. 如权利要求13所述的方法，其中，第一运动权重具有在0到1之间的值，并与基于 像素的运动程度和基于块的运动程度成比例增大。15. 如权利要求13所述的方法，其中，确定第一运动权重的步骤包括： 基于第一滤波值相对于第一滤波值和第二滤波值之间的最大值的比值来计算指示基 于像素的运动程度的第一检测值，其中，第一滤波值是通过对输入帧进行低通滤波而获得 的，第二滤波值是通过对参考帧进行低通滤波而获得的； 将输入帧划分成多个块； 计算第二检测值，其中，所述第二检测值是所述多个块中的每一个块中所包括的像素 的第一检测值的平均值； 对包括当前像素的块的第二检测值和包括当前像素的块的周围块的第二检测值进行 插值，并计算指示当前像素的基于块的运动程度的第三检测值；并且 基于输入帧的第一检测值和先前输入帧的第三检测值来计算第一运动权重。16. 如权利要求15所述的方法，其中，计算第一运动权重的步骤包括： 确定与第一检测值相应的第一权重； 确定与第三检测值相应的第二权重；并且 通过将第一权重与第二权重相乘来计算第一运动权重。17. 如权利要求12所述的方法，其中，产生最终输出帧的步骤包括： 测量第一输出帧的在预定窗口内的针对当前像素的图像块与针对当前像素的周围像 素的图像块之间的相似度； 通过根据图像块之间的所述相似度来将权重应用于所述周围像素并对所述周围像素 进行加权平均来产生第二输出帧；并且 通过使用根据基于像素的运动程度和基于块的运动程度的第二运动权重对第一输出 帧和第二输出帧进行加权求和来产生最终输出帧。18. 如权利要求17所述的方法，还包括：通过使用根据基于像素的运动程度和基于块 的运动程度的第三运动权重对第一输出帧和第二输出帧进行加权求和来产生下一输入帧 的参考帧。19. 如权利要求18所述的方法，其中，第二运动权重和第三运动权重具有在O到1之间 的值，并与基于像素的运动程度和基于块的运动程度成比例增大。20. 如权利要求12所述的方法，其中，参考帧是已去除时间噪声和空间噪声的在输入 帧之前的帧。
【专利摘要】本发明提供一种用于降低图像噪声的方法和设备。所述设备包括：时间噪声降低单元，被配置为通过基于从输入帧和参考帧检测得到的基于像素的运动程度和基于块的运动程度调整输入帧的时间噪声降低强度来从输入帧去除时间噪声，并产生第一输出帧；空间噪声降低单元，被配置为通过基于第一输出帧的周围像素之间的相似度以及所述基于像素的运动程度和基于块的运动程度调整第一输出帧的空间噪声降低强度来从第一输出帧去除空间噪声，从而产生最终输出帧。
【IPC分类】H04N5/14, H04N5/21
【公开号】CN104980626
【申请号】CN201510088652
【发明人】崔银喆, 李在哲
【申请人】韩华泰科株式会社
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年2月26日
【公告号】US20150279006