图像降噪方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像降噪技术领域，特别涉及一种图像降噪方法及系统。
【背景技术】
[0002] 数字图像在数字化和传输过程中常受到成像设备与外部环境噪声干扰等影响，从 而导致图像的质量下降。其中，噪声的存在会造成以下影响：（1)噪声的存在影响着主观视 觉效果。严重的噪声将会使图像产生变形，失去其本质数据特征。（2)噪声会降低图像数据 的质量和精度，将会影响后续图像边缘检测及图像识别的准确率。
[0003] 综上述内容可知噪声的存在，对后续的图像分割、特征提取、图像识别等更高层次 的处理均具有直接的影响。因此，有效的抑制噪声对于图像处理有着至关重要的作用。
[0004] 图像分为高频区域及低频区域，图像的高频区域是指图像的灰度在单位距离内变 化较快的区域，反映为图像边缘（即细节部分），低频区域则相反，主要是图像中的平滑区 域。由于图像边缘表征整幅图像的主体特征，直接冲击人的视觉，因此在图像降噪的过程 中，需要较好地保留图像边缘的相关信息。
[0005] 目前的图像的降噪的方法一般方法是衰减高频分量或称低通滤波的方式，但与之 同时带来的负面影响是图像的细节部分也有一定的衰减，从而导致视觉效果上来看图像比 处理前模糊；另外一些算法虽然降噪后图像质量较好，但是算法复杂度高、耗时多，不适用 于相机中图像的实时性处理。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种图像降噪方法及系统，以解决使用现有技术中的图像 降噪方法，会出现图像边缘（即细节部分）的衰减，使得处理后的图像较处理前的图像模 糊，降低了图像质量的问题。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供一种图像降噪方法，所述图像降噪方法包括如 下步骤：
[0008] S1 :确定图像的高频区域与低频区域的分界阈值；
[0009] S2 :根据所述分界阈值判定图像中每个像素点属于高频区域还是低频区域；
[0010] S3 :单独对需要降噪区域内的像素点进行降噪处理。
[0011] 可选的，在所述的图像降噪方法中，所述步骤S3中，单独对需要降噪区域内的像 素点进行降噪处理，包括：
[0012] 分别以需要降噪区域内的每个像素点为中心建立窗口，并以该窗口中的所有像素 点的灰度值均值作为该像素点的灰度值估值；
[0013] 利用每个像素点的灰度值估值替换每个像素点原有的灰度值。
[0014] 可选的，在所述的图像降噪方法中，所述步骤S3中，以需要降噪区域内的每个像 素点为中心所建立的窗口中所有像素点的灰度值之和除以当前建立的窗口中像素点的数 量得出该窗口中的所有像素点的灰度值均值。
[0015] 可选的，在所述的图像降噪方法中，所述步骤S3中，分别以需要降噪区域内的每 个像素点为中心建立窗口时，水平向右移动一列前一像素点的窗口以形成下一个像素点的 窗口。
[0016] 可选的，在所述的图像降噪方法中，所述步骤S3中建立的每个窗口均为大小相同 的正方形。
[0017] 可选的，在所述的图像降噪方法中，所述步骤S1包括如下步骤：
[0018] 统计整幅图像中相邻像素点的灰度值的梯度差，并创建图像的灰度值的梯度差的 直方图；其中，所述直方图的横坐标为灰度值的梯度差，所述直方图的纵坐标为占用百分 比，所述占用百分比为不同灰度值的梯度差所涉及的像素点占整幅图像中所有像素点的百 分比；
[0019] 预设一阈值百分比；
[0020] 从所述直方图的横坐标中最小的灰度值的梯度差对应的纵坐标的占用百分比开 始累加，直至累加的占用百分比之和等于预设的所述阈值百分比；
[0021] 将最后一个累加的纵坐标的占用百分比所对应的灰度值的梯度差，作为图像的高 频区域与低频区域的分界阈值。
[0022] 可选的，在所述的图像降噪方法中，所述步骤S2中，判断当前像素点属于高频区 域还是低频区域时，分别计算当前像素点及与其相邻的一像素点的灰度值及两者灰度值的 差值；当所述两者灰度值的差值的绝对值大于所述分界阈值时，则当前的像素点属于高频 区域；当两者灰度值的差值的绝对值小于所述分界阈值时，则当前的像素点属于低频区域。
[0023] 本发明还提供一种图像降噪系统，所述图像降噪系统包括：
[0024] 判定模块，用于确定图像的高频区域与低频区域的分界阈值；
[0025] 遍历模块，根据所述判定模块确定的所述分界阈值判定图像中每个像素点属于高 频区域还是低频区域；
[0026] 降噪模块，单独对需要降噪区域内的像素点进行降噪处理。
[0027] 可选的，在所述的图像降噪系统中，所述降噪模块在单独对需要降噪区域内的像 素点进行降噪处理，包括如下步骤：
[0028] 分别以需要降噪区域内的每个像素点为中心建立窗口，并以该窗口中的所有像素 点的灰度值均值作为该像素点的灰度值估值；
[0029] 利用每个像素点的灰度值估值替换每个像素点原有的灰度值。
[0030] 可选的，在所述的图像降噪系统中，所述降噪模块以需要降噪区域内每个像素点 为中心所建立的窗口中所有像素点的灰度值之和除以当前建立的窗口中像素点的数量得 出该窗口中的所有像素点的灰度值均值。
[0031] 可选的，在所述的图像降噪系统中，所述降噪模块在分别以需要降噪区域内的每 个像素点为中心建立窗口时，水平向右移动一列前一像素点的窗口以形成下一个像素点的 窗口。
[0032] 可选的，在所述的图像降噪系统中，所述遍历模块确定所述分界阈值包括如下步 骤：
[0033] 统计整幅图像中相邻像素点的灰度值的梯度差，并创建图像的灰度值的梯度差的 直方图；其中，所述直方图的横坐标为灰度值的梯度差，所述直方图的纵坐标为占用百分 比，所述占用百分比为不同灰度值的梯度差所涉及的像素点占整幅图像中所有像素点的百 分比；
[0034] 预设一阈值百分比；
[0035] 从所述直方图的横坐标中最小的灰度值的梯度差对应的纵坐标的占用百分比开 始累加，直至累加的占用百分比之和等于预设的所述阈值百分比；
[0036] 将最后一个累加的纵坐标的占用百分比所对应的灰度值的梯度差，作为图像的高 频区域与低频区域的分界阈值。
[0037] 可选的，在所述的图像降噪系统中，所述判定模块根据所述判定模块确定的所述 分界阈值判定图像中当前像素点属于高频区域还是低频区域时，分别计算当前像素点及与 其相邻的一像素点的灰度值及两者灰度值的差值；当所述两者灰度值的差值的绝对值大于 所述分界阈值时，则当前的像素点属于高频区域；当两者灰度值的差值的绝对值小于所述 分界阈值时，则当前的像素点属于低频区域。
[0038] 在本发明所提供的图像降噪方法及系统中，通过确定图像的高频区域与低频区域 的分界阈值，以判定出图像中每个像素点属于高频区域还是低频区域，可以根据需要单独 对图像的高频区域或低频区域的像素点进行降噪处理，从而解决了采用现有的图像降噪方 法出现图像的细节部分丢失严重，图像降噪后变得模糊的问题，具有较强的自适应性，提高 了图像降噪后的质量；此外，在计算每个窗口中所有像素点的灰度值之和均采用以列为单 位的移位求和的方法，减少了重复计算，计算过程简单，加速了计算的速度。
【附图说明】
[0039] 图1是本发明一实施例中图像降噪方法的流程图；
[0040] 图2是本发明一实施例中图像的灰度值的梯度差的直方图；
[0041] 图3是本发明一实施例中图像中取二阶矩阵范围的像素点的分布示意图；
[0042] 图4是本发明一实施例中用二维坐标来表示以位置坐标为（x，y)的像素点为中心 建立的窗口中所有像素点的位置的示意图；
[0043] 图5是本发明一实施例中图像降噪系统的示意图。
【具体实施方式】
[0044] 以下结合附图和具体实施例对本发明提出的图像降噪方法及系统作进一步详细 说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采 用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的 目的。
[0045] 请参考图1，其为本发明的图像降噪方法的流程图，如图1所示，所述图像降噪方 法包括如下步骤：
[0046] 首先，执行步骤S1，确定图像的高频区域与低频区域的分界阈值。
[0047] 具体的，所述步骤S1包括如下步骤：统计整幅图像中相邻像素点的灰度值的梯度 差，并创建图像的灰度值的梯度差的直方图；其中，所述直方图的横坐标为灰度值的梯度 差，所述直方图的纵坐标为占用百分比，所述占用百分比为不同灰度值的梯度差所涉及的 像素点占整幅图像中所有像素点的百分比；预设一阈值百分比（这里预设的阈值百分比 为一经验值）；从所述直方图的横坐标中最小的灰度值的梯度差对应的纵坐标的占用百分 比开始累加，直至累加的占用百分比之和等于预设的所述阈值百分比；将最后一个累加的 纵坐标的占用百分比所对应的灰度值的梯度差，作为