专利名称：降低影像的空间域噪声的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明有关一种降低影像的空间域噪声的方法及装置，且特别是有关于一种可有效降低影像的空间域噪声的方法及装置。
背景技术：
请参照图1，其绘示传统影像系统的示意图。影像系统100包括一影像生成端110 以及一影像接收端120。影像生成端110例如为一影像合成装置或一影像撷取装置，其产 生原始影像并将原始影像输出至影像接收端120。然而，原始影像在传输过程中可能受到 外界环境的干扰，或是原始影像在转换为可传输格式的过程中可能产生误差。如此一来，影 像接收端120所接收到的影像可能为包含空间域噪声(spatial noise)的非理想影像，而 非原始影像。因此，多种的滤波器被利用以去除空间域噪声。然而，影像接收端120在利用 滤波器对所接收的影像进行处理后，却可能使得影像的细节部份亦被去除并降低影像锐利 度，而得到较为模糊的影像。
发明内容
本发明的目的是提供一种降低影像的空间域噪声的方法及装置，利用统计的方式 切割具有特征的像素并进行对应的处理，可有效地降低影像的空间域噪声，并可保留影像 的细节部份。根据本发明的第一方面，提出一种降低影像的空间域噪声的方法，包括下列步骤。 取得一目标像素并据以建立一运算区块。对运算区块内的目标像素及多个邻近像素的像素 值进行运算而得到对应运算区块的一变异数。依据变异数判断目标像素是否具有特征。若 目标像素不具有特征，则对运算区块内的多个像素进行一滤波运算得到一调整像素值。更 新目标像素的像素值为调整像素值。根据本发明的第二方面，提出一种降低影像的空间域噪声的装置，包括一统计单 元、一分析单元、一减法器、一滤波器以及一加法器。统计单元接收一影像图框，并对影像图 框的多个像素分别进行运算而得到多个变异数。分析单元依据此些变异数分别判断此些像 素是否具有特征。减法器接收影像图框，并依据分析单元判断的结果输出不具有特征的这 些像素。滤波器对不具有特征的这些像素进行滤波运算而得到多个调整像素值。加法器依 据具有特征的这些像素的像素值及这些调整像素值，以输出一调整影像图框。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下面将配合附图对本发明的较佳实施例作 详细说明，其中图1绘示传统影像系统的示意图。图2绘示依照本发明较佳实施例的降低影像的空间域噪声的方法的流程图。图3A绘示依照本发明较佳实施例的运算区块的第一例的示意图。
图3B绘示依照本发明较佳实施例的运算区块的第二例的示意图。图3C绘示依照本发明较佳实施例的运算区块的第三例的示意图。图4绘示依照本发明较佳实施例的降低影像的空间域噪声的装置的方块图。图5绘示依照本发明较佳实施例的影像图框的一例的示意图。图6绘示依照本发明较佳实施例的变异数的三维分布图。图7绘示依照本发明较佳实施例的不具有特征的像素的分布图。
具体实施例方式本发明提出一种降低影像的空间域噪声的方法及装置，是对影像图框 (imageframe)内的像素进行统计以切割出具有特征的像素并进行对应的处理，有效地降低 影像的空间域噪声并保留影像的细节部份。请参照图2，其绘示依照本发明较佳实施例的降低影像的空间域噪声的方法的流 程图。于步骤S200中，取得一目标像素并据以建立一运算区块，运算区块实质上包括目标 像素及多个邻近像素。其中，目标像素属于一影像图框。随着影像图框的性质不同，运算区 块所涵盖的范围亦不同。若影像图框只包括一图场(filed)，则运算区块包括一 MXN的矩形区域，M及N为 正整数。请参照图3A，其绘示依照本发明较佳实施例的运算区块的第一例的示意图。于图 3A中，影像图框300只包括一图场，则运算区块310实质上是一 3 X 3的遮罩(mask)，其包含 目标像素P(i，j)(点状区域)及相邻的8个邻近像素(斜线区域)。其中，目标像素P(i， j)并不必然位于运算区块310的中心位置。若影像图框包括多个交错的(interlaced)图场，则运算区块包括多列不相邻的 像素。请参照图3B，其绘示依照本发明较佳实施例的运算区块的第二例的示意图。于图3B 中，影像图框320包括2个交错的图场，则运算区块330实质上遮罩了包括目标像素P(i， j)(点状区域)的3列不相邻的像素(斜线区域)。若影像图框经过运算产生离散运算范围时，则运算区块所包括的目标像素及多个 邻近像素彼此可为不相邻的。请参照图3C，其绘示依照本发明较佳实施例的运算区块的第 三例的示意图。于图3C中，影像图框340例如为经过小波转换后对不同子频带进行运算， 则运算区块350实质上遮罩了包含目标像素P(i，j)(点状区域)及不相邻的8个邻近像素 (斜线区域)。于步骤S210中，对运算区块内的目标像素及多个邻近像素的像素值进行运算而 得到对应运算区块的一变异数。实际上，于步骤S210中是先计算得到运算区块内的所有像 素的像素值的一平均数，然后再依据平均数及运算区块内的所有像素的像素值计算得到变 异数。于步骤S220中，依据变异数判断目标像素是否具有特征。步骤S210及步骤S220实 质上是用以比较目标像素与运算区块内的其它像素间的差异性。于步骤S220中，可预先设定一临界值(threshold)，再通过比较变异数与临界值 的大小来决定目标像素是否具有特征。若变异数大于临界值，则目标像素会被判断为具有 特征。若变异数小于临界值，则目标像素会被判断为不具有特征。其中，具有特征的目标像 素例如为具有边缘(edge)信息的像素，或是点状(dot)特征的像素。亦即，被判断为具有 特征的像素可视为影像图框中的细节部份。若目标像素被判断为具有特征，则于步骤S230中，不更新目标像素的像素值。如此一来，影像图框中的细节部份即得以保留而不会受到破 坏。若目标像素被判断为不具有特征，则于步骤S240中，对运算区块内的所有像素进 行一滤波运算得到一调整像素值。若目标像素被判断为不具有特征，则目标像素可被视为 影像图框中较为平坦的部份，故被进行滤波运算以去除可能带有的空间域噪声。其中，滤 波运算可能为低通滤波(low pass filter)、中间值滤波(median filter)、适应性滤波 (adaptive filter)或sigma滤波(sigma filter)等，并不做限制，端视使用者需求而定。
之后，于步骤S250中，更新目标像素的像素值为调整像素值。然后，于步骤S260 中，检查是否影像图框所包括的所有像素均被检测过是否具有特征。若否，则回到步骤 S200，重复执行整个流程方法直到影像图框内的所有像素均被检测过为止。请参照图4，其绘示依照本发明较佳实施例的降低影像的空间域噪声的装置的方 块图。降低影像的空间域噪声的装置400包括一统计单元410、一分析单元420、一减法器 430、一滤波器440以及一加法器450。统计单元410用以接收一影像图框Fi，并对影像图 框Fi的多个像素分别进行运算而得到多个变异数。统计单元410实质上是依据每一个像 素建立对应的一运算区块，并对运算区块内的所有像素进行运算而得到对应运算区块的变 异数。其中，运算区块的建立可参考图3A 图3C，并不限制。请参照图5及图6，图5绘示依照本发明较佳实施例的影像图框的一例的示意图， 图6绘示依照本发明较佳实施例的变异数的三维分布图。统计单元410对含有噪声的影像 图框Fi做统计运算，而得到如图6所示的三维变异数分布图。于图6中较为突出的部份可 被视为具有特征，例如为具有边缘信息或点状特征，而较为平坦的部份则可被视为不具有 特征。之后，分析单元420用以依据统计单元410得到的多个变异数分别判断影像图框 Fi的像素是否具有特征。分析单元420可设定一临界值，例如为2000。若变异值大于临 界值，则分析单元420判断对应的像素具有特征，若变异数小于临界值，则分析单元420判 断对应的像素不具有特征。然而，分析单元420实质上并不做限制，其可为sobel滤波器、 canny边缘检测器或prewitt遮罩等，只要等将影像图框中具有特征部份分离出来即可。减 法器430用以接收影像图框Fi，并依据分析单元420判断的结果输出不具有特征的像素。减法器430实质上是将影像图框Fi中具有特征的像素切割掉，而留下不具有特征 的像素。请参照图7，其绘示依照本发明较佳实施例的不具有特征的像素的分布图。于图 7中，格状区域即为不具有特征的像素所分布的区域，亦即为所要去除噪声的部份。滤波器 440用以对减法器430输出的不具有特征的像素进行滤波运算而得到多个调整像素值。加 法器450用以依据分析单元420输出的具有特征的像素的像素值及滤波器440输出的调整 像素值，得到一调整影像图框Fo并予以输出。上述的降低影像的空间域噪声的装置400，其详细原理及细节是已叙述于图2中 揭露的降低影像的空间域噪声的方法中，故于此不再重述。本发明上述实施例所揭露的降低影像的空间域噪声的方法及装置，具有多项优 点，以下仅列举部分优点说明如下本发明提出降低影像的空间域噪声的方法及装置，利用统计的方式对影像图框内 的像素进行运算，并配合临界值来决定可套用滤波器的区间，故得以将具有特征的部份，例如为具边缘信息或点状特征等，切割出来，而对其余的平坦确受噪声干扰的部份做去除噪 声的处理。如此一来，不仅可以有效地降低影像的空间域噪声，且不会模糊化影像中的边缘 部份或影响到具点状特征的部份，较为完整地保留影像的细节部份并可维持影像锐利度。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明。本 发明所属技术领域中具有通常知识者 ，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种等同 的改变或替换。因此，本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求范围所界定的为准。
权利要求
一种降低影像的空间域噪声的方法，包括取得一目标像素并据以建立一运算区块；对该运算区块内的该目标像素及多个邻近像素的像素值进行运算而得到对应该运算区块的一变异数；依据该变异数判断该目标像素是否具有特征；若该目标像素不具有特征，则对该运算区块内的该些像素进行一滤波运算得到一调整像素值；以及更新该目标像素的像素值为该调整像素值。
2.根据权利要求1所述的降低影像的空间域噪声的方法，其特征在于该目标像素系属 于一影像图框，若该影像图框只包括一图场，则该运算区块包括一 MXN的矩形区域，M及N 为正整数。
3.根据权利要求1所述的降低影像的空间域噪声的方法，其特征在于该目标像素属于 一影像图框，若该影像图框包括多个交错的图场，则该运算区块包括多列不相邻的像素。
4.根据权利要求1所述的降低影像的空间域噪声的方法，其特征在于该运算区块所包 括的该目标像素及所述邻近像素彼此是不相邻的。
5.根据权利要求1所述的降低影像的空间域噪声的方法，其特征在于还包括 计算得到该运算区块内的所述像素的像素值的一平均数；以及依据该平均数及该运算区块内的所述像素的像素值计算得到该变异数。
6.根据权利要求1所述的降低影像的空间域噪声的方法，其特征在于还包括 预先设定一临界值；若该变异数大于该临界值，则判断该目标像素具有特征；以及 若该变异数小于该临界值，则判断该目标像素不具有特征。
7.根据权利要求1所述的降低影像的空间域噪声的方法，其特征在于还包括 若该目标像素具有特征，则不更新该目标像素的像素值。
8.根据权利要求1所述的降低影像的空间域噪声的方法，其特征在于该目标像素属于 一影像图框，该方法是被重复执行，直到该影像图框所包括的多个像素均被检测过是否具 有特征。
9.一种降低影像的空间域噪声的装置，包括一统计单元，用以接收一影像图框，并对该影像图框的多个像素分别进行运算而得到 多个变异数；一分析单元，用以依据所述变异数分别判断所述像素是否具有特征； 一减法器，用以接收该影像图框，并依据该分析单元判断的结果输出不具有特征的所 述像素；一滤波器，用以对不具有特征的所述像素进行滤波运算而得到多个调整像素值；以及 一加法器，用以依据具有特征的所述像素的像素值及所述调整像素值，以输出一调整 影像图框。
10.根据权利要求9所述的降低影像的空间域噪声的装置，其特征在于该统计单元依 据每一个像素建立对应的一运算区块，并对该运算区块内的所述像素进行运算而得到对应 该运算区块的该变异数。
11.根据权利要求10所述的降低影像的空间域噪声的装置，其特征在于若影像图框只 包括一图场，则该运算区块包括一 MXN的矩形区域，M及N为正整数。
12.根据权利要求10所述的降低影像的空间域噪声的装置，其特征在于若该影像图框 包括多个交错的图场，则该运算区块包括多列不相邻的像素。
13.根据权利要求10所述的降低影像的空间域噪声的装置，其特征在于该运算区块所 包括的所述像素彼此是不相邻的。
14.根据权利要求10所述的降低影像的空间域噪声的装置，其特征在于该统计单元计 算得到该运算区块内的所述像素的像素值的一平均数，并依据该平均数及该运算区块内的 所述像素的像素值计算得到对应该运算区块的该变异数。
15.根据权利要求9所述的降低影像的空间域噪声的装置，其特征在于若该变异值大 于一临界值，则该分析单元判断对应的该像素具有特征，若该变异数小于该临界值，则该分 析单元判断对应的该像素不具有特征。
全文摘要
本发明是一种降低影像的空间域噪声的方法，包括下列步骤。取得一目标像素并据以建立一运算区块。对运算区块内的目标像素及多个邻近像素的像素值进行运算而得到对应运算区块的一变异数。依据变异数判断目标像素是否具有特征。若目标像素不具有特征，则对运算区块内的多个像素进行一滤波运算得到一调整像素值。更新目标像素的像素值为调整像素值。
文档编号G06T5/00GK101847253SQ20091013245
公开日2010年9月29日 申请日期2009年3月26日 优先权日2009年3月26日
发明者王健钊 申请人:联咏科技股份有限公司