图像处理方法和图像处理设备的制作方法
【专利摘要】本发明是一种图像处理方法，其中：针对多层的每一个区域中的像素确定边缘信息和像素统计值，所述区域包含目标像素并且具有连续减小的范围；使用边缘信息来校正与某层的区域的像素统计值和比所述层更宽的层的区域的像素统计值之间的差有关的信息；使用与所述差有关的校正后信息和比所述层的区域更宽的区域的像素统计值来校正所述层的区域的像素统计值；使用边缘信息来重新校正与所述层的区域的校正前像素统计值和所述层的区域的校正后像素统计值之间的差有关的信息；以及通过在每个层中连续地重复对所述层的区域的像素统计值的校正和重新校正来校正目标像素，直到该区域从具有最大范围变为具有最小范围。
【专利说明】图像处理方法和图像处理设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理方法和图像处理设备。
【背景技术】
[0002] 在图像处理技术中，具体地，一种用于减少图像中所包含的随机噪声的技术对于 锐化所捕获的图像的再现来说是重要的。在专利文献1中公开了用于减少随机噪声的典型 技术。
[0003] 专利文献1公开了以下技术。即，一种装置包括：多个运算电路，用于关于在从输 入图像处理电路输出的彩色数字信号的主扫描方向中的任意目标像素（i)、基于指定的数 学公式来计算移动平均像素数（η);多个比特选择器电路，用于选择性地输出目标像素（i) 和之前和之后的（η)个像素的参考象素（j);多个差分电路，用于计算在目标像素（i)的输 出水平和参考像素（j)中的每一个的输出水平之间的差的绝对值；多个判定电路，用于输 出目标像素（i)、将从多个差分电路输出的值与在阈值存储器中的指定阈值作比较，以基于 比较结果来输出参考像素（j);以及多个运算电路，用于执行对从多个判定电路输出的信 号的移动平均处理。
[0004] 更具体地，仅在目标像素（i)的输出水平和参考像素（j)的输出水平之间的差的 绝对值等于或小于阈值的情况下，参考像素（j)才被添加到移动平均处理。结果，差的绝对 值相对于阈值急剧变化的部分被排除在移动平均处理之外。这确保了噪声分量的有效去 除。
[0005][引用列表]
[0006] [专利文献]
[0007] [专利文献1]
[0008] 日本未审查专利申请，首次公开No. 2002-57900
【发明内容】
[0009][技术问题]
[0010] 然而，利用专利文献1的技术，无法移除具有周期等于或大于平滑滤波器的大小 的低频噪声。
[0011] 具体地，无法同时实现对图像中的边缘（edge)分量和纹理（texture)分量的保留 以及从图像中有效移除噪声。
[0012] 鉴于上述，进行本发明以解决上述问题。本发明的目的在于提供一种能够保留图 像中的边缘分量和纹理分量以及从图像中有效地移除噪声的图像处理方法和图像处理设 备。
[0013] [对问题的解决方案]
[0014] 本发明涉及一种图像处理方法，包括：针对多层的区域中的每一个计算像素的边 缘信息和像素统计值，该区域中的每一个包含目标像素并且具有连续减小的范围；使用边 缘信息来校正在特定层的区域的像素统计值和比该特定层的区域更宽的层的区域的像素 统计值之间的差分信息；使用校正后差分信息和比特定层的区域更宽的区域的像素统计值 来校正该特定层的区域的像素统计值；使用边缘信息来重新校正在特定层的区域的校正前 像素统计值和特定层的区域的校正后像素统计值之间的差分信息；以及通过在每个层中连 续地重复对特定层的区域的像素统计值的校正和重新校正来校正目标像素，直到该区域将 其范围从最大范围减小到最小范围。
[0015] 本发明涉及一种图象处理设备，包括：像素统计值计算单元，针对多层的区域中 的每一个计算像素的像素统计值，该区域中的每一个包含目标像素并且具有连续减小的范 围；边缘信息计算单元，针对多层的区域中的每一个计算边缘信息，该区域中的每一个包含 目标像素并且具有连续减小的范围；以及校正单元，使用校正后差分信息和比特定层的区 域更宽的区域的像素统计值来校正该特定层的区域的像素统计值、使用边缘信息来重新校 正在特定层的区域的校正前像素统计值和特定层的区域的校正后像素统计值之间的差分 信息、并且通过在每个层中连续地重复对特定层的区域的像素统计值的校正和重新校正来 校正目标像素，直到该区域将其范围从最大范围减小到最小范围。
[0016] [本发明的效果]
[0017] 根据本发明的一个方面，能够有效地去除噪声。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1图示了根据本发明的实施例的图像处理方法。
[0019] 图2图示了 Func函数的示例。
[0020] 图3图示了宽区域中的参数的示例性设置。
[0021] 图4是图示根据本实施例的重新校正函数的形式的示例性图。
[0022] 图5是图示根据本实施例的重新校正函数的另一形式的示例性图。
[0023] 图6是图示根据本实施例的重新校正函数的又一形式的示例性图。
[0024] 图7是图示根据本实施例的图像处理设备的框图。
[0025] 图8是图示根据本实施例的另一图像处理设备的框图。
【具体实施方式】
[0026] 以下将描述本发明的实施例。
[0027] 图1图示了根据本发明的实施例的图像处理方法。图1图示了在三层结构中执行 的多分辨率图像处理的流程。然而，能够通过在双层结构中执行的多分辨率图像处理来实 现本发明。此外，还能够容易地通过在四层或更多层结构中执行的多分辨率图像处理来实 现本发明。
[0028] 图1图示了根据本发明的实施例的图像处理方法。
[0029] 根据本发明的实施例，使用作为宽区域中的空间的像素统计值的空间平均 L3(x，y)和宽区域中的边缘信息或宽区域的边缘量E3(x，y)来校正中间区域中的空间平均 (L2(x，y))。此外，以下述方式来重新校正L2(x，y)，该方式使得信号基于E3(x，y)而从中 间区域中的校正后空间平均（L2'（x，y))和L2(x，y)之间的差值R2(x，y)中被提取，并且 将由此提取的信号与L2'（X，y)合成以由此重新校正L2(x，y)。然后，使用中间区域中的重 新校正空间平均（L2"（x，y))和中间区域中的边缘量（E2(x，y))来校正窄区域的空间平均 (Ll(x，y))。校正的顺序处理确保了输入象素值Pin(x，y)的校正和输出像素值P^Uy)的 获得。
[0030] 这里，像素统计值是目标区域的空间平均。空间平均的示例包括存在于区域中的 像素的算术均值、几何均值和加权平均效率。在以下的描述中，假定像素统计值是空间平 均，以下将描述空间平均是区域中的像素的算数均值的情况。另外，边缘量或边缘信息要通 过区域之间的像素的统计量（例如，平均值和中间值）的差值来定义，该像素分别位于目标 像素（输入像素）的上方、下方、左侧和右侧。在下面的描述中，类似于像素统计值，将描述 边缘量是空间平均之间的差的情况。
[0031] 以下将描述特定处理。在图1中，除了用于计算校正量的参数之外，各个层处的处 理流彼此相同。例如，以下将具体描述用于使用宽区域中的空间平均L3( x，y)和宽区域中 的边缘量E3(x，y)来校正中间区域中的空间平均L2(x，y)的处理。
[0032] 初始地，分别根据公式（1)和公式（2)来计算每个像素位置（x，y)处的中间区域 (在-k2和k2之间的范围）的空间平均L2 (X，y)和宽区域（在-k3和k3之间的范围）的 空间平均L3 (X，y)。这里，宽区域和中间区域中的每一个的范围分别由垂直轴和水平轴中的 相应相同像素数目来指定，即由k3和k2指定。然而，像素数目在垂直轴和水平轴中不必是 相同的。
【权利要求】
1. 一种图像处理方法，包括： 针对多层的区域中的每一个区域计算像素的像素统计值和边缘信息，所述区域每一个 都包含目标像素并且具有连续减小的范围； 使用所述边缘信息来校正特定层的区域的像素统计值和比所述特定层的所述区域更 宽的层的区域的像素统计值之间的差分信息； 使用校正后差分信息和比所述特定层的所述区域更宽的所述区域的所述像素统计值 来校正所述特定层的所述区域的所述像素统计值； 使用所述边缘信息来重新校正所述特定层的所述区域的校正前像素统计值和所述特 定层的所述区域的校正后像素统计值之间的差分信息；以及 通过在每个层中连续地重复对所述特定层的所述区域的所述像素统计值的校正和重 新校正来校正所述目标像素，直到所述区域将其范围从最大范围减小到最小范围为止。
2. 根据权利要求1所述的图像处理方法，其中所述重新校正以下述方式来执行： 当所述目标像素被包括在边缘中时，校正量被设置为小值； 当所述目标像素被包括在平坦区域中时，所述校正量被设置为大值；以及 当所述目标像素被包括在纹理区域中时，根据所述边缘信息来设置所述校正量。
3. 根据权利要求1或权利要求2所述的图像处理方法，其中使用所述特定层的所述区 域的所述像素统计值、比所述特定层的所述区域更宽的所述层的所述区域的所述像素统计 值以及比所述特定层的所述区域更宽的所述层的所述区域中的所述边缘信息来确定所述 差分信息。
4. 根据权利要求3所述的图像处理方法，其中当比所述特定层的所述区域更宽的所述 层的所述区域中的所述边缘信息超过预定阈值时，不校正所述特定层的所述像素统计值。
5. 根据权利要求1至权利要求4中的任何一项所述的图像处理方法，其中当使用校正 后差分信息以及比所述特定层的所述区域更宽的所述区域的所述像素统计值来校正所述 特定层的所述区域的所述像素统计值时，校正的程度针对每个层而变化。
6. 根据权利要求5所述的图像处理方法，其中当使用所述校正后差分信息以及比所述 特定层的所述区域更宽的所述区域的所述像素统计值来校正所述特定层的所述区域的所 述像素统计值时，校正的所述程度根据由所述特定层的所述区域的噪声而引起的像素值的 变化量而变化。
7. 根据权利要求5所述的图像处理方法，其中当使用所述校正后差分信息以及比所述 特定层的所述区域更宽的所述区域的所述像素统计值来校正所述特定层的所述区域的所 述像素统计值时，校正的所述程度根据比所述特定层的所述区域更宽的所述区域的边缘量 而变化。
8. 根据权利要求1至权利要求7中的任何一项所述的图像处理方法，其中当使用所述 校正后差分信息以及比所述特定层的所述区域更宽的所述区域的所述像素统计值来校正 所述特定层的所述区域的所述像素统计值时，以下述方式来执行所述校正：随着所述差分 信息更接近零而输出接近零的值，而随着所述差分信息变得越大、使得校正的所述程度越 小。
9. 一种图像处理设备，包括： 像素统计值计算单元，针对多层的区域中的每一个区域计算像素的像素统计值，所述 区域每一个都包含目标像素并且具有连续减小的范围； 边缘信息计算单元，针对所述多层的所述区域中的每一个区域计算边缘信息，所述区 域每一个都包含目标像素并且具有连续减小的范围；以及 校正单元，使用校正后差分信息和比特定层的区域更宽的区域的像素统计值来校正所 述特定层的所述区域的像素统计值，使用所述边缘信息来重新校正所述特定层的所述区域 的校正前像素统计值和所述特定层的所述区域的校正后像素统计值之间的差分信息，并且 通过在每个层中连续地重复对所述特定层的所述区域的所述像素统计值的校正和重新校 正来校正所述目标像素，直到所述区域将其范围从最大范围减小到最小范围为止。
10.根据权利要求9所述的图像处理设备，其中所述校正单元以下述方式来执行校正： 当所述目标像素被包括在边缘中时，校正量被设置为小值； 当所述目标像素被包括在平坦区域中时，所述校正量被设置为大值；以及 当所述目标像素被包括在纹理区域中时，根据所述边缘信息来设置所述校正量。
【文档编号】H04N1/409GK104254872SQ201380021821
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年4月24日 优先权日:2012年4月26日
【发明者】先崎健太, 塚田正人, 河口裕明 申请人:日本电气株式会社