专利名称：像素值重建方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像处理领域，更具体地涉及一种像素值重建方法和系统。
背景技术：
椒盐噪声是由图像传感器、传输信道、解码处理等产生的图像上的黑白相间的亮暗点噪声，通常由图像切割引起。椒盐噪声的特征在于，其在图像中的出现位置是随机的，但幅值是基本相同的。图I示出了示例性图像的椒盐噪声分布情况。噪声在频率域中表现为信号的高频部分，在空间域中表现为图像中的噪声像素点的灰度与其周围的相邻像素点的灰度有显著的不同，所以平滑处理的思想在空间域就是考 虑用噪声像素点周围的相邻像素点的平均像素值来代替噪声像素点的像素值。目前，存在诸如中值滤波或者均值滤波之类的很多用来消除图像中的椒盐噪声的方法。但是，由于现有的消除椒盐噪声的方法都比较复杂，所以需要消耗大量的硬件和软件资源，并且所需要的时间都比较长。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明提出了一种新颖的像素值重建方法和系统。根据本发明实施例的像素值重建方法包括判断噪声像素点PO的相邻像素点中不具有重建像素值的噪声像素点是否具有替代像素点；如果噪声像素点PO的相邻像素点中不具有重建像素值的噪声像素点具有替代像素点，则利用噪声像素点PO的相邻像素点中的非噪声像素点的像素值、具有重建像素值的噪声像素点的重建像素值、和不具有重建像素值的噪声像素点的替代像素点的像素值中的一个或多个来重建噪声像素点PO的像素值。根据本发明实施例的像素值重建系统包括判断单元，用于判断噪声像素点PO的相邻像素点中不具有重建像素值的噪声像素点是否具有替代像素点；重建单元，用于在噪声像素点PO的相邻像素点中不具有重建像素值的噪声像素点具有替代像素点的情况下，利用噪声像素点P O的相邻像素点中的非噪声像素点的像素值、具有重建像素值的噪声像素点的重建像素值、和不具有重建像素值的噪声像素点的替代像素点的像素值中的一个或多个来重建噪声像素点PO的像素值。此像素值重建系统的特点在于直观、简单且易于实现，尤其在应用于硬件设计的时候，在提高信噪比的同时，有效地减小芯片面积。
从下面结合附图对本发明的具体实施方式
的描述中可以更好地理解本发明，其中图I是示出示例性图像的椒盐噪声分布情况的视图；图2是示出根据本发明的一个实施例的像素值重建系统的配置的框图3是示出根据本发明的一个实施例的像素值重建方法的处理流程的流程图；图4是示出示例性椒盐噪声像素点的相邻像素点的分布情况的视图；以及图5是示出根据本发明的另一个实施例的像素值重建方法的处理流程的流程图。
具体实施例方式下面将详细描述本发明各个方面的特征和示例性实施例。下面的描述涵盖了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更清楚的理解。本发明绝不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了相关元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。 基于例如图I所示的椒盐噪声分布情况，本发明提出了一种用于重建椒盐噪声像素点的像素值的像素值重建方法和系统。也就是说，在已知图像中的椒盐噪声分布情况的条件下，可以利用根据本发明实施例的像素值重建方法和系统来重建椒盐噪声像素点的像素值。在本发明的一个实施例中，椒盐噪声像素点的像素值的重建是按照栅格扫描顺序进行的。即，按照栅格显示平面上的从上到下、从左到右的顺序重建椒盐噪声像素点的像素值。图2是示出根据本发明的一个实施例的像素值重建系统的配置的框图。图3是示出根据本发明的一个实施例的像素值重建方法的处理流程的流程图。如图2所示，根据本发明的一个实施例的像素值重建系统包括判断单元202和重建单元204。其中，判断单元202用于判断噪声像素点PO的相邻像素点中不具有重建像素值的噪声像素点是否具有替代像素点(即，执行步骤S302);重建单元204用于在噪声像素点PO的相邻像素点中不具有重建像素值的噪声像素点具有替代像素点的情况下，利用噪声像素点P O的相邻像素点中的非噪声像素点的像素值、具有重建像素值的噪声像素点的重建像素值、和不具有重建像素值的噪声像素点的替代像素点的像素值中的一个或多个来重建噪声像素点PO的像素值(即，执行步骤S304)。在噪声像素点PO的相邻像素点中不具有重建像素值的噪声像素点不具有替代像素点的情况下，重建单元将利用噪声像素点PO的相邻像素点中的非噪声像素点的像素值和/或具有重建像素值的噪声像素点的重建像素值来重建噪声像素点PO的像素值。在噪声像素点PO的相邻像素点P(j)是噪声像素点的情况下，判断单元将从噪声像素点PO到相邻像素点P (j)的连线方向、连接噪声像素点PO和相邻像素点P (j)的直线上的一个非噪声像素点作为相邻像素点P U)的替代像素点。具体地，如果从噪声像素点PO到相邻像素点P U)的连线方向、连接噪声像素点PO和相邻像素点P (j)的直线上的距离相邻像素点P (j)最近的一个像素点P (j) 2是非噪声像素点，则判断单元202将像素点P (j) 2作为相邻像素点P(j)的替代像素点，否则判断单元203认为相邻像素点P(j)不具有替代像素点。在本实施例中，重建单元204可以通过以下处理重建噪声像素点PO的像素值利用噪声像素点PO的相邻像素点中的非噪声像素点、具有重建像素值的噪声像素点、和不具有重建像素值的噪声像素点的替代像素点与所述噪声像素点PO之间的距离来计算噪声像素点PO的相邻像素点中的非噪声像素点、具有重建像素值的噪声像素点、和不具有重建像素值的噪声像素点的替代像素点的加权因子；利用噪声像素点PO的相邻像素点中的非噪声像素点和不具有重建像素值的噪声像素点的替代像素点的加权因子和像素值、以及噪声像素点PO的相邻像素点中的具有重建像素值的噪声像素点的加权因子和重建像素值来重建噪声像素点PO的像素值。在本发明的一个实施例中，如果噪声像素点PO的相邻像素点均为非噪声像素点，则重建单元204可以直接利用噪声像素点PO的相邻像素点与噪声像素点PO之间的距离计算各个相邻像素点的加权因子，并利用各个相邻像素点的加权因子和像素值来重建噪声像素点PO的像素值。在本发明的一个实施例中，如果噪声像素点PO的相邻像素点均为噪声像素点，判断单元202首先判断噪声像素点PO的相邻像素点中不具有重建像素值的各个噪声像素点是否具有替代像素点，然后重建单元204利用噪声像素点PO的相邻像素点中的具有重建像 素值的噪声像素点与噪声像素点PO之间的距离计算各个具有重建像素值的噪声像素点的加权因子，利用噪声像素点PO的相邻像素点中的不具有重建像素值但具有替代像素点的噪声像素点的替代像素点与噪声像素点PO之间的距离计算各个替代像素点的加权因子，并利用各个像素点的加权因子和像素值来重建噪声像素点PO的像素值。图4是示出示例性椒盐噪声像素点的相邻像素点的分布情况的视图。图5是示出根据本发明的另一个实施例的像素值重建方法的处理流程的流程图。下面结合图4和图5，详细描述图3所示的像素值重建系统实现图2所示的像素值重建方法的具体过程。这里为了说明方便，我们假设图4中所示的像素点PO是椒盐噪声像素点，这里需要重建像素点PO的像素值。具体地，重建椒盐噪声像素点PO的像素值的处理包括步骤S502，对像素点PO的相邻像素点进行标记。如图4所示，可以将像素点PO的8个相邻像素点Pl至P8划分成Gl和G2两组。Gl组包括像素点P1、P2、P3、和P4，G2组包括像素点P5、P6、P7、和P8。由于根据本发明实施例的像素值重建方法和系统按照栅格显示平面上的从上到下、从左到右的顺序来重建椒盐噪声像素点的像素值，所以即使像素点Pl至P4中存在一个或多个椒盐噪声像素点，在重建像素点PO的像素值之前也已经通过像素值重建处理重建出了这些椒盐噪声像素点的像素值。由于G2组中的像素点P5至P8位于像素点PO的右侧或下侧，所以根据本发明实施例的像素值重建方法和系统在重建像素点PO的像素值之前还没有对像素点P5至P8进行处理(即，还没有重建像素点P5至P8中的一个或多个椒盐噪声像素点的像素值)。在本实施例中，期望使用像素点Pl至P4中的非椒盐噪声像素点的像素值以及椒盐噪声像素点的重建像素值、以及像素点P5至P8中的非椒盐噪声像素点的像素值以及椒盐噪声像素点的替代像素点的像素值来重建像素点PO的像素值。也就是说，非椒盐噪声像素点的像素值以及椒盐噪声像素点的重建像素值可以被用来重建像素点PO的像素值，而椒盐噪声像素点的像素值不能被直接用来重建像素点PO的像素值。在重建像素点PO的像素值之前，需要逐个核对像素点Pl至P8是否可以被用来重建像素点PO的像素值,并且将可以用来重建像素点PO的像素值的像素点标记为可用像素点，将不可以用来重建像素点PO的像素值的像素点标记为不可用像素点。这里，将非椒盐噪声像素点以及具有重建像素值的椒盐噪声像素点称为可用像素点，将不具有重建像素值的椒盐噪声像素点称为不可用像素点。具体地，对于G2组中的像素点，将G2组中的椒盐噪声像素点标记为不可用像素点，并将G2组中的非椒盐噪声像素点标记为可用像素点。将Gl组中的所有像素点都标记为可用像素点。步骤S504，找出G2组中的不可用像素点的替代像素点。为了方便，这里假设像素点P5是不可用像素点，并以像素点P5为例来说明如何找出G2组中不可用像素点的替代像素点。如图4所示，由于像素点P5是不可以用来重建像素点PO椒盐噪声像素点，所以需要找出像素点P5的替代像素点。如图4所示，如果像素点P5右侧的像素点P5 (2)不是椒盐噪声像素点，则可以将像素点P5 (2)作为像素点P5的替代像素点，用像素点P5(2)到像素点PO的距离以及像素点P5(2)的像素值来代替像素点P5 到像素点PO的距离以及像素点P5的像素值(也可以认为P5(2)是可用像素点)。如果像素点P5(2)也是椒盐噪声像素点,则认为不存在像素点P5的替代像素点，并且在重建像素点PO的像素值的过程中不再考虑与像素点P5有关的像素值。在像素点P6、P7、和/或P8为椒盐噪声像素点的情况下，通过同样的处理来找出它们的替代像素点。步骤S506，计算像素点PO周围的可用像素点的加权因子、不可用像素点的替代像素点的加权因子、以及所有可用像素点和所有不可用像素点的替代像素点的加权因子之和。每个可用像素点(或者不可用像素点的替代像素点)的加权因子与其到像素点PO的距离成反比。在图I中，假设一个可用像素点(或者不可用像素点的替代像素点)p(k)的坐标值为(X，y)，像素点PO的坐标值为(i，j)。可以根据以下等式⑴计算出像素点P(k)的加权因子w(k)，并可以根据以下等式⑵计算出像素点PO周围的所有可用像素点以及所有不可用像素点的替代像素点的加权因子之和total_weight w(k) = I/(|x-i | + |y-j |)(I)
Stotal_weight =is availahle7w(k)t 0)
(2)步骤S508，利用Gl组中的像素点Pl至P4的像素值、G2组中的非噪声像素点的像素值、以及G2组中具有替代像素点的椒盐噪声像素点的替代像素点的像素值，根据以下等式(3)计算像素点PO的重建像素值PO”。即，将像素点PO周围的所有可用像素点(替代像素点在这里也被称为可用像素点)P (k)的像素值P (k)和加权值w (k)的乘积的总和与像素点PO周围的所有可用像素点以及所有不可用像素点的替代像素点的加权因子之和total_weight的商作为像素点PO的重建像素值。
SPO” = I^ (P(U)Is availablel w(fe) * P(k) 0)
k=i此像素值重建系统的特点在于直观、简单且易于实现，尤其在应用于硬件设计的时候，在提高信噪比的同时，有效地减小芯片面积。以上已经参考本发明的具体实施例来描述了本发明，但是本领域技术人员均了解，可以对这些具体实施例进行各种修改、组合和变更，而不会脱离由所附权利要求或其等同物限定的本发明的精神和范围。
根据需要可以用硬件或软件来执行步骤。注意，在不脱离本发明范围的前提下，可向本说明书中给出的流程图添加步骤、从中去除步骤或修改其中的步骤。一般来说，流程图只是用来指示用于实现功能的基本操作的一种可能的序列。本发明的实施例可利用编程的通用数字计算机、利用专用集成电路、可编程逻辑器件、现场可编程门阵列、光的、化学的、生物的、量子的或纳米工程的系统、组件和机构来实现。一般来说，本发明的功能可由本领域已知的任何手段来实现。可以使用分布式或联网系统、组件和电路。数据的通信或传送可以是有线的、无线的或者通过任何其他手段。
还将意识到，根据特定应用的需要，附图中示出的要素中的一个或多个可以按更分离或更集成的方式来实现，或者甚至在某些情况下被去除或被停用。实现可存储在机器可读介质中的程序或代码以允许计算机执行上述任何方法，也在本发明的精神和范围之内。此外，附图中的任何信号箭头应当被认为仅是示例性的，而不是限制性的，除非另有具体指示。当术语被预见为使分离或组合的能力不清楚时，组件或者步骤的组合也将被认为是已经记载了。
权利要求
1.一种像素值重建方法，包括 判断噪声像素点PO的相邻像素点中不具有重建像素值的噪声像素点是否具有替代像素点； 如果所述噪声像素点PO的相邻像素点中不具有重建像素值的噪声像素点具有替代像素点，则利用所述噪声像素点PO的相邻像素点中的非噪声像素点的像素值、具有重建像素值的噪声像素点的重建像素值、和不具有重建像素值的噪声像素点的替代像素点的像素值中的一个或多个来重建所述噪声像素点PO的像素值。
2.根据权利要求I所述的像素值重建方法，其特征在于，如果所述噪声像素点PO的相邻像素点中不具有重建像素值的噪声像素点不具有替代像素点，则利用所述噪声像素点PO的相邻像素点中的非噪声像素点的像素值和/或具有重建像素值的噪声像素点的重建像素值来重建所述噪声像素点PO的像素值。
3.根据权利要求I所述的像素值重建方法，其特征在于，在所述噪声像素点PO的相邻像素点P(j)是噪声像素点的情况下，将从所述噪声像素点PO到所述相邻像素点P(j)的连线方向、连接所述噪声像素点PO和所述相邻像素点P (j)的直线上的一个非噪声像素点作为所述相邻像素点p(j)的替代像素点。
4.根据权利要求3所述的像素值重建方法，其特征在于，如果从所述噪声像素点PO到所述相邻像素点P(j)的连线方向、连接所述噪声像素点PO和所述相邻像素点P(j)的直线上的距离所述相邻像素点P U)最近的一个像素点P U) 2是非噪声像素点，则将所述像素点P (j) 2作为所述相邻像素点P (j)的替代像素点； 如果从所述噪声像素点PO到所述相邻像素点P (j)的连线方向、连接所述噪声像素点PO和所述相邻像素点P (j)的直线上的距离所述相邻像素点P (j)最近的一个像素点P (j) 2是噪声像素点，则认为所述相邻像素点P (j)不具有替代像素点。
5.根据权利要求I所述的像素值重建方法，其特征在于，重建所述噪声像素点PO的像素值的处理包括 利用所述噪声像素点PO的相邻像素点中的非噪声像素点、具有重建像素值的噪声像素点、和不具有重建像素值的噪声像素点的替代像素点与所述噪声像素点PO之间的距离来计算所述噪声像素点PO的相邻像素点中的非噪声像素点、具有重建像素值的噪声像素点、和不具有重建像素值的噪声像素点的替代像素点的加权因子； 利用所述噪声像素点PO的相邻像素点中的非噪声像素点和不具有重建像素值的噪声像素点的替代像素点的加权因子和像素值、以及所述噪声像素点PO的相邻像素点中的具有重建像素值的噪声像素点的加权因子和重建像素值来重建所述噪声像素点PO的像素值。
6.一种像素值重建系统，包括 判断单元，用于判断噪声像素点PO的相邻像素点中不具有重建像素值的噪声像素点是否具有替代像素点； 重建单元，用于在所述噪声像素点PO的相邻像素点中不具有重建像素值的噪声像素点具有替代像素点的情况下，利用所述噪声像素点P O的相邻像素点中的非噪声像素点的像素值、具有重建像素值的噪声像素点的重建像素值、和不具有重建像素值的噪声像素点的替代像素点的像素值中的一个或多个来重建所述噪声像素点PO的像素值。
7.根据权利要求6所述的像素值重建系统，其特征在于，在所述噪声像素点PO的相邻像素点中不具有重建像素值的噪声像素点不具有替代像素点的情况下，所述重建单元利用所述噪声像素点PO的相邻像素点中的非噪声像素点的像素值和/或具有重建像素值的噪声像素点的重建像素值来重建所述噪声像素点PO的像素值。
8.根据权利要求6所述的像素值重建系统，其特征在于，在所述噪声像素点PO的相邻像素点P(j)是噪声像素点的情况下，所述判断单元将从所述噪声像素点PO到所述相邻像素点P(j)的连线方向、连接所述噪声像素点PO和所述相邻像素点P (j)的直线上的一个非噪声像素点作为所述相邻像素点P (j)的替代像素点。
9.根据权利要求8所述的像素值重建系统，其特征在于，在从所述噪声像素点PO到所述相邻像素点P(j)的连线方向、连接所述噪声像素点PO和所述相邻像素点P(j)的直线上的距离所述相邻像素点P (j)最近的一个像素点P (j) 2是非噪声像素点的情况下，所述判断单元将所述像素点P (j) 2作为所述相邻像素点P (j)的替代像素点； 在从所述噪声像素点PO到所述相邻像素点P(j)的连线方向、连接所述噪声像素点PO和所述相邻像素点P (j)的直线上的距离所述相邻像素点P (j)最近的一个像素点P (j) 2是噪声像素点的情况下，所述判断单元认为所述相邻像素点P(j)不具有替代像素点。
10.根据权利要求6所述的像素值重建系统，其特征在于，所述重建单元通过以下处理重建所述噪声像素点PO的像素值 利用所述噪声像素点PO的相邻像素点中的非噪声像素点、具有重建像素值的噪声像素点、和不具有重建像素值的噪声像素点的替代像素点与所述噪声像素点PO之间的距离来计算所述噪声像素点PO的相邻像素点中的非噪声像素点、具有重建像素值的噪声像素点、和不具有重建像素值的噪声像素点的替代像素点的加权因子； 利用所述噪声像素点PO的相邻像素点中的非噪声像素点和不具有重建像素值的噪声像素点的替代像素点的加权因子和像素值、以及所述噪声像素点PO的相邻像素点中的具有重建像素值的噪声像素点的加权因子和重建像素值来重建所述噪声像素点PO的像素值。
全文摘要
本发明公开了一种像素值重建方法和系统。该方法包括判断噪声像素点P0的相邻像素点中不具有重建像素值的噪声像素点是否具有替代像素点；如果噪声像素点P0的相邻像素点中不具有重建像素值的噪声像素点具有替代像素点，则利用噪声像素点P0的相邻像素点中的非噪声像素点的像素值、具有重建像素值的噪声像素点的重建像素值、和不具有重建像素值的噪声像素点的替代像素点的像素值中的一个或多个来重建噪声像素点P0的像素值。
文档编号G06T5/00GK102842113SQ20111017533
公开日2012年12月26日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者郑艳 申请人:富士通株式会社