一种图像色度降噪的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种图像色度降噪的方法及装置，包括：对输入的RGB图像进行色彩空间变换，得到变换后图像的色度分量；对所述变换后图像的色度分量进行IIR滤波，得到IIR滤波后图像的色度分量；对所述IIR滤波后图像的色度分量进行降噪处理，得到色度降噪后图像的色度分量；对所述色度降噪后图像的色度分量进行色彩空间反变换，得到色度降噪后的RGB图像。采用IIR滤波，并对IIR滤波结果进行进一步降噪处理的方式实现彩色图像的色度噪声消除。采用本发明方法，采用较小的色度窗即能达到较好的色度降噪效果，能够有效的消除色度噪声尤其是色度低频噪声并可以节省硬件开销和实现成本。
【专利说明】-种图像色度降噪的方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种视频图像处理领域，尤其设及一种图像色度降噪的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 在视频图像处理领域，降噪是一种增强视频图像质量的十分有效的方法。视频在 采集、传输和接收等过程中都不可避免地会引入噪声，为了提高视频图像的主客观效果，提 高视频图像的压缩效率或节省传输带宽，都有必要对视频进行降噪处理，图像噪声消除通 常采取空域降噪或者变换域降噪等方法，然而色度上的噪声一般表现为低频噪声，对其进 行降噪处理要达到较好的降噪效果，需要在较大的色度像素窗内进行处理，该样需要较大 的缓冲存储和复杂的处理，增加了硬件开销和实现成本。
[0003] 图像色度上的噪声一般表现为低频噪声，对其进行降噪处理要达到较好的降噪效 果，需要在较大的色度像素窗内进行处理，该样需要较大的缓冲存储和复杂的处理，增加了 硬件开销和实现成本。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种图像色度降噪的方法及装置，本发明采用 IIR滤波，并对IIR滤波结果进行进一步降噪处理的方式实现色度噪声消除，采用本发明方 法，采用较小的色度窗即能达到较好的色度降噪效果，能够有效的消除色度噪声尤其是色 度低频噪声并可W节省硬件开销和实现成本。
[0005] 为实现上述技术效果，本发明公开了一种图像色度降噪的方法，包括：
[0006] 对输入的RGB图像进行色彩空间变换，得到变换后图像的色度分量；
[0007] 对所述变换后图像的色度分量进行IIR滤波，得到IIR滤波后图像的色度分量； [000引对所述IIR滤波后图像的色度分量进行降噪处理，得到色度降噪后图像的色度分 量；
[0009] 对所述色度降噪后图像的色度分量进行色彩空间反变换，得到色度降噪后的RGB 图像。
[0010] 所述图像色度降噪的方法进一步的改进在于，对所述变换后图像的色度分量进行 IIR滤波包括；分别对所述YUV色彩空间中的U色度分量和V色度分量进行IIR滤波；
[0011] 对所述U色度分量或所述V色度分量进行IIR滤波，包括：
[0012] 选定所述变换后图像中U色度分量或V色度分量的色度通道的色度像素窗；
[0013] 将所述色度像素窗分为上区域和下区域；
[0014] 将IIR滤波后的U色度分量或V色度分量的色度像素点存储在所述上区域内；
[0015] 将IIR滤波前的U色度分量或V色度分量的色度像素点存储在所述下区域内；
[0016] 令所述上区域最后一行与所述下区域起始一行相重合，且相重合的一行作为待滤 波行，
[0017] 定义所述待滤波行的中屯、像素点分别作为上区域待滤波的色度像素点和下区域 待滤波的色度像素点；分别对所述上区域待滤波的色度像素点和所述下区域待滤波的色度 像素点进行分区域滤波处理，得到分区域滤波处理后的上区域滤波像素点和下区域滤波像 素点；
[0018] 计算U色度分量或V色度分量的色度通道相同空间位置区域的上区域的水平边界 度量的最大值，作为色度降噪上区域的权值；
[0019] 计算U色度分量或V色度分量的色度通道相同空间位置区域的下区域的水平边界 度量的最大值，作为色度降噪下区域的权值；
[0020] 利用所述色度降噪上区域的权值和所述色度降噪下区域的权值对所述分区域滤 波处理后的上区域滤波像素点和下区域滤波像素点进行IIR滤波，得到IIR滤波后的U色 度分量的滤波像素点或V色度分量的滤波像素点；
[0021] 利用所述IIR滤波后的U色度分量的滤波像素点或V色度分量的滤波像素点替换 作为所述上区域待滤波的色度像素点和所述下区域待滤波的色度像素点的所述待滤波行 的中屯、像素点，得到IIR滤波后图像的U色度分量或V色度分量。
[0022] 所述图像色度降噪的方法进一步的改进在于，对所述上区域待滤波的色度像素点 和所述下区域待滤波的色度像素点分别进行分区域滤波处理包括空域滤波、变换域滤波或 空域滤波和变换域滤波的联合滤波。
[0023] 所述图像色度降噪的方法进一步的改进在于，对所述IIR滤波后图像的色度分量 进行降噪处理包括空域降噪、变换域降噪或空域降噪和变换域降噪的联合降噪。
[0024] 本发明还公开了一种图像色度降噪的装置，包括：
[0025] 色彩空间变换单元，用于对输入的RGB图像进行色彩空间变换，得到变换后图像 的色度分量；
[0026] IIR滤波单元，连接所述色彩空间变换单元，用于对所述变换后图像的色度分量进 行IIR滤波，得到IIR滤波后图像的色度分量；
[0027] 降噪单元，连接所述IIR滤波单元，用于对所述IIR滤波后图像的色度分量进行降 噪处理，得到色度降噪后图像的色度分量；
[002引色彩空间反变换单元，连接所述降噪单元，用于将所述色度降噪后图像的色度分 量变换到色度降噪后的RGB图像。
[0029] 所述图像色度降噪的装置进一步的改进在于，所述输入的RGB图像变换到YUV色 彩空间，得到变换后YUV色彩空间的U色度分量和V色度分量。
[0030] 所述图像色度降噪的装置进一步的改进在于，所述IIR滤波单元包括：
[0031] 分区域滤波单元，连接所述色彩空间变换单元，用于选定所述变换后图像中U色 度分量和V色度分量的色度通道的色度像素窗，并将所述色度像素窗分为上区域和下区 域，所述上区域用于存储IIR滤波后的U色度分量或V色度分量的色度像素点，所述下区域 用于存储IIR滤波前的U色度分量或V色度分量的色度像素点，令所述上区域最后一行与 所述下区域起始一行相重合，且相重合的一行作为待滤波行，定义所述待滤波行的中屯、像 素点分别作为上区域待滤波的色度像素点和下区域待滤波的色度像素点，分别对上区域待 滤波的色度像素点和下区域待滤波的色度像素点进行分区域滤波处理，得到分区域滤波后 的上区域滤波像素点和下区域滤波像素点；
[0032] 权值计算单元，连接所述分区域滤波单元，用于计算U色度分量或V色度分量的 色度通道相同空间位置区域的上区域的水平边界度量的最大值，作为色度降噪上区域的权 值，计算U色度分量或V色度分量的色度通道相同空间位置区域的下区域的水平边界度量 的最大值，作为色度降噪下区域的权值；
[0033] IIR滤波处理单元，连接所述分区域滤波单元、所述权值计算单元和所述降噪单 元，用于利用所述色度降噪上区域的权值和所述色度降噪下区域的权值对所述分区域滤波 处理后的上区域滤波像素点和下区域滤波像素点进行IIR滤波，得到IIR滤波后的U色度 分量的滤波像素点和V色度分量的滤波像素点，并采用IIR滤波后的U色度分量的滤波像 素点和V色度分量的滤波像素点替换所述上区域待滤波的色度像素点和所述下区域待滤 波的色度像素点，得到IIR滤波后图像的U色度分量和V色度分量。
[0034] 所述图像色度降噪的装置进一步的改进在于，所述分区域滤波处理包括空域滤 波、变换域滤波或空域滤波和变换域滤波的联合滤波。
[0035] 所述图像色度降噪的装置进一步的改进在于，所述降噪处理包括空域降噪、变换 域降噪或空域降噪和变换域降噪的联合降噪。
[0036] 本发明由于采用了 W上技术方案，使其具有W下有益效果；采用IIR滤波，并对 IIR滤波结果进行进一步降噪处理的方式实现彩色图像的色度噪声消除。采用本发明方法， 采用较小的色度窗即能达到较好的色度降噪效果，能够有效的消除色度噪声尤其是色度低 频噪声并可W节省硬件开销和实现成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0037] 图1是本发明图像色度降噪的装置的功能模块示意图。
[003引图2是本发明图像色度降噪的装置的IIR滤波单元的功能模块示意图。
[0039] 图3是本发明图像色度降噪的装置的较佳实施方式的功能模块示意图。
[0040] 图4是本发明图像色度降噪的装置的分区域滤波色度的U色度通道的色度像素窗 示意图。
[0041] 图5是本发明图像色度降噪的装置的分区域滤波色度的V色度通道的色度像素窗 示意图。
[0042] 图6是本发明图像色度降噪的装置的降噪单元的U色度通道的像素窗示意图。
[0043] 图7是本发明图像色度降噪的装置的降噪单元的V色度通道的像素窗示意图。
【具体实施方式】
[0044] 下面结合附图及【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0045] 首先参阅图1所示，本发明的图像色度降噪的装置主要由依次连接的色彩空间变 换单元101、IIR滤波单元102、降噪单元103和色彩空间反变换单元104构成。
[0046] 色彩空间变换单元101，主要用于对输入的RGB图像进行色彩空间变换，得到变换 后色彩空间的色度分量，W便实现RGB图像到其它色彩空间的转换，获取变换后图像的待 处理的色度分量。例如，实现RGB图像到YUV色彩空间的变换，得到YUV图像，其中变换后 YUV色彩空间的图像的U色度分量和V色度分量便是待降噪处理的色度分量。
[0047] IIR滤波单元102连接色彩空间变换单元101，主要用于对色彩空间变换单元101 变换得到的变换后YUV色彩空间的图像的U色度分量和V色度分量进行IIR滤波，得到IIR 滤波后图像的u色度分量和V色度分量。结合图2和图3所示，IIR滤波单元102进一步 包括分区域滤波单元1021、权值计算单元1022和IIR滤波处理单元1023。
[0048] 其中，分区域滤波单元1021连接色彩空间变换单元101，用于对输入的YUV色彩空 间的的U色度分量和V色度分量进行分区域滤波，得到各分区域上的色度分量的滤波像素， 主要包括：
[0049] 根据需求分别选定变换后YUV色彩空间的图像的U色度分量和V色度分量的U色 度通道和V色度通道的色度像素窗大小，分别选择如图4所示的9X 5的U色度通道色度像 素窗，W及如图5所示的9X5的V色度通道色度像素窗；
[0050] 将9X5的色度像素窗分为上区域11和下区域12两个区域，其中虚线框为上区域 11，实线框为下区域12,并且上区域11存储的实屯、点为经IIR滤波处理过的色度分量的色 度像素点，下区域12存储的空屯、点为色彩空间变换单元101变换得到的原始的未经IIR滤 波处理的YUV色彩空间的图像的色度分量的色度像素点；
[0化1] 令上区域11最后一行与下区域12起始一行相重合，且相重合一行作为待滤波行， 选取如图4所示，该待滤波行的中屯、像素点U23分别作为U色度分量的色度通道的上区域 待滤波的色度像素点和下区域待滤波的色度像素点；又如图5所示，该待滤波行的中屯、像 素点V23分别作为V色度分量的色度通道的上区域待滤波的色度像素点和下区域待滤波的 色度像素点；
[0052] 分别对上区域11和下区域12进行合适的分区域滤波处理，可化选择空域滤波、变 换域滤波或空域滤波和变换域滤波的联合滤波，分别对U色度分量和V色度分量的上区域 待滤波的色度像素点和下区域待滤波的色度像素点进行分区域滤波处理，得到分区域滤波 后的上区域滤波像素点Cup和下区域滤波像素点C d。，。，比如上区域11和下区域12都选择空 域均值滤波或者选择基于DCT变换的频域滤波处理等。本实施例中，上区域11和下区域12 的分区域滤波均采取空域均值滤波的方式，得到上区域滤波像素点Uup，Vup和下区域滤波像 素点Ud。，。，，具体计算见如下公式（1):
[0化3]
【权利要求】
1. 一种图像色度降噪的方法，其特征在于包括： 对输入的RGB图像进行色彩空间变换，得到变换后图像的色度分量； 对所述变换后图像的色度分量进行IIR滤波，得到IIR滤波后图像的色度分量； 对所述IIR滤波后图像的色度分量进行降噪处理，得到色度降噪后图像的色度分量； 对所述色度降噪后图像的色度分量进行色彩空间反变换，得到色度降噪后的RGB图 像。
2. 如权利要求1所述的图像色度降噪的方法，其特征在于，对所述输入的RGB图像进行 色彩空间变换包括： 将所述输入的RGB图像变换到YUV色彩空间，得到YUV色彩空间的U色度分量和V色 度分量。
3. 如权利要求2所述的图像色度降噪的方法，其特征在于，对所述变换后图像的色度 分量进行IIR滤波包括：分别对所述YUV色彩空间中的U色度分量和V色度分量进行IIR 滤波； 对所述U色度分量或所述V色度分量进行IIR滤波，包括： 选定所述变换后图像中U色度分量或V色度分量的色度通道的色度像素窗； 将所述色度像素窗分为上区域和下区域； 将IIR滤波后的U色度分量或V色度分量的色度像素点存储在所述上区域内； 将IIR滤波前的U色度分量或V色度分量的色度像素点存储在所述下区域内； 令所述上区域最后一行与所述下区域起始一行相重合，且相重合的一行作为待滤波 行， 定义所述待滤波行的中心像素点分别作为上区域待滤波的色度像素点和下区域待滤 波的色度像素点；分别对所述上区域待滤波的色度像素点和所述下区域待滤波的色度像 素点进行分区域滤波处理，得到分区域滤波处理后的上区域滤波像素点和下区域滤波像素 占. 计算U色度分量或V色度分量的色度通道相同空间位置区域的上区域的水平边界度量 的最大值，作为色度降噪上区域的权值； 计算U色度分量或V色度分量的色度通道相同空间位置区域的下区域的水平边界度量 的最大值，作为色度降噪下区域的权值； 利用所述色度降噪上区域的权值和所述色度降噪下区域的权值对所述分区域滤波处 理后的上区域滤波像素点和下区域滤波像素点进行IIR滤波，得到IIR滤波后的U色度分 量的滤波像素点或V色度分量的滤波像素点； 利用所述IIR滤波后的U色度分量的滤波像素点或V色度分量的滤波像素点替换作为 所述上区域待滤波的色度像素点和所述下区域待滤波的色度像素点的所述待滤波行的中 心像素点，得到IIR滤波后图像的U色度分量或V色度分量。
4. 如权利要求3所述的图像色度降噪的方法，其特征在于，对所述上区域待滤波的色 度像素点和所述下区域待滤波的色度像素点分别进行分区域滤波处理包括空域滤波、变换 域滤波或空域滤波和变换域滤波的联合滤波。
5. 如权利要求4所述的图像色度降噪的方法，其特征在于，对所述IIR滤波后图像的色 度分量进行降噪处理包括空域降噪、变换域降噪或空域降噪和变换域降噪的联合降噪。
6. -种图像色度降噪的装置，其特征在于包括： 色彩空间变换单元，用于对输入的RGB图像进行色彩空间变换，得到变换后图像的色 度分量； IIR滤波单元，连接所述色彩空间变换单元，用于对所述变换后图像的色度分量进行 IIR滤波，得到IIR滤波后图像的色度分量； 降噪单元，连接所述IIR滤波单元，用于对所述IIR滤波后图像的色度分量进行降噪处 理，得到色度降噪后图像的色度分量； 色彩空间反变换单元，连接所述降噪单元，用于将所述色度降噪后图像的色度分量变 换到色度降噪后的RGB图像。
7. 如权利要求6所述的图像色度降噪的装置，其特征在于，所述输入的RGB图像变换到 YUV色彩空间，得到变换后YUV色彩空间的U色度分量和V色度分量。
8. 如权利要求7所述的图像色度降噪的装置，其特征在于，所述IIR滤波单元包括： 分区域滤波单元，连接所述色彩空间变换单元，用于选定所述变换后图像中U色度分 量和V色度分量的色度通道的色度像素窗，并将所述色度像素窗分为上区域和下区域，所 述上区域用于存储IIR滤波后的U色度分量或V色度分量的色度像素点，所述下区域用于 存储IIR滤波前的U色度分量或V色度分量的色度像素点，令所述上区域最后一行与所述 下区域起始一行相重合，且相重合的一行作为待滤波行，定义所述待滤波行的中心像素点 分别作为上区域待滤波的色度像素点和下区域待滤波的色度像素点，分别对上区域待滤波 的色度像素点和下区域待滤波的色度像素点进行分区域滤波处理，得到分区域滤波后的上 区域滤波像素点和下区域滤波像素点； 权值计算单元，连接所述分区域滤波单元，用于计算U色度分量或V色度分量的色度通 道相同空间位置区域的上区域的水平边界度量的最大值，作为色度降噪上区域的权值，计 算U色度分量或V色度分量的色度通道相同空间位置区域的下区域的水平边界度量的最大 值，作为色度降噪下区域的权值； IIR滤波处理单元，连接所述分区域滤波单元、所述权值计算单元和所述降噪单元，用 于利用所述色度降噪上区域的权值和所述色度降噪下区域的权值对所述分区域滤波处理 后的上区域滤波像素点和下区域滤波像素点进行IIR滤波，得到IIR滤波后的U色度分量 的滤波像素点和V色度分量的滤波像素点，并采用IIR滤波后的U色度分量的滤波像素点 和V色度分量的滤波像素点替换所述上区域待滤波的色度像素点和所述下区域待滤波的 色度像素点，得到IIR滤波后图像的U色度分量和V色度分量。
9. 如权利要求8所述的图像色度降噪的装置，其特征在于，所述分区域滤波处理包括 空域滤波、变换域滤波或空域滤波和变换域滤波的联合滤波。
10. 如权利要求9所述的图像色度降噪的装置，其特征在于，所述降噪处理包括空域降 噪、变换域降噪或空域降噪和变换域降噪的联合降噪。
【文档编号】H04N9/64GK104486607SQ201410850509
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月31日 优先权日:2014年12月31日
【发明者】田景军, 陈城, 党韩兵, 谢鹏, 居彩霞, 潘泽民 申请人:上海富瀚微电子股份有限公司