一种视频降噪方法、装置及计算机存储介质与流程

本发明属于视频图像处理技术，尤其是一种视频降噪方法、装置及计算机存储介质。

背景技术：

1、在摄像和监控广泛使用的现代社会，随着技术的发展对图像质量的要求也在逐步提升，尤其是在行车记录仪和监控的使用过程，由于受到感光器件的限制，在光线较弱的环境下，视频噪声明显，图像清晰度下降，严重影响用户的体验。为了针对暗环境下视频噪声的问题，目前广泛使用2d降噪和3d降噪方法减少视频噪声，提高视频质量。

2、对于2d降噪，较为简单的可以使用低通滤波、双边滤波或nlm等方法。这种方法只针对视频中每一帧独立处理，通过对每一帧图像进行降噪，从而提高整体的视频质量。2d降噪是根据图像上每个点周围点像素信息对中心点进行过滤，这种方式难以避免的会使得图像变得模糊，同时仅消除了本帧噪声，而实际视频中亮度闪烁造成的噪声来源于帧间噪声，2d降噪无法很好的应对帧间噪声。

3、3d降噪方法就是考虑了帧间噪声的存在，可以对图像进行分析，根据分析结果控制空域滤波和时域滤波的强度对图像不同部分进行不同强度的降噪处理。现有的方法是对静止区域进行空域降噪，对运动的区域进行时域降噪，从而消除噪声的同时尽量避免运动拖影问题。但是简单的区分运动和静止并不能够精确的控制图像中每个像素点的降噪强度，导致视频降噪效果不够理想并且无法很好地避免运动拖影。

4、如何在复杂条件下实现理想的视频降噪效果要当前亟待解决的一个问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供种一种视频降噪方法、装置及计算机存储介质用于解决现有技术的不足。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明实施例提供了一种视频降噪方法，包括：

4、将视频图像转换为ycbcr或yuv格式；

5、将当前帧划分为多个大小相同的图像块并对每个图像块进行下采样处理；

6、在前一帧下采样后的预设搜索范围内搜索与所述当前帧下采样后的图像块最匹配的图像块列为待匹配块并确定待匹配块坐标；

7、根据下采样待匹配块坐标对应到下采样前的原始图像块坐标，确定下采样前当前帧图像块在前一帧中的最匹配的图像块列为精确匹配块并得到对应的平均绝对误差；

8、根据所述平均绝对误差确定滤波系数；

9、将当前帧图形块与前一帧精确匹配块按照滤波系数进行融合。

10、进一步地，对当前帧的图像块进行下采样处理采用将最邻近的n2个像素点的平均值赋给下采样处理后的对应像素点。

11、进一步地，下采样处理采用如下表达式：

12、blocks(i,j)＝[blockc(i,j)+blockc(i+1,j)+…blockc(i+n-1,j)+blockc(i,j+1)+blockc(i+1,j+1)+…blockc(i+n-1,j+1)+………+blockc(i,j+n-1)+blockc(i+1,j+n-1)+…blockc(i+n-1,j+n-1)]/n2

13、其中：blockc为当前帧中的一个图像块，blocks为下采样后的图像块。

14、进一步地，最匹配的图像块为待比较的两个图像块各个像素点的绝对误差之和sad值最小对应的图像块，平均绝对误差mad为绝对误差之和sad除以对应的图像块大小。

15、进一步地，下采样后的每个图像块blocks的像素尺寸大小为16*16，前一帧下采样后的预设搜索范围大小为20*20。

16、进一步地，根据所述平均绝对误差确定滤波系数采用如下分段表达式：

17、

18、其中：threshold1为预设第一门限；threshold2为预设第二门限；且threshold1<threshold2；coeff为一常量；mad为平均绝对误差。

19、进一步地，将当前帧图形块与参考帧精确匹配块按照滤波系数进行融合采用如下表达式：

20、filterblock＝k·blockmatch+(1-k)·blockc

21、其中：filterblock为当前帧图像块融合降噪后的结果；blockc是当前帧图像块；blockmatch是参考帧中搜索到的精确匹配块；k是滤波系数。

22、本发明实施例还提供了一种视频降噪装置，包括：

23、格式转换模块，用于将视频图像转换为ycbcr或yuv格式；

24、下采样模块，用于对当前帧的图像块进行下采样处理；

25、搜索匹配模块，用于在参考帧下采样后的预设搜索范围内搜索与所述当前帧下采样后的图像块确最匹配的图像块列为待匹配块并确定待匹配块坐标；

26、平均绝对误差确定模块，用于根据下采样待匹配块坐标对应到原始图像块坐标，确定当前帧图像块在参考帧中的精确匹配块以及当前帧图像块与参考帧中备选的精确匹配块的平均绝对误差；

27、系数确定模块，用于根据平均绝对误差确定滤波系数；

28、融合模块，用于将当前帧图形块与参考帧精确匹配块按照滤波系数进行融合。

29、进一步地，系数确定模块确定滤波系数k采用连续分段表达式：其中滤波系数k的首段为第一常量；滤波系数k的尾段为第二常量；所述第二常量小于所述第一常量；滤波系数k的中间段为关于平均绝对误差的一次线性函数，其为介于所述第一常量与所述第二常量之间的变量。

30、本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以上所述的视频降噪方法。

31、本发明提供一种基于运动估计的视频3d降噪方法，利用运动估计找到当前宏块像素在参考帧中对应的块位置，在下采样的图像中查找待匹配块然后在还原到下采样前的原始图像中查找精准匹配块，再进行去噪，保证了时间维度上的平稳，能够较好的消除视频噪声，由于在下采样图像中图像大小减小了，寻找待匹配快速度快，通过快速确定大致位置然后在精确确定匹配块，可以有效降级系统存储和计算成本，使其更易实现。

技术特征：

1.一种视频降噪方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的视频降噪方法，其特征在于，对当前帧的图像块进行下采样处理采用将最邻近的n2个像素点的平均值赋给下采样处理后的对应像素点。

3.根据权利要求2所述的视频降噪方法，其特征在于，下采样处理采用如下表达式：

4.根据权利要求1所述的视频降噪方法，其特征在于，最匹配的图像块为待比较的两个图像块各个像素点的绝对误差之和sad值最小对应的图像块，平均绝对误差mad为绝对误差之和sad除以对应的图像块大小。

5.根据权利要求1所述的视频降噪方法，其特征在于，下采样后的每个图像块blocks的像素尺寸大小为16*16，前一帧下采样后的预设搜索范围大小为20*20。

6.根据权利要求1所述的视频降噪方法，其特征在于，根据所述平均绝对误差确定滤波系数采用如下分段表达式：

7.根据权利要求1所述的视频降噪方法，其特征在于，将当前帧图形块与参考帧精确匹配块按照滤波系数进行融合采用如下表达式：

8.一种视频降噪装置，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的视频降噪装置，其特征在于，所述搜索匹配模块和所述平均绝对误差确定模块确定最匹配的图像块均为待比较的两个图像块的绝对误差之和sad值最小对应的图像块，所述平均绝对误差确定模块将绝对误差之和sad除以对应的图像块大小确定为平均绝对误差mad。

10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的视频降噪方法。

技术总结
本发明提供一种视频降噪方法、装置及计算机存储介质，该方法包括：将视频图像转换为YCbCr或YUV格式；对当前帧的图像块进行下采样处理；在参考帧下采样后的预设搜索范围内搜索与所述当前帧下采样后的图像块最匹配的图像块列为待匹配块并确定待匹配块坐标；根据下采样待匹配块坐标对应到原始图像块坐标，确定当前帧图像块在参考帧中的精确匹配块以及当前帧图像块与参考帧中的精确匹配块的平均绝对误差；根据所述平均绝对误差确定滤波系数；将当前帧图形块与参考帧精确匹配块按照滤波系数进行融合。该方法实现简便且视频降噪效果好。

技术研发人员：胡煦晖,刘俊秀,赵梦伟,石岭
受保护的技术使用者：深圳开阳电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13