[发明专利]主边缘检测方法和基于该方法的降噪方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于数字图像处理技术，特别是一种边缘检测技术及基于该技术的降噪技术。

背景技术

图像/视频压缩领域中主要用到两种变换：块离散余弦变换(Block DiscreteCosine Transform，BDCT)和离散小波变换(Discrete Wavelet Transform，DWT)。BDCT变换编码使用8×8非重叠的像素块独立进行余弦变换、量化和编码，当压缩比较高时，BDCT高频系数的损失会产生严重的振铃效应，其中又以背景简单的强边附近最为明显，而纹理区由于HVS(Human Vision System)的“掩膜效应”变得不明显。因此，消除简单背景下的强边附近的振铃效应能显著提高压缩图像的视觉质量。

能够实现消除强边附近的振铃效应的前提是准确分辨出图像内的主边缘，进而准确定位出图像内的主边缘区域，即振铃噪声的显著存在区域。

发明内容

为了准确分辨出图像内的主边缘，本发明提供了一种主边缘检测方法。本发明的另一目的是提供基于主边缘检测方法的图像降噪方法及装置。

本发明的技术方案如下：

主边缘检测方法包括如下步骤：

A、对帧内所有像素进行低通滤波处理；

B、经过步骤A后，将当前处理像素与临近的上、下、左、右四个方向的临近像素进行亮度和色度的垂直方向和水平方向差分；

C、根据步骤B所述亮度和色度垂直方向差分加权和、亮度和色度水平方向差分加权和判断并将当前处理像素归属于以下三个类别之一：阶跃型主边缘像素、脉冲型主边缘像素、非主边缘像素。

步骤B所述进行垂直方向和水平方向差分的公式如下：

Δu＝|Yu-Y|+|Uu-U|+|Vu-V|

Δd＝|Yd-Y|+|Ud-U|+|Vd-V|    (1)

Δl＝|Yl-Y|+|Ul-U|+|Vl-V|

Δr＝|Yr-Y|+|Ur-U|+|Vr-V|

其中，Δu为当前处理像素与其上方临近像素亮度和色度的一阶差分；Δd为当前处理像素与其下方临近像素亮度和色度的一阶差分；Δl为当前处理像素与其左侧临近像素亮度和色度的一阶差分；Δr为当前处理像素与其右侧临近像素亮度和色度的一阶差分；Y为当前处理像素亮度值，U和V为当前处理像素色度值；Yu为当前处理像素上方临近像素亮度值，Uu和Vu为当前处理像素上方临近像素色度值；Yd为当前处理像素下方临近像素亮度值，Ud和Vd为当前处理像素下方临近像素色度值；Yl为当前处理像素左侧临近像素亮度值，Ul和Vl为当前处理像素左侧临近像素色度值；Yu为当前处理像素上方临近像素亮度值，Uu和Vu为当前处理像素上方临近像素色度值。

步骤C所述判断当前处理像素类别归属的方法是：若Δl+Δr＞TH1或Δu+Δd＞TH1，则当前处理像素为脉冲型主边缘像素；若max(Δl，Δr)＞TH2或max(Δu，Δd)＞TH2，则当前处理像素为阶跃型主边缘像素；

其中，TH1和TH2为一确定的门限值，且TH2＜TH1。

步骤A所述低通滤波为n1×n2的线性低通滤波，n1和n2为自然数。

经过主边缘检测方法处理后还进行如下步骤：

D、以帧内像素间位置关系构成X矩阵，X矩阵中每一个元素代表帧内相应位置的像素，经过步骤C判定为主边缘像素的像素在所述X矩阵中值相等，所述值为x1；经过步骤C判定为非主边缘像素的像素在所述X矩阵中的值不等于x1；

E、将X矩阵以s1个元素×s2个元素为单位矩阵划分，若单位矩阵内含有值为x1的元素，则将该单位矩阵内的其他元素的值均置为x1，s1和s2为自然数；

F、对步骤E在所述X矩阵中值为x1的元素所对应的图像中像素进行低通滤波。

步骤F所述低通滤波为t1×t2高斯低通滤波，t1、t2为自然数。

在步骤E和步骤F之间还包括如下边缘检测步骤：