[发明专利]图像处理设备和图像处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像处理设备和图像处理方法，尤其涉及一种可以抑制图像中的噪声的图像处理设备和图像处理方法。

背景技术

近年来，由于像素大小的减小，通过图像传感器所获得的图像信号包含更多的噪声成分。已知一种用于通过使用多速率信号处理来抑制图像信号中所包含的噪声成分的方法。

日本特开2008-293425号公开了这样一种方法，在该方法中，使用诸如小波变换和拉普拉斯金字塔等的技术将图像信号分割成多个频率成分，抑制每一频率成分的噪声，并然后再合成频率成分。例如，当使用拉普拉斯金字塔时，通过对原始图像进行缩小处理，获得低频带图像，并且根据通过放大低频带图像所获得的图像和原始图像之间的差，获得高频带图像。通过重复对于低频带图像的缩小处理和根据与原始图像的差生成高频带图像，逐层将图像信号分割成频率成分。

在图6A中，通过阴影区域表示在差异层中所获得的频带，在这种情况下，认为不存在频带的重叠。在抑制包含没有任何实质性重叠的频带的这些多个图像的每一个中的噪声之后，再合成这些图像。可以通过重复合成处理来实现再合成，其中，在合成处理中，放大缩小图像，并且将其添加至下一层的差分图像。

如上所述，对于分离的不具有频带重叠的图像的处理具有下面的特征：由于再合成处理简单，因而由再合成所导致的合成不均匀小。另一方面，由于合成所有分离图像，因而在再合成图像中残留有即使在噪声抑制之后还残留在频带分离图像中的噪声。特别地，如果在再合成图像中残留有在视觉上不愉快的高频颜色噪声，则该颜色噪声导致再合成图像的图像质量的劣化。

另一方面，如日本特开2009-199104号所述，已知一种用于对图像进行频率分离从而使得频带重叠的方法。例如，当使用高斯金字塔时，根据原始图像生成具有差异缩小比率的多个缩小图像。在图6B中，通过阴影区域表示缩小图像中的频带，在这种情况下，在频带方面，图像部分重叠。此外，当使用高斯金字塔时，每一缩小图像都包含DC成分。通过对每一缩小图像进行噪声抑制处理、并且使用基于所提取的边缘信号所计算出的合成比率合成缩小图像，获得再合成图像。

日本特开2009-199104号所述的方法存在下面的问题：边缘信号的检测精度的降低，导致在再合成图像的边缘部分中发生合成不均匀。另一方面，该方法具有下面的优点：通过调整合成比率，可以相对容易地控制噪声的量，例如，通过对于平坦图像部分使用大量低频带图像，可以有效减少高频带颜色噪声等。

如上所述，根据通过使用拉普拉斯金字塔等将图像分割成多个不重叠的频带的方法，抑制各分离图像中的噪声，并然后再合成分离图像，由于不用计算合成比率，因而不易发生合成不均匀，但是由于再合成所有频带的图像，因而难以提高噪声抑制效果。另一方面，根据通过使用高斯金字塔等将输入图像分割成多个具有重叠频带的图像的方法，抑制各分离图像中的噪声，并且根据使用边缘信号等所计算出的合成比率，合成分离图像，可以控制噪声的量，但是合成比率的精度会影响图像质量。

发明内容

考虑到传统技术的上述问题做出本发明。根据本发明，在通过将图像分割成多个频带、并且再合成这多个频带来降低噪声的图像处理设备和图像处理方法中，可以在合成期间降低图像质量的劣化的同时，实现良好的噪声抑制。

根据本发明的一个方面，提供一种图像处理设备，其包括：第一分割部件，用于将输入图像分割成由构成拉普拉斯金字塔的多个频带的亮度信号所构成的图像；多个亮度噪声抑制部件，所述多个亮度噪声抑制部件中的每一个用于对通过所述第一分割部件分割得到的图像中的、由相应频带的亮度信号所构成的图像进行噪声抑制；加法部件，用于将从所述多个亮度噪声抑制部件所输出的图像相加；第二分割部件，用于将所述输入图像分割成由构成高斯金字塔的多个频带的颜色信号所构成的图像；多个颜色噪声抑制部件，所述多个颜色噪声抑制部件中的每一个用于对通过所述第二分割部件分割得到的图像中的、由相应频带的颜色信号所构成的图像进行噪声抑制；以及合成部件，用于以基于从所述多个颜色噪声抑制部件所输出的图像的比率，合成从所述多个颜色噪声抑制部件所输出的图像。