[发明专利]一种视频降噪方法和装置

说明书

本申请公开了一种视频降噪方法和装置，该方法包括：根据预设的时间半径，从待降噪的视频中获取以含噪参考帧为中心的视频序列；针对含噪参考帧中预先划分的互不重叠的每个参考块，执行如下降噪操作：确定参考块在所述视频序列的各视频帧上的搜索域；在各视频帧上的搜索域中匹配出该参考块的相似图像块；对该参考块在视频序列帧中匹配出的多个该参考块的相似图像块进行多帧平均计算，得到该参考块的降噪结果。应用本申请的方案，可降低算法复杂度提高降噪效率，同时可基本保证抑制噪声、保护边缘的降噪效果。

技术领域

本公开一般涉及数字视频图像处理技术领域，具体涉及一种视频降噪方法和装置。

背景技术

图像是一种重要的信息来源，人类获取的信息约70％来自于视觉，因此视频及图像成为人们传播信息的主要手段。但视频在生成和传输过程中常常会受到噪声的干扰，影响视觉效果并掩盖大量的有用信息，对后续的分割、检测、识别等处理产生不利的影响。由此为了突出更多的有用信息，就需要对视频做降噪预处理。

降噪预处理长期以来一直是国内外学者研究的重点和难点，各国研究人员不断地从空间域、频率域等转换域做各种各样的降噪尝试。考虑到视频降噪对实时性的要求，而频率域算法计算量往往很大，故而视频降噪主要还是以空间域降噪为主。空间域降噪方向上，常用的算法有：均值、中值、高斯、双边等滤波算法。这些都属于根据待降噪像素点的局部区域内的一组像素值完成该点的空域滤波的常规算法。这些算法通常没有很好地利用帧间相似信息，并且在去除平坦区域的噪声的同时，也模糊了边缘、尖角等纹理丰富的区域。

为了达到抑制噪声、保护边缘的降噪目的，有学者提出“非局部”降噪的思想，代表算法之一即为图像块三维协同滤波(BM3D，Block-Matching and 3D filtering)算法。BM3D算法在降噪方面取得了优于之前已有算法的效果，该算法不仅仅有效地滤除了噪声，而且还很好地保留了图像边缘等特征信息，并且经过学者逐渐地将该算法与视频序列的时间相关性相结合，最终实现了视频的保边降噪处理。

然而，作为目前较优的降噪算法，BM3D存在的一个不足是，该算法往往有“过滤波”的现象，即因噪声滤除的太“干净”，而使得图像(尤其是边缘处)不自然。另外，BM3D未被广泛应用的原因在于该算法复杂度极高，所以只停留在科研阶段。因此，视频降噪处理如何平衡性能和效率则是一个亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷与不足，期望提供一种能够降低算法复杂度提高降噪效率，同时可基本保证抑制噪声、保护边缘的降噪效果的视频降噪方案。

第一方面，本申请实施例提供了一种视频降噪方法，包括：

根据预设的时间半径，从待降噪的视频中获取以含噪参考帧为中心的视频序列；

针对所述含噪参考帧中预先划分的互不重叠的每个参考块，执行如下降噪操作：

确定参考块在所述视频序列的各视频帧上的搜索域；

在各视频帧上的搜索域中匹配出该参考块的相似图像块；

对该参考块在所述视频序列中匹配出的多个相似图像块进行多帧平均计算，得到该参考块的降噪结果。

较佳地，所述确定参考块在所述视频序列的各视频帧上的搜索域，包括：

依序遍历所述视频序列中的所有视频帧，执行如下操作：

若当前帧不是所述含噪参考帧，则判断与当前帧相邻的前N个视频帧中是否均存在参考块的相似图像块，N为大于或等于2且小于视频帧总数的自然数；其中，当前帧为当前从所述视频序列中选取的视频帧；

若均存在，则根据该N个视频帧中的相似图像块的位置，计算相似图像块运动位移；

根据所述相似图像块运动位移，确定该参考块在当前帧上的搜索域。