一种数字图像信号空间域去噪方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及数字图像信号处理技术领域，具体涉及一种数字图像信号空间域去噪方法、装置、设备及介质。

背景技术

图像噪声一般产生于图像的获取、传输过程中，在这些过程中，由于电子干扰、外界波动等因素使得噪声的产生不可避免；因此，对于图像的去噪处理在图像处理领域占有十分重要的地位，去噪不仅是为了获取更准确、真实的图像，而且也为图像的后续处理做了重要铺垫，是图像预处理中必不可少的关键技术。

传统的图像信号空间域去噪方法包括均值滤波算法、中值滤波算法、自适应滤波算法、最值滤波算法等等，它们各有其优缺点，但这些方法大都是对图像的所有像素块进行无差别处理，并没有单独对噪点进行识别处理，导致去噪运算效率较低，且涂抹现象较为明显。

有鉴于此，提出本申请。

发明内容

本发明公开了一种数字图像信号空间域去噪方法、装置、设备及介质，能够有效解决传统的图像信号空间域去噪方法由于对图像的所有像素块进行无差别处理，并没有单独对噪点进行识别处理，存在导致去噪运算效率较低，且涂抹现象较为明显的问题。

本发明公开了一种数字图像信号空间域去噪方法，包括：

获取待去噪的原始图像，对所述原始图像进行列扫描处理，生成多个原始像素块列；

复制每一所述原始像素块列，生成多个第一原始像素块列，对所述第一原始像素块列进行颜色模数化处理，并将处理后的所述第一原始像素块列按列顺序输入进统计数据队列，其中，所述颜色模数化处理为对像素块值与预设最小刻度单位进行取余，并用像素块值减去余数，得到输出值；

复制每一所述原始像素块列，生成多个第二原始像素块列，将所述第二原始像素块列按列顺序输入进缓冲数据队列，生成所述第二原始像素块列的中心像素块值；

复制所述中心像素块值，生成判断用值和处理用值；

对所述判断用值进行颜色模数化处理，并统计在所述统计数据队列中与取余判断用值同值的数值的个数，与所述统计数据队列进行比值处理，生成数据频率；

利用所述数据频率进行噪点判定，生成去噪图像，其中，比较所述数据频率与预设数据频率阈值，当判断所述数据频率不低于所述预设数据频率阈值时，所述数据频率对应的像素块为有效像素块，当判断所述数据频率低于所述预设数据频率阈值时，所述数据频率对应的像素块为噪点像素块。

优选地，将处理后的所述第一原始像素块列按列顺序输入进统计数据队列具体为：

将处理后的所述第一原始像素块按列的顺序输入进所述统计数据队列的末端；

将所述统计数据队列前端的一列数据进行弹出丢弃，其中，所述统计数据队列为大小固定的数据统计窗口。

优选地，将所述第二原始像素块列按列顺序输入进缓冲数据队列，生成所述第二原始像素块列的中心像素块值，具体为：

将所述第二原始像素块列按列的顺序输入进缓冲数据队列的末端；

将所述缓冲数据队列前端的一列数据进行弹出丢弃，生成所述第二原始像素块列的中心像素块值，其中，所述缓冲数据队列为大小固定的数据储存窗口，所述中心像素块值为所述第二原始像素块列中的中心像素块的RGB颜色各自的亮度值。

优选地，对所述判断用值进行颜色模数化处理，并统计在所述统计数据队列中与取余判断用值同值的数值的个数，与所述统计数据队列进行比值处理，生成数据频率，具体为：

对所述判断用值进行颜色模数化处理，生成取余判断用值；

比较所述取余判断用值与所述统计数据队列，获取所述统计数据队列中与所述取余判断用值同值的数值的个数；

将所述个数与所述统计数据队列的数值总数进行比值概率计算，生成数据频率，其中，所述数据频率为所述个数与所述统计数据队列的数值总数的比值。

优选地，利用所述数据频率进行噪点判定，生成去噪图像，具体为：

对所述数据频率与所述预设数据频率阈值进行作差值处理，生成噪点像素块和有效像素块；

对所述噪点像素块的处理用值进行颜色平均处理，生成颜色平均值，作为输出值；

所述有效像素块的处理用值不进行处理，直接作为输出值；

结合所有输出值，生成去噪图像。

优选地，对所述数据频率与所述预设数据频率阈值进行作差值处理，生成噪点像素块和有效像素块，具体为：

对所述数据频率与所述预设数据频率阈值作差值，生成频率差值；

判断所述频率差值是否大于零；

若是，判定所述数据频率对应的像素块为有效像素块；

若不是，判定所述数据频率对应的像素块为噪点像素块。

优选地，对所述噪点像素块的处理用值进行颜色平均处理，生成颜色平均值，作为输出值，具体为：

获取所述噪点像素块在所述缓冲数据队列中上下左右相邻的四个像素块值；

计算上下左右相邻的四个像素块值的平均值，生成颜色平均值。

本发明公开了一种数字图像信号空间域去噪装置，包括：

原始像素块列获取单元，用于获取待去噪的原始图像，对所述原始图像进行列扫描处理，生成多个原始像素块列；

统计数据队列获取单元，用于复制每一所述原始像素块列，生成多个第一原始像素块列，对所述第一原始像素块列进行颜色模数化处理，并将处理后的所述第一原始像素块列按列顺序输入进统计数据队列，其中，所述颜色模数化处理为对像素块值与预设最小刻度单位进行取余，并用像素块值减去余数，得到输出值；

缓冲数据队列获取单元，用于复制每一所述原始像素块列，生成多个第二原始像素块列，将所述第二原始像素块列按列顺序输入进缓冲数据队列，生成所述第二原始像素块列的中心像素块值；

中心像素块值复制单元，用于复制所述中心像素块值，生成判断用值和处理用值；

频率计算单元，用于对所述判断用值进行颜色模数化处理，并统计在所述统计数据队列中与取余判断用值同值的数值的个数，与所述统计数据队列进行比值处理，生成数据频率；

去噪图像生成单元，用于利用所述数据频率进行噪点判定，生成去噪图像，其中，比较所述数据频率与预设数据频率阈值，当判断所述数据频率不低于所述预设数据频率阈值时，所述数据频率对应的像素块为有效像素块，当判断所述数据频率低于所述预设数据频率阈值时，所述数据频率对应的像素块为噪点像素块。

本发明公开了一种数字图像信号空间域去噪设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的数字图像信号空间域去噪方法。

本发明公开了一种可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被该存储介质所在设备的处理器执行，以实现如上任意一项所述的数字图像信号空间域去噪方法。

综上所述，本实施例提供的一种数字图像信号空间域去噪方法、装置、设备及介质，所述数字图像信号空间域去噪方法基于概率统计原理，能对图像中的噪点进行识别，并单独对其进行处理，而不改变其余像素块；在获取到待去噪的原始图像后，对其进行扫描，将所述原始图像分成多个原始像素块列，并复制两份，一份进行颜色模数化处理后，直接输入统计数据队列，另一份直接输入缓冲数据队列中，并将缓冲数据队列输出的中心像素块值复制两份，一份进行颜色模数化处理后与统计数据队列进行比值，计算数据频率，并比较数据频率与预设数据频率阈值，在比较数据频率低于或不低于预设数据频率阈值的情况下分别输出处理好的噪点像素块与有效像素块，生成对应的去噪图像，从而解决传统的图像信号空间域去噪方法由于对图像的所有像素块进行无差别处理，并没有单独对噪点进行识别处理，存在导致去噪运算效率较低，且涂抹现象较为明显的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的数字图像信号空间域去噪方法的流程示意图。

图2是本发明实施例提供的数字图像信号空间域去噪方法的具体操作流程示意图。

图3是本发明实施例提供的数字图像信号空间域去噪方法的颜色模数化处理的操作流程示意图。

图4是本发明实施例提供的数字图像信号空间域去噪方法的整体操作流程示意图。

图5是本发明实施例提供的数字图像信号空间域去噪方法的颜色平均的操作流程示意图。

图6是本发明实施例提供的数字图像信号空间域去噪装置的模块示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

请参阅图1至图2，本发明的第一实施例提供了一种数字图像信号空间域去噪方法，包括：

S101，获取待去噪的原始图像，对所述原始图像进行列扫描处理，生成多个原始像素块列；

具体地，在本实施例中，以N维列向量为单位，按列扫描原始图像为例：得到多个原始像素块列，并获取原始像素块值；其中，所述N维列向量为N行1列的矩阵，所述原始像素块列包括N个原始像素块，所述原始像素块包括有效像素块和噪点像素块，所述像素块值是指像素块的颜色数值，所述颜色数值指RGB各自的亮度值。

S102，复制每一所述原始像素块列，生成多个第一原始像素块列，对所述第一原始像素块列进行颜色模数化处理，并将处理后的所述第一原始像素块列按列顺序输入进统计数据队列，其中，所述颜色模数化处理为对像素块值与预设最小刻度单位进行取余，并用像素块值减去余数，得到输出值；

请参阅图3，具体地，在本实施例中，将处理后的所述第一原始像素块列按列顺序输入进统计数据队列具体为：

将处理后的所述第一原始像素块按列的顺序输入进所述统计数据队列的末端；

将所述统计数据队列前端的一列数据进行弹出丢弃，其中，所述统计数据队列为大小固定的数据统计窗口。

具体地，在本实施例中，以N维列向量为单位，按列扫描带椒盐噪声的RGB图像为原始图像为例：所述原始图像由多个像素块组成，每个像素块包含RGB三个颜色各自的亮度值；将扫描得到的多个原始像素块列的值进行复制，一份原始像素块列先按列逐个进行颜色模数化处理，其中，所述颜色模数化处理指将像素块值与预设置的最小刻度单位进行取余，并用像素块值减去余数，得到输出值，所述预设置的最小刻度单位为颜色数值的分辨率。将处理后的像素块列按列进入统计数据队列末端，所述统计数据队列是大小为

S103，复制每一所述原始像素块列，生成多个第二原始像素块列，将所述第二原始像素块列按列顺序输入进缓冲数据队列，生成所述第二原始像素块列的中心像素块值；

具体地，在本实施例中，将所述第二原始像素块列按列顺序输入进缓冲数据队列，生成所述第二原始像素块列的中心像素块值，具体为：

将所述第二原始像素块列按列的顺序输入进缓冲数据队列的末端；

将所述缓冲数据队列前端的一列数据进行弹出丢弃，生成所述第二原始像素块列的中心像素块值，其中，所述缓冲数据队列为大小固定的数据储存窗口，所述中心像素块值为所述第二原始像素块列中的中心像素块的RGB颜色各自的亮度值。

具体地，在本实施例中，以N维列向量为单位，按列扫描原始图像为例：将扫描得到的多个原始像素块列的值进行复制，一份原始像素块列按列直接进入缓冲数据队列末端，所述缓冲数据队列是大小为

S104，复制所述中心像素块值，生成判断用值和处理用值；

具体地，在本实施例中，将所述中心像素块值进行复制，一份为判断用值，一份为处理用值，判断用值进行颜色模数化处理，所述判断用值指后面步骤中用来计算数据频率、进行判断的像素块值，所述处理用值指判断完后进行颜色平均或不做改变的像素块值，所述颜色模数化处理指将像素块值与预设置的最小刻度单位进行取余，并用像素块值减去余数，得到输出值，所述预设置的最小刻度单位为颜色数值的分辨率。

S105，对所述判断用值进行颜色模数化处理，并统计在所述统计数据队列中与取余判断用值同值的数值的个数，与所述统计数据队列进行比值处理，生成数据频率；

具体地，在本实施例中，对所述判断用值进行颜色模数化处理，并统计在所述统计数据队列中与取余判断用值同值的数值的个数，与所述统计数据队列进行比值处理，生成数据频率，具体为：

对所述判断用值进行颜色模数化处理，生成取余判断用值；

比较所述取余判断用值与所述统计数据队列，获取所述统计数据队列中与所述取余判断用值同值的数值的个数；

将所述个数与所述统计数据队列的数值总数进行比值概率计算，生成数据频率，其中，所述数据频率为所述个数与所述统计数据队列的数值总数的比值。

具体地，在本实施例中，利用经过颜色模数化的判断用值即为统计数据队列的中心像素块值，计算颜色模数化后的判断用值在统计数据队列中的频率。先获取模数化后的判断用值，然后获取在统计数据队列中与其具有相同值的数值个数，根据统计数据队列的数据总数，计算该数值的频率；具体地，数据频率通过在统计数据队列中与判断用值具有相同值的数值个数与统计数据队列的数据总数进行比值得到。

S106，利用所述数据频率进行噪点判定，生成去噪图像，其中，比较所述数据频率与预设数据频率阈值，当判断所述数据频率不低于所述预设数据频率阈值时，所述数据频率对应的像素块为有效像素块，当判断所述数据频率低于所述预设数据频率阈值时，所述数据频率对应的像素块为噪点像素块。

请参阅图4，具体地，在本实施例中，利用所述数据频率进行噪点判定，生成去噪图像，具体为：

对所述数据频率与所述预设数据频率阈值进行作差值处理，生成噪点像素块和有效像素块；

对所述噪点像素块的处理用值进行颜色平均处理，生成颜色平均值，作为输出值；

所述有效像素块的处理用值不进行处理，直接作为输出值；

结合所有输出值，生成去噪图像。

在本实施例中，对所述数据频率与所述预设数据频率阈值进行作差值处理，生成噪点像素块和有效像素块，具体为：

对所述数据频率与所述预设数据频率阈值作差值，生成频率差值；

判断所述频率差值是否大于零；

若是，判定所述数据频率对应的像素块为有效像素块；

若不是，判定所述数据频率对应的像素块为噪点像素块。

请参阅体5，在本实施例中，对所述噪点像素块的处理用值进行颜色平均处理，生成颜色平均值，作为输出值，具体为：

获取所述噪点像素块在所述缓冲数据队列中上下左右相邻的四个像素块值；

计算上下左右相邻的四个像素块值的平均值，生成颜色平均值。

在本实施例中，根据所述数据频率，对像素块进行噪点判定，并对噪点进行颜色平均并输出，最后合成去噪图像；具体地，所述噪点判定指与预先设定的数据频率阈值进行比较，若所述颜色模数化后的判断用值在统计数据队列中的频率不低于数据频率阈值，则将其判定为有效像素块，并将所述处理用值输出并组装到输出图像中；若所述颜色模数化后的判断用值在统计数据队列中的频率低于数据频率阈值，则将其判定为噪点像素块，所述对噪点进行颜色平均指对噪点的处理用值做颜色平均，所述颜色平均是指将相邻块值的均值赋给噪点像素块。更具体地，噪点判定是指将计算出的数据频率与预设数据频率阈值作差值处理，根据差值处理结果，判断该像素块是否为噪点像素块；若差值处理结果小于零，则判断该点为噪点像素块，并对其处理用值进行颜色平均处理，然后输出，若判断该点为噪点像素块，则将其在原始图像中的上下左右相邻的四个像素块值的平均值赋给该像素块，然后将其输出；若差值处理结果大于零，则判断该点为有效像素块，不对其进行处理，直接输出处理用值。

最后各个原始像素块依次经历上述过程，陆续输出若干像素块，形成去噪后的图像。使用者通过设置不同的最小刻度单位、统计数据队列大小以及预设数据频率阈值可以调节所述数字图像信号空间域去噪方法的去噪效果。此外，所述数字图像信号空间域去噪方法的实质是利用噪点像素块的概率低于有效像素块的概率，由于椒盐噪声的特质，导致其噪点概率普遍小于有效像素块的概率，因此，应用本方法可以有效地对椒盐噪声进行去噪处理；并且对于图像传输过程中由于波动产生的稀疏分布干扰噪点，用该方法也能够进行有效的过滤。

综上所述，所述数字图像信号空间域去噪方法以N维列向量为单位，按列扫描原始图像，以得到多个原始像素块列，获取原始像素块值；将扫描得到的多个原始像素块列的值进行复制，一份原始像素块列按列直接进入缓冲数据队列末端，然后将其输出的像素块值进行复制，一份为判断用值，一份为处理用值，判断用值进行颜色模数化处理；另一份原始像素块列先按列逐个进行颜色模数化处理，然后将处理后的像素块列按列进入统计数据队列末端，利用经过颜色模数化的判断用值即为统计数据队列的中心像素块值，计算颜色模数化后的判断用值在统计数据队列中的频率；根据计算结果，对像素块进行噪点判定，并对噪点进行颜色平均并输出，最后合成去噪图像。所述数字图像信号空间域去噪方法单独对噪点进行识别处理，运算效率提高，大大改善涂抹的现象。

其中，所述数字图像信号空间域去噪方法涉及的运算步骤简单，运算次数少，资源占用少，运算效率高，因此能够实现对信号图像的高效处理；所述数字图像信号空间域去噪方法能够有效地识别数字图像信号中的噪点，并将该噪点进行过滤处理，避免给图像的后续处理过程带来影响，可靠性高；所述数字图像信号空间域去噪方法通过设置不同的最小刻度单位、统计数据队列大小以及预设数据频率阈值可以调节本发明的去噪效果，操作灵活简单。

请参阅图6，本发明的第二实施例提供了一种数字图像信号空间域去噪装置，包括：

原始像素块列获取单元201，用于获取待去噪的原始图像，对所述原始图像进行列扫描处理，生成多个原始像素块列；

统计数据队列获取单元202，用于复制每一所述原始像素块列，生成多个第一原始像素块列，对所述第一原始像素块列进行颜色模数化处理，并将处理后的所述第一原始像素块列按列顺序输入进统计数据队列，其中，所述颜色模数化处理为对像素块值与预设最小刻度单位进行取余，并用像素块值减去余数，得到输出值；

缓冲数据队列获取单元203，用于复制每一所述原始像素块列，生成多个第二原始像素块列，将所述第二原始像素块列按列顺序输入进缓冲数据队列，生成所述第二原始像素块列的中心像素块值；

中心像素块值复制单元204，用于复制所述中心像素块值，生成判断用值和处理用值；

频率计算单元205，用于对所述判断用值进行颜色模数化处理，并统计在所述统计数据队列中与取余判断用值同值的数值的个数，与所述统计数据队列进行比值处理，生成数据频率；

去噪图像生成单元206，用于利用所述数据频率进行噪点判定，生成去噪图像，其中，比较所述数据频率与预设数据频率阈值，当判断所述数据频率不低于所述预设数据频率阈值时，所述数据频率对应的像素块为有效像素块，当判断所述数据频率低于所述预设数据频率阈值时，所述数据频率对应的像素块为噪点像素块。

本发明的第三实施例提供了一种数字图像信号空间域去噪设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的数字图像信号空间域去噪方法。

本发明的第四实施例提供了一种可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被该存储介质所在设备的处理器执行，以实现如上任意一项所述的数字图像信号空间域去噪方法。

示例性地，本发明第三实施例和第四实施例中所述的计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述实现一种数字图像信号空间域去噪设备中的执行过程。例如，本发明第二实施例中所述的装置。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种数字图像信号空间域去噪方法的控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述实现对一种数字图像信号空间域去噪方法的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现一种数字图像信号空间域去噪方法的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、文字转换功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、文字消息数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、安全数字(SecureDigital,SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

其中，所述实现的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。