车载影像降噪方法、装置、车辆、介质及产品与流程

本技术涉及数据处理，具体涉及一种车载影像降噪方法、装置、车辆、介质及产品。

背景技术：

1、随着智能驾驶技术的发展，车载影像系统成为车辆环境感知的重要手段。然而，夜间及低照度场景下图像易受噪声影响，导致图像质量下降，影响后续视觉分析，因此车载影像降噪技术受到广泛关注。

2、相关技术采用空间域滤波进行图像降噪，然而，空间域滤波会造成图像细节丢失和边缘模糊；相关技术也采用时域滤波方式进行图像降噪，然而时域滤波在运动场景下易产生拖影现象；同时，相关技术也基于亮度或色度信息的降噪方法对进行图像降噪，然而该方法通常采用固定参数，在车载场景中光照变化时易造成暗区闪烁、色彩失真等问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种车载影像降噪方法、装置、车辆、介质及产品，以解决解决了相关技术中通常采用空间域与时域滤波实现车载影像降噪，存在运动区域降噪效果差以及复杂光照环境下图像质量下降等问题。

2、本技术第一方面实施例提供一种车载影像降噪方法，方法包括以下步骤：获取车载影像的当前帧和参考帧，根据当前帧和参考帧确定亮度通道和色度通道；提取当前帧的当前亮度值和当前色度值、以及参考帧的参考亮度值和参考色度值；根据当前亮度值和参考亮度值计算亮度通道的亮度权重，根据当前色度值和参考色度值计算色度通道的色度权重，根据当前亮度值计算色度权重的修正系数，根据亮度权重、色度权重和修正系数计算融合权重；根据融合权重和参考帧对车载影像的当前帧进行降噪。

3、根据上述技术手段，本技术分别获取当前帧和参考帧的亮度信息和色度信息，并根据两帧之间的亮度差异和色度差异计算对应权重，使不同图像区域能够根据变化程度确定参考帧参与融合的比例。当帧间差异较小时，提高当前帧信息占比；当帧间差异较大时，降低当前帧影响，减少运动区域因参考帧叠加产生的拖影。同时，根据当前亮度值计算修正系数，使融合权重能够随光照环境动态调整，在低亮度环境下降低不稳定信息影响，在高亮度环境下保留更多有效细节。由此，通过动态计算融合权重对当前帧进行降噪，提高了车载影像在复杂光照和运动场景下的降噪效果和图像稳定性。

4、可选地，根据当前亮度值计算色度权重的修正系数，包括：若当前亮度值小于第一亮度阈值，则确定色度权重的修正系数为第一预设系数；若当前亮度值大于或等于第二亮度阈值，则确定色度权重的修正系数为第二预设系数，其中，第二亮度阈值大于第一亮度阈值，第二预设系数大于第一预设系数；若当前亮度值大于或等于第一亮度阈值且小于第二亮度阈值，则当前亮度值与第一线性关系确定色度权重的修正系数，其中，第一线性关系为修正系数随着当前亮度在第一预设系数和第二预设系数之间线性变化。

5、根据上述技术手段，本技术通过根据当前亮度值动态确定色度权重的修正系数，使亮度通道权重能够随环境亮度变化进行自适应调整；在低亮度场景下，通过降低修正系数，减少亮度噪声波动对融合权重的影响，提高暗光环境下的降噪稳定性；在高亮度场景下，通过提高修正系数，增强亮度变化的识别能力，使融合过程能够更好地保留运动区域及图像细节，从而提升车载影像在不同光照条件下的降噪效果和图像质量。

6、可选地，根据当前亮度值和参考亮度值计算亮度通道的亮度权重，包括：根据当前亮度值和参考亮度值，计算当前帧和参考帧在亮度通道的亮度差值；根据亮度通道的第一阈值范围和亮度差值计算亮度通道的亮度权重。

7、根据上述技术手段，本技术通过根据当前亮度值和参考亮度值计算亮度差值，能够量化当前帧与参考帧对应像素点之间的亮度变化程度；进一步地，根据亮度差值与第一阈值范围之间的关系确定亮度权重，使亮度权重能够随像素点亮度变化自适应调整。当亮度差值较小时，表示当前帧与参考帧之间的亮度变化较小，该变化更可能由随机噪声引起，因此提高参考帧在融合过程中的参与程度，以增强时域降噪效果；当亮度差值较大时，表示当前帧与参考帧之间存在明显亮度变化，该变化可能对应运动区域或场景变化，因此降低参考帧的融合比例，以减少历史信息对当前图像的影响，从而降低运动拖影现象。由此，通过基于亮度差值动态确定亮度权重，提高了车载影像降噪过程中对静态区域和运动区域的区分能力，兼顾了降噪效果与运动细节保持能力。

8、可选地，根据亮度通道的第一阈值范围和亮度差值计算亮度通道的亮度权重，包括：识别第一阈值范围的第一端点值和第二端点值，其中，第二端点值大于第一端点值；若亮度差值小于或等于第一端点值，则确定亮度通道的亮度权重为第一预设权重；若亮度差值大于或等于第二端点值，则确定亮度通道的亮度权重为第二预设权重；若亮度差值大于第一端点值且小于第二端点值，则根据第一端点值、第二端点值和亮度差值计算亮度通道的亮度权重。

9、根据上述技术手段，通过设置第一阈值范围，并根据亮度差值与第一端点值、第二端点值之间的关系确定亮度权重，使亮度权重能够根据当前帧与参考帧之间的亮度变化程度自适应调整。当亮度差值较小时，表明对应像素区域变化较小，通过提高参考帧的融合比例，能够利用相邻帧信息抑制随机噪声；当亮度差值较大时，表明对应像素区域可能存在运动或场景变化，通过降低参考帧的融合比例，能够减少参考帧信息引入导致的拖影现象；当亮度差值处于第一端点值和第二端点值之间时，通过线性调整亮度权重，使权重变化更加平滑。因此，提高了车载影像降噪过程中静态区域的噪声抑制能力，同时提升了运动区域的细节保持能力。

10、可选地，根据第一端点值、第二端点值和亮度差值计算亮度通道的亮度权重，包括：计算亮度差值与第一端点值的第一差值；计算第二端点值与第一端点值的第二差值；将第一差值和第二差值的比值作为亮度通道的亮度权重。

11、根据上述技术手段，本技术通过根据第一端点值、第二端点值以及亮度差值之间的比例关系计算亮度权重，使亮度权重能够随亮度差值在第一阈值范围内连续变化。相较于采用固定权重的方式，本技术能够避免因亮度差值变化导致融合权重突变，使当前帧与参考帧之间的融合过程更加平滑；同时，通过利用亮度差值在阈值范围内的相对位置确定亮度权重，能够更加准确地反映当前帧与参考帧之间的亮度变化程度，在降低静态区域噪声的同时，减少运动区域因参考帧信息引入造成的拖影，提高车载影像降噪效果。

12、可选地，根据当前色度值和参考色度值计算色度通道的色度权重，包括：根据当前色度值和参考色度值计算当前帧和参考帧，在色度通道的色度差值；根据色度通道的第二阈值范围和色度差值计算色度通道的色度权重。

13、根据上述技术手段，在本技术中，通过根据当前色度值和参考色度值计算色度差值，能够准确表征当前帧与参考帧之间的颜色变化程度；进一步根据色度差值与第二阈值范围之间的对应关系确定色度权重，使色度权重能够随像素区域颜色变化情况动态调整。当色度差值较小时，表明当前帧与参考帧之间颜色变化较小，通过提高参考帧色彩信息的融合比例，能够利用相邻帧之间的颜色关联抑制随机色彩噪声；当色度差值较大时，表明对应区域可能存在运动目标或光照变化，通过降低参考帧色彩信息的参与比例，能够减少参考帧颜色信息对当前帧的影响，避免色彩拖影和颜色失真。

14、可选地，根据色度通道的第二阈值范围和色度差值计算色度通道的色度权重，包括：识别第四阈值范围的第三端点值和第四端点值，其中，第四端点值大于第三端点值；若色度差值小于或等于第三端点值，则确定色度通道的色度权重为第三预设权重；若色度差值大于或等于第四端点值，则确定色度通道的色度权重为第四预设权重；若色度差值大于第三端点值且小于第四端点值，则根据第三端点值、第四端点值和色度差值计算色度通道的色度权重。

15、根据上述技术手段，在本技术中，通过识别第二阈值范围中的第三端点值和第四端点值，并根据色度差值与端点值之间的关系确定色度权重，使色度权重能够根据当前帧与参考帧之间的颜色变化程度进行自适应调整。当色度差值小于或等于第三端点值时，表明当前帧与参考帧对应区域的颜色变化较小，该变化更可能由随机色彩噪声引起，因此设置较大的第三预设权重，使参考帧中的色彩信息参与融合，以降低颜色噪声；当色度差值大于或等于第四端点值时，表明对应区域存在明显颜色变化，可能由运动目标或光照变化导致，因此设置第四预设权重，降低参考帧色彩信息的影响，以避免历史颜色残留导致色彩拖影；当色度差值处于第三端点值和第四端点值之间时，根据色度差值在第二阈值范围内的位置动态计算色度权重，使权重能够平滑变化，避免融合过程中颜色突变。因此，通过基于色度差值分段确定色度权重，能够在提高色彩噪声抑制能力的同时，保持运动区域和光照变化区域的颜色真实性，降低车载影像降噪过程中的色彩闪烁和色彩失真问题。

16、可选地，根据第三端点值、第四端点值和色度差值计算色度通道的色度权重，包括：计算色度差值与第三端点值的第三差值；计算第四端点值与第三端点值的第四差值；将第四差值和第三差值的比值作为色度通道的色度权重。

17、根据上述技术手段，本技术根据色度差值与预设阈值范围之间的关系计算色度权重，具体通过计算色度差值与第三端点值之间的第三差值，以及第四端点值与第三端点值之间的第四差值，并将二者的比值作为色度权重，使色度权重能够随着当前帧与参考帧之间的色彩变化程度进行连续调整。因此，通过对色度权重进行线性计算，使降噪过程能够兼顾色彩噪声抑制和色彩细节保持，提高车载影像在复杂环境下的色彩稳定性。

18、可选地，在提取当前帧的当前亮度值和当前色度值、以及参考帧的参考亮度值和参考色度值之后，还包括：若当前亮度值小于第三亮度阈值，则确定亮度通道的第一阈值范围为第一预设范围、以及色度通道的第二阈值范围为第二预设范围；若当前亮度值大于或等于第四亮度阈值，则确定亮度通道的第一阈值范围为第三预设范围、以及色度通道的第二阈值范围为第四预设范围，其中，第四亮度阈值大于第三亮度阈值，第一预设范围大于第三预设范围，第二预设范围大于第四预设范围；若当前亮度值大于或等于第三亮度阈值、且小于第四亮度阈值，则根据当前亮度值和第二线性关系确定亮度通道的第一阈值范围，根据当前亮度值和第三线性关系确定色度通道的第二阈值范围，其中，第二线性关系为第一阈值范围与当前亮度值的线性关系，第三线性关系为第二阈值范围与当前亮度值的线性关系。

19、根据上述技术手段，本技术通过根据当前亮度值判断当前图像所处的光照环境，并针对不同亮度范围设置对应的亮度通道阈值范围和色度通道阈值范围，使降噪参数能够随环境亮度变化进行动态调整；在低亮度场景下，通过设置较大的阈值范围，使较小的亮度变化和色度变化不会被误判为有效图像变化，从而提高噪声抑制能力，降低暗区闪烁；在高亮度场景下，通过设置较小的阈值范围，提高对图像变化的敏感程度，使运动区域或边缘区域能够被及时识别，减少参考帧信息过度融合导致的拖影；在中间亮度场景下，通过线性关系连续调整阈值范围，使降噪参数平滑过渡，避免不同光照切换过程中出现图像突变。

20、可选地，根据融合权重和参考帧对车载影像的当前帧进行降噪，包括：根据融合权重确定当前帧的第一权重和参考帧的第二权重；根据当前帧、参考帧、第一权重和第二权重加权得到融合帧。

21、根据上述技术手段，在本技术中，通过根据融合权重确定当前帧的第一权重以及参考帧的第二权重，并基于权重对当前帧和参考帧进行加权融合，使降噪过程能够根据不同像素区域的图像变化情况自适应调整当前帧和参考帧的信息占比。当融合权重表征当前帧与参考帧之间差异较小时，增加参考帧对应的第二权重，使多个时刻的图像信息共同参与融合，通过时间相关性降低随机噪声；当融合权重表征当前帧与参考帧之间存在较大差异时，提高当前帧对应的第一权重，降低参考帧对融合结果的影响，从而减少参考帧信息引起的运动拖影或图像残留。因此，通过基于融合权重进行当前帧与参考帧的动态加权融合，能够在保证运动区域清晰度的同时，提高静态区域的降噪效果，实现车载影像在复杂环境下的自适应动态降噪。

22、本技术第二方面实施例提供一种车载影像降噪装置，包括：获取装置，用于获取车载影像的当前帧和参考帧，根据当前帧和参考帧确定亮度通道和色度通道；提取装置，用于提取当前帧的当前亮度值和当前色度值、以及参考帧的参考亮度值和参考色度值；计算装置，用于根据当前亮度值和参考亮度值计算亮度通道的亮度权重，根据当前色度值和参考色度值计算色度通道的色度权重，根据当前亮度值计算色度权重的修正系数，根据亮度权重、色度权重和修正系数计算融合权重；降噪装置，用于根据融合权重和参考帧对车载影像的当前帧进行降噪。

23、本技术第三方面实施例提供一种车辆，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序，以实现如上述实施例的车载影像降噪方法。

24、本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以执行如上述实施例的车载影像降噪方法。

25、本技术第五方面实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，其特征在于，计算机程序或指令被执行时，以实现如上述实施例的车载影像降噪方法。

26、由此，本技术至少具有如下有益效果：

27、（1）本技术通过获取车载影像的当前帧图像和参考帧图像，并分别提取对应的亮度分量和色度分量，实现了对连续图像帧中亮度变化信息和色彩变化信息的综合分析，为后续降噪处理提供了多维度的数据基础。

28、（2）本技术通过根据当前图像帧的全局平均亮度值动态确定亮度差阈值及色度差阈值，使降噪参数能够随车载场景中的光照变化进行调整，相较于采用固定阈值的降噪方式，提高了不同亮度环境下的适应能力。

29、（3）本技术通过分别根据当前帧像素点与参考帧像素点之间的亮度差值和色度差值确定亮度权重及色度权重，并结合当前像素点亮度值对色度权重进行修正，使融合过程能够同时考虑亮度变化和色彩变化，提高了降噪过程中图像细节及色彩信息的保持效果。

30、（4）本技术通过根据亮度权重和修正后的色度权重确定融合权重，并基于融合权重对当前帧图像和参考帧图像进行加权融合，能够在抑制随机噪声的同时减少图像细节损失，提高车载影像的清晰度。

31、（5）本技术通过获取连续多个时刻的帧间差值，并根据相邻时刻帧间差值的梯度方向一致性判断像素区域是否存在连续运动变化，在检测到运动区域时调整融合权重，降低参考帧信息占比，从而减少运动场景下因帧间融合导致的拖影现象。

32、（6）本技术通过结合亮度信息、色度信息以及运动变化信息对融合权重进行动态调整，使降噪过程能够适应车载场景中复杂的光照变化及动态运动情况，相较于传统固定参数降噪方式，提高了车载影像降噪处理的稳定性和环境适应能力。