噪声估计方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质与流程

1.本技术属于图像处理技术领域，尤其涉及一种噪声估计方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.图像噪声是指存在于图像数据中的不必要的或多余的干扰信息，噪声是影响图像视觉效果的最关键因素之一，而且不利于后续图像的处理，例如分割、压缩和图像理解等。夜晚或者暗光环境下，由于光线不足的原因会使得拍摄到的图像亮度过暗以及噪声过多。通常在暗光环境下，拍摄的照片会存在感光元器件本身暗电流带来的噪声、传感器硬件读出效应造成的高斯噪声，以及随着信号变化的散粒噪声等。
3.为了抑制噪声，降低噪声带来的低信噪比影响，改善图像质量，提高图像的视觉效果，便于更高层次的处理，必须对图像进行去噪预处理。传统的去噪方法大多需要先对图像的噪声情况进行估计，然后才能进行去噪。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种噪声估计方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质，可以有效准确的估算噪声水平。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种噪声估计方法，包括：
6.对待处理图像进行拉普拉斯laplace滤波，得到laplace滤波结果；
7.对待处理图像进行边缘检测算子滤波，得到第一边缘图；
8.根据第一边缘图，确定第二边缘图，第二边缘图由第一边缘图进行边缘增强获得；
9.根据laplace滤波结果和第二边缘图，确定待处理图像的噪声水平。
10.第二方面，本技术实施例提供了一种噪声估计装置，包括：
11.第一滤波模块，用于对待处理图像进行拉普拉斯laplace滤波，得到laplace滤波结果；
12.第二滤波模块，用于对待处理图像进行边缘检测算子滤波，得到第一边缘图；
13.边缘图生成模块，用于根据第一边缘图，确定第二边缘图，第二边缘图由第一边缘图进行边缘增强获得；
14.噪声估计模块，用于根据laplace滤波结果和第二边缘图，确定待处理图像的噪声水平。
15.第三方面，本技术实施例提供了一种终端设备，终端设备包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的噪声估计程序，处理器执行噪声估计程序时实现上述第一方面中任一项的噪声估计方法。
16.第四方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述第一方面中任一项的噪声估计方法。
17.第五方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质
存储有噪声估计程序，噪声估计程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项的噪声估计方法。
18.可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
19.本技术实施例提供了一种噪声估计方法、装置及终端设备，方法包括：对待处理图像进行拉普拉斯laplace滤波，得到laplace滤波结果；对待处理图像进行边缘检测算子滤波，得到第一边缘图；根据第一边缘图，确定第二边缘图，第二边缘图由第一边缘图进行边缘增强获得；根据laplace滤波结果和第二边缘图，确定待处理图像的噪声水平。本技术实施例通过结合边缘图和laplace滤波结果确定噪声水平，能准确估计噪声水平，从而有利于更好的控制去噪强度。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本技术一实施例提供的噪声估计方法的流程示意图；
22.图2是本技术实施例提供的噪声估计装置的结构示意图；
23.图3是本技术实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
24.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本技术的描述。
25.应当理解，当在本技术说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
26.还应当理解，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
27.如在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到所描述条件或事件”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到所描述条件或事件”或“响应于检测到所描述条件或事件”。
28.另外，在本技术说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本技术说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
30.参见图1示出的一种噪声估计方法的一种流程示意图，该方法可以应用于终端设备，终端设备可以是手机、平板或电脑等，在此不对终端设备的类型作限定。该方法可以包括以下步骤：
31.步骤s101：对待处理图像进行拉普拉斯laplace滤波，得到laplace滤波结果，具体包括：
32.步骤s1011：当待处理图像是rgb图像时，将待处理图像转换为yuv图像，可分离图像的色度u、v和明亮度y。待处理图像为人脸图像或者风景图像。当待处理图像为是yuv图像时，执行步骤s1012。
33.步骤s1012：使用laplace算子对yuv图像的y通道进行卷积运算，得到laplace滤波结果。
34.laplace算子是对待处理图像进行x和y轴方向的二阶差分的卷积核表示。本技术实施例通过使用laplace算子对y通道进行卷积运算，能更好的保留和增强图像的边缘、以及噪声信息。
35.步骤s102：对待处理图像进行边缘检测算子滤波，得到第一边缘图。
36.在一些可能的实施例中，对待处理图像进行边缘检测算子滤波，得到第一边缘图，包括：
37.当待处理图像是rgb图像时，采用横向边缘检测算子对待处理图像的x进行卷积运算，得到水平边缘图gx；
38.采用纵向边缘检测算子对待处理图像的y轴进行卷积运算，得到竖直边缘图gy；
39.根据水平边缘图和竖直边缘图确定第一边缘图；
40.或者，
41.当待处理图像是yuv图像时，对yuv图像的y通道进行边缘检测算子滤波，得到第一边缘图。
42.其中，边缘检测算子可以包括sobel、robert等可以有效检测图像边缘信息的算子，以边缘检测算子为sobel算子为例，其中运算公式为：
[0043][0044]
其中i表示待处理图像或者待处理图像转换的rgb图像；横向sobel算子为纵向sobel算子为
[0045]
可选的，对gx和gy进行转换，将其规范为8位标准图像数据。
[0046][0047][0048]
如果水平边缘图和竖直边缘图中像素点的像素值大于-255，且＜0，则像素点的像素值重置为原像素值的绝对值；
[0049]
如果水平边缘图和竖直边缘图中像素点的像素值≥255，或者≤-255，则像素点的像素值重置为255；
[0050]
如果水平边缘图和竖直边缘图中像素点的像素值≥0，且＜255，则像素点的像素值保持不变。
[0051]
其中x代表水平边缘图gx中像素点的像素值，y代表竖直边缘图gy中像素点的像素值。
[0052]
可选的，水平边缘图和竖直边缘图的权重各占一半，然后叠加得到sobel滤波结果s作为第一边缘图。
[0053]
s＝0.5*gx 0.5*gy
[0054]
本技术实施例通过边缘检测算子滤波可以提取待处理图像的边缘信息。边缘检测算子滤波得到的第一边缘图将用于计算待处理图像的第二边缘图。
[0055]
步骤s103：根据第一边缘图，确定第二边缘图，第二边缘图由第一边缘图进行边缘增强获得。
[0056]
在一些可能的实施例中，根据第一边缘图，确定第二边缘图，包括：
[0057]
第一步：当第一边缘图是rgb图像时，将第一边缘图转换为yuv图像。
[0058]
如果第一边缘图不是yuv图像，则先将第一边缘图转换为yuv图像。对于如何将第一边缘图转为yuv图像，本技术不进行具体的限定。如果第一边缘图是yuv图像，则直接执行第二步。
[0059]
第二步：选取yuv图像中符合预设条件的y通道像素值作为二值化阈值；
[0060]
二值化阈值为yuv图像中y通道符合预设条件位置对应的像素值，该符合预设条件位置对应的像素值在所有的yuv图像的y通道像素值中排序顺序中范围为60％～90％，可选的选择排序在85％y通道值作为二值化阈值。二值化阈值代表边缘的置信度，能够保留强边缘信息。
[0061]
第三步：根据二值化阈值对yuv图像进行二值化，得到二值化边缘图，二值化边缘图作为第二边缘图。
[0062]
将y通道上大于二值化阈值的像素值设为0，小于或等于二值化阈值的像素值设为255，从而得到二值化边缘图，其中值为0的位置为边缘位置，值为255的位置为平滑区域。
[0063]
在一个实施例中，得到二值化边缘图之后，还包括三种处理情况：
[0064]
第一种：对二值化边缘图执行去噪点操作；
[0065]
其中，对二值化边缘图执行去噪点操作，包括：
[0066]
遍历二值化边缘图，判断当前像素点是否为噪点；
[0067]
如果二值化边缘图中的像素i(x,y)值为0，且其指定邻域范围内为0的像素数目少于第一阈值，则像素i(x,y)标识为噪点。
[0068]
若当前像素点的像素值为0，且当前像素点的预设领域范围内像素值为0的像素点的数目小于第一阈值，确定当前像素点为噪点，并将当前像素点的像素值重置为255；若符合遍历终止的条件时，遍历终止。
[0069]
例如指定邻域范围为3*3，第一阈值为指定邻域范围面积乘以0.3，即3*3*0.3＝2.7，第一阈值为图像总像素点乘以0.05。第一阈值和邻域范围可以根据实际情况调整，以去除明显噪点并保留图像的主要边缘信息为前提。
[0070]
其中，遍历终止的条件为：像素值为0且不是噪点的像素数目小于第二阈值或者没有噪点。
[0071]
多次循环遍历二值化边缘图，直至y通道上值为0且不是噪点的像素数目小于第二阈值，或者y通道上没有噪点像素为止。其中第二阈值根据实际需要设定。
[0072]
对去除噪点后的二值化边缘图进行形态学操作，得到形态学操作后的二值化边缘图；
[0073]
将形态学操作后的二值化边缘图更新为第二边缘图。
[0074]
通过对去除噪点后的二值化边缘图进行多次腐蚀等形态学操作，能更好的增强边缘信息。例如腐蚀核大小设为5*5，进行2次腐蚀操作。具体腐蚀值可以根据实际情况调整，以增强边缘信息而不将边缘信息过渡重叠为前提。
[0075]
第二种：仅去除二值化边缘图中的噪点。
[0076]
具体如何去除二值化边缘图中的噪点与前述相同，此处不再赘述。
[0077]
第三种：仅对二值化边缘图进行形态学操作。
[0078]
通过对二值化边缘图进行多次腐蚀等形态学操作，能更好的增强边缘信息，得到更新后的第二边缘图。
[0079]
可以理解的是，进行laplace滤波和边缘检测算子滤波的并无先后顺序限定。
[0080]
步骤s104：根据laplace滤波结果和第二边缘图，确定待处理图像的噪声水平。
[0081]
遍历第二边缘图，统计平滑区域的laplace滤波结果的噪声水平，具体操作为：
[0082]
统计第二边缘图中像素值为255的像素点的像素总数目n和像素位置；
[0083]
计算各个像素位置对应的laplace滤波结果的绝对值之和v；
[0084]
将绝对值之和v除以像素总数目n，得到待处理图像的噪声水平g。
[0085]
噪声水平反映了待处理图像的噪声平均强度。
[0086][0087]
在后续的应用中，可以根据应用场景对噪声水平值不同的大小需要，为噪声平均强度g乘以不同的调整系数。
[0088]
本技术实施例通过结合第二边缘图和laplace滤波结果确定噪声水平，能准确估计噪声信息，有利于更好的控制去噪强度，去噪的同时保留更多的细节信息。
[0089]
根据laplace滤波结果和第二边缘图，确定待处理图像的噪声水平之后，还可包括：根据噪声水平去除待处理图像的噪声、监测待处理图像的噪声或者筛选待处理图像。
[0090]
参见图2是本技术一实施例提供的一种噪声估计装置示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，包括：
[0091]
第一滤波模块21，用于对待处理图像进行拉普拉斯laplace滤波，得到laplace滤波结果；
[0092]
第二滤波模块22，用于对待处理图像进行边缘检测算子滤波，得到第一边缘图；
[0093]
边缘图生成模块23，用于根据第一边缘图，确定第二边缘图，第二边缘图由第一边缘图进行边缘增强获得；
[0094]
噪声估计模块24，用于根据laplace滤波结果和第二边缘图，确定待处理图像的噪声水平。
[0095]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将移动终端的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述移动终端中模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0096]
图3是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图3所示，该实施例的终端设备3包括：处理器30、存储器31以及存储在存储器31中并可在处理器30上运行的噪声估计程序32。处理器30执行噪声估计程序32时实现上述噪声估计方法的步骤，例如图1所示的步骤101至104。或者，处理器30执行噪声估计程序32时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图2所示模块21至24的功能。
[0097]
示例性的，噪声估计程序32可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器31中，并由处理器30执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述噪声估计程序32在终端设备3中的执行过程。
[0098]
终端设备3可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑等计算设备。终端设备可包括，但不仅限于，处理器30、存储器31。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是终端设备3的示例，并不构成对终端设备3的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
[0099]
所称处理器30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。
[0100]
存储器31可以是终端设备3的内部存储单元，例如终端设备3的硬盘或内存。存储
器31也可以是终端设备3的外部存储设备，例如终端设备3上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，存储器31还可以既包括终端设备3的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器31用于存储噪声估计程序32以及终端设备所需的其他程序和数据。存储器31还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0101]
本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有噪声估计程序32，噪声估计程序32被处理器执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
[0102]
本技术实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在移动终端上运行时，使得移动终端执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
[0103]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0104]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0105]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0106]
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0107]
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单元来实现本实施例方案的目的。
[0108]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0109]
集成的模块/单元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，的计算机程序可存储于一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，计算机程序包括计算机程序代码，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。计算机可读介质可以包括：能够携带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，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是电载波信号和电信信号。
[0110]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。