[发明专利]用于抑制数字信号序列中噪声的方法和装置，以及相应的计算机程序和相应的计算机可读存储介质

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于抑制数字信号序列中噪声的方法和装置，以及涉及相应的计算机程序和相应的计算机可读存储介质，具体的，其可以用于平滑和/或改善数字信号处理和数字图像处理中的信噪比。

背景技术

对于数字信号处理和图像处理，已知有各种方法用于上述目的。例如，使用滑动平均或是所谓的Savitzky-Golay滤波器。Savitzky-Golay滤波器方法执行局部多项式回归，以确定每个数据点的平滑值。所需要的参数是要采用的多项式的阶数以及待变换值左右要考虑的值的数量，也就是滤波器宽度和滤波器的位置。还存在如下的解决方案，其中对于输入数据，可以预先确定权重。然而，使用常数个输入数据项来执行Savitzky-Golay滤波器方法。因此，该方法是不灵活的，例如，采用该方法不能最佳地处理带有剧烈波动特征的信号序列。在该图像具有大表面纹理的区域中，用于数字图像细节结构的窄滤波器不能有效工作。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种用于抑制数字信号序列中噪声的方法和装置，以及相应的计算机程序和相应的计算机可读存储介质，其消除了上述的缺点，并且具体的，允许用于抑制噪声的滤波器的滤波器宽度进行灵活的、基于上下文的适应。

根据本发明，通过权利要求1、12、22和23中的特征实现了该目的。本发明的有利实施例包含在从属权利要求中。

根据本发明的方法的一个特定优点是，抑制噪声时所考虑的数据值的数量是可变的。其是这样实现的，在抑制噪声的方法中，通过估计待变换的数据值W⁰周围区域中的数据值Wⁱ，来变换信号序列的数据值W⁰，并且至少对于待变换的一些数据值W⁰，单独确定为了数据值W⁰的变换所要估计的数据值Wⁱ的数量。有利地，在该方法期间并且对于信号序列的所有数据值，确定要估计的数据值Wⁱ的数量。然而，可以证明的是，在执行噪声抑制之前离线确定要估计的数据值Wⁱ的数量，或是仅对信号序列中的一些数据值确定要估计的数据值Wⁱ的数量，在某些应用中是有用的。

根据本发明的方法的另一个优点是，当使用该方法时，由于在所提出的方法中，输入数据项的数量是根据输入数据与待变换的实际输入值之差以及与其时间或地理近邻之差而变化的，所以无须对输入数据加权。

在根据本发明的方法的一个优选实施例中，规定对于信号序列中待变换并且属于时间点t⁰的数据值W⁰，根据如下的规则，至多估计先前时间点tⁱ(i＝1，...，m-1，m)的m＝1个数据值Wⁱ，和/或至多估计随后时间点t^j(j＝-n，-(n-1)，...，-1)的n＝1个数据值：

-对于先前数据值W¹到至多W^m，连续确定待估计的数据值Wⁱ和待变换的数据值W⁰之间的差，并且如果差的绝对值小于或等于第一预定值，那么为抑制噪声考虑值Wⁱ，否则终止关于先前数据值的测试，和/或

-对于随后的数据值W^-1到至多W^-n，连续确定待估计的数据值W^j和待变换的数据值W⁰之间的差，并且如果差的绝对值小于或等于第二预定值，那么为抑制噪声考虑值W^j，否则终止关于随后数据值的测试，

-使用为抑制噪声所要考虑的数据值，确定时间点t⁰的结果值。

可以证明的是，如果待估计的先前时间点tⁱ的数据值wⁱ的最大数量m等于待估计的随后时间点t^j的数据值w^j的最大数量n，那么是尤其有利的，尤其对于相应噪声滤波器电路的对称设计。如果信号序列是等距离采样的，那么更为有利。