[发明专利]中值滤波方法和采用该方法的中值滤波电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种中值滤波方法和采用该方法的中值滤波电路。

背景技术

一幅数字图像由有限大小的像素组成，像素反映了图像特定位置处的色彩 和亮度信息。为了能够通过硬件电路进行处理，图像必须用像矩阵或者序列这 样的离散数据结构表达，通常可以用二维矩阵来表示一幅数字图像。在像素矩 阵或者序列中由一些彼此邻接的像素组成的重要集合，称之为领域。

图像数据受获取、存储、处理电路等硬件的影响，以及传输过程中各种信 号干扰等因素的影响而遭受污染，表现在图像上就是画面上出现了噪声。为了 减少这些破坏和随之导致的图像变差，需要用数字滤波器对图像数据进行处理。

滤波处理的方法有多种，二维中值滤波就是其中的一种。所谓中值滤波就 是对一个滑动的图像邻域内的像素进行排序，然后用该邻域内所有像素的像素 值的中间值——像素中值(所有像素按像素值大小排列，处于中间位置的像素的 像素值)代替邻域中心像素的像素值，从而达到滤除噪声的作用。上述像素值可 以是像素的灰度值、发光值、亮度值或者YUV空间的Y通道数据等。上述像素 可以是构成静止图像或者运动图像单一图像帧的像素。

中值滤波技术的关键在于能否准确、实时地找出每个像素邻域的中间值。 现有的中值滤波方法主要是通过对一个3×3的像素灰度值矩阵中的9个数据进 行排序来找中间值。然而，采用这种方法进行滤波处理，噪声滤除的效果不佳。

为了获得较好的噪声滤除效果，现有技术中的另一种中值滤波方法通过对 一个5×5的像素灰度值矩阵中的25个数据进行排序。然而，采用这种方法进行 滤波处理，对应的滤波电路需要较多的比较器，结构复杂。

发明内容

为了解决现有技术中的中值滤波方法的滤波效果差和采用该滤波方法的中 值滤波电路结构复杂的问题，有必要提供一种滤波效果好且对应的滤波器电路 结构简单的中值滤波方法。

本发明还提供一种采用该中值滤波方法的中值滤波电路。

一种中值滤波方法，包括选取图像相邻三行的一个3×5邻域对应的像素矩 阵；将该3×5的像素矩阵对应的像素数据在垂直方向进行排序；将该3×5的像 素矩阵对应的像素数据在水平方向进行排序；将该3×5的像素矩阵对应的像素 数据在45度角的方向进行排序；将该3×5的像素矩阵对应的像素数据在22度 角的方向进行排序；选取经过垂直、水平、45度角、22度角方向排序后的3×5 像素矩阵中间位置的像素数据；将该3×5的像素矩阵中间位置的像素数据取代 该邻域中间位置的像素对应的像素值。

一种中值滤波电路包括一第一排序电路、一第二排序电路、一第一比较器、 一第二比较器、一第三比较器和一中值器。该第一排序电路用于接收图像相邻 三行的一个3×5邻域的像素矩阵对应的3×5个像素数据，并将这15个像素数 据在垂直方向进行3值排序；该第二排序电路用于接收该第一排序电路输出的 3×5个像素数据，并将该3×5像素数据分别在水平方向进行5值排序；该第一、 第二、第三比较器用于接收该第二排序电路输出的3×5个像素数据中的45度方 向上的9个数据，并分别将这9个像素数据进行3值排序，该第一、第二、第 三比较器分别输出各自排序的最大、中间、最小值；该中值器用于接收该第一、 第二、第三比较器输出的最大、中间、最小值，并将这三个数值进行比较，输 出中间值。

与现有技术相比，本发明的中值滤波方法选取一幅数字图像相邻三行的一 个3×5邻域的像素矩阵进行排序，该15个像素数据经过将垂直、水平、45度 角、22度角方向的排序后，该15个像素数据的中间值即处于该3×5像素矩阵 的中间位置。由于本发明对15个像素数据进行排序，本发明的中值滤波方法消 除噪声的能力更强。

与现有技术相比，采用该中值滤波方法的该中值滤波电路比采用3×3像素 矩阵的中值滤波器的滤波效果更好，且该中值滤波电路不用增加相应的行缓冲。 采用该中值滤波方法的该中值滤波电路同采用5×5像素矩阵的中值滤波器的滤 波效果相当，但对于常见的隔行输入的电视视频信号滤除噪声的能力更优，且 该中值滤波电路节约了两行行缓冲和大量的比较器，因此，该中值滤波电路结 构更加简单，成本也相应的降低。

附图说明

图1至图5是本发明中值滤波方法的第一实施方式的示意图。

图6是本发明中值滤波方法的第一实施方式的流程图。