[发明专利]一种视频降噪方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及视频处理技术，尤其涉及一种视频降噪方法及系统。

背景技术

随着大量数字图像、监控视频、各类型电影的出现，特别是对于那些不理想环境下获取的图像与视频数据，其中必然掺杂着影响图像质量的噪声，所以人们对于高质量的图像恢复方法的需要就越来越迫切了，视频降噪现在己经成为计算机视觉领域中被广泛研究的一个课题。

视频降噪是基于图像降噪方法的，而传统的图像降噪方法可分为空间域降噪处理与变换域滤波处理。空间域降噪的原理是利用图像中的相邻像素之间具有相关性，而噪声是独立不相关的特性来进行降噪的，它直接在图像所处的二维空间中进行处理，即对每个像素的灰度值进行运算。变换域滤波处理即是将图像采用一定的变换方法，从空间域转换到变换域然后再在变换域对图像进行处理，处理后的结果最后再反变换到空间域。上述方法主要处理像素之间的关系，都是局部型的；而整个图像区域中的自相似性信息，尤其是视频的图像块的空间相似性、时间相似性、时空相关性等精细结构信息未被利用，造成绝大部分视频降噪算法的处理结果无法达到可接受的应用级别。

发明内容

为了克服目前视频降噪方法没有充分利用图像区域的自相似信息，本发明要解决的技术问题是提供一种视频降噪方法及系统，以充分利用视频序列的时空块的时空相关性，在消除噪声的同时保留视频中的精细结构，充分消除视频序列的时空冗余，提高视频质量。

根据本发明的一个方面，提供的一种视频降噪方法包括：

对源视频分离出R、G、B三个颜色通道；对每个颜色通道在四维空间进行硬阈值分组、协同滤波和聚合得到硬阈值估计视频；对硬阈值估计视频在四维空间进行Wiener滤波分组、协同滤波和聚合得到降噪后的视频；对三个颜色通道降噪后的视频聚合为RGB三维视频。

优选地，在四维空间进行硬阈值分组和在四维空间进行Wiener滤波分组均包括预处理：按时间顺序对视频序列中相邻帧搜索最相似的三维时空块进行串联，得到运动轨迹集合，从运动轨迹集合中提取三维时空块组成时空卷；对时空卷按相似性进行分组，得到增加了卷作为一个维度的四维分组。

优选地，预处理步骤之前还包括：设置初始化参数，其中：

初始化参数包括：时空块大小N×N、时间长度h、噪声参数σ、时空块相似度阈值τ_match、惩罚系数γ_d、邻域调整参数σ_ω、邻域比例因子γ_ω、硬阈值过程时空卷相似度阈值硬阈值算子硬阈值λ_4D、和/或Wiener滤波过程时空卷相似度阈值

优选地，对视频序列中相邻帧搜索最相似的三维时空块包括采用以下公式计算相似距离δ^b度量相似度：