[发明专利]用于视频的相互噪声估计

说明书

实施方案公开了用于视频的相互噪声估计。一种方法包括：确定视频的帧中的每个帧的强度值的最优帧噪声方差，所述最优帧噪声方差是基于所述帧中的均匀块的所述强度值的空间方差与时间方差之间的确定关系；基于所述视频的所述帧的最优帧噪声方差而识别所述视频的最优视频噪声方差；为所述视频的每个帧选择所述块中具有小于所述最优视频噪声方差的空间方差的一个或多个块，所述一个或多个帧被选择为所述均匀块；以及利用所述选定的均匀块来估计所述视频的噪声信号。

技术领域

本公开涉及视频处理的领域，且确切地说，涉及用于视频的相互噪声估计。

背景技术

视频通常会受到视频采集(video acquisition)、记录、处理和传输期间所产生的噪声破坏。噪声可以表示图像中的亮度或色彩信息的随机方差，所述信息不存在于所被成像的对象中。噪声降低了视频的视觉品质，同时影响诸如视频压缩、分割、格式转换、运动估计、去噪和滤波等许多视频处理应用的有效性和性能。当可获得关于噪声信号的准确信息时，所述视频处理应用的结果可以得到提高。视频噪声估计的准确性是信号和噪声处理领域中的重要组成。

发明内容

下面是本公开的简单概要，以便提供对本公开的一些方面的基本理解。本概要并非本公开的全面综述。意图并非在于识别本公开的主要或关键元素，也并非在于描绘本公开的特定实施方案的任何范围或权利要求的任何范围。其唯一目的是以简化形式呈现本公开的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。

在本公开的一个方面中，一种方法包括：通过处理设备确定视频的帧中的每个帧的强度值的最优帧噪声方差，最优帧噪声方差是基于帧中的均匀块的强度值的空间方差与时间方差之间的确定的关系；基于视频的帧的最优帧噪声方差而识别视频的最优视频噪声方差；为视频的每个帧选择所述块中具有小于最优视频噪声方差的空间方差的一个或多个块，所述一个或多个选定的块被标记为均匀块；以及通过所述处理设备利用所述选定的均匀块来估计视频的噪声信号。

在一个实施方案中，所述块中的每个包括帧的N×N个像素，其中N是正数。另外，所述块中的每个可以是至少半重叠的。所述方法还可以包括使用视频的估计的噪声信号对视频进行处理，其中对视频进行处理可以包括视频压缩、分割、格式转换、运动估计、去噪或滤波中的一个或多个。

在一个实施方案中，确定每个帧的最优帧噪声方差还可以包括：计算帧中的每个块的空间方差；计算帧中的每个块的时间方差；基于空间方差与时间方差之间的确定的关系以及基于均匀块之间的噪声协方差是恒定值的这一假设而将所述帧的块的时间方差中的每个时间方差转换成经转换的时间方差；将第一函数应用于帧中的空间方差，所述第一函数用来为空间方差值小于方差值范围中的方差值‘x’的帧中的块提供空间方差的平均值；将第二函数应用于帧中的经转换的时间方差，所述第一函数用来为经转换的时间方差值小于有关方差值范围的方差值‘x’的帧中的块提供经转换的时间方差的平均值；以及基于应用的第一函数和应用的第二函数的交集而选择帧的最优帧噪声方差值。

在一些实施方案中，时间方差利用位于帧之前和之后确定数目的帧。另外，方差值的范围可以包括从零到帧的空间方差和时间方差的集合的并集上的最大方差的方差值。在一个实施方案中，交集点小于V(x)的绝对最大值，其中V(x)包括在方差值x处应用的第一函数与应用的第二函数之间的差的方差。另外，每个帧的强度值可以包括帧中的像素的数值，其中所述数值与像素的灰度级值相对应。每个帧的强度值还可以包括帧中的像素的数值，其中所述数值与像素的色彩通道值相对应。另外，最优视频噪声方差可以是视频集合的帧的最优帧噪声方差的中值。

本文公开了用于执行上述方法和本文所描述的各种实施方案的操作的计算设备。还公开了存储用于执行与上述方法和本文所描述的各种实施方案相关联的操作的指令的计算机程序产品(诸如非暂时性计算机可读存储介质，但是还包括暂时性信号，诸如通过通信网络传输的信号)。

在本公开的第二方面中，计算机程序产品(诸如非暂时性机器可读存储介质)存储指令，当所述指令被执行时致使处理设备来执行操作，所述操作包括：