写在前面

如果您对音视频技术感兴趣，可以订阅我的专题:音视频专辑
也可以关注我的账户：张芳涛，我后期会发布更多的音视频以及图像处理方面的文章。

正文

包含各种噪声的视频输入可以使用去噪滤波器和选项来增强。在视频编码之前，去噪是视频预处理的一部分。

模糊视频效果

模糊效果用于提高图像（视频帧）中某些类型的噪声的质量，其中每个输出像素值是根据相邻像素值计算的。例如，模糊效果可以改善从印刷的半色调图片扫描的图像。为了模糊输入视频，我们可以使用表中描述的均值模糊过滤器：

描述	使用均值模糊算法在输入上创建一个模糊效果
语法	boxblur=luma_r:luma_p[:chroma_r:chroma_p[:alpha_r:alpha_p]] filter expects 2 or 4 or 6 parameters, r =半径, p = 权重，程度，功率
**********	参数
alpha_r	-用于模糊相关输入平面(以像素为单位)的盒子的半径 - value是下面描述的变量的表达式 -默认值来源于luma_radius和luma_power
alpha_p	- alpha功率，确定过滤器被应用到相关平面的次数 -默认值来源于luma_radius和luma_power
chroma_r	-用于模糊相关输入平面(以像素为单位)的box的色度半径 - value是下面描述的变量的表达式 -默认值来源于luma_radius和luma_power
chroma_p	-色度功率，确定过滤器被应用到相关平面的次数 -默认值来源于luma_radius和luma_power
luma_r	-用于模糊相关输入平面(以像素为单位)的box的半径 - value是下面描述的变量的表达式
luma_p	- luma功率，确定过滤器被应用到相关平面的次数
***********	在表达式中，对阿尔法，色度和luma半径的变量
w,h	输入宽度和像素高度
cw, ch	输入色度图像的像素宽度和高度
hsub	水平色度子样本值，为yuv422p像素格式为2
vsub	垂直色度子样本值，为yuv422p像素格式为1
	半径是一个非负数，并且不能大于luma和阿尔法平面的表达式min(w,h)/2的值，以及对chroma平面的min(cw,ch)/2的值

例如，在输入视频中，当luma半径值为1.5,luma功率值为1时，我们可以使用下一个命令:

ffmpeg -i input.mpg -vf boxblur=1.5:1 output.mp4

我的测试命令是：

ffmpeg -i /Users/zhangfangtao/Desktop/test.mp4  -vf boxblur=1.5:1 /Users/zhangfangtao/Desktop/newTest.mp4

之前的视频界面如下：

之前的视频

转换之后的视频如下：

转换之后的视频

另一个FFmpeg过滤器与模糊效果是一个smartblur过滤器在表中描述:

描述	模糊输入而不影响轮廓
语法	smartblur=luma_r:luma_s:luma_t[:chroma_r:chroma_s:chroma_t] parameters in [] are optional, r = radius, p = power, t = threshold
***********	参数的描述
chroma_r	色度(颜色)半径，从0.1到5.0的浮点数，它指定用于模糊图像的高斯滤波器的方差(如果更大)
chroma_s	色度强度，在范围-1.0到1.0之间的浮点数，配置模糊;从0.0到1.0的值将模糊图像，从-1.0到0.0的值将增强图像
chroma_t	chrominance treshold，一个从-30到30的整数，它被用作一个系数来决定一个像素是否应该被模糊;0的值将过滤所有的图像，0到30的值将过滤平坦区域，从-30到0的值将过滤边缘
luma_r	亮度(亮度)半径，从0.1到5.0的浮点数，指定用于模糊图像的高斯滤波器的方差(如果更大的话，会更慢)
luma_s	亮度强度，从-1.0到1.0的浮动数值，配置模糊;从0.0到1.0的值将模糊图像，从-1.0到0.0的值将增强图像
luma_t	亮度treshold，一个整数，范围从-30到30，作为一个系数来决定一个像素是否应该被模糊;0的值将过滤所有图像，0到30的值将过滤平面区域，从-30到0的值将过滤edgese图像
	如果色度参数没有设置，则使用luma参数来实现像素的色度

例如，为了改进半色调图像，我们将luma半径设为最大值5，亮度强度为0.8，亮度阈值为0，因此整个图像是模糊的:

ffmpeg -i halftone.jpg -vf smartblur=5:0.8:0 blurred_halftone.png

我的测试命令如下：

ffmpeg -i /Users/zhangfangtao/Desktop/timg.jpeg -vf smartblur=5:0.8:0 /Users/zhangfangtao/Desktop/newTimg.jpeg

原来的图像：

原来的图像

新的图像：

转换之后的图像

锐化视频

为了锐化或模糊视频帧，我们可以使用表中描述的不清晰的过滤器。

描述	根据指定的参数增加或模糊输入视频
语法	l_msize_x:l_msize_y:l_amount:c_msize_x:c_msize_y:c_amount all parameters are optional, if not set, the default is 5:5:1.0:5:5:0.0
***********	参数的描述
l_msize_x,luma_msize_x	luma矩阵水平尺寸，3和13之间的整数，默认值为5
l_msize_y,luma_msize_y	luma矩阵的垂直大小，整数在3和13之间，默认值是5
l_amount,luma_amount	luma效应强度，介于-2.0和5.0之间的浮点数，负值创建模糊效果，默认值为1
c_msize_x,chroma_msize_x	色度矩阵的水平大小，整数在3和13之间，默认值是5
c_msize_y,chroma_msize_y	色度矩阵的垂直大小，整数在3和13之间，默认值为5
c_amount,chroma_amount	chroma效果强度，-2.0和5.0之间的浮动值，负值创建模糊效果，默认值为0.0

锐化滤波器可以作为普通的不锐掩模和高斯模糊。例如，要使用默认值锐化输入，我们可以使用该命令。

ffmpeg -i input -vf unsharp output.mp4

我的测试命令是：

ffmpeg -i /Users/zhangfangtao/Desktop/test.mp4  -vf unsharp /Users/zhangfangtao/Desktop/newTest.mp4

之前的视频界面如下图：

转换之后的视频界面如下：（不是太明显，不过还是有一些效果的，锐化了）

输出将使用尺寸为5x5的亮度矩阵和亮度效果强度为1.0的锐化。为了产生高斯模糊效果，例如，我们可以使用负数来表示亮度和/或色度值

ffmpeg -i input -vf unsharp=6:6:-2 output.mp4

这里面我有一个问题，我用书上的测试命令，但是终端给出的错误提示是： Invalid even size for luma matrix size 6x6（对于亮度矩阵大小为6x6的均匀尺寸无效）所以我就测试城5*5的矩阵模式

我的测试命令如下：

 ffmpeg -i /Users/zhangfangtao/Desktop/test.mp4 -vf unsharp=5:5:3 /Users/zhangfangtao/Desktop/newTest.mp4

效果图：（感觉每一个图像都加了一个边框）

下一个复杂的图像说明了不锋利的过滤器的使用价值:

图片1:美国国家航空航天局(NASA)在2012年6月5日记录了金星凌日的情况，这段视频可以从NASA的网站上下载。
图2:-vf unsharp(没有参数，默认值被使用)黑点更明显，没有可见的工件。
图像3:-vf unsharp=6:6:3(相对较强的锐化效果)黑点更明显，但可见是轻微的扭曲。
图4:-vf unsharp=6:6:-2(相对较强的模糊效果)-2的luma量参数模糊了结果，在金星周围形成了一个虚拟的环。

降噪与denoise3d

视频过滤器denoise3d减少了噪音，它是mp过滤器的一部分(来自MPlayer项目)。

描述	生成质量更好的平滑视频帧，并尝试提高可压缩性。
语法	mp=denoise3d[=luma_spatial[:chroma_spatial[:luma_tmp[:chroma_tmp]]]] (所有参数都是可选的)
***********	参数的描述
luma_spatial	空间luma强度，非负浮点数，默认值为4.0
chroma_spatial	空间色度强度，非负浮点数，默认值为3.0
luma_tmp	时间luma强度，非负浮点数，默认值为6.0
chroma_tmp	时间色度强度，非负浮点数，默认值为luma_tmp*chroma_spatial/luma_spatial

例如，要使用denoise3d过滤器的默认值来增强输入，我们可以使用该命令

ffmpeg -i input.mpg -vf mp=denoise3d output.webm

我这边测试失败，错误代码是：No such filter: 'mp'（没有'mp'这个过滤器）

这张图片展示了NASA阿波罗计划中使用denoise3d filter默认值的增强存档视频

降噪与hqdn3d

denoise3d过滤器的高级版本是hqdn3d过滤器，它已经在libavfilter库中，是一个本地的FFmpeg过滤器。过滤器的名称是高质量的denoise三维过滤器的缩写，它在表中描述:

描述	生产高质量的平滑视频帧，并尝试提高压缩率，它是一个增强版的denoise3d过滤器
语法	hqdn3d=[luma_spatial[:chroma_spatial[:luma_tmp[:chroma_tmp]]]]
***********	参数的描述
luma_spatial	空间luma强度，非负浮点数，默认值为4.0
chroma_spatial	空间色度强度，非负浮点数，默认值为3.0*luma_spatial/4.0
luma_tmp	时间luma强度，非负浮点数，默认值为6.0*luma_spatial/4.0
chroma_tmp	时间色度强度，非负浮点数，默认值为luma_tmp*chroma_spatial/luma_spatial

例如，为了减少视频输入中带有默认hqdn3d值的噪声，我们可以使用以下命令:

ffmpeg -i input.avi -vf hqdn3d output.mp4

我的测试命令：

ffmpeg -i /Users/zhangfangtao/Desktop/test.mp4  -vf hqdn3d /Users/zhangfangtao/Desktop/newTest.mp4

显示的效果图：

好像看不出来什么特殊的差别

下一个图像说明了hqdn3d过滤器的各种值的用法。

使用nr选项进行降噪

如何减少视频输入中的噪音的其他方法是-nr（降噪）选项。它的值是一个从0到100000的整数，其中0是默认值，范围1-600对公用内容有用。如果视频包含强烈的噪音，请尝试使用更高的值。由于此选项比denoise3d和hqdn3d过滤器使用的计算机资源少得多，因此当速度很重要时，它是消噪的首选方式。例如，在较旧的计算机上，我们可以使用以下命令改善观看稍微噪声的视频：

ffplay -i input.avi -nr 500