数字图像的预处理方法和数字图像预处理系统技术方案

提供了一种数字图像的预处理方法和数字图像预处理系统。公开了一种对图像传感器捕获的数字图像进行预处理以用于编码的方法。该方法包括接收第一数字图像(S01)，接收表示捕获所述第一数字图像(S02)时图像传感器的移动的信息，以及预处理所述第一数字图像(S03)。所述预处理的至少一个参数取决于表示移动的所述信息(S04)。还公开了一种数字图像预处理系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字图像处理领域，更具体地，涉及为编码做准备的数字图像的预处理。
技术介绍
在例如在监控系统中的数字图像的多种使用中，为传输或存储，数字图像利用多种编码机制来压缩。在编码之前执行数字图像的预处理。预处理可例如包括锐化或噪声滤波，以改进图像质量。然而，当捕获图像的图像传感器在捕获期间移动时，产生了问题。首先，因为图像之间的时间冗余较少，所以接踵而至的图像变化导致编码器较高的输出比特率。如果带宽非常有限(如通过移动网络传输时)，甚至可能在快速移动引起比特率增加时无法传输来自摄像机的视频。另外，移动可使图像预处理的计算压力更大。最重要的是，与图像传感器静止时捕获的对应图像相比，预处理可增加表示图像所需的比特数量。该问题的一个解决方案为，在包括图像传感器的摄像机的平移和/或倾斜期间冻结图像的编码，并仅在移动停止之后重新开始编码新的输入图像帧。然而，这意味着在移动期间丢失视觉信息，并且观察所传输的图像序列的操作者可能被迷惑。因此，需要一种改进的编码方法。
技术实现思路
本专利技术的目标在于提供一种对数字图像进行预处理以用于编码的方法，该方法允许捕获图像的图像传感器移动时的较低的比特率。本专利技术的另一目标在于提供一种预处理方法，该方法使避免在图像传感器移动时的不必要的大量计算成为可能。进一步目标在于提供一种对数字图像进行预处理以用于编码的方法，该方法使能在图像传感器移动期间的视觉信息。再一个目标在于提供一种预处理方法，该方法可在图像传感器移动期间提供具有改进的可用性的图像。本专利技术的目标还在于提供一种预处理系统，该系统可避免在捕获图像的图像传感器移动时的不必要的高比特率和不必要的大量计算的使用。进一步地，本专利技术的目标在于提供一种预处理系统，该系统可在图像传感器移动期间使能改进了可用性的图像。附加的目标在于提供一种预处理系统，该系统还使能图像传感器移动时图像的供给。又一目标在于提供一种计算机程序产品，该产品还使能捕获图像的图像传感器移动时高效的比特率。根据第一方面，这些目标全部或至少部分地由对图像传感器捕获的数字图像进行预处理以用于编码的方法来实现，包括：接收第一数字图像，接收表示捕获所述第一数字图像时图像传感器的移动的信息，并预处理所述第一数字图像，其中所述预处理的至少一个参数取决于表示移动的所述信息。以这种方式，预处理可被调节以使图像传感器的移动不引起不必要的高比特率。由此，图像还可在该图像传感器移动时段的期间被编码并且针对显示被存储或传输，而不消耗增加了的比特率。进一步地，由于在例如快速平移期间的图像传感器的移动期间捕获的图像通常是模糊的，因此可能由修改预处理引起的图像质量损失对这种图像的可用性几乎没有影响。如果图像传感器的移动高于预定阈值，则所述预处理的所述至少一个参数可被修改以使第一数字图像由所述预处理进行比移动等于或低于所述阈值的情况更少的处理。进一步地，所述预处理的所述至少一个参数可被修改以使至少一个预处理过程被禁用。例如，当图像传感器移动时，由于图像不会以任何方式实际地从锐化受益，所以省去锐化。根据另一变型，所述至少一个参数被修改以使至少一个预处理过程以较大或较小的程度处理所述第一数字图像。例如，可以更大程度应用滤波。作为进一步示例，可以较小的程度执行色调映射。根据又一变型，所述预处理的所述至少一个参数被修改以使在其他方面被禁用的至少一个预处理过程被启用。例如，模糊化可被应用于该图像传感器的移动期间，由此使这种图像中的像素块或多或少地均匀，这导致更低的用于表示图像的比特的需求。预处理可包括执行选自由锐化、增加对比度、色调映射、颜色校正、空域和/或时域噪声滤波、模糊化、贝尔(Bayer)模板采样、去马赛克、HDR合并、控制焦点、控制曝光、和控制增益组成的组的至少一个预处理过程。应当注意的是，在图像传感器数据的环境下，噪声为表示未出现于该场景的内容的传感器数据。噪声可以是时域的，即从一个图像帧到下一图像帧变化，或是空域的，即同一帧内一个像素到另一像素不同。存在多种噪声源。时域噪声例如可以是复位噪声、热噪声、闪变噪声、暗电流散粒噪声、量子噪声或相位噪声。空域噪声例如可以是暗固定模板噪声、亮固定模板噪声、渗漏噪声、缺陷像素噪声或外观缺陷噪声。表示图像传感器移动的信息可由控制所述图像传感器移动的平移、倾斜和/或变焦控制器提供。以这种方式，预处理的调节可根据图像的有意移动而进行。这里应当注意，变焦本身并非代表该图像传感器的移动。然而，为编码图像，变焦导致的被捕获图像的变化类似于图像传感器的实际移动。因此，在本申请环境下，变焦操作将被视为等同于图像传感器的移动。表示图像传感器的移动的信息可由运动传感器提供。由此，由抖动引起的不期望的移动可被考虑。来自运动传感器的信息还可用于提供平移、倾斜和/或变焦操作的信息。根据方法的变型，所述至少一个参数被逐渐修改以为图像传感器的计划的移动做准备。以这种方式，例如，更有力的噪声滤波可逐渐增加，导致计划的移动，或锐化可被逐渐减少。由此，可避免图像外观的突变。该方法可进一步包括，将所述第一数字图像编码为帧内帧，以为图像传感器的计划的移动做准备。如果所捕获的图像中存在移动，由于帧之间的较大的差异，帧间帧将变大。在某些点，该差异会足够大以使帧内帧不依靠用于其编码的其他图像帧而将更加有效。如果已知存在移动，则可强制帧内帧，以使不必要的较大帧间帧可被避免。通过强制或插入帧内帧，该被编码帧可具有更高质量，而后继图像可参考该帧内帧而编码为帧间帧。因为具有更合适的参考帧，所以后继帧间帧还可需要较少的比特。根据第二方面，以上提到的目标全部或至少部分地由对图像传感器所捕获的输入图像进行预处理以用于编码的数字图像预处理系统实现，该系统包括：图像接收模块，设置为接收输入图像，移动信息接收模块，设置为接收表示捕获所述第一数字图像时图像传感器的移动的信息，以及预处理模块，设置为在编码之前预处理输入图像，其中所述预处理的至少一个参数取决于表示移动的所述信息。通过这样的系统，在图像传感器的移动期间提供图像可以是可能的，而不消耗不需要的高输出比特率。预处理模块可设置为执行从由锐化、增加对比度、色调映射、颜色校正、时域和/或空域噪声滤波、模糊化、贝尔模板采样、去马赛克、HDR合并、控制焦点、控制曝光、和控制增益组成的组中选择的至少一个预处理过程。在数字图像预处理的实施例中，移动信息接收模块通信地连接至控制所述图像传感器移动的平移、倾斜和/或变焦的控制器。由此，可提供有意移动的信息。可替换地或另外地，移动信息接收模块可通信地连接至运动传感器。如结合方法讨论的，关于无意以及有意移动的信息由此可被提供。根据第三方面，以上提到的目标全部或至少部分地由包括根据第二方面的预处理系统的摄像机实现。这样的摄像机可通常以与具有所附优点的第二方面相同的方式实现。根据第四方面，以上提到的目标全部或至少部分地由包括具有适用于当由处理器执行时实现根据第一方面的方法的指令的计算机可读存储介质的计算机程序产品来实现。处理器可以是任何类型的处理器，例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、实现为集成电路的定制处理设备、ASIC、FPGA或包括离散组件的逻辑电路。计算机程序产品可通常以与具有所附优点的第一方面相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对图像传感器(6；106)所捕获的数字图像进行预处理以用于编码的方法，包括：接收第一数字图像(S01)，接收表示捕获所述第一数字图像时所述图像传感器的移动的信息(S02)，以及预处理(S03)所述第一数字图像，其中所述预处理的至少一个参数取决于表示移动的所述信息(S04)。

【技术特征摘要】
2015.08.27 EP 15182692.21.一种对图像传感器(6；106)所捕获的数字图像进行预处理以用于编码的方法，包括：接收第一数字图像(S01)，接收表示捕获所述第一数字图像时所述图像传感器的移动的信息(S02)，以及预处理(S03)所述第一数字图像，其中所述预处理的至少一个参数取决于表示移动的所述信息(S04)。2.根据权利要求1的方法，其中如果所述图像传感器的所述移动高于预定阈值，则所述预处理(S03)的所述至少一个参数被修改(S04)，使相比于所述移动等于或低于所述阈值的情况，所述第一数字图像由所述预处理进行较少的处理。3.根据权利要求2的方法，其中所述预处理的所述至少一个参数被修改(S04)，使至少一个预处理过程被禁用。4.根据权利要求2或3的方法，其中所述至少一个参数被修改(S04)，使至少一个预处理过程以较大或较小的程度处理所述第一数字图像。5.根据权利要求1的方法，其中所述预处理的所述至少一个参数被修改(S04)以使原本被禁用的至少一个预处理过程被启用。6.根据权利要求1的方法，其中所述预处理(S03)包括执行从由锐化、增加对比度、色调映射、颜色校正、噪声滤波、模糊化、贝尔模板采样、去马赛克、HDR合并、控制焦点、控制曝光、和控制增益所组成的组中选择的至少一个预处理过程。7.根据权利要求1的方法，其中表示所述图像传感器(6；106)的移动的所述信息由控制所述图像传感器(6；106)的移动的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·马丁斯，维克托·埃德帕尔姆，范星，拉尔斯·佩尔松，伏莱德瑞克·皮尔，
申请(专利权)人：安讯士有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE