一种图像降噪装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种图像降噪装置及方法，该装置包括：数据输入单元，用于利用图像传感器获取原始图像数据；内插单元，用于将原始图像数据内插得到四个全分辨率的数据；其他分量消除单元，用于通过减去R\G\B通道中的其他分量来执行对可见光颜色的矫正；边界保留降噪单元，用于将经过矫正后的可见光图像整体亮度及颜色信息，与未经过矫正的图像的边界细节的位置信息相融合，利用未经过矫正的图像的高信噪比特点，以达到边界保留的降噪效果；输出单元，用于将经过去噪融合后的RGB图像输出至后续图像处理模块。

【技术实现步骤摘要】
一种图像降噪装置及方法
本专利技术涉及图像处理
，特别是涉及一种图像降噪装置及方法。
技术介绍
目前常见的图像传感器为了提升低照成像效果，在感应可见光的同时也感应近红外光。为消除红外对颜色的干扰，业内广泛采用的是给摄像机配置双滤光片切换装置(IR-CUT)以矫正白天的色彩。RGBIR是一种新的图像传感器的滤镜排列方式。和传统图像传感器普遍使用的Bayer格式滤镜排列方式相比，RGBIR将Bayer格式中的部分绿色滤镜换成了红外滤镜(InfraRed，简称IR)。RGBIR格式的图像传感器相对于Bayer格式图像传感器的优点是可以同时感应可见光和非可见光，图1是一种常见的RGBIR的图像传感器的格式。为消除红外对颜色的干扰，基于RGBIR传感器的设备则是通过相关算法来消除红外干扰。常见的去红外算法的基本思想是先设法分别计算得到全幅面的红外图像和受到红外影响的RGB图像，然后分别在RGB通道中减去红外图像，得到处理后的可见光图像。这些算法虽然能消除红外干扰，却损失了受到红外影响的RGB图像的高信噪比，尤其是在低照低色温的情况下，因此工业应用上，在低照或低色温的情况下常常是在噪声和颜色准确性上取一个平衡。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种图像降噪装置及方法，将经过矫正(如红外矫正)后的可见光图像颜色及整体亮度信息，与未经过矫正(如红外矫正)的图像的边界细节的位置信息相融合，以达到边界保留的降噪效果。为达上述及其它目的，本专利技术提出一种图像降噪装置，包括：数据输入单元，用于利用图像传感器获取原始图像数据；内插单元，用于将原始图像数据内插得到四个全分辨率的数据；其他分量消除单元，用于通过减去R\G\B通道中的其他分量来执行对可见光颜色的矫正；边界保留降噪单元，用于将经过矫正后的可见光图像整体亮度及颜色信息，与未经过矫正的图像的边界细节的位置信息相融合，利用未经过矫正的图像的高信噪比特点，以达到边界保留的降噪效果；输出单元，用于将经过去噪融合后的RGB图像输出至后续图像处理模块。优选地，所述数据输入单元利用RGBIR图像传感器获取RGBIR格式的原始图像数据，所述内插单元将获得的RGBIR格式的数据内插得到R\G\B\IR四个分辨率的数据。优选地，所述其他分量消除单元对整个图像利用减红外矩阵分离出RGB通道的红外和红外通道的可见光。优选地，所述减红外矩阵采用如下4×4的矫正矩阵:其中，aij为矫正参数。优选地，所述边界保留降噪单元进一步包括：第一格式转换模块，用于将未经矫正的图像I和经过矫正后的可见光图像P转到亮度色度域，分别得到两幅图像的亮度图和UV色度图；相位信息提取模块，用于提取未经矫正的图像I的亮度图的相位信息；频谱信息提取模块，用于提取经过矫正后的可见光图像P的亮度图的频谱信息；亮度图融合模块，用于将未经矫正的图像I的亮度图的相位信息与经过矫正后的可见光图像P的亮度图的频谱信息进行融合，以进行图像复原，复原得到的图像兼具未经矫正的图像I的细节边界和经过矫正后的可见光图像P的亮度；色度图降噪模块，用于对矫正后的可见光图像P的色度图进行降噪处理；第二格式转换模块，用于将融合得到的亮度图与经过降噪处理的色度图融合并转回RGB域。优选地，所述第一格式转换模块采用如下转换公式进行格式转换：Y＝0.30R+0.59G+0.11BU＝0.493(B-Y)+OffsetV＝0.877(R-Y)+Offset其中，Offset为偏移量。优选地，所述相位信息提取模块与所述频谱信息提取模块通过对图像做二维快速傅里叶变换提取相位信息及频谱信息。优选地，所述亮度图融合模块用于将未经矫正的图像I的亮度图的相位信息与经过矫正后的可见光图像P的亮度图的频谱信息做快速傅里叶反变换进行图像复原。优选地，所述第二格式转换模块采用如下转换公式进行格式转换：R＝Y+1.4075(V-Offset)G＝Y-0.3455(U-Offset)-0.7169(V-Offset)B＝Y-1.779(U-Offset)其中，Offset为偏移量。为达到上述目的，本专利技术还提供一种图像降噪方法，包括如下步骤：步骤S1，利用图像传感器获取原始图像数据；步骤S2，将原始图像数据内插得到四个全分辨率的数据；步骤S3，通过减去R\G\B通道中的其他分量来执行对可见光颜色的矫正；步骤S4，将经过矫正后的可见光图像整体亮度及颜色信息，与未经过矫正的图像的边界细节的位置信息相融合，利用未经过矫正的图像的高信噪比特点，以达到边界保留的降噪效果；步骤S5，将经过去噪融合后的RGB图像输出至后续图像处理模块。与现有技术相比，本专利技术一种图像降噪装置及方法通过将未经矫正(如红外矫正)的RGB图和经过矫正(如红外矫正)的RGB图的亮度图分别通过快速傅里叶变换提取相位信息和频谱信息，再通过快速傅里叶反变换进行图像复原得到去噪后的亮度图，并与经过矫正的RGB图的色度图融合，在保证经过矫正后的可见光图像颜色特征不变的前提下，能降低矫正后图像的噪声，尤其是在低照情况下，能很好地保留图像色度及饱和度、提升降噪效果。附图说明图1为RGBIR的图像传感器的格式示意图；图2为本专利技术一种图像降噪装置的系统架构图；图3为本专利技术实施例中边界保留降噪单元104的细部结构图；图4为本专利技术一种图像降噪方法的步骤流程图；图5为本专利技术实施例中步骤S4的细部流程图；图6为本专利技术具体实施例的流程图。具体实施方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更。图2为本专利技术一种图像降噪装置的系统架构图。如图2所示，本专利技术一种图像降噪装置，包括：数据输入单元101，用于利用图像传感器获取原始图像数据，并输出至后续单元。在本专利技术具体实施例中，数据输入单元101采用RGBIR图像传感器以采集RGBIR图像，并将其处理为RGBIR格式的数据传送至后续单元，但需说明的是，本专利技术也可以获取其他格式的图像数据，例如RGBW格式、RCCB格式等等，本专利技术不以此为限。内插单元102，用于将获得的原始图像数据内插得到四个全分辨率的数据，用于后续单元进行颜色矫正处理，在本专利技术具体实施例中，内插单元102将获得的RGBIR格式的数据内插得到R\G\B\IR四个分辨率的数据，其中内插单元102可以是双线性(bilinear)、双三次(bicubic)等普通的内插方法，也可以是其它高级的内插实现，本专利技术不以此为限。...

【技术保护点】
1.一种图像降噪装置，包括：/n数据输入单元，用于利用图像传感器获取原始图像数据；/n内插单元，用于将原始图像数据内插得到四个全分辨率的数据；/n其他分量消除单元，用于通过减去R\G\B通道中的其他分量来执行对可见光颜色的矫正；/n边界保留降噪单元，用于将经过矫正后的可见光图像整体亮度及颜色信息，与未经过矫正的图像的边界细节的位置信息相融合，利用未经过矫正的图像的高信噪比特点，以达到边界保留的降噪效果；/n输出单元，用于将经过去噪融合后的RGB图像输出至后续图像处理模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种图像降噪装置，包括：
数据输入单元，用于利用图像传感器获取原始图像数据；
内插单元，用于将原始图像数据内插得到四个全分辨率的数据；
其他分量消除单元，用于通过减去R\G\B通道中的其他分量来执行对可见光颜色的矫正；
边界保留降噪单元，用于将经过矫正后的可见光图像整体亮度及颜色信息，与未经过矫正的图像的边界细节的位置信息相融合，利用未经过矫正的图像的高信噪比特点，以达到边界保留的降噪效果；
输出单元，用于将经过去噪融合后的RGB图像输出至后续图像处理模块。


2.如权利要求1所述的图像降噪装置，其特征在于：所述数据输入单元利用RGBIR图像传感器获取RGBIR格式的原始图像数据，所述内插单元将获得的RGBIR格式的数据内插得到R\G\B\IR四个分辨率的数据。


3.如权利要求2所述的图像降噪装置，其特征在于：所述其他分量消除单元对整个图像利用减红外矩阵分离出RGB通道的红外和红外通道的可见光。


4.如权利要求3所述的图像降噪装置，其特征在于：所述减红外矩阵采用如下4×4的矫正矩阵:



其中，aij为矫正参数。


5.如权利要求1所述的图像降噪装置，其特征在于：所述边界保留降噪单元进一步包括：
第一格式转换模块，用于将未经矫正的图像I和经过矫正后的可见光图像P转到亮度色度域，分别得到两幅图像的亮度图和UV色度图；
相位信息提取模块，用于提取未经矫正的图像I的亮度图的相位信息；
频谱信息提取模块，用于提取经过矫正后的可见光图像P的亮度图的频谱信息；
亮度图融合模块，用于将未经矫正的图像I的亮度图的相位信息与经过矫正后的可见光图像P的亮度图的频谱信息进行融合，以进行图像复原，复原得到的图像兼具未经矫正的图像I的细节边界和经过矫正后的可见光图像P的亮度；

【专利技术属性】
技术研发人员：朱媛媛，田景军，潘昱，章旭东，刘文庭，
申请(专利权)人：上海富瀚微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31