用于补偿所捕获图像中的噪声的系统和方法技术方案

一种用于补偿所捕获图像中的噪声的系统，包括：　　　　　多个像素（４１６），其被配置成以预定的次数来捕获图像；　　　　处理单元（４０６），其被配置成接收多个数据值，其中每个数据值唯一地对应于所述多个像素之一，并且其中处理单元被进一步配置成通过将所述多个数据值的每个预除以对应于图像部分要被捕获的次数的数来产生多个经预除的数据值；以及　　　　存储器（４２２），其被配置成接收所述多个经预除的数据值以使对于所述多个像素的每个，所述多个经预除的数据值中对应的那些被累积在一起以确定用于所述多个像素的每个的平均数据值，从而通过对来自每个像素的关联数据值求平均而补偿噪声。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术通常涉及基于数字的成像设备，更具体而言，涉及。相关技术随着能扫描并捕获图像的基于数字的成像设备的出现，已发展了复杂的系统和方法以提高所捕获图像的质量。一个示例的基于数字的成像设备是扫描仪。黑白扫描仪的一个实施例采用了像素的至少一个线性阵列，如电荷耦合器件(CCD)。彩色扫描仪采用存在于多个CCD中的颜色敏感像素。这些CCD中的颜色敏感像素可例如对绿、红和蓝光敏感。矩阵CCD，亦被称为面积(area)CCD，被类似地配置成像素行和像素列的矩阵。一个类型的CCD至少具有以线性配置被对齐的像素的阵列。寄存器与每个像素通信以从每个像素收集光信息。CCD亦包括这样的部件，其被配置成将所收集的光信息从像素传递到寄存器，并且将光信息从寄存器传递到处理器，如控制专用集成电路(ASIC)。当检测到光时，每个像素都累积电荷。所收集的电荷的量级与像素所传感的光量成比例。该电荷在以下被称为光信息。此外，扫描仪有可能具有多个CCD或矩阵CCD，其具有颜色敏感像素，特别是如果提供了彩色扫描。CCD中的随机噪声导致来自像素的所测输出的变化，从而使所收集的光信息不精确地对应于所检测的图像。如果在连续读取期间像素被暴露于相同的光量，则所测输出将在正确输出左右随机变化。另外，散粒噪声出现在光检测中。散粒噪声是由任何单个光子被转换成电子的统计概率而造成的噪声。例如，像素可累积与从图像反射的入射光成比例的电荷。对应于来自每个像素的所累积变化的值的光信息被接收并且被转换成数字数据值。因此，当像素第一次累积来自从图像反射的入射光的电荷时，第一数据值从所接收的光信息被确定。这样，对于多个像素，存在多个对应的第一数据值，每个像素一个数据值。当在相同条件下，该多个像素被再次暴露于相同的图像时，像素第二次累积来自从相同图像反射的入射光的电荷，来自像素的光信息被接收并被转换成多个第二数据值。在随机和/或散粒噪声不存在的情况下，用于任何一个像素的第一和第二数据值将是相等的，并且该数据值将对应于所检测图像的真实颜色。然而，由于随机和/或散粒噪声，用于任何一个像素的第一和第二数据值将很少彼此相等和/或等于对应于所检测图像的真实颜色的数据值。如果随机噪声和/或散粒噪声不被减小，则它们导致所处理图像的外观的不理想的可见变化。例如，具有均匀颜色的原始图像区域可具有再现图像的对应区域中的颜色变化。CCD器件可被配置成补偿、校准和/或减小由于随机和/或散粒噪声而造成的不均匀性。对光信息的信号平均可被用于确定较接近地对应于光信息的所检测图像的数据值，由此提高图像质量。通过限定CCD将捕获图像或图像部分的次数来实现信号平均，所述次数在以下被称为采样数。对于每个像素，对应于光信息的数据值被加在一起，然后被除以采样大小。信号平均是补偿随机和/或散粒噪声的有效方式，这是因为能很快地进行捕获图像(或图像的部分)的过程和数据值的随后生成。例如，采样大小可被限定为四。在被配置成扫描图像的一部分的器件中，器件四次扫描图像部分。就是说，被扫描的图像的部分被暴露于光，并且来自CCD的光信息被接收四次。与来自四次扫描的光信息关联的数据值为每一个像素而被相加，然后被除以四(采样大小)，由此为每个像素确定数据的平均值。然而，以上所述的信号平均过程需要处理数据的相当量的存储器和带宽。如果不能获得足够的存储器和/或带宽，则当用于所选采样的数据值被相加时，可发生数据溢出和关联错误。例如，CCD器件可被配置成使用十六位系统来传递和处理数据值。在此为十六位的数字数据系统的容量在以下被称为带宽。因此，十六位系统被设计成传递、存储和处理存在于不多于十六位中的数据值。如果遇到或产生过大以至于不能由十六位限制表示的数据值，则导致溢出情况。就是说，系统必须以某种方式识别和容纳过大以至于不能由单个十六位数表示的数据值。当在信号平均过程期间相加数据值时可发生溢出的情况。溢出情况必须被调整(accommodate)以避免数值错误。一个途径是增加系统带宽以使用较大位数例如三十二位来操作。因此，以足够的带宽来设计系统的部件，如处理器、存储器和通信总线以容纳三十二位数字数据。这样，当对应于光信息的十六位数据值在进行信号平均时被加在一起时，大于十六位的数据值可被容纳(用三十二位数表示)。然而，设计并制造三十二位系统来传递和处理可主要用十六位表示的数据并不是容纳溢出的很有效和/或成本有效的途径，这是因为大部分数据值可用十六位来表示。容纳溢出的另一种途径是采用识别和容纳溢出情况的专门软件。例如，十六位系统可被配置成识别过大以至于不能用十六位来表示的数据值。然后所述软件采用两个十六位数据值来表示较大的数据值。然而，这样的专门系统需要附加的处理时间或处理容量以容纳所检测到的溢出情况。概述一般而言，本专利技术的一个实施例补偿所捕获图像中的噪声。本专利技术的一个实施例包括以预定的次数用多个像素来扫描图像，每次扫描图像时接收来自所述多个像素的每个的光信息，将所接收的光信息转换成多个数据值，每个数据值唯一地对应于来自所述多个像素之一的光信息，通过将每个数据值除以对应于扫描图像的次数的数而产生多个经预除的数据值，以及将经预除的数据值中对应的那些加在一起从而为所述多个像素的每个而唯一地确定平均数据值，从而通过对所述数据值的平均来补偿噪声。附图简述参照以下附图可较好地理解本专利技术。附图的单元没有必要相对于彼此而按比例缩放，相反，重点在于清楚地说明本专利技术的原理。附图说明图1是说明依照本专利技术具有电荷耦合器件(CCD)的图像捕获设备的实施例的方块图。图2是说明对应于光信息的四个示例数据值的方块图，所述光信息来自图1的图像捕获设备中的像素。图3是说明依照本专利技术预除的图2的四个采样数据值以及在四个经预除的采样被累积在缓冲器中之后的结果平均数据值的方块图。图4是说明依照本专利技术的图像捕获设备的另一个实施例的方块图。图5是说明依照本专利技术用于补偿随机和/或散粒噪声的过程实施例的流程图。图6是说明图像捕获设备的另一个实施例的方块图，该图像捕获设备采用互补金属氧化物半导体(CMOS)器件。图7是说明依照本专利技术的图像捕获设备的另一个实施例的方块图。图8是说明依照本专利技术的图像捕获设备的另一个实施例的方块图，该图像捕获设备采用具有颜色敏感像素的多行像素。详述一般而言，本专利技术补偿所捕获图像中的噪声。在以下，术语图像捕获设备指的是采用多个像素来捕获图像的任何设备，例如但不局限于扫描仪、数字照相机、传真机(FAX)、复印机、打印机等。图1是说明依照本专利技术具有电荷耦合器件(CCD)的图像捕获设备100的实施例的方块图。图像捕获设备100包括CCD102、信号处理单元104、控制专用集成电路(ASIC)106和行缓冲器108。在其它实施例中，任何被适当配置的处理器(未示出)可被用来代替控制ASIC106。控制ASIC106通过连接110向CCD102提供适当的控制信号以使光信息经过信号处理单元104传递到控制ASIC106。信号处理单元104包含一个或多个部件，其被配置成通过连接112从CCD102接收光信息。所接收的光信息对应于由存在于CCD102中的像素所累积的电荷。所接收的光信息至少被处理成可通过控制ASIC106读取的数字数据格式。其它处理可通过信号处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：K·E·斯皮尔斯，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：