稀疏分布的彩色数字图像的噪声消除制造技术

一种对初始的稀疏分布的彩色数字图像进行噪声清除的方法包括：由初始的稀疏分布的彩色数字图像产生亮度数字图像；由初始的稀疏分布的彩色数字图像产生分辨率低于所述亮度数字图像的至少一幅稀疏分布的色度数字图像；对亮度数字图像和每幅数字色度图像进行噪声清除；以及由一幅或多幅清除了噪声的亮度图像和一幅或多幅清除了噪声的色度图像产生清除了噪声的稀疏分布的彩色数字图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及数字图像处理的领域，并且尤其涉及稀疏分布的 彩色数字图像中的噪声降低。
技术介绍
数码相机通常通过使用单个传感器来捕获图像数据，该传感器由 被称作"像素"的单独的光检测单元的二维阵列组成。为了记录有关 该场景的全色信息，这些像素被分割成三个或四个不同的组，每组由 特定的彩色滤镜遮住彩色原色集合。在这点上目前所使用的最普及的彩色原色集合或许是红-绿-蓝(RGB)。该传感器上的RGB彩色滤镜的相 应最普及的布置是所谓的拜耳(Bayer)图案(图9)。此图案被镶嵌 在所述传感器的整个表面上，以便每个像素或者是红色像素、绿色像 素或者是蓝色像素。作为使用这种彩色滤镜阵列(CFA)的结果，从传感器中接收到的 原始数据由三个独立的彩色通道(或平面)组成，这些彩色通道以低 于所述传感器的像素阵列的全分辨率的分辨率进行抽样。通常，随后 的图像处理操作链的任务是产生由三个、全分辨率、全部被处理的彩 色通道所组成的图像。合成图像处理操作之一是噪声清除或噪声降 低。一旦三通道、全色图像已由初始的原始传感器图像数据产生，许 多现有的噪声降低方法就能够被用于所述图像数据。该图像的全色表 示在图像处理领域中是众所周知的并且得到了良好的研究。然而，单 平面原始CFA传感器图像数据是一种只有数码相机才有的表示并且并 没有相同的、类似建立的知识体系。存在许多阐述过的技术，这些技术解决了对CFA图像数据进行噪 声清除的问题。这些技术全部落入对如由传感器所产生的原始RGB图 像数据进行直接清除的范畴。在美国专利No. 6， 625， 325中，Gindele 等人教导，利用非均质的噪声降低核来对CFA图像数据进行噪声清除， 这些非均质的噪声降低核对像素邻域内的图像细节作出响应。在美国 专利No. 6， 229， 578中，Acharya等人阐述了利用定向低通(模糊)核 来对CFA图像数据进行噪声清除，所述定向低通(模糊)核对像素邻 域中的边缘作出响应。在美国专利申请公开文献2003/0091232中， Kalevo等人揭示了使用定向模糊核来对CFA图像数据进行噪声清除， 所述定向模糊核也对像素邻域中的边缘作出响应。虽然Acharya等人 并没有对不同颜色的CFA像素值进行混合来驱动其定向处理，但是 Kalevo等人使用不同CFA颜色的相邻像素之间的差值来指导其定向处 理。众所周知，在亮度-色度的色空间中，而不是在RGB色空间中，对 图像进行噪声清除具有明显的优势。这个替代的图像表示允许对空间 上重要的亮度图像信息和色彩上重要的色度图像信息进行分离的处 理。例如，在亮度-色度表示中，主动的噪声清除能够在色度通道上执 行，而不会影响亮度通道中所详细包含的重要的高频边缘和紋理。不 幸的是，CFA图像数据并不包含每个彩色通道的全分辨率数据，因此不 可能从原始传感器RGB直接转换到亮度-色度。所以，对CFA图像数据 的亮度-色度噪声清除方法的益处并不是直接可得到的。
技术实现思路
本专利技术的目的是为稀疏分布的彩色图像提供噪声清除方法。 在一种对初始的稀疏分布的彩色数字图像进行噪声清除的方法 中，此目的得以实现，所述方法包括(a) 由初始的稀疏分布的彩色数字图像产生亮度数字图像；(b) 由初始的稀疏分布的彩色数字图像产生分辨率低于所述亮度 数字图像的至少一幅稀疏分布的色度数字图像；(c) 对亮度数字图像和每幅数字色度图像进行噪声清除；和(d) 由清除了噪声的亮度图像和色度图像(多幅亮度图像和色度 图像)产生清除了噪声的稀疏分布的彩色数字图像。本专利技术的特征是，提供了计算上有效的方式来降低稀疏分布的彩 色数字图像的亮度分量和色度分量中的噪声。已经发现，通过把初始的稀疏分布的彩色数字图像分解成亮度图 像和色度图像，并然后对每幅亮度图像和色度图像进行噪声降低，噪 声降低能够得到显著的改进。本专利技术的另一特征是，提供了一种对CFA图像数据执行噪声清除 的方式，该方式具有与对亮度-色度空间中的数据进行噪声清除相同的 优势和结果。附图说明图l是用于实践本专利技术的计算机系统的示意图；图2是包括本专利技术的操作序列的方框图；图3描绘了定向中值滤波像素邻域；图4描绘了两个相邻的绿色插值像素邻域；图5描绘了定向中值滤波像素邻域；图6描绘了定向模糊滤波像素邻域；图7是根据本专利技术的色度通道模糊操作的方框图；图8是根据本专利技术的对金字塔图像分量进行噪声清除操作的方框图；和图9描绘了包括拜耳CFA图案的着色像素的基本图案。具体实施方式在以下的阐述中，将在通常被实现为软件程序的方面对本专利技术的 优选实施方式进行阐述。本领域技术人员很容易地认识到，也能够以 硬件方式构造这种软件的等价物。因为图像处理算法和系统都是众所 周知的，所以本说明书将特别集中于形成根据本专利技术的系统和方法的 部分的算法和系统，或者特别集中于更直接地与根据本专利技术的系统和 方法协作的算法和系统。在此未特别地示出或阐述的这些算法和系统 的其它方面和用于产生及以其它方式处理其包括的图像信号的硬件和 /或软件能够从本领域中公知的这样的系统、算法、部件和元件中加以 选择。给出如在以下材料中根据本专利技术所述的系统，在此未特别地示 出、建议或阐述的用于实现本专利技术的软件是常规的并且在这个领域的 普通技术人员的了解范围之内。更进一步，如在此所使用的那样，计算机程序能够被存储在计算 机可读的存储介质中，例如，所述存储介质包括诸如磁盘(诸如硬盘 驱动器或软盘等)或磁带等的磁存储介质；诸如光盘、光带或机器可 读条形码等的光存储介质；诸如随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)等的固态电子存储装置；或者用来存储计算机程序的任何其它物 理装置或介质。在阐述本专利技术之前，注意，本专利技术优选地被用在诸如个人计算机 的任何众所周知的计算机系统上，这有助于理解。因此，在此将不再 对该计算机系统进行详细论述。注意，所述图《象既可以(例如，通过 数码相机)直接被输入计算机系统又可以在输入到计算机系统中之前 (例如，通过扫描初始的、诸如卣化银感光胶片等)进行数字化，这 也是有益的。参考图1，示出用于实现本专利技术的计算机系统110。虽然示出计算 机系统110的目的是为了对优选的实施方式进行图解说明，但是本发 明并不限于所示的计算机系统110，而是能够被用于诸如在家用计算 机、公用电话亭、零售或批发照片洗印服务、或者用于处理数字图像 的任何其它系统中找到的任何电子处理系统上。计算机系统110包括 用于接收和处理软件程序以及用于执行其它处理功能的基于微处理器 的单元112。显示器114电连接到基于微处理器的单元112，用于例如 借助图形用户接口来显示与软件相关联的用户相关信息。键盘116也 被连接到基于微处理器的单元112，用于允许用户向软件输入信息。作 为使用键盘116进行输入的替换方案，如同本领域中众所周知的那样， 鼠标118能够被用于移动显示器114上的选择器120并且能够被用于 对选择器120覆盖的项目进行选择。典型地包含软件程序的光盘只读存储器(CD-ROM) 124被插入到基 于微处理器的单元112中，用于提供将软件程序和其它信息输入到基 于微处理器的单元112的方式。此外，软盘126也能够包含软件程序， 并且软盘126被插入到基于微处理器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对初始的稀疏分布的彩色数字图像进行噪声清除的方法，其包括：（ａ）由初始的稀疏分布的彩色数字图像产生亮度数字图像；（ｂ）由初始的稀疏分布的彩色数字图像产生分辨率低于所述亮度数字图像的至少一幅稀疏分布的色度数字图像； （ｃ）对亮度数字图像和每幅数字色度图像进行噪声清除；和（ｄ）由一幅或多幅清除了噪声的亮度图像和一幅或多幅清除了噪声的色度图像产生清除了噪声的稀疏分布的彩色数字图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JE亚当斯，JF小哈米尔顿，
申请(专利权)人：伊斯曼柯达公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]