一种坏点自适应的网格噪声消除装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种坏点自适应的网格噪声消除装置，其包括有数据缓存模块、识别控制模块、坏点补偿模块及噪声消除模块。所述数据缓存模块，用于缓存２＊Ｎ＋１行的贝尔图像数据，其中Ｎ大于等于２。所述识别控制模块，用于判定当前像素点的颜色类型及是否为坏点并根据判定结果控制坏点补偿模块及噪声消除模块的工作。所述坏点补偿模块，用于在当前像素点为坏点时，根据其周围同色像素点的值对当前像素点的值进行坏点补偿，如果当前像素点是Ｇ色像素点，则将补偿后的当前像素点的值输送给噪声消除模块，如果当前像素点不是Ｇ色像素点，则将补偿后的当前像素点的值直接输出。所述噪声消除模块，用于在当前像素点为Ｇ色且为坏点时接收来自坏点补偿模块的当前像素点的补偿值并根据其周围的Ｇ色像素点的值对当前像素点的补偿值进行噪声消除，还用于在当前像素点为Ｇ色且不为坏点时根据其周围的Ｇ色像素点值对当前像素点的值进行噪声消除，然后将噪声消除后的值输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及坏点自适应的网格噪声消除装置及方法。技术背景摄像头、数码相机和数码摄像机等数字影像撷取装置的光学传感器通常采用CCD( Charge-coupled device,电荷诔禺合器^f牛)或CMOS( Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补性氧化金属半导体)技术，由横竖两个方向密集排 列的感光元件(CCD或CMOS )组成的一个二维矩阵，而CCD或CMOS传感 器只能感应光线亮度，不能感应色彩信息。因此必须使用色彩滤波阵列(Color Filtered Array, CFA )确保每个传感器像素只会收到一种颜色的光通常是红 (R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色中的一种。色彩滤波阵列可以使用不同的模 式，最常用的是Bayer (贝尔)模式的色彩滤波阵列。Bayer模式交替使用一组 红色和绿色滤镜以及一组绿色和蓝色滤镜，其中绿色像素点的总数为红色和蓝 色像素点之和。Bayer;漠式的原始(raw)图像(以下简称贝尔图像)的像素排 列格式如图l所示。为了将贝尔图像转换成可正常显示的图像，需要对其进行 CFA插值，即对每个像素点，通过其周围的像素值获得该像素的另外两种颜色 值。例如，在位置[m, n]处，只有G值，利用周围点的信息，通过插值可以获 得该点处的R值和B值。经过CFA插值后，可获得每个像素点上的R、 G、 B 值。由于一般的自然场景图像都是光滑的，也就是说颜色是緩慢渐变的，因此， 贝尔图像相邻的G值(对角相邻)应当非常接近。但是，在数字影像撷取装置 的生产过程中，由于光学传感器的生产工艺较差或者镜头和光学传感器的装配 对准精度不够，使得在光学传感器所生成的Bayer图像会出现相邻G值相差很 大(即G值不平衡)的现象。而这种贝尔图像经过CFA插值之后生成的图像将存在网格状噪声，严重影响图像质量。图2A是不存在网格状噪声的正常图像，图2B是存在网格状噪声的图像。现有技术中一般可以采用两种方式来消除网格状噪声。第一种方式就是对 生产工艺进行改进，以提高光学传感器的质量和镜头与光学传感器的对准精度， 然而对生产工艺进行改进往往需要投入大量的资金和时间，而且即使对生产工 艺进行了改进也4艮难保证生产出的每一个数字影像撷取装置都能够满足质量要 求。第二种方法就是用图像处理的方式对贝尔图像进行网格噪声消除，即可以 将每一个原始G值像素点与其相邻的G值像素点进行加权平均，并以该加权平 均值作为该像素点的G值，这样消除了 G值的不均衡，也就消除了网格噪声。然而，如果在贝尔图像上有G像素点是坏点(dead pixel),那么经过上述 噪声消除方法之后，由该坏点引起的网格噪声不但不会被消除反而还会扩散开 来。因为上述噪声消除方法是假设输入的贝尔原始图像上没有坏点的，只有G 值不平衡的缺陷。但实际输入的贝尔图像可能既有G值不平衡的缺陷，也有坏 点缺陷。这样就既需要进行坏点补偿又需要进行网格噪声消除。如图3所示， 在现有技术中可以用两个独立的模块顺序来进行处理首先用坏点补偿模块对 坏点进行补偿处理；然后用噪声消除模块对坏点补偿后的数据进行网格噪声消 除。这样就既可以补偿掉坏点，又可以消除网格状噪声。但这样的实现方式， 硬件代价卩艮大。请参考图4A所示，对于坏点补偿模块来说，如果需要对当前像素点P4进 行坏点补偿需要参考参考周围同色的像素点P0 P3及P5 P8，由于在贝尔原始 图像上同颜色^f象素点(除了 G色)在水平、垂直、对角方向都相隔一个像素， 因此要进行坏点补偿至少需要5x5大小的像素块，而一般硬件设计是按行处理 的，因此坏点补偿模块至少需要保存5行的图像数据。请参考图4B所示，对 于噪声消除模块来说，由于是根据相邻G像素点对G值进行均衡，从而消除网 格状噪声，因此至少需要3x3大小的像素块，因此噪声消除模块至少需要保存 3行的图像数据。这样，两个模块至少需要8行容量的内存来保存需要处理的 数据，需要的资源很大
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提供一种坏点自适应的网格噪声消除装 置，其既能补偿掉坏点又能消除网格噪声，同时其又可以节省硬件资源。本专利技术的另 一个目的在于提供一种坏点自适应的网格噪声消除方法，其既 能补偿掉坏点又能消除网格噪声，同时其又可以节省硬件资源。为了达到上述目的，根据本专利技术的一方面提供的坏点自适应的网^f各噪声消 除装置，用于对贝尔图像进行坏点补偿及网格噪声消除，其包括有数据緩存模 块、识别控制模块、坏点补偿模块及噪声消除模块。所述数据緩存模块，用于緩存2*N+l行的贝尔图像数据，其中N大于等于2。所述识别控制模块，用于 判定当前像素点的颜色类型及是否为坏点并根据判定结果控制坏点补偿模块及 噪声消除模块的工作。所述坏点补偿模块，用于在当前像素点为坏点时，根据 其周围同色像素点的值对当前像素点的值进行坏点补偿，如果当前像素点是G 色像素点，则将补偿后的当前像素点的值输送给噪声消除模块，如果当前像素 点不是G色像素点，则将补偿后的当前像素点的值直接输出。所述噪声消除牙莫 块，用于在当前像素点为G色且为坏点时接收来自坏点补偿模块的当前像素点 的补偿值并根据其周围的G色像素点的值对当前像素点的补偿值进行噪声消 除，还用于在当前像素点为G色且不为坏点时根据其周围的G色像素点值对当 前像素点的值进行噪声消除，然后将噪声消除后的值输出。其中当前像素点的 值、坏点补偿需要的当前像素点的周围同色像素点值及噪声消除需要的当前像 素点的周围G色像素点值都存储在数据緩存模块中。进一步的，所迷识别控制模块在判定当前像素点为R或B色且不为坏点时， 将当前像素点的值直接输出。进一步的，所述识别控制模块内存储有标记图像传感器的所有坏点的坏点表。进一步的，对当前像素点进行坏点补偿具体可以为P4=(al*P0+a2*Pl+a3*P2+a4*P3+a5*P5+a6*P6+a7*P7+a8*P8)/ ( al+a2+…+a7+a8),其中P4代表当前像素点，P0、 Pl、 P2、 P3、 P5、 P6、 P7及P8为 其周围同色像素点，al a8是同色像素点的补偿系数，可以为大于等于0的实数。更进一步的，像素点P0、 Pl、 P2、 P3、 P5、 P6、 P7及P8中有坏点时， 将该坏点的补偿系^:置为0。进一步的，当前像素点的值或补偿值进行噪声消除的过程具体为OUT=(a*G+b* G,, +c*+d* Gw +e* GAr)/ ( a+b+c+d+e ),其中G在当前像素点为坏点时是当前像素点的补偿值，否则其为当前像素 点的原值，a、 b、 c、 d、 e为滤波系数，b、 c、 d、 e、可以为大于等于O的实数， a为大于0的实数，在A、 Gfr、 Gw、 &中有坏点时，将其对应的滤波系数置 为0， OUT为当前像素点G的输出值。进一步的，所述数据緩存模块中緩存的2*N+1行的图像数据中的第N+l 行为待处理图像数据，所述后继处理是指识别控制才莫块的判定、所述坏点补偿 模块的坏点补偿及所述噪声消除模块的噪声消除，在进行上述处理时，将对待 处理图像数据即第N+l行的像素点按照顺序逐个进行处理，当前像素点就是正 在处理的像素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种坏点自适应的网格噪声消除装置，用于对贝尔图像进行坏点补偿及网格噪声消除，其包括有数据缓存模块、识别控制模块、坏点补偿模块及噪声消除模块，其特征在于，所述数据缓存模块，用于缓存２＊Ｎ＋１行的贝尔图像数据，其中Ｎ大于等于２； 所述识别控制模块，用于判定当前像素点的颜色类型及是否为坏点并根据判定结果控制坏点补偿模块及噪声消除模块的工作；所述坏点补偿模块，用于在当前像素点为坏点时，根据其周围同色像素点的值对当前像素点的值进行坏点补偿，如果当前像素点是Ｇ色像素 点，则将补偿后的当前像素点的值输送给噪声消除模块，如果当前像素点不是Ｇ色像素点，则将补偿后的当前像素点的值直接输出；所述噪声消除模块，用于在当前像素点为Ｇ色且为坏点时接收来自坏点补偿模块的当前像素点的补偿值并根据其周围的Ｇ色像素点的 值对当前像素点的补偿值进行噪声消除，还用于在当前像素点为Ｇ色且不为坏点时根据其周围的Ｇ色像素点值对当前像素点的值进行噪声消除，然后将噪声消除后的值输出；其中当前像素点的值、坏点补偿需要的当前像素点的周围同色像素点值及噪声消除需要的当 前像素点的周围Ｇ色像素点值都存储在数据缓存模块中。...

【技术特征摘要】
1、一种坏点自适应的网格噪声消除装置，用于对贝尔图像进行坏点补偿及网格噪声消除，其包括有数据缓存模块、识别控制模块、坏点补偿模块及噪声消除模块，其特征在于，所述数据缓存模块，用于缓存2*N+1行的贝尔图像数据，其中N大于等于2；所述识别控制模块，用于判定当前像素点的颜色类型及是否为坏点并根据判定结果控制坏点补偿模块及噪声消除模块的工作；所述坏点补偿模块，用于在当前像素点为坏点时，根据其周围同色像素点的值对当前像素点的值进行坏点补偿，如果当前像素点是G色像素点，则将补偿后的当前像素点的值输送给噪声消除模块，如果当前像素点不是G色像素点，则将补偿后的当前像素点的值直接输出；所述噪声消除模块，用于在当前像素点为G色且为坏点时接收来自坏点补偿模块的当前像素点的补偿值并根据其周围的G色像素点的值对当前像素点的补偿值进行噪声消除，还用于在当前像素点为G色且不为坏点时根据其周围的G色像素点值对当前像素点的值进行噪声消除，然后将噪声消除后的值输出；其中当前像素点的值、坏点补偿需要的当前像素点的周围同色像素点值及噪声消除需要的当前像素点的周围G色像素点值都存储在数据缓存模块中。2、 如权利要求1所述的坏点自适应的网格噪声消除装置，其特征在于，所 述识别控制模块在判定当前像素点为R或B色且不为坏点时，将当前像素点的 值直接输出。3、 如权利要求1所述的坏点自适应的网格噪声消除装置，其特征在于，所 述识别控制模块内存储有标记图像传感器的所有坏点的坏点表。4、 如权利要求1所述的坏点自适应的网格噪声消除装置，其特征在于， 对当前像素点进行坏点补偿具体可以为+a7+a8 )，其中P4代表当前像素点，P0、 Pl、 P2、 P3、 P5、 P6、 P7及P8为其周围 同色像素点，al a8是同色像素点的补偿系数，可以为大于等于0的实数。5、 如权利要求4所述的坏点自适应的网格噪声消除装置，其特征在于，像 素点P0、 Pl、 P2、 P3、 P5、 P6、 P7及P8中有坏点时，将该坏点的补偿系数 置为0。6、 如权利要求1所述的坏点自适应的网格噪声消除装置，其特征在于， 当前像素点的值或补偿值进行噪声消除的过程具体为 OUT=(a*G+b* +c*《r +d* Gw +e* GAf)/ ( a+b+c+d+e )，其中G在当前像素点为坏点时是当前像素点的补偿值，否则其为当前像素 点的原值，a、 b、 c、 d、 e为滤波系数，b、 c、 d、 e、可以为大于等于O的实数， a为大于0的实数，在《,、Gfr、 Gw、 G&中有坏点时，将其对应的滤波系数置 为O, OUT为当前像素点G的输出值。7、 如权利要求1所述的坏点自适应的网格噪声消除装置，其特征在于，所 述数据緩存模块中緩...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈操，王浩，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]