[發(fā)明專利]圖像傳感器的圖像處理裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610144262.0
• 申請日: 2006-11-30
• 公開（公告）號: CN101193314A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李治瑋;王超銀;江明
• 申請（專利權(quán)）人: 北京思比科微電子技術(shù)有限公司
• 主分類號: H04N9/04
• 分類號: H04N9/04;H04N9/69;H04N9/73;H04N9/64
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 鄭立明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像傳感器的圖像處理裝置和方法。

背景技術(shù)

CMOS(complementary?metal-oxide?semiconductor，互補型金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器以其體積小、功耗低、成本低和高集成，獲得了越來越廣泛的應(yīng)用，占據(jù)了較大比例的中低端的市場。

CMOS圖像傳感器芯片內(nèi)部集成了自動白平衡、自動曝光控制、自動增益控制、自動亮度控制等功能，大大減少了系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低了成本。因此，CMOS圖像傳感器已經(jīng)成為了目前研究和開發(fā)的熱點，并以低廉的價格、實用的圖像質(zhì)量和相對較小的功耗，在視頻監(jiān)控、多媒體領(lǐng)域得到更加廣泛的應(yīng)用。

在將實際景物轉(zhuǎn)換為圖像數(shù)據(jù)時，最佳方案通常是用三塊CCD(chargecoupled?device，電荷耦合器件)分別接受紅、綠、藍三個分量的信息，然后，將紅、綠、藍三個分量的信息合成彩色圖像。該方案需要對紅色、綠色、藍色三個分量的信號做重新調(diào)整，具有調(diào)整工藝復(fù)雜、體積增大、價格高等缺點。

為實現(xiàn)單片彩色圖像傳感器，可以在CCD方案中引入CFA(色彩濾波陣列)，在黑白CMOS圖像傳感器的基礎(chǔ)上，增加彩色濾色結(jié)構(gòu)和彩色信息處理模塊就可以獲得圖像的彩色信息，再對該彩色信息進行處理，就可以獲得色彩逼真的彩色圖像。

在上述CCD或CMOS方案中，在實現(xiàn)將實際景物轉(zhuǎn)換為圖像數(shù)據(jù)時，總會引入噪聲和畸變失真，不利于后續(xù)的圖像編解碼和傳輸。因此，需要通過圖像處理裝置來改善圖像傳感器的輸出圖像質(zhì)量。對于CMOS圖像傳感器而言，該數(shù)據(jù)通路顯得尤為重要。

現(xiàn)有技術(shù)中一種圖像傳感器的圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：A/D(模/數(shù)轉(zhuǎn)換器)、自動曝光模塊、自動白平衡模塊、Rawdata插值模塊、伽馬校正模塊、色彩校正模塊以及RGB轉(zhuǎn)換為YCBCR(顏色空間轉(zhuǎn)換)模塊。

彩色圖像傳感器的輸出圖像應(yīng)用最為廣泛的是Bayer?CFA(貝爾圖形彩色濾波陣列)，一種Bayer?CFA的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。由于人的視覺對綠色信息最為敏感，所以在Bayer?CFA中G分量是R和B分量的二倍，在每個像素點上只能獲取一種色彩分量的信息，然后根據(jù)該色彩分量的信息通過插值算法得到全彩色圖像。

在圖1所示的圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)中，自動曝光模塊是對傳感器的曝光時間進行控制；自動白平衡模塊是對圖像數(shù)據(jù)進行自動白平衡處理，消除與實際圖像彩色存在的差異；Rawdata插值模塊是對Bayer格式的數(shù)據(jù)進行插值運算獲得紅色、綠色、藍色空間的像素數(shù)值；伽馬校正模塊是使輸入圖像數(shù)據(jù)與顯示光強度相適應(yīng)；色彩校正模塊使傳感器的輸出信號更符合實際景物的特點；RGB轉(zhuǎn)換為YCBCR模塊是進行RGB空間與YCbCr空間的轉(zhuǎn)換處理。

上述現(xiàn)有技術(shù)的圖像處理裝置的缺點為：需要對紅色、綠色、藍色三個通道中的每個通道分別做一次伽馬變換，從而造成硬件的開銷大。多次伽馬變換還將引入較多的噪聲，降低了圖像的信噪比，影響了圖像的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種圖像傳感器的圖像處理裝置和方法，從而可以節(jié)省圖像傳感器的硬件開銷，提高圖像傳感器的輸出圖像的信噪比。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種圖像傳感器的圖像處理裝置，包括：伽馬校正模塊、中值濾波模塊和插值模塊，其中，

伽馬校正模塊：用于對圖像傳感器采集到的紅色、綠色或藍色通道的圖像數(shù)據(jù)進行非線性變換處理，將非線性變換處理后的圖像數(shù)據(jù)傳遞給中值濾波模塊；

中值濾波模塊：用于根據(jù)伽馬校正模塊傳遞過來的紅色、綠色或藍色通道的圖像數(shù)據(jù)的信噪比的大小，對所述圖像數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的中值濾波處理，將中值濾波處理后的圖像數(shù)據(jù)傳遞給插值模塊；

插值模塊：用于對中值濾波模塊傳遞過來的紅色、綠色或藍色通道的圖像數(shù)據(jù)進行插值運算，獲得紅色、綠色、藍色三個通道的圖像數(shù)據(jù)。

一種圖像傳感器的圖像處理方法，包括步驟：

A、對圖像傳感器采集到的紅色、綠色或藍色通道的圖像數(shù)據(jù)進行非線性變換處理；

B、根據(jù)所述非線性變換處理后的所述圖像數(shù)據(jù)的信噪比的大小，對所述圖像數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的中值濾波處理；

C、將所述中值濾波處理后的紅色、綠色或藍色通道的圖像數(shù)據(jù)進行插值運算，獲得紅色、綠色、藍色三個通道的圖像數(shù)據(jù)，將獲得的圖像數(shù)據(jù)輸出。