[發明專利]光學指示裝置中的圖像噪聲消除方法

無效

• 申請號: 201310213358.8
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103338337A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 劉建;謝承華
• 申請（專利權）人: 益海芯電子技術江蘇有限公司
• 主分類號: H04N5/357
• 分類號: H04N5/357;H04N5/367;H04N5/374
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

【技術領域】

本發明涉及一種圖像噪聲消除的方法，特別涉及一種光學指示裝置中圖像噪聲消除方法。

【背景技術】

在當今的CMOS圖像傳感器中，如何消除圖像像素的FPN（Fixed?Pattern?Noise：固定模式噪聲）噪聲始終是設計者需要解決的一道難關。其中圖像像素的FPN既包括像素陣列的列FPN，也包括像素陣列的行FPN。而形成FPN的主要因素則包括：像素電路和相關的讀取放大電路存在不匹配的情形，供電電源的擾動而引入的噪聲等。

為了消除圖像傳感器中的FPN，現有技術中已經有三類解決方案。其一是CDS（correlated?Double?Sampling：相關雙取樣）方法。代表該CDS方法的美國專利文獻US6,538,695B1揭示了一種用于CMOS圖像傳感器中校準片上固定模式噪聲的方法。該方法首先從每一位線中讀取兩個數據值以計算一像素列的偏移和增益誤差，該偏移為第一數據值和該增益誤差為所讀取的第一和第二數據值的斜率；然后，通過從取樣的偏移和增益誤差數值中計算平均偏移和平均增益誤差來生成參考偏移和參考增益誤差數值；該位線的校準數據包羅偏移的誤差和增益誤差的差值，其中偏移的差值包括偏移數值和參考偏移之差，增益誤差的差值包括增益誤差和參考增益誤差之差。將該位線的校準數據儲存于片上的非易失性存儲器中以正常工作狀態下補償FPN效應。然而，在該方法中只是儲存了像素列中的偏移差值和增益誤差的差值以消除列FPN對于CMOS圖像傳感器的影響，卻對于行FPN無能為力。

其二是記錄CMOS圖像傳感器中每一像素的偏移量，并將采集的FPN數據經壓縮后存至片上的非易失性存儲器中。該方案以美國專利文獻US6,995,346B2為代表，該專利文獻公開了一種補償數字圖像的FPN的方法，基于所提供的非易失性存儲器、處理設備、校準結構和圖像傳感器，該方法使用該校準結構來獲取每個傳感器的FPN數據以儲存測得的FPN數據；為所拍攝的照片找回該FPN數據；以及利用上述處理設備將該FPN數據用于所拍攝的照片上以補償固定模式噪聲。由此可見，儲存每個傳感器的FPN數據需要占用非易失存儲器的大量儲存空間，即使所獲得的FPN數據經過壓縮，其儲存空間仍然很大。此外，該方法對基于電源擾動所引起的噪聲的FPN不能進行實時處理。

其三是使用啞像素消除FPN的方法。專利文檔CN200810043533.2提供了這種使用啞像素消除FPN的方法。該方法使用與每一像素單元具有相同行的第一啞像素數值和與該像素單元具有相同列的第二啞像素數值來補償該像素單元。該方法可以消除像素的行FPN和列FPN，但也需要儲存空間來存儲行啞像素單元和列啞像素單元數值，同時對距離行啞像素單元或列啞像素單元位置較遠的像素單元的行FPN和列FPN的消除不是很徹底。

【發明內容】

本發明的目的在于提供一種光學指示裝置中的圖像噪聲消除方法，用以解決現有技術中噪聲消除不徹底的問題。

為實現上述目的，實施本發明的光學指示裝置中的圖像噪聲消除方法應用于光學指示裝置上，該光學指示裝置設有一圖像傳感器陣列，該圖像傳感器陣列采樣外部一幀圖像并輸出一與圖像傳感器陣列對應的像素矩陣，該方法包括如下步驟：

（1）根據預先設定的窗口寬度W，以像素矩陣的任一像素為中心，沿行或列向二側延伸（W-1）/2個像素后形成該像素對應的行像素組與列像素組；

（2）計算每一像素Y₀的行像素組與列像素組的加權平均值L與C，其中：L或C=A₁*Y_-（W-1）/2+…+A_n*Y₀+…+A_W*Y_（W-1）/2

其中Y₀表示選擇像素的像素值，而Y_-（W-1）/2是以Y₀像素為起點，向一側計算的第（W-1）/2個像素的像素值，同時Y_（W-1）/2為以Y₀像素為起點，向另一側計算的第（W-1）/2個像素的像素值，A₁為加權系數，其中A₁+…+A_n+…+A_W=1；

（3）獲得每一像素對應的行與列所有像素的像素值的加權平均值M，其中:M=a*L+b*C,其中a、b為加權系數，其中a+b=1，并且a>=0,b>=0；