[發明專利]固定圖像噪聲的影像補償系統

在審

• 申請號: 202010835564.2
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN114079735A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 陳彥鋒;黃文聰
• 申請（專利權）人: 瑞昱半導體股份有限公司
• 主分類號: H04N5/365
• 分類號: H04N5/365
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 胡少青;許媛媛

一種固定圖像噪聲的影像補償系統，適用于一種4?像元傳感器，其能根據傳感器以及鏡頭不對稱性自動計算合適的固定圖像噪聲補償參數。針對傳感器或鏡頭的瑕疵可能造成的不對稱的固定圖像噪聲，在系統運行的方法中，先將影像分割為多個網格，計算網格中各通道的像素平均值，根據以4?像元傳感器形成影像的特性，計算各像素的固定圖像噪聲補償系數，當中可以外插與內插得到當前像素的補償系數，即可以此校正影像中的固定圖像噪聲。

技術領域

本發明提供一種影像補償技術，特別是指針對產生固定圖像噪聲的影像傳感器的一種影像補償系統。

背景技術

影像中會發生一種固定圖像噪聲(fixed pattern noise，FPN)，原因之一是數字影像傳感器(digital imaging sensor)在長時間曝光下在特定像素的位置容易產生相對于背景為較高亮度的噪聲。以拍攝照片為例，即便是拍攝不同場景的影像，會在照片中固定位置發現到相對于背景亮度不同的噪聲，這類噪聲可分為兩類：一類為暗信號非均勻性(Dark Signal Non-Uniformity，DSNU)，另一類為光響應非均勻性(Photo Response Non-Uniformity，PRNU)。所述暗信號非均勻性(DSNU)為是鏡頭遮黑后檢測到的固定圖像噪聲(FPN)，而光響應非均勻性(PRNU)則是像素對光照的反應不一致所產生的固定圖像噪聲。

噪聲的表示可以如：P_read＝gain×P_real+offset，”P_read”表示影像傳感器檢測到的像素值，“gain”表示為光響應非均勻性產生的噪聲，“offset”表示暗信號非均勻性造成的噪聲，整個方程式顯示暗光環境下出現的固定圖像噪聲是計算偏差(offset)補回，而正常光源環境下出現的固定圖像噪聲是計算其中增益(gain)來校正。

然而，固定圖像噪聲可能有不對稱(non-uniformity)的問題，例如，當影像捕獲設備中的鏡頭及影像傳感器較差時，會使固定圖像噪聲發生不對稱的情況，固定圖像噪聲不對稱并不限定于左右或是上下不對稱時，嚴重時會使上下及左右都會產生固定圖像噪聲不對稱的情況。

現有技術中存在一種影像補償技術，可稱固定圖像噪聲校正(fixed patternnoise correction，FPNC)，此基于網格的固定圖像噪聲校正技術是根據影像區域做補償，然而，當發生下上不對稱的情況時，仍會使整張影像留有殘留固定圖像噪聲。

發明內容

本發明申請公開一種固定圖像噪聲的影像補償系統，其中運行的方法可以軟件或設在特定系統中的硬件所執行，以具有影像傳感器的系統為例，光線經鏡頭接收與影像傳感器處理后形成影像，系統中的處理電路即針對影像中固定圖像噪聲執行固定圖像噪聲的影像補償方法。

所述固定圖像噪聲的影像補償方法應用在一種4-像元傳感器(4-cell sensor)，這是一種采用4-像元組形成各像素通道的影像傳感器，所述方法可以根據影像傳感器及鏡頭不對稱性自動計算合適的固定圖像噪聲的補償參數。

根據實施例，在所述影像補償方法的主要流程中，分割所接收的影像為一個陣列形式的多個網格，其中每個網格包括多個4-像元組，每個4-像元組包括4個像元，而每個像元具有4個像素。之后計算每個網格中各通道的平均值，并得出每個4-像元組中各像素的像素平均值，使得可依據各網格的各通道的像素平均值與其中各像素的像素平均值的比例，計算影像中各像素的固定圖像噪聲補償系數，能以各像素的固定圖像噪聲補償系數乘上各像素的像素值，即完成固定圖像噪聲補償。

優選地，所述影像中每個4-像元組的4個像元記載4-像元傳感器通過四倍拜耳陣列濾光片產生的綠(Gr)、紅(R)、藍(B)與綠(Gb)通道值。

再者，在一種實施例中，在每個4-像元組的4個像元中包括有16個像素，其中每個像素的位置分別以位置索引值表示，而所述每個網格中通道的像素平均值為各網格內同一位置索引值的像素值加總后計算的平均值，形成各通道平均值。