專利名稱：閾值確定裝置和閾值確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閾值確定裝置和閾值確定方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今開發(fā)的多媒體裝置使得可以執(zhí)行復(fù)雜的圖像處理。這種復(fù)雜的圖像處理必然 需要色彩插值。典型地說，在轉(zhuǎn)換圖像信號的標(biāo)準(zhǔn)方法時色彩插值根據(jù)預(yù)先存在的色彩信息創(chuàng)建 新的色彩信息。因為色彩插值利用像素周圍的其它分量生成當(dāng)前像素中沒有包括的新分量，所以 在存在大量高頻的區(qū)域(例如，邊緣或邊界)處可能出現(xiàn)具有zipper形狀的噪聲。為了去除這種噪聲，已經(jīng)公開了許多現(xiàn)有技術(shù)。然而，這些現(xiàn)有技術(shù)在系統(tǒng)構(gòu)建完 成之后將相同處理應(yīng)用于所有圖像。因此，這種處理不能隨每一幅圖像而變。即，因為至少 還必須將相同的噪聲去除處理應(yīng)用于具有很少噪聲的圖像，所以造成系統(tǒng)效率的浪費。在常規(guī)圖像處理系統(tǒng)中，色彩插值也在系統(tǒng)構(gòu)建完成之后將相同處理應(yīng)用于所有 圖像，這種處理不能隨每一幅圖像而變。

發(fā)明內(nèi)容
被設(shè)計用來解決上述問題的本發(fā)明提供了一種使用可調(diào)閾值進行色彩插值的裝 置，以便通過根據(jù)圖像的蒙板(mask)中的特定值調(diào)節(jié)該閾值來根據(jù)每一個圖像應(yīng)用不同 色彩插值方法。本發(fā)明還提供了一種使用可調(diào)閾值進行色彩插值的裝置，以便通過提供色彩插值 中的邊緣增強的邊緣增強系數(shù)來縮減線存儲器。本發(fā)明還提供了一種確定用于色彩插值的閾值的裝置和方法，以便按根據(jù)對依照 曝光輸入的圖像的屬性的分析所確定的閾值而應(yīng)用不同的色彩插值方法。另外，本發(fā)明提供了一種確定用于去除噪聲的閾值的裝置和方法，以便按根據(jù)對 依照曝光輸入的圖像的屬性的分析所確定的閾值而應(yīng)用不同的噪聲去除方法。本發(fā)明的其它目的通過下述實施方式將變得更容易理解。為了實現(xiàn)上述目的，或至少提供一種有益的選擇，本發(fā)明的一個方面提供了一種 閾值確定裝置。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，該閾值確定裝置可以包括第一確定單元，該第一確 定單元確定針對分別利用最大曝光和最小曝光拍照的平坦表面的圖像的噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差；第 二確定單元，該第二確定單元利用通過該第一確定單元確定的分別在最大曝光和最小曝光下的該噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差來確定閾值的最大值和最小值；以及第三確定單元，該第三確定單元 利用通過該第二確定單元確定的該閾值的最大值和最小值以及最大曝光和最小曝光來確 定該閾值。這時，該第二確定單元通過使用下面的公式來確定閾值的最大值thmax = o maMxp(其中，th_指閾值的最大值，而o maxra￡p指最大曝光下的噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差)，并且該第二 確定單元通過使用下面的公式來確定閾值的最小值thmin= 0miMxp(其中，thmin指閾值的最 小值，而o minrap指最小曝光下的噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差)。該第三確定單元通過使用下面的公式來確定該閾值 (其中，MaxExposure指最大曝光值，而MinExposure指最小曝光值)。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，該閾值確定裝置可以包括第一確定單元，該第一確 定單元接收分別利用最大曝光和最小曝光拍照的平坦表面的圖像，并且根據(jù)接收圖像的具 有一致尺寸的蒙板隨機地獲取樣本和計算第一差與第二差，以計算該第一差的第一平均值 和該第二差的第二平均值，該第一差是最大曝光下的噪聲的最大值與最小值之差，而該第 二差是最小曝光下的噪聲的最大值與最小值之差；第二確定單元，該第二確定單元利用通 過該第一確定單元計算出的該第一平均值與該第二平均值之差的平均值來確定閾值的最 大值和最小值；以及第三確定單元，該第三確定單元利用通過該第二確定單元確定的該閾 值的最大值和最小值以及最大曝光和最小曝光來確定該閾值。該第二確定單元根據(jù)下面的公式來確定閾值的最大值th_ = diff_exp(其中， th_指閾值的最大值，而difTmaxra￡p指最大曝光下的噪聲的最大值與最小值之差的平均值)， 并且該第二確定單元根據(jù)下面的公式來確定閾值的最小值thmin= diffminexp(其中，讓_指 閾值的最小值，而difrmiMxp指最小曝光下的噪聲的最大值與最小值之差的平均值)。該第三確定單元根據(jù)下面的公式來確定該閾值 (其中，MaxExposure指最大曝光值，而MinExposure指最小曝光值)。為了實現(xiàn)上述目的，或至少提供一種游戲的選擇，本發(fā)明的另一方面提供了一種 閾值確定方法。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，該閾值確定方法可以包括以下步驟確定針對分別 利用最大曝光和最小曝光拍照的平坦表面的圖像的噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差；利用通過確定該噪聲標(biāo) 準(zhǔn)偏差的操作而確定的分別在最大曝光和最小曝光下的該噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差來確定閾值的最 大值和最小值；以及利用通過確定該閾值的最大值和最小值的操作而確定的該閾值的最大 值和最小值以及最大曝光和最小曝光來確定該閾值。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，該閾值確定方法可以包括以下步驟接收分別利用 最大曝光和最小曝光拍照的平坦表面的圖像，并且根據(jù)接收圖像的具有一致尺寸的蒙板隨 機地獲取樣本和計算第一差和第二差，以計算該第一差的第一平均值和該第二差的第二平均值，該第一差是最大曝光下的噪聲的最大值與最小值之差，而該第二差是最小曝光下的 噪聲的最大值與最小值之差；利用通過計算該第一平均值和該第二平均值的操作而計算出 的該第一平均值與該第二平均值之差的平均值來確定閾值的最大值和最小值；以及利用通 過確定該閾值的最大值和最小值的操作而確定的該閾值的最大值和最小值以及最大曝光 和最小曝光來確定該閾值。


圖1是例示根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的色彩插值裝置的操作的簡化框圖；圖2是例示通過圖1的色彩插值單元執(zhí)行的插值的簡化框圖；圖3是例示圖1的色彩插值單元的實施方式的詳細框圖；圖4是用于例示通過圖3的插值單元執(zhí)行的色彩插值的貝爾模式圖像的一個簡化 框圖；圖5是用于例示通過圖3的插值單元執(zhí)行的色彩插值的貝爾模式圖像的另一簡化 框圖；圖6是例示圖3的第一高斯濾波器和第二高斯濾波器的示例；圖7到圖9是例示輸入到圖1的輸出/邊緣屬性確定單元的邊緣參數(shù)的示例；圖10是總體例示根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的使用可調(diào)閾值的色彩插值裝置的簡 化框圖；圖11是例示根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的使用可調(diào)閾值的色彩插值裝置的框圖；圖12是例示圖11的后續(xù)處理單元的實施方式的詳細框圖；圖13是例示圖11的最大值/最小值確定單元的操作的概念圖；圖14是例示圖11的噪聲去除單元的實施方式的詳細框圖；圖15是例示圖14的zipper噪聲去除單元的詳細框圖；圖16和圖17是例示圖15的第一濾波器和第二濾波器中的每一個的示例；圖18是例示輸入到圖16的第一濾波器和圖17的第二濾波器中的數(shù)據(jù)R_n的示 例；圖19是總體例示根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的使用可調(diào)閾值的色彩插值裝置的簡 化框圖；圖20是例示依照根據(jù)本發(fā)明第三實施方式確定的閾值執(zhí)行的色彩插值的簡化框 圖；圖21例示了依賴于環(huán)境的攝像機曝光的屬性曲線；圖22和23例示了攝像機的根據(jù)曝光的噪聲級的屬性曲線；圖24是例示根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的閾值確定裝置的框圖；圖25例示了曝光的最大值與最小值相對于照明度的曲線圖；圖26例示了閾值的最大值與最小值相對于曝光的曲線圖；圖27是例示依照根據(jù)本發(fā)明第四實施方式確定的閾值執(zhí)行的噪聲去除的簡化框 圖；圖28是例示根據(jù)本發(fā)明第四實施方式的閾值確定裝置的框圖；圖29是例示應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明第四實施方式確定的閾值的噪聲去除裝置的框圖；圖30是例示圖29的差計算單元的操作的概念圖；圖31是例示圖29的差計算單元的實施方式的詳細框圖；以及圖32是例示圖29的zipper噪聲去除單元的實施方式的詳細框圖。
具體實施例方式通過下面參照附圖的描述，上述目的、特征以及優(yōu)點將變得更清楚。因為本發(fā)明可以有多種替換例和實施方式，所以參照附圖，對特定實施方式進行 例示和描述。然而，這決不是將本發(fā)明限于特定實施方式，而應(yīng)解釋為包括被本發(fā)明的精神 和范圍所覆蓋的全部替換例、等同物以及替代物。貫穿所有附圖，相似組件都具有相似標(biāo) 號。貫穿本發(fā)明的描述，當(dāng)確定描述特定技術(shù)會避開本發(fā)明的要點時，將省略相關(guān)的詳細描 述。諸如“第一”和“第二”的詞語可以被用于描述各種組件，但上述組件不限于上述 詞語。上述詞語僅被用于區(qū)分一個組件與另一組件。例如，在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求的 范圍的情況下，第一組件可以被命名為第二組件，反之亦然。詞語“和/或”應(yīng)當(dāng)包括多個 列舉項目的組合或多個列舉項目中的任一個。如果將一個組件描述為“連接”或“接入”至另一組件，則其應(yīng)被解釋為直接連接或 接入至另一組件，但也可能在中間還具有又一組件。另一方面，如果一個組件被描述為“直 接連接”或“直接接入”至另一組件，則應(yīng)被解釋為在中間不存在其它組件。本說明書中使用的詞語僅用于描述特定實施方式，而決不是對本發(fā)明構(gòu)成限制。 除非以其它方式清楚地使用，采用單數(shù)形式的表達包括多種含義。在本說明書中，諸如“包
括”或“包括有......”的表達指定特征、數(shù)字、步驟、操作、組件、部分或其組合，而不應(yīng)被
解釋為排除一個或更多個其它特征、數(shù)字、步驟、操作、組件、部分或其組合的任何存在性或 可能性。除非另外定義，在此使用的包括技術(shù)詞語和科學(xué)詞語在內(nèi)的所有詞語都具有與本 發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的含義相同的含義。在普通字典中定義的任何術(shù) 語都應(yīng)被解釋為在相關(guān)領(lǐng)域的語境中具有相同含義，而且除非明確地以其它方式定義，否 則不應(yīng)被解釋成具有理想的或過度形式化的含義。 下文中，參照附圖，對優(yōu)選實施方式進行詳細說明。相同或?qū)?yīng)組件將具有相同標(biāo) 號，而與圖號無關(guān)，并且不再重復(fù)對相同或?qū)?yīng)組件的任何多余描述。圖1是例示根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的色彩插值裝置的簡化框圖。如圖1所示，本發(fā)明的色彩插值裝置可以包括色彩插值單元110、輸出/邊緣屬 性確定單元120、RGB轉(zhuǎn)換單元130以及邊緣增強單元140。色彩插值單元110對輸入的貝爾模式圖像執(zhí)行色彩插值。這將參照圖3進行說明。圖2是例示通過圖1的色彩插值單元執(zhí)行的插值的簡化框圖。如圖2所示，一旦輸入5X5的貝爾模式圖像200，本發(fā)明的色彩插值單元110就 對5X5的貝爾模式圖像200執(zhí)行雙線性插值，以獲取3X3的輸出圖像201。3X3的輸出 圖像被稱為R_all、G_all以及B_all。如果首先針對3X3的輸出圖像201執(zhí)行本發(fā)明的插值(這將在后面進行說明)，則將獲取1像素數(shù)據(jù)202。該1像素數(shù)據(jù)202變?yōu)?像素輸出數(shù)據(jù)E_R、E_G以及E_B 203。 如果對1像素數(shù)據(jù)202執(zhí)行邊緣計算，則其將變?yōu)?像素輸出數(shù)據(jù)E_Y 204。如果對3X3的輸出圖像201執(zhí)行邊緣計算(這將在后面進行說明)，則將獲取 3X3的圖像Y_all 205。如果對3X3的圖像205執(zhí)行高斯濾波，則將獲取最終1像素輸出 數(shù)據(jù)G_Y 206。另一方面，如果計算3X3的圖像Y_all 205的特定值(最大值與最小值之 差)，則將獲取1像素數(shù)據(jù)diff_Y207。而且，如果對3X3的圖像201執(zhí)行高斯濾波，則將獲取成為一個輸出的1像素輸 出數(shù)據(jù)G_R、G_G以及G_B。因此，色彩插值單元110可以被輸入5X5的貝爾模式圖像200，并且輸出5個1像 素數(shù)據(jù)203、204、206、207以及210。下文中，將參照圖3，對色彩插值單元110的詳細結(jié)構(gòu) 進行說明。圖3是例示圖1的色彩插值單元的實施方式的詳細框圖。如圖3所示，本發(fā)明的色彩插值單元110可以具有雙線性插值單元310、插值單 元320、第一邊緣計算單元330、第二邊緣計算單元340、第一高斯濾波器350、差確定單元 360以及第二高斯濾波器370。雙線性插值單元310對輸入的5X5的貝爾模式圖像執(zhí)行雙線性插值，并且輸出 3X3的數(shù)據(jù)。因為該雙線性插值和已知技術(shù)相同，所以省略了相關(guān)詳細描述。插值單元320對輸入的3X3的數(shù)據(jù)執(zhí)行色彩插值。這種操作將參照對應(yīng)的圖進 行說明。圖4是用于例示在R分量R3是RG線的中心像素的情況下通過圖3的插值單元執(zhí) 行的色彩插值的貝爾模式圖像的簡化框圖。參照圖4，下面的描述涉及R分量為中心像素的 情況。然而，考慮到R分量和B分量彼此交換它們的位置，可以將相同的描述應(yīng)用于中心像 素是GB線上的B分量的情況。針對插值單元320執(zhí)行的插值，圖4的Rn、Rw、Rs以及Re和Krl、Kr2、Kr3以及 Kr4被分別定義為下面的公式1和公式2。公式1Krl = G4-Rn Kr2 = G6-Rw Kr3 = G9-Rs Kr4 = G7-Re公式2
接著，通過下面的公式3計算插值單元320的G分量的輸出E_G。
公式3
E＿G=R3+Kr1+Kr2+Kr3+Kr4/4
因為插值單元320的插值方法與公知現(xiàn)有技術(shù)(例如，Soo-Chang Pei，F(xiàn)ellow, IEEE, Io-Kuong Tam, "Effective Color Interpolation in CCD ColorFilter Arrays Using Signal Correlation，，，IEEE transaction on circuits andsystems for video technology, Vol. 13(6), June 2003)相同，所以省略了相關(guān)詳細描述。Gwn、Gws、Ges以及Gen和Kbl、Kb2、Kb3以及Kb4被分別定義為下面的公式4和公 式5，以計算插值的B分量的輸出E_B和插值的R分量的輸出E_R。公式4Gwn=G1+G3+G6+G4/4
Gws=G6+G8+G11+G9/4
Ges=G7+G9+G12+G10/4
Gen=G2+G4+G7+G5/公式5Kbl = Gwn-BlKbl = Gwn-BlKb 2 = Gen-B2Kb3 = Gws-B3Kb4 = Ges-B4根據(jù)公式4和公式5，插值的B分量的輸出E_B和插值的R分量的輸出E_R分別根 據(jù)公式6和公式7來確定。公式6
E＿B=E＿G-Kb1+Kb2+Kb3+Kb4/公式7E_R = R3另一方面，圖5是用于例示在G分量G5是GB線上的中心像素的情況下通過圖3 的插值單元執(zhí)行的色彩插值的貝爾模式圖像的另一簡化框圖。參照圖5，下面的描述涉及G 分量為GB線上的中心像素的情況。然而，考慮到R分量和B分量在貝爾模式圖像中彼此交 換它們的位置，可以將相同的描述應(yīng)用于中心像素是RB線上的G分量的情況。Gn、Gw、Gs以及Ge和Krl、Kr2、Kbl以及Kb2被分別定義為下面的公式8和公式 9，以對圖5的貝爾模式圖像執(zhí)行色彩插值。公式8Gn=G1+G2+G5+G3/4
根據(jù)公式8和公式9，針對圖5的情況，分別通過公式10到公式12確定所述輸出
- 2
針對中心像素是G分量、R分量或B分量的情況，如上所述確定對應(yīng)輸出中的每-
個第一邊緣計算單元330對插值單元320的輸出E_G、E_R以及E_B執(zhí)行邊緣計算。 該邊緣計算通過下面的公式13來表示。
其中，E_Y被定義為第一邊緣計算單元330的輸出數(shù)據(jù)。接收來自雙線性插值單元310的3X3的數(shù)據(jù)的第二邊緣計算單元340執(zhí)行邊緣 計算，以對3X3的數(shù)據(jù)執(zhí)行邊緣檢測。這種邊緣計算與下面的公式14相同。
通過使用公式14來計算輸入的3X3的數(shù)據(jù)的每一個像素而獲取3X3的數(shù)據(jù)Y_ all。如果3X3的數(shù)據(jù)Y_all經(jīng)過第一高斯濾波器350，則它變?yōu)?像素數(shù)據(jù)6_￥。圖6是 例示圖3的第一高斯濾波器和第二高斯濾波器的示例。差確定單元360確定第二邊緣計算單元340的3X3的輸出數(shù)據(jù)中的組元的最大 值與最小值之差。這通過下面的公式15來表示。公式15diff_Y = max(Y_all)-min(Y_all)
而且，第二高斯濾波器370可以通過對雙線性插值單元310的3 X 3的輸出數(shù)據(jù)進 行高斯濾波來獲取輸出數(shù)據(jù)G_R、G_G以及G_B。這樣，圖1的色彩插值單元110的輸出數(shù)據(jù)是1像素數(shù)據(jù)E_R、E_G以及E_B，1像 素數(shù)據(jù)E_Y，1像素數(shù)據(jù)G_Y，1像素數(shù)據(jù)diff_Y以及1像素數(shù)據(jù)G_R、G_G以及G_B。另一方面，輸出/邊緣屬性確定單元120接收色彩插值單元110的輸出數(shù)據(jù)和邊 緣參數(shù)，并且不僅確定RGB輸出數(shù)據(jù)而且確定邊緣增強系數(shù)和邊緣標(biāo)志。輸出/邊緣屬性確定單元120預(yù)置第一閾值thrl和第二閾值thr2，這些閾值在先 前系統(tǒng)中確定和輸入。這些閾值隨著系統(tǒng)而變。第一閾值根據(jù)圖像是否平坦而確定。第二 閾值根據(jù)邊緣級而確定。針對從色彩插值單元110接收到的差diff_Y*于第一閾值的情況，確定對應(yīng)圖像 平坦(例如，墻部分)并且對應(yīng)輸出是第二高斯濾波器370的輸出數(shù)據(jù)。S卩，這通過下面的 公式16來表示。公式16R_out = G_RG_out = G_GB_out = G_B如果差肚€^￥等于或大于第一閾值而小于第二閾值，則確定對應(yīng)圖像沒有邊緣 并且不平坦，即，圖像具有諸如輪廓的屬性(例如，這時，稱為典型圖像)。而且，輸出/邊緣 屬性確定單元120確定對應(yīng)輸出是插值單元320的輸出數(shù)據(jù)并且對應(yīng)邊緣標(biāo)志為零。在這 種情況下，該輸出通過下面的公式17來表示。公式17R_out = E_RG_out = E_GB_out = E_B如果差diff_Y等于或大于第二閾值，則確定對應(yīng)圖像具有邊緣。而且，輸出/邊 緣屬性確定單元120確定對應(yīng)輸出是插值單元320的輸出數(shù)據(jù)并且對應(yīng)邊緣標(biāo)志為1。輸出/邊緣屬性確定單元120還利用輸入的邊緣參數(shù)生成邊緣增強系數(shù)。該邊緣 參數(shù)包括邊緣核化、邊緣增益以及邊緣限制。這將參照圖7到圖9進行說明。圖7到圖9是例示輸入到圖1的輸出/邊緣屬性確定單元的邊緣參數(shù)的示例。邊緣核化不僅去除噪聲狀邊緣分量而且防止小邊緣分量如同噪聲一樣顯示在畫 面上。如圖7所示，從輸入的邊緣值中減去預(yù)定值，從而該值(含該值)之下的邊緣分量變 為零。如圖8所示，對經(jīng)過邊緣核化的邊緣值執(zhí)行邊緣增益。通過將輸出的邊緣分量的 所得值梯度改變成輸入的邊緣分量來生成較大邊緣值與較小邊緣值之差。因此，通過使清 晰的邊緣分量更清楚并且維持較小的邊緣分量不變來提供更清晰且改進的圖像質(zhì)量。針對從邊緣增益操作提取的邊緣分量的絕對值非常大的情況，邊緣極限限制了最 大邊緣值，以防止具有較大絕對值的邊緣分量明確地顯示在畫面上。該邊緣極限具有正限 和負限。邊緣增強系數(shù)通過邊緣參數(shù)和從色彩插值單元110檢測到的輸出E_Y和G_Y來確定。這通過下面的公式18來表示。公式18Srgb = edge_enhancement (edge_component, edge_parameter)其中，Srgb是邊緣增強系數(shù)，而“edge_C0mp0nent”是E_Y與G_Y之差。該邊緣增 強系數(shù)是根據(jù)系統(tǒng)確定的稱為“edge_C0mp0nent”的、邊緣分量和邊緣參數(shù)的函數(shù)。邊緣增 強系數(shù)值不受限制。因此，輸出/邊緣屬性確定單元120輸出數(shù)據(jù)1 _011仏6_011仏8_0肚以及Srgb和邊 緣標(biāo)志。RGB轉(zhuǎn)換單元130接收數(shù)據(jù)R_out、G_out以及B_out，并且將數(shù)據(jù)R_out和B_out 轉(zhuǎn)換成亮度和色度YCbCr數(shù)據(jù)。這通過下面的公式19來表示。公式19
然而，因為將RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成YCbCr數(shù)據(jù)的公式是公知的，所以該公式不限于上述 公式19。轉(zhuǎn)換比率可以根據(jù)圖像處理系統(tǒng)的種類而變。邊緣增強單元140利用從上述RGB轉(zhuǎn)換單元130接收到的亮度(Y)數(shù)據(jù)、從輸出 /邊緣屬性確定單元120接收到的邊緣增強系數(shù)Srgb和邊緣標(biāo)志來增強邊緣。如果該邊緣標(biāo)志為1，則邊緣增強單元140的輸出數(shù)據(jù)根據(jù)下面的公式20來計算。公式20Y_out = Y+Srgb然而，如果邊緣標(biāo)志為零，則因為在上面確定對應(yīng)圖像沒有邊緣，所以邊緣增強單 元140的輸出數(shù)據(jù)忽略(bypass)輸入的Y數(shù)據(jù)。圖10是總體例示根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的使用可調(diào)閾值的色彩插值裝置的簡 化框圖。如圖10所示，本發(fā)明的色彩插值裝置計算差diff_Y。接著，如果該差diff_Y小于 第一閾值，則該色彩插值裝置執(zhí)行雙線性插值和高斯濾波。如果該差diff_Y小于第二閾值 而等于或大于第一閾值，則色彩插值裝置執(zhí)行雙線性插值并且圖3的插值單元320執(zhí)行插 值(在圖10中稱為“有效插值”)。而且，如果該差diff_Y等于或大于第二閾值，則執(zhí)行有 效插值和邊緣增強。圖11是例示根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的使用可調(diào)閾值的色彩插值裝置的框圖。如圖11所示，本發(fā)明的色彩插值裝置包括色彩插值單元1110、輸出/邊緣屬 性確定單元1120、后續(xù)處理單元1130、最大值/最小值確定單元1140以及噪聲去除單元 1150。色彩插值單元1110對輸入的貝爾模式圖像執(zhí)行色彩插值。這將參照相應(yīng)圖進行 說明。下文中，參照圖2，對圖11所示色彩插值單元1110執(zhí)行的插值方法進行說明。不 同于圖2的貝爾模式圖像和輸出數(shù)據(jù)的大小可通過下面的描述來理解。而且，為便于說明， 盡管使用與在第一實施方式的第一描述中所提到的相同的公式，但將新的標(biāo)號添加至同一公式?！┹斎?X7的貝爾模式圖像200，本發(fā)明的色彩插值單元1110就對7X7的貝 爾模式圖像200執(zhí)行雙線性插值，以獲取5 X 5的輸出圖像201。對該5 X 5的輸出圖像執(zhí)行 插值，以獲取3X 3的數(shù)據(jù)202。該3X 3的數(shù)據(jù)202成為3X 3輸出數(shù)據(jù)E_R、E_G以及E_B 203。對3X3的數(shù)據(jù)202執(zhí)行邊緣計算，以獲取3X3的輸出數(shù)據(jù)E_Y 204。此外，可以對5X5的輸出數(shù)據(jù)201執(zhí)行邊緣計算，以獲取5X5的數(shù)據(jù)Y_all 205。 對5X5的數(shù)據(jù)Y_all 205的高斯濾波可以產(chǎn)生3X3的輸出數(shù)據(jù)G_Y206。而且，如果計算 數(shù)據(jù)Y_all 205的組元的最大值與最小值之差，則可以獲取1像素數(shù)據(jù)diff_Y 207。最后，可以對5X5的輸出數(shù)據(jù)201執(zhí)行高斯濾波，以獲取3X3的數(shù)據(jù)G_R、G_G以 及 G_B 210。色彩插值單元1110接收7 X 7的貝爾模式圖像200并且輸出5個3 X 3的數(shù)據(jù)203、 204,206,207 以及 210。下面，對色彩插值單元1110的結(jié)構(gòu)進行說明。圖11的色彩插值單元1110的詳細 框圖可以與參照圖3所述的相同。色彩插值單元1110可以具有雙線性插值單元310、插 值單元320、第一邊緣計算單元330、第二邊緣計算單元340、第一高斯濾波器350、差確定單 元360以及第二高斯濾波器370。然而，每一個組件的功能可以因輸入的貝爾模式圖像的大 小差別而變。參照圖3，雙線性插值單元310對輸入的7X7的貝爾模式圖像執(zhí)行雙線性插值，并 且輸出5X5的數(shù)據(jù)。插值單元320對輸入的5X5的數(shù)據(jù)執(zhí)行色彩插值。將參照相關(guān)

這種操作。如上所述，圖4是用于例示在R分量R3是RG線上的中心像素的情況下通過插值 單元320執(zhí)行的色彩插值的貝爾模式圖像的簡化框圖。參照圖4，下面的描述涉及R分量為 中心像素的情況。然而，可以將相同的描述應(yīng)用于中心像素是GB線上的B分量的情況。針對插值單元320執(zhí)行的插值，圖4的Rn、Rw、Rs以及Re和Krl、Kr2、Kr3以及 Kr4被分別定義為下面的公式21和公式22。公式21

rn=R1+R3/2 RW=R2+R3/2Rs =- 及3 +及4 Re =- 公式22
Krl = G4-Rn
Kr2 = G6-Rw
Kr3 = G9-Rs
Kr4 = G7-Re
接著，通過下面的公式23計算插值單元320的G分量的輸出數(shù)據(jù)E_G。公式23E G = R3+Kr1++Kr2+Kr3+Kr4/4因為插值單元320的插值方法與公知現(xiàn)有技術(shù)(例如，Soo-Chang Pei，F(xiàn)ellow, IEEE, Io-Kuong Tam, "Effective Color Interpolation in CCD ColorFilter Arrays Using Signal Correlation，，，IEEE transaction on circuits andsystems for video technology, Vol. 13(6), June 2003)相同，所以省略了相關(guān)詳細描述。Gwn、Gws、Ges以及Gen和Kbl、Kb2、Kb3以及Kb4被分別定義為下面的公式24和 公式25，以計算插值的B分量的輸出數(shù)據(jù)E_B和插值的R分量的輸出數(shù)據(jù)E_R。公式24
Gwn = G1 + G3 + G6 + G4/4
Gws = G6 + GS + GU + G9/4Ges =G7 + G9 + G12 + G10/4Gen = G2 + G4 + G7 + G5/公式邪Kbl = Gwn-BlKb2 = Gen-B2Kb3 = Gws-B3Kb4 = Ges-B4根據(jù)公式24和公式25，插值的B分量的輸出E_B和插值的R分量的輸出E_R分別 根據(jù)公式26和公式27來確定。公式26E B = E G-Kbl + Kb2 + Kb3 + Kb4/公式27E_R = R3將這個插值應(yīng)用至5X5的矩陣，以輸出3X3的輸出數(shù)據(jù)E_R、E_G以及E_B。而且，如下所述，圖5是用于例示在G分量G5是GB線上的中心像素的情況下通過 插值單元320執(zhí)行的色彩插值的貝爾模式圖像的另一簡化框圖。參照圖5，下面的描述涉 及G分量為GB線上的中心像素的情況。然而，可以將相同的描述應(yīng)用于中心像素是RB線 上的G分量的情況。Gn、Gw、Gs以及Ge和Krl、Kr2、Kbl以及Kb2被分別定義為下面的公式28和公式 29，以對圖5的貝爾模式圖像執(zhí)行色彩插值。公式28Gn＝ G1 + G2 + G5 + G3/4
公式29Krl = Gn-RlKr2 = Gs_R2Kbl = Gw-BlKb2 = Ge-B2根據(jù)公式28和公式29，針對圖5的情況，分別通過公式30到公式32確定輸出數(shù) 據(jù) E_G、E_R 以及 E_B。公式30E_G = G公式31
公式32
針對中心像素是G分量、R分量或B分量的情況，如上所述確定對應(yīng)輸出中的每一 個。將這個插值應(yīng)用至5X5的矩陣，以輸出3X3的輸出數(shù)據(jù)E_R、E_G以及E_B。圖30的第一邊緣計算單元330對插值單元320的輸出數(shù)據(jù)E_G、E_R以及E_B執(zhí) 行邊緣計算。該邊緣計算通過下面的公式33來表示。公式33
其中，E_Y被定義為第一邊緣計算單元330的輸出數(shù)據(jù)。可以對形成3X3的數(shù)據(jù) 的每一個組元執(zhí)行上述計算，以獲取3X3的數(shù)據(jù)E_Y。接收來自雙線性插值單元310的5X5的數(shù)據(jù)的邊緣計算單元執(zhí)行邊緣計算，以對 5X5的數(shù)據(jù)執(zhí)行邊緣檢測。這種邊緣計算與下面的公式34相同。公式34
通過使用公式34來計算輸入的5X5的數(shù)據(jù)的每一個組元而獲取5X5的數(shù)據(jù)Y_ all。如果5X5的數(shù)據(jù)Y_all經(jīng)過第一高斯濾波器350，則它變?yōu)?X3的數(shù)據(jù)G_Y。差確定單元360確定第二邊緣計算單元340的5X5的輸出數(shù)據(jù)中的組元的最大 值與最小值之差。這通過下面的公式35來表示。公式昍
diff_Y = max(Y_all)-min(Y_all)而且，在本發(fā)明的色彩插值單元1110中，第二高斯濾波器370可以通過對雙線性插值單元310的5X5的輸出數(shù)據(jù)進行高斯濾波來獲取3X3的輸出數(shù)據(jù)G_R、G_G以及G_ B0這樣，色彩插值單元1110的輸出數(shù)據(jù)是3X3的數(shù)據(jù)E_R、E_G以及E_B，3X3的數(shù) 據(jù)E_Y和G_Y，1像素數(shù)據(jù)diff_Y以及3 X 3的數(shù)據(jù)G_R、G_G以及G_B。另一方面，輸出/邊緣屬性確定單元1120接收色彩插值單元1110的輸出數(shù)據(jù)和 邊緣參數(shù)，并且不僅確定RGB輸出數(shù)據(jù)而且確定邊緣增強系數(shù)和邊緣標(biāo)志。輸出/邊緣屬性確定單元1120預(yù)置第一閾值thrl和第二閾值thr2，這些閾值在 先前系統(tǒng)中確定和輸入。這些閾值隨著系統(tǒng)而變。第一閾值根據(jù)圖像是否平坦而確定。第 二閾值根據(jù)邊緣級而確定。針對從色彩插值單元1110接收到的差diff_Y小于第一閾值的情況，確定對應(yīng)圖 像平坦(例如，墻部分)并且對應(yīng)輸出是第二高斯濾波器370的輸出數(shù)據(jù)。S卩，這通過下面 的公式36來表示。公式邡R_m = G_RG_m = G_GB_m = G_B如果差肚€^￥等于或大于第一閾值而小于第二閾值，則確定對應(yīng)圖像沒有邊緣 并且不平坦，即，圖像具有諸如輪廓的屬性(例如，這時，稱為典型圖像)。而且，輸出/邊緣 屬性確定單元1120確定對應(yīng)輸出是插值單元320的輸出數(shù)據(jù)并且對應(yīng)邊緣標(biāo)志為零。在 這種情況下，該輸出通過下面的公式37來表示。公式37R_m = E_RG_m = E_GB_m = E_B如果差diff_Y等于或大于第二閾值，則確定對應(yīng)圖像具有邊緣。而且，輸出/邊 緣屬性確定單元1120確定對應(yīng)輸出是插值單元320的輸出數(shù)據(jù)并且對應(yīng)邊緣標(biāo)志為1。輸出/邊緣屬性確定單元1120還利用輸入的邊緣參數(shù)生成邊緣增強系數(shù)。該邊 緣參數(shù)包括邊緣核化、邊緣增益以及邊緣限制。邊緣參數(shù)將參照第一實施方式的描述中的 圖7到圖9進行說明。即，參照圖7到圖9，對輸入到輸出/邊緣屬性確定單元1120的邊緣 參數(shù)進行說明。邊緣核化不僅去除噪聲狀邊緣分量而且防止小邊緣分量如同噪聲一樣顯示在畫 面上。如圖7所示，從輸入的邊緣值中減去預(yù)定值，從而該值(含該值)之下的邊緣分量變?yōu)榱恪Ｈ鐖D8所示，對經(jīng)過邊緣核化的邊緣值執(zhí)行邊緣增益。通過將輸出的邊緣分量的 所得值梯度改變成輸入的邊緣分量來生成較大邊緣值與較小邊緣值之差。因此，通過使清 晰的邊緣分量更清晰并且維持較小的邊緣分量不變來提供更清晰且改進的圖像質(zhì)量。針對從邊緣增益操作提取的邊緣分量的絕對值非常大的情況，邊緣極限限制了最大邊緣值，以防止具有較大絕對值的邊緣分量明確地顯示在畫面上。該邊緣極限具有正限 和負限。通過邊緣參數(shù)和從色彩插值單元110檢測到的輸出數(shù)據(jù)E_Y和G_Y來確定邊緣增 強系數(shù)。這通過下面的公式38來表示。公式38Srgb = edge_enhancement (edge_component, edge_parameter)其中，Srgb是邊緣增強系數(shù)，而“edge_C0mp0nent”是E_Y與G_Y之差。該邊緣增 強系數(shù)是根據(jù)系統(tǒng)確定的稱為“edge_C0mp0nent”的、邊緣分量和邊緣參數(shù)的函數(shù)。邊緣增 強系數(shù)值不受限制。這時，邊緣增強系數(shù)還具有3X3的大小。
因此，輸出/邊緣屬性確定單元1120輸出數(shù)據(jù)R_m、G_m、B_m以及Srgb和邊緣標(biāo)
ο針對邊緣標(biāo)志為1的情況，后續(xù)處理部1130對輸入的RGB數(shù)據(jù)執(zhí)行邊緣增強，以 防止生成偽色彩。換句話說，針對從輸出/邊緣屬性確定單元1120輸出的標(biāo)志為零的情況， 后續(xù)處理部1130的輸出數(shù)據(jù)R_n、G_n以及B_n與數(shù)據(jù)R_m、G_m以及B_m相同，即被忽略。圖12是例示圖11的后續(xù)處理單元的實施方式的詳細框圖。后續(xù)處理單元1130可以包括符號生成單元1131、Sr生成單元1132、Sg生成單 元1133、Sb生成單元1134、最小值生成單元1135、新邊緣增強系數(shù)生成單元1136以及輸出 單元1137。符號生成單元1131確定并生成輸入的邊緣增強系數(shù)Srgb的符號。這通過下面的 公式39來表示。公式39PN = sign (Srgb ⑴)其中，PN是邊緣增強系數(shù)的符號，而i表示生成3X3的數(shù)據(jù)的每一個組元的符號。 下面的描述與這種情況相同。當(dāng)將加至邊緣增強系數(shù)Srgb的輸入數(shù)據(jù)R_m的值稱為Rl (即，Rl = R_ m(i) +Srgb⑴)時，如果Rl大于預(yù)定常數(shù)(例如，255)，則Sr生成單元1132利用下面的公 式40來確定Sr ；如果Rl小于零，則Sr生成單元1132利用下面的公式41來確定Sr ；否則， Sr生成單元1132利用下面的公式42來確定Sr。這時，Sr指R分量的后續(xù)處理常數(shù)。如果 Sg和Sb類似地分別指G和B分量的后續(xù)處理常數(shù)，則可以將相同的處理應(yīng)用于Sg和Sb。公式40Sr = 255-R_m(i)公式41Sr = R_m(i)公式似Sr = abs(Srgb(i))這時，“abs”表示絕對值，而常數(shù)“255”隨每一個系統(tǒng)而變。該常數(shù)不限于255。類似的是，當(dāng)將分別加至邊緣增強系數(shù)Srgb的數(shù)據(jù)G_m和B_m的值稱為Gl和 Bl (即，Gl = G_m(i)+Srgb(i)和 Bl = B_m(i)+Srgb (i))時，如果 Gl 和 Bl 中的每一個都大 于預(yù)定常數(shù)(例如，255)，則Sg生成單元1133和Sb生成單元1134分別利用下面的公式43和46來確定Sg和Sb ；如果R1小于零，則Sg生成單元1133和Sb生成單元1134分別利用 下面的公式44和47來確定Sg和Sb ；否則，Sg生成單元1133和Sb生成單元1134利用下 面的公式45和48來確定Sg和Sb。公式43Sg = 255-G_m(i)公式44Sg = G_m(i)公式佔Sg = abs(Srgb(i))公式鉍Sb = 255_B_m(i)公式耵Sb = B_m(i)公式48Sb = abs(Srgb(i))接著，最小值生成單元1135生成上述后續(xù)處理系數(shù)Sr、Sg以及Sb的最小值，而新 邊緣增強系數(shù)生成單元1136利用該最小值和從符號生成單元1131接收到的符號PN生成 新的邊緣增強系數(shù)。這通過下面的公式49來表示。公式似New_Srgb = PNXmin([Sr, Sg, Sb])其中，New_Srgb是新的邊緣增強系數(shù)。利用該新的邊緣增強系數(shù)，輸出單元1137 輸出具有增強的邊緣的輸出數(shù)據(jù)。從輸出單元1137輸出的RGB分量的輸出數(shù)據(jù)R_n、G_n 以及B_n分別通過下面的公式50到52來計算。公式50R_n(i) = R_m(i) +New_Srgb公式51G_n(i) = G_m(i) +New_Srgb公式52
B_n (i) = B_m (i) +New_Srgb接著，最大值/最小值確定單元1140確定輸入的數(shù)據(jù)R_n、G_n以及B_n的每一個 組元的最大值和最小值。這通過圖13進行了例示。圖13是例示圖11的最大值/最小值 確定單元1140的操作的概念圖。從后續(xù)處理單元1130輸入的3X3的數(shù)據(jù)R_n、G_n以及B_n指數(shù)據(jù)RGB_n。接著， 最大值/最小值確定單元1140輸出對應(yīng)的數(shù)據(jù)RGB_nl340以及對應(yīng)組元的最小值min_RGB 1320 和最大值 max_RGB 1330。這時，min_RGB 指 min_R、min_G 以及 min_B，而 max_RGB 指 max_R、max_G IMM max_B。接著，噪聲去除單元1150根據(jù)該閾值確定噪聲去除方法，并且根據(jù)確定的噪聲去 除方法輸出去除了噪聲的數(shù)據(jù)。這將參照相關(guān)圖進行說明。圖14是例示圖11的噪聲去除單元1150的實施方式的詳細框圖。
如圖14所示，圖11的噪聲去除單元1150可以具有噪聲去除方法確定單元1151、 zipper噪聲去除單元1152以及高斯濾波單元1153。噪聲去除方法確定單元1151預(yù)置第三閾值thr 3和第四閾值thr 4，這些閾值首 先從先前系統(tǒng)確定并輸入。這些閾值取決于系統(tǒng)。第三閾值根據(jù)對應(yīng)圖像是否平坦來確定， 而第四閾值根據(jù)邊緣級來確定。在從色彩插值單元1110接收到的差diff_Y*于第三閾值的情況下，噪聲去除方 法確定單元1151確定對應(yīng)圖像平坦(例如，墻部分)并且執(zhí)行典型濾波。換句話說，噪聲 去除方法確定單元1151確定應(yīng)用高斯濾波單元1153來去除噪聲。高斯濾波單元1153對 這個3X3的RGB數(shù)據(jù)執(zhí)行高斯濾波。圖14的高斯濾波單元的實施例可以按在參照圖6的第一實施方式中的相同描述 來使用。然而，應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明不限于高斯濾波。如果差肚€^￥等于或大于第三閾值而小于第四閾值，則噪聲去除方法確定單元 1151確定對應(yīng)圖像沒有邊緣并且不平坦，即，圖像具有諸如輪廓的屬性(例如，這時，稱為 典型圖像)。而且，噪聲去除方法確定單元1151將輸出數(shù)據(jù)R_out、G_out以及B_out確定 為數(shù)據(jù)的中心組元值。即，噪聲去除方法確定單元1151確定這個范圍的圖像不需要去除噪聲。如果差diff_Y等于或大于第四閾值，則噪聲去除方法確定單元1151確定對應(yīng)圖 像具有邊緣并且確定執(zhí)行zipper噪聲去除。因此，zipper噪聲去除單元1152執(zhí)行zipper 噪聲去除。這將參照相關(guān)圖進行說明。圖15是例示圖14的zipper噪聲去除單元1152的詳細框圖。如圖15所示，噪聲去除單元1152可以包括第一濾波器1510、第二濾波器1520、 第一絕對值檢測單元1530和第二絕對值檢測單元1540、求和單元1550以及處理單元 1560。可以是3X3的濾波器的第一濾波器1510和第二濾波器1520確定輸入的RGB分 量的水平和垂直方向邊緣分量分別為多少。針對這種情況，輸入的RGB分量也為3X3的數(shù) 據(jù)。圖16和圖17分別是例示圖15的第一濾波器和第二濾波器的實施例。圖18是例示輸 入到圖16的第一濾波器和圖17的第二濾波器中的數(shù)據(jù)R_n的實施例。然而，盡管圖18的 例示假定數(shù)據(jù)R_n被輸入到第一濾波器1510和第二濾波器1520中，但相同的例示可以應(yīng) 用于數(shù)據(jù)G_n和B_n。圖16的第一濾波器和圖17的第二濾波器要分別確定輸入的數(shù)據(jù)的水平和垂直方 向邊緣分量。一旦如圖18所示輸入數(shù)據(jù)R_n，針對同一位置處的各分量來將組元相乘。圖 18的符號“X”指同一位置的組元相乘。第一絕對值檢測單元1530對第一濾波器1510的輸出數(shù)據(jù)的組元求和，并且檢測 這些組元的和的絕對值。第一絕對值檢測單元1530的輸出數(shù)據(jù)根據(jù)下面的公式53來計算。公式53abs_Sl = abs (R7+2 X R8+R9-R1-2 X R2-R3)其中，“abs”指絕對值。第二絕對值檢測單元1540對第二濾波器1520的輸出數(shù) 據(jù)的組元求和，并且檢測這些組元的和的絕對值。第二絕對值檢測單元1540的輸出數(shù)據(jù)根 據(jù)下面的公式54來計算。
公式54
abs_S2 = abs(R3+2XR6+R9-R1-2 XR4-R7)求和單元1550計算第一和第二絕對值檢測單元1530和1540的輸出數(shù)據(jù)的和 abs_S。這通過下面的公式55來表示。公式55abs_S = abs_Sl+abs_S2處理單元1560輸出根據(jù)求和單元1550的輸出abs_S而濾波的數(shù)據(jù)Rout。如果 和abs_S大于預(yù)定第五閾值，則該處理單元1560識別出存在邊緣，并且確定該邊緣是水平 方向邊緣還是垂直方向邊緣。換句話說，如果abs_Sl大于將abs_S2加至預(yù)定第六閾值而得的值，則處理單元 1560將輸出Rout確定為中心行的水平方向平均值，該中心行的中心被添加至權(quán)重。在這種 情況下，輸出Rout根據(jù)下面的公式56來計算。公式恥
r n n 及4+2x及5十及6Rout =-
4如果abs_S2大于將abs_Sl加至第六閾值而得的另一值，則處理單元1560將輸出 Rout確定為中心列的垂直方向平均值，該中心列的中心被加至權(quán)重。在這種情況下，輸出 Rout根據(jù)下面的公式57來計算。公式57
r n R2+2xR5+R8Rout =-
4在abs_S大于第五閾值時除非abs_Sl大于將abs_S2加至第六閾值而得的值并且 和abs_S2大于將abs_Sl加至第六閾值而得的值，否則處理單元1560將輸出Rout確定為 中心行/列的水平/垂直方向平均值，該中心行/列的中心被加至權(quán)重。在這種情況下，輸 出Rout根據(jù)下面的公式58來計算。公式詔
r n n 4xR5 + R2 + R4 + R6 + RSRout =-
4如果和abs_S小于第一閾值，則處理單元1560可以識別出對應(yīng)圖像沒有邊緣并且 將輸出Rout確定為R5，該R5是圖像的中心組元的值。這里，第五閾值可變。第六閾值可以被確定為50，但不限于此?？梢葬槍?shù)據(jù)G_n和B_n重復(fù)上述處理，來確定Gout和Bout。圖19是總體例示根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的使用可調(diào)閾值的色彩插值裝置的簡 化框圖。如圖19所示，本發(fā)明的色彩插值裝置計算差diff_Y。如果該差diff_Y小于第一 閾值，則該色彩插值裝置執(zhí)行雙線性插值和高斯濾波。如果該差diff_Y小于第二閾值且 等于或大于第一閾值，則色彩插值裝置執(zhí)行雙線性插值并且圖3的插值單元320執(zhí)行插值 (在圖19中稱為“有效插值”)。而且，如果該差diff_Y等于或大于第二閾值，則色彩插值 裝置執(zhí)行有效插值和邊緣增強。另一方面，本發(fā)明計算差diff_Y。如果該差diff_Y小于第三閾值，則本發(fā)明執(zhí)行
20諸如高斯濾波的典型濾波。如果該差diff_Y小于第四閾值且等于或大于第三閾值，則本發(fā) 明忽略其性能。而且，如果該差肚€^￥等于或大于第四閾值，則本發(fā)明執(zhí)行zipper噪聲去 除。圖20是例示依照根據(jù)本發(fā)明第三實施方式確定的閾值執(zhí)行的色彩插值的簡化框 圖。如圖20所示，在根據(jù)本發(fā)明確定閾值的色彩插值中，執(zhí)行根據(jù)閾值的不同色彩插 值方法。這可以根據(jù)作為圖像屬性的像素最大值與最小值之差(像素值差)而不同地應(yīng)用。在圖20中，第二閾值根據(jù)圖像的邊緣屬性來確定。已經(jīng)公知確定像素值差是否具 有邊緣屬性的方法。因此，在本發(fā)明中將公開設(shè)置第一閾值的方法。在圖20中，第三區(qū)域的目的是去除噪聲。因此，第一閾值可以根據(jù)噪聲來設(shè)置。這 時，圖像相對于外部環(huán)境的照明度的亮度典型地根據(jù)攝像機曝光來確定。這將參照相關(guān)圖 來描述。圖21例示了根據(jù)環(huán)境的攝像機曝光的屬性曲線。如圖21所示，照明度從低到高的變化越大，曝光級就漸漸變得越來越小。2000lux 或以上的高照明度維持恒定量的曝光。從攝像機獲取的圖像的噪聲級根據(jù)這個攝像機的曝 光級而變。圖22和23例示了攝像機的噪聲級相對于曝光的屬性曲線。如圖22和23所示，其典型地示出了以下趨勢，即，照明度越低，噪聲級呈現(xiàn)得越 高，并且在特定照明度級或以上時噪聲級保持恒定。因此，第一閾值可以根據(jù)照明度級來確 定。這時，因為與外部環(huán)境相對應(yīng)的照明度確定攝像機的曝光級，所以第一閾值可以根據(jù)攝 像機的曝光級來確定。下文中，將“第一閾值”稱為“閾值”。圖24是例示根據(jù)本發(fā)明的閾值確定裝置的框圖。如圖24所示，本發(fā)明的閾值確定裝置可以包括標(biāo)準(zhǔn)偏差確定單元2410、最大/ 最小閾值確定單元2420以及閾值確定單元2430。標(biāo)準(zhǔn)偏差確定單元2410接收分別利用最大曝光和最小曝光拍照的平坦表面的圖 像，并且計算每一個噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差。指在最大曝光下的噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差。。miMxp指在 最小曝光下的噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差。最大/最小閾值確定單元2420利用從前述標(biāo)準(zhǔn)偏差確定單元2410接收到的分別 在最大曝光和最小曝光下的噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差來確定閾值的最大值和最小值。如果將閾值的最大值表示為“th_”而將閾值的最小值表示為“thmin”，則該th-和 th-分別可以根據(jù)最大噪聲和最小噪聲來確定。假定最大噪聲在最大曝光下生成，而最小 噪聲在最小曝光下生成。因為最大/最小噪聲分別可以根據(jù)最大曝光和最小曝光的標(biāo)準(zhǔn)偏 差來計算，所以該thmax和thmin分別通過下面的公式59和60來表示。公式59thmax = o maxexp公式60thmin = o minexp如果噪聲級較高，則必須增大閾值以去除圖20的第三區(qū)域中的噪聲。圖25例示了曝光的最大值與最小值相對于照明度的曲線圖，而圖26例示了閾值 的最大值與最小值相對于曝光的曲線圖。
如上所述，大量噪聲主要出現(xiàn)在低照明度下，而低照明度具有高曝光值，如圖25 所示。因此，假定在最大曝光值Max Exposure下存在大多數(shù)噪聲來設(shè)置閾值th的最大值。 而且，在最小曝光值Min Exposure下設(shè)置作為閾值th的最小值的thmin，其中，曝光恒定地 維持在特定照明度級處。在內(nèi)部區(qū)域中，可以形成具有線性屬性的閾值。因此，根據(jù)圖26 的曲線圖屬性，閾值確定單元2430可以根據(jù)下面的公式61計算取決于曝光的閾值th。公式61
色彩插值可以利用根據(jù)上述公式61確定的閾值來執(zhí)行。下文中，根據(jù)公式61計算出的閾值表示“第一閾值”。參照在描述第一實施方式時 引用的圖1到圖9，對利用根據(jù)前述邊緣級確定的第二閾值來執(zhí)行色彩插值的方法進行說 明。而且，為便于描述，盡管在該描述中使用了和第一實施方式中描述的相同的公式，但將 新的標(biāo)號添加至該相同的公式。參照圖1，其中例示了應(yīng)用有確定的閾值的色彩插值裝置的框圖，本發(fā)明的色彩插 值裝置可以包括色彩插值單元110、輸出/邊緣屬性確定單元120、RGB轉(zhuǎn)換單元130以及 邊緣增強單元140。色彩插值單元110對輸入的貝爾模式圖像執(zhí)行色彩插值。圖2是例示通過圖1的 色彩插值單元執(zhí)行的插值的簡化框圖。如圖2所示，一旦輸入5X5的貝爾模式圖像700，本發(fā)明的色彩插值單元110就 對5X5的貝爾模式圖像200執(zhí)行雙線性插值，以獲取3X3的輸出圖像201。3X3的輸出 圖像201被稱為R_all、G_all以及B_all。如果首先針對3 X 3的輸出圖像201執(zhí)行本發(fā)明的插值，則將獲取1像素數(shù)據(jù)202。 該1像素數(shù)據(jù)202成為1像素輸出數(shù)據(jù)E_R、E_G以及E_B 203。如果對1像素數(shù)據(jù)202執(zhí) 行邊緣計算，則其將成為1像素輸出數(shù)據(jù)E_Y 204。如果再次對3X3的輸出圖像201執(zhí)行邊緣計算，則將獲取3X3的圖像Y_all 205。如果對3X3的圖像Y_all 205執(zhí)行高斯濾波，則將獲取最終1像素輸出數(shù)據(jù)G_Y 206。 另一方面，如果計算3X3的圖像Y_all 205的特定值(最大值與最小值之差)，則將獲取1 像素數(shù)據(jù)diff_Y 207。而且，如果對3X3的圖像201執(zhí)行高斯濾波，則將獲取作為一個輸出的1像素輸 出數(shù)據(jù)G_R、G_G以及G_B。因此，色彩插值單元110可以被輸入5X5的貝爾模式圖像200，并且輸出5個1像 素數(shù)據(jù) 203、204、206、207 以及 210。圖3是例示圖1的色彩插值單元的實施方式的詳細框圖。如圖3所示，本發(fā)明的 色彩插值單元110可以具有雙線性插值單元310、插值單元320、第一邊緣計算單元330、 第二邊緣計算單元340、第一高斯濾波器350、差確定單元360以及第二高斯濾波器370。雙線性插值單元310對輸入的5X5的貝爾模式圖像執(zhí)行雙線性插值，并且輸出 3X3的數(shù)據(jù)。插值單元320對輸入的3 X 3的數(shù)據(jù)執(zhí)行色彩插值。圖4例示了用于插值單元320執(zhí)行的色彩插值的貝爾模式圖像。參照圖4，下面的描述涉及R分量R3為RG線上的中心像 素的情況。然而，可以將相同的描述應(yīng)用于中心像素是GB線上的B分量的情況。針對通過插值單元320執(zhí)行的插值的情況，圖4的Rn、Rw、Rs以及Re和Krl、Kr2、 Kr3以及Kr4被分別定義為下面的公式62和公式63。公式62
公式63Krl = G4-RnKr2 = G6-RwKr3 = G9_RsKr4 = G7_Re接著，按下面的公式64計算插值單元320的G分量的輸出數(shù)據(jù)E_G。公式ME G =及3 +-
一4因為插值單元320的插值方法與公知現(xiàn)有技術(shù)相同，所以省略了相關(guān)詳細描述。Gwn、Gws、Ges以及Gen和Kbl、Kb2、Kb3以及Kb4被分別定義為下面的公式65和 公式66，以計算插值的B分量的輸出數(shù)據(jù)E_B和插值的R分量的輸出數(shù)據(jù)E_R。公式65
r n ^ GI + G3 + G6 + G4Gwn =-
4
r n ^ G6 + G8 + G11 + G9Gws --
4
r n ^ G7 + G9 + G12 + G10Ges --
4
r n ^ G2 + G4 + G7 + G5Gen =-
公式66Kbl = Gwn-BlKb2 = Gen-B2Kb 3 = Gws-B3Kb4 = Ges-B4根據(jù)公式65和公式66，插值的B分量的輸出數(shù)據(jù)E_B和插值的R分量的輸出數(shù)據(jù) E_R分別根據(jù)公式67和公式68來確定。
2公式67
公式68E_R = R3另一方面，圖5是例示在G分量G5是GB線中的中心像素的情況下通過圖3的插 值單元320執(zhí)行的色彩插值的貝爾模式圖像的另一簡化框圖。下面的描述涉及G分量為GB 線中的中心像素的情況。然而，可以將相同的描述應(yīng)用于中心像素是RB線中的G分量的情況。Gn, Gw, Gs以及Ge和Krl、Kr2、Kbl以及Kb2被分別定義為下面的公式69和公式 70，以對圖5的貝爾模式圖像執(zhí)行色彩插值。公式69
公式70Krl = Gn-RlKr2 = Gs_R2Kbl = Gw-BlKb2 = Ge-B2根據(jù)公式69和公式70，針對圖5的情況，分別通過公式71到公式73確定輸出數(shù) 據(jù) E_G、E_R 以及 E_B。公式71E_G = G公式72
Γ ρKrl +Kr公式73
E_B = G5----針對中心像素是G分量、R分量或B分量的情況，如上所述確定每一個對應(yīng)輸出數(shù) 據(jù)。第一邊緣計算單元330對插值單元320的輸出數(shù)據(jù)E_G、E_R以及E_B執(zhí)行邊緣計 算。該邊緣計算通過下面的公式74來表示。公式74Γ r v E R+2xE G+E BE F = ~=-=-
_4其中，E_Y被定義為第一邊緣 計算單元330的輸出數(shù)據(jù)。接收來自雙線性插值單元310的3X3的數(shù)據(jù)的第二邊緣計算單元340執(zhí)行邊緣 計算，以對3X3的數(shù)據(jù)執(zhí)行邊緣檢測。這種邊緣計算與下面的公式75相同。公式兀
Γ ρ R all + 2xG all+ B allY all = —^=-=-=“
—4通過使用公式75計算輸入的3X3的數(shù)據(jù)中的每一個像素而獲得3X3的數(shù)據(jù)Y_ all。如果3X3的數(shù)據(jù)Y_all經(jīng)過第一高斯濾波器350，則它變?yōu)?像素數(shù)據(jù)6_￥。圖6是 例示圖3的第一高斯濾波器和第二高斯濾波器的示例。差確定單元360確定第二邊緣計算單元340的3X3的輸出數(shù)據(jù)的組元的最大值 與最小值之差。這通過下面的公式76來表示。公式冗diff_Y = max(Y_all)-min(Y_all)而且，第二高斯濾波器370可以通過對雙線性插值單元310的3 X 3的輸出數(shù)據(jù)進 行高斯濾波而獲得輸出數(shù)據(jù)G_R、G_G以及G_B。這樣，圖1的色彩插值單元110的輸出數(shù)據(jù)是1像素數(shù)據(jù)E_R、E_G以及E_B，1像 素數(shù)據(jù)E_Y，1像素數(shù)據(jù)G_Y，1像素數(shù)據(jù)diff_Y以及1像素數(shù)據(jù)G_R、G-G以及G_B。另一方面，輸出/邊緣屬性確定單元120接收色彩插值單元110的輸出數(shù)據(jù)和邊 緣參數(shù)，并且不僅確定RGB輸出而且確定邊緣增強系數(shù)和邊緣標(biāo)志。根據(jù)本發(fā)明，輸出/邊緣屬性確定單元120預(yù)置根據(jù)公式61確定的第一閾值和根 據(jù)邊緣屬性確定的第二閾值。這些閾值隨著系統(tǒng)而變。針對從色彩插值單元110接收到的差diff_Y小于第一閾值的情況，確定對應(yīng)圖像 平坦(例如，墻部分)，并且對應(yīng)輸出為第二高斯濾波器370的輸出數(shù)據(jù)。S卩，這通過下面的 公式77來表示。公式打R_out = G_RG_out = G_GB_out = G_B如果差肚€^￥等于或大于第一閾值而小于第二閾值，則確定對應(yīng)圖像沒有邊緣 并且不平坦，即，該圖像具有諸如輪廓的屬性(例如，這時，稱為典型圖像)。而且，輸出/邊 緣屬性確定單元120確定對應(yīng)輸出為插值單元320的輸出數(shù)據(jù)并且對應(yīng)邊緣標(biāo)志為零。在 這種情況下，該輸出通過下面的公式78來表示。公式川R_out = E_RG_out = E_GB_out = E_B如果差diff_Y等于或大于第二閾值，則確定對應(yīng)圖像具有邊緣。而且，輸出/邊緣屬性確定單元120確定對應(yīng)輸出是插值單元320的輸出數(shù)據(jù)，并且對應(yīng)邊緣標(biāo)志為1。輸出/邊緣屬性確定單元120還利用輸入的邊緣參數(shù)生成邊緣增強系數(shù)。該邊緣 參數(shù)包括邊緣核化、邊緣增益以及邊緣極限。參照圖7到圖9對邊緣參數(shù)進行說明。圖7到圖9是例示輸入到輸出/邊緣屬性確定單元120中的邊緣參數(shù)的示例 。邊緣核化不僅去除噪聲狀邊緣分量而且防止小邊緣分量如同噪聲一樣顯示在畫 面上。如圖7所示，從輸入的邊緣值中減去預(yù)定值，從而該值(含該值)之下的邊緣分量變 為零。如圖8所示對經(jīng)過邊緣核化的邊緣值執(zhí)行邊緣增益。通過將輸出的邊緣分量的所 得值梯度改變成輸入的邊緣分量來生成較大邊緣值與較小邊緣值之差。因此，通過使清晰 的邊緣分量更清晰并且維持較小的邊緣分量不變來提供更清晰且改進的圖像質(zhì)量。針對從邊緣增益操作提取的邊緣分量的絕對值非常大的情況，邊緣極限限制了最 大邊緣值，以防止具有較大絕對值的邊緣分量明確地顯示在畫面上。該邊緣極限具有正限 和負限。邊緣增強系數(shù)通過邊緣參數(shù)和從色彩插值單元110檢測到的輸出E_Y和G_Y來確 定。這通過下面的公式79來表示。公式79Srgb = edge_enhancement (edge_component, edge_parameter)其中，Srgb指邊緣增強系數(shù)，而“edge_C0mp0nent”指E_Y與G_Y之差。該邊緣增 強系數(shù)是根據(jù)系統(tǒng)確定的稱為“edge_C0mp0nent”的、邊緣分量和邊緣參數(shù)的函數(shù)。邊緣增 強系數(shù)值不受限制。因此，輸出/邊緣屬性確定單元120輸出數(shù)據(jù)R_out、G_out、B_out以及Srgb和邊 緣標(biāo)志。RGB轉(zhuǎn)換單元130接收數(shù)據(jù)R_out、G_out、B_out，并且將數(shù)據(jù)R_out和B_out轉(zhuǎn)換 成亮度和色度YCbCr數(shù)據(jù)。這通過下面的公式80來表示。公式80
λ ( 0.299 0.587 0.114 J ⑷ f 0、Cb = -0.169 -0.331 0.5 χ G - 128 、CrJ ( 0.5 -0.419 -0.081 J (^J然而，因為將RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成YCbCr數(shù)據(jù)的公式是公知的，所以該公式不限于上述 公式19。轉(zhuǎn)換比率可以根據(jù)圖像處理系統(tǒng)的種類而變。邊緣增強單元140利用從上述RGB轉(zhuǎn)換單元130接收到的亮度(Y)數(shù)據(jù)、從輸出 /邊緣屬性確定單元120接收到的邊緣增強系數(shù)Srgb以及邊緣標(biāo)志來增強邊緣。如果該邊緣標(biāo)志為1，則邊緣增強單元140的輸出數(shù)據(jù)根據(jù)下面的公式81來計算。公式81Y_out = Y+Srgb然而，如果邊緣標(biāo)志為零，則因為在上面確定對應(yīng)圖像沒有邊緣，所以邊緣增強單 元140的輸出數(shù)據(jù)忽略Y數(shù)據(jù)。圖27是例示依照根據(jù)本發(fā)明第四實施方式確定的閾值執(zhí)行的噪聲去除的簡化框 圖。
如圖27所示，在利用根據(jù)本發(fā)明的閾值確定的噪聲去除中，根據(jù)閾值而按不同方 式執(zhí)行噪聲去除方法。這可以根據(jù)作為圖像的屬性的像素最大值與最小值之差(像素值 差)而不同地應(yīng)用。在圖27中，對與第一區(qū)域相對應(yīng)的圖像執(zhí)行zipper噪聲去除。因此，必須將第二 閾值調(diào)節(jié)成被應(yīng)用至確定為邊緣的區(qū)域。然而，由于傳感器的特性，在稍微高的噪聲級的情 況下，可以通過將第二閾值調(diào)節(jié)成第一閾值而將圖像中被忽略的區(qū)域(即，第二區(qū)域)控制 成執(zhí)行與第一區(qū)域相同的操作。然而，第一閾值需要根據(jù)攝像機的曝光級來調(diào)節(jié)。在圖27中，第二閾值根據(jù)圖像的邊緣屬性來確定。已經(jīng)公知確定像素值差是否具 有邊緣屬性的方法。因此，在本發(fā)明中將公開設(shè)置第一閾值的方法。在圖27中，第三區(qū)域的目的不是去除邊緣噪聲而是去除典型的圖像噪聲。因此， 第一閾值可以根據(jù)噪聲來設(shè)置。這時，典型地根據(jù)攝像機曝光來確定圖像相對于外部環(huán)境 照明度的亮度。這將參照圖21到圖23來描述，這些圖在對第三實施方式的描述中被引用。如圖21所示，照明度從低到高的變化越大，曝光狀態(tài)就漸漸變得越來越小。 20001ux或以上的高照明度維持恒定量的曝光。從攝像機獲取的圖像的噪聲級根據(jù)這個攝 像機的曝光級而變。圖22和23例示了攝像機的噪聲級相對于曝光的屬性曲線。如圖22和 23所示，其典型地示出了這樣的趨勢，S卩，照明度越低，噪聲級就呈現(xiàn)得越高，并且在特定的 照明度級或以上噪聲級保持恒定。因此，第一閾值可以根據(jù)照明度級來確定。這時，因為與 外部環(huán)境相對應(yīng)的照明度確定攝像機的曝光級，所以第一閾值可以根據(jù)攝像機的曝光級來 設(shè)置。下文中，將“第一閾值”稱為“閾值”。圖28是例示根據(jù)本發(fā)明第四實施方式的閾值確定裝置的框圖。如圖28所示，本發(fā)明的閾值確定裝置可以包括平均值確定單元2810、最大/最 小閾值確定單元2820以及閾值確定單元2830。平均值確定單元2810接收分別利用最大曝光和最小曝光拍照的平坦表面的圖 像，并且根據(jù)圖像的具有一致大小的蒙板隨機地獲取樣本，并且計算每一個曝光的最大 值與最小值之差。接著，平均值確定單元2810計算這些計算出的值的各平均值。這時， difffflaxexp指在最大曝光下的噪聲的最大值與最小值之差的平均值。difTmiMxp指在最小曝光 下的噪聲的最大值與最小值之差的平均值。最大/最小閾值確定單元2820利用從前述平均值確定單元2810接收到的分別在 最大曝光和最小曝光下的噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差來確定閾值的最大值和最小值。如果將閾值的最大值表示為“th_”而將閾值的最小值表示為“thmin”，則該th-和 thfflin分別可以根據(jù)最大噪聲級和最小噪聲級來確定。假定最大噪聲在最大曝光下生成，而 最小噪聲在最小曝光下生成。因為最大/最小噪聲可以根據(jù)噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差和在最大曝光和 最小曝光中的每一種下的噪聲的最大值與最小值之差的平均值來計算，所以該th-和thmin 分別通過下面的公式82和83來表示。公式擬thfflax = difffflaxexp公式們thfflin = difffflinexp如果噪聲級較高，則必須增大閾值以去除圖3的第三區(qū)域中的噪聲。
如上參照圖25和26所述，大量噪聲主要呈現(xiàn)在低照明度下，而低照明度具有高曝 光值。因此，假定在最大曝光值Max Exposure下存在大多數(shù)噪聲來設(shè)置閾值th的最大值。 而且，在最小曝光值Min Exposure下設(shè)置作為閾值th的最小值的thmin，其中，在特定照明 度級下曝光保持恒定。在內(nèi)部區(qū)域中，可以形成具有線性屬性的閾值。因此，根據(jù)圖26的 曲線圖屬性，閾值確定單元2830可以根據(jù)下面的公式84計算取決于曝光的閾值th。公式84
__Exposure + MaxExposure thmin - MinExposure ■ thmax
MaxExposure - MinExposureMaxExposure - MinExposure色彩插值可以利用根據(jù)上述公式84確定的閾值來執(zhí)行。下文中，根據(jù)公式84計算出的閾值指“第一閾值”。下面，對利用根據(jù)邊緣級確定 的第二閾值來執(zhí)行色彩插值的方法進行說明。圖29是例示應(yīng)用有根據(jù)本發(fā)明確定的閾值的噪聲去除裝置的框圖。如圖29所示，本發(fā)明的噪聲去除裝置可以具有差計算單元2910、噪聲去除方法 確定單元2920、zipper噪聲去除單元2930以及高斯濾波單元2940。下文中，盡管下面的描述采用輸入到噪聲去除裝置中的亮度(Y)數(shù)據(jù)作為示例， 但還可以使用紅色/綠色/藍色(RGB)數(shù)據(jù)。這是因為RGB數(shù)據(jù)和Y數(shù)據(jù)可以根據(jù)公式而 相互簡單轉(zhuǎn)換。圖29的差計算單元2910計算輸入的3X3的Y數(shù)據(jù)的組元的最大值和最小值。參 照圖30，對差計算單元2910的操作進行說明。圖30是例示圖29的差計算單元2910的操作的概念圖。如圖30所示，圖29的差計算單元2910將輸入的3X3的Y數(shù)據(jù)3010的最小值確 定為1像素的最小值min_Y 3020，而將輸入的3X3的Y數(shù)據(jù)3010的最大值確定為1像素 的最大值 max_Y 3030。max_Y 3030 與 min_Y 3020 之差 diff_Y 3040 是利用 max_Y 3030 和min_Y 3020來確定的。3X 3的Y數(shù)據(jù)3050被忽略，以去除噪聲。圖31是例示圖29的差計算單元2910的實施方式的詳細框圖。如圖31所示，差計算單元2910可以具有最大值確定單元2911、最小值確定單元 2912以及差確定單元2913。最大值確定單元2911確定3X3的Y數(shù)據(jù)的組元的最大值max_Y。最小值確定單 元2912確定3X 3的Y數(shù)據(jù)的組元的最小值min_Y。差確定單元2913確定max_Y與min_Y 之差 diff_Y。噪聲去除方法確定單元2920預(yù)置根據(jù)本發(fā)明確定的第一閾值和根據(jù)圖像的邊緣 級確定的第二閾值。在差diff_Y小于第一閾值的情況下，噪聲去除方法確定單元2920識 別出輸入圖像沒有邊緣和照明度較低，并且執(zhí)行典型濾波。換句話說，噪聲去除方法確定單 元2920確定應(yīng)用高斯濾波單元2940來去除噪聲。高斯濾波單元2940對這個3X3的Y數(shù) 據(jù)執(zhí)行高斯濾波。圖6中例示了圖31的高斯濾波單元2940的實施例。當(dāng)然，本發(fā)明不限 于高斯濾波。針對差肚€^￥等于或大于第一閾值而小于第二閾值的情況，噪聲去除方法確定 單元2920確定對應(yīng)圖像沒有邊緣并且不平坦，即，圖像具有諸如輪廓的屬性(例如，這時，稱為典型圖像)。而且，噪聲去除方法確定單元2920將輸出Y_out確定為Y5。S卩，噪聲去 除方法確定單元2920確定這個區(qū)域的圖像不需要去除噪聲。如果差diff_Y等于或大于第二閾值，則噪聲去除方法確定單元2920確定對應(yīng)圖 像具有邊緣并且確定執(zhí)行zipper噪聲去除。因此，zipper噪聲去除單元2930執(zhí)行zipper 噪聲去除。參照相關(guān)圖對其進行說明。圖32是例示圖29的zipper噪聲去除單元2930的實施方式的詳細框圖。如圖32所示，本發(fā)明的噪聲去除單元2930可以包括第一濾波器2931、第二濾波 器2932、第一絕對值檢測單元2933和第二絕對值檢測單元2934、求和單元2935以及處理 單元2936。可以是3X3的濾波器的第一濾波器2931和第二濾波器2932檢查輸入的Y分量 的水平和垂直方向邊緣分量分別為多少。針對這種情況，輸入的Y分量數(shù)據(jù)也為3X3的數(shù) 據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，輸入諸如圖30的3X3的數(shù)據(jù)3050的數(shù)據(jù)，但本發(fā)明不限于 此。應(yīng)當(dāng)明白，可以根據(jù)輸入到差計算單元2910中的數(shù)據(jù)來使用NXN的濾波器。已經(jīng)參照圖16和圖17描述了圖32的第一濾波器和第二濾波器的實施例。而且， 已經(jīng)參照圖18描述了例示輸入到第一濾波器和第二濾波器中的數(shù)據(jù)的實施例。如上所述，第一濾波器和第二濾波器要檢查相應(yīng)輸入的Y分量數(shù)據(jù)的水平和垂直 方向邊緣分量。一旦如圖18所示輸入Y分量數(shù)據(jù)，就針對同一位置的各分量將組元相乘。 圖18的符號“X”指同一位置的組元相乘。圖32的第一絕對值檢測單元2933對第一濾波器2931的輸出數(shù)據(jù)的相關(guān)組元求 和，并且檢測這些組元的和的絕對值。第一絕對值檢測單元2933的輸出數(shù)據(jù)根據(jù)下面的公 式85來計算。公式邪abs_Sl = abs (Y7+2 X Y8+Y9-Y1-2 X Y2-Y3)其中，“abs”指絕對值。圖32的第二絕對值檢測單元2934對第二濾波器2932的 輸出數(shù)據(jù)的相應(yīng)組元求和，并且檢測這些組元的和的絕對值。第二絕對值檢測單元2934的 輸出數(shù)據(jù)根據(jù)下面的公式86來計算。公式86abs_S2 = abs (Y3+2 X Y6+Y9-Y1-2 X Y4-Y7)求和單元2935計算第一和第二絕對值檢測單元2933和2934的輸出的和abs_S。 這通過下面的公式87來表示。公式87abs_S = abs_Sl+abs_S2處理單元2936輸出根據(jù)求和單元2935的輸出abs_S而濾波的數(shù)據(jù)Y_out。如果 abs_S大于第三閾值，則該處理單元2936識別出存在邊緣，并且確定該邊緣是水平方向邊 緣還是垂直方向邊緣。換句話說，如果abs_Sl大于將abs_S2加至第四閾值而得的值，則處理單元2936 將輸出數(shù)據(jù)Y_out確定為中心行的水平方向平均值，該中心行的中心被加至權(quán)重。在這種 情況下，輸出數(shù)據(jù)Y_out根據(jù)下面的公式88來計算。公式88
如果abs_S2大于將abs_Sl加至第四閾值而得的另一值，則處理單元2936將輸出 Rout確定為中心列的垂直方向平均數(shù)據(jù)，該中心列的中心被加至權(quán)重。在這種情況下，輸出 數(shù)據(jù)Y_out根據(jù)下面的公式89來計算。公式洲
在abs_S大于第三閾值時除非abs_Sl大于將abs_S2加至第四閾值而得的值并且 abs_S2大于將abs_Sl加至第四閾值而得的值，否則處理單元2936將輸出數(shù)據(jù)Y_out確定 為中心行/列的水平/垂直方向平均值，該中心行/列的中心被加至權(quán)重。在這種情況下， 輸出數(shù)據(jù)Y_out根據(jù)下面的公式90來計算。公式卯
如果abs_S小于第三閾值，則處理單元2936可以識別出對應(yīng)圖像沒有邊緣并且將 輸出數(shù)據(jù)Y_out確定為Y5，該Y5是圖像的中心組元的值。這里，該第三閾值可變。第四閾值可以被確定為50，但不限于此。同樣，處理單元2936可以控制zipper噪聲去除單元2930的輸出數(shù)據(jù)Y_out。如上所述，雖然常規(guī)噪聲去除方法對整個圖像應(yīng)用了一個噪聲去除濾波器，而本 發(fā)明可以通過根據(jù)圖像的屬性確定噪聲去除方法來防止系統(tǒng)損失。附圖和具體的描述僅是本發(fā)明的示例，只是用于描述本發(fā)明而絕非對本發(fā)明的精 神和范圍的限制或約束。因此，本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，還可以有大量替換例和其 它等同實施方式。本發(fā)明的真實范圍僅由所附權(quán)利要求的精神所限定。如上所述，與將一個噪聲去除濾波器應(yīng)用于整個圖像的常規(guī)噪聲去除方法不同， 本發(fā)明可以通過根據(jù)圖像中的蒙板的像素的特定值(最大值與最小值之差)調(diào)節(jié)閾值并且 應(yīng)用不同的色彩插值方法來提供改進的圖像質(zhì)量。本發(fā)明還可以通過根據(jù)圖像中的蒙板的像素的特定值(最大值與最小值之差)調(diào) 節(jié)閾值來選擇合適的色彩插值。而且，本發(fā)明可以通過將合適的色彩插值應(yīng)用于R、G以及 B分量而如用戶所希望地有效去除噪聲。然而，常規(guī)噪聲去除方法對整個圖像應(yīng)用了一個噪 聲去除濾波器。本發(fā)明通過將噪聲去除直接應(yīng)用于RGB數(shù)據(jù)而還可以使得不需要去除色度分量 噪聲所需的一個線存儲器。與將一個噪聲去除濾波器應(yīng)用于整個圖像的常規(guī)噪聲去除方法不同，本發(fā)明還可 以通過根據(jù)由圖像的曝光級造成的噪聲設(shè)置閾值并且應(yīng)用不同的色彩插值方法來提供改 進的圖像質(zhì)量。另外，本發(fā)明可以按根據(jù)對依照曝光而輸入的圖像的屬性進行分析所確定的閾值 而應(yīng)用不同的噪聲去除方法。
權(quán)利要求
一種閾值確定裝置，該閾值確定裝置包括第一確定單元，該第一確定單元確定針對分別利用最大曝光和最小曝光拍照的平坦表面的圖像的噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差；第二確定單元，該第二確定單元利用通過該第一確定單元確定的分別在最大曝光和最小曝光下的該噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差來確定閾值的最大值和最小值；以及第三確定單元，該第三確定單元利用通過該第二確定單元確定的該閾值的最大值和最小值以及最大曝光和最小曝光來確定該閾值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閾值確定裝置，其中，該第二確定單元通過使用下面的公式 來確定該閾值的最大值thmaxO mzxexp ‘其中，thmax表示該閾值的最大值，而σωζχ φ表示最大曝光下的噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閾值確定裝置，其中，該第二確定單元通過使用下面的公式 來確定該閾值的最小值thmin^ min exp，其中，thmin表示閾值的最小值，而Omimxp表示最小曝光下的噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任一項所述的閾值確定裝置，其中，該第三確定單元通過使 用下面的公式來確定該閾值th =^max -^min__Exposure + MctxExP。脈,溈-“MinExposure · th職MaxExposure — MinExposureMaxExposure - MinExposure其中，MaxExposure表示最大曝光值,而MinExposure表示最小曝光值。
5.一種閾值確定方法，該閾值確定方法包括以下步驟確定針對分別利用最大曝光和最小曝光拍照的平坦表面的圖像的噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差；利用通過確定該噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差的操作而確定的分別在最大曝光和最小曝光下的該噪 聲標(biāo)準(zhǔn)偏差來確定閾值的最大值和最小值；以及利用通過確定該閾值的最大值和最小值的操作而確定的該閾值的最大值和最小值以 及最大曝光和最小曝光來確定該閾值。
6.一種閾值確定裝置，該閾值確定裝置包括第一確定單元，該第一確定單元接收分別利用最大曝光和最小曝光拍照的平坦表面的 圖像，并且根據(jù)接收圖像的具有一致大小的蒙板隨機地獲取樣本和計算第一差與第二差， 以計算該第一差的第一平均值和該第二差的第二平均值，該第一差是最大曝光下的噪聲的 最大值與最小值之差，而該第二差是最小曝光下的噪聲的最大值與最小值之差；第二確定單元，該第二確定單元利用通過該第一確定單元計算出的該第一平均值與該 第二平均值之差的平均值來確定閾值的最大值和最小值；以及第三確定單元，該第三確定單元利用通過該第二確定單元確定的該閾值的最大值和最 小值以及最大曝光和最小曝光來確定該閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的閾值確定裝置，其中，該第二確定單元根據(jù)下面的公式來確 定該閾值的最大值thmax di f f niaxexp，其中，thmax表示該閾值的最大值，而diffmaMxp表示最大曝光下的噪聲的最大值與最小值之差的平均值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的閾值確定裝置，其中，該第二確定單元根據(jù)下面的公式來確 定該閾值的最小值thmin diff"minexp，其中，thmin表示閾值的最小值，而diffmiMxp表示最小曝光下的噪聲的最大值與最小值 之差的平均值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6到8中的任一項所述的閾值確定裝置，其中，該第三確定單元根據(jù)下 面的公式來確定該閾值fh =偽腿-^min__Exposure + MaxExPosure ‘ th^ “ MinExposure · ^maxMaxExposure - MinExposureMaxExposure 一 MinExposure其中，MaxExposure表示最大曝光值,而MinExposure表示最小曝光值。
10.一種閾值確定方法，該閾值確定方法包括以下步驟接收分別利用最大曝光和最小曝光拍照的平坦表面的圖像，并且根據(jù)接收圖像的具有 一致大小的蒙板隨機地獲取樣本和計算第一差與第二差，以計算該第一差的第一平均值和 該第二差的第二平均值，該第一差是最大曝光下的噪聲的最大值與最小值之差，而該第二 差是最小曝光下的噪聲的最大值與最小值之差；利用通過計算該第一平均值和該第二平均值的操作而計算出的該第一平均值與該第 二平均值之差的平均值來確定閾值的最大值和最小值；以及利用通過確定該閾值的最大值和最小值的操作而確定的該閾值的最大值和最小值以 及最大曝光和最小曝光來確定該閾值。
全文摘要
本發(fā)明公開了閾值確定裝置和閾值確定方法。該閾值確定裝置包括第一確定單元，該第一確定單元確定針對分別利用最大曝光和最小曝光拍照的平坦表面的圖像的噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差；第二確定單元，該第二確定單元利用通過該第一確定單元確定的分別在最大曝光和最小曝光下的該噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差來確定閾值的最大值和最小值；以及第三確定單元，該第三確定單元利用通過該第二確定單元確定的該閾值的最大值和最小值以及最大曝光和最小曝光來確定該閾值。
文檔編號H04N9/64GK101867832SQ201010196419
公開日2010年10月20日 申請日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者樸俊旿, 李浩瑛 申請人:安泰科技有限公司