專利名稱：圖像處理方法和圖像處理電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理方法和圖像處理電路，并且更具體地涉及固態(tài)成像器件中圖像數(shù)據(jù)的噪聲校正。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，固態(tài)成像器件使用諸如電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器和CMOS圖像傳感器之類的固態(tài)成像元件。因?yàn)楣虘B(tài)成像器件生成的圖像數(shù)據(jù)可能包括一些缺陷，例如由于固態(tài)成像器件的結(jié)構(gòu)引起的垂直條紋，所以需要減少這種缺陷。
在使用CCD圖像傳感器的固態(tài)成像器件中，會(huì)發(fā)生CCD圖像傳感器所獨(dú)有的現(xiàn)象，其中當(dāng)強(qiáng)光進(jìn)入到器件中時(shí)會(huì)產(chǎn)生拖尾(smear)。拖尾降低了圖像質(zhì)量。當(dāng)電荷累積區(qū)域中不能容納的電荷超越電勢(shì)區(qū)域并泄漏到垂直傳送通道中時(shí)，產(chǎn)生拖尾。當(dāng)穩(wěn)定的正射光引起電荷泄漏時(shí)，在整個(gè)垂直傳送期間都會(huì)產(chǎn)生拖尾。因此，例如當(dāng)存在光斑時(shí)，就會(huì)在垂直方向上產(chǎn)生條紋。
日本早期公開專利公開No.7-67038描述了一種利用拖尾生成原理抑制拖尾現(xiàn)象的方法，在該原理中，拖尾在垂直方向上產(chǎn)生于基本相同的電平上。在該方法中，在背光的垂直光暗(optical black)區(qū)域中的圖像傳感器的輸出電平被設(shè)為參考，并且從有效像素區(qū)域的像素值中減去該參考值。更具體地說，圖像傳感器被分成接收光的有效像素區(qū)域和背光的光暗區(qū)域。垂直光暗區(qū)域被設(shè)為從光暗區(qū)域開始的列方向的黑色參考(blackreference)，并且垂直光暗區(qū)域被用作拖尾檢測(cè)區(qū)域。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中圖像處理電路的示意性框圖。來自CCD圖像傳感器(固態(tài)成像元件)的圖像信號(hào)S被提供給選擇電路50。選擇電路50將成像信號(hào)S分成從有效像素區(qū)域輸出的有效成像信號(hào)SE和從垂直光暗區(qū)域輸出的噪聲檢測(cè)信號(hào)SD。選擇電路50將有效成像信號(hào)SE提供給計(jì)算器51，并且將噪聲檢測(cè)信號(hào)SD提供給積分電路52。積分電路52通過垂直積分(加法平均)從噪聲檢測(cè)信號(hào)SD中去除隨機(jī)噪聲，并將去除噪聲后的信號(hào)SD存儲(chǔ)在行存儲(chǔ)器53中，行存儲(chǔ)器53具有水平單行分段容量。存儲(chǔ)在行存儲(chǔ)器53中的噪聲檢測(cè)信號(hào)SD被提供給低通濾波(LPF)處理器54。LPF處理器54從噪聲檢測(cè)信號(hào)SD中去除噪聲成分，并將經(jīng)過LPF處理的噪聲檢測(cè)信號(hào)SD提供給計(jì)算器51。計(jì)算器51從每個(gè)水平行的有效成像信號(hào)SE中減去經(jīng)過LPF處理的噪聲檢測(cè)信號(hào)SD。按照這種方式，得到經(jīng)過拖尾校正的輸出圖像數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
用在成像器件中的圖像傳感器的輸出電平是有限制的。因此，當(dāng)成像器件接收到超過這個(gè)輸出電平的強(qiáng)光時(shí)，上述拖尾校正反而可能降低圖像質(zhì)量。就是說，當(dāng)在拖尾區(qū)域中輸出電平飽和(saturated)時(shí)，有效成像信號(hào)SE的輸出電平達(dá)到最大值，并且與有效成像信號(hào)SE相對(duì)應(yīng)的噪聲檢測(cè)信號(hào)SD的輸出電平也達(dá)到相同的值。因此，經(jīng)過拖尾校正的輸出(有效成像信號(hào)SE減去噪聲檢測(cè)信號(hào)SD)變得低于在沒有拖尾時(shí)獲得的電平。這會(huì)在拖尾校正之后產(chǎn)生不自然的暗垂直條紋。
使用CMOS圖像傳感器(具體地說是列讀取型CMOS圖像傳感器)的成像器件，在布置在各個(gè)列中的放大器的輸入/輸出特性上有所不同。這是由于放大器的制造工藝導(dǎo)致的差異而引起的。因此，生成了輸出圖像中有垂直條紋的固定模式噪聲(垂直條紋噪聲)。這導(dǎo)致形成了不自然的圖像。
本發(fā)明提供了用于抑制不自然的垂直條紋的生成的圖像處理方法和圖像處理電路。
本發(fā)明的一個(gè)方面是一種用于使用具有預(yù)定像素值并被布置在成像區(qū)域中的像素和具有預(yù)定像素值并被布置在非成像區(qū)域中的像素執(zhí)行噪聲校正的方法。該方法包括基于非成像區(qū)域的像素值生成第一噪聲校正值，判定第一噪聲校正值的符號(hào)，當(dāng)?shù)谝辉肼曅Ｕ档姆?hào)為正時(shí)通過從第一噪聲校正值中減去預(yù)定減少值生成第二噪聲校正值，當(dāng)?shù)谝辉肼曅Ｕ档姆?hào)為負(fù)時(shí)通過將預(yù)定增加值與第一噪聲校正值相加來生成第二噪聲校正值，以及基于第二噪聲校正值校正成像區(qū)域的像素值。
本發(fā)明的另一方面是一種用于連接到包括成像區(qū)域和非成像區(qū)域的固態(tài)成像器件的圖像處理電路。成像區(qū)域和非成像區(qū)域各自包括具有預(yù)定像素值的像素。包括檢測(cè)處理電路的圖像處理電路被連接到固態(tài)成像器件，用于基于非成像區(qū)域的像素值生成第一噪聲校正值。被連接到固態(tài)成像器件和檢測(cè)處理電路的校正處理電路接收第一噪聲校正值并校正成像區(qū)域的像素值。校正處理電路包括偏移處理器，其被連接到檢測(cè)處理電路，用于判定第一噪聲校正值的符號(hào)，用于當(dāng)?shù)谝辉肼曅Ｕ档姆?hào)為正時(shí)通過從第一噪聲校正值中減去預(yù)定減少值生成第二噪聲校正值，以及用于當(dāng)?shù)谝辉肼曅Ｕ档姆?hào)為負(fù)時(shí)通過將預(yù)定增加值與第一噪聲校正值相加來生成第二噪聲校正值。連接到固態(tài)成像器件和偏移處理器的計(jì)算器基于第二噪聲校正值校正成像區(qū)域的像素值。
結(jié)合附圖，根據(jù)下面的描述將更清楚本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)，下面的描述通過示例說明了本發(fā)明的原理。


參考下面結(jié)合附圖對(duì)目前優(yōu)選的實(shí)施例的描述，可以最好地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的圖像處理電路的示意性框圖；圖2是包括根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的圖像處理電路的固態(tài)成像器件的示意性框圖；圖3是在圖2的圖像傳感器上形成的濾色器陣列的示意性平面視圖；圖4是圖2的檢測(cè)處理電路的示意性框圖；以及圖5是圖2的校正處理電路的示意性框圖。
具體實(shí)施例方式
在附圖中，所有相似的標(biāo)號(hào)被用于相似的元件。
現(xiàn)在將參考圖2到圖5描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的圖像處理電路20。圖2是包括圖像處理電路20的固態(tài)成像器件1的示意性框圖。
如圖2中所示，固態(tài)成像器件的固態(tài)成像元件10由CCD圖像傳感器形成，并且包括圖像傳感器單元11。圖像傳感器單元11包括用于將接收到的光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的像素矩陣。此外，圖像傳感器單元11包括有效像素區(qū)域13和光暗(OB)區(qū)域14，所述有效成像區(qū)域13充當(dāng)用于接收入射光的成像區(qū)域，所述光暗區(qū)域14充當(dāng)通過用蔽光的鋁(Al)膜等覆蓋限定有效像素區(qū)域13的像素而形成的非成像區(qū)域。光暗區(qū)域14包括形成于有效像素區(qū)域13上面的第一垂直O(jiān)B區(qū)域15、形成于有效像素區(qū)域13下面的第二垂直O(jiān)B區(qū)域16，以及分別形成于有效像素區(qū)域13的右側(cè)和左側(cè)的水平OB區(qū)域17，如圖2中所示。第一和第二垂直O(jiān)B區(qū)域15和16被設(shè)置為列方向的黑色參考，并且水平OB區(qū)域17被設(shè)置為行方向的黑色參考。此外，第一垂直O(jiān)B區(qū)域15被用作噪聲檢測(cè)區(qū)域，并且被分成像素平均值檢測(cè)區(qū)域15a和列平均值檢測(cè)區(qū)域15b。
圖3是示出了形成在圖2的圖像傳感器單元11上的濾色器19的陣列的示意性平面視圖。如圖3中所示，包括濾色組件(紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B))的濾色器19以Bayer陣列的形式形成于圖像傳感器單元11的整個(gè)表面上。圖像傳感器單元11的每個(gè)像素將經(jīng)過相應(yīng)的濾色器的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
固態(tài)成像元件10包括如圖2中所示的圖像信號(hào)生成器18。圖像信號(hào)生成器18接收來自圖像傳感器單元11的電信號(hào)，放大該電信號(hào)，生成圖像信號(hào)S，并將所生成的圖像信號(hào)S提供給圖像處理電路20。
圖像處理電路20設(shè)置有檢測(cè)處理電路30和校正處理電路40，它們被提供了圖像信號(hào)S。圖像信號(hào)S包括從有效像素區(qū)域13輸出的有效圖像信號(hào)SE和從第一垂直光暗區(qū)域15輸出的噪聲檢測(cè)信號(hào)SD。依照數(shù)據(jù)讀取位置或數(shù)據(jù)讀取順序，有效圖像信號(hào)SE被提供給校正處理電路40，并且噪聲檢測(cè)信號(hào)SD被提供給檢測(cè)處理電路30。然后，檢測(cè)處理電路30生成基于噪聲檢測(cè)信號(hào)SD的校正值C，并將校正值C提供給校正處理電路40。校正處理電路40對(duì)校正值C執(zhí)行校正處理，并生成噪聲校正信號(hào)NC(參考圖5)。然后，通過從有效圖像信號(hào)SE中減去噪聲校正信號(hào)NC來執(zhí)行噪聲校正。校正處理電路40將經(jīng)過噪聲校正的圖像信號(hào)提供給諸如顯示器之類的顯示設(shè)備。
該優(yōu)選實(shí)施例的圖像處理電路20也可以被連接到由CMOS圖像傳感器形成的固態(tài)成像元件(未示出)，而不是由上述CCD圖像傳感器形成的固態(tài)成像元件10。由CMOS圖像傳感器形成的固態(tài)成像元件的配置方式與由CCD圖像傳感器形成的固態(tài)成像元件相同，并且生成包括從有效像素區(qū)域中輸出的有效圖像信號(hào)和從光暗區(qū)域中輸出的噪聲檢測(cè)信號(hào)的圖像信號(hào)。在這種情況下，圖像處理電路20將對(duì)從由CMOS圖像傳感器形成的固態(tài)成像元件提供的圖像信號(hào)執(zhí)行與上述相同的處理，來生成經(jīng)過噪聲校正的圖像信號(hào)。
現(xiàn)在將參考圖4討論檢測(cè)處理電路30。
噪聲檢測(cè)信號(hào)SD經(jīng)由圖像信號(hào)生成器18從第一垂直O(jiān)B區(qū)域15提供給檢測(cè)處理電路30中的判定器31、選擇器(第四選擇電路)SEL1和列平均計(jì)算器32。更具體地說，第一噪聲檢測(cè)信號(hào)SD1被從像素平均值檢測(cè)區(qū)域15a提供到判定器31和選擇器SEL1。第二噪聲檢測(cè)信號(hào)SD2被從列平均值檢測(cè)區(qū)域15b提供到列平均計(jì)算器32。
判定器31判定大于預(yù)定上限值或小于預(yù)定下限值的第一噪聲檢測(cè)信號(hào)SD1為從缺陷像素輸出的信號(hào)。在這種情況下，判定器31將具有L電平的判定信號(hào)J1提供給選擇器SEL1。判定器31判定在上限值和下限值之間的第一噪聲檢測(cè)信號(hào)SD1為從正常像素輸出的信號(hào)。在這種情況下，判定器31將具有H電平的判定信號(hào)J1提供給選擇器SEL1。響應(yīng)于H電平的判定信號(hào)J1，選擇器SEL1將第一噪聲檢測(cè)信號(hào)SD1提供給OB值加法器33。響應(yīng)于L電平的判定信號(hào)J1，選擇器SEL1將來自試驗(yàn)平均值存儲(chǔ)器36的試驗(yàn)平均值TAVE提供給OB值加法器33。
OB值加法器33為每種顏色累加從選擇器SEL1提供的第一噪聲檢測(cè)信號(hào)SD1的像素值(OB值)和試驗(yàn)平均值存儲(chǔ)器36的輸出(試驗(yàn)平均值TAVE)，以將累加的值提供給OB值平均計(jì)算器34。OB值平均計(jì)算器34基于累加值對(duì)每2n個(gè)像素計(jì)算每種顏色的OB值的試驗(yàn)平均值。OB值平均計(jì)算器34響應(yīng)于來自O(shè)B像素計(jì)數(shù)器35的控制信號(hào)計(jì)算試驗(yàn)平均值TAVE。OB像素計(jì)數(shù)器35數(shù)出2n個(gè)像素，并且當(dāng)計(jì)數(shù)值達(dá)到2n時(shí)，將控制信號(hào)提供給OB值平均計(jì)算器34。當(dāng)OB值或試驗(yàn)平均值TAVE被從選擇器SEL1提供到加法器33時(shí)，OB像素計(jì)數(shù)器35的計(jì)數(shù)值增加。
OB值平均計(jì)算器34將每次OB像素計(jì)數(shù)器35輸出2n時(shí)每種顏色的試驗(yàn)平均值TAVE存儲(chǔ)在試驗(yàn)平均值存儲(chǔ)器36中。然后，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器36中的試驗(yàn)平均值TAVE被提供給選擇器SEL1。如前所述，當(dāng)L電平的判定信號(hào)J1被從判定器31提供給選擇器SEL1時(shí)，是試驗(yàn)平均值TAVE而不是第一噪聲檢測(cè)信號(hào)SD1被提供給OB值加法器33。通常，為了計(jì)算平均值，所有像素中的無缺陷像素被累加，并且累加值被除以無缺陷像素的數(shù)目。作為對(duì)比，優(yōu)選實(shí)施例的圖像處理電路20使用試驗(yàn)平均值TAVE而不是第一噪聲檢測(cè)信號(hào)SD1。因此，不管第一噪聲檢測(cè)信號(hào)SD1中有沒有缺陷像素，OB值加法器33所執(zhí)行的加法總數(shù)不變。即，OB值加法器33使用試驗(yàn)平均值TAVE，而不使用從缺陷像素輸出的第一噪聲檢測(cè)信號(hào)SD1。因此，OB值加法器33所執(zhí)行的加法總數(shù)被設(shè)為常數(shù)2n。更具體地說，如果判定器31判定當(dāng)加法總數(shù)為2n時(shí)第一噪聲檢測(cè)信號(hào)SD1從缺陷像素輸出，則第一噪聲檢測(cè)信號(hào)SD1不被添加。但是，即使在這種情況下，試驗(yàn)平均值TAVE也被提供給OB值加法器33。因而，加法總數(shù)為2n。因此，獲得平均值A(chǔ)VE時(shí)執(zhí)行的除法可以很容易地通過移位來實(shí)現(xiàn)。這使得OB值平均計(jì)算器34的電路結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)。
平均值存儲(chǔ)器37將OB值平均計(jì)算器34得到的每種顏色的平均值A(chǔ)VE提供給選擇器SEL2。選擇器SEL2也被提供了選擇信號(hào)SMOBSL和存儲(chǔ)在寄存器R1中的計(jì)算出的值V0、V1、V2和V3。選擇器SEL2響應(yīng)于具有H電平的選擇信號(hào)SMOBSL將平均值A(chǔ)VE提供給列平均計(jì)算器32，并且響應(yīng)于具有L電平的選擇信號(hào)SMOBSL將計(jì)算出的值V0、V1、V2和V3提供給列平均計(jì)算器32。計(jì)算出的值V0、V1、V2和V3包括之前為用于計(jì)算平均值A(chǔ)VE的區(qū)域(即像素平均值檢測(cè)區(qū)域15a)計(jì)算的像素的平均值和之前為其它區(qū)域(例如第二垂直O(jiān)B區(qū)域16)計(jì)算的像素的平均值。
列平均計(jì)算器32獲得來自具有多個(gè)水平行的列平均值檢測(cè)區(qū)域15b的第二噪聲檢測(cè)信號(hào)SD2，并且為每一列和每一種顏色單獨(dú)累加多個(gè)水平行的OB值。累加的OB值被存儲(chǔ)在校正表Tb中，被反饋到列平均計(jì)算器32中，并且被用于下一個(gè)水平行的計(jì)算。然后，列平均計(jì)算器32根據(jù)下面示出的式子為每一列單獨(dú)計(jì)算最后一個(gè)水平行中的與紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三種顏色中的各種顏色相對(duì)應(yīng)的校正值C，并相應(yīng)于像素的水平位置將校正值C存儲(chǔ)在校正表Tb中。
校正值C＝每一列和每種顏色的OB值的加法結(jié)果/水平行數(shù)-每種顏色的平均值A(chǔ)VE(或計(jì)算值V0、V1、V2和V3)。
校正表Tb將與輸入像素的水平位置相對(duì)應(yīng)的校正值C提供給校正處理電路40。
現(xiàn)在將參考圖5描述校正處理電路40。
校正值C被從檢測(cè)處理電路30的校正表Tb提供給校正處理電路40的偏移處理器41和核化降噪(coring)處理器42。當(dāng)校正值C為正時(shí)，偏移處理器41從校正值C中減去預(yù)先設(shè)置的減少值以生成校正值C1，而當(dāng)校正值為負(fù)時(shí)，偏移處理器將預(yù)先設(shè)置的增加值與校正值C相加以生成校正值C1。當(dāng)所生成的校正值C1的符號(hào)與校正值C的符號(hào)相反(即正對(duì)負(fù)或者負(fù)對(duì)正)時(shí)，偏移處理器41將校正值C1轉(zhuǎn)換為
(第一預(yù)定值)。因此，飽和校正值C的電平被降低，并且對(duì)CCD圖像傳感器中的飽和拖尾的校正抑制了暗垂直條紋的生成。優(yōu)選地是用于校正拖尾的噪聲校正信號(hào)在沒有拖尾的位置應(yīng)盡可能地光滑。因此，通過將具有相對(duì)較小的絕對(duì)值的校正值C轉(zhuǎn)換為
實(shí)現(xiàn)了最佳的拖尾校正。
當(dāng)校正值C處于具有正值的第一設(shè)置值和具有負(fù)值的第二設(shè)置值之間時(shí)，核化降噪處理器42將校正值C轉(zhuǎn)換成其值為
的校正值C2(第二預(yù)定值)。該轉(zhuǎn)換被作為核化降噪處理來執(zhí)行。當(dāng)校正值C大于第一設(shè)置值或者小于第二設(shè)置值時(shí)，核化降噪處理不被執(zhí)行(即校正值C被生成s作為校正值C2)。在核化降噪處理中，具有相對(duì)較小的絕對(duì)值的校正值C被按照與偏移處理相同的方式轉(zhuǎn)換成
。但是，具有相對(duì)較大的絕對(duì)值的校正值C的電平不被降低。因此，例如由于CMOS圖像傳感器中的放大器的制造工藝的不同引起的垂直條紋的固定模式噪聲被校正。即使當(dāng)CMOS圖像傳感器(固態(tài)成像元件)所生成的圖像數(shù)據(jù)包含垂直條紋噪聲時(shí)，這種噪聲也可以被有效地去除。
分別由偏移處理器41和核化降噪處理器42生成的校正值C1和C2被提供給選擇器(第二選擇電路)SEL3。選擇器SEL3響應(yīng)于具有H電平的選擇信號(hào)SMCMD將經(jīng)過偏移處理的校正值C1提供給有限長(zhǎng)度沖擊響應(yīng)(FIR)濾波處理器43，并且響應(yīng)于具有L電平的選擇信號(hào)SMCMD將經(jīng)過核化降噪處理的校正值C2提供給FIR濾波處理器43。選擇信號(hào)SMCMD的邏輯電平根據(jù)連接到圖像處理電路20的圖像傳感器的類型來確定。例如，當(dāng)固態(tài)成像元件10由CCD圖像傳感器形成時(shí)，H電平的選擇信號(hào)SMCMD被提供給選擇器SEL3，而當(dāng)固態(tài)成像元件10由CMOS圖像傳感器形成時(shí)，L電平的選擇信號(hào)SMCMD被提供給選擇器SEL3。
FIR濾波處理器43對(duì)校正值C1和C2執(zhí)行FIR濾波處理以生成噪聲校正信號(hào)NC。因此，去除了校正值的噪聲成分，并且減少了在水平方向上校正值的急劇階躍(steep step)。然后，F(xiàn)IR濾波處理器43將噪聲校正信號(hào)NC提供給計(jì)算器44。FIR濾波處理器43的濾波系數(shù)被改變，以獲得所需要的頻率特性，并且提高校正的準(zhǔn)確度。
經(jīng)由圖像信號(hào)生成器18從有效像素區(qū)域13提供給校正處理電路40的有效圖像信號(hào)SE被提供給計(jì)算器44、比較器45和選擇器(第一選擇電路)SEL4。計(jì)算器44從有效圖像信號(hào)SE中減去噪聲校正信號(hào)NC，并生成減少了噪聲成分的有效圖像信號(hào)CSE。然后，計(jì)算器44將有效圖像信號(hào)CSE提供給選擇器SEL4。與有效圖像信號(hào)SE的列和顏色相對(duì)應(yīng)的噪聲校正信號(hào)NC被提供給計(jì)算器44。
比較器45將有效圖像信號(hào)SE與存儲(chǔ)在寄存器R2中的像素閾值T進(jìn)行比較。在優(yōu)選實(shí)施例中，閾值T被設(shè)在當(dāng)有效圖像信號(hào)SE飽和時(shí)所取的值的附近。比較器45基于有效圖像信號(hào)SE和閾值T的比較結(jié)果生成判定信號(hào)J2，并將判定信號(hào)J2提供給選擇器SEL4。此外，當(dāng)有效圖像信號(hào)SE小于閾值T時(shí)，比較器45將H電平的判定信號(hào)J2提供給選擇器SEL4，而當(dāng)有效圖像信號(hào)SE大于閾值T時(shí)，比較器45將L電平的判定信號(hào)J2提供給選擇器SEL4。然后，選擇器SEL4響應(yīng)于H電平的判定信號(hào)J2將經(jīng)噪聲校正信號(hào)NC校正的有效圖像信號(hào)SE提供給水平LPF處理器46，并且響應(yīng)于L電平的判定信號(hào)J2將未校正的有效圖像信號(hào)SE提供給水平LPF處理器46。這避免了在生成飽和拖尾的區(qū)域中利用噪聲校正信號(hào)NC執(zhí)行校正處理。因此，抑制了由校正飽和拖尾引起的暗垂直條紋的生成。
水平LPF處理器46通過對(duì)校正后的有效圖像信號(hào)CSE或有效圖像信號(hào)SE執(zhí)行水平LPF生成輸出圖像數(shù)據(jù)，并將輸出圖像數(shù)據(jù)提供給諸如顯示器之類的顯示設(shè)備。水平LPF處理從經(jīng)過校正處理的有效圖像信號(hào)CSE中去除噪聲成分。因此，在水平方向上，輸出圖像數(shù)據(jù)被平滑了。
優(yōu)選實(shí)施例的圖像處理電路20具有下述優(yōu)點(diǎn)。
(1)對(duì)校正表Tb的校正值C執(zhí)行偏移處理。因此，降低了飽和校正值C的電平，并且抑制了由校正飽和拖尾所引起的暗垂直條紋的生成。
(2)對(duì)校正表Tb的校正值C執(zhí)行核化降噪處理。在核化降噪處理中，具有相對(duì)較小的絕對(duì)值的校正值C被按照與偏移處理相同的方式轉(zhuǎn)換為
。但是，具有相對(duì)較大的絕對(duì)值的校正值C的電平不被降低。因此，例如由CMOS圖像傳感器中的放大器的制造工藝的不同所生成的垂直條紋的固定模式噪聲被有效地去除了。
(3)在FIR濾波處理中，使用經(jīng)過偏移處理的校正值C1或經(jīng)過核化降噪處理的校正值C2。這增加了可以被連接到圖像處理電路20的固態(tài)成像元件(圖像傳感器)的類型。更具體地說，除了由CCD圖像傳感器形成的固態(tài)成像元件之外，由CMOS圖像傳感器形成的固態(tài)成像元件也可以被連接到圖像處理電路20。
(4)對(duì)經(jīng)過偏移處理的校正值C1或經(jīng)過核化降噪處理的校正值C2執(zhí)行FIR濾波處理。因此，隨機(jī)噪聲成分被從校正值C1和C2中去除。因此，減少了校正值C1和C2在水平方向上的急劇階躍。此外，可以改變FIR濾波器處理的濾波系數(shù)來實(shí)現(xiàn)所需要的頻率特性，并提高校正準(zhǔn)確度。
(5)比較器45將有效圖像信號(hào)SE與預(yù)先設(shè)置的閾值T進(jìn)行比較，并基于比較結(jié)果判定是否校正有效圖像信號(hào)SE。閾值T被設(shè)置在當(dāng)有效圖像信號(hào)SE飽和時(shí)所取的值的附近。因此，在生成飽和拖尾的區(qū)域中，不執(zhí)行校正處理，并且利用簡(jiǎn)單的電路配置非常好地抑制了校正飽和拖尾時(shí)引起的暗垂直條紋的生成。
(6)對(duì)由選擇器SEL4選出的經(jīng)校正的有效圖像信號(hào)CSE或有效圖像信號(hào)SE執(zhí)行水平的LPF濾波處理。這從經(jīng)校正的有效圖像信號(hào)SE中去除了噪聲成分，并使水平方向上得到的輸出圖像數(shù)據(jù)變得平滑。
(7)為每種顏色生成校正值C。因此，對(duì)有效圖像信號(hào)SE執(zhí)行了非常準(zhǔn)確的校正。
(8)列平均計(jì)算器32被根據(jù)OB值平均計(jì)算器34計(jì)算的平均值A(chǔ)VE或從寄存器R1中設(shè)置的計(jì)算值V0、V1、V2或V3獲得的平均值進(jìn)行選擇。因此，利用非常準(zhǔn)確的值，為每列或每種顏色單獨(dú)計(jì)算平均值(校正值C)。因此，有效圖像信號(hào)SE經(jīng)過了非常準(zhǔn)確的校正。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，本發(fā)明可以用許多其它特定的形式來實(shí)現(xiàn)。具體地說，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明可以用下面的形式來實(shí)現(xiàn)。
檢測(cè)處理電路30的選擇器SEL1和試驗(yàn)平均值存儲(chǔ)器36可以被省略。即，當(dāng)從缺陷像素輸出的第一噪聲檢測(cè)信號(hào)SD1未被提供給OB值加法器33時(shí)，OB像素計(jì)數(shù)器35的計(jì)數(shù)值可以被用于執(zhí)行除法，而不是使用當(dāng)前的試驗(yàn)平均值TAVE來進(jìn)行平均值計(jì)算。
檢測(cè)處理電路30的選擇器SEL2和寄存器R1可以被省略。即，被提供給列平均計(jì)算器32的值也可以是由OB值平均計(jì)算器34常規(guī)地計(jì)算的平均值A(chǔ)VE。
檢測(cè)處理電路30的判定器31也可以被省略。
不必為每種顏色生成校正值C，并且為RGB整體上生成校正值C。
校正處理電路40的水平LPF處理器46可以被省略。即，由選擇器SEL4選擇的信號(hào)可以被直接提供作為到諸如顯示器之類顯示設(shè)備的輸出圖像數(shù)據(jù)。
在核化降噪處理中，第一設(shè)置值和第二設(shè)置值之間的某個(gè)校正值C可以被轉(zhuǎn)換為除了
以外的預(yù)定值(例如[1])。
校正處理電路40的選擇器SEL3和核化降噪處理器42可以省略。即可以對(duì)校正表Tb的校正值C常規(guī)地執(zhí)行偏移處理。
校正處理電路40的FIR濾波處理器43可以省略。
可以從校正處理電路40中省略選擇器SEL4、寄存器R2和比較器45。即，可以利用噪聲校正信號(hào)NC對(duì)有效圖像信號(hào)SE常規(guī)地執(zhí)行校正。
在偏移處理中，當(dāng)通過使用減少值和增加值的計(jì)算使校正值C的符號(hào)顛倒時(shí)，校正值C可以被轉(zhuǎn)換為除了
之外的預(yù)定值(例如[1])。轉(zhuǎn)換處理也可以省略。
噪聲校正方法不限于從有效圖像信號(hào)SE中減去噪聲校正信號(hào)NC的方法。計(jì)算器44可以至少使用噪聲校正信號(hào)NC來對(duì)有效圖像信號(hào)SE執(zhí)行噪聲校正。
現(xiàn)有的示例和實(shí)施例應(yīng)被看作示例性的而不是限制性的，并且本發(fā)明不局限于這里給出的細(xì)節(jié)，而是可以在所附權(quán)利要求書的范圍和等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種用于執(zhí)行噪聲校正的方法，該方法使用具有預(yù)定像素值并被布置在成像區(qū)域(13)中的像素和具有預(yù)定值并被布置在非成像區(qū)域(14)中的像素，所述方法的特征在于基于所述非成像區(qū)域的像素值生成第一噪聲校正值(C)；判定所述第一噪聲校正值的符號(hào)；當(dāng)所述第一噪聲校正值的符號(hào)為正時(shí)，通過從所述第一噪聲校正值中減去預(yù)定減少值來生成第二噪聲校正值(C1)；當(dāng)所述第一噪聲校正值的符號(hào)為負(fù)時(shí)，通過將預(yù)定增加值與所述第一噪聲校正值相加來生成所述第二噪聲校正值；以及基于所述第二噪聲校正值校正所述成像區(qū)域的像素值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于判定所述第二噪聲校正值的符號(hào)；以及當(dāng)所述第二噪聲校正值的符號(hào)不同于所述第一噪聲校正值的符號(hào)時(shí)，將所述第二噪聲校正值轉(zhuǎn)換為預(yù)定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于將所述成像區(qū)域的像素值與預(yù)定閾值(T)進(jìn)行比較；以及當(dāng)所述成像區(qū)域的像素值大于所述閾值時(shí)，中止對(duì)所述成像區(qū)域的像素值的校正。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于對(duì)所述第二噪聲校正值執(zhí)行有限長(zhǎng)度沖擊響應(yīng)濾波處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于當(dāng)所述第一噪聲校正值處于預(yù)定的正值和預(yù)定的負(fù)值之間時(shí)，將所述第一噪聲校正值轉(zhuǎn)換為第三噪聲校正值(C2)；以及選擇所述第二噪聲校正值和所述第三噪聲校正值中的任一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于對(duì)被基于所述第二噪聲校正值進(jìn)行了校正的像素值執(zhí)行水平低通濾波處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述成像區(qū)域和所述非成像區(qū)域分別包括與多種顏色相對(duì)應(yīng)的多個(gè)像素；以及所述生成第一噪聲校正值包括為所述顏色中的每一種計(jì)算所述第一噪聲校正值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一個(gè)所述的方法，其特征在于所述非成像區(qū)域包括多個(gè)第一像素；以及多個(gè)第二像素；并且所述生成第一噪聲校正值包括計(jì)算所述多個(gè)第一像素的像素值的第一平均值；計(jì)算所述多個(gè)第二像素的像素值的第二平均值；以及通過從所述第二平均值中減去所述第一平均值來計(jì)算所述第一噪聲校正值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述生成第一噪聲校正值還包括選擇所述第一平均值和預(yù)定平均值中的任一個(gè)；以及通過從所述第二平均值中減去所述預(yù)定平均值來計(jì)算所述第一噪聲校正值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述多個(gè)第一像素分別具有各自的第一像素值(SD1)；并且所述計(jì)算第一平均值包括判定所述多個(gè)第一像素中的每一個(gè)的第一像素值是否包括在預(yù)定范圍內(nèi)；將所述多個(gè)第一像素分成一系列預(yù)定數(shù)目的像素，并且計(jì)算所述多個(gè)第一像素中每預(yù)定數(shù)目個(gè)像素的像素值的試驗(yàn)平均值(TAVE)；每當(dāng)計(jì)算出所述試驗(yàn)平均值時(shí)，就更新所述試驗(yàn)平均值；當(dāng)所述第一像素值包括在所述預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，選擇所述第一像素值；當(dāng)所述第一像素值不包括在所述預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，選擇所述更新后的試驗(yàn)平均值；以及利用所述更新后的試驗(yàn)平均值設(shè)置所述第一平均值；并且所述計(jì)算試驗(yàn)平均值包括基于所述第一像素值是否包括在所述預(yù)定范圍內(nèi)累加所述第一像素值或所述更新后的試驗(yàn)平均值。
11.一種圖像處理電路(20)，用于連接到包括成像區(qū)域(13)和非成像區(qū)域(14)的固態(tài)成像器件(10)，所述成像區(qū)域和所述非成像區(qū)域分別包括具有預(yù)定像素值的像素，所述圖像處理電路的特征在于檢測(cè)處理電路(30)，其被連接到所述固態(tài)成像器件，用于基于所述非成像區(qū)域的像素值生成第一噪聲校正值(C)；校正處理電路(40)，其被連接到所述固態(tài)成像器件和所述檢測(cè)處理電路，用于接收所述第一噪聲校正值，并且用于校正所述成像區(qū)域的像素值，其中所述校正處理電路包括偏移處理器(41)，其被連接到所述檢測(cè)處理電路，用于判定所述第一噪聲校正值的符號(hào)，用于當(dāng)所述第一噪聲校正值的符號(hào)為正時(shí)通過從所述第一噪聲校正值中減去預(yù)定減少值來生成第二噪聲校正值(C1)，并且用于當(dāng)所述第一噪聲校正值的符號(hào)為負(fù)時(shí)通過將預(yù)定增加值與所述第一噪聲校正值相加來生成所述第二噪聲校正值；以及計(jì)算器(44)，其被連接到所述固態(tài)成像器件和所述偏移處理器，用于基于所述第二噪聲校正值校正所述成像區(qū)域的像素值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像處理電路，其特征在于所述偏移處理器判定所述第二噪聲校正值的符號(hào)，并且當(dāng)所述第二噪聲校正值的符號(hào)不同于所述第一噪聲校正值的符號(hào)時(shí)，將所述第二噪聲校正值轉(zhuǎn)換為預(yù)定值。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像處理電路，其特征在于所述校正處理電路還包括比較器(45)，其被連接到所述固態(tài)成像器件，用于將所述成像區(qū)域的像素值與預(yù)定閾值(T)進(jìn)行比較；以及第一選擇電路(SEL4)，其被連接到所述固態(tài)成像器件、所述計(jì)算器和所述比較器，用于當(dāng)所述成像區(qū)域的像素值大于所述閾值時(shí)選擇所述成像區(qū)域的像素值，并且用于當(dāng)所述成像區(qū)域的像素值小于所述閾值時(shí)選擇經(jīng)所述計(jì)算器校正的像素值。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像處理電路，其特征在于所述校正處理電路還包括有限長(zhǎng)度沖擊響應(yīng)濾波處理器(43)，其被連接到所述偏移處理器和所述計(jì)算器，用于對(duì)所述第二噪聲校正值執(zhí)行所述有限長(zhǎng)度沖擊響應(yīng)濾波處理。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像處理電路，其特征在于所述校正處理電路還包括核化降噪處理器(42)，其被連接到所述檢測(cè)處理電路，用于當(dāng)所述第一噪聲校正值處于預(yù)定的正值和預(yù)定的負(fù)值之間時(shí)將所述第一噪聲校正值轉(zhuǎn)換為第三噪聲校正值(C2)；以及第二選擇電路(SEL3)，其被連接到所述偏移處理器、所述核化降噪處理器和所述計(jì)算器，用于將所述第二噪聲校正值和所述第三噪聲校正值中的任一個(gè)提供給所述計(jì)算器。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像處理電路，其特征在于所述校正處理電路還包括水平低通濾波處理器(46)，其被連接到所述計(jì)算器，用于對(duì)基于所述第二噪聲校正值校正的像素值執(zhí)行水平低通濾波處理。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像處理電路，其特征在于所述成像區(qū)域和所述非成像區(qū)域分別包括與多種顏色相對(duì)應(yīng)的多個(gè)像素；以及所述檢測(cè)處理電路為所述顏色中的每一種計(jì)算所述第一噪聲校正值。
18.根據(jù)權(quán)利要求11到17中的任一個(gè)所述的圖像處理電路，其特征在于所述非成像區(qū)域包括多個(gè)第一像素；以及多個(gè)第二像素；并且所述檢測(cè)處理電路包括第一計(jì)算器(34)，其被連接到所述固態(tài)成像器件，用于計(jì)算所述多個(gè)第一像素的像素值的第一平均值(AVE)；以及第二計(jì)算器(32)，其被連接到所述固態(tài)成像器件和所述第一計(jì)算器，用于計(jì)算所述多個(gè)第二像素的像素值的第二平均值，并且用于通過從所述第二平均值中減去所述第一平均值來生成所述第一噪聲校正值。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的圖像處理電路，其特征在于所述檢測(cè)處理電路還包括寄存器(R1)，用于存儲(chǔ)預(yù)定平均值；以及第三選擇電路(SEL2)，其被連接到所述第一計(jì)算器、所述第二計(jì)算器和所述寄存器，用于將所述第一平均值和所述預(yù)定平均值中的任一個(gè)提供給所述第二計(jì)算器。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的圖像處理電路，其特征在于所述多個(gè)第一像素分別具有各自的第一像素值(SD1)；所述多個(gè)第一像素被分成一系列預(yù)定數(shù)目的像素，并且所述第一計(jì)算器為所述多個(gè)第一像素中每預(yù)定數(shù)目個(gè)像素計(jì)算所述像素值的試驗(yàn)平均值(TAVE)，并且每當(dāng)所述試驗(yàn)平均值被計(jì)算時(shí)更新所述試驗(yàn)平均值；并且所述檢測(cè)處理電路還包括判定器(31)，其被連接到所述固態(tài)成像器件，用于判定所述多個(gè)第一像素中的每個(gè)像素的第一像素值是否包括在預(yù)定范圍內(nèi)；存儲(chǔ)器(36)，其被連接到所述第一計(jì)算器，用于存儲(chǔ)由所述第一計(jì)算器更新的所述試驗(yàn)平均值；以及第四選擇電路(SEL4)，其被連接到所述固態(tài)成像器件、所述判定器、所述存儲(chǔ)器和所述第一計(jì)算器，用于當(dāng)所述第一像素值包括在所述預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)將所述第一像素值提供給所述第一計(jì)算器，并且用于當(dāng)所述第一像素值不包括在所述預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的所述試驗(yàn)平均值提供給所述第一計(jì)算器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于抑制在輸出圖像數(shù)據(jù)中生成不自然的垂直條紋的方法和電路。檢測(cè)處理電路基于來自O(shè)B區(qū)域的第一和第二噪聲檢測(cè)信號(hào)生成第一噪聲校正值。校正處理電路對(duì)第一噪聲校正值執(zhí)行偏移處理以生成第二噪聲校正值，并且對(duì)第二噪聲校正值執(zhí)行FIR濾波處理以生成噪聲校正信號(hào)NC。然后，校正處理電路使用噪聲校正信號(hào)校正來自有效圖像區(qū)域的有效圖像信號(hào)，并對(duì)校正后的有效圖像信號(hào)執(zhí)行水平LPF處理以生成輸出圖像數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04N5/378GK101064770SQ20061014997
公開日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2006年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
發(fā)明者岡田一彥 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社