去噪聲方法以及影像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明所公開的實(shí)施例涉及影像處理，特別涉及一種去噪聲方法以及相關(guān)影像系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在實(shí)時(shí)數(shù)字影像處理中，去噪聲（de-noising)的方法主要可以分為兩類。第一類 是在空間域（spatialdomain)進(jìn)行的去噪聲方法，像是高斯濾波（Gaussianfiltering)、中 值濾波（medianfiltering)、雙邊濾波（bilateralfiltering)以及效果非常好的非局部均 值（non-localmeans,NLM)濾波，然該等空間域去噪聲方法往往需要耗費(fèi)龐大的計(jì)算量，以 達(dá)到較佳預(yù)期效果。且難免會(huì)造成影像模糊以及細(xì)節(jié)損失的副作用。
[0003] 第二類是在時(shí)間域（timedomain)進(jìn)行的去噪聲方法，即同時(shí)考慮前一個(gè)圖幀 (frame)和目前的圖幀，進(jìn)行一個(gè)適當(dāng)?shù)募訖?quán)平均以達(dá)到去噪聲的效果。相較于第一類去噪 聲作法，最大的優(yōu)點(diǎn)是幾乎不會(huì)造成影像的模糊或是細(xì)節(jié)的損失，但是該等時(shí)間域去噪聲 方法容易導(dǎo)致殘影的增生，又或是影像不自然的現(xiàn)象。為了盡量減少此副作用往往需要非 常復(fù)雜的運(yùn)算。
[0004] 為了改善空間域和時(shí)間域的去噪聲方法的問題，實(shí)際中亦可以融合此兩種作法， 但同時(shí)利用時(shí)間域和空間域的濾波方法往往會(huì)遇到三個(gè)主要的問題：第一是嚴(yán)重的殘影； 第二是圖像清晰度下降；第三是當(dāng)噪聲較大的時(shí)候，特別是影像擷取裝置在低光源環(huán)境，或 是畫面的周圍受到透鏡陰影（lensshading)的影響時(shí)，去噪聲的效果就會(huì)下降。
[0005] 因此本領(lǐng)域亟需一種低復(fù)雜度且高效率的去噪聲方法，來改善上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，公開一種去噪聲方法以及相關(guān)影像系統(tǒng)以解決上述問題。
[0007] 依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，提出一種去噪聲方法，包含有：接收一目前圖幀中的一 像素；依據(jù)對(duì)應(yīng)該像素的一特定信息來計(jì)算一去噪聲系數(shù)；以及依據(jù)該去噪聲系數(shù)來調(diào)配 該目前圖幀的該像素的一權(quán)重和一先前圖幀的至少一像素的一權(quán)重，以產(chǎn)生一輸出像素， 其中該先前圖幀的該至少一像素包含一相對(duì)位置像素（co-locatedpixel)。
[0008] 依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，提出一種影像系統(tǒng)，包含有：一鏡頭模塊，用來擷取一 影像信息；一影像信號(hào)處理器，耦接至該鏡頭模塊，用來將該影像信息轉(zhuǎn)換為一圖幀；以及 一去噪聲單元，耦接至該影像信號(hào)處理器，用來基于權(quán)利要求1項(xiàng)中所述的方法來將該圖 幀中的一像素輸出為一輸出像素。
[0009] 依據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，提出一種影像系統(tǒng)，包含有：一鏡頭模塊，用來擷取一 影像信息；一影像信號(hào)處理器，耦接至該鏡頭模塊，用來將該影像信息轉(zhuǎn)換為一圖幀；一亮 度調(diào)整單元，耦接于該影像信號(hào)處理器以及該鏡頭模塊之間，用來依據(jù)一自動(dòng)曝光信息來 產(chǎn)生一曝光控制信號(hào)至該鏡頭模塊以及產(chǎn)生一圖幀率信息至一去噪聲單元；以及該去噪聲 單元，用來基于權(quán)利要求12項(xiàng)中所述的方法來依據(jù)該圖幀率信息，來將該圖幀中的一像素 輸出為一輸出像素。
[0010] 依據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例，提出一種影像系統(tǒng)，包含有：一鏡頭模塊，用來擷取一 影像信息；一影像信號(hào)處理器，耦接至該鏡頭模塊，用來將該影像信息轉(zhuǎn)換為一圖幀；一亮 度調(diào)整單元，耦接于該影像信號(hào)處理器以及該鏡頭模塊之間，用來依據(jù)一自動(dòng)曝光信息來 產(chǎn)生一曝光控制信號(hào)至該鏡頭模塊以及產(chǎn)生一圖幀率信息至一去噪聲單元；以及該去噪聲 單元，用來至少依據(jù)該圖幀率信息以及該圖幀中的一像素，進(jìn)行一空間域去噪聲和一時(shí)間 域去噪聲，以產(chǎn)生一輸出像素。
[0011] 本發(fā)明的精神在于利用自適應(yīng)性的方法來動(dòng)態(tài)地決定時(shí)間域的去噪聲比重，并另 外加上空間域的去噪聲以達(dá)到實(shí)時(shí)的三維去噪聲方法。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明實(shí)時(shí)自適應(yīng)性三維動(dòng)態(tài)去噪聲方法的簡(jiǎn)化示意圖。
[0013] 圖2為一函數(shù)的實(shí)施例的示意圖。
[0014] 圖3為本發(fā)明實(shí)時(shí)自適應(yīng)性三維動(dòng)態(tài)去噪聲方法的第一實(shí)施例的流程圖。
[0015] 圖4為本發(fā)明中殼度與韋伯臨界值的關(guān)系圖。
[0016] 圖5為本發(fā)明中移動(dòng)強(qiáng)度與前置去噪聲系數(shù)的關(guān)系圖。
[0017] 圖6為本發(fā)明中離圖幀中心點(diǎn)的距離與調(diào)整參數(shù)的一實(shí)施例的關(guān)系圖。
[0018] 圖7為本發(fā)明中離圖幀中心點(diǎn)的距離與調(diào)整參數(shù)的另一實(shí)施例的關(guān)系圖。
[0019] 圖8為本發(fā)明實(shí)時(shí)自適應(yīng)性三維動(dòng)態(tài)去噪聲方法的第二實(shí)施例的流程圖。
[0020] 圖9為本發(fā)明一影像系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖。
[0021] 附圖標(biāo)記說明：
[0022] 300 ~312 步驟
[0023] 800 ~812 步驟
[0024] 900 影像系統(tǒng)
[0025] 902 鏡頭
[0026] 904 傳感器
[0027] 906 影像信號(hào)處理器
[0028] 908 去噪聲單元
[0029] 910 亮度調(diào)整單元
【具體實(shí)施方式】
[0030] 在說明書及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。所屬領(lǐng)域中技術(shù)人 員應(yīng)可理解，制造商可能會(huì)用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及權(quán)利要求并不以 名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通 篇說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的「包含」是為一開放式的用語，故應(yīng)解釋成「包含但不限 定于」。另外，「耦接」一詞在此是包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述 一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或通過 其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
[0031] 一般來說，為了得到較好的去噪聲效果，首先要分析噪聲的特性。常見的靜態(tài)影像 噪聲有兩種，即椒鹽噪聲（saltandpeppernoise)和高斯噪聲。然而對(duì)于一般的影像擷 取裝置來說，由于所拍攝的影像是動(dòng)態(tài)的，每一個(gè)圖幀的噪聲可能都不盡相同。就視覺上來 說，每一個(gè)點(diǎn)的噪聲都是不斷的閃爍跳動(dòng)，亦即整個(gè)畫面中充滿著閃爍的噪聲，這種情況如 果用空間域的處理效果就會(huì)不盡理想，較適合用時(shí)間域的濾波，或是利用時(shí)間域加上空間 域的方式來處理。
[0032] 本發(fā)明的精神在于利用自適應(yīng)性的方法來動(dòng)態(tài)地決定時(shí)間域的去噪聲比重，并另 外加上空間域的去噪聲以達(dá)到實(shí)時(shí)的三維去噪聲方法。在三維去噪聲方法中，如何調(diào)配時(shí) 間域去噪聲的強(qiáng)度（效果）會(huì)直接的影響使用者感受。本發(fā)明適用于所有的相機(jī)模塊以 及拍攝環(huán)境，例如在低光源環(huán)境下，可以發(fā)現(xiàn)所擷取到的兩個(gè)不同時(shí)間點(diǎn)的圖幀，畫面中不 僅充滿靜態(tài)的噪聲，亦包含了動(dòng)態(tài)閃爍跳動(dòng)的噪聲。因此，通過本發(fā)明可以在盡量不損失 畫面細(xì)節(jié)的情況下，減少動(dòng)態(tài)跳動(dòng)的噪聲以提升視覺感受。除此之外，本發(fā)明的計(jì)算成本非 常低，可應(yīng)用在各種不同的實(shí)現(xiàn)方式，例如硬件（例如晶片）、軟件（例如驅(qū)動(dòng)程序、應(yīng)用程 序）或是固件或是其中一部分或是全部的組合。
[0033] 圖1為本發(fā)明實(shí)時(shí)自適應(yīng)性三維動(dòng)態(tài)去噪聲方法的簡(jiǎn)化示意圖。方程式（1)是本 發(fā)明的基本想法，依據(jù)一目前圖