圖像處理設(shè)備的制造方法
【專利摘要】該圖像處理設(shè)備以如下裝置來配置：針對成像元件以預定的成像周期循環(huán)性地對物體成像的有效像素區(qū)域中的每個像素，計算從成像元件輸出的當前成像周期的像素信號與緊接的之前成像周期的像素信號之間的差值的裝置；利用整個有效像素區(qū)域作為范圍來檢測物體的運動的裝置；將有效像素區(qū)域中的每個像素順序地設(shè)置為感興趣像素的裝置；利用包括順序設(shè)置的感興趣像素的局部像素區(qū)作為范圍來檢測物體的運動的裝置；基于兩個檢測結(jié)果來確定當前成像周期的像素信號與緊接的之前成像周期的像素信號的混合比例的裝置；以及針對每個感興趣像素，基于確定的混合比例來校正當前成像周期的像素信號的裝置。
【專利說明】
圖像處理設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及通過處理從成像元件輸出的信號來產(chǎn)生圖像的圖像處理設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]通過處理從成像元件輸出的信號來產(chǎn)生圖像的圖像處理設(shè)備是已知的。這種圖像處理設(shè)備的一種已知的示例抑制了處于運動的物體的殘像，同時還降低了圖像中的噪聲。例如，在JP 2000-209507A(在下文中，被稱作為“專利文獻I”)中記載了這種類型的圖像處理設(shè)備的具體配置。
[0003]記載在專利文獻I中的圖像處理設(shè)備包括循環(huán)噪聲降低電路。記載在專利文獻I中的循環(huán)噪聲降低電路利用減法器來獲得從成像元件輸出的當前圖像信號與更早一個幀或者更早一個場的圖像信號之間的差，利用乘法器來將該差值乘以反饋系數(shù)，并且利用加法器來將乘法的結(jié)果與當前圖像信號相加，因而降低圖像信號中的噪聲成分。循環(huán)噪聲降低電路還根據(jù)來自減法器的差值來控制每個像素的反饋系數(shù)。如果來自減法器的差值較大，則通過減小反饋系數(shù)來降低殘像，如果該差值較小，則通過增加反饋系數(shù)來降低噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]然而，利用記載在專利文獻I中的配置，不可能充分地將物體運動成分與隨機噪聲分開，且因此不可能充分地抑制處于運動的物體的殘像。
[0005]本發(fā)明是鑒于上述情況來實現(xiàn)的，并且本發(fā)明的目標是提供適用于抑制處于運動的物體的殘像，同時降低圖像中的噪聲的圖像處理設(shè)備。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的圖像處理設(shè)備包括:差值計算裝置，其用于針對成像元件以預定的成像周期循環(huán)性地對物體成像的有效像素區(qū)域中的每個像素，計算由成像元件輸出的當前成像周期的像素信號與更早一個成像周期的像素信號之間的差值;第一運動檢測裝置，其用于利用整個有效像素區(qū)域作為范圍來檢測物體的運動;感興趣像素設(shè)置裝置，其用于將有效像素區(qū)域中的每個像素依次地設(shè)置為感興趣像素;第二運動檢測裝置，用于利用包括依次設(shè)置的感興趣像素的局部像素區(qū)作為范圍來檢測物體的運動;混合比例確定裝置，其用于針對每個感興趣像素，基于第一運動檢測裝置的檢測結(jié)果和第二運動檢測裝置的檢測結(jié)果，來確定當前成像周期的像素信號與更早一個成像周期的像素信號的混合比例；以及像素信號校正裝置，其用于針對每個感興趣像素，基于通過混合比例確定裝置所確定的混合比例來校正當前成像周期的像素信號。
[0007]此外，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的圖像處理設(shè)備包括:差值計算裝置，其用于針對成像元件以預定的成像周期循環(huán)性地對物體成像的有效像素區(qū)域中的每個像素，計算由成像元件輸出的當前成像周期的像素信號與更早一個成像周期的像素信號之間的差值;第一計數(shù)裝置，其用于對在有效像素區(qū)域中差值滿足第一條件的像素的數(shù)目進行計數(shù)，并且將計數(shù)的像素數(shù)目設(shè)置為第一計數(shù)值;感興趣像素設(shè)置裝置，其用于將有效像素區(qū)域中的每個像素依次地設(shè)置為感興趣像素;第二計數(shù)裝置，其用于對在由依次設(shè)置的感興趣像素和在感興趣像素周圍的周圍像素組成的像素組中的差值滿足第二條件的像素的數(shù)目進行計數(shù)，并且將計數(shù)的像素數(shù)目設(shè)置為第二計數(shù)值;混合比例確定裝置，其用于針對每個感興趣像素，基于感興趣像素所屬的像素組中的第二計數(shù)值以及第一計數(shù)值，來確定當前成像周期的像素信號和更早一個成像周期的像素信號的混合比例；以及像素信號校正裝置，其用于針對每個感興趣像素，基于由混合比例確定裝置所確定的混合比例來校正當前成像周期的像素信號。
[0008]混合比例確定裝置可以配置成將第一計數(shù)值轉(zhuǎn)換成第一值，并且將第二計數(shù)值轉(zhuǎn)換成第二值。在這種情況下，混合比例確定裝置基于第一值和第二值的差值來確定當前成像周期的像素信號和更早一個成像周期的像素信號的混合比例。
[0009]此外，第一值的數(shù)值范圍和第二值的數(shù)值范圍可以是相同的。
[0010]此外，例如，第一條件為由差值計算裝置計算出的差值大于第一閾值。此外，例如，第二條件為該差值小于第二閾值。在這種情況下，如果第一計數(shù)值小于或等于固定值，則第一計數(shù)值轉(zhuǎn)換成數(shù)值范圍中的最大值，而第一計數(shù)值大于固定值，則第一計數(shù)值轉(zhuǎn)換成相對最大值較小的值。此外，第二計數(shù)值照第二計數(shù)值的原樣轉(zhuǎn)換。然后，混合比例確定裝置在第一值和第二值之間的差值大于或等于第三閾值的情況下，基于第一值和第二值來確定混合比例，而在第一值和第二值之間的差值小于第三閾值的情況下，基于第一值或者第二值來確定混合比例。
[0011]例如，成像元件的成像周期為一個場周期或者一個幀周期。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，提供了這樣一種圖像處理設(shè)備，其適用于抑制處于運動的物體的殘像，并且還降低了圖像中的噪聲。
【附圖說明】
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明的實施方案的電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的外部圖。
[0014]圖2為根據(jù)本發(fā)明的實施方案的電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的框圖。
[0015]圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的實施方案的包括在處理器中的噪聲降低電路的配置的框圖。
[0016]圖4為示出根據(jù)本發(fā)明的實施方案的包括在噪聲降低電路中的反饋系數(shù)計算單元的工作的流程圖。
[0017]圖5為在概念上示出在整個場中的運動檢測的圖(圖5(a))和在概念上示出局部區(qū)域中的運動檢測的圖(圖5(b))。
[0018]圖6為示出用于在第一計數(shù)值和第一值ml之間轉(zhuǎn)換的函數(shù)的曲線圖(圖6(a))和示出用于在第二計數(shù)值和第二值m2之間轉(zhuǎn)換的函數(shù)的曲線圖(圖6(b))。
【具體實施方式】
[0019]在下文中，將參照附圖來描述本發(fā)明的實施方案。注意的是，在以下描述中，采用電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)作為本發(fā)明的一個實施方案的;^例。
[0020]圖1為本實施方案的電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)I的外部圖。如圖1中所不，本實施方案的電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)I包括電子內(nèi)窺鏡100和處理器200。處理器200為整體地包括信號處理設(shè)備和光源設(shè)備的設(shè)備，所述信號處理設(shè)備處理來自電子內(nèi)窺鏡100的信號，所述光源設(shè)備通過電子內(nèi)窺鏡100來對自然光不能到達的體腔的內(nèi)部照明。在另一個實施方案中，信號處理設(shè)備和光源設(shè)備可以分開地進行配置。
[0021]如圖1中所示，電子內(nèi)窺鏡100包括插入部分柔性管11，其被柔性護套覆蓋。插入部分柔性管11的尖端部分(彎曲部分14)根據(jù)來自與插入部分柔性管11的基端部連接的手操作部分13的遠程操作而彎曲。彎曲機構(gòu)是合并在通常的內(nèi)窺鏡中的已知機構(gòu)，并且結(jié)合手操作部分13的曲率操作旋鈕的旋轉(zhuǎn)操作，使得彎曲部分14利用操作線的拉伸而彎曲。尖端部分12的被硬樹脂套覆蓋的基端部與彎曲部分14的尖端部分連接。尖端部分12的方向根據(jù)利用曲率操作旋鈕的旋轉(zhuǎn)操作所執(zhí)行的彎曲操作而改變，因而移動電子內(nèi)窺鏡100的成像區(qū)域。
[0022]處理器200設(shè)置有連接器部分20，所述連接器部分20具有對應于設(shè)置在電子內(nèi)窺鏡100的基端部上的連接器部分1的連接結(jié)構(gòu)。通過將連接器部分20與連接器部分1機械地連接而將電子內(nèi)窺鏡100和處理器200電連接和光連接。
[0023]圖2為示出本發(fā)明的電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)I的配置的框圖。如圖2中所示，在電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)I中，監(jiān)控器300與處理器200連接。
[0024]如圖2中所示，處理器200具有系統(tǒng)控制器202和時序控制器204。系統(tǒng)控制器202通過執(zhí)行存儲在存儲器222中的各種程序來執(zhí)行整個電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)I的總體控制。系統(tǒng)控制器202還根據(jù)由用戶(操作員或者助理)輸入至操作面板218的指令來改變電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)I的各種設(shè)置。注意的是，操作面板218的配置可以采用各種形式?？稍O(shè)想出的操作面板218的具體配置的示例包括:在處理器200的前表面上實施的特定功能的硬件按鍵或者觸摸面板型的GUI(圖形用戶界面)、以及硬件按鍵和GUI的組合。時序控制器204輸出時鐘脈沖至電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)I中的電路，所述時鐘脈沖用于調(diào)節(jié)部分操作的時序。
[0025]燈208由燈電源啟動器206來啟動，并且此后發(fā)射具有主要從可見光區(qū)域擴展至不可見的紅外光區(qū)域的光譜的光(或者至少包括可見光區(qū)域的光)。例如氙燈、鹵素燈或金屬鹵化物燈的高強度燈適用于作為燈208。由燈208發(fā)射的照射光通過聚光透鏡210來匯聚并且通過光圈212而限制為合適的光量。
[0026]電機214通過傳動機構(gòu)與光圈212機械連接，所述傳動機構(gòu)例如在附圖中未示出的臂或者齒輪。電機214例如為DC電機，并且在驅(qū)動器216的驅(qū)動控制下被驅(qū)動。光圈212通過電機214來致動，以改變光圈的開度，從而將顯示在監(jiān)控器300的顯示屏上的圖像設(shè)置至合適的亮度。根據(jù)光圈212的開度來限制由燈208發(fā)射的光的光量。由操作員根據(jù)在操作面板218上執(zhí)行的強度調(diào)節(jié)操作來設(shè)置被視為合適的參考圖像亮度。注意的是，控制驅(qū)動器216來執(zhí)行強度調(diào)節(jié)的光控制電路是已知的電路，并且將在本說明書中不再描述。
[0027 ]已穿通光圈212的照射光進入LCB (載光束)102的入口端部。經(jīng)由入口端部進入LCB102的照射光通過在LCB 102內(nèi)部反復地經(jīng)受全反射而傳播。在LCB 102內(nèi)部傳播的照射光經(jīng)由布置在電子內(nèi)窺鏡100的尖端部分12內(nèi)部的LCB 102的出口端部離開，并且通過配光透鏡104對物體照明。
[0028]來自物體的返回光穿過物鏡106，并且利用固態(tài)成像元件108的光接收表面上的像素而形成為光學圖像。固態(tài)成像元件108為交錯型的單板彩色CCD(電荷耦合設(shè)備)圖像傳感器，其具有互補的彩色方格的像素布置。固態(tài)成像元件108根據(jù)由光接收表面上的像素所形成的光學圖像的光量，通過累積電荷來產(chǎn)生黃色Ye、藍綠色Cy、綠色G和洋紅Mg的互補彩色信號，并且順序地輸出通過將由在垂直方向上相鄰的兩個像素產(chǎn)生的互補彩色信號相加而獲得的混合信號。在下文中，對應于相應場中水平線上的像素并且通過固態(tài)成像元件108順序輸出的混合信號將被稱作為“成像信號”。注意的是，固態(tài)成像元件108不限制于CCD圖像傳感器，并且可以利用CMOS(互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器或者其它類型的成像設(shè)備。固態(tài)成像元件108還可以為包括原色濾色器(拜耳陣列濾色器)的元件。
[0029]從固態(tài)成像元件108輸出的成像信號通過前置放大器110來進行信號放大，然后通過驅(qū)動器信號處理電路112輸入至信號處理電路220。
[0030]電子內(nèi)窺鏡100包括驅(qū)動器信號處理電路112和存儲器114。驅(qū)動器信號處理電路112存取存儲器114，并且讀出關(guān)于電子內(nèi)窺鏡100的唯一信息。記錄在存儲器114中的關(guān)于電子內(nèi)窺鏡100的唯一信息包括，例如像素計數(shù)、敏感性、可操作的場速率(幀速率)以及固態(tài)成像元件108的模型數(shù)目。從存儲器114讀出的唯一信息通過驅(qū)動器信號處理電路112輸出至系統(tǒng)控制器202。
[0031]系統(tǒng)控制器202通過基于關(guān)于電子內(nèi)窺鏡100的唯一信息來執(zhí)行各種算術(shù)運算而產(chǎn)生控制信號。系統(tǒng)控制器202利用產(chǎn)生的控制信號來控制處理器200中的各種電路的操作和時序，以執(zhí)行適用于當前與處理器200連接的電子內(nèi)窺鏡的處理。
[0032]時序控制器204根據(jù)通過系統(tǒng)控制器202執(zhí)行的時序控制，來將時鐘脈沖供應至驅(qū)動器信號處理電路112和信號處理電路220。根據(jù)從時序控制器204供應的時鐘脈沖，驅(qū)動器信號處理電路112基于與由處理器200處理的圖像的場速率(幀速率)同步的時序來控制固態(tài)成像元件108的驅(qū)動。
[0033]如圖2中所示，信號處理電路220包括:前置階段信號處理電路220A、噪聲降低電路220B以及后置階段信號處理電路220C。
[0034]前置階段信號處理電路220A通過對從驅(qū)動器信號處理電路112接收到的成像信號執(zhí)行預定的信號處理(例如，色彩內(nèi)插和Y/C分離)來產(chǎn)生像素信號(亮度信號Y以及色差信號U和V)，并且將產(chǎn)生的像素信號輸出至噪聲降低電路220B。
[0035 ]圖3為示出噪聲降低電路220B的配置的框圖。如圖3中所示，噪聲降低電路220B包括:第一場存儲器220Ba、反饋系數(shù)計算單元220Bb、乘法電路220Bcl至220Bc3、第二場存儲器220Bd、乘法電路220Bel至220Be3、以及加法電路220ΒΠ至220Bf3。
[0036]第一場存儲器220Ba從前置階段信號處理電路220A接收像素信號(亮度信號Y)。在第一場存儲器220Ba中緩沖了至少一個場的像素信號(有效像素區(qū)域中的像素信號)。
[0037]反饋系數(shù)計算單元220Bb從前置階段信號處理電路220A順序地接收當前場的像素信號(亮度信號Y)，并且同時從第一場存儲器220Ba順序地接收更早一個場中對應于這些像素信號的像素信號(亮度信號Y)。這里，在同一線上和具有相同地址的像素的像素信號將被稱作為“相應的像素信號”。例如，更早一個場中對應于在奇數(shù)編號場的第二水平線上首先輸出的像素信號的像素信號為緊接的之前的偶數(shù)編號場的第二水平線上首先輸出的像素信號。
[0038]反饋系數(shù)計算單元22(Bb的操作描述
[0039]圖4為示出反饋系數(shù)計算單元220Bb的操作的流程圖。
[0040]圖4中的SII (亮度差值的計算)
[0041]如圖4中所示，在處理步驟Sll中，針對有效像素區(qū)域中的每個像素，計算當前場的像素信號(亮度信號Y)與更早一個場的像素信號(亮度信號Y)之間的差值。在下文中，為了便于描述，在處理步驟Sll中計算出的像素信號(亮度信號Y)的差值將被稱作為“亮度差值”。此外，當前場的像素信號(亮度信號Y、色差信號U和V)將被稱作為“當前場像素信號nfs”，并且更早一個場的像素信號(亮度信號Y、色差信號U和V)將被稱作為“之前場像素信號pfs，，ο
[0042]圖4中的S12(第一計數(shù)值的計算)
[0043]圖5(a)為在概念上示出在整個場中的運動檢測的圖。在處理步驟S12中，執(zhí)行以下處理以執(zhí)行如在圖5(a)中所示的在整個場中的運動檢測。
[0044]處理步驟S12為如下的步驟，其用于對有效像素區(qū)域中的像素之中的，在處理步驟Sll計算出的亮度差值大于第一閾值的像素的數(shù)目進行計數(shù)。具體地，在處理步驟S12中，為了執(zhí)行在整個場中的運動檢測，針對兩個連續(xù)的場，利用整個場作為范圍，對亮度差值大于第一閾值的像素數(shù)目進行計數(shù)。在下文中，為了便于描述，在處理步驟S12中計數(shù)的像素數(shù)目將被稱作為“第一計數(shù)值”。
[0045]圖4中的S13(轉(zhuǎn)換成第一值ml)
[0046]在處理步驟S13中，將在處理步驟S12中計數(shù)的第一計數(shù)值轉(zhuǎn)換成第一值ml。這里，圖6(a)示出在第一計數(shù)值和第一值ml之間轉(zhuǎn)換的函數(shù)的曲線圖表示。在圖6(a)中，垂直軸表示第一值ml，而水平軸表示第一計數(shù)值。第一值ml取從O至9的值。
[0047]如圖6(a)中所示，如果第一計數(shù)值小于或等于固定值C，則第一計數(shù)值轉(zhuǎn)換成固定值(這里，“9”)，如果第一計數(shù)值大于固定值C，則第一計數(shù)值轉(zhuǎn)換成較小的值。更具體地，如果第一計數(shù)值大于固定值C，則第一計數(shù)值轉(zhuǎn)換成相對于“9”較小的值，如果第一計數(shù)值具有最大值(即，如果在有效像素區(qū)域中的全部像素中，亮度差值大于第一閾值)，則第一計數(shù)值轉(zhuǎn)換成“O”。
[0048]作為趨勢，如果在整個場中存在很多物體運動的區(qū)域(如果存在很多亮度差值大于第一閾值的像素)，則第一值ml采用小的值，而如果在整個場中存在很少物體運動的區(qū)域(如果存在很少亮度差值大于第一閾值的像素)，則第一值ml采用大的值。更簡明地，在整個場為檢測范圍的情況下，如果物體移動，則第一值ml采用小的值，如果物體不移動，則第一值ml采用大的值。
[0049]圖4中的S14(感興趣像素的設(shè)置)
[0050]在處理步驟S14中，在有效像素區(qū)域中的一個像素被設(shè)置為感興趣像素。
[0051]圖4中的S15(局部區(qū)域(像素組)的設(shè)置)
[0052]處理步驟S15為用于設(shè)置由在處理步驟S14中設(shè)置的感興趣像素和在感興趣像素周圍的周圍像素組成的像素組的步驟。注意的是，在本實施方案中，周圍像素涉及總共八個像素，它們位于相鄰于感興趣像素的上、下、左和右方向以及沿對角線右上方向、沿對角線右下方向、沿對角線左上方向以及沿對角線左下方向。換言之，像素組由布置成3X3矩陣的九個像素組成。
[0053]圖4中的S16(第二計數(shù)值的計算)
[0054]圖5(b)為在概念上示出在局部區(qū)域(由對應于像素組的3X 3個像素組成的區(qū)域)中的運動檢測的圖。在處理步驟S16中，執(zhí)行以下處理以執(zhí)行如在圖5(b)中所示的在局部區(qū)域中的運動檢測。
[0055]處理步驟S16為用于在像素組(I個感興趣像素+8個周圍像素)中，對在處理步驟Sll中計算出的亮度差值小于第二閾值的像素的數(shù)目進行計數(shù)的步驟。具體地，在處理步驟S16中，為了執(zhí)行在局部區(qū)域中的運動檢測，針對兩個連續(xù)的場，利用在處理步驟S15中設(shè)置的像素組作為范圍，對亮度差值小于第二閾值的像素的數(shù)目進行計數(shù)。在下文中，為了便于描述，在處理步驟S16中計數(shù)的像素的數(shù)目將被稱作為“第二計數(shù)值”。
[0056]圖4中的S17(轉(zhuǎn)換成第二值m2)
[0057]在處理步驟S17中，將在處理步驟S16中計數(shù)的第二計數(shù)值轉(zhuǎn)換成第二值m2。這里，圖6(b)示出在第二計數(shù)值和第二值m2之間轉(zhuǎn)換的函數(shù)的曲線圖表示。在圖6(b)中，垂直軸表示第二值m2，而水平軸表示第二計數(shù)值。類似于第一值ml，第二值m2也取從O至9的值。
[0058]如圖6(b)中所示，將第二計數(shù)值轉(zhuǎn)換成亮度差值小于第二閾值(從O至9的值)的像素的數(shù)目。換言之，第二值ml照原樣地采用第二計數(shù)值的值。
[0059]如果在局部區(qū)域中存在很多物體運動的區(qū)域(如果存在很多亮度差值大于第二閾值的像素)，則第二值m2采用小的值，而如果在局部區(qū)域中存在很少物體運動的區(qū)域(如果存在很少亮度差值大于第二閾值的像素)，則第二值m2采用大的值。更簡明地，在局部區(qū)域為檢測范圍的情況下，如果物體移動，則第二值m2采用小的值，如果物體不移動，則第二值m2采用大的值。
[0060]圖4中的S18(第一值ml和第二值m2的比較)
[0061]在處理步驟S18中，計算第一值ml和第二值m2之間的差值。接著，確定計算出的差值是否大于或等于第三閾值。
[0062]圖4中的S19(反饋系數(shù)K的計算)
[0063]如果在處理步驟S18中計算出的差值大于或等于第三閾值(S18，是)，則執(zhí)行處理步驟S19。在以下所述的情況I和情況2中，在處理步驟S18中計算出的差值通常大于或等于第三閾值。
[0064]情況I
[0065]情況I為在整個場中存在很多物體運動的區(qū)域，并且在局部區(qū)域中存在很少物體運動的區(qū)域的情況。在情況I中，例如，物體運動的部分廣泛地分布在場中，但是當觀察局部區(qū)域時物體移動不很多，因此盡管檢測出物體在整個場中移動，但也檢測出物體在局部區(qū)域中不移動。
[0066]情況2
[0067]情況2為在整個場中存在很少物體運動的區(qū)域，并且在局部區(qū)域中存在很多物體運動的區(qū)域的情況。在情況2中，例如，當觀察整個場時，物體移動不很多，但是當觀察局部區(qū)域時物體移動，因此，盡管檢測出物體在局部區(qū)域中移動，但也檢測出物體在整個場不移動。
[0068]以這種方式，在處理步驟S18中計算出的差值大于或等于第三閾值的情況下，物體運動檢測的結(jié)果在觀察整個場時和觀察局部區(qū)域時之間是不同的。針對該原因，期望的是，針對屬于局部區(qū)域(像素組)的感興趣像素的像素信號，考慮觀察在整個場中的物體運動的情況和觀察在局部區(qū)域中的物體運動的情況二者。鑒于此，在處理步驟S19中，利用以下表達式來計算要施加至屬于局部區(qū)域(像素組)的感興趣像素的像素信號的反饋系數(shù)K。
[0069]K=[(ml+m2)/2]/9
[0070]圖4中的S20(反饋系數(shù)K的計算)
[0071]如果在處理步驟S18中計算出的差值小于第三閾值(S18:否)，則執(zhí)行處理步驟S20。在以下所述的情況3和情況4中，在處理步驟S18中計算出的差值通常小于第三閾值。
[0072]情況3
[0073]情況3為在整個場中存在很少物體運動的區(qū)域，并且在局部區(qū)域中存在很少物體運動的區(qū)域的情況。在情況3中，例如，當不僅觀察整個場，還觀察局部區(qū)域時，物體移動不很多，因此檢測出物體在任何檢測范圍中不移動。
[0074]情況4
[0075]情況4為在整個場中存在很多物體運動的區(qū)域，并且在局部區(qū)域中也存在很多物體運動的區(qū)域的情況。在情況4中，例如，移動物體廣泛地分布在場中，并且當觀察局部區(qū)域時物體也移動，因此檢測出物體在任何檢測范圍中移動。
[0076]以這種方式，在處理步驟S18中計算出的差值小于第三閾值的情況下，物體運動檢測的結(jié)果在觀察整個場和觀察局部區(qū)域時是相同的。針對該原因，期望的是，針對屬于局部區(qū)域(像素組)的感興趣像素的像素信號，考慮觀察在整個場中的物體運動的情況或者觀察在局部區(qū)域中的物體運動的情況。鑒于此，在處理步驟S20中，利用以下表達式來計算要施加至屬于局部區(qū)域(像素組)的感興趣像素的像素信號的反饋系數(shù)K。
[0077]K=ml/9
[0078]注意的是，在另一個實施方案中，以上表達式可以用以下表達式來代替。
[0079]K=m2/9
[0080]圖4中的S21和S22(未處理的像素確定)
[0081]在處理步驟S21中，確定未計算出要施加的反饋系數(shù)K的像素是否保留在有效像素區(qū)域中。如果未計算出要施加的反饋系數(shù)K的像素保留(S21:是)，則感興趣像素被設(shè)置成下一個像素(例如，在水平線方向相鄰上的像素)(S22)。當設(shè)置了下一個感興趣像素時，該流程返回至處理步驟S15。通過循環(huán)處理步驟S15至S22，針對有效像素區(qū)域中的每個像素順序地計算反饋系數(shù)K。當針對有效像素區(qū)域中的全部像素而已計算出反饋系數(shù)K時(S21:否)，該流程脫離循環(huán)并且結(jié)束。
[0082]在反饋系數(shù)計算單元220Bb中計算出的反饋系數(shù)K被輸入至乘法電路220Bcl至220Bc3 和乘法電路 220Bel 至 220Be3。
[0083]乘法電路220Bcl至220Bc3從前置階段信號處理電路220A分別接收當前場的像素信號nfs(亮度信號Y)、當前場的像素信號nfs(色差信號U)、以及當前場的像素信號nfs(色差信號V)。輸入至乘法電路220Bcl至220Bc3的當前場的像素信號nfs(亮度信號Y)、當前場的像素信號nfs(色差信號U)、以及當前場的像素信號nfs(色差信號V)分別乘以值(1-反饋系數(shù)K)。在下文中，為了便于描述，通過乘法電路220Bcl至220Bc3獲得的相乘值分別被稱作為“相乘值(亮度信號Y) [nfs X (1-K)]”、“相乘值(色差信號U) [nfs X (1-K)]”以及“相乘值(色差信號 V)[nfsX(l-K)]”。
[0084]相乘值(亮度信號Y)[nfs X(1-K)]、相乘值(色差信號U) [nfs X(1-K)]以及相乘值(色差信號V) [nfs X (1-K)]分別被輸入至加法電路220Bf I至220Bf3。
[0085]第二場存儲器220Bd接收從加法電路220ΒΠ至220Bf3輸出的校正的圖像信號(亮度信號Y以及色差信號U和V)。注意的是，校正的圖像信號為經(jīng)歷噪聲降低的圖像信號，并且隨后將詳細地描述。在第二場存儲器220Bd中緩沖至少一個場的像素信號(有效像素區(qū)域中的像素信號)。
[0086]乘法電路220Bel至220Be3從第二場存儲器220Bd分別接收之前場的像素信號pfs(校正的亮度信號Y)、之前場的像素信號PfS(校正的色差信號U)以及之前場的像素信號Pfs(校正的色差信號￥)。輸入至乘法電路220861至22(?63的之前場的像素信號？€8(校正的亮度信號Y)、之前場的像素信號Pfs(校正的色差信號U)以及之前場的像素信號pfs(校正的色差信號V)分別乘以反饋系數(shù)K。在下文中，為了便于描述，通過乘法電路220Bel至220Be3獲得的相乘值分別被稱作為“相乘值(亮度信號Y)[pfsXK]”、“相乘值(色差信號U)[pfsXK]”以及“相乘值(色差信號V)[pfsXK]”。
[0087]相乘值(亮度信號Y)[pfs XK]、相乘值(色差信號U) [pfs XK]以及相乘值(色差信號￥)[?€8\1(]分別被輸入至加法電路22(?€1至22(?€3。
[0088]加法電路22080將從乘法電路22(?(31接收的相乘值(亮度信號￥)[11&\(1-10]和從乘法電路220Bel接收的相乘值(亮度信號Y)[pfsXK]相加，并且將結(jié)果輸出至后置階段信號處理電路220(:。加法電路22(?€2將從乘法電路22(?02接收的相乘值(色差信號1])[11&X (1-K)]和從乘法電路220Be2接收的相乘值(色差信號U) [pfs XK]相加，并且將結(jié)果輸出至后置階段信號處理電路220C。加法電路220Bf3將從乘法電路220Bc3接收的相乘值(色差信號V) [nfs X (1-K)]和從乘法電路220Be3接收的相乘值(色差信號V)[pfs XK]相加，并且將結(jié)果輸出至后置階段信號處理電路220C。
[0089]換言之，加法電路Bfl至Bf3通過利用以下所示的表達式以混合當前場的像素信號nfs和之前場的像素信號pfs，從而校正當前場的像素信號nfs。如以下表達式所示，當前場的像素信號nfs和之前場的像素信號pfs的混合比例根據(jù)反饋系數(shù)K來確定。當物體移動較多時，反饋系數(shù)K采用較小的值，當物體移動較少時，反饋系數(shù)K采用較大的值。反饋系數(shù)K越接近0，當前場的像素信號nfs的比例變得越高，且因此在相應像素中，噪聲降低效果減小，但是殘像被抑制。此外，反饋系數(shù)K越接近1，之前場的像素信號pfs的比例變得越高，且因此在相應像素中，噪聲降低效果增大。
[°09°]校正的當前場的像素信號nfs’ =[nfsX (l-K)] + [pfsXK]
[0091]后置階段信號處理電路220C將從加法電路220ΒΠ至220Bf3接收的校正的當前場的像素信號nfs’(亮度信號Y以及色差信號U和V)轉(zhuǎn)換成符合預定標準的視頻信號，并且將轉(zhuǎn)換的視頻信號輸出至監(jiān)控器300，所述預定標準例如NTSC(國家電視系統(tǒng)委員會)或者PAL(逐行倒相)。視頻信號順序地輸入至監(jiān)控器300，且因而物體的彩色圖像顯示在監(jiān)控器300的顯示屏上。
[0092]以這種方式，根據(jù)本實施方案，考慮在整個場中物體運動檢測的結(jié)果和在局部區(qū)域中物體運動檢測的結(jié)果二者來計算針對每個像素的反饋系數(shù)K，因而抑制了處于運動的物體的殘像，同時還降低了圖像中的噪聲。
[0093]之前的描述是本發(fā)明的說明性實施方案的描述。本發(fā)明的實施方案不限制于之前的描述，并且在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思的范圍內(nèi)可以進行各種修改。例如，本申請的實施方案還包括在本說明書中明確指定的實施方案等以及顯而易見的實施方案等的適當組合。
[0094]盡管在以上實施例中，固態(tài)成像元件108的成像周期為場周期，但是在另一個實施例中，其可以為幀周期。
【主權(quán)項】
1.一種圖像處理設(shè)備，其包括； 差值計算裝置，其用于針對成像元件以預定的成像周期循環(huán)性地對物體成像的有效像素區(qū)域中的每個像素，計算由成像元件輸出的當前成像周期的像素信號與更早一個成像周期的像素信號之間的差值； 第一運動檢測裝置，其用于利用整個有效像素區(qū)域作為范圍來檢測物體的運動； 感興趣像素設(shè)置裝置，其用于將有效像素區(qū)域中的每個像素依次地設(shè)置為感興趣像素； 第二運動檢測裝置，用于利用包括依次設(shè)置的感興趣像素的局部像素區(qū)作為范圍來檢測物體的運動； 混合比例確定裝置，其用于針對每個感興趣像素，基于第一運動檢測裝置的檢測結(jié)果和第二運動檢測裝置的檢測結(jié)果，來確定當前成像周期的像素信號與更早一個成像周期的像素信號的混合比例；以及 像素信號校正裝置，其用于針對每個感興趣像素，基于通過混合比例確定裝置所確定的混合比例來校正當前成像周期的像素信號。2.—種圖像處理設(shè)備，包括； 差值計算裝置，其用于針對成像元件以預定的成像周期循環(huán)性地對物體成像的有效像素區(qū)域中的每個像素，計算由成像元件輸出的當前成像周期的像素信號與更早一個成像周期的像素信號之間的差值； 第一計數(shù)裝置，其用于對在有效像素區(qū)域中差值滿足第一條件的像素的數(shù)目進行計數(shù)，并且將計數(shù)的像素數(shù)目設(shè)置為第一計數(shù)值； 感興趣像素設(shè)置裝置，其用于將有效像素區(qū)域中的每個像素依次地設(shè)置為感興趣像素； 第二計數(shù)裝置，其用于對在由依次設(shè)置的感興趣像素和在感興趣像素周圍的周圍像素組成的像素組中的差值滿足第二條件的像素的數(shù)目進行計數(shù)，并且將計數(shù)的像素數(shù)目設(shè)置為第二計數(shù)值； 混合比例確定裝置，其用于針對每個感興趣像素，基于感興趣像素所屬的像素組中的第二計數(shù)值以及第一計數(shù)值，來確定當前成像周期的像素信號和更早一個成像周期的像素信號的混合比例；以及 像素信號校正裝置，其用于針對每個感興趣像素，基于由混合比例確定裝置所確定的混合比例來校正當前成像周期的像素信號。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理設(shè)備， 其中，混合比例確定裝置: 將第一計數(shù)值轉(zhuǎn)換成第一值， 將第二計數(shù)值轉(zhuǎn)換成第二值，以及 基于第一值和第二值之間的差值來確定當前成像周期的像素信號和更早一個成像周期的像素信號的混合比例。4.根據(jù)權(quán)利按要求3所述的圖像處理設(shè)備，其中，第一值的數(shù)值范圍和第二值的數(shù)值范圍是相同的。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像處理設(shè)備， 其中，第一條件為差值大于第一閾值， 第二條件為差值小于第二閾值， 如果第一計數(shù)值小于或等于固定值，則第一計數(shù)值轉(zhuǎn)換成數(shù)值范圍中的最大值，而第一計數(shù)值大于固定值，則第一計數(shù)值轉(zhuǎn)換成相對最大值較小的值， 第二計數(shù)值照原樣轉(zhuǎn)換為第二計數(shù)值，以及 混合比例確定裝置: 在第一值和第二值之間的差值大于或等于第三閾值的情況下，基于第一值和第二值來確定混合比例，以及 在第一值和第二值之間的差值小于第三閾值的情況下，基于第一值或者第二值來確定混合比例。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的圖像處理設(shè)備，其中，成像周期為一個場周期或者一個幀周期。
【文檔編號】H04N5/357GK105830433SQ201580003142
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年3月26日
【發(fā)明人】橫內(nèi)文香
【申請人】Hoya株式會社