[发明专利]降低图像色彩噪声的方法和装置

说明书

技术领域

本发明一般涉及图像处理方法和图像处理装置，且更具体地涉及一种用于降低由图像传感器捕获的图像色彩噪声(image color noise)的方法和装置。

背景技术

通常，数字照相机或便携式摄像机使用诸如电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)等之类的图像传感器，而不是使用胶卷。根据一个像素上所聚焦的色彩的数量，CCD分为多CCD和单CCD。与单CCD相比，多CCD可以为每个像素提供更精确的亮度以及与原色更精确的匹配。然而，根据使用的色彩格式，多CCD使用至少三倍于单CCD中使用的传感器的传感器来检测每个色彩分量，因此硬件结构变得复杂并且硬件尺寸增大。为此，单CCD而不是多CCD占主导使用地位。

在单CCD的情况下，每个像素仅仅存储RGB色彩通道的一种色彩信息。因此，为了获得关于图像的完整信息，应当从与像素相邻的像素信息中内插未存储在该像素中的其它色彩通道的色彩信息。然而，当在内插处理期间内插了不必要的信息时，图像中会产生噪声或伪像(artifact)，这对眼睛来说非常不舒服。

因此，为了降低噪声，在图像处理领域中已经进行了研究。噪声降低算法可分为使用复原机制的方法、使用过滤机制的方法等。由于复原机制依靠对噪声的精确建模，所以获得极好的结果，但是硬件负担增加。因此，已主要使用一种使用例如局部线性最小均方误差(LLMMSE)等的局部概率特性的方法。已经主要使用了一种相对简单的近似LLMMSE的双边滤波器等。下列公式(1)是一种通用类型的LLMMSE：

公式(1)

out[r][c]=mean[r][c]+var(in[r][c])var_noise+var(in[r][c])(in[r][c]-mean[r][c])]]>

其中，mean[r][c]表示(r，c)点的平均值，var(in[r][c])表示r、c点的方差，以及var_noise表示噪声方差。在公式(1)中，当噪声方差(var_noise)比信号的方差(var(in[r][c])相对较大时，var(in[r][c])/(var_noise+var(in[r][c])近似为“0”，并且相应地输出out[r][c]近似该平均值，因此，降低了噪声。另一方面，当如边缘区域中的信号的方差大于噪声的方差时，var(in[r][c])/(var_noise+var(in[r][c]))近似为“1”，并且相应地输出(out[r][c])近似[r][c]中的初始信号，因此，较少地降低了噪声。

其它色彩噪声降低滤波器的示例可以包括均值滤波器(MF)、矢量中值滤波器(VMF)、矢量方向滤波器(VDF)等。

图1是图示根据现有技术的MF、VMF和VDF的示例的图。MF依靠一种获得局部区域中的像素值的平均值的方法。在图1中，针对具有不同方向和相位的三个像素的MF结果是

然而，因为MF是低通滤波器(LPF)，因此除了噪声以外，也减少了图像所需的高频分量，例如边缘，从而减少了图像的细节。