照相機彩色噪聲降低的方法和電路的製作方法

2023-09-23 17:18:35 4

專利名稱：照相機彩色噪聲降低的方法和電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於在具有基色信號的數字圖像中降低彩色噪聲的方法。另一方面，本發明涉及一種用於處理具有基色信號的例如來自照相機的數字圖像的圖像彩色噪聲降低電路。
背景技術：
日本專利公開文獻JP-A-2001-197508描述了一種電子照相機，其中噪聲得到抑制。為此，對來自傳感器的基色信號進行處理以獲得亮度信號和色度信號。亮度信號和色度信號都經過高頻衰減裝置處理以衰減這些信號的高頻分量。此外，對衰減的色度信號進行處理以調整衰減的色度信號的飽和度。這種電子照相機需要複雜的濾波電路以獲得低噪聲的輸出圖像。
美國專利公開文獻US2001/0048476描述了一種圖像信號處理裝置，用於分級壓縮圖像信號的高亮度部分。通過改變高亮度部分的飽和度，對於各個基色並行地處理數字圖像的基色信號以獲得改善的亮度壓縮。在這種裝置中，圖像噪聲尤其是彩色噪聲沒有得到抑制。

發明內容
本發明設法提供一種降低彩色噪聲的問題的解決方案，該彩色噪聲尤其出現在具有低照明條件的數字圖像的部分中。尤其在現代的CMOS傳感器中，這可能產生這樣的圖像，其中噪聲不僅作為黑白噪聲可見，而且作為彩色噪聲可見。
根據本發明，提供一種根據上面限定的序言的方法，其中該方法包括從基色信號中確定最大信號值(Signaltype)，並且根據該最大信號值，通過修改基色信號或與其相關的信號(例如色差信號R-Y、G-Y、B-Y，Y是亮度值)來降低數字圖像的色彩飽和度，其中至少對於低值的基色信號或與其相關的信號來降低色彩飽和度。最大信號值例如可以是具有R-、G-和B-分量的基色信號的最大值，或者是用因子相乘的最大值，該因子可能取決於所施加的白平衡校正。
該方法允許降低(數字)圖像中的彩色噪聲，而無需任何複雜的處理，例如2D或3D濾波技術。儘管低亮度級的色彩飽和度將有點小，但是工作參數的適當選擇能夠提供具有降低的彩色噪聲的高質量圖像。注意，通過僅向基色信號施加飽和度降低，對其他圖像特性例如圖像的亮度不存在任何影響。
在本方法的另一實施例中，修改基色信號或與其相關的信號包括乘以一個衰減因子(satfading)，其中該衰減因子是取決於最大信號值的函數，並通過下述來確定如果最大信號值Signaltype小於uppersignallevel並且大於lowersignallevel，則satfading＝1-((uppersignallevel-Signaltype)/(uppersignallevel-lowersignallevel))；以及，如果最大信號值Signaltype低於或等於lowersignallevel，則satfading＝0，其中uppersignallevel是在去飽和與彩色噪聲降低開始處的預定上限電平，以及lowersignallevel是在飽和度與彩色噪聲已變為零處的預定下限電平。
通過適當地選擇參數uppersignallevel和lowersignallevel，可以獲得更少明顯出現彩色噪聲的良好質量圖像。當基色信號具有0...255的值範圍時，uppersignallevel可以是160，以及lowersignallevel可以是60，以獲得高質量彩色噪聲降低的圖像。
在本發明的另一實施例中，將衰減因子乘以附加的乘數因子。當為乘數因子選擇值「零」時，將獲得例如用於夜景拍攝能力的純粹黑白圖像。而且，可以將乘數因子選擇為大於一(＞1)，以便在低照相機噪聲的情況下增加色彩飽和度。
在另一實施例中，當取參數uppersignallevel的值大於最大可能的基色信號電平時，有可能一直獲得色彩飽和度校正。
在又一實施例中，當取參數lowersignallevel的值小於最小可能的基色信號電平時，有可能防止獲得低飽和度水平的全灰度圖像。
如前所述，基色信號可以是RGB類型。於是，在另一實施例中，最大信號值是基色信號的最大值(RGBmax)。該實施例易於實施，而無需非常多的處理能力，並且可以在數字圖像中提供非常充分的彩色噪聲抑制。
在另一更複雜的實施例中，最大信號值再次是基色信號的最大值RGBmax，但是要乘以白平衡信號因子。通過根據圖像的白平衡處理來結合校正，可以獲得甚至更高效且更好平衡的彩色噪聲降低。如果紅色具有最高基色信號值，該信號因子例如可以等於1/wbR，或者如果藍色具有最高基色信號值，該信號因子例如可以等於1/wbB，其中wbR和wbB是用於圖像處理以獲得校正白平衡的參數。
在另一實施例中，可以以甚至更好的方式來實施該取決於白平衡處理的校正，其中-在圖像的白平衡校正到較低色溫的情況下，白平衡信號因子等於如果基色信號的最大值RGBmax是綠色分量信號G，則為1；如果基色信號的最大值RGBmax是藍色分量信號B，則為Bluegain；以及如果基色信號的最大值RGBmax是紅色分量信號R，則為1/Redgain；-在圖像的白平衡校正到較高色溫的情況下，白平衡信號因子等於如果基色信號的最大值RGBmax是綠色分量信號G，則為1；如果基色信號的最大值RGBmax是藍色分量信號B，則為1/Bluegain；以及如果基色信號的最大值RGBmax是紅色分量信號R，則為Redgain；-以及在沒有白平衡校正的情況下，白平衡信號因子等於1(一)；其中Bluegain和Redgain是取決於基色信號的參數，以及用於獲得彩色噪聲降低的平滑自適應的白平衡校正參數。
如該實施例所述，當基色信號的綠色分量具有最大值時不施加任何校正。當紅色或藍色分量是基色信號的最大值部分時，校正因子取決於如何使白平衡適應於特定圖像。
在更多實施例中，參數Bluegain根據下述計算如果G＞＝R，則Bluegain＝1+(deltabluegain×RGBsat×(RGBmax-G)/RGBmax)；如果B＞G，則 Bluegain＝1+(deltabluegain×RGBsat×(RGBmax-B)/RGBmax)；其中R、G和B是三維彩色空間的白色-青色-洋紅色三角形(triangle)中的彩色信號值，RGBsat是根據RGBsat＝(RGBmax-RGBmin)/RGBmax的飽和度參數，其中RGBmax是基色信號的最大值(在這種情況下為藍色分量)，而RGBmin是基色信號的最小值，以及deltabluegain是預定參數。
此外，參數Redgain可以根據下述計算如果G＞＝R，則Redgain＝1+(deltaredgain×RGBsat×(RGBmax-G)/RGBmax)；如果B＞G，則Redgain＝1+(deltaredgain×RGBsat×(RGBmax-R)/RGBmax)；其中R、G和B是三維彩色空間的白色-黃色-洋紅色三角形中的彩色信號值，RGBsat是根據RGBsat＝(RGBmax-RGBmin)/RGBmax的飽和度參數，其中RGBmax是基色信號的最大值(在這種情況下為紅色分量)，而RGBmin是基色信號的最小值，以及deltaredgain是預定參數。
在這種情況下，參數deltabluegain和deltaredgain由在圖像處理中已經使用的白平衡參數來確定，或者由具有附加校正因子的白平衡參數來確定。可選擇地，也可以基於經驗確定來選擇參數deltabluegain和deltaredgain。
根據這些實施例的方法在三維彩色空間中紅色和藍色支配區域之間的邊界處提供非常平滑的色彩飽和度的過渡。注意，這些平滑過渡也可以應用於其它圖像處理方法。
另一方面，本發明涉及一種用於處理具有基色信號的例如來自照相機的數字圖像的圖像彩色噪聲降低電路，該圖像彩色噪聲降低電路包括確定電路，用於從基色信號中確定最大信號值(Signaltype)；以及與確定電路相連的計算電路，用於根據該最大信號值，通過修改基色信號或與其相關的信號(例如色差值)來降低數字圖像的色彩飽和度，其中至少對於低值的基色信號或與其相關的信號來降低色彩飽和度。
在另一實施例中，計算電路和/或確定電路還被進一步布置用於執行本方法。
在又一實施例中，圖像彩色噪聲降低電路還包括計算器元件，其從確定電路接收輸入參數並向計算電路輸出參數，其中確定電路、計算器元件和計算電路被布置成執行根據本方法的實施例的方法。
又一方面，本發明涉及一種數位照相機，包括數字圖像傳感器，用於處理來自數字圖像傳感器的數字圖像的處理電子器件，以及根據本發明的實施例之一的圖像彩色噪聲降低電路。


下面將參考附圖、利用大量示例性實施例來更詳細地論述本發明，其中圖1示出其中可以應用本發明的實施例的數位照相機的框圖；圖2示出根據本發明的彩色噪聲降低電路的第一實施例的詳細框圖；以及圖3示出根據本發明的彩色噪聲降低電路的另一實施例的詳細框圖。
具體實施例方式
圖1示出其中可以應用本發明實施例的作為示例性裝置的數位照相機的框圖。該照相機包括透鏡2或其他成像元件，它在傳感器4上投射圖像。圖像傳感器4與處理電子器件6相連，該處理電子器件6將該圖像重建為具有基色紅、綠和藍(RGB)的信號。然後將基色信號(RGB信號)輸入給照相機矩陣12，該照相機矩陣12校正RGB信號的彩色誤差，該誤差是由在傳感器4與理想頻譜特性之間的頻率特性的差別引起的。照相機矩陣12與用於校正圖像的白平衡的白平衡電路14相連，例如以校正特定類型的照明。
特別地，在低亮度級下，主要由模擬圖像傳感器4及其輸出放大器引起的數位照相機的彩色噪聲可以變得清楚可見。根據照相機的彩色矩陣12的權重，該彩色噪聲可以被強烈地放大。而且，作為場景的色溫的函數，白平衡電路14的紅色和藍色幅度控制甚至會將彩色噪聲進一步放大。為了對照相機彩色噪聲進行校正，根據本實施例的照相機裝備有彩色噪聲降低電路20，它在照相機中進行進一步處理之前修改該RGB信號。照相機中的進一步處理包括伽馬校正電路16和用於輸出合適的輸出信號(Y』、R』-Y』、B』-Y』)的轉換電路18，這些都是圖像處理電路的常規元件。這些電路16、18對於本領域技術人員而言是已知的，並且這裡無需進一步詳細解釋。
彩色信號，例如由數位照相機提供的那些彩色信號，包括三種基色紅色、綠色和藍色(R、G、B)，其對於圖像的每個像素而言都具有用於每個分量彩色的值。這些分量彩色的值可以在三維彩色空間中進行表示，例如UCS1976 3D彩色空間。該3D彩色空間以對稱的方式表示三個基色分量，每個均具有其自身的軸R、G、B，其在垂直軸上具有例如基色信號的最大值。也可以在垂直軸上選擇其他參數，例如基色信號的亮度值。
在圖2中，結合圖1的照相機的圖像處理元件來更詳細地示出彩色噪聲降低電路20的第一實施例。示出了作為RGBmax的函數的彩色噪聲降低方案的框圖。主信號路徑包括第一轉換器21、去飽和電路23和第二轉換器25，用於施加彩色噪聲降低。第一轉換器21將照相機矩陣12和白平衡(WB)電路14之後的彩色信號轉換為亮度信號Yw和色差信號(Rw-Yw)、(Gw-Yw)和(Bw-Yw)。將這些信號輸入給後面是第二轉換器25的去飽和電路23，該第二轉換器25再次實現紅色、藍色、綠色基色信號(RwfGwfBwf)。
在附圖中，RGB信號中的字符「m」表示照相機矩陣12的信號輸出。RGB信號中的字符「w」代表白平衡電路14之後的信號，以及「f」代表飽和度衰減或彩色噪聲降低電路20之後的信號。
描述了用照相機矩陣和白平衡的公式來計算Rw＝Rm×wbR＝(a11×R+a12×G+a13×B)×wbRGw＝Gm＝(a21×R+a22×G+a23×B)Bw＝Bm×wbB＝(a31×R+a32×G+a33×B)×wbB其中wbR和wbB是輸入給白平衡電路14的白平衡參數，以及a11、a12、a13、a21、a22、a23、a31、a32和a33是用於3×3照相機矩陣電路12的參數。
對於作為由第一轉換器21輸出的亮度信號Ym，計算Yw＝YR×Rw+YG×Gw+YB×Bw＝0.299×Rw+0.587×Gw+0.114×Bw.
具有降低因子為一的色差信號是(Rw-Yw)、(Gw-Yw)和(Bw-Yw)。
彩色噪聲降低電路20還包括電路27，用於根據下式確定特性值，例如RGB信號的R、G和B分量的最大值RGBmax＝max{Rw，Gw，Bw}用於控制彩色噪聲降低的參數「satfading」在計算單元29中根據下述程序來計算Procedure ColorNoiseReduction(Signaltype){通過去飽和將彩色噪聲降低為f(Signaltype)，例如RGBmax}used variableuppersignallevel{在去飽和與彩色噪聲降低開始處的上限電平}lowersignallevel{在飽和度與彩色噪聲已變為零處的下限電平}satfading＝1{默認設置，沒有彩色噪聲降低}if(Signaltype＜uppersignallevel)and(Signaltype＞lowersignallevel)thensatfading＝1-((uppersignallevel-Signaltype)/(uppersignallevel-lowersignallevel))else if Signaltype＜＝lowersignallevel then satfading＝0end{of procedure ColorNoiseReduction}通過在該程序(ColorNoiseReduction(RGBmax))中用RGBmax代替Signaltype，將實現RGBmax控制的噪聲/飽和度降低。將參數lowersignallevel、uppersignallevel和RGBmax輸入給計算電路29，該計算電路29然後輸出「satfading」參數。
對於由去飽和電路23計算的色差信號，下述公式計算(Rw-Yw)f＝satfading×(Rw-Yw)(Gw-Yw)f＝satfading×(Gw-Yw)(Bw-Yw)f＝satfading×(Bw-Yw)根據上述程序(ColorNoiseReduction(Signaltype))，對於RGBmax＞＝uppersignallevel，因為當時satfading＝1，所以根本不發生彩色噪聲降低。對於RGBmax＜＝lowersignallevel，satfading參數為零，從而引起最大的彩色噪聲降低，因為色差信號(Rw-Yw)f、(Gw-Yw)f、(Bw-Yw)f當時已經變為零。對於在uppersignallevel和lowersignallevel之間的RGBmax，satfading參數得到在一和零之間的一個值。因此，去飽和的量也將在0％與100％之間發生變化。後者是沒有任何彩色信息的黑白信號。
校正參數「satfading」可以在輸入給去飽和電路23之前利用乘法器33乘以「總飽和度控制參數」。在圖2中「總飽和度控制」參數默認為一，但是例如可以朝著零進行調整以獲得黑白圖像(例如用於夜景拍攝)，或者在低的照相機噪聲下進行調整，以增加在線性彩色空間中的色彩飽和度。應當注意，線性亮度信號Yw作為色彩飽和度的函數而仍然不受影響。
如圖2中所示的電路還包括第二轉換器25，用於將處理的信號再次轉換成RGB信號。第二轉換器25的輸出通過下述給出Rwf＝(Rw-Yw)f+YwGwf＝(Gw-Yw)f+YwBwf＝(Bw-Yw)f+Yw，它可以被輸入給照相機的伽馬電路16。
在另一實施例中，僅將第一轉換器23布置為確定亮度信號Yw。通過僅實現亮度信號Yw並省去三個色差信號，有可能以額外乘數{(1-satfading)*Yw}的代價來合併上述公式，其輸出作為加法項將被使用三次Rwf＝satfading*(Rw-Yw)+Yw＝satfading*Rw+(1-satfading)*YwGwf＝satfading*(Gw-Yw)+Yw＝satfading*Gw+(1-satfading)*YwBwf＝satfading*(Bw-Yw)+Yw＝satfading*Bw+(1-satfading)*Yw可以選擇參數uppersignallevel和lowersignallevel以獲得3D彩色噪聲抑制的不同結果。當R、G或B信號的最大範圍例如是255/255時，uppersignallevel可以被選擇等於160/255，以及lowersignallevel可以被選擇等於60/255。這導致良好平衡的彩色噪聲降低。
還有可能使色彩飽和度降低已經在最大RGB輸入電平處開始，例如通過選擇uppersignallevel等於300/255。當選擇lowersignallevel等於100/255時，色彩飽和度已經降低到最大RGB輸入電平，因此，也降低了彩色噪聲的量。可以證明，對於彩條測試圖像的上部而言，其中對於所有的彩色RGBmax＝1.0，在顏色去飽和之後的RGBmax值已經得以降低。最大的RGBmax幅度降低以藍色開始，後面分別是紅色、洋紅色、綠色、青色和黃色。Lowersignallevel已經被調整為100/255(0.39)，從而導致去飽和流朝著彩條測試圖像的下部的灰度中心。
此外，利用lowersignallevel＜0.0的調整範圍，可以防止在彩條測試圖像的下部中彩色變得完全去飽和為在彩色空間的中心的灰度線。參數lowersignallevel例如可以被設置為-50/255(-0.2)，以及uppersignallevel例如可以被設置為70/255(0.27)。
在上面的實施例中，RGBmax彩色噪聲降低以所有彩色的同一RGBmax輸入電平開始。假設三種照相機基色源的噪聲量相等，這意味著與日光相比，在另一環境色溫下拍攝的圖像的情況下，RGBmax彩色噪聲降低不是最佳的。在微紅色溫的情況下，在照相機白平衡之後將放大藍色信號，所以增大了藍色噪聲，而紅色信號將得以衰減，從而導致紅色噪聲的降低。因此，藍色噪聲還未被充分地降低，而紅色噪聲已被降低太多。
在本發明的另一實施例中，有可能作為白平衡參數wbR和wbB的函數而假定地(fictitiously)調整(adapt)RGBmax彩色噪聲降低的uppersignallevel和lowersignallevel。根據作為白平衡之後RGBmax信號的紅色或藍色信號，可以以就像uppersignallevel和lowersignallevel已經進行了調整的這樣的方式來調整RGBmax信號。
例如，該改進方法的實施例可以在如圖3所示的彩色噪聲降低電路20的實施例中實現。圖3所示的實施例在很大程度上與圖2所示的實施例相同利用相同的參考數字來表示具有相同功能的元件。在該實施例中，作為RGBmax和白平衡參數wbR與wbB的函數來實施彩色噪聲降低。在RGBmax檢測電路27之後，引入附加計算器元件35，它被布置成計算要在噪聲降低計算中使用的更多參數，以用於獲得作為白平衡參數wbR和wbB的函數的彩色噪聲降低的平滑自適應。在計算電路29中「satfading」參數的計算涉及可與圖2的實施例中ColorNoiseReduction程序相比的程序，但是現在已經根據WB_ColorNosieReduction程序來進行擴展Procedure WB_ColorNosieReduction{利用wbR和wbB白平衡參數的自適應彩色噪聲降低}if R＝RGBmax thenColorNoiseReduction(RGBmax/wbR){調整紅色噪聲降低}else if B＝RGBmax thenColorNoiseReduction(RGBmax/wbB){調整藍色噪聲降低}else ColorNoiseReduction(RGBmax){不改變綠色噪聲降低}注意，ColorNoiseReduction程序是根據利用上面的實施例描述的程序(不使用白平衡參數)。
在白平衡之後微紅色環圖像的情況下，對於R＝RGBmax，通過用0.8的因子來除RGBmax，以便假定地降低uppersignallevel和lowersignallevel。色環是包括各種彩色的圖像，其中可以使得彩色之間的過渡(在三維彩色空間中)可見。增大的(RGBmax/wbR)值導致更少的色彩去飽和，從而導致更少的紅色噪聲降低。由於微紅色環中較大的紅色信號，這正好是所期望的。對於B＝RGBmax，通過用1.3的因子來除RGBmax，以便假定地增大uppersignallevel和lowersignallevel。現在，降低的(RGBmax/wbB)值導致更大的色彩去飽和，所以導致增大的藍色噪聲降低。注意，用與uppersignallevel和lowersignallevel有關的wbR或wbB來除的RGBmax，與用wbR或wbB來乘的與uppersignallevel和lowersignallevel有關的RGBmax是相同的。
該實施例導致了在三種互補彩色(洋紅、青、黃)的每一種上3D彩色空間(UCS1976)中的不連續性。該效應可以使用本發明的又一實施例來防止。
在該又一實施例中，在彩色噪聲降低電路20中執行不同的彩色噪聲降低程序Procedure RedgainBluegain_ColorNoiseReduction{利用Redgain和Bluegain函數的自適應彩色噪聲降低}beginif wbR＞wbB then{具有高色溫的圖像}
beginif G＝RGBmax then ColorNoiseReduction(RGBmax)else if B＝RGBmax then ColorNoiseReduction(RGBmax×Bluegain)else if R＝RGBmax then ColorNoiseReduction(RGBmax/Redgain)endelse if wbB＞wbR then{具有低色溫的圖像}beginif G＝RGBmax then ColorNoiseReduction(RGBmax)elsa if B＝RGBmax then ColorNoiseReduction(RGBmax/Bluegain)else if R＝RGBmax then ColorNoiseReduction(RGBmax×Redgain)endelse ColorNoiseReduction(RGBmax){沒有白平衡自適應}end{程序RedgainBluegain_ColorNoiseReduction的}對於綠色而言，色彩去飽和的量與白平衡參數wbR和wbB無關。對於分別用Redgain和Bluegain除或乘的紅色和藍色而言，取決於場景的低色溫或高色溫。
在該程序中，大量更多的程序被用來獲得參數Bluegain和Redgain。藉助於在UCS1976彩色空間中易於實現的兩個函數，紅色和藍色區域的變換(turn over)已經變得可能。
Function Redgain{Redgain是任意彩色的平滑紅色變換的結果}used variablesdeltaredgain{紅色區域的變換的方向和量}begin{程序Redgain的}if(R＝RGBmax)thenbegin{在三角形白-黃-洋紅內的彩色}{首先計算RGBsat}if RGBmax＞0 then RGBsat＝(RGBmax-RGBmin)/RGBmax else RGBsat＝0{計算Redgain}if G＞＝R then Redgain＝1+(deltaredgain×RGBsat×(RGBmax-G)/RGBmax)else if B＞G then Redgain＝1+(deltaredgain×RGBsat×(RGBmax-B)/RGBmax)end
end{程序Redgain的}Function Bluegain{Bluegain是任意彩色的平滑藍色變換的結果}used variablesdeltabluegain{藍色區域的變換的方向和量}begin{程序Bluegain的}if(B＝RGBmax)thenbegin{在三角形白-青-洋紅內的彩色}{首先計算RGBsat}if RGBmax＞0 then RGBsat＝(RGBmax-RGBmin)/RGBmax else RGBsat＝0{計算Bluegain}if G＞＝R then Bluegain＝1+(deltabluegain×RGBsat×(RGBmax-G)/RGBmax)else if B＞G then Bluegain＝1+(deltabluegain×RGBsat×(RGBmax-R)/RGBmax)endend{程序Bluegain的}藉助於函數Redgain和Bluegain，有可能獲得平滑的變換。已經證實，在三種互補顏色上，在色環圖像中的頂部不會看到不連續性。無論是在2D色度和UCS1976平面上從左側，還是在3D UCS1976彩色空間上從右側，都不會看到不連續性。例如，對於R＝RGBmax的色彩飽和度的增加以及對於B＝RGBmax的飽和度的降低，其中deltaredgain＝deltabluegain＝0.4，可以如下被獲得if B＝RGBmax then sat＝1/Bluegainelse if R＝RGBmax then sat＝1×Redgain，其中sat表示色彩飽和度控制。
該飽和度控制的結果是對於R＝1和G＝B＝0，最大色彩飽和度已經增長1.4倍，而對於B＝1和G＝R＝0，最大飽和度已經降低1.4倍。對於色環的所有其他RGB值，該飽和度控制將在飽和度為1/1.4和1.4之間平滑地變化。
參數deltaredgain和deltabluegain可以進行調整。例如在低色溫場景的白平衡自適應的情況下，為了變換紅色區域，即R＝RGBmax，已經將deltaredgain調整為1.0，以及為了變換藍色區域，即B＝RGBmax，將deltabluegain調整為1.5。從實際測試可以看出，從B＝RGBmax＝1.0開始時，紅色噪聲降低(或彩色去飽和)得以降低，而藍色噪聲降低得以增加。
應當注意，deltaredgain和deltabluegain的調整不需要與白平衡參數wbR和wbB成比例。一個原因是也可以對照相機矩陣的噪聲組分加以考慮。另一個原因是需要在實際中確定在一側的wbR與deltaredgain之間的關係以及在另一地點的wbB與deltabluegain之間的關係。
注意，這些平滑過渡也可以應用於其它圖像處理方法，但是具有另一目的，比如增強特定顏色，例如用於膚色的檢測。
在實際例子中，例如在低環境照明條件和3200K的色溫下拍攝的CMOS照相機圖像的情況下，在微紅彩色環境中大量缺乏藍色信號，這裡從而導致強的藍色噪聲在整個圖像中擴散開來。
通過應用uppersignallevel被調整為140和lowersignallevel被調整為50的RGBmax彩色噪聲降低，尤其將獲得藍色噪聲的降低，但是也將獲得綠色和紅色噪聲的降低。
當為了額外降低藍色噪聲並且較少降低紅色噪聲而涉及白平衡參數時，藍色噪聲的額外降低也減少較低照明的藍色，同時較小的紅色噪聲降低導致較低照明的紅色的小的增加。
權利要求
1.用於在具有基色信號(R；G；B)的數字圖像中降低彩色噪聲的方法，該方法包括-從基色信號中確定最大信號值(Signaltype)；-根據該最大信號值(Signaltype)，通過修改基色信號或與其相關的信號來降低數字圖像的色彩飽和度，其中至少對於低值的基色信號或與其相關的信號來降低色彩飽和度。
2.根據權利要求1所述的方法，其中修改基色信號或與其相關的信號包括乘以一個衰減因子(satfading)，其中該衰減因子是取決於最大信號值(Signaltype)的函數，並通過下述來確定-如果最大信號值Signaltype小於uppersignallevel並且大於lowersignallevel，則satfading＝1-((uppersignallevel-Signaltype)/(uppersignallevel-lowersignallevel))；-如果最大信號值Signaltype低於或等於lowersignallevel，則satfading＝0，其中參數uppersignallevel是在去飽和與彩色噪聲降低開始處的預定上限電平，以及參數lowersignallevel是在飽和度與彩色噪聲已變為零處的預定下限電平。
3.根據權利要求2所述的方法，其中將衰減因子乘以附加乘數因子。
4.根據權利要求2所述的方法，其中參數uppersignallevel的值大於最大可能的基色信號電平。
5.根據權利要求2所述的方法，其中參數lowersignallevel的值小於最小可能的基色信號電平。
6.根據權利要求1所述的方法，其中最大信號值(Signaltype)是基色信號的最大值(RGBmax)。
7.根據權利要求1所述的方法，其中最大信號值(Signaltype)是乘以白平衡信號因子的基色信號的最大值(RGBmax)。
8.根據權利要求7所述的方法，其中-在圖像的白平衡校正到較低色溫的情況下，白平衡信號因子等於如果基色信號的最大值(RGBmax)是綠色分量信號G，則為1；如果基色信號的最大值(RGBmax)是藍色分量信號B，則為Bluegain；以及如果基色信號的最大值(RGBmax)是紅色分量信號R，則為1/Redgain；-在圖像的白平衡校正到較高色溫的情況下，白平衡信號因子等於如果基色信號的最大值(RGBmax)是綠色分量信號G，則為1；如果基色信號的最大值(RGBmax)是藍色分量信號B，則為1/Bluegain；以及如果基色信號的最大值(RGBmax)是紅色分量信號R，則為Redgain；-以及在沒有白平衡校正的情況下，白平衡信號因子等於1；其中Bluegain和Redgain是取決於基色信號的參數，以及用於獲得彩色噪聲降低的平滑自適應的白平衡校正參數。
9.根據權利要求8所述的方法，其中參數Bluegain根據下述來計算如果G＞＝R，則Bluegain＝1+(deltabluegain×RGBsat×(RGBmax-G)/RGBmax)；如果B＞G，則Bluegain＝1+(deltabluegain×RGBsat×(RGBmax-B)/RGBmax)；其中R、G和B是在三維彩色空間的白色-青色-洋紅色三角形中的彩色信號值，RGBsat是根據RGBsat＝(RGBmax-RGBmin)/RGBmax的飽和度參數，其中RGBmax是基色信號的最大值，RGBmin是基色信號的最小值，以及deltabluegain是預定參數。
10.根據權利要求8所述的方法，其中參數Redgain根據下述來計算如果G＞＝R，則 Redgain＝1+(deltaredgain×RGBsat×(RGBmax-G)/RGBmax)；如果B＞G，則Redgain＝1+(deltaredgain×RGBsat×(RGBmax-R)/RGBmax)；其中R、G和B是在三維彩色空間的白色-黃色-洋紅色三角形中的彩色信號值，RGBsat是根據RGBsat＝(RGBmax-RGBmin)/RGBmax的飽和度參數，其中RGBmax是基色信號的最大值，RGBmin是基色信號的最小值，以及deltaredgain是預定參數。
11.用於處理具有基色信號(R；G；B)的數字圖像的圖像彩色噪聲降低電路(20)，該圖像彩色噪聲降低電路包括確定電路(27)，用於從基色信號中確定最大信號值(Signaltype)；以及與確定電路(27)相連的計算電路(29)，用於根據該最大信號值，通過修改基色信號或與其相關的信號來降低數字圖像的色彩飽和度，其中至少對於低值的基色信號或與其相關的信號來降低色彩飽和度。
12.數位照相機，包括數字圖像傳感器(2)，用於處理來自數字圖像傳感器(2)的數字圖像的處理電子器件(12，14)，以及根據權利要求11所述的圖像彩色噪聲降低電路。
全文摘要
用於處理具有基色信號(R；G；B)的數字圖像的圖像彩色噪聲降低電路和圖像處理方法。確定電路(27)從基色信號中確定最大信號值(Signaltype)。與確定電路(27)相連的計算電路(29)根據該最大信號值，通過修改基色信號或與其相關的信號來降低數字圖像的色彩飽和度。至少對於低值的基色信號或與其相關的信號來降低色彩飽和度。
文檔編號H04N1/56GK1981304SQ200580022700
公開日2007年6月13日 申請日期2005年6月28日 優先權日2004年7月5日
發明者C·A·M·賈斯帕斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司