本發明專利技術公開了一種用于調整將核心應用于信號的效果的方法及裝置。所述調整可基于核心矩陣期望在所述信號矩陣上產生的效果的大小。所述調整可基于多種因素，包括但不限于信號數據的信噪比、用來采集信號數據的設備（例如，鏡頭）的屬性、或者基于分析所述信號數據而導出的度量。根據本發明專利技術實施方式處理圖像數據目的在于，恢復可能由于用來采集圖像數據的光學器件的屬性而損失的對比度。
【技術實現步驟摘要】
圖像處理方法和裝置本申請是針對申請號為200880013422.5、申請日為2008年4月24日、專利技術名稱為“用于調整將核應用于信號的效果以在信號上取得預期效果的技術”的中國專利申請的分案申請。
本專利技術涉及數字信號處理。特別是，本專利技術的實施方式涉及修改當應用核心矩陣來處理信號數據時取得的效果，以便取得預期效果。
技術介紹
在數字成像中，通過校正諸如光學模糊、光學畸變、色差、場曲等之類的光學象差，去卷積有時用來創建更優質的圖像，所述光學像差發生在諸如數字照相機之類的成像儀器中。定義去卷積的數學運算是與卷積中執行的數學運算相同的數學運算-稱其為去卷積的理由是其用于校正或補償由卷積施加在圖像上的效果的上下文中。換句話說，使用去卷積-以這種方式-是基于下列事實的：當圖像信號通過成像儀器時，可將輸出信號描述為圖像信號與稱作點擴展函數(PSF)的2D函數之間的卷積。舉光學模糊為例，PSF根據電磁輻射的點源穿過儀器的軌跡來描述光學模糊，即單個光點如何通過光學系統成像。PSF卷積的結果是所采集的圖像信號比對象本身更模糊(并且還可能失真，和/或包含色差)。為了補償這種模糊，可執行去卷積過程，其中圖像信號與2D函數卷積，所述2D函數的目標是產生不模糊的圖像。該2D函數經常是所述PSF的倒數(或者PSF的倒數的變體)，在某種程度上其抵消了PSF所引入的模糊。2D去卷積可用軟件(SW)或硬件(HW)在圖像的數字表示上在數字域中執行。核心矩陣通常用作2D去卷積濾波器，其特征在于所希望的頻率響應。為了補償PSF模糊并增強圖像對比度，該核心矩陣與信號矩陣(所述2D圖像)卷積。為了該濾波器增強對比度，它應擁有帶通濾波器(BPF)或高通濾波器(HPF)的頻率響應，從而使其以將要求頻率中的對比度增強到指定水平的方式匹配所述PSF。除了增強圖像中的對比度之外，通過將具有低通頻率響應(LPF)的核心應用于所述圖像，相同的卷積運算可用來降低圖像中的噪聲，平均所述噪聲。當執行這樣的去噪運算時，應注意不要損害信號的對比度。通常，增強圖像的去卷積過程是數碼相機中(用SW或HW)運行的圖像信號處理(ISP)鏈的一部分。圖像上這一系列的數學運算將其從CMOS/CCD傳感器(用例如“BAYER”格式)輸出的“RAW”格式圖像(有時稱為“NEF”圖像)轉換成瀏覽及保存的最終圖像(例如，JPEG圖像、TIFF圖像等)。在所述ISP鏈之內，在執行去馬賽克(顏色插值)之后、或在去馬賽克之前，可將所述去卷積濾波器應用于所述圖像。前一種方法使濾波器影響圖像中的最大可能頻率(逐像素)；然而，為了覆蓋大的空間支持，所述2D核心應具有許多系數。后一種方法暗示在圖像仍處于BAYER格式時(在顏色插值之前)，應用濾波器。后一種方法具有用較少的系數覆蓋較大的空間支持的優勢，但濾波器僅可影響較低的頻率。由于對于大多數光學設計來說，為了去卷積有效，核心的尺寸應與PSF的尺寸大致相同(按像素)，因此補償大PSF要求足夠大的空間支持用于去卷積核心，并因而需要許多系數(這意味著更多的存儲器和數學計算)。由于如果將太小的核心應用于被大PSF模糊的圖像，則在處理后可能保留了不在預期內的偽像，因此這可能是在去馬賽克過程之前將所述去卷積核心應用于BAYER圖像的主要原因。當將具有HPF/BPF頻率響應的去卷積濾波器應用于圖像可能導致對比度增大時，亦可能不適宜地放大噪聲。當信噪比(S/N)好時，很少注意到這種噪聲放大，在可造成低S/N的惡劣光照條件下，要極其注意這種噪聲放大。不幸地，在不考慮圖像中已有噪聲數量的情況下應用所述去卷積核心，可能導致噪聲更大的圖像。可采用去噪算法來降低由于應用去卷積核心而導致的不想要的噪聲放大。然而，在去卷積過程已經放大了圖像中的噪聲之后應用去噪算法，可能需要執行強去噪(strongde-noising)，這可能導致圖像中具有精細細節的區域中不想要的數據損失。此外，應用強去噪仍不會移除全部噪聲。本節所描述的方法是可推行的方法，但不一定是早先已構思或推行的方法。因此，除非另有說明，否則不應僅憑借他們包含在本節就假設本節所描述的方法是現有技術。附圖說明在附圖的圖形中，通過舉例來說明本專利技術，而不是通過限制來說明，其中相同的附圖標記指代類似的元件，并且其中：圖1a描繪了沒有數字自動聚焦方框的ISP鏈；圖1b描繪了根據實施方式具有用于數字自動聚焦方框的可能位置的ISP鏈；圖1c描繪了根據實施方式具有用于數字自動聚焦方框的另一可能位置的ISP鏈；圖2描繪了一幅根據實施方式說明一種用于更新核心矩陣以及用所述更新核心矩陣處理圖像數據的示例性系統的方框圖；圖3示出了一種根據實施方式用于更新核心的示例性等式；圖4描繪了一幅系統方框圖，其中“陰影指示符”用于修改卷積核心；圖5描繪了一副示例性鏡頭陰影輪廓的圖；圖6描繪了一個根據實施方式用于基于陰影參數更新核心的等式；圖7描繪了一副根據實施方式的系統方框圖，其中卷積方框中的核心更新邏輯使用了“度量(metric)”來修改核心；圖8示出了一副示例性bayer圖像，其具有紅色(R)、藍色(B)和綠色(G)像素；圖9a說明了用于圖像窗口的數據；圖9B說明了圖9A中數據的直方圖；圖10A說明了單峰直方圖；圖10B說明了雙峰直方圖；圖11描繪了一個根據實施方式用于基于度量更新核心的等式；圖12是一副根據實施方式說明了用于調整核心效果的大小的過程的流程圖；圖13是一副示例性移動設備圖，在該移動設備上可實施本專利技術的實施方式；圖14是一副示例性計算機系統圖，在該計算機系統設備上可實施本專利技術的實施方式；圖15是一副根據實施方式的圖，其描繪了一個用于確定參數來基于圖像特征修改核心的曲線；圖16是一副根據實施方式用于處理信號的系統的方框圖；圖17描繪了根據實施方式校正運動模糊；圖18描繪了根據實施方式校正運動平移；圖19是一副根據實施方式的方框圖，該圖描繪了一種用于至少基于陰影參數調整核心處理的強度的系統；圖20是一副根據實施方式的方框圖，該圖描繪了一種用于至少基于鄰域像素的特征調整核心處理的強度的系統；圖21描繪了一種根據實施方式的技術，在該技術中根據一個或多個參數更新核心；圖22描繪了一種根據實施方式的技術，在該技術中將“縮放”應用于未經修改的核心的卷積結果；圖23描繪了一種根據實施方式用于基于距離計算信息度量的技術；和圖24描繪了根據實施方式的分離增益函數。具體實施方式在下列描述中，出于解釋的目的，為了全面理解本專利技術，闡述了眾多具體細節。然而，很明顯，在沒有這些具體細節的情況下也可以實施本專利技術。在其它實例中，為了避免不必要地模糊本專利技術，在方框圖表格中示出了熟知的結構和設備。本文根據下列概要來描述實施方式∶1.0綜述2.0圖像信號處理鏈實施例3.0卷積綜述4.0基于預期效果的大小來調整核心效果的綜述4.1過程綜述4.2通過更新核心來調整核心效果的綜述4.3通過修改卷積結果來調整核心效果的綜述5.0基于多種因素調整核心效果5.1基于S/N圖形調整核心效果5.2根據空間位置調整核心效果5.3根據局部圖像特征調整核心效果6.0根據實施方式調整核心效果以處理運動模糊6.1校正運動模糊綜述6.2模糊點分布函數實施方式6.3運動移位矢量實施方式6.4組合銳本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種方法，包括：接收信號矩陣，所述信號矩陣包括多個像素值，對應于所采集的圖像的一部分；訪問核心矩陣，所述核心矩陣在應用于所述信號矩陣時產生特定大小的效果，其中所述效果包括銳化所采集的圖像的對應于所述信號矩陣的那一部分；至少部分地基于與所述信號矩陣相關的一個或多個參數來計算一個或多個矩陣，其中所述一個或多個矩陣包括第一矩陣，該第一矩陣基于所述信號矩陣的噪聲參數計算出；以及至少部分地基于所述一個或多個矩陣，將把核心矩陣應用于信號矩陣的效果從特定大小調整到預期大小，其中，上述效果的調整包括：至少部分地基于第一矩陣調整所述效果，使得在所采集的圖像中存在的噪聲越多，在所采集的圖像的對應于信號矩陣的那一部分上執行的銳化越少。
【技術特征摘要】
2007.04.24 US 60/926,109;2007.06.04 US 60/933,1771.一種圖像處理方法，包括：接收信號矩陣，所述信號矩陣包括多個像素值，對應于所采集的圖像的一部分；訪問核心矩陣，所述核心矩陣在應用于所述信號矩陣時產生特定大小的效果，其中所述效果包括銳化所采集的圖像的對應于所述信號矩陣的那一部分；至少部分地基于與所述信號矩陣相關的一個或多個參數來計算一個或多個矩陣，其中所述一個或多個矩陣包括第一矩陣，基于在所采集的圖像的對應于信號矩陣的那一部分和所采集的圖像的鏡頭中心之間的距離(R)計算出所述第一矩陣；以及至少部分地基于所述一個或多個矩陣，將把核心矩陣應用于信號矩陣的效果從特定大小調整到預期大小，其中，上述效果的調整包括：至少部分地基于第一矩陣調整所述效果，使得在所采集的圖像的對應于信號矩陣的那一部分和所采集的圖像的鏡頭中心之間的距離(R)越大，在所采集的圖像的對應于信號矩陣的那一部分上執行的銳化越少。2.根據權利要求1所述的圖像處理方法，進一步包括：至少部分地基于所述一個或多個矩陣，將把核心矩陣應用于信號矩陣的效果從特定大小調整到預期大小，其中，上述效果的調整包括：至少部分地基于第一矩陣調整所述效果，使得在所采集的圖像中存在的噪聲越多，在所采集的圖像的對應于信號矩陣的那一部分上執...
【專利技術屬性】
技術研發人員：諾伊·科恩，加爾·沙巴塔，埃弗拉伊姆·戈爾登貝格，達維德·門德爾歐維奇，達維德·瓦拉，
申請(專利權)人：帝歐希數字光學科技歐洲有限公司，
類型：發明
國別省市：
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