專利名稱：數(shù)碼相機(jī)中去除熱像素的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于操作數(shù)碼相機(jī)的方法和裝置，更具體地說，本發(fā)明涉及用于去除照相圖像上的熱像素的方法和裝置，其中利用與照相圖像中使用的ISO和曝光時間不同的ISO和曝光時間拍攝暗幀。
背景技術(shù)：
諸如數(shù)碼相機(jī)和數(shù)碼攝錄機(jī)的數(shù)字成像設(shè)備使用電荷耦合器件(CCD)代替膠片。CCD是用于將光變換為電信號的傳感器。它是具有微細(xì)光電二極管設(shè)置在其上的硅芯片。這些光電二極管組織成以方格圖形方式位于該硅芯片上的許多“像素”。CCD上的每個像素均捕獲光，最后將該光轉(zhuǎn)換為圖像上的“像素”。
CCD對熱敏感。因此，在CCD工作時，經(jīng)常產(chǎn)生熱噪聲，這樣妨礙單元準(zhǔn)確產(chǎn)生其像素的顏色。因?yàn)檫@種熱噪聲而由CCD產(chǎn)生的像素被稱為熱像素。通常，熱像素在固定位置出現(xiàn)短暫時間。這就是熱像素還被稱為“固定圖形噪聲”的原因。當(dāng)數(shù)碼相機(jī)的快門長時間打開時，經(jīng)常出現(xiàn)固定圖形噪聲，因此，它妨礙了平滑再現(xiàn)圖像。
圖1是說明去除固定圖形噪聲的傳統(tǒng)方法的流程圖。首先，根據(jù)設(shè)置的CCD感光度(ISO)和曝光時間，拍攝圖像幀(Frame 1)(100)。將包括固定圖形噪聲的圖像幀(Frame 1)存儲到存儲器(未示出)上(102)。然后，利用與拍攝圖像幀(Frame 1)時相同的ISO和曝光時間，拍攝所謂“暗幀”(Frame 2)(104)。暗幀是(例如，F(xiàn)rame2)是在為了物理上阻擋所有光到達(dá)CCD而手動關(guān)閉了快門的情況下拍攝的圖像。暗幀(Frame 2)未受到光的影響，但是卻包括固定圖形噪聲。
在拍攝圖像幀(Frame 1)和暗幀(Frame 2)時，采用同樣的曝光時間，以在暗幀(Frame 2)上精確再現(xiàn)圖像幀(Frame 1)的固定圖形噪聲。理想的是，在圖像幀(Frame 1)和暗幀(Frame 2)上出現(xiàn)同樣數(shù)量n的熱像素。
然后，將拍攝的暗幀(Frame 2)存儲到存儲器(106)。然后，執(zhí)行幀相減，以去除固定圖形噪聲。即，從圖像幀(Frame 1)減去暗幀(Frame 2)(108)。通過進(jìn)行這種幀相減，產(chǎn)生了固定圖形噪聲被去除的新圖像幀(Frame 3)。然后，通過進(jìn)行圖像處理，校正該新圖像幀(Frame 3)，并產(chǎn)生圖像文件(例如，JPEG)(110)。
在圖1所示的方法中，總拍攝時間比所設(shè)置的數(shù)字圖像處理裝置曝光時間的兩倍還長。例如，參考圖6A(圖6A示出傳統(tǒng)數(shù)字圖像處理裝置的總拍攝時間)，如果曝光時間是10秒，則①拍攝圖像幀(Frame1)用10秒，②拍攝暗幀(Frame 2)用10秒，③幀相減之后去除噪聲用s1秒，④后處理幀相減用s2秒。因此，總拍攝時間(①+②+③+④)比曝光時間的兩倍長，即，比20秒長。因此，可以看出，需要一種用于去除數(shù)字圖像上的噪聲而且避免上述問題的新穎方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了在數(shù)碼相機(jī)中去除固定圖形噪聲的方法和裝置，通過采用比拍攝原始圖像時采用的感光度高的感光度和比拍攝原始圖像時采用的曝光時間短的曝光時間來拍攝暗圖像，然后，通過根據(jù)暗圖像計(jì)算固定圖形噪聲的位置信息，從原始圖像上去除固定圖形噪聲，該裝置和方法可以在縮短總拍攝時間的同時，去除固定圖形噪聲。
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，一種裝置包括信號處理單元，該信號處理單元接收表示第一照片的信號，其中以第一ISO和第一曝光時間，拍攝第一照片。該裝置還接收表示第二照片的信號，其中第二照片是以第二ISO和第二曝光時間拍攝的暗圖像，該第二ISO與第一ISO不同，該第二曝光時間與第一曝光時間不同。該信號處理單元分析該暗圖像，根據(jù)該分析計(jì)算固定圖形噪聲的位置，以及利用計(jì)算的位置，從該照片上去除固定圖形噪聲。
在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，采用是拍攝第一照片時采用的ISO的N倍的ISO，并采用是拍攝普通圖像時采用的曝光時間的1/N的曝光時間，拍攝第二照片。
在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，在數(shù)碼相機(jī)中去除固定圖形噪聲的方法包括采用第一ISO和第一曝光時間，拍攝主圖像；采用第二ISO和第二曝光時間，拍攝暗圖像，其中第二ISO與第一ISO不同，而第二曝光時間與第一曝光時間不同；確定暗圖像上的固定圖形噪聲的位置；利用確定的位置，去除普通圖像上的固定圖形噪聲。
在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中，一種用于去除固定圖形噪聲的方法包括將數(shù)碼相機(jī)設(shè)置為第一ISO和第一曝光時間；打開數(shù)碼相機(jī)的快門，以使光進(jìn)入數(shù)碼相機(jī)；利用電荷耦合器件，接收光；利用電荷耦合器件，捕獲第一圖像；將數(shù)碼相機(jī)設(shè)置為第二ISO和第二曝光時間；關(guān)閉快門，以防止光進(jìn)入數(shù)碼相機(jī)；在快門被關(guān)閉時，利用電荷耦合器件，捕獲第二圖像；利用數(shù)字信號處理器，確定第二圖像上的固定圖形噪聲的位置；在第一圖像上與第二圖像上的確定位置匹配的位置，改變第一圖像的內(nèi)容，從而去除第一圖像上的固定圖形噪聲；以及在顯示面板上顯示第一圖像。


通過參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的典型實(shí)施例，本發(fā)明的上述以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中圖1是示出用于去除熱像素的傳統(tǒng)方法的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)碼相機(jī)的正面透射圖；圖3是圖2所示數(shù)碼相機(jī)的后視圖；
圖4是圖2和圖3所示數(shù)碼相機(jī)的方框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)碼相機(jī)中去除固定圖形噪聲的裝置的方框圖；圖6A和6B示出傳統(tǒng)數(shù)碼相機(jī)和根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)碼相機(jī)的總拍攝時間；以及圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)碼相機(jī)中去除固定圖形噪聲的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參考附圖更全面說明本發(fā)明，其中示出本發(fā)明實(shí)施例。
參考圖2，數(shù)字圖像處理裝置1包括位于其正面的麥克風(fēng)MIC、自拍指示燈11、閃光燈12、取景器17a、閃光量傳感器(FS)19以及鏡頭單元20；位于其上部的快門13、模式撥盤14、功能選擇按鈕15、拍攝信息顯示單元16以及功能塊按鈕18；以及位于其側(cè)面的外部接口21。
自拍指示燈11從按下快門13的時間開始亮起，直到快門13在自拍模式下開始操作。用戶利用模式撥盤14選擇各種操作模式，例如，靜止圖像拍攝模式、夜景拍攝模式、運(yùn)動圖像拍攝模式、播放模式、計(jì)算機(jī)連接模式以及系統(tǒng)設(shè)置模式。用戶利用功能選擇按鈕15選擇例如數(shù)字圖像處理裝置1的靜止圖像拍攝模式、夜景拍攝模式、運(yùn)動圖像拍攝模式以及播放模式之一。
拍攝信息顯示單元16顯示關(guān)于每個拍攝功能的信息。用戶利用功能塊按鈕18選擇顯示在拍攝信息顯示單元16上的功能之一。
參考圖3，數(shù)字圖像處理裝置1的背面包括揚(yáng)聲器SP、電源按鈕31、監(jiān)視器按鈕32、自動對焦指示燈33、取景器17b、閃光備用指示燈34、顯示面板35(例如，液晶顯示器(LCD))、曝光補(bǔ)償/刪除按鈕36、輸入/播放按鈕37、菜單/OK按鈕38、廣角變焦按鈕39w、遠(yuǎn)攝變焦按鈕39t、上移按鈕40up、右移按鈕40ri、下移按鈕40lo、左移按鈕40le以及重放按鈕42。
用戶利用監(jiān)視器按鈕32控制顯示面板35的操作。例如，如果用戶第一次按下監(jiān)視器按鈕32，則對象的圖像(即，用戶觀看到的和拍攝的實(shí)際景物)和該圖像的拍攝信息顯示在顯示面板35上，如果用戶第二次按下監(jiān)視器按鈕32，則僅在顯示面板35上顯示對象的圖像，如果第三次按下監(jiān)視器按鈕32，則切斷送到顯示面板35的電源。
在完成自動對焦操作時，自動對焦指示燈33亮起。在閃光燈12(參考圖2)處于備用狀態(tài)時，閃光備用指示燈34亮起。在手動操作數(shù)字圖像處理裝置1時，曝光補(bǔ)償/刪除按鈕36控制光量，或者在用戶設(shè)置操作模式時，曝光補(bǔ)償/刪除按鈕36用作刪除按鈕。
用戶利用輸入/播放按鈕37輸入數(shù)據(jù)或者執(zhí)行各種功能，例如，在播放模式下停止或者播放。利用菜單/OK按鈕38顯示并選擇由模式撥盤14選擇的模式的菜單。用戶利用上移按鈕40up、右移按鈕40ri、下移按鈕40lo以及左移按鈕40le選擇模式，并改變顯示在顯示面板35上的圖像的顯示區(qū)域。利用重放按鈕42校驗(yàn)并再現(xiàn)最后一個拍攝圖像、運(yùn)動圖像或者音頻信息。
參考圖4，數(shù)字圖像處理裝置1(圖2和圖3所示的)包括光學(xué)系統(tǒng)OPS。光學(xué)系統(tǒng)OPS包括圖2所示的鏡頭單元20，而且利用光學(xué)方法處理對象反射的光。光學(xué)系統(tǒng)OPS的鏡頭單元20包括變焦距鏡頭、聚焦透鏡以及補(bǔ)償透鏡(未示出)。
如果用戶按下廣角變焦按鈕39w(參考圖3)或者遠(yuǎn)攝變焦按鈕39t(參考圖3)，則對應(yīng)于廣角變焦按鈕39w或者遠(yuǎn)攝變焦按鈕39t的信號被輸入到微控制器512。相應(yīng)地，微控制器512控制鏡頭驅(qū)動單元510，該鏡頭驅(qū)動單元510驅(qū)動變焦電機(jī)MZ，該變焦電機(jī)MZ又使變焦距鏡頭運(yùn)動。即，如果廣角變焦按鈕39w被按下，則變焦距鏡頭的焦距被縮短，因此增大了視角。相反，如果遠(yuǎn)攝變焦按鈕39t被按下，則變焦距鏡頭的焦距被延長，因此減小了視角。參考符號MA表示用于驅(qū)動光圈(未示出)的電機(jī)。
參考圖4，該數(shù)字圖像處理裝置進(jìn)一步包括用于將來自光學(xué)系統(tǒng)OPS的光變換為模擬電信號的電荷耦合器件(CCD)或者互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)(未示出)的光電變換器(OEC)500。在本實(shí)施例中，例如，OEC 500通常指CCD 500。然而，顯然，利用CMOS也可以實(shí)現(xiàn)OEC 500。
該數(shù)字圖像處理裝置進(jìn)一步包括數(shù)字信號處理器(DSP)507。操作DSP 507和設(shè)置數(shù)據(jù)所需的算法被存儲在電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)505上。DSP 507控制定時電路502，以控制OEC 500和模數(shù)變換器(ADC)501的操作。微控制器512控制定時電路502。ADC 501將OEC 500輸出的模擬信號變換為數(shù)字信號。DSP 507對ADC 501輸出的數(shù)字信號進(jìn)行處理，然后，產(chǎn)生數(shù)字圖像信號，該數(shù)字圖像信號被分為色度信號和亮度信號。該數(shù)字圖像處理裝置進(jìn)一步包括連接在存儲卡接口(MCI)506上的可拆卸存儲卡。
仍參考圖4，該數(shù)字圖像處理裝置還具有發(fā)光單元LAMP以及閃光控制器511。發(fā)光單元LAMP被微控制器512控制，而且包括操作/自拍指示燈11(參考圖3)、自動對焦指示燈33(參考圖3)以及閃光備用指示燈34(參考圖3)。根據(jù)FS 19輸出的信號，閃光控制器511和微控制器512控制閃光燈12。
該數(shù)字圖像處理裝置進(jìn)一步包括用戶輸入單元INP。該用戶輸入單元INP包括快門13(參考圖3)、模式撥盤14(參考圖2)、功能選擇按鈕15(參考圖2)、功能塊按鈕18(參考圖2)、監(jiān)視器按鈕32(參考圖3)、曝光補(bǔ)償/刪除按鈕36(參考圖3)、輸入/播放按鈕37(參考圖3)、菜單/OK按鈕38(參考圖3)、廣角變焦按鈕39w(參考圖3)、遠(yuǎn)攝變焦按鈕39t(參考圖3)、上移按鈕40up(參考圖3)、右移按鈕40ri(參考圖3)、下移按鈕40lo(參考圖3)以及左移按鈕40le(參考圖3)。
將DSP 507輸出的數(shù)字圖像信號臨時存儲到動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)504。在本發(fā)明實(shí)施例中，在去噪過程中，利用OEC 500拍攝同一圖像的預(yù)置數(shù)量的圖像幀，并存儲到DRAM 504。還將DSP507輸出的數(shù)字圖像信號輸入到LCD驅(qū)動單元514。因此，圖像顯示在顯示面板35即顯示單元上。還可以通過普通串行總線(USB)連接器21a或者RS232C接口(I/F)508及其連接器21b，串行傳送DSP 507輸出的數(shù)字圖像信號，或者通過視頻過濾器509和視頻輸出單元21c，將該數(shù)字圖像信號作為視頻信號傳送。
仍參考圖4，該數(shù)字圖像處理裝置進(jìn)一步包括音頻處理器513，該音頻處理器513將來自麥克風(fēng)MIC的音頻信號輸出到DSP 507或者揚(yáng)聲器SP，并將DSP 507輸出的音頻信號輸出到揚(yáng)聲器SP。
參考圖5，圖5示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)碼相機(jī)中去除固定圖形噪聲的裝置的方框圖。與用于去除固定圖形噪聲的傳統(tǒng)裝置相比，圖5所示的裝置拍攝圖像所需的時間短，而且可以有效去除固定圖形噪聲。該裝置包括OEC 500、ADC 501、DRAM 504、DSP 507、微控制器512、用戶輸入單元INP以及顯示面板35(參考圖4)。DSP 507包括位置信息提取器507-1、去噪器507-2以及信號處理器507-3。
例如，利用微控制器512提供的顯示在顯示面板35上菜單，用戶設(shè)置數(shù)碼相機(jī)1的感光度(ISO)和曝光時間。特別是，微控制器512提供用于選擇夜景拍攝模式以設(shè)置曝光時間的菜單。因此，通過選擇夜景拍攝模式的菜單，用戶可以任意設(shè)置曝光時間。響應(yīng)用戶按下快門按鈕，數(shù)碼相機(jī)1拍攝照片，該照片被稱為圖像幀F(xiàn)rame 1。
在數(shù)碼相機(jī)1拍攝照片時，OEC 500將入射光變換為電信號，然后，ADC 501將該電信號變換為數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號存儲在DRAM 504的第一區(qū)中。在該例子中，假定圖像幀F(xiàn)rame 1包括固定圖形噪聲。
在將圖像幀F(xiàn)rame 1存儲到DRAM 504上時，微控制器512改變數(shù)碼相機(jī)1的設(shè)置，以準(zhǔn)備拍攝第二照片，該第二照片被稱為暗幀F(xiàn)rame 2。具體地說，微控制器512改變ISO和曝光時間，以拍攝暗幀F(xiàn)rame 2，并利用物理方法阻擋所有光進(jìn)入OED 500。
此時，微控制器512將數(shù)碼相機(jī)1的ISO設(shè)置為拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1時采用的ISO的N倍，而將數(shù)碼相機(jī)1的曝光時間設(shè)置為拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1時采用的曝光時間的1/N。在此，N是自然數(shù)。
例如，如果拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1時使用的ISO是100，則拍攝暗幀F(xiàn)rame 2時采用的ISO被設(shè)置為200，它是拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1時使用的ISO的兩倍。如果拍攝圖像幀F(xiàn)rame1時采用的曝光時間是16秒，則拍攝暗幀F(xiàn)rame 2時采用的曝光時間是8秒，它是拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1時使用的曝光時間的1/2。然后，拍攝暗幀F(xiàn)rame 2，并將它存儲到DRAM 504的第二區(qū)中。
在上面結(jié)合圖1描述的傳統(tǒng)方法中，利用拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1采用的同樣曝光時間拍攝暗幀F(xiàn)rame 2，因此，在圖像幀F(xiàn)rame 1和暗幀F(xiàn)rame 2上產(chǎn)生了完全相同的固定圖形噪聲。然而，在本發(fā)明中，利用與拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1采用的ISO和曝光時間不同的ISO和曝光時間，拍攝圖像幀F(xiàn)rame 2。
表1示出隨著數(shù)碼相機(jī)1的ISO升高以及快門13的曝光時間按比例縮小，暗幀F(xiàn)rame 2上產(chǎn)生的固定圖形噪聲的量如何增大。表1中的數(shù)值是利用實(shí)驗(yàn)方法獲得的。
表1

表1中的固定圖形噪聲的像素?cái)?shù)表示其值大于臨界值(例如，10000)的像素的數(shù)量，該臨界值表示給定像素上的電荷是分辨率為例如2456×1760的暗幀F(xiàn)rame 2上的固定圖形噪聲產(chǎn)生的。
采用是拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1時采用的ISO的N倍的ISO和是拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1時采用的曝光時間的1/N的曝光時間，拍攝暗幀F(xiàn)rame 2。因此，暗幀F(xiàn)rame 2包括圖像幀F(xiàn)rame 1中所包括的固定圖形噪聲。
DSP 507的位置信息提取器507-1從存儲在DRAM 504的第二區(qū)中的暗幀F(xiàn)rame 2提取固定圖形噪聲的位置信息，然后，將提取的位置信息存儲到DRAM 504的第三區(qū)。
利用存儲在DRAM 504的第三區(qū)中的固定圖形噪聲的位置信息，去噪器507-2過濾并去除存儲在第一區(qū)中的圖像幀F(xiàn)rame 1上的固定圖形噪聲。
去噪器507-2利用例如低頻空間過濾器去除固定圖形噪聲。例如，去噪器507-2可以采用中值過濾器，該中值過濾器在比較固定圖形噪聲與相鄰像素值后輸出中值。
在去除了固定圖形噪聲的情況下，信號處理器507-3對新圖像幀F(xiàn)rame 3進(jìn)行圖像處理，以提高圖像品質(zhì)。然后，將該新圖像幀F(xiàn)rame 3存儲到DRAM 504的另一個區(qū)中，或者顯示在顯示面板35上。
參考圖6A和6B，圖6A和6B示出傳統(tǒng)數(shù)碼相機(jī)的總拍攝時間與根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)碼相機(jī)1的總拍攝時間的比較。在利用幀相減去除固定圖形噪聲的傳統(tǒng)方法中，總拍攝時間比數(shù)碼相機(jī)的設(shè)置的曝光時間的兩倍還長。因此，延長了拍攝時間。例如，參考圖6A，如果對傳統(tǒng)數(shù)碼相機(jī)應(yīng)用16秒的曝光時間，則①拍攝圖像幀(Frame 1)用16秒，②拍攝暗幀(Frame 2)用16秒，③去除噪聲用s1秒，以及④進(jìn)行后處理用s2秒。因此，總拍攝時間(①+②+③+④)比曝光時間的兩倍長，即，32+s1+s2秒。
然而，在本發(fā)明的本實(shí)施例中，拍攝暗幀F(xiàn)rame 2的時間比拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1的時間短(例如，在采用4倍ISO時，采用曝光時間的1/4倍)，因此，縮短了總拍攝時間。例如，參考圖6B，如果采用16秒的曝光時間，則①拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1用16秒，②拍攝暗幀F(xiàn)rame2用4秒，③去除噪聲用s1’秒，④進(jìn)行后處理用s2’秒。因此，總拍攝時間(①+②+③+④)用20+s1’+s2’秒，比傳統(tǒng)方法的總拍攝時間短。
現(xiàn)在，參考圖7，說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)碼相機(jī)1上去除固定圖形噪聲的方法。首先，采用設(shè)置的ISO和曝光時間，拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1(700)。例如，將ISO設(shè)置為100，而將曝光時間設(shè)置為16秒，然后，拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1。OEC 500將入射光變換為電信號，然后，ADC 501將該電信號變換為數(shù)字信號。
將被數(shù)字化而且包括固定圖形噪聲的圖像幀F(xiàn)rame 1存儲到DRAM 504的第一區(qū)中(702)。然后，微控制器512改變在數(shù)碼相機(jī)1上設(shè)置的ISO和曝光時間，在利用物理方法阻擋所有入射光的情況下，拍攝暗幀F(xiàn)rame 2(704)。微控制器512將ISO設(shè)置為拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1時采用的ISO的N倍，而將曝光時間設(shè)置為拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1時采用的曝光時間的1/N。在此，N是任意自然數(shù)。例如，如果在拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1時ISO是100，則拍攝暗幀F(xiàn)rame 2采用的ISO可以是其4倍，即400，而如果拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1時曝光時間是16秒，則拍攝暗幀F(xiàn)rame 2采用的曝光時間被設(shè)置為拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1采用的曝光時間的1/4倍即4秒。拍攝的暗幀F(xiàn)rame 2被存儲到DRAM 504的第二區(qū)(706)。
如表1所示，隨著數(shù)碼相機(jī)1的ISO提高和數(shù)碼相機(jī)1的曝光時間縮短，在暗幀F(xiàn)rame 2上產(chǎn)生固定圖形噪聲的熱像素的數(shù)量增多。由于采用是拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1時采用的ISO的N倍的ISO和是拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1時采用的曝光時間的1/N的曝光時間來拍攝暗幀F(xiàn)rame 2，所以暗幀F(xiàn)rame 2包括圖像幀F(xiàn)rame 1中所包括的固定圖形噪聲。
位置信息提取器507-1從存儲在DRAM 504的第二區(qū)中的暗幀F(xiàn)rame 2提取固定圖形噪聲的位置信息，然后，將該位置信息存儲到DRAM 504的第三區(qū)中(708)。
利用存儲在DRAM 504的第三區(qū)中的固定圖形噪聲的位置信息，去噪器507-2過濾并去除存儲在DRAM 504的第一區(qū)中的圖像幀F(xiàn)rame 1的固定圖形噪聲(710)。
利用諸如中值過濾器的低頻空間過濾器去除圖像幀F(xiàn)rame 1的固定圖形噪聲，以確定其上不存在固定圖形噪聲的新圖像幀F(xiàn)rame 3。在這樣做時，通過將固定圖形噪聲與相鄰像素值進(jìn)行比較，中值過濾器輸出中值。
信號處理器507-3對該新圖像幀F(xiàn)rame 3進(jìn)行圖像處理，以提高圖像品質(zhì)。然后，信號處理器507-3將該新圖像幀F(xiàn)rame 3存儲到DRAM 504的另一個區(qū)中，或者將它顯示在顯示面板35上(712)。
如圖6所示，與傳統(tǒng)方法相比，本實(shí)施例顯著縮短了總拍攝時間，因?yàn)榕臄z暗幀F(xiàn)rame 2采用的曝光時間是拍攝圖像幀F(xiàn)rame 1時采用的曝光時間的1/N。
如上所述，通過與拍攝原始圖像時采用的ISO和曝光時間相比，提高數(shù)碼相機(jī)的ISO而縮短曝光時間，本發(fā)明實(shí)施例拍攝暗圖像。從拍攝的暗圖像提取固定圖形噪聲的位置信息，以從該原始圖像上去除固定圖形噪聲。因此，在縮短總拍攝時間的同時，可以有效去除固定圖形噪聲。
盡管參考本發(fā)明的典型實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了具體說明和描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員明白，在不脫離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明實(shí)質(zhì)范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)方面進(jìn)行各種變更。應(yīng)該認(rèn)為典型實(shí)施例僅具有說明性意義，而沒有限制性意義。因此，對本發(fā)明所做的詳細(xì)說明不限定本發(fā)明范圍，而由所附權(quán)利要求限定本發(fā)明范圍，落入該范圍內(nèi)的所有差別均被認(rèn)為包括在本發(fā)明內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在數(shù)碼相機(jī)中去除固定圖形噪聲的裝置，該裝置包括信號處理單元，執(zhí)行以下步驟接收表示第一照片的信號，其中第一照片以第一ISO和第一曝光時間拍攝，而且其中第一照片包括固定圖形噪聲；接收表示第二照片的信號，其中第二照片在無光情況下以第二ISO和第二曝光時間拍攝，該第二ISO與第一ISO不同，該第二曝光時間與第一曝光時間不同；分析第二照片；根據(jù)分析步驟，計(jì)算固定圖形噪聲的位置；以及利用計(jì)算的位置，從第一照片上去除固定圖形噪聲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中第二ISO是第一ISO的N倍，而第二曝光時間是第一曝光時間的1/N倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中信號處理單元包括位置信息提取器，用于從第二照片提取固定圖形噪聲的位置信息；去噪器，用于利用所述位置信息，從第一照片濾除固定圖形噪聲；以及信號處理器，用于處理第一照片，以去除固定圖形噪聲，從而產(chǎn)生可以顯示的圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，該裝置進(jìn)一步包括存儲單元，該存儲單元包括第一區(qū)，用于存儲第一照片；第二區(qū)，用于存儲第二照片；以及第三區(qū)，用于存儲計(jì)算的位置信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，該裝置進(jìn)一步包括鏡頭；以及光電變換器，其中該光電變換器執(zhí)行以下步驟通過鏡頭接收光，以捕獲第一照片的圖像；不通過鏡頭接收光，以捕獲第二照片的圖像；將捕獲的第一照片的圖像和捕獲的第二照片的圖像變換為信號；以及將所述信號發(fā)送到信號處理單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中光電變換器是電荷耦合器件。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中光電變換器是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體器件。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，該裝置進(jìn)一步包括快門，執(zhí)行以下步驟打開，以允許光到達(dá)光電變換器，使光電變換器能捕獲第一照片的圖像；關(guān)閉，以阻止光到達(dá)光電變換器，使光電變換器能捕獲第二照片的圖像，其中第一圖像和第二圖像在同樣的相應(yīng)位置分別具有固定圖形噪聲。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，該裝置進(jìn)一步包括用戶輸入單元，用于接收第一ISO和第一曝光時間的用戶輸入，其中根據(jù)第一ISO和第一曝光時間的函數(shù)，信號處理單元設(shè)置第二ISO和第二曝光時間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，該裝置進(jìn)一步包括顯示器，在通過信號處理單元去除了固定圖形噪聲后顯示第一照片。
11.一種在數(shù)碼相機(jī)中去除固定圖形噪聲的方法，該方法包括采用第一ISO和第一曝光時間，拍攝主圖像；采用第二ISO和第二曝光時間，拍攝暗圖像，其中第二ISO與第一ISO不同，第二曝光時間與第一曝光時間不同；確定暗圖像上的固定圖形噪聲的位置；以及利用確定的位置，從普通圖像去除固定圖形噪聲。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中第二ISO等于約是第一ISO的N倍的值，而且其中第二曝光時間等于約是第一曝光時間的1/N倍的值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中N是大于1的數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，該方法進(jìn)一步包括打開數(shù)碼相機(jī)的快門，以允許數(shù)碼相機(jī)的光敏器件接收光；利用接收的光拍攝主圖像，其中主圖像含有固定圖形噪聲；關(guān)閉該快門，以阻止所述光敏器件接收光；以及在該快門關(guān)閉時拍攝暗圖像，其中暗圖像含有固定圖形噪聲，該固定圖形噪聲位于暗圖像上的位置與該固定圖形噪聲出現(xiàn)在主圖像上的位置相同。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中第二ISO等于約是第一ISO的N倍的值，而且其中第二曝光時間等于約是第一曝光時間的1/N倍的值。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，該方法進(jìn)一步包括在所述利用步驟之后，在數(shù)碼相機(jī)的顯示面板上顯示主圖像。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，該方法進(jìn)一步包括在所述利用步驟之后，將主圖像存儲到數(shù)碼相機(jī)的存儲器內(nèi)；以及響應(yīng)數(shù)碼相機(jī)的用戶輸入，從該存儲器中檢索主圖像，并在數(shù)碼相機(jī)的顯示面板上對用戶顯示它。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中顯示面板被集成在數(shù)碼相機(jī)的殼體中，而且其中存儲器位于該殼體內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，該方法進(jìn)一步包括通過數(shù)碼相機(jī)的用戶輸入單元，從用戶接收第一ISO的值和第一曝光時間的值；以及計(jì)算第二ISO和第二曝光時間，而無需用戶再進(jìn)行輸入。
20.一種用于去除固定圖形噪聲的方法，該方法包括將數(shù)碼相機(jī)設(shè)置為第一ISO和第一曝光時間；打開數(shù)碼相機(jī)的快門，以允許光進(jìn)入數(shù)碼相機(jī)；利用電荷耦合器件，接收光；利用電荷耦合器件，捕獲第一圖像；將數(shù)碼相機(jī)設(shè)置為第二ISO和第二曝光時間；關(guān)閉快門，以阻止光進(jìn)入數(shù)碼相機(jī)；在快門被關(guān)閉時，利用電荷耦合器件捕獲第二圖像；利用數(shù)字信號處理器，確定第二圖像上的固定圖形噪聲的位置；在第一圖像上與第二圖像上的所確定位置匹配的位置，改變第一圖像的內(nèi)容，從而從第一圖像去除固定圖形噪聲；以及在顯示面板上顯示第一圖像的已改變內(nèi)容。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在數(shù)碼相機(jī)中去除固定圖形噪聲的裝置和方法。該裝置包括信號處理單元，根據(jù)采用與拍攝普通圖像時采用的ISO和曝光時間不同的ISO和曝光時間拍攝的暗圖像，該信號處理單元計(jì)算固定圖形噪聲的位置信息，然后，利用該位置信息，去除普通圖像上的固定圖形噪聲。與傳統(tǒng)的裝置和方法相比，在縮短總拍攝時間的同時，可以有效消除固定圖形噪聲。
文檔編號H04N5/225GK1770820SQ200510065678
公開日2006年5月10日 申請日期2005年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月1日
發(fā)明者李石根, 李宗宦 申請人:三星Techwin株式會社