專利名稱：噪聲消除處理電路、噪聲消除處理方法及固體攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噪聲消除處理電路、噪聲消除處理方法及固體攝像裝置。
背景技術(shù)：
以往，在數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)(DSC)或便攜電話等中搭載的、進(jìn)行數(shù)字影像輸出的固 體攝像裝置(照相機(jī))，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將透過攝像透鏡而在攝像元件上成像的被攝 體像的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字影像信號。然后，照相機(jī)所內(nèi)置的圖像處理部，對于轉(zhuǎn)換的數(shù)字 影像信號，進(jìn)行透鏡陰影處理、缺損校正處理以及噪聲消除處理等，并輸出最終的數(shù)字影像 信號。 近年來，隨著像素的精細(xì)化，從攝像元件輸出的影像信號的S/N比的劣化開始明 顯起來。并且，由來自該攝像元件的影像信號的噪聲引起的圖像處理部中的各種處理的運 算精度的劣化成為問題。作為該問題的解決方法可以考慮如下情況，為了除去來自攝像元 件的攝像信號的噪聲，在進(jìn)行上述的以往的各種處理的圖像處理部中，在初級進(jìn)一步設(shè)置 進(jìn)行另外的噪聲消除處理的電路。 但是，以往在圖像處理部的內(nèi)部進(jìn)行的那樣的噪聲消除處理電路，由于使用二維 濾波器，因此成為具有線存儲器的構(gòu)成(例如參照日本特開2006-20050號公報)。因此，若 將噪聲消除處理電路設(shè)置在圖像處理部的初級，則引起電路規(guī)模以及消費電力的增大。若 想不使用線存儲器而根據(jù)一維的像素排列來進(jìn)行噪聲消除處理，則存在的問題為，難以將 對比度信息極具變化的尖銳的部分與噪聲進(jìn)行區(qū)別，而噪聲消除處理的結(jié)果使尖銳的部分 也衰減、解像度感降低，畫質(zhì)劣化。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方式，提供一種噪聲消除處理電路，用攝像元件對通過攝像透 鏡而入射的被攝體像進(jìn)行攝像，并根據(jù)攝像信號生成數(shù)字影像信號，對該數(shù)字影像信號的 像素值依次進(jìn)行噪聲消除處理，其特征在于，具備尖銳部/平坦部判斷部，根據(jù)上述數(shù)字 影像信號的注目像素以及在該注目像素緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量的像素的像素值，計算 出表示尖銳度的尖銳度值和對上述注目像素所含有的噪聲值進(jìn)行概略表示的概略噪聲值， 并對上述尖銳度值與上述概略噪聲值進(jìn)行比較，由此判斷上述注目像素附近是尖銳部還是 平坦部；噪聲提取部，根據(jù)上述尖銳部/平坦部判斷部的判斷結(jié)果，選擇使用一維濾波器的 2種噪聲提取處理中的1個噪聲提取處理，對上述注目像素以及在該注目像素緊前及緊后 輸入的規(guī)定數(shù)量的像素執(zhí)行該處理，而提取上述注目像素的噪聲值；以及校正部，使用上述 提取的注目像素的噪聲值，對上述注目像素的像素值進(jìn)行校正。 并且，根據(jù)本發(fā)明的一個方式，提供一種噪聲消除處理方法，用攝像元件對通過攝
5像透鏡而入射的被攝體像進(jìn)行攝像，并根據(jù)攝像信號生成數(shù)字影像信號，對該數(shù)字影像信號的像素值依次進(jìn)行噪聲消除處理，其特征在于，根據(jù)上述數(shù)字影像信號的注目像素以及在該注目像素緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量像素的像素值，計算出表示尖銳度的尖銳度值和對上述注目像素所含有的噪聲值進(jìn)行概略表示的概略噪聲值，并對上述尖銳度值與上述概略噪聲值進(jìn)行比較，由此判斷上述注目像素附近是尖銳部還是平坦部，根據(jù)上述注目像素附近是尖銳部還是平坦部，選擇使用一維濾波器的2種噪聲提取處理中的1個噪聲提取處理，對上述注目像素以及在該注目像素緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量的像素執(zhí)行該處理，而提取上述注目像素的噪聲值，使用上述提取的注目像素的噪聲值，對上述注目像素的像素值進(jìn)行校正。 并且，根據(jù)本發(fā)明的一個方式，提供一種固體攝像裝置，用攝像元件對通過攝像透鏡而入射的被攝體像進(jìn)行攝像，并根據(jù)攝像信號生成數(shù)字影像信號，通過圖像處理部對該生成的數(shù)字影像信號執(zhí)行圖像處理，其特征在于，上述圖像處理部具備第1噪聲消除處理電路，對上述數(shù)字影像信號的像素值依次進(jìn)行噪聲消除處理，設(shè)置于上述圖像處理部的初級；和第2噪聲消除處理電路，設(shè)置于上述第1噪聲消除處理電路的后級以后，將經(jīng)由上述噪聲消除處理電路而輸入的數(shù)字影像信號的像素值蓄積到線存儲器，并使用二維濾波器對該蓄積的像素值進(jìn)行噪聲消除處理；上述第1噪聲消除處理電路具備尖銳部/平坦部判斷部，根據(jù)上述數(shù)字影像信號的注目像素以及在該注目像素緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量像素的像素值，計算出表示尖銳度的尖銳度值和對上述注目像素所含有的噪聲值進(jìn)行概略表示的概略噪聲值，并對上述尖銳度值與上述概略噪聲值進(jìn)行比較，由此判斷上述注目像素附近是尖銳部還是平坦部；噪聲提取部，根據(jù)上述尖銳部/平坦部判斷部的判斷結(jié)果，選擇使用一維濾波器的2種噪聲提取處理中的1個噪聲提取處理，對上述注目像素以及在該注目像素緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量的像素執(zhí)行該處理，而提取上述注目像素的噪聲值；以及校正部，使用上述所提取的注目像素的噪聲值，對上述注目像素的像素值進(jìn)行校正。


圖1是說明根據(jù)第1實施方式的固體攝像裝置的構(gòu)成的圖。 圖2是說明根據(jù)第1實施方式的第1噪聲消除處理部的構(gòu)成的圖。 圖3是說明圖像幀的構(gòu)成的圖。 圖4是說明根據(jù)第1實施方式的第1噪聲消除處理部的動作的流程圖。 圖5是說明第2噪聲消除處理部的構(gòu)成的一個例子的圖。 圖6是說明根據(jù)第2實施方式的第1噪聲消除處理部的構(gòu)成的圖。 圖7是說明根據(jù)第2實施方式的第1噪聲消除處理部的動作的流程圖。 圖8是說明根據(jù)第3實施方式的第1噪聲消除處理部的構(gòu)成的圖。 圖9是說明根據(jù)第3實施方式的第1噪聲消除處理部的動作的流程圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖，對本發(fā)明實施方式的噪聲消除處理電路、噪聲消除處理方法以及
固體攝像裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，并不通過這些實施方式來限定本發(fā)明。
圖1是表示本發(fā)明第1實施方式的固體攝像裝置的構(gòu)成的框圖。該固體攝像裝置具有攝像透鏡1、攝像部2、AD轉(zhuǎn)換器(ADC)3以及圖像處理部4。 攝像透鏡1取得來自被攝體的光。攝像部2對入射到攝像透鏡1的光進(jìn)行攝像。并且，在攝像部2中，省略了圖示的圖像傳感器(攝像元件)以與拜耳(Bayer)排列相對應(yīng)的順序取得紅色、藍(lán)色、綠色的像素值，并用對應(yīng)于從外部指定的攝像條件的增益對取得的模擬影像信號依次進(jìn)行放大并輸出。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 3將從攝像部2輸出的模擬影像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字影像信號。圖像處理部4對于從模數(shù)轉(zhuǎn)換部3輸出的數(shù)字影像信號，以使數(shù)字影像信號線性地映出到人眼中的方式進(jìn)行處理，即執(zhí)行用于使數(shù)字影像信號接近人看到的景象的圖像處理。 圖像處理部4具有第1噪聲消除處理部(噪聲消除處理電路)40、透鏡陰影處理部41、缺損校正處理部42、第2噪聲消除處理部43、像素插補處理部44、白平衡處理部45、色矩陣處理部46、輪廓處理部47以及伽馬校正部48，并且具備用于將執(zhí)行圖像處理而得到的數(shù)字影像信號進(jìn)行輸出的輸出部49。 第1噪聲消除處理部40為，為了提高后級的各部的處理的運算精度，在圖像處理部4的初級，從由模數(shù)轉(zhuǎn)換部3輸出的數(shù)字影像信號中除去散粒噪聲等與被攝體像的信號不同的信號。第1噪聲消除處理部40，為了將電路規(guī)模以及消費電力抑制為較小而構(gòu)成為不使用線存儲器，對于以與拜耳排列相對應(yīng)的順序傳遞來的數(shù)字影像信號的像素值，逐次執(zhí)行噪聲消除處理。即，第1噪聲消除處理部40，根據(jù)數(shù)字影像信號的圖像幀中的像素值的一維的排列，執(zhí)行噪聲消除處理。第1噪聲消除處理部40的構(gòu)成以及動作將在后面詳細(xì)說明。 透鏡陰影處理部41為，對于由第1噪聲消除處理部40執(zhí)行了噪聲消除處理之后的數(shù)字影像信號，乘以根據(jù)對應(yīng)的像素的位置(是從攝影元件的哪個像素取得的信號)而個別決定的校正系數(shù)，由此執(zhí)行電陰影校正。 缺損校正處理部42為，對由透鏡陰影處理部41執(zhí)行了陰影校正后的數(shù)字影像信號執(zhí)行缺損校正處理，該缺損校正處理對攝像元件所產(chǎn)生的不正常工作的像素導(dǎo)致的數(shù)字影像信號的缺陷部分(缺損)進(jìn)行校正。 第2噪聲消除處理部43為，對由缺損校正處理部42執(zhí)行了缺損校正處理的數(shù)字影像信號再次執(zhí)行噪聲消除處理。第2噪聲消除處理部43構(gòu)成為使用線存儲器，將以與拜耳排列相對應(yīng)的順序傳遞來的數(shù)字影像信號的像素值暫時存儲在線存儲器中，使用二維濾波器等對該存儲的像素值執(zhí)行基于二維像素的排列的噪聲消除處理。 像素插補處理部44為，對于由第2噪聲消除處理部43執(zhí)行了噪聲消除處理之后的以拜耳排列的順序傳遞來的數(shù)字影像信號，執(zhí)行圖像插補處理(去馬賽克(demosaic)處理)。 白平衡處理部45為，對于由像素插補處理部44執(zhí)行了去馬賽克處理之后的數(shù)字影像信號，執(zhí)行白平衡處理。 色矩陣處理部46為，對于由白平衡處理部45執(zhí)行了白平衡處理之后的數(shù)字影像信號，執(zhí)行用于得到色再現(xiàn)性的色矩陣運算處理(色再現(xiàn)性處理)。 輪廓處理部47為，對于由色矩陣處理部46執(zhí)行了色再現(xiàn)性處理之后的數(shù)字影像信號，使用根據(jù)攝像部2的攝像條件以及各像素的位置而計算出的校正系數(shù)，執(zhí)行輪廓強調(diào)處理。
伽馬校正部48為，對于由輪廓處理部47強調(diào)了輪廓之后的數(shù)字影像信號，執(zhí)行伽 馬校正。 輸出部49為，將由伽馬校正部48執(zhí)行了伽馬校正之后的數(shù)字影像信號作為最終 的數(shù)字影像信號(校正后的數(shù)字影像信號)向外部輸出。 下面，對本發(fā)明第1實施方式的主要部分即第1噪聲消除處理部40進(jìn)行詳細(xì)說 明。首先使用圖2說明第1噪聲消除處理部40的構(gòu)成。圖2是說明第1噪聲消除處理部 40的構(gòu)成的框圖。如圖所示，第1噪聲消除處理部40具備非線性處理部401、尖銳度值計 算部402、平均值(Ave)計算部403、概略噪聲值計算部404、乘法器405、比較器406、分配器 407、第1噪聲提取部408、第2噪聲提取部409、振幅限制部410以及加法器411。
此處，在以下的說明中，第1噪聲消除處理部40的各構(gòu)成要素作為如下內(nèi)容進(jìn)行 說明對于以與拜耳排列相對應(yīng)的順序傳遞來的數(shù)字信號的注目像素，根據(jù)在該注目像素 的緊前傳遞來的最接近的同色的2個像素、和緊后傳遞來的最接近的同色的2個像素，執(zhí)行 噪聲消除處理。另外，將在對注目像素的噪聲消除處理中使用的前后鄰近的、前后總共同色 4個像素，簡單表述為鄰近4個像素。另外，在注目像素的前后輸入的像素中、用于噪聲消除 處理的像素的數(shù)量也可以為2個以外。 圖3是說明傳遞到第1噪聲消除處理部40的拜耳排列的圖像幀的一例的圖。在圖 3中，"R"表示紅色像素、"G"表示綠色像素、"B"表示藍(lán)色像素。如圖所示，圖像幀為，在奇 數(shù)線上交替配置藍(lán)色和綠色像素，在偶數(shù)線上交替配置綠色和紅色像素。數(shù)字影像信號朝 向圖3的H方向的右側(cè)每次1個像素地依次輸入，當(dāng)?shù)竭_(dá)右端時，之后從V方向的下一級的 線的左端的像素開始輸入。如圖所示，當(dāng)將1個紅色像素作為注目像素時，紅色像素中在該 注目像素的緊后輸入的右側(cè)的2個紅色像素以及緊前輸入的左側(cè)的2個紅色像素成為鄰近 4個像素。各像素，以像素值被輸入第1噪聲消除處理部40的順序依次設(shè)定為注目像素。
非線性處理部401、尖銳度值計算部402、Ave計算部403、概略噪聲值計算部404、 乘法器405以及比較器406，作為尖銳部/平坦部判斷部起作用，該尖銳部/平坦部判斷部 為，判斷注目像素附近是人看到而感到顏色或亮度的變化為尖銳的尖銳部、還是不尖銳而 顏色或亮度的變化為平坦的平坦部。 非線性處理部401為，對于注目像素以及該注目像素的鄰近4個像素，根據(jù)預(yù)定的 被視見度特性來進(jìn)行將像素值轉(zhuǎn)換為非線性的非線性處理，以便在后級能夠通過尖銳度值 計算部402計算出以與人看的情況接近的感覺來將尖銳度的程度定量化的尖銳度值。尖銳 度值計算部402為，在通過非線性處理部401進(jìn)行了非線性處理后，計算出注目像素與鄰近 4個像素之間各個差分的絕對值，將該計算出的4個絕對值的平均值作為尖銳度值輸出。如 此輸出的尖銳度值，在注目像素以及鄰近4個像素例如包括顏色不同物體的邊界部分那樣 的部分(邊緣部分)的情況等、人看到而感到尖銳的程度越大，則取越大的值。另外，此處 作為尖銳度值，直接使用注目像素與鄰近4個像素之間的各個差分的絕對值的平均值，但 是也可以使用對該平均值進(jìn)一步增加了運算處理的值。 Ave計算部403計算出注目像素以及鄰近4個像素這合計5個像素的平均值。概 略噪聲值計算部404根據(jù)Ave計算部403計算出的平均值，計算出對注目像素中混雜的噪 聲的程度進(jìn)行概略地表示的概略噪聲值。概略噪聲值計算部404的概略噪聲值的計算方法 可以是任意的，但已知隨著像素的精細(xì)化而增加的散粒噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差一般與像素值平均
8值的平方根之間存在線性的關(guān)系，因此Ave計算部403也可以將計算出的平均值的平方根 作為概略噪聲值。并且，也可以將對該平方根進(jìn)一步進(jìn)行運算處理的值作為概略噪聲值。并 且，也可以預(yù)先求出對攝像部2所使用的攝像元件進(jìn)行了特化的散粒噪聲特性，并根據(jù)該 散粒噪聲特性和上述Ave計算部403計算出的平均值來計算出概略噪聲值。乘法器405為， 對于概略噪聲值計算部404計算出的概略噪聲值，乘以通過預(yù)先由設(shè)定寄存器等賦予的噪 聲系數(shù)(NoiSe_Mp)，由此概略噪聲值計算部404進(jìn)行計算出的概略噪聲值的調(diào)整。
比較器406對尖銳度值計算部402計算出的尖銳度值與乘法器405調(diào)整的概略噪 聲值進(jìn)行比較。比較器406，在尖銳度值比概略噪聲值大時，判斷為注目像素以及鄰近4個 像素為尖銳部，之后將作為用于對噪聲提取部408、409中進(jìn)行使用的噪聲提取部進(jìn)行選擇 的選擇信號來使用的規(guī)定的標(biāo)志設(shè)為0。并且，比較器406，在尖銳度值小于概略噪聲值時， 由于沒有相對于散粒噪聲有意義的尖銳度，因此判斷為注目像素以及鄰近4個像素為平坦 部，將標(biāo)志設(shè)為1。 分配器407、第1噪聲提取部408以及第2噪聲提取部409，作為噪聲提取部起作 用。 第1噪聲提取部408以及第2噪聲提取部409，為了在注目像素的校正中使用， 使用一維噪聲提取濾波器提取比上述的概略噪聲值更精密的噪聲值。其中，各噪聲提取部 408、409分別使用具有不同特性的噪聲提取濾波器。例如可以是，第1噪聲提取部408為 了極力保存尖銳度而使用具有低通濾波器那樣的特性的噪聲提取濾波器，第2噪聲提取部 409使用在比第1噪聲提取部408在廣的頻率成分中進(jìn)行平坦化的特性的噪聲提取濾波器。 分配器407為，根據(jù)比較器406的比較結(jié)果，決定使用噪聲提取部408、409中的哪個噪聲提 取部來計算對注目像素的噪聲消除處理中使用的噪聲值，并對該決定的噪聲提取部傳遞注 目像素以及鄰近4個像素的像素值。S卩，分配器407為，在上述的規(guī)定的標(biāo)志表示0時，注 目像素附近為尖銳部，因此向使用極力保存尖銳度的特性的噪聲提取濾波器的噪聲提取部 408傳遞注目像素以及鄰近4個像素。在上述的規(guī)定的標(biāo)志表示l時，注目像素附近為平坦 部，因此分配器407向噪聲提取部409傳遞，該噪聲提取部409使用對于比噪聲提取部408 廣的頻率成分的像素值進(jìn)行平坦化的特性的噪聲提取濾波器。 振幅限制部410以及加法器411，作為使用由噪聲提取部408或噪聲提取部409提 取的噪聲值來對注目像素的像素值進(jìn)行校正的校正部起作用。即，振幅限制部410，為了防 止過校正而對于由噪聲提取部408或噪聲提取部409提取的噪聲值，根據(jù)由乘法器405調(diào) 整了的概略噪聲值來進(jìn)行振幅限制。加法器411，將通過振幅限制部410進(jìn)行了振幅限制的 噪聲值與注目像素的像素值相加。第1噪聲消除處理部40，將由加法器411輸出的注目像 素的像素值作為執(zhí)行了噪聲消除處理的像素值輸出。 下面，對以上那樣構(gòu)成的第1噪聲消除處理部40的動作進(jìn)行說明。圖4是說明第 1噪聲消除處理部40的動作的流程圖。 在圖4中，當(dāng)開始噪聲消除處理時，首先第1噪聲消除處理部40執(zhí)行取得Noise_ MP的初始設(shè)定(步驟SI)。然后，非線性處理部401、Ave計算部403以及分配器407，取得 注目像素以及該注目像素的鄰近4個像素(步驟S2)。此處，由于第1噪聲消除處理部40 不具有蓄積像素值的線存儲器，因此各構(gòu)成要素，通過錯開定時而從以拜耳排列的順序逐 次輸入的像素值中，取得這5個像素的像素值。
非線性處理部401以及尖銳度值計算部402，根據(jù)取得的注目像素以及鄰近4個像 素的像素值，計算出尖銳度值(步驟S3)。 Ave計算部403以及概略噪聲值計算部404，根據(jù) 取得的注目像素以及鄰近4個像素的像素值，計算出概略噪聲值，乘法器405將該概略噪聲 值與Noise_MP相乘而調(diào)整概略噪聲值(步驟S4)。 之后，比較器406對尖銳度值與調(diào)整后的概略噪聲值進(jìn)行比較(步驟S5)。在尖銳 度值比概略噪聲值大時(步驟S5，是)，比較器406將標(biāo)志設(shè)為"O"，分配器407將取得的注 目像素以及鄰近4個像素的像素值傳遞給第1噪聲提取部408，第1噪聲提取部408提取傳 遞來的注目像素的噪聲值(步驟S6)。 在尖銳度值小于概略噪聲值時(步驟S5、否)，比較器406將標(biāo)志設(shè)為"1 "，分配器 407將取得的注目像素以及鄰近4個像素的像素值傳遞給第2噪聲提取部409，第2噪聲提 取部409提取傳遞來的注目像素的噪聲值(步驟S7)。 然后，振幅限制部410根據(jù)調(diào)整后的概略噪聲值，對進(jìn)行了噪聲提取的噪聲值施 加振幅限制(步驟S8)，加法器411將進(jìn)行了振幅限制的噪聲值與注目像素的像素值相加 (步驟S9)。 如此，第1噪聲消除處理部40，根據(jù)H方向的像素的排列來判斷注目像素附近是尖 銳部還是平坦部，在是尖銳部的情況下，進(jìn)行具有極力保存尖銳度的特性的噪聲消除處理， 在是平坦部的情況下，進(jìn)行對廣的頻率成分的像素值進(jìn)行平坦化的噪聲消除處理。由此， 第1噪聲消除處理部40能夠抑制尖銳的部分的衰減，并執(zhí)行不損害解像度感的噪聲消除處 理。即，能夠防止畫質(zhì)的劣化并進(jìn)行噪聲消除處理。 下面，對第2噪聲消除處理部43的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖5(a)是說明第2噪聲消除 處理部43的構(gòu)成的一個例子的框圖。 在圖5(a)中，第2噪聲消除處理部43構(gòu)成為，使用4H的線存儲器，從包括該線存 儲器以及本線的合計5條線、如圖5(b)所示從H方向5個像素XV方向5個像素的像素配 置取得包括注目像素的同色9個像素的像素值，對該取得的像素值進(jìn)行中值處理，檢索中 央值。通過取得檢索的中央值與注目像素的像素值之間的差分來提取負(fù)的噪聲，將該噪聲 與規(guī)定增益相乘，對該相乘的噪聲進(jìn)行振幅限制而再次與注目像素的像素值相加，由此進(jìn) 行噪聲消除。 通過該構(gòu)成，第2噪聲消除處理部43，除了 H方向，也能夠執(zhí)行還考慮了 V方向的 像素的排列的處理，因此能夠抑制解像度感的劣化，能夠進(jìn)行高精度的噪聲消除處理，但是 需要使用線存儲器，因此電路規(guī)模較大。與此相對，第1噪聲消除處理部40由于不具備線 存儲器，因此與第2噪聲消除處理部43相比電路規(guī)模以及消費電力較小，且如上所述能夠 進(jìn)行抑制了畫質(zhì)的劣化的噪聲消除處理。因此，如本發(fā)明的第1實施方式的固體攝像裝置 的構(gòu)成所示那樣，第1噪聲消除處理部40與第2噪聲消除處理部43可以獨立地配置在圖 像處理部4的初級。 如上所述，根據(jù)第1實施方式，構(gòu)成為，能夠根據(jù)注目像素以及在該注目像素的緊 前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量的像素值，對于以基于攝像元件的排列的順序而輸入的數(shù)字?jǐn)z像 信號的像素值，判斷注目像素附近是尖銳部還是平坦部，根據(jù)判斷結(jié)果執(zhí)行不同的噪聲消 除處理，因此能夠提供一種噪聲消除處理電路，能夠防止畫質(zhì)劣化并進(jìn)行噪聲消除，且電路 規(guī)模較小。
下面對本發(fā)明第2實施方式的固體攝像裝置進(jìn)行說明。第2實施方式為，作為噪
聲提取部起作用的部分的構(gòu)成與第1實施方式不同。本第2實施方式的第1噪聲消除處理
部的符號為50，對該第1噪聲消除處理部50的構(gòu)成以及動作進(jìn)行說明。 圖6是說明第1噪聲消除處理部50的構(gòu)成的框圖。對于第1噪聲消除處理部50
的各構(gòu)成要素，對于與第1實施方式具有相同功能的構(gòu)成要素賦予相同符號，并省略詳細(xì)說明。 第1噪聲消除處理部50具有非線性處理部401、尖銳度值計算部402、 Ave計算 部403、乘法器412、概略噪聲值計算部404、乘法器405、比較器406、分配器407、伊普西龍 (e )濾波器413、第3噪聲提取部414、振幅限制部410以及加法器411。
e濾波器413為，在比較器406將標(biāo)志設(shè)為"O"時、即判斷為注目像素附近為尖銳 部時所使用的濾波器，執(zhí)行掩蔽(mask)處理以便后級的第3噪聲提取部414能夠在保存尖 銳的部分的狀態(tài)下除去噪聲。具體地說，e濾波器413，對注目像素以及鄰近4個像素的像 素值分別與閾值e進(jìn)行比較，并進(jìn)行用注目像素的像素值置換超過閾值e的像素的像素 值的處理。 乘法器412為，將Ave計算部403計算出的注目像素以及鄰近4個像素的像素值 的平均值，與預(yù)先通過設(shè)定寄存器等賦予的比l大的值即e計算用的設(shè)定系數(shù)(Epsil0n_ G)相乘，由此計算出閾值e，將該計算出的閾值e發(fā)送到e濾波器413。
第3噪聲提取部414為，只要是具有將較廣頻率成分的像素值進(jìn)行平坦化的特性 的濾波器、則可以使用任意的濾波器，例如也可以使用與第2噪聲提取部409相同的濾波 器。在判斷為是尖銳部的注目像素以及鄰近4個像素被輸出到與第2噪聲提取部409相同 構(gòu)成的第3噪聲提取部414的情況下，也通過設(shè)置在前級的e濾波器413，值急劇變化而從 平均值突出的像素被掩蔽，因此提取噪聲值，以便即使執(zhí)行對較廣頻率成分的像素值進(jìn)行 平坦化的特性的噪聲提取處理，在校正后也不會使尖銳度劣化。 對如上那樣構(gòu)成的第2實施方式的動作進(jìn)行說明。圖7是說明第2實施方式的動 作的流程圖。在圖7中，首先第1噪聲消除處理部50執(zhí)行取得Noise_MP以及Epsilon_G 的初始設(shè)定(步驟Sll)。接著，第1噪聲消除處理部50在步驟S12 步驟S14中執(zhí)行與第 1實施方式的步驟S2 步驟S4相同的處理。 接著，比較器406對尖銳度值與調(diào)整后的概略噪聲值進(jìn)行比較(步驟S15)。在尖 銳度值比概略噪聲值大時(步驟S15，是)，比較器406將標(biāo)志設(shè)為"0"，分配器407將取得 的注目像素以及鄰近4個像素的像素值傳遞給e濾波器413， e濾波器413，使用由乘法 器412將Ave計算部403所計算出的平均值與Epsil0n_G相乘而求得的閾值e ，對傳遞來 的注目像素以及鄰近4個像素的像素值進(jìn)行掩蔽處理(步驟S16)。接著，第3噪聲提取部 414提取掩蔽處理后的注目像素的噪聲值(步驟S17)。 在尖銳度值小于概略噪聲值時(步驟S15，否)，比較器406將標(biāo)志設(shè)為"l"，分配 器407將取得的注目像素以及鄰近4個像素的像素值傳遞給第2噪聲提取部409，并轉(zhuǎn)移到 步驟S17。在步驟S17中，第3噪聲提取部414提取傳送來的注目像素的噪聲值。
然后，振幅限制部410根據(jù)調(diào)整后的概略噪聲值，對進(jìn)行了噪聲提取的噪聲值施 加振幅限制(步驟S18)，加法器411將進(jìn)行了振幅限制的噪聲值與注目像素的像素值相加 (步驟S19)。
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然而，在以上的說明中，說明了 Epsilon—G為比1大的值，e濾波器413將比閾值 e大的像素值的像素置換為注目像素的像素值，但是也可以是Epsilon—G為比1小的值， e濾波器413將比閾值e小的像素值的像素置換為注目像素的像素值。并且，也可以是， 作為Epsilon—G設(shè)定為比1大的值和比1小的值這2種，e濾波器413將超過基于2種 Epsilon—G的2種閾值e中較大的閾值e的像素值的像素、以及小于較小的閾值e的像 素值的像素，置換為注目像素的像素值。 如上所述，根據(jù)第2實施方式，構(gòu)成為，對于尖銳部在使用e濾波器之后進(jìn)行噪聲 提取，對于平坦部不使用e濾波器地進(jìn)行噪聲提取，因此能夠不使尖銳度劣化并進(jìn)行噪聲 消除處理。即，能夠提供一種噪聲消除處理電路，能夠防止畫質(zhì)劣化并進(jìn)行噪聲消除，且電 路規(guī)模較小。并且，將噪聲提取對象的范圍的像素的平均像素值與閾值計算用的設(shè)定系數(shù) 相乘，來計算出e濾波器所使用的閾值e ，因此閾值e對應(yīng)于注目像素附近的像素值而變 化，因此能夠進(jìn)行高精度的噪聲提取。 下面，對本發(fā)明第3實施方式的固體攝像裝置進(jìn)行說明。第3實施方式為，作為校 正部起作用的部分的構(gòu)成與第2實施方式不同。本第3實施方式的第1噪聲消除處理部的 符號為60，對該第1噪聲消除處理部60的構(gòu)成以及動作進(jìn)行說明。 圖8是說明第1噪聲消除處理部60的構(gòu)成的框圖。關(guān)于第1噪聲消除處理部60 的各構(gòu)成要素，對于與第2實施方式具有相同功能的構(gòu)成要素賦予相同符號，并省略詳細(xì) 說明。 如圖8所示，第1噪聲消除處理部60構(gòu)成為，為了能夠?qū)τ谛Ｕ褂玫脑肼曋?進(jìn)一步進(jìn)行最終的調(diào)節(jié)，除了第2實施方式的構(gòu)成之外，還具有選擇器415以及乘法器416。
乘法器416為，對于通過振幅限制部410進(jìn)行了振幅限制的噪聲值，進(jìn)一步乘以選 擇器415所選擇的調(diào)節(jié)用系數(shù)，并傳遞到加法器411。 選擇器415根據(jù)是尖銳部還是平坦部的判斷來選擇乘法器416所相乘的上述調(diào)節(jié) 用系數(shù)。即，第1噪聲消除處理部60為，預(yù)先在設(shè)定寄存器中設(shè)定在判斷為是尖銳部時 相乘的調(diào)節(jié)用系數(shù)ED—MP以及在判斷為是平坦部時相乘的調(diào)節(jié)用系數(shù)FL—MP這2種調(diào)節(jié)用 系數(shù)。選擇器415在標(biāo)志為"0"時選擇ED—MP而傳遞到乘法器416。選擇器415在標(biāo)志為 "1"時選擇FL_MP而傳遞到乘法器416。 調(diào)節(jié)用系數(shù)為，例如在將第3實施方式用于高級機(jī)種的情況等、重視細(xì)節(jié)且一點 也不想損傷尖銳度的情況下，為了減弱校正的強度而分別設(shè)定為比l小的值。并且，當(dāng)用于 便攜電話等中搭載的、搭載了解像度比較低的透鏡的照相機(jī)的情況下，為了施加較強的校 正而分別設(shè)定為比1大的值。由于能夠分別獨立地設(shè)定2個調(diào)節(jié)用系數(shù)，因此與通過1個 調(diào)節(jié)用系數(shù)使提取的噪聲值一律地變化的情況相比，設(shè)定的自由度較高、能夠進(jìn)行更優(yōu)選 的設(shè)定。 下面，說明第3實施方式的動作。圖9是說明第3實施方式的動作的流程圖。在 圖9中，首先第1噪聲消除處理部60執(zhí)行取得Noise_MP、 Epsilon_G、 ED_MP以及FL_MP的 初始設(shè)定(步驟S21)。接著，第1噪聲消除處理部60在步驟S22 步驟S28中執(zhí)行與第2 實施方式的步驟S12 步驟S18相同的處理。 接著，選擇器415判斷標(biāo)志是否為"0"(步驟S29)。在標(biāo)志為"0"的情況下(步 驟S29，是)，將ED_MP傳遞到乘法器416，乘法器416將提取的噪聲值與ED_MP相乘(步驟
12S30)。在標(biāo)志為"1"的情況下(步驟S29，否)，將FL_MP傳遞到乘法器416，乘法器416將 提取的噪聲值與FL_MP相乘(步驟S31)。 然后，加法器411將與乘以了 ED_MP或者FL_MP的噪聲值與注目像素的像素值相 加(步驟S32)。 如此，根據(jù)第3實施方式，構(gòu)成為，在對于所提取的注目像素的噪聲值，判斷為注 目像素的附近為平坦部以及尖銳部的各個情況下，與預(yù)先賦予的分別不同的系數(shù)相乘，因 此能夠根據(jù)制品規(guī)格來調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)脑肼曄俊?本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易導(dǎo)出進(jìn)一步的效果和變形例。因此，本發(fā)明的更大范圍 的方式不限定于以上那樣表示、記述的特定的詳細(xì)以及代表的實施方式。因此，不脫離添加 的權(quán)利請求以及其等同物所定義的總括的發(fā)明概念精神或者范圍，能夠進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
一種噪聲消除處理電路，由攝像元件對通過攝像透鏡而入射的被攝體像進(jìn)行攝像，并根據(jù)攝像信號生成數(shù)字影像信號，對該數(shù)字影像信號的像素值依次進(jìn)行噪聲消除處理，其特征在于，具備尖銳部/平坦部判斷部，根據(jù)上述數(shù)字影像信號的注目像素以及在該注目像素的緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量的像素的像素值，計算出表示尖銳度的尖銳度值和概略表示上述注目像素所含有的噪聲值的概略噪聲值，并對上述尖銳度值與上述概略噪聲值進(jìn)行比較，由此判斷上述注目像素附近是尖銳部還是平坦部；噪聲提取部，根據(jù)上述尖銳部/平坦部判斷部的判斷結(jié)果，對于上述注目像素以及在該注目像素的緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量的像素，選擇出使用一維濾波器的2種噪聲提取處理中的1個噪聲提取處理并執(zhí)行，來提取上述注目像素的噪聲值；以及校正部，使用上述提取的注目像素的噪聲值，對上述注目像素的像素值進(jìn)行校正。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲消除處理電路，其特征在于，上述尖銳度值是基于以下差分的絕對值的值，上述差分是根據(jù)預(yù)定的被視見度特性而分別進(jìn)行了非線性變換的、上述注目像素的像素值、和在該注目像素的緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量的像素的像素值的各個像素值之間的差分。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲消除處理電路，其特征在于，上述概略噪聲值是基于上述注目像素的像素值以及在該注目像素的緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量的像素的像素值的平均值的平方根的值，或者是根據(jù)平均值和預(yù)先求出的上述攝像元件的散粒噪聲特性而計算出的值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲消除處理電路，其特征在于，上述噪聲提取部，在上述注目像素附近為尖銳部的情況下，在利用了 e濾波器之后，使用噪聲提取濾波器提取噪聲值，在上述注目像素附近為平坦部的情況下，不利用上述e濾波器，而使用噪聲提取濾波器提取噪聲值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲消除處理電路，其特征在于，還具備噪聲值調(diào)整部，在上述注目像素的附近被判斷為平坦部的情況以及被判斷為尖銳部的情況的各情況下，將預(yù)先賦予的分別不同的系數(shù)與由上述噪聲提取部提取的噪聲值相乘；上述校正部使用由上述噪聲值調(diào)整部乘以系數(shù)的噪聲值，對上述注目像素的像素值進(jìn)行校正。
6. —種噪聲消除處理方法，由攝像元件對通過攝像透鏡而入射的被攝體像進(jìn)行攝像，并根據(jù)攝像信號生成數(shù)字影像信號，對該數(shù)字影像信號的像素值依次進(jìn)行噪聲消除處理，其特征在于，根據(jù)上述數(shù)字影像信號的注目像素以及在該注目像素的緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量的像素的像素值，計算出表示尖銳度的尖銳度值和概略表示上述注目像素所含有的噪聲值的概略噪聲值；對上述尖銳度值與上述概略噪聲值進(jìn)行比較，由此判斷上述注目像素附近是尖銳部還是平坦部；根據(jù)上述注目像素附近是尖銳部還是平坦部，對于上述注目像素以及在該注目像素的緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量的像素，選擇出使用一維濾波器的2種噪聲提取處理中的1個噪聲提取處理并執(zhí)行，來提取上述注目像素的噪聲值；使用上述提取的注目像素的噪聲值，對上述注目像素的像素值進(jìn)行校正。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的噪聲消除處理方法，其特征在于，上述尖銳度值是基于以下差分的絕對值的值，上述差分是根據(jù)預(yù)定的被視見度特性而分別進(jìn)行了非線性變換的、上述注目像素的像素值、和在該注目像素的緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量的像素的像素值的各個像素值之間的差分。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的噪聲消除處理方法，其特征在于，上述概略噪聲值是基于上述注目像素的像素值以及在該注目像素的緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量的像素的像素值的平均值的平方根的值，或者是根據(jù)上述平均值和預(yù)先求出的上述攝像元件的散粒噪聲特性而計算出的值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的噪聲消除處理方法，其特征在于，在上述注目像素附近為尖銳部的情況下，在利用了 e濾波器之后，使用噪聲提取濾波器提取噪聲值，在上述注目像素附近為平坦部的情況下，不利用上述e濾波器，而使用噪聲提取濾波器提取噪聲值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的噪聲消除處理方法，其特征在于，在上述注目像素的附近被判斷為平坦部的情況以及被判斷為尖銳部的情況的各情況下，將預(yù)先賦予的分別不同的系數(shù)與上述提取的噪聲值相乘；使用乘以系數(shù)的噪聲值，對上述注目像素的像素值進(jìn)行校正。
11. 一種固體攝像裝置，由攝像元件對通過攝像透鏡而入射的被攝體像進(jìn)行攝像，并根據(jù)攝像信號生成數(shù)字影像信號，由圖像處理部對該生成的數(shù)字影像信號執(zhí)行圖像處理，其特征在于，上述圖像處理部具備第1噪聲消除處理電路，對上述數(shù)字影像信號的像素值依次進(jìn)行噪聲消除處理，設(shè)置于上述圖像處理部的初級；禾口第2噪聲消除處理電路，設(shè)置于上述第1噪聲消除處理電路的后級以后，將經(jīng)由上述噪聲消除處理電路而輸入的數(shù)字影像信號的像素值蓄積在線存儲器中，并使用二維濾波器對該蓄積的像素值進(jìn)行噪聲消除處理；上述第1噪聲消除處理電路具備尖銳部/平坦部判斷部，根據(jù)上述數(shù)字影像信號的注目像素以及在該注目像素的緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量的像素的像素值，計算出表示尖銳度的尖銳度值和概略表示上述注目像素所含有的噪聲值的概略噪聲值，并對上述尖銳度值與上述概略噪聲值進(jìn)行比較，由此判斷上述注目像素附近是尖銳部還是平坦部；噪聲提取部，根據(jù)上述尖銳部/平坦部判斷部的判斷結(jié)果，對于上述注目像素以及在該注目像素的緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量的像素，選擇出使用一維濾波器的2種噪聲提取處理中的1個噪聲提取處理并執(zhí)行，來提取上述注目像素的噪聲值；以及校正部，使用上述提取的注目像素的噪聲值，對上述注目像素的像素值進(jìn)行校正。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的固體攝像裝置，其特征在于，上述尖銳度值是基于以下差分的絕對值的值，上述差分是根據(jù)預(yù)定的被視見度特性而分別進(jìn)行了非線性變換的、上述注目像素的像素值、和在該注目像素的緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量的像素的像素值的各個像素值之間的差分。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的固體攝像裝置，其特征在于，上述概略噪聲值是基于上述注目像素的像素值以及在該注目像素的緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量的像素的像素值的平均值的平方根的值，或者是根據(jù)上述平均值和預(yù)先求出的上述攝像元件的散粒噪聲特性而計算出的值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的固體攝像裝置，其特征在于，上述噪聲提取部，在上述注目像素附近為尖銳部的情況下，在利用了 e濾波器之后，使用噪聲提取濾波器提取噪聲值，在上述注目像素附近為平坦部的情況下，不利用上述e濾波器，而使用噪聲提取濾波器提取噪聲值。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的固體攝像裝置，其特征在于，第1噪聲消除處理電路還具備噪聲值調(diào)整部，在上述注目像素的附近被判斷為平坦部的情況以及被判斷為尖銳部的情況的各情況下，將預(yù)先賦予的分別不同的系數(shù)與由上述噪聲提取部提取的噪聲值相乘；上述校正部使用由上述噪聲值調(diào)整部乘以系數(shù)的噪聲值，對上述注目像素的像素值進(jìn)行校正。
全文摘要
本發(fā)明提供一種噪聲消除處理電路、噪聲消除處理方法及固體攝像裝置。該噪聲消除處理電路的特征在于，具備尖銳部/平坦部判斷部，根據(jù)數(shù)字影像信號的注目像素以及在該注目像素的緊前及緊后輸入的規(guī)定數(shù)量的像素的像素值，計算出表示尖銳度的尖銳度值和對注目像素所含有的噪聲值進(jìn)行概略表示的概略噪聲值，并對尖銳度值與概略噪聲值進(jìn)行比較，由此判斷注目像素附近是尖銳部還是平坦部；噪聲提取部，根據(jù)尖銳部/平坦部判斷部的判斷結(jié)果，執(zhí)行噪聲提取處理而提取注目像素的噪聲值；以及校正部，使用所提取的注目像素的噪聲值，對注目像素的像素值進(jìn)行校正。
文檔編號H04N5/21GK101715049SQ20091017917
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日
發(fā)明者川上好日, 田淵和浩, 細(xì)川純一, 金光史呂志 申請人:株式會社東芝