针对宽动态范围图像的噪声级别控制设备以及包括该设备的图像处理系统的制作方法
【专利说明】针对宽动态范围图像的噪声级别控制设备W及包括该设备的 图像处理系统
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年11月24日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请No. 10-2014-0164118的优先权，并在此引入其全部公开的内容。
技术领域
[0003] 本发明构思的实施例设及针对宽动态范围(WDR)图像的噪声级别控制设备，更具 体地，设及噪声级别控制设备、噪声级别控制设备的操作方法、W及包括该噪声级别控制设 备的图像处理系统。
【背景技术】
[0004] 图像处理设备可W包括将光信号转换成电信号的图像传感器W及对转换的电信 号进行处理W向显示设备输出的图像处理器。为了同时适当地显示图像的黑暗部分和明亮 部分二者，可W在图像处理设备中使用宽动态范围(WDR)技术。
[000引 WDR技术可W对图像进行合成，并对曝光时间进行调节，W使明亮部分和黑暗部分 二者都可见。
【发明内容】
[0006] 根据本发明构思的示例实施例，提供了图像处理设备。该设备包括第一宽动态范 围(WDR)图像生成模块、控制信号生成器和第二WDR图像生成模块。第一 WDR图像生成模块被 配置为处理长时间曝光图像信号，根据对长时间曝光图像信号的处理结果来生成第一图像 信号，使用第二权重值来处理短时间曝光图像信号，根据对短时间曝光图像信号的处理结 果来生成第二图像，并且将第一图像信号与第二图像信号合成W生成第一 WDR图像信号。控 制信号生成器被配置为计算第二权重值与基准权重值之间的差，并且根据该计算的结果来 生成控制信号。第二WDR图像生成模块被配置为使用控制信号来调节第一 WDR图像信号的噪 声级别，并且根据调节的结果来生成第二WDR图像信号。使用第一曝光时间来生成长时间曝 光图像信号。使用比第一曝光时间短的第二曝光时间来生成短时间曝光图像信号。
[0007] 第一 WDR图像生成模块可W对短时间曝光图像信号和长时间曝光图像信号中的每 一个进行线性化，通过将第一权重值施加到线性化的长时间曝光图像信号来生成第一图像 信号，并且通过将第二权重值施加到线性化的短时间曝光图像信号来生成第二图像信号。
[0008] 第一 WDR图像生成模块可W对线性化的长时间曝光图像信号进行插值W生成第一 插值信号，将第一权重值施加到第一插值信号W生成第一图像信号，对线性化的短时间曝 光图像信号进行插值W生成第二插值信号，并且将第二权重值施加到第二插值信号W生成 第二图像信号。
[0009] 第一权重值和第二权重值的和可W是1。
[0010] 可W基于长时间曝光图像信号的亮度值、锐度值或对比度值中的至少一个来确定 第一权重值。可W基于短时间曝光图像信号的亮度值、锐度值或对比度值中的至少一个来 确定第二权重值。
[0011] 可W基于短时间曝光图像信号的亮度值、锐度值或对比度值中的至少一个来确定 基准权重值。
[0012] 可W从存储在控制信号生成器中的查找表中提取基准权重值。
[001引控制信号可W包括降噪强度控制信号和噪声增益控制信号。
[0014] 当第二权重值大于基准权重值时，控制信号生成器可W随着第二权重值与基准权 重值之间的差的增大来增大降噪强度控制信号并减小噪声增益控制信号。
[0015] 当第二权重值大于基准权重值时，控制信号生成器可W随着第二权重值与基准权 重值之间的差的减小来减小降噪强度控制信号并增大噪声增益控制信号。
[0016] 控制信号生成器可W包括基准权重模块、降噪强度控制信号生成器、W及噪声增 益控制信号生成器。基准权重模块可W被配置为确定基准权重值。降噪强度控制信号生成 器可W被配置为计算第二权重值与基准权重值之间的差，并且被配置为通过使用第一 WDR 图像信号和第二权重值与基准权重值之间的差来生成降噪强度控制信号。噪声增益控制信 号生成器可W被配置为通过使用降噪强度控制信号、第二权重值和第一 WDR图像信号来生 成噪声增益控制信号。
[0017] 第二WDR图像生成模块可W包括降噪电路、噪声增益生成器和运算模块。降噪电路 可W被配置为响应于降噪强度控制信号来从第一 WDR图像信号中提取无噪声图像信号和噪 声图像信号。噪声增益生成器可W被配置为响应于噪声增益控制信号来生成针对第一 WDR 图像信号的噪声增益。运算模块可W被配置为通过将噪声图像信号与噪声增益相乘来生成 最终噪声图像信号，并且被配置为通过将最终噪声图像信号与无噪声图像信号相加来生成 第二WDR图像信号。
[0018] 根据本发明构思的示例实施例，提供了图像处理系统。图像处理系统可W包括图 像传感器和噪声级别控制设备。图像传感器被配置为输出长时间曝光图像信号和短时间曝 光图像信号。噪声级别控制设备被配置为处理长时间曝光图像信号和短时间曝光图像信 号，并且被配置为调节第一WDR图像信号的噪声级别，并且被配置为根据该调节的结果来生 成第二WDR图像信号。噪声级别控制设备包括第一 WDR图像生成模块、控制信号生成器和第 二WDR图像生成模块。第一 WDR图像生成模块被配置为使用第一权重值来处理长时间曝光图 像信号，根据对长时间曝光图像信号的处理的结果来生成第一图像信号，使用第二权重值 来处理短时间曝光图像信号，根据对短时间曝光图像信号的处理的结果来生成第二图像信 号，并且对第一图像信号与第二图像信号进行合成W生成第一 WDR图像信号。控制信号生成 器被配置为计算第二权重值与基准权重值之间的差，并且根据该计算的结果来生成控制信 号。第二WDR图像生成模块被配置为使用控制信号来调节第一WDR图像信号的噪声级别，并 且根据该调节的结果来生成第二WDR图像信号。使用第一曝光时间来生成长时间曝光图像 信号。使用比第一曝光时间短的第二曝光时间来生成短时间曝光图像信号。
[0019] 噪声级别控制设备可W实现为集成电路或忍片。
[0020] 噪声级别控制设备可W包括在图像传感器中。
[0021 ]噪声级别控制设备可W包括在应用处理器中。
[0022]可W基于长时间曝光图像信号的亮度值、锐度值或对比度值中的至少一个来确定 第一权重值。可W基于短时间曝光图像信号的亮度值、锐度值或对比度值中的至少一个来 确定第二权重值。
[0023] 可W基于短时间曝光图像信号的亮度值、锐度值或对比度值中的至少一个来确定 基准权重值。
[0024] 可W从存储在控制信号生成器中的查找表中提取基准权重值。
[0025] 控制信号可W包括降噪强度控制信号和噪声增益控制信号。
[0026] 第二WDR图像生成模块可W包括降噪电路、噪声增益生成器和运算模块。降噪电路 可W被配置为响应于降噪强度控制信号来从第一 WDR图像信号中提取无噪声图像信号和噪 声图像信号。噪声增益生成器可W被配置为响应于噪声增益控制信号来生成针对第一 WDR 图像信号的噪声增益。运算模块可W被配置为通过将噪声图像信号与噪声增益相乘来生成 最终噪声图像信号，并且被配置为通过将最终噪声图像信号与无噪声图像信号相加来生成 第二WDR图像信号。
[0027] 根据本发明构思的示例性实施例，提供了图像处理方法。图像处理方法包括:基于 使用第一曝光时间生成的长时间曝光图像信号来确定第一权重值，基于使用比第一曝光时 间短的第二曝光时间生成的短时间曝光图像信号来确定第二权重值，基于第一权重值和长 时间曝光图像信号来生成第一图像信号，基于第二权重值和短时间曝光图像信号来生成第 二图像信号，通过将第一图像信号与第二图像信号组合来生成第=图像信号，使用控制信 号来调节第S图像信号的噪声级别，W及基于第S图像信号的调节的结果来生成第四图像 信号。
[0028] 控制信号可W包括基于第二权重值与基准权重值之间的差而生成的降噪强度控 制信号和噪声增益控制信号。
[0029] 可W基于长时间曝光图像信号的亮度值、锐度值或对比度值中的至少一个来确定 第一权重值，并且可W基于短时间曝光图像信号的亮度值、锐度值或对比度值中的至少一 个来确定第二权重值。
[0030] 可W基于短时间曝光图像信号的亮度值、锐度值或对比度值来确定基准权重值。
[0031] 调节第S图像信号的噪声级别可W包括:使用降噪强度控制信号来从第一图像信 号中提取无噪声图像信号和噪声图像信号，使用噪声增益控制信号来生成与第一图像信号 相对应的噪声图像信号，使用噪声图像信号和噪声增益来生成最终噪声图像信号，W及使 用最终噪声图像信号和无噪声图像信号来生成第四图像信号。
【附图说明】
[0032] 根据W下结合附图对实施例的描述，本发明构思的运些和/或其它方案将变得明 显且更容易理解，在附图中：
[0033] 图1是根据本发明构思示例实施例的图像处理系统的框图；
[0034] 图2是根据本发明构思示例实施例的图像处理系统的框图；
[0035] 图3是根据本发明构思示例实施例的图像处理系统的框图；
[0036] 图4是根据本发明构思示例实施例的针对宽动态范围(WDR)图像的噪声级别控制 设备的框图；
[0037] 图5是根据本发明构思示例实施例的针对WDR图像的噪声级别控制设备的框图；
[0038] 图6是根据本发明构思示例实施例的图4至图5中示出的合成模块的框图；
[0039] 图7是示出了根据本发明构思示例实施例的图4至图5中示出的合成模块执行的合 成过程的示意图；
[0040] 图8是示出了根据本发明构思示例实施例的由合成模块执行的图7中示出的合成 过程的表格；
[0041] 图9是根据本发明构思示例实施例的图4至图5中示出的控制信号生成器的框图；
[0042] 图10是根据本发明构思示例实施例的图4至图5中示出的控制信号生成器的框图；
[0043] 图11是示出了根据本发明构思示例实施例的基准权重值函数的曲线；
[0044] 图12是示出了根据本发明构思示例实施例的计算基准权重值与第二权重值之间 的差的过程的曲线；
[0045] 图13是示出了根据本发明构思示例实施例的针对WDR图像的噪声级别控制设备的 操作的流程图；
[0046] 图14是示出了根据本发明构思示例实施例的图4至图5中示出的第二WDR图像生成 模块的操作的流程图；
[0047] 图15是根据本发明构思示例实施例的图像处理系统的框图；W及
[0048] 图16是根据本发明构思示例实施例的图像处理系统的框图。
【具体实施方式】
[0049] 下文将参照附图更完全地对本公开进