图像处理装置和方法
【专利摘要】本发明公开了一种图像处理装置和方法，属于图像处理【技术领域】。所述装置包括：滑动模块，用于采用M×N的滑动窗口在待处理的Bayer格式图像中进行滑动；读取模块，用于当滑动窗口中的中心像素点为绿色像素点时，读取中心像素点的像素值；计算模块，用于根据滑动窗口计算中心像素点的像素值的对称值；确定模块，用于根据中心像素点的像素值以及对称值确定中心像素点的均衡输出值；生成模块，用于根据待处理的Bayer图像中的各个绿色像素点的均衡输出值生成处理后的图像。解决了【背景技术】中存在的经Bayer阵列滤波得到的Bayer格式图像中因相邻像素点间的串扰，而导致图像中存在噪声的问题；减轻了图像中相邻像素点间的串扰影响，提高了图像显示效果。
【专利说明】
图像处理装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理【技术领域】，特别涉及一种图像处理装置和方法。
【背景技术】
[0002]Bayer(拜耳)阵列是实现CCD(Charge-coupled Device,电荷稱合器件)或CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)传感器这类感光元件进行彩色图像拍摄的主要技术之一。
[0003]Bayer阵列模拟人眼对色彩的敏感程度，利用人眼对G(Green，绿色)像素点的辨别灵敏度大于R(Red，红色)或B (Blue，蓝色)像素点的原理，采用I红2绿I蓝的排列方式将灰度信息转换成彩色信息。如图1，其示出了一种5X5的Bayer阵列10的示意图，该Bayer阵列10的横向和纵向均排列有5个像素点。具体的，该Bayer阵列10包括具有交互绿色像素点G和蓝色像素点B的Gb通道11,以及具有交互绿色像素点G和红色像素点R的Gr通道12。其中，Gb通道11和Gr通道12相间排列。由图1可知，采用Bayer阵列的传感器实际每个像素点仅存在一种颜色分量，后续需要利用插值算法进行插值计算，最终获得一张彩色图像。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现上述技术至少存在以下问题:经过Bayer阵列滤波得到的Bayer格式的图像中，相邻像素点之间将会发生串扰，这种串扰将会导致最终获得的彩色图像中存在噪声。在一种典型的表现形式下，这种串扰将会导致最终获得的彩色图像中存在微弱的、棋盘格式的噪声。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术中存在的经过Bayer阵列滤波得到的Bayer格式的图像中因相邻像素点之间的串扰影响，而导致最终获得的彩色图像中存在噪声的问题，本发明实施例提供了一种图像处理装置和方法。所述技术方案如下:
[0006]第一方面，提供了一种图像处理装置，所述装置包括:
[0007]滑动模块，用于采用MXN的滑动窗口在待处理的拜耳Bayer格式图像中进行滑动，M、N分别表示所述滑动窗口的长和宽，且M、N均大于等于3 ；
[0008]读取模块，用于当所述滑动窗口中的中心像素点为绿色像素点时，读取所述中心像素点的像素值，所述中心像素点是指与所述滑动窗口的中心相重合的像素点；
[0009]计算模块，用于根据所述滑动窗口计算所述中心像素点的像素值的对称值，所述对称值用于反映所述滑动窗口中除所述中心像素点之外的其它绿色像素点的像素值；
[0010]确定模块，用于根据所述中心像素点的像素值以及所述对称值确定所述中心像素点的均衡输出值；
[0011]生成模块，用于根据所述待处理的Bayer图像中的各个绿色像素点的均衡输出值生成处理后的图像。
[0012]在第一方面的第一种可能的实施方式中，所述滑动模块，包括:选取单元和检测单元;
[0013]所述选取单元，用于在所述待处理的Bayer格式图像中选取一个像素点为起始的中心像素点，并将所述MXN的滑动窗口的中心与所述起始的中心像素点重合；
[0014]所述检测单元，用于检测所述中心像素点是否为绿色像素点；
[0015]所述读取模块，还用于当所述中心像素点是绿色像素点时，读取所述中心像素点的像素值。
[0016]结合第一方面的第一种可能的实施方式，在第一方面的第二种可能的实施方式中，所述滑动模块，还包括:滑动单元；
[0017]所述滑动单元，用于若所述中心像素点不是绿色像素点，则将所述MXN的滑动窗口进行滑动，并选取下一个中心像素点；
[0018]所述检测单元，用于再次执行所述检测所述中心像素点是否为绿色像素点的步骤。
[0019]结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实施方式中，所述计算模块，包括:第一获取单元、第二获取单元和对称计算单元；
[0020]所述第一获取单元，用于获取所述滑动窗口内的绿红Gr通道上的所述绿色像素点的第一样本均值Glavg ；
[0021]所述第二获取单元，用于获取所述滑动窗口内的绿蓝Gb通道上的所述绿色像素点的第二样本均值G2avg ；
[0022]所述对称计算单元,用于根据所述第一样本均值Glavg、所述第二样本均值G2avg以及所述中心像素点的像素值Gtl计算所述中心像素点的像素值Gtl的对称值Gc/:
[0023]Gc/ = Glavg+G2avg_G0。
[0024]结合第一方面的第三种可能的实施方式，在第一方面的第四种可能的实施方式中，所述装置，还包括:
[0025]差值计算模块，用于计算所述第一样本均值Glavg和所述第二样本均值G2avg的绝对差值 Gdiff:Gdiff = Glavg-G2avg ；
[0026]差值检测模块，用于检测所述绝对差值GdifT是否小于预定门限值THR，所述预定门限值THR > O ；
[0027]所述确定模块，还用于当所述绝对差值Gdiff小于所述预定门限值THR时，根据所述中心像素点的像素值以及所述对称值确定所述中心像素点的均衡输出值。
[0028]结合第一方面、第一方面的第一种可能的实施方式、第一方面的第二种可能的实施方式、第一方面的第三种可能的实施方式或者第一方面的第四种可能的实施方式，在第一方面的第五种可能的实施方式中，所述确定模块，包括:第三获取单元、第四获取单元和输出计算单元；
[0029]所述第三获取单元，用于获取所述中心像素点的像素值Gtl所对应的第一权重W1 ；
[0030]所述第四获取单元，用于获取所述对称值Gc/所对应的第二权重W2;
[0031]所述输出计算单元，用于通过加权平均算法，并根据所述第一权重W1、所述第二权重W2、所述中心像素点的像素值Gtl以及所述对称值Gc/计算所述中心像素点的均衡输出值GIC:
[0032]GZC = ^lM0
W1+W2
[0033]结合第一方面的第五种可能的实施方式，在第一方面的第六种可能的实施方式中，所述第三获取单元，包括:第一差值计算子单元、第一均值计算子单元和第一权重确定子单元；
[0034]所述第一差值计算子单元，用于对于所述滑动窗口中的第i个综合样本，计算所述第i个综合样本对应的绝对差值Cgrad[i];其中，所述第i个综合样本包括所述滑动窗口中互为间隔像素点的第一像素点和第二像素点，所述第i个综合样本对应的所述绝对差值Cgrad[i]是指所述第一像素点的像素值与所述第二像素点的像素值的绝对差值，i为正整数；
[0035]所述第一均值计算子单元，用于计算所述滑动窗口中各个所述综合样本对应的绝对差值的均值OTavg:
/7
[0037]所述第一权重确定子单元，用于将所述均值OTavg的缩放值确定为所述第一权重W1:
[0038]W1 = w X CDavg ；
[0039]其中，η为所述滑动窗口中的综合样本的数量且η为正整数，w为缩放系数，w > O。
[0040]结合第一方面的第六种可能的实施方式，在第一方面的第七种可能的实施方式中，所述第四获取单元，包括:第二差值计算子单元、第二均值计算子单元、均值判断子单元、第一确定子单元和第二确定子单元；
[0041]所述第二差值计算子单元，用于对于所述滑动窗口中的第j个绿色样本，计算所述第j个绿色样本对应的绝对差值Ggrad[j];其中，所述第j个绿色样本包括所述滑动窗口中互为斜方向相邻像素点、且均为绿色像素点的第一绿色像素点和第二绿色像素点，所述第j个绿色样本对应的绝对差值Ggrad[j]是指所述第一绿色像素点的像素值与所述第二绿色像素点的像素值的绝对差值，j为正整数；
[0042]所述第二均值计算子单元，用于计算所述滑动窗口中各个所述绿色样本所对应的绝对差值的均值OTavg:
r ^TGgradU]
[0043]tt.CrDavg ---,
m
[0044]所述均值判断子单元，用于判断所述均值GDavg是否大于所述第一权重W1 ；
[0045]所述第一确定子单元，用于当所述均值⑶avg大于所述第一权重W1时，将所述第一权重W1确定为所述第二权重W2 ；
[0046]所述第二确定子单元，用于当所述均值⑶avg小于所述第一权重W1时，将所述均值OTavg确定为所述第二权重W2 ；
[0047]其中，m为所述滑动窗口中的绿色样本的数量且m为正整数。
[0048]结合第一方面、第一方面的第一种可能的实施方式、第一方面的第二种可能的实施方式、第一方面的第三种可能的实施方式或者第一方面的第四种可能的实施方式，在第一方面的第八种可能的实施方式中，所述生成模块，包括:替换单元和生成单元；
[0049]所述替换单元，用于对于所述待处理的Bayer格式图像中的每一个绿色像素点，将所述绿色像素点的均衡输出值替换所述绿色像素点的像素值；
[0050]所述生成单元，用于根据完成替换后的所述各个绿色像素点生成所述处理后的图像。
[0051]第二方面，提供了一种图像处理方法，所述方法包括:
[0052]采用MXN的滑动窗口在待处理的拜耳Bayer格式图像中进行滑动，M、N分别表示所述滑动窗口的长和宽，且M、N均大于等于3 ；
[0053]当所述滑动窗口中的中心像素点为绿色像素点时，读取所述中心像素点的像素值，所述中心像素点是指与所述滑动窗口的中心相重合的像素点；
[0054]根据所述滑动窗口计算所述中心像素点的像素值的对称值，所述对称值用于反映所述滑动窗口中除所述中心像素点之外的其它绿色像素点的像素值；
[0055]根据所述中心像素点的像素值以及所述对称值确定所述中心像素点的均衡输出值；
[0056]根据所述待处理的Bayer图像中的各个绿色像素点的均衡输出值生成处理后的图像。
[0057]在第二方面的第一种可能的实施方式中，所述采用MXN的滑动窗口在待处理的拜耳Bayer格式图像中进行滑动，包括:
[0058]在所述待处理的Bayer格式图像中选取一个像素点为起始的中心像素点，并将所述MXN的滑动窗口的中心与所述起始的中心像素点重合；
[0059]检测所述中心像素点是否为绿色像素点；
[0060]若所述中心像素点是绿色像素点，则执行所述读取所述中心像素点的像素值的步骤。
[0061]结合第二方面的第一种可能的实施方式，在第二方面的第二种可能的实施方式中，所述检测所述中心像素点是否为绿色像素点之后，还包括:
[0062]若所述中心像素点不是绿色像素点，则将所述MXN的滑动窗口进行滑动，并选取下一个中心像素点；
[0063]再次执行所述检测所述中心像素点是否为绿色像素点的步骤。
[0064]结合第二方面，在第二方面的第三种可能的实施方式中，所述根据所述滑动窗口计算所述中心像素点的像素值的对称值，包括:
[0065]获取所述滑动窗口内的绿红Gr通道上的所述绿色像素点的第一样本均值Glavg ；
[0066]获取所述滑动窗口内的绿蓝Gb通道上的所述绿色像素点的第二样本均值G2avg ；
[0067]根据所述第一样本均值Glavg、所述第二样本均值G2avg以及所述中心像素点的像素值Gtl计算所述中心像素点的像素值Gtl的对称值Gc/:
[0068]Gc/ = Glavg+G2avg_G0。
[0069]结合第二方面的第三种可能的实施方式，在第二方面的第四种可能的实施方式中，所述根据所述中心像素点的像素值以及所述对称值确定所述中心像素点的均衡输出值之前，还包括:
[0070]计算所述第一样本均值Glavg和所述第二样本均值G2avg的绝对差值Gdiff:Gdiff = IGlavg_G2avgI ；
[0071]检测所述绝对差值Gdiff是否小于预定门限值THR，所述预定门限值THR > O ;
[0072]若所述绝对差值Gdiff小于所述预定门限值THR，则执行所述根据所述中心像素点的像素值以及所述对称值确定所述中心像素点的均衡输出值的步骤。
[0073]结合第二方面、第二方面的第一种可能的实施方式、第二方面的第二种可能的实施方式、第二方面的第三种可能的实施方式或者第二方面的第四种可能的实施方式，在第二方面的第五种可能的实施方式中，所述根据所述中心像素点的像素值以及所述对称值确定所述中心像素点的均衡输出值，包括:
[0074]获取所述中心像素点的像素值Gtl所对应的第一权重W1 ；
[0075]获取所述对称值Gc/所对应的第二权重W2;
[0076]通过加权平均算法，并根据所述第一权重W1、所述第二权重W2、所述中心像素点的像素值Gtl以及所述对称值Gc/计算所述中心像素点的均衡输出值GIC:
【权利要求】
1.一种图像处理装置，其特征在于，所述装置包括: 滑动模块，用于采用MXN的滑动窗口在待处理的拜耳Bayer格式图像中进行滑动，M、N分别表示所述滑动窗口的长和宽，且M、N均大于等于3 ； 读取模块，用于当所述滑动窗口中的中心像素点为绿色像素点时，读取所述中心像素点的像素值，所述中心像素点是指与所述滑动窗口的中心相重合的像素点； 计算模块，用于根据所述滑动窗口计算所述中心像素点的像素值的对称值，所述对称值用于反映所述滑动窗口中除所述中心像素点之外的其它绿色像素点的像素值； 确定模块，用于根据所述中心像素点的像素值以及所述对称值确定所述中心像素点的均衡输出值； 生成模块，用于根据所述待处理的Bayer图像中的各个绿色像素点的均衡输出值生成处理后的图像。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滑动模块，包括:选取单元和检测单元; 所述选取单元，用于在所述待处理的Bayer格式图像中选取一个像素点为起始的中心像素点，并将所述MXN的滑动窗口的中心与所述起始的中心像素点重合； 所述检测单元，用于检测所述中心像素点是否为绿色像素点； 所述读取模块，还用于当所述中心像素点是绿色像素点时，读取所述中心像素点的像素值。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述滑动模块，还包括:滑动单元； 所述滑动单元，用于若所述中心像素点不是绿色像素点，则将所述MXN的滑动窗口进行滑动，并选取下一个中心像素点； 所述检测单元，用于再次执行所述检测所述中心像素点是否为绿色像素点的步骤。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述计算模块，包括:第一获取单元、第二获取单元和对称计算单元； 所述第一获取单元，用于获取所述滑动窗口内的绿红Gr通道上的所述绿色像素点的第一样本均值Glavg ； 所述第二获取单元，用于获取所述滑动窗口内的绿蓝Gb通道上的所述绿色像素点的第二样本均值G2avg ； 所述对称计算单元，用于根据所述第一样本均值Glavg、所述第二样本均值G2avg以及所述中心像素点的像素值Gtl计算所述中心像素点的像素值Gtl的对称值Gc/:
Gc/ = Glavg+GSavg-G。。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置，还包括: 差值计算模块，用于计算所述第一样本均值Glavg和所述第二样本均值G2avg的绝对差值 Gdiff:Gdiff = Glavg-G2avg ； 差值检测模块，用于检测所述绝对差值Gdiff是否小于预定门限值THR，所述预定门限值 THR > O ; 所述确定模块，还用于当所述绝对差值Gdiff小于所述预定门限值THR时，根据所述中心像素点的像素值以及所述对称值确定所述中心像素点的均衡输出值。
6.根据权利要求1至5任一所述的装置，其特征在于，所述确定模块，包括:第三获取单元、第四获取单元和输出计算单元； 所述第三获取单元，用于获取所述中心像素点的像素值Gtl所对应的第一权重W1 ； 所述第四获取单元，用于获取所述对称值Gc/所对应的第二权重W2 ； 所述输出计算单元，用于通过加权平均算法，并根据所述第一权重W1、所述第二权重W2、所述中心像素点的像素值Gtl以及所述对称值G/计算所述中心像素点的均衡输出值GIC:
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第三获取单元，包括:第一差值计算子单元、第一均值计算子单元和第一权重确定子单元； 所述第一差值计算子单元，用于对于所述滑动窗口中的第i个综合样本，计算所述第i个综合样本对应的绝对差值Cgrad[i];其中，所述第i个综合样本包括所述滑动窗口中互为间隔像素点的第一像素点和第二像素点，所述第i个综合样本对应的所述绝对差值Cgrad[i]是指所述第一像素点的像素值与所述第二像素点的像素值的绝对差值，i为正整数； 所述第一均值计算子单元，用于计算所述滑动窗口中各个所述综合样本对应的绝对差值的均值OTavg:
所述第一权重确定子单元，用于将所述均值CDavg的缩放值确定为所述第一权重W1: W1 = w X CDavg ； 其中，η为所述滑动窗口中的综合样本的数量且η为正整数，w为缩放系数，w > O。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第四获取单元，包括:第二差值计算子单元、第二均值计算子单元、均值判断子单元、第一确定子单元和第二确定子单元； 所述第二差值计算子单元，用于对于所述滑动窗口中的第j个绿色样本，计算所述第j个绿色样本对应的绝对差值Ggrad[j];其中，所述第j个绿色样本包括所述滑动窗口中互为斜方向相邻像素点、且均为绿色像素点的第一绿色像素点和第二绿色像素点，所述第j个绿色样本对应的绝对差值Ggrad[j]是指所述第一绿色像素点的像素值与所述第二绿色像素点的像素值的绝对差值，j为正整数； 所述第二均值计算子单元，用于计算所述滑动窗口中各个所述绿色样本所对应的绝对差值的均值OTavg:
所述均值判断子单元，用于判断所述均值GDavg是否大于所述第一权重W1 ； 所述第一确定子单元，用于当所述均值GDavg大于所述第一权重W1时，将所述第一权重W1确定为所述第二权重W2 ； 所述第二确定子单元，用于当所述均值GDavg小于所述第一权重W1时，将所述均值OTavg确定为所述第二权重W2 ； 其中，m为所述滑动窗口中的绿色样本的数量且m为正整数。
9.根据权利要求1至5任一所述的装置，其特征在于，所述生成模块，包括:替换单元和生成单元； 所述替换单元，用于对于所述待处理的Bayer格式图像中的每一个绿色像素点，将所述绿色像素点的均衡输出值替换所述绿色像素点的像素值； 所述生成单元，用于根据完成替换后的所述各个绿色像素点生成所述处理后的图像。
10.一种图像处理方法，其特征在于，所述方法包括: 采用MXN的滑动窗口在待处理的拜耳Bayer格式图像中进行滑动，M、N分别表示所述滑动窗口的长和宽，且M、N均大于等于3 ; 当所述滑动窗口中的中心像素点为绿色像素点时，读取所述中心像素点的像素值，所述中心像素点是指与所述滑动窗口的中心相重合的像素点； 根据所述滑动窗口计算所述中心像素点的像素值的对称值，所述对称值用于反映所述滑动窗口中除所述中心像素点之外的其它绿色像素点的像素值； 根据所述中心像素点的像素值以及所述对称值确定所述中心像素点的均衡输出值； 根据所述待处理的Bayer图像中的各个绿色像素点的均衡输出值生成处理后的图像。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述采用MXN的滑动窗口在待处理的拜耳Bayer格式图像中进行滑动，包括: 在所述待处理的Bayer格式图像中选取一个像素点为起始的中心像素点，并将所述MXN的滑动窗口的中心与所述起始的中心像素点重合； 检测所述中心像素点是否为绿色像素点； 若所述中心像素点是绿色像素点，则执行所述读取所述中心像素点的像素值的步骤。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述检测所述中心像素点是否为绿色像素点之后，还包括: 若所述中心像素点不是绿色像素点，则将所述MXN的滑动窗口进行滑动，并选取下一个中心像素点； 再次执行所述检测所述中心像素点是否为绿色像素点的步骤。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述滑动窗口计算所述中心像素点的像素值的对称值，包括: 获取所述滑动窗口内的绿红Gr通道上的所述绿色像素点的第一样本均值Glavg ； 获取所述滑动窗口内的绿蓝Gb通道上的所述绿色像素点的第二样本均值G2avg ； 根据所述第一样本均值Glavg、所述第二样本均值G2avg以及所述中心像素点的像素值Gtl计算所述中心像素点的像素值Gtl的对称值Gc/:
Gc/ = Glavg+G2avg-G0o
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述中心像素点的像素值以及所述对称值确定所述中心像素点的均衡输出值之前，还包括: 计算所述第一样本均值Glavg和所述第二样本均值G2avg的绝对差值Gdiff:Gdiff =IGlavg_G2avgI ； 检测所述绝对差值Gdiff是否小于预定门限值THR，所述预定门限值THR > O ;若所述绝对差值Gdiff小于所述预定门限值THR，则执行所述根据所述中心像素点的像素值以及所述对称值确定所述中心像素点的均衡输出值的步骤。
15.根据权利要求10至14任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述中心像素点的像素值以及所述对称值确定所述中心像素点的均衡输出值，包括: 获取所述中心像素点的像素值Gtl所对应的第一权重W1 ； 获取所述对称值Gc/所对应的第二权重W2; 通过加权平均算法，并根据所述第一权重W1、所述第二权重W2、所述中心像素点的像素值Gtl以及所述对称值Gc/计算所述中心像素点的均衡输出值GIC:
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述获取所述中心像素点的像素值Gtl所对应的第一权重W1，包括: 对于所述滑动窗口中的第i个综合样本，计算所述第i个综合样本对应的绝对差值Cgrad[i];其中，所述第i个综合样本包括所述滑动窗口中互为间隔像素点的第一像素点和第二像素点，所述第i个综合样本对应的所述绝对差值Cgrad[i]是指所述第一像素点的像素值与所述第二像素点的像素值的绝对差值，i为正整数； 计算所述滑动窗口中各个所述综合样本对应的绝对差值的均值CDavg:
将所述均值CTavg的缩放值确定为所述第一权重W1:
W1 = w X CDavg ； 其中，η为所述滑动窗口中的综合样本的数量且η为正整数，w为缩放系数，w > O。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述获取所述对称值G/所对应的第二权重W2,包括: 对于所述滑动窗口中的第j个绿色样本，计算所述第j个绿色样本对应的绝对差值Ggrad[j];其中，所述第j个绿色样本包括所述滑动窗口中互为斜方向相邻像素点、且均为绿色像素点的第一绿色像素点和第二绿色像素点，所述第j个绿色样本对应的绝对差值Ggrad[j]是指所述第一绿色像素点的像素值与所述第二绿色像素点的像素值的绝对差值，j为正整数； 计算所述滑动窗口中各个所述绿色样本所对应的绝对差值的均值GDavg:
判断所述均值OTavg是否大于所述第一权重W1 ； 若所述均值OTavg大于所述第一权重W1,则将所述第一权重W1确定为所述第二权重W2; 若所述均值OTavg小于所述第一权重W1,则将所述均值OTavg确定为所述第二权重W2 ； 其中，m为所述滑动窗口中的绿色样本的数量且m为正整数。
18.根据权利要求10至14任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述待处理的Bayer图像中的各个绿色像素点的均衡输出值生成处理后的图像，包括: 对于所述待处理的Bayer格式图像中的每一个绿色像素点，将所述绿色像素点的均衡输出值替换所述绿色像素点的像素值； 根据完成替换后的所述各个绿色像素点生成所述处理后的图像。
【文档编号】H04N9/04GK104202583SQ201410385447
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】李水平, 陈玮 申请人:华为技术有限公司