[发明专利]图像处理方法和图像处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理，特别涉及图像处理方法和图像处理装置。 

背景技术

摄像机、数码相机和数码摄像机等数字彩色成像装置的光学传感器通常采用CCD(Charge-coupled device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductror，互补性氧化金属半导体)技术。采用CMOS技术的光学传感器以其功耗小、成本低、易于在标准的生产线生产等优点成为主流。 

采用CMOS技术的光学传感器包括横竖两个方向密集排列的感光元件，所述感光元件组成一个二维矩阵，所述感光元件只能感应所在像素点的光信号的亮度信息，不能感应光信号的色彩信息，因此，需要使用色彩滤波阵列(Color Filtered Array，CFA)确保每个像素单元的感光元件输出与滤波片颜色对应的光信号的一种颜色分量，所述颜色分量通常是红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色中的一种，因此，每个像素单元输出形成红色像素、绿色像素、蓝色像素中的一种。 

所述色彩滤波阵列可以采用不同的格式，通常使用的是贝尔(Bayer)格式。贝尔格式的色彩滤波阵列包括由红色和绿色滤波片组成的行以及绿色和蓝色滤波片组成的行，所述行交替排列。因此，使用贝尔格式的色彩滤波阵列获得的图像的绿色像素单元的数目为红色像素单元和蓝色像素单元数目之和。图1是采用贝尔格式的色彩滤波阵列获得的图像的像素单元分布示意图。请参考图1，所述图像包含若干帧。所述图像在时间轴T上依次出现，所述图像每一帧的像素单元在沿x轴方向和y轴方向呈矩阵分布。每个像素单元的 像素值对应所输入的光信号的一个颜色分量，如图1所示，所述红色像素单元周围为绿色像素单元，蓝色像素单元周围也是绿色像素单元，而绿色像素单元周围交替出现红色像素单元和绿色像素单元，所述图像在在时间轴上依次输出。 

所述CMOS图像传感器的缺点是输出图像具有噪声。所述噪声包括水平噪声(随机噪声)和垂直噪声(固定模式噪声)。所述垂直噪声是由于在像素复位过程中复位电压波动引起的，因此可以通过相关双采样电路减小和消除。例如申请号为03101595.6的中国专利申请公开了一种相关双采样电路，所述相关双采样电路复位后光信号收集前的像素输出电压和光信号收集后的像素输出电压，将所述电压作差，得到像素电压，消除复位电压波动给像素带来的噪声。相比之下，所述水平噪声是由于图像传感器的电源电压波动和像素工艺过程中的寄生参数的影响而产生的。所述水平噪声的特点是图像输出亮暗不均匀的横向条带，并且所述横向条带的幅度和宽度不固定，以及所述横向条带出现在图像上的位置不固定，具有随机性。所述水平噪声在低照度的情况下尤其明显，破坏了图像传感器的成像质量，必须加以去除。 

相关技术人员一直致力解决所述图像水平噪声问题。现有的去除水平噪声的方法包括二维(2D)去噪方法和三维(3D)去噪方法。二维去噪方法的缺点是去噪效果不够理想；三维去噪法的缺点是对硬件的要求高，需要足够大的缓冲区来缓冲中间处理数据，而且需要复杂的运算保证准确性，不适合专用单片集成电路(Application Specific Integrated Circuit)的图像传感器。 

因此，需要一种简单有效的去除图像水平噪声的方法，所述方法适合于专用单片集成电路的CMOS图像传感器。 

发明内容

本发明解决的问题是提供一种图像处理方法，所述方法简单且能够有效 去除慢速变化的图像的水平噪声，特别适合于专用单片集成电路的CMOS图像传感器。 

为解决上述问题，本发明提供一种图像处理方法，包括： 

步骤S1，提供图像，所述图像包括至少一帧，每帧包括至少一行，每行包括至少一个像素单元； 

步骤S2，获取慢速变化的连续的理想帧，所述慢速变化的连续的理想帧的帧数为n，理想帧的每帧具有行平均值； 

步骤S3，将n帧理想帧的行平均值根据行对n求平均值，获取理想行平均值； 

步骤S4，获取第n+1帧的行平均值；