[发明专利]一种基于RGB-IR传感器的去噪增强装置及方法

权利要求书

1.一种基于RGB-IR传感器的去噪增强装置，其特征在于，包括图像输入单元、颜色通道分离单元、滤波处理单元、颜色增强单元、去噪强度控制单元及图像输出单元；

RGB-IR传感器成像形成M*N色彩阵列输出到图像输入单元；

图像输入单元与颜色通道分离单元相连，通过下采样实现将RGB-IR数据各颜色分量和IR分量进行分离，得到R分量、G分量、B分量以及IR分量，并行送入滤波处理单元；

滤波处理单元处理后输出为保留细节降噪处理的4通道数据，Rdn分量、Gdn分量、Bdn分量以及IRdn分量；

Rdn分量、Gdn分量、Bdn分量以及IRdn分量数据输入到颜色增强单元，颜色增强单元通过对去噪后的IRdn分量数据进行内插，并通过预置参数实现各颜色通道红外干扰拟合，将消除干扰的各颜色分量和红外通道分量进行整合得到去噪增强后的整体输出图；

原始输入数据和去噪增强后的整体输出图输入去噪强度控制单元处理，根据去噪强度参数决定去噪图像输出比例；

对输出的去噪图像进行格式控制，图像输出单元最终输出去噪后的图像；

4*4的输入阵列的R滤波单元和基础高斯滤波对滤波处理流程如下：

A)对待处理R数据点获取邻域数据，选取5*5为滤波邻域，R有效数据点为R11、R15、R33、R51、R55，其余像素点不包含R通道信息，为该情况无效数据点，不参与实际滤波；

B)由数据中心点及邻域大小在细节计算单元进行定位，得到对应的5*5全幅细节数据，G12、G14、G21、G23、G25、G32、G34、G41、G43、G45、G52和G54为原始G数据，G11、G13、G15、G22、G24、G31、G33、G35、G42、G44、G51、G53、G55为内插得到的G数据值；

C)由细节计算单元计算该中心点细节信息辅助滤波，具体实现通过计算邻域中数据有效点的位置上的G11、G15、G33、G51、G55与中心点位置的G33差值，并得到一个5*5的细节权重矩阵W1，然后将对其进行归一化处理，使得各权重值均在0-1区间，且权重之和为1；同理，该邻域无效数据点处权值为0，不对滤波产生影响；

D)对R通道数据进行滤波，计算邻域内每个有效数据点与中心点的欧式距离，并以该距离为参数进行高斯加权，得到高斯权重矩阵W2，其公式表达如下：

其中，(X,Y)和(X₀,Y₀)分别表示邻域点和中心点坐标，σ表示高斯函数标准差，W2为输出的高斯滤波权重，无效点数据高斯权值为0；

E)以高斯滤波权重W2和细节权重W1矩阵对该中心点邻域有效点进行加权滤波，得到该点的去噪数据；

F)遍历R通道数据矩阵，重复上述步骤；同样，对于B、G滤波和IR滤波单元，其滤波也由上述过程实现。

2.如权利要求1所述的基于RGB-IR传感器的去噪增强装置，其特征在于，所述M*N色彩阵列是2*2或4*4格式。

3.如权利要求1所述的基于RGB-IR传感器的去噪增强装置，其特征在于，所述滤波处理单元包括滤波单元、细节信息检测单元，滤波单元包括R/B通道滤波单元、G通道滤波单元和IR通道滤波单元，不同单元邻域有效数据获取模块有所不同；细节信息检测单元包括内插单元和细节计算单元，最终将细节信息送入滤波单元。

4.如权利要求1所述的基于RGB-IR传感器的去噪增强装置，其特征在于，所述颜色增强单元包括R、G、B分量增强单元、IR通道内插单元和分量整合单元；其中，R、G、B分量增强单元由内置参数除去各颜色通道红外干扰；IR内插单元对滤波模块输出的IR数据进行内插，恢复各颜色通道位置的IR分量以辅助图像增强；分量整合单元将各增强单元输出的颜色分量和去噪输出的IR分量按输入阵列格式进行整合，得到去噪增强后的整体输出图，输出格式与传感器阵列格式完全一致。