[发明专利]一种实现图像信号自适应的数字增益方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种数字增益方法，特别是在图像信号处理过程中对所获得的原始数据进行处理，通过噪声分离和信号建模进行数字增益处理的方法。

背景技术

用传感技术进行图像生成的过程中，图像原始数据由像素队列生成，由于工艺、版图布局、电路结构等各方面在像素队列的差异性，使得每个像素点产生的图像数据也存在差异性。主要体现在由列电路结构的差异表现造成的列差异性上。数字增益是一种对信号数据进行线性处理的一种图像处理技术，一般用在输入信号数据均值较小或较大时。传统的数字增益技术一般考虑的是数据处理后的连续性，如不产生亮度突变和抑制过放大噪声等，而对于输入信号的质量本身没有评估和处理。由于传感器像素队列成像区域差异性的必然存在，输入信号的差异性经过传统的数字增益后必然会加剧这种差异性，故图像质量没有得到保障，造成数字增益后使图解亮度增加了，却使图像质量下降了的情况。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种对输入信号的图像进行预处理的数字增益方法，可以隔离图像信号的固定噪声，避免固定噪声的放大和传递，实现信号的同比缩放，有效抑制图像动态噪声的产生。

本发明提出的一种实现图像信号自适应的数字增益方法，包括以下处理步骤：

1)计算各列图像信号的偏置值和固有增益；

2)对图像信号分解建模，使得图像信号由偏置值部分和线性子信号部分叠加组成，线性子信号部分为：Vout-偏置值，其斜率为图像信号的固有增益；

3)将数字增益叠加在图像信号的线性子信号部分。

优选的，所述步骤1)中还包括计算均值固有增益的步骤；所述步骤3)中具体包括以下过程：线性子信号部分按照以下方式进行修正：修正后的线性子信号＝((Vout-偏置值)/固有增益)×均值固有增益；将数字增益叠加在修正后的线性子信号部分。

优选的，所述步骤1)中还包括计算均值偏置值的步骤；所述步骤3)中还包括用均值偏置值替代各列图像信号的偏置值的步骤。

优选的，所述步骤1)中计算各列图像信号的偏置值和固有增益具体为：通过在像素队列中增加两个不感光的行，并使其中一行的Vin置为0，另一行的Vin置为一固定值，根据这两行的Vout计算出各列的偏置值和固有增益。

本发明提出的另一种实现图像信号自适应的数字增益方法，包括以下处理步骤：

4)计算各列图像信号的偏置值、固有增益以及均值偏置值和均值固有增益；

5)对图像信号分解建模，使得图像信号由偏置值部分和线性子信号部分叠加组成，线性子信号部分为：Vout-偏置值，其斜率为图像信号的固有增益；

6)各列图像信号的偏置值部分用均值偏置值替代；线性子信号部分按照以下方式进行修正：修正后的线性子信号＝((Vout-偏置值)/固有增益)×均值固有增益；

7)将数字增益叠加在图像信号的均值偏置值和修正后的线性子信号部分。

优选的，所述步骤4)中计算各列图像信号的偏置值和固有增益具体为：通过在像素队列中增加两个不感光的行，并使其中一行的Vin置为0，另一行的Vin置为一固定值，根据这两行的Vout计算出各列的偏置值和固有增益。

采用上述技术方案产生的有益效果是：

1.通过对图像输入信号进行分解建模，将数字增益叠加在线性子信号部分；或者将固有增益和偏置值用均值固有增益和均值偏置值修正后叠加数字增益，可以避免对输入信号的固定噪声的放大，抑制图像动态噪声的产生。

2.采用均值偏置值与均值增益反馈回来控制图像数据流，降低由于工艺、版图布局、电路结构等各方面在像素队列的差异性导致产生的图像信号的差异，从而实现了既增加图像亮度又改善图像质量的处理效果。

附图说明

图1是本发明的列图像信号模型解析图；

图2是本发明的另一列图像信号模型解析图；

图3是本发明的像素队列结构图；

图4是本发明最佳实施例与其它电路连接的示意图。

具体实施方式

下面对本发明进行说明。先定义几个参数，以便对图像信号进行建模分析，参照图1、图2：

Offset：像素没有感受光强时(即黑行)的电压偏置值；

Vin：像素感受到光强时的累计的电压；

Vout：像素完成曝光后的读出电压；

k：固有增益。

这几个参数之间的关系：Vout＝Vin*k+Offset。对应于一片有j列像素的sensor来说，每一列都对应着一个k值和一个Offset值。