專利名稱：噪聲量測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及影像信號所包含的噪聲量的測定技術(shù)。
背景技術(shù)：
圖2是下記專利文獻(xiàn)1中記載的傳統(tǒng)的噪聲量測定裝置的結(jié)構(gòu)圖。
該噪聲量測定裝置中，從輸入端子1輸入的第1影像信號抽取例如10×10像素的區(qū)域A，以該區(qū)域A內(nèi)的任意的像素為中心抽取附近的像素的集合即例如5×5像素的區(qū)域B作為基準(zhǔn)圖像。另一方面，第1影像信號也施加到輸入端子2，施加到該輸入端子2的第1影像信號，存儲于存儲部件1，作為第2影像信號讀出。從而，第2影像信號成為第1影像信號至少1幀前的影像信號。
用運(yùn)算部件算出抽取的基準(zhǔn)圖像和第2影像信號內(nèi)的區(qū)域B在相同位置的各個像素的差分，用積分部件1求出該差分之和，作為相關(guān)值存儲到存儲部件2a。
接著，將區(qū)域B上下左右移動1像素或多個像素，同樣求出該位置中的相關(guān)值，依次存儲到存儲部件2b～2x。用比較部件求出存儲部件2a～2x存儲的相關(guān)值中的最小值，作為最小相關(guān)值提供給積分部件2。
同樣，求出區(qū)域A內(nèi)的全部的像素中最小相關(guān)值，通過積分部件2，求出該區(qū)域A內(nèi)的各個像素中算出的最小相關(guān)值之和Vn，使用該值Vn進(jìn)行直方圖、中央值、平均值等的統(tǒng)計(jì)處理，從而測定噪聲量。從而，可抑制將動態(tài)影像和場景改變等導(dǎo)致的圖像的急劇變化誤檢出為噪聲。
專利文獻(xiàn)1特開2005-229166號公報(bào)發(fā)明內(nèi)容發(fā)明要解決的問題上述噪聲量測定裝置中，在某區(qū)域分割影像信號，通過求出與1幀前的影像信號的差分的最小值，可抑制將動態(tài)影像和場景改變等導(dǎo)致的急劇變化的圖像中差分引起的動作誤檢出為噪聲，但是存在不能適應(yīng)具有自動增益控制功能的攝像機(jī)等的輸入影像的問題。
圖3是傳統(tǒng)的噪聲量測定裝置的問題點(diǎn)的說明圖。
例如，如圖3(a)的影像信號所示，低亮度的影像部分low和高亮度的影像部high混合，在整個影像存在噪聲時，若增益控制功能起作用，增益成為2倍，則如圖3(b)的放大的影像信號所示，高亮度的影像部分high的亮度電平超出可輸出的范圍。因而，輸出影像信號如圖3(c)所示，高亮度部分的影像信號與噪聲分量一起被切而成為一定值(最大值)。從而，取與1幀前的影像信號的差分而求出最小值時，如圖3(d)的判定信號所示，被切的部分中無噪聲，因此差分成為0，無法測定低亮度的影像部分low的噪聲量。
本發(fā)明的目的是提供可與進(jìn)行了自動增益控制的影像輸入信號對應(yīng)的噪聲量測定裝置。
本發(fā)明的噪聲量測定裝置，具備存儲電路，存儲至少1幀量的影像輸入信號；減法電路，算出新輸入的影像輸入信號中的多個任意區(qū)域的影像信號和從上述存儲電路讀出的相同區(qū)域的影像信號的各像素的亮度電平差；積分電路，將上述減法電路算出的上述任意區(qū)域內(nèi)的各像素的亮度電平差的絕對值加到該區(qū)域中的每一個，向上述多個任意區(qū)域中的每一個輸出亮度電平差之和；亮度判定電路，對上述任意區(qū)域中的每一個，將構(gòu)成影像信號的各像素的亮度電平與預(yù)定的閾值比較，只要有一個超過該閾值，即對該區(qū)域輸出檢出信號；最小值輸出電路，從上述積分電路輸出的上述多個任意區(qū)域中的每一個的亮度電平差之和內(nèi)，除了被從上述亮度判定電路輸出上述檢出信號的區(qū)域，將亮度電平差之和最小的區(qū)域作為噪聲量輸出。
發(fā)明效果本發(fā)明具備對每一個任意區(qū)域，將構(gòu)成影像信號各像素的亮度電平與預(yù)定閾值比較，只要有一個超過該閾值，即對該區(qū)域輸出檢出信號的亮度判定電路；多個任意區(qū)域中的每一個的亮度電平差之和內(nèi)，除了被從亮度判定電路輸出了檢出信號的區(qū)域，將該亮度電平差之和最小的區(qū)域作為噪聲量輸出的最小值輸出電路。從而，具有因自動增益控制而亮度電平超過閾值的像素的區(qū)域的數(shù)據(jù)被除去，亮度電平未超過閾值的區(qū)域內(nèi)具有最小的值的區(qū)域的亮度電平的差作為噪聲量輸出。從而，即使對進(jìn)行了自動增益控制的影像輸入信號，也具有可檢出低亮度的影像部分的噪聲量的效果。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的噪聲量測定裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是傳統(tǒng)噪聲量測定裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是傳統(tǒng)噪聲量測定裝置的問題點(diǎn)的說明圖。
圖4是圖1的噪聲量測定裝置的動作說明圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例2的噪聲量測定裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是圖5的噪聲量測定裝置動作的信號波形圖。
圖7是另一實(shí)施例的噪聲量測定裝置的結(jié)構(gòu)圖。
附圖標(biāo)記說明11，20 輸入端子12 存儲器13 減法電路14 亮度判定電路15 絕對值電路16 積分電路
17 選擇電路18 寄存器19 輸出端子21 控制電路22 脈沖發(fā)生電路23，24 掩蔽電路具體實(shí)施方式
本發(fā)明的上述及其他目之和新特征，通過參照所附附圖閱讀如下的優(yōu)選實(shí)施例的說明可完全明白。但是，附圖僅僅用于解說而不是限定本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的噪聲量測定裝置的結(jié)構(gòu)圖。
該噪聲量測定裝置，測定輸入端子11輸入的影像輸入信號VIN中的噪聲量，具備接收該影像輸入信號VIN的存儲器12、減法電路13及亮度判定電路14。存儲器12具有存儲至少1幀量的影像輸入信號VIN的存儲容量，將存儲的影像輸入信號VIN至少遲延1幀后輸出。減法電路13算出從輸入端子11新輸入的影像輸入信號VIN和存儲器1 2中至少遲延1幀的影像信號的各個像素的亮度電平差DIF。亮度判定電路14在影像輸入信號VIN超出預(yù)先設(shè)定的閾值時，輸出檢出信號DET。
減法電路13的輸出側(cè)與對每個像素輸出亮度電平差DIF的絕對值A(chǔ)BS的絕對值電路15連接。而且，絕對值電路15的輸出側(cè)與積分電路16連接。積分電路16對每個像素累加絕對值A(chǔ)BS并輸出和SUM，該積分電路16的輸出側(cè)與選擇電路17的第1輸入側(cè)連接。選擇電路17與其輸出側(cè)連接的寄存器18組合而構(gòu)成為最小值輸出電路，選擇輸出施加到第1輸入側(cè)之和SUM與施加到第2輸入側(cè)的輸出信號OUT中的較小值MIN。寄存器18將選擇電路17選擇的較小值MIN按照鎖存信號LAT保持。寄存器18保持的值作為噪聲量的輸出信號OUT從輸出端子19輸出，同時返回選擇電路17的第2輸入側(cè)。
該噪聲量測定裝置還具有被施加與影像輸入信號VIN對應(yīng)的同步信號SYN的輸入端子20，該輸入端子20與控制電路21連接。控制電路21根據(jù)從輸入端子20輸入的同步信號SYN，生成與比較對象的像素對應(yīng)的定時信號TIM并提供給存儲器12和積分電路16，同時對每個比較對象一定的區(qū)域生成預(yù)鎖存信號PLA。預(yù)鎖存信號PLA被施加到脈沖發(fā)生電路22。
脈沖發(fā)生電路22，在未從亮度判定電路14提供檢出信號DET時，將預(yù)鎖存信號PLA作為鎖存信號LAT向寄存器18輸出，而在提供了該檢出信號DET時，停止鎖存信號LAT的輸出。
圖4是圖1的噪聲量測定裝置的動作說明圖。以下，參照該圖4說明圖1的動作。
首先，如圖4(a)所示，從輸入端子11輸入的影像輸入信號VIN，抽取任意的n個區(qū)域A1～An。另外，從各區(qū)域A1～An中抽取的像素?cái)?shù)也為任意。
接著，按照控制電路21輸出的定時信號TIM，與區(qū)域A1內(nèi)的全部的像素對應(yīng)地讀出存儲器12內(nèi)的同位置的像素的亮度電平，通過減法電路13對各個像素算出該亮度電平差DIF。亮度電平差DIF還通過絕對值電路15取絕對值A(chǔ)BS，通過積分電路16按照定時信號TIM進(jìn)行累加計(jì)算，求出和SUM1。對區(qū)域A2～An也進(jìn)行相同的處理，求出和SUM2～SUMn。
另一方面，亮度判定電路14中，對從影像輸入信號VIN抽取的每個區(qū)域A1～An，判定該區(qū)域內(nèi)是否存在亮度電平超出預(yù)定閾值的像素。而且，區(qū)域內(nèi)只要包含一個超過閾值的像素，即從亮度判定電路14對該區(qū)域Ai輸出檢出信號DET。
另外，控制電路21中，如圖4(b)所示，與區(qū)域A1～An的累加計(jì)算的結(jié)束定時相一致地生成預(yù)鎖存信號PLA。預(yù)鎖存信號PLA提供給脈沖發(fā)生電路22，進(jìn)行檢出信號DET的掩蔽處理。即，若對某區(qū)域Ai輸出了檢出信號DET，則不對該區(qū)域Ai輸出鎖存信號LAT。
與積分電路16求出的各區(qū)域A1～An對應(yīng)之和SUM1～SUMn，被施加到由選擇電路17和寄存器18構(gòu)成的最小值輸出電路。即，寄存器18中，將該寄存器18可保持的最大的值(例如，若是8比特的寄存器，為255)設(shè)為初始值。用選擇電路17比較從寄存器18輸出的輸出信號OUT和積分電路16依次輸出之和SUM1～SUMn，較小的值MIN被提供給寄存器18。而且，寄存器18中，按照從脈沖發(fā)生電路22提供的鎖存信號LAT，從選擇電路17輸出的值MIN被保持。從而，寄存器18中保持的值依次被更新為更小的值。
此時，由于預(yù)鎖存信號LAT被檢出信號DET掩蔽，鎖存信號LAT不被輸出，因此，具有亮度超出閾值的高亮度的影像部分high的像素的區(qū)域Ai之和SUMi，未在寄存器18存儲而被排除。從而，在對全部的區(qū)域A1～An的處理結(jié)束后，從寄存器18輸出的噪聲量的輸出信號OUT，在除去了超出閾值的高亮度的影像部分的數(shù)據(jù)之和SUM1～SUMn中，成為最小值。
如上所述，該實(shí)施例1的噪聲量測定裝置具有在影像輸入信號VIN超過預(yù)先設(shè)定的閾值時輸出檢出信號DET的亮度判定電路14；以及輸出了該檢出信號DET時使最小值輸出電路(選擇電路17和寄存器18)中的最小值的更新處理停止的脈沖發(fā)生電路22。從而，具有自動增益控制功能的攝像機(jī)等的影像輸入信號VIN中，即使是在低亮度和高亮度的影像混合的整個影像存在噪聲，由于增益控制而亮度電平飽和，高亮度的影像部分超出輸出范圍，高亮度的影像部分的一部分與噪聲一起被切的場合，也具有可檢出低亮度的影像部分的噪聲量的優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例2圖5是本發(fā)明的實(shí)施例2的噪聲量測定裝置的結(jié)構(gòu)圖，與圖1中的要素相同的要素附上相同符號。
該噪聲量測定裝置構(gòu)成為，刪除圖1中的脈沖發(fā)生電路22，將從控制電路21輸出的預(yù)鎖存信號PLA直接作為鎖存信號LAT提供給寄存器18，并在積分電路16和選擇電路17間設(shè)有掩蔽電路23，由從亮度判定電路14輸出的檢出信號DET控制該掩蔽電路23。掩蔽電路23在被施加檢出信號DET時，與從積分電路16輸出的值無關(guān)地輸出從該積分電路16可輸出的最大值(例如，若是8比特的積分電路，為255)。再有，未施加檢出信號DET時，掩蔽電路23將從積分電路16輸出的值直接輸出。其他結(jié)構(gòu)與圖1相同。
該噪聲量測定裝置的動作中，除了求出積分電路16輸出之和SUM1～SUMn內(nèi)的最小值的動作以外，與圖1的噪聲量測定裝置的動作相同。
圖6是圖5的噪聲量測定裝置動作的信號波形圖。
該噪聲量測定裝置中，如圖6所示，與區(qū)域Ai對應(yīng)，從積分電路16輸出了和SUMi時，若未從亮度判定電路14提供檢出信號DET，則掩蔽電路23將該和SUMi直接作為輸出信號S23輸出。若被提供了檢出信號DET，則掩蔽電路23的輸出信號S23的值與該和SUMi的值無關(guān)，成為255。從而，選擇電路17選擇的值MIN成為寄存器18中保持的值，該寄存器18的保持內(nèi)容不變化。即，與圖1相同，輸出了檢出信號DET的區(qū)域Ai的積分電路16的輸出即和SUMi，在輸出信號OUT中未被反映。
如上所述，該實(shí)施例2的噪聲量測定裝置具有在影像輸入信號VIN超出了預(yù)先設(shè)定的閾值時輸出檢出信號DET的亮度判定電路14；以及在輸出了該檢出信號DET時將積分電路16的輸出掩蔽的掩蔽電路23，因此，具有與實(shí)施例1相同的優(yōu)點(diǎn)。
另外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，可以有各種變形。其變形例如下。
(1)圖7是表示另一實(shí)施例的噪聲量測定裝置的結(jié)構(gòu)圖。
該噪聲量測定裝置中，構(gòu)成為在絕對值電路15和積分電路16間插入掩蔽電路24，從亮度判定電路14輸出了檢出信號DET時，掩蔽從該絕對值電路15輸出的絕對值A(chǔ)BS。
(2)最小值輸出電路的結(jié)構(gòu)不限于圖1、圖5及圖7的結(jié)構(gòu)。例如圖1中，作為將和SUM1～SUMn的最小值輸出的最小值輸出電路，采用選擇小值MIN的選擇電路17和將該選擇電路17選擇的值MIN按照鎖存信號LAT保持從而依次更新為更小值的寄存器18，但是，也可采用保持從積分電路16輸出的各區(qū)域A1～An之和SUM1～SUMn(但是，成為檢出信號DET的對象的區(qū)域之和除外)的寄存器以及選擇這些寄存器保持之和SUM1～SUMn的最小值并輸出輸出信號OUT的選擇電路。
權(quán)利要求
1.一種噪聲量測定裝置，其特征在于設(shè)有存儲電路，存儲至少1幀量的影像輸入信號；減法電路，算出新輸入的影像輸入信號中的多個任意區(qū)域的影像信號與從所述存儲電路讀出的相同區(qū)域的影像信號之間的各像素的亮度電平差；積分電路，將所述減法電路算出的所述任意區(qū)域內(nèi)的各像素的亮度電平差的絕對值加到該區(qū)域中的每一個，向所述多個任意區(qū)域中的每一個輸出亮度電平差之和；亮度判定電路，對所述任意區(qū)域中的每一個，將構(gòu)成影像信號的各像素的亮度電平與預(yù)定的閾值比較，只要有一個超過該閾值，即對該區(qū)域輸出檢出信號；最小值輸出電路，在從所述積分電路輸出的所述多個任意區(qū)域中的每一個的亮度電平差之和內(nèi)，除了被從所述亮度判定電路輸出所述檢出信號的區(qū)域，將亮度電平差之和為最小的量作為噪聲量輸出。
2.權(quán)利要求1所述的噪聲量測定裝置，其特征在于，所述最小值輸出電路由以下部分構(gòu)成控制電路，在算出亮度電平差之總和的定時，對所述任意區(qū)域中的每一個輸出預(yù)鎖存信號；脈沖發(fā)生電路，在所述檢出信號還未被輸出時，在與所述預(yù)鎖存信號相同的定時輸出鎖存信號，在輸出了該檢出信號時，停止該鎖存信號的輸出；選擇電路，將從所述積分電路施加到第1輸入側(cè)的所述任意區(qū)域中的每一個的亮度電平差之和與施加到第2輸入側(cè)的值進(jìn)行比較，選擇并輸出較小一方的值；寄存器，將最大值設(shè)定為初始值，根據(jù)所述鎖存信號，依次保持從所述選擇電路選擇輸出的較小一方的值，并施加到所述選擇電路的第2輸入側(cè)，從而更新保持的值，將所述任意區(qū)域內(nèi)亮度電平差之和為最小的量作為所述噪聲量輸出。
3.權(quán)利要求1所述的噪聲量測定裝置，其特征在于，所述最小值輸出電路由以下部分構(gòu)成控制電路，在算出亮度電平差之總和的定時，對所述任意區(qū)域中的每一個輸出鎖存信號；掩蔽電路，在所述檢出信號還未被輸出時，輸出從所述積分電路輸出的所述任意區(qū)域中的每一個的亮度電平差之和，在輸出了該檢出信號時，取代來自該積分電路的輸出而輸出最大值；選擇電路，將從所述積分電路施加到第1輸入側(cè)的所述任意區(qū)域中的每一個的亮度電平差之和與施加到第2輸入側(cè)的值進(jìn)行比較，選擇并輸出較小一方的值；寄存器，將最大值設(shè)定為初始值，根據(jù)所述鎖存信號，依次保持從所述選擇電路選擇輸出的較小一方的值，通過施加到所述選擇電路的第2輸入側(cè)，從而更新保持的值，將所述任意區(qū)域內(nèi)亮度電平差之和為最小的量作為所述噪聲量輸出。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠造應(yīng)作了自動增益控制的影像輸入信號的噪聲量測定裝置。亮度判定電路14中，對每個任意區(qū)域Ai，將構(gòu)成影像輸入信號VIN的各像素的亮度電平與預(yù)定的閾值比較，只要有一個超過該閾值，即對該區(qū)域Ai輸出檢出信號DET。積分電路16輸出的多個任意區(qū)域Ai的每一個的亮度電平差之和SUMi被提供給選擇電路17，與輸出信號OUT比較，將較小的一方提供給寄存器18。寄存器18按照從脈沖發(fā)生電路22提供的鎖存信號LAT來保持選擇電路17的輸出，但是，檢出信號DET一被輸出，來自該脈沖發(fā)生電路22的鎖存信號LAT就停止。從而，對應(yīng)于具有亮度電平超過了閾值的像素的區(qū)域的亮度電平差之和被忽視，從噪聲量的輸出信號OUT中排除。
文檔編號H04N17/00GK101018289SQ20071000187
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月7日
發(fā)明者佐藤貴之, 高橋秀次 申請人:沖電氣工業(yè)株式會社