CN101018289B - 噪声量测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够造应作了自动增益控制的影像输入信号的噪声量测定装置。亮度判定电路14中，对每个任意区域Ai，将构成影像输入信号VIN的各像素的亮度电平与预定的阈值比较，只要有一个超过该阈值，即对该区域Ai输出检出信号DET。积分电路16输出的多个任意区域Ai的每一个的亮度电平差之和SUMi被提供给选择电路17，与输出信号OUT比较，将较小的一方提供给寄存器18。寄存器18按照从脉冲发生电路22提供的锁存信号LAT来保持选择电路17的输出，但是，检出信号DET一被输出，来自该脉冲发生电路22的锁存信号LAT就停止。从而，对应于具有亮度电平超过了阈值的像素的区域的亮度电平差之和被忽视，从噪声量的输出信号OUT中排除。

Description

噪声量测定装置

技术领域

本发明涉及影像信号所包含的噪声量的测定技术。

背景技术

图2是下记专利文献1中记载的传统的噪声量测定装置的结构图。

该噪声量测定装置中，从输入端子1输入的第1影像信号抽取例如10×10像素的区域A，以该区域A内的任意的像素为中心抽取附近的像素的集合即例如5×5像素的区域B作为基准图像。另一方面，第1影像信号也施加到输入端子2，施加到该输入端子2的第1影像信号，存储于存储部件1，作为第2影像信号读出。从而，第2影像信号成为第1影像信号至少1帧前的影像信号。

用运算部件算出抽取的基准图像和第2影像信号内的区域B在相同位置的各个像素的差分，用积分部件1求出该差分之和，作为相关值存储到存储部件2a。

接着，将区域B上下左右移动1像素或多个像素，同样求出该位置中的相关值，依次存储到存储部件2b～2x。用比较部件求出存储部件2a～2x存储的相关值中的最小值，作为最小相关值提供给积分部件2。

同样，求出区域A内的全部的像素中最小相关值，通过积分部件2，求出该区域A内的各个像素中算出的最小相关值之和Vn，使用该值Vn进行直方图、中央值、平均值等的统计处理，从而测定噪声量。从而，可抑制将动态影像和场景改变等导致的图像的急剧变化误检出为噪声。

【专利文献1】特开2005-229166号公报

发明内容

【发明要解决的问题】

上述噪声量测定装置中，在某区域分割影像信号，通过求出与1帧前的影像信号的差分的最小值，可抑制将动态影像和场景改变等导致的急剧变化的图像中差分引起的动作误检出为噪声，但是存在不能适应具有自动增益控制功能的摄像机等的输入影像的问题。

图3是传统的噪声量测定装置的问题点的说明图。

例如，如图3(a)的影像信号所示，低亮度的影像部分low和高亮度的影像部high混合，在整个影像存在噪声时，若增益控制功能起作用，增益成为2倍，则如图3(b)的放大的影像信号所示，高亮度的影像部分high的亮度电平超出可输出的范围。因而，输出影像信号如图3(c)所示，高亮度部分的影像信号与噪声分量一起被切而成为一定值(最大值)。从而，取与1帧前的影像信号的差分而求出最小值时，如图3(d)的判定信号所示，被切的部分中无噪声，因此差分成为0，无法测定低亮度的影像部分low的噪声量。

本发明的目的是提供可与进行了自动增益控制的影像输入信号对应的噪声量测定装置。

本发明的噪声量测定装置，具备：存储电路，存储至少1帧量的影像输入信号；减法电路，算出新输入的影像输入信号中的多个任意区域的影像信号和从上述存储电路读出的相同区域的影像信号的各像素的亮度电平差；积分电路，将上述减法电路算出的上述任意区域内的各像素的亮度电平差的绝对值加到该区域中的每一个，向上述多个任意区域中的每一个输出亮度电平差之和；亮度判定电路，对上述任意区域中的每一个，将构成影像信号的各像素的亮度电平与预定的阈值比较，只要有一个超过该阈值，即对该区域输出检出信号；最小值输出电路，从上述积分电路输出的上述多个任意区域中的每一个的亮度电平差之和内，除了被从上述亮度判定电路输出上述检出信号的区域，将亮度电平差之和最小的区域作为噪声量输出。

【发明效果】

本发明具备：对每一个任意区域，将构成影像信号各像素的亮度电平与预定阈值比较，只要有一个超过该阈值，即对该区域输出检出信号的亮度判定电路；多个任意区域中的每一个的亮度电平差之和内，除了被从亮度判定电路输出了检出信号的区域，将该亮度电平差之和最小的区域作为噪声量输出的最小值输出电路。从而，具有因自动增益控制而亮度电平超过阈值的像素的区域的数据被除去，亮度电平未超过阈值的区域内具有最小的值的区域的亮度电平的差作为噪声量输出。从而，即使对进行了自动增益控制的影像输入信号，也具有可检出低亮度的影像部分的噪声量的效果。

附图说明

图1是本发明实施例1的噪声量测定装置的结构图。

图2是传统噪声量测定装置的结构图。

图3是传统噪声量测定装置的问题点的说明图。

图4是图1的噪声量测定装置的动作说明图。

图5是本发明实施例2的噪声量测定装置的结构图。

图6是图5的噪声量测定装置动作的信号波形图。

图7是另一实施例的噪声量测定装置的结构图。

【附图标记说明】

11，20    输入端子

12        存储器

13        减法电路

14        亮度判定电路

15        绝对值电路

16        积分电路

17      选择电路

18      寄存器

19      输出端子

21      控制电路

22      脉冲发生电路

23，24  掩蔽电路

具体实施方式

本发明的上述及其他目之和新特征，通过参照所附附图阅读如下的优选实施例的说明可完全明白。但是，附图仅仅用于解说而不是限定本发明的范围。

【实施例1】

图1是本发明的实施例1的噪声量测定装置的结构图。

该噪声量测定装置，测定输入端子11输入的影像输入信号VIN中的噪声量，具备接收该影像输入信号VIN的存储器12、减法电路13及亮度判定电路14。存储器12具有存储至少1帧量的影像输入信号VIN的存储容量，将存储的影像输入信号VIN至少迟延1帧后输出。减法电路13算出从输入端子11新输入的影像输入信号VIN和存储器12中至少迟延1帧的影像信号的各个像素的亮度电平差DIF。亮度判定电路14在影像输入信号VIN超出预先设定的阈值时，输出检出信号DET。

减法电路13的输出侧与对每个像素输出亮度电平差DIF的绝对值ABS的绝对值电路15连接。而且，绝对值电路15的输出侧与积分电路16连接。积分电路16对每个像素累加绝对值ABS并输出和SUM，该积分电路16的输出侧与选择电路17的第1输入侧连接。选择电路17与其输出侧连接的寄存器18组合而构成为最小值输出电路，选择输出施加到第1输入侧之和SUM与施加到第2输入侧的输出信号OUT中的较小值MIN。寄存器18将选择电路17选择的较小值MIN按照锁存信号LAT保持。寄存器18保持的值作为噪声量的输出信号OUT从输出端子19输出，同时返回选择电路17的第2输入侧。

该噪声量测定装置还具有被施加与影像输入信号VIN对应的同步信号SYN的输入端子20，该输入端子20与控制电路21连接。控制电路21根据从输入端子20输入的同步信号SYN，生成与比较对象的像素对应的定时信号TIM并提供给存储器12和积分电路16，同时对每个比较对象一定的区域生成预锁存信号PLA。预锁存信号PLA被施加到脉冲发生电路22。

脉冲发生电路22，在未从亮度判定电路14提供检出信号DET时，将预锁存信号PLA作为锁存信号LAT向寄存器18输出，而在提供了该检出信号DET时，停止锁存信号LAT的输出。

图4是图1的噪声量测定装置的动作说明图。以下，参照该图4说明图1的动作。

首先，如图4(a)所示，从输入端子11输入的影像输入信号VIN，抽取任意的n个区域A1～An。另外，从各区域A1～An中抽取的像素数也为任意。

接着，按照控制电路21输出的定时信号TIM，与区域A1内的全部的像素对应地读出存储器12内的同位置的像素的亮度电平，通过减法电路13对各个像素算出该亮度电平差DIF。亮度电平差DIF还通过绝对值电路15取绝对值ABS，通过积分电路16按照定时信号TIM进行累加计算，求出和SUM1。对区域A2～An也进行相同的处理，求出和SUM2～SUMn。

另一方面，亮度判定电路14中，对从影像输入信号VIN抽取的每个区域A1～An，判定该区域内是否存在亮度电平超出预定阈值的像素。而且，区域内只要包含一个超过阈值的像素，即从亮度判定电路14对该区域Ai输出检出信号DET。

另外，控制电路21中，如图4(b)所示，与区域A1～An的累加计算的结束定时相一致地生成预锁存信号PLA。预锁存信号PLA提供给脉冲发生电路22，进行检出信号DET的掩蔽处理。即，若对某区域Ai输出了检出信号DET，则不对该区域Ai输出锁存信号LAT。

与积分电路16求出的各区域A1～An对应之和SUM1～SUMn，被施加到由选择电路17和寄存器18构成的最小值输出电路。即，寄存器18中，将该寄存器18可保持的最大的值(例如，若是8比特的寄存器，为255)设为初始值。用选择电路17比较从寄存器18输出的输出信号OUT和积分电路16依次输出之和SUM1～SUMn，较小的值MIN被提供给寄存器18。而且，寄存器18中，按照从脉冲发生电路22提供的锁存信号LAT，从选择电路17输出的值MIN被保持。从而，寄存器18中保持的值依次被更新为更小的值。

此时，由于预锁存信号LAT被检出信号DET掩蔽，锁存信号LAT不被输出，因此，具有亮度超出阈值的高亮度的影像部分high的像素的区域Ai之和SUMi，未在寄存器18存储而被排除。从而，在对全部的区域A1～An的处理结束后，从寄存器18输出的噪声量的输出信号OUT，在除去了超出阈值的高亮度的影像部分的数据之和SUM1～SUMn中，成为最小值。

如上所述，该实施例1的噪声量测定装置具有：在影像输入信号VIN超过预先设定的阈值时输出检出信号DET的亮度判定电路14；以及输出了该检出信号DET时使最小值输出电路(选择电路17和寄存器18)中的最小值的更新处理停止的脉冲发生电路22。从而，具有自动增益控制功能的摄像机等的影像输入信号VIN中，即使是在低亮度和高亮度的影像混合的整个影像存在噪声，由于增益控制而亮度电平饱和，高亮度的影像部分超出输出范围，高亮度的影像部分的一部分与噪声一起被切的场合，也具有可检出低亮度的影像部分的噪声量的优点。

【实施例2】

图5是本发明的实施例2的噪声量测定装置的结构图，与图1中的要素相同的要素附上相同符号。

该噪声量测定装置构成为，删除图1中的脉冲发生电路22，将从控制电路21输出的预锁存信号PLA直接作为锁存信号LAT提供给寄存器18，并在积分电路16和选择电路17间设有掩蔽电路23，由从亮度判定电路14输出的检出信号DET控制该掩蔽电路23。掩蔽电路23在被施加检出信号DET时，与从积分电路16输出的值无关地输出从该积分电路16可输出的最大值(例如，若是8比特的积分电路，为255)。再有，未施加检出信号DET时，掩蔽电路23将从积分电路16输出的值直接输出。其他结构与图1相同。

该噪声量测定装置的动作中，除了求出积分电路16输出之和SUM1～SUMn内的最小值的动作以外，与图1的噪声量测定装置的动作相同。

图6是图5的噪声量测定装置动作的信号波形图。

该噪声量测定装置中，如图6所示，与区域Ai对应，从积分电路16输出了和SUMi时，若未从亮度判定电路14提供检出信号DET，则掩蔽电路23将该和SUMi直接作为输出信号S23输出。若被提供了检出信号DET，则掩蔽电路23的输出信号S23的值与该和SUMi的值无关，成为255。从而，选择电路17选择的值MIN成为寄存器18中保持的值，该寄存器18的保持内容不变化。即，与图1相同，输出了检出信号DET的区域Ai的积分电路16的输出即和SUMi，在输出信号OUT中未被反映。

如上所述，该实施例2的噪声量测定装置具有：在影像输入信号VIN超出了预先设定的阈值时输出检出信号DET的亮度判定电路14；以及在输出了该检出信号DET时将积分电路16的输出掩蔽的掩蔽电路23，因此，具有与实施例1相同的优点。

另外，本发明不限于上述实施例，可以有各种变形。其变形例如下。

(1)图7是表示另一实施例的噪声量测定装置的结构图。

该噪声量测定装置中，构成为在绝对值电路15和积分电路16间插入掩蔽电路24，从亮度判定电路14输出了检出信号DET时，掩蔽从该绝对值电路15输出的绝对值ABS。

(2)最小值输出电路的结构不限于图1、图5及图7的结构。例如图1中，作为将和SUM1～SUMn的最小值输出的最小值输出电路，采用选择小值MIN的选择电路17和将该选择电路17选择的值MIN按照锁存信号LAT保持从而依次更新为更小值的寄存器18，但是，也可采用保持从积分电路16输出的各区域A1～An之和SUM1～SUMn(但是，成为检出信号DET的对象的区域之和除外)的寄存器以及选择这些寄存器保持之和SUM1～SUMn的最小值并输出输出信号OUT的选择电路。

Claims (3)

1.一种噪声量测定装置，其特征在于设有：

存储电路，存储至少1帧量的影像输入信号；

减法电路，算出新输入的影像输入信号中的多个任意区域的影像信号与从所述存储电路读出的相同区域的影像信号的按各像素的亮度电平差；

积分电路，按所述多个任意区域中的每一个将所述减法电路算出的所述任意区域内的各像素的亮度电平差的绝对值进行累加计算，并按所述多个任意区域中的每一个输出亮度电平差之和；亮度判定电路，对所述任意区域中的每一个，将构成影像信号的各像素的亮度电平与预定的阈值比较，只要有一个超过该阈值，即对该区域输出检出信号；

最小值输出电路，在从所述积分电路输出的所述多个任意区域中的每一个的亮度电平差之和内，除了被从所述亮度判定电路输出所述检出信号的区域，将亮度电平差之和为最小的量作为噪声量输出。

2.权利要求1所述的噪声量测定装置，其特征在于，

所述最小值输出电路由以下部分构成：

控制电路，在算出亮度电平差之总和的定时，对所述任意区域中的每一个输出预锁存信号；

脉冲发生电路，在所述检出信号还未被输出时，在与所述预锁存信号相同的定时输出锁存信号，在输出了该检出信号时，停止该锁存信号的输出；

选择电路，将从所述积分电路施加到第1输入侧的所述任意区域中的每一个的亮度电平差之和与施加到第2输入侧的值进行比较，选择并输出较小一方的值；

寄存器，将最大值设定为初始值，根据所述锁存信号，依次保持从所述选择电路选择输出的较小一方的值并施加到所述选择电路的第2输入侧，从而更新保持的值，将所述任意区域内亮度电平差之和为最小的量作为所述噪声量输出。

3.权利要求1所述的噪声量测定装置，其特征在于，

所述最小值输出电路由以下部分构成：

控制电路，在算出亮度电平差之总和的定时，对所述任意区域中的每一个输出锁存信号；

掩蔽电路，在所述检出信号还未被输出时，输出从所述积分电路输出的所述任意区域中的每一个的亮度电平差之和，在输出了该检出信号时，取代来自该积分电路的输出而输出最大值；

选择电路，将从所述积分电路施加到第1输入侧的所述任意区域中的每一个的亮度电平差之和与施加到第2输入侧的值进行比较，选择并输出较小一方的值；

寄存器，将最大值设定为初始值，根据所述锁存信号，依次保持从所述选择电路选择输出的较小一方的值并施加到所述选择电路的第2输入侧，从而更新保持的值，将所述任意区域内亮度电平差之和为最小的量作为所述噪声量输出。

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