低照度的图像处理方法

专利名称：：低照度的图像处理方法
技术领域：
：本发明是有关于一种图像处理方法，且特别是有关于一种低照度的图像处理方法。
背景技术：
：通信事业以及数字科技的蓬勃发展，个人数字助理(PDA)、掌上电脑(PocketPC)、便携电脑(PortablePC)以及移动电话(MobilePhone)等电子商品搭配数码相机(DigitalCamera)已是一项趋势。一般而言，图像传感器主要可分为电荷耦合器件(ChargeCoupledDevice，CCD)以及互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)两种。两者均通过相同的光电转换过程，将图像入射光转换成电压。基于省电以及低成本的考虑，使用电荷耦合器件(CCD)因制程特殊而导致价格昂贵，且驱动电路须以高电压操作使得功率消耗很高，相反，CMOS图像传感器由于具有省电以及易与外围元件整合的优势，加上价格便宜，在低阶图像产品应用市场中逐渐受到重视。在产品应用方面，目前CMOS图像传感器以电脑用摄影机(PCCamera)以及低阶数码相机为主，亦可应用于移动电话、PDA、可视电话、指纹辨识器等产品中。虽然CMOS图像传感器具有高度系统整合特性，能够很容易的在同一芯片上与其它控制电路、模拟数字转换器(A/DConverter)、或数字信号处理器(DSP)电路整合在一起，达成所谓的系统集成芯片(SystemOnaChip，SOC)的目标，不过CMOS图像传感器仍有几个问题必须克服，其一为在整合所有元件的过程中，由于电流放大导致读出的杂讯增加，而降低图像的品质。其二为在整合多项功能之后，势必增加新的电路，如此将使得CMOS图像传感器上单一像素(Pixel)的感光区域(Illuminationarea)仅为CCD图像传感器的30％左右，造成在昏暗光线下的感光品质较差。图1是现有的一种数码相机的图像处理流程的方框图。请参考图1，图像100经由一镜头110聚焦之后，投射于一CMOS图像传感器120上，而获得之后的图像经由后端的一数字信号处理器(DSP)130以及一中央处理器(CPU)140来作图像处理，因此图像的品质较佳，但由于信号处理器130的演算过程较为复杂以至于占用太多的系统资源。此外，在PDA上，未使用信号处理器，而是将CMOS图像传感器所获得的图像经由一模拟/数字转换器(ADC)转换，将模拟信号转成数字信号给中央处理器(CPU)作显像，故画面品质会受到影响。因此，固然在正常照度下，CMOS图像传感器会有很好的图像品质，但是对于低照度时的品质效果依然不佳。
发明内容本发明的目的在于提供一种低照度的图像处理方法，适用于一CMOS图像传感器上，以去除低照度时所产生的杂讯，且不会占用太多的系统资源。为达到本发明的上述目的，本发明提出一种低照度的图像处理方法，适用于处理由-CMOS图像传感器所获得的一图像，此图像具有多个像素。此低照度的图像处理方法是计算图像中这些像素的一平均亮度值，当平均亮度值小于CMOS图像传感器的一杂讯临界值时，对图像进行一中值滤波处理。为达到本发明的上述目的，本发明提出一种图像处理设备，主要是由一CMOS图像传感器、一中央处理器以及一储存中值滤波算法的内存所组成。CMOS图像传感器，用以获得一图像，此图像包括多个像素，当图像的亮度低于CMOS图像传感器的一杂讯临界值时，CMOS图像传感器产生一杂讯于图像上。此外，内存用以储存一中值滤波算法的应用程序，以进行一中值滤波处理，而中央处理器连接CMOS图像传感器及内存，用以计算图像中这些像素的一平均亮度值，当平均亮度值小于杂讯临界值时，输入图像至中值滤波算法的应用程序中。依照本发明的较佳实施例所述，上述的图像处理设备还包括一缓冲器，配置于中央处理器的后端，以便图像输入至缓冲器之后再输出。本发明因采用中值滤波算法来去除CMOS图像传感器的杂讯，其优点是演算过程不会很复杂以至于占用太多的系统资源，适合于实时处理来呈现处理的品质。因此，CMOS图像传感器不论在高照度或低照度都会有相当不错的品质表现。图1是现有的一种数码相机的图像处理流程的方框图。图2是本发明一较佳实施例的一种低照度的图像处理方法的流程方框图。图3是本发明一种低照度的图像处理方法的流程图。具体实施方式请参考图2，其是本发明一较佳实施例的一种低照度的图像处理方法的流程方框图，适用于一CMOS图像传感器。在正常照度的情况下，例如白天摄影、或在户外郊区等光线充足的地方下获得图像，CMOS图像传感器210有不错的图像品质，但是在低照度时，例如夜间摄影、或在室内照明不足等光线昏暗的情况下，图像的效果不佳，甚至会产生杂讯，影响图像的品质。由于CMOS图像传感器210仅在低照度时才会出现杂讯，因此本发明计算一图像200的平均亮度值来判断在光线不足的情况下，才进行低照度的图像处理。请参考图2，当CMOS图像传感器210获得一图像200之后，可利用一中央处理器220计算图像200的各个像素的一平均亮度值，当在光线昏暗的情况下，图像的平均亮度值明显偏低，此时，CMOS图像传感器210产生杂讯的机会增大。由于图像200的亮度直接影响到CMOS图像传感器210产生杂讯，而取平均亮度值可以代表像素区块所接受的最佳光线亮度，但亦可以其它方式来计算像素区块所接受的亮度，例如获得中央区域的像素区块所得到的平均亮度值或最佳亮度值。此外，当平均亮度值小于CMOS图像传感器210的一杂讯临界值时，表示图像200偏暗，而实际照出来的图像品质较差，且图像200会出现杂讯。在本实施例中，当CMOS图像传感器210产生杂讯时，可通过一中值滤波算法230的应用程序去除图像上的杂讯。此杂讯临界值可以依照使用者实际状态自行调整。以8位的图像处理为例，将图像200的亮度由小到大区分为256个计算单位(范围0～255)，而杂讯临界值可设定为60或其它经验值。接着，获得像素区块中的图像的Y值、U值以及V值(Y代表亮度、U代表色调、V代表饱和度)或是对应的R、G、B值(R代表红光、G代表绿光、B代表蓝光)，其中像素区块例如为N排N列的像素数组所构成，而N为大于1的整数，并且输入这些亮度值、色度值以及饱和度至一中值滤波算法230的应用程序中，用以去除图像200上的杂讯。中值滤波的图像处理技术为一种去除杂讯的图像处理技术，其算法中最主要的精神在于一图像中取适当的像素区块(block)，例如3×3像素区块或6×6像素区块来取中值，而当某一个像素区块当中如果出现杂讯，那么所对应的YUV值(Y代表亮度、U代表色调、V代表饱和度)或RGB值(R代表红光、G代表绿光、B代表蓝光)必定会出现异常的数值。因此，利用取中值的方法来代替异常的数值，如此便可以去除杂讯。此种算法的优点是演算过程不会很复杂以至于占用太多的系统资源，且适合实时(real-time)处理来呈现图像处理的品质。请同时参考图2以及3图，其中图3是本发明一种低照度的图像处理方法的流程图。在步骤1中，由于CMOS传感器210只有在照度较低的情况下才会出现杂讯，因此可先计算图像200的平均亮度值，接着在步骤2中，当图像200的平均亮度值(Y值小于60或其它经验值)小于杂讯临界值时，才作图像处理，并做中值滤波以去除杂讯(如步骤3)，而当亮度充足之时，则不需做任何处理(如步骤4)。如此便可节省更多的系统资源，并使CMOS图像传感器210不论在高照度或是低照度时都有相当不错的品质表现。此外，在步骤3中，当侦测到亮度不够时，本发明还可调整CMOS图像传感器210到最大感光度，因此所获得的图像200只需要经过中值滤波算法230的应用程序就会有不错的图像品质。另外，若CMOS图像传感器210本身的感光度并非设定在最大值，为了加强图像亮度，而必须使用图像均衡器或其它图像处理的方式，虽然之后再利用中值滤波算法230的应用程序去除杂讯，也会因为CMOS图像传感器210本身获得图像品质太差而不会有太大的改善。此外，在图2中，在PDA、移动电话以及便携电脑之中，均内建有中央处理器220以及内存(FlashMemory)240，因此不需使用数码相机的数字信号处理器(DSP)，而是采用储存于内存的中值滤波算法的应用程序，以去除杂讯并节省系统资源。此外，为了显像的实时性(realtime)，不论是有无经过图像处理的图像200都应所述经过一缓冲器(buffer)250之后再显像，才不会让使用者在高低亮度转换时，出现演算处理时间延迟的现象。综上所述，本发明的低照度的图像处理方法，是在图像的平均亮度值小于CMOS图像传感器的杂讯临界值时，利用中值滤波算法的应用程序来去除CMOS图像传感器的杂讯，其优点是演算过程不会很复杂以至于占用太多的系统资源，适合于实时处理来呈现处理的品质。因此，CMOS图像传感器不论在高照度或低照度都会有相当不错的品质表现。权利要求1.一种低照度的图像处理方法，用于处理由一CMOS图像传感器所获得的一图像，所述图像包括多个像素，所述低照度的图像处理方法包括下列步骤计算所述图像中所述些像素的一平均亮度值；以及当所述平均亮度值小于一杂讯临界值时，则对所述图像进行一中值滤波处理。2.根据权利要求1所述的低照度的图像处理方法，其特征在于当所述平均亮度值小于所述杂讯临界值时，还包括调高所述CMOS图像传感器的感光度的步骤。3.根据权利要求1所述的低照度的图像处理方法，其特征在于还包括将所述图像输入至一缓冲器之后再输出。4.一种图像处理设备，包括一CMOS图像传感器及一中央处理器，所述CMOS图像传感器用以获得一图像，所述图像包括多数个像素；其特征在于图像处理设备还包括一储存中值滤波算法的内存，用以储存一中值滤波算法的应用程序，以进行一中值滤波处理；中央处理器连接至所述CMOS图像传感器及所述内存，用以计算所述图像中所述些像素的一平均亮度值，当所述平均亮度值小于一杂讯临界值时，输入所述图像以进行所述中值滤波处理。5.根据权利要求4所述的图像处理设备，其特征在于还包括一缓冲器，配置于所述中央处理器的后端，以使所述图像输入至所述缓冲器之后再输出。全文摘要一种低照度的图像处理方法，适用于一CMOS图像传感器，当图像的平均亮度值小于CMOS图像传感器的杂讯临界值时，利用中值滤波算法来去除CMOS图像传感器的杂讯，其优点是演算过程不会很复杂以至于占用太多的系统资源，适合于实时处理来呈现处理的品质。因此，CMOS图像传感器不论在高照度或低照度都会有相当不错的品质表现。文档编号H04N5/225GK1761288SQ20041005178公开日2006年4月19日申请日期2004年10月11日优先权日2004年10月11日发明者侯匡叡申请人:佛山市顺德区顺达电脑厂有限公司,神达电脑股份有限公司