具体实施方式

本申请是关于图像噪声抑制。尽管在说明书中描述了数个被认为是实施本申请的较佳模式，但应理解本申请仍可以诸多方式来实现，且不应限定于下述的特定实施例或实现下述特征的特定方式。在其他情况下，公知细节将不再赘述或讨论以避免模糊本申请重点。

图1示出了依据本申请一些实施例的图像噪声抑制装置10的示意图，图2示出了依据本申请一些实施例的图像噪声抑制方法的流程图。请同时参照图1及图2，在一些实施例，图像噪声抑制装置10包括处理电路100。处理电路100用以依据图像噪声抑制过程，获得噪声抑制图像IM2。具体而言，处理电路100执行图像噪声抑制过程，将原始图像IM1转换为噪声抑制图像IM2。图像噪声抑制过程包括以下步骤：图像接收步骤(步骤S210)；参数获得步骤(步骤S220)；噪声抑制步骤(步骤S230)；位移调整步骤(步骤S240)；以及，噪声抑制图像获得步骤(步骤S250)。

图3示出了依据本申请一些实施例的原始图像IM1的示意图。请同时参照图1、图2及图3，在一些实施例，图像接收步骤(图2的步骤S210)包括：接收原始图像IM1，原始图像IM1包括多个图像像素PX1。各个图像像素PX1具有图像像素值及固定噪声值，固定噪声值包括小数。具体而言，处理电路100接收的固定噪声值为包括整数及小数的数值，小数的比特数(即取至小数点后的位数精确度)可由使用者决定或由处理电路100中的预设值决定，并且，固定噪声值的整数及固定噪声值的小数皆能以十进位或二进位表示。换句话说，处理电路100接收的固定噪声值例如但不限于以十进位或二进位表示。例如，十进位的固定噪声值为「3.6」，其中十进位的整数为「3」，十进位的小数为「6」。二进位的固定噪声值为「0011.1010」，其中二进位的整数为「0011」，二进位的小数为「1010」，也就是以4比特为单位代表二进位的整数及小数，但不以此为限。在一些实施例，二进位的整数与小数的单位可以不同，例如二进位的固定噪声值为「00000001.1000」时，整数的单位为「8比特」，小数的单位为「4比特」。二进位的固定噪声值为「01.1000」时，整数的单位为「2比特」，小数的单位为「4比特」。二进位的固定噪声值为「1.1000」时，整数的单位为「1比特」，小数的单位为「4比特」。二进位的固定噪声值为「1.10」时，整数的单位为「1比特」，小数的单位为「2比特」。在一些实施例，图像像素PX1依据第一轴向D1及第二轴向D2呈二维阵列排列。

在一些实施例，参数获得步骤(图2的步骤S220)包括：依据小数的比特数、图像像素值及固定噪声值，获得位移后图像像素值、位移后固定噪声值及随机数。具体而言，处理电路100先依据固定噪声值的小数，获得小数的比特数(可由使用者决定或由预设值决定)。而后，处理电路100再依据小数的比特数、图像像素值及固定噪声值，获得位移后图像像素值、位移后固定噪声值及随机数。在一些实施例，处理电路100依据固定噪声值的小数的单位，获得小数的比特数。例如，小数的单位为4比特时，则小数的比特数为「4」。或着，小数的单位为8比特时，则小数的比特数为「8」。

图4示出了依据本申请一些实施例的参数获得方法的流程图。请同时参照图1、图2及图4，在一些实施例，处理电路100用以依据参数获得过程(即参数获得步骤，图2的步骤S220)，参数获得过程依据小数的比特数、图像像素值及固定噪声值，获得位移后图像像素值、位移后固定噪声值及随机数。具体而言，处理电路100执行参数获得过程，将小数的位数、图像像素值及固定噪声值转换为位移后图像像素值、位移后固定噪声值及随机数。参数获得过程包括以下步骤：随机数获得步骤(步骤S222)；位移后图像像素值获得步骤(步骤S224)；以及，位移后固定噪声值获得步骤(步骤S226)。具体而言，处理电路100执行步骤S222、步骤S224及步骤S226的顺序不限于图4所示，处理电路100能依任意顺序执行步骤S222、步骤S224及步骤S226，也能同时或不同时执行步骤S222、步骤S224及步骤S226之任意组合。

在一些实施例，随机数获得步骤(图4的步骤S222)包括：依据小数的比特数及随机函数，获得随机数。具体而言，在一些实施例，处理电路100依据小数的比特数及随机函数，获得随机数。其中，随机函数例如但不限于循环冗余校验(cyclic redundancy check、CRC)。在一些实施例，随机数的范围为-2ⁿ<R<2ⁿ，R为随机数，n为小数的比特数。而在一些实施例，随机数为整数。在一些实施例，小数的比特数为「4」时，随机数的范围为-16<R<16。也就是，随机数不大于16，并且不小于-16。例如，十进位的随机数能为「9」。

在一些实施例，位移后图像像素值获得步骤(图4的步骤S224)包括：依据小数的比特数及图像像素值，获得位移后图像像素值。具体而言，处理电路100用以将二进位的图像像素值的小数点右移「小数的比特数」的位数，获得位移后图像像素值。图像像素值包括图像像素整数值及图像像素小数值。例如，小数的比特数为「4」及二进位的图像像素值为「00100000.0000」时，也就是二进位的图像像素整数值为「00100000」以及二进位的图像像素小数值为「0000」时，二进位的位移后图像像素值为「001000000000」。以十进位表示，当十进位的图像像素整数值为「32」以及十进位的图像像素小数值为「0」时，则十进位的位移后图像像素为「512」。换句话说，处理电路100依据小数的比特数「4」及二比特的图像像素值「00100000.0000」，获得位移后图像像素值「001000000000」，相当于将图像像素值的小数点右移「4」位数来获得位移后图像像素值。

在一些实施例，位移后固定噪声值获得步骤(图4的步骤S226)包括：依据小数的比特数及固定噪声值，获得位移后固定噪声值。具体而言，步骤S226相似于步骤S224，差别在于，处理电路100用以将二进位的固定噪声值的小数点右移「小数的比特数」的位数，获得位移后固定噪声值。例如，小数的比特数为「4」及二进位的固定噪声值为「00000001.1001」时，也就是二进位的整数为「00000001」以及二进位的小数为「1001」时，二进位的位移后固定噪声值为「000000011001」。以十进位表示，当十进位的整数为「1」以及十进位的小数为「9」时，十进位的位移后固定噪声值为「25」。换句话说，处理电路100依据小数的比特数「4」及二进位的固定噪声值为「00000001.1001」，获得位移后固定噪声值「000000011001」，相当于将固定噪声值的小数点右移「4」位数来获得位移后固定噪声值。

在一些实施例，噪声抑制步骤(图2的步骤S230)包括：依据位移后图像像素值、位移后固定噪声值、随机数及抑制方程式，获得位移后噪声抑制图像像素值。抑制方程式为O＝I-F2+R，其中，O为位移后噪声抑制图像像素值，I为位移后图像像素值，F2为位移后固定噪声值，R为随机数。具体而言，当处理电路100获得位移后图像像素值、位移后固定噪声值、随机数之后，即可透过抑制方程式获得位移后噪声抑制图像像素值。需特别说明的是，当处理电路100运行抑制方程式时，会将位移后图像像素值、位移后固定噪声值及随机数转换为相同的进位形式(例如二进位或十进位)，在获得对应的进位形式的位移后噪声抑制图像像素值。在一些实施例，以十进位为例，位移后图像像素I为「512」，位移后固定噪声值F2为「25」，十进位的随机数R为「9」时。处理电路100依据抑制方程式，获得对应的位移后噪声抑制图像像素值O为「496」。同样的，以二进位为例，位移后图像像素I为「001000000000」，位移后固定噪声值F2为「000000011001」，随机数R为「000000001001」时。处理电路100依据抑制方程式，获得对应的位移后噪声抑制图像像素值O为「000111110000」。

在一些实施例，位移调整步骤(图2的步骤S240)包括：依据小数的比特数及位移后噪声抑制图像像素值，获得噪声抑制图像像素值。具体而言，处理电路100用以将二进位的位移后噪声抑制图像像素值的小数点左移「小数的比特数」的位数，获得噪声抑制图像像素值。例如，小数的比特数为「4」及二进位的位移后噪声抑制图像像素值为「000111110000」时，则二进位的噪声抑制图像像素值为「00011111.0000」。以十进位表示，当十进位的位移后噪声抑制图像像素值为「496」时，则十进位的噪声抑制图像像素值为「31」。换句话说，处理电路100依据小数的比特数「4」及二进位的位移后噪声抑制图像像素值「000111110000」，获得噪声抑制图像像素值为「00011111.0000」，相当于将位移后噪声抑制图像像素值的小数点左移「4」位数来获得噪声抑制图像像素值。

请同时参照图1、图2及图3，噪声抑制图像获得步骤(图2的步骤S250)包括：依据噪声抑制图像像素值，获得噪声抑制图像IM2。具体而言，噪声抑制图像IM2包括多个噪声抑制图像像素。换句话说，噪声抑制图像像素于噪声抑制图像IM2的排列方式对应于图像像素PX1于原始图像IM1的排列方式。各个噪声抑制图像像素具有对应的噪声抑制图像像素值，其中噪声抑制图像像素值以一对一的方式对应于图像像素值。因此，处理电路100能依据噪声抑制图像像素值获得噪声抑制图像IM2。在一些实施例，噪声抑制图像像素依据第一轴向D1及第二轴向D2呈二维阵列排列。

图5示出了依据本申请另一些实施例的图像噪声抑制装置10’的示意图，图6示出了依据本申请一些实施例的图像撷取方法的流程图。请同时参照图5及图6，在一些实施例，相对于图像噪声抑制装置10，图像噪声抑制装置10’还包括图像撷取电路300，图像撷取电路300耦接处理电路100。图像撷取电路300用以依据图像撷取过程，获得接收的原始图像IM1。具体而言，图像撷取电路300执行图像撷取过程，将景象SC撷取为原始图像IM1。并且，图像撷取电路300传送原始图像IM1至处理电路100，使处理电路100能接收到原始图像IM1。图像噪声抑制过程包括以下步骤：最大固定噪声值获得步骤(步骤S410)；当前图像获得步骤(步骤S420)；噪声调整步骤(步骤S430)；以及，原始图像获得步骤(步骤S440)。

图7示出了依据本申请另一些实施例的原始图像的示意图。请同时参照图5、图6及图7，在一些实施例，最大固定噪声值获得步骤(图6的步骤S410)包括：设定图像撷取电路300的放大增益至最大增益，并针对景象SC撷取测试图像IM0。测试图像IM0包括多个测试像素PX0，测试像素PX0对应于图像像素PX1，各个测试像素PX0具有最大固定噪声值。具体而言，图像撷取电路300的放大增益能设定于最大增益与最小增益之间，其中最大增益为放大增益的最大值，最小增益为放大增益的最小值。当图像撷取电路300的放大增益设定为最大增益时，图像撷取电路300针对景象SC撷取的图像即为测试图像IM0。而各个测试像素PX0具有最大固定噪声值，也就是各个测试像素PX0有其对应的一个最大固定噪声值。于此，测试图像IM0中的测试像素PX0以一对一的方式对应于原始图像IM1中的图像像素PX1，测试像素PM0的排列方式对应于图像像素PX1的排列方式。在一些实施例，测试像素PX0具有的「最大固定噪声值」是「最大行固定噪声值」，也就是位于同一「行」的各个测试像素PX0具有相同的「最大行固定噪声值」。

在一些实施例，当前图像获得步骤(图6的步骤S420)包括：设定图像撷取电路300的放大增益至当前增益，并针对景象SC撷取当前图像。具体而言，当前增益为介于最大增益与最小增益之间的放大增益。当图像撷取电路300的放大增益设定为当前增益时，图像撷取电路300针对景象SC撷取的图像即为当前图像。因此当前增益等于最大增益时，当前图像即为测试图像IM0。

在一些实施例，图像撷取电路300能动态调整当前增益，例如但不限于下列示例：图像撷取电路300依据景象SC的背景亮度而动态调整当前增益(例如，当景象SC的背景亮度较暗时，图像撷取电路300能调高当前增益，使得撷取的当前图像不会因为背景亮度较暗而显得不够亮。同理，当景象SC的背景亮度较亮时，图像撷取电路300能调低当前增益)。图像撷取电路300依据自身设定的自动曝光已达到最大值或最小值时，图像撷取电路300动态调整当前增益以补足当前图像的亮度。图像撷取电路300依据图像噪声抑制装置10’的其他电路的调整指令而动态调整当前增益(例如，其他电路为处理电路100时，处理电路100依据不同的图像撷取电路300，输出不同的调整指令，因为不同的图像撷取电路300获得的当前图像具有不同的固定噪声值)。

在一些实施例，噪声调整步骤(图6的步骤S430)包括：依据噪声调整方程式，获得各个图像像素PX1对应的固定噪声值。噪声调整方程式为：F1＝(C/M)*F0，其中，F1为固定噪声值，C为当前增益，M为最大增益，F0为最大固定噪声值。具体而言，固定噪声值对应于当前增益，固定噪声值会依据图像撷取电路300的当前增益的变化而对应变化，因此图像撷取电路300依据各个图像像素PX1对应的固定噪声值、当前增益及最大增益，即可获得对应的固定噪声值。由于最大的当前增益为最大增益，最小的当前增益为最小增益，因此「当前增益除以最大增益C/M」的数值介于0至1之间。在一些实施例，同一个原始图像IM1中的各个图像像素PX1对应同一组的当前增益及最大增益，也就是同一个原始图像IM1中的各个图像像素PX1对应相同的「当前增益除以最大增益C/M」。

在一些实施例，原始图像获得步骤(图6的步骤S440)包括：依据当前图像及各个图像像素PX1对应的固定噪声值，获得原始图像IM1。具体而言，当前图像即为不包括固定噪声值的原始图像IM1，因此图像撷取电路300依据当前图像及各个图像像素PX1对应的固定噪声值，能获得原始图像IM1。

请同时参照图5及图7，在一些实施例，图像撷取电路300用以依据行固定噪声值获得过程，获得各个测试像素PX0对应的最大行固定噪声值。具体而言，最大行固定噪声值即为一种以「行」为单位的最大固定噪声值，也就是位于同一「行」的各个测试像素PX0的最大固定噪声值皆为最大行固定噪声值。行固定噪声值获得过程包括步骤S510至步骤S550(图未示出了)，如下所列：

在一些实施例，步骤S510包括，设定图像撷取电路300的放大增益至最大增益，针对景象SC撷取多个测试图像IM0。具体而言，测试图像IM0包括多个行C0，各个行C0与第二轴向D2平行，每一行C0具有多个测试像素PX0。在一些实施例，用来获得多个测试图像IM0的景象SC的背景亮度为低亮度，其中低亮度是照度在10勒克斯(lux)以下的背景亮度。

在一些实施例，步骤S520包括，依据平均方程式对各个测试图像IM0的总和做平均计算，获得平均测试图像。平均方程式为其中T为平均测试图像，Ti为第i个的测试图像IM0，N为计算总和的测试图像IM0的总数。具体而言，此步骤用于消除一般噪声干扰。

在一些实施例，步骤S530包括，依据单行平均像素值获得公式、各个测试像素PX0的测试像素值及每一行C0中的测试像素PX0的个数，获得单行平均像素值。单行平均像素值获得公式为其中Cx为单行平均像素值，T(x,y)为位于座标(x,y)的测试像素PX0的测试像素值，H为每一行C0中的测试像素PX0的个数。

在一些实施例，步骤S540包括，依据行相邻区域像素值获得公式、单行平均像素值及行相邻区域的宽度，获得各行C0的行相邻区域像素值。行相邻区域像素值获得公式为其中w为行相邻区域的宽度，Cx为单行平均像素值。例如行相邻区域的宽度w为2时，第「5」行的行相邻区域像素值E5＝(C3+C4+C5+C6+C7)/5，C3至C7分别为第「3」行至第「7」行的单行平均像素值。

在一些实施例，步骤S550包括，依据最大行固定噪声值获得公式、单行平均像素值及行相邻区域像素值，获得各行C0的最大行固定噪声值。最大行固定噪声值获得公式为Fx＝Cx-Ex，其中Fx为最大行固定噪声值，Cx为单行平均像素值，Ex为行相邻区域像素值。

在一些实施例，图像噪声抑制装置10配置于终端设备中，该终端设备例如但不限于手机、平板电脑、笔记型电脑、桌上型电脑、摄影设备或智慧型穿戴设备。

在一些实施例，图像噪声抑制装置10还包括图像显示装置及储存装置。图像显示装置用以显示噪声抑制图像IM2。图像显示装置例如但不限于液晶显示器、发光二极体显示器、有机发光二极体显示器。储存装置用以储存测试图像IM0、原始图像IM1及噪声抑制图像IM2，以及储存前述的各种数值及信号。储存装置例如但不限于挥发性存储器、唯读存储器、快闪存储器、磁盘。

在一些实施例，各个图像像素PX1不仅能具有一种图像像素值，图像像素PX1也能具有多种的图像像素值，也就是图像像素值例如但不限于红色光、绿色光、蓝色光、红外线等。图像噪声抑制装置10及图像噪声抑制方法能适于不同的色彩空间，例如但不限于灰阶(Gray)色彩空间、RGB色彩空间、YUV色彩空间、RAW格式的色彩空间等。

综上，在本申请一些实施例，图像噪声抑制装置及其方法能依据原始图像中的各个图像像素的固定噪声值及对应的随机数，获得对应的各个噪声抑制图像素值，再依据噪声抑制图像素值获得噪声抑制图像。其中图像噪声抑制装置及其方法依据固定噪声值的小数的比特数、图像像素值及固定噪声值而获得位移后图像像素值、位移后固定噪声值及随机数，再依据位移后图像像素值、位移后固定噪声值、随机数及抑制方程式而获得位移后噪声抑制图像像素值，而后依据固定噪声值的小数的比特数及位移后噪声抑制图像像素值，获得噪声抑制图像像素值。在一些实施例，图像噪声抑制装置及其方法依据固定噪声值的小数的比特数，执行随机函数而获得随机数，对图像像素值进行小数点位移而获得该位移后图像像素值，对固定噪声值进行小数点位移而获得位移后固定噪声值，以及对位移后噪声抑制图像像素值进行小数点位移而获得噪声抑制图像像素值。在一些实施例，图像噪声抑制装置及其方法能利用随机数及小数点位移以避免原始图像在抑制固定模式噪声的过程中产生图像失真，特别是因为忽略计算固定噪声值的小数而产生的图像失真。因此，图像噪声抑制装置及其方法能获得低固定模式噪声的噪声抑制图像。

虽然本申请的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本申请，任何熟习此技艺者，在不脱离本申请之精神所作些许之更动与润饰，皆应涵盖于本申请的范畴内，因此本申请之专利保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。

附图标记说明

10:图像噪声抑制装置

10’:图像噪声抑制装置

100:处理电路

300:图像撷取电路

SC:景象

IM0:测试图像

IM1:原始图像

IM2:噪声抑制图像

PX0:测试像素

PX1:图像像素

C0:行

D1:第一轴向

D2:第二轴向

S210～S250、S222～S226、S410～S440:步骤