專利名稱：降低影像雜訊的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降低影像雜訊的方法，特別是一種利用趨勢預(yù)測來降低影像雜訊的方法。
背景技術(shù)：
光學(xué)掃描儀用來擷取影像并數(shù)字化影像。舉例來說，光學(xué)掃描儀最常被用來擷取打印或印制在平面紙張上的文字或其它影像。然后擷取的影像被數(shù)字化并被儲存或進(jìn)一步由字符辨識軟件處理以產(chǎn)生美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼ASCII的文字。典型的光學(xué)掃描儀包含一光源、呈線性排列的光電感測組件(通常為電荷耦合組件CCD、互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管CMOS與CIS)、一模擬放大器(Analog Amplifier)、一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、一控制單元(Controller)與內(nèi)存組件。
光電感測組件包含大量呈線性排列的電荷耦合組件CCD。每一電荷耦合組件CCD可擷取影像單一像素的光訊號。一整列的電荷耦合組件CCD則可擷取影像的一整列像素的光訊號。由橫掃過整份文件，電荷耦合組件CCD即可接收整份文件的影像光訊號。
反射自掃描文件或穿透自掃描文件的光訊號轉(zhuǎn)換成數(shù)字訊號的過程包含三步驟。首先，每一光電感測組件會將所接收到的光訊號轉(zhuǎn)換成電荷，而電荷的數(shù)量取決于光的強(qiáng)度與曝光的時間。其次光電感測組件所產(chǎn)生的電荷會由模擬放大器轉(zhuǎn)換成模擬電壓。最后模擬電壓會被模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器數(shù)字化，以便進(jìn)行數(shù)字元影像處理與儲存于內(nèi)存組件中。
在傳統(tǒng)的光學(xué)掃描儀中，當(dāng)進(jìn)行文件掃描時，電荷耦合組件CCD被緩慢掃過而且持續(xù)曝光。經(jīng)過一定的曝光時間后，表示文件影像一條線像素的一列電荷則自電荷耦合組件CCD流至模擬緩存器。當(dāng)電荷流至模擬緩存器后，電荷耦合組件CCD則繼續(xù)接收光訊號并產(chǎn)生對應(yīng)的電荷。不過在下一列電荷則自電荷耦合組件CCD流至模擬緩存器前，模擬緩存器必須先處理原先暫存的電荷以接收新的電荷。
上述掃描影像的產(chǎn)生在理想狀態(tài)下，應(yīng)可忠實(shí)反映被掃描文件的真實(shí)面貌。不過在實(shí)際的狀況下，掃描產(chǎn)生的影像總是有一些因各種原因所造成的雜訊。有些雜訊是來自于掃描儀本身，例如掃描儀內(nèi)部的光路上的雜物、障礙物，或是來自外界的電子干擾。另有些雜訊則是來自文件本身。不管雜訊來自何處都將在掃描產(chǎn)生的影像上造成條紋或雜點(diǎn)，使影像看來不平順失真。有鑒于上述的問題，有必要提出一種能有效降低影像雜訊的方法，使掃描產(chǎn)生的影像平順不失真，而本發(fā)明正符合這樣的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的為提供一種利用預(yù)測影像亮度變化趨勢來降低影像雜訊的方法。
本發(fā)明的另一目的為提供一種利用影像亮度指數(shù)修勻來降低影像雜訊的方法。
本發(fā)明的又一目的為提供一種利用影像亮度的加權(quán)移動平均來降低影像雜訊的方法。
為了達(dá)成上述的目的，本發(fā)明提出一種降低影像雜訊的方法，該降低影像雜訊的方法包含以下步驟。首先提供原始影像資料，該原始影像資料包含每一像素的亮度值，并利用每一像素的亮度值變化趨勢，以指數(shù)修勻法執(zhí)行影像雜訊降低與平順化。
上述有關(guān)發(fā)明的簡單說明及以下的詳細(xì)說明僅為范例并非限制。其它不脫離本發(fā)明的精神的等效改變或修飾均應(yīng)包含在的本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。


圖1所示為任一影像線的像素排列；圖2本發(fā)明降低影像雜訊的方法的流程圖；圖3以本發(fā)明的方法降低影像雜訊的結(jié)果。
圖中符號說明202一文件經(jīng)掃描產(chǎn)生該文件的影像資料204執(zhí)行影像雜訊降低與平順化206產(chǎn)生低雜訊且平順化的新影像具體實(shí)施方式
在此必須說明的是以下描述的降低影像雜訊的方法僅包含必要的組件與步驟。同時本發(fā)明可以借助各種現(xiàn)有軟件與硬件來實(shí)施，在此僅提及了解本發(fā)明所需的系統(tǒng)與運(yùn)作方式。以下將根據(jù)本發(fā)明的附圖做詳細(xì)的說明，請注意圖標(biāo)均為簡單的形式。
圖1所示為任一影像線的像素排列。掃描產(chǎn)生的影像由許多條影像線所構(gòu)成，而每一影像線則由許多像素組成。圖1中所示為一影像線中所有像素中的一部份，而編號1至7的像素理論上應(yīng)該反映對應(yīng)被掃描文件的影像。但由于來自于掃描儀本身，例如掃描儀內(nèi)部的光路上的雜物、障礙物，或是來自外界的電子干擾使得編號1至7的像素中有些像素失真。這些像素的亮度值會因掃描儀內(nèi)部的光路上的雜物、障礙物或外界的電子干擾而出現(xiàn)異常的起伏，也就是與相鄰的像素間出現(xiàn)亮度值差異過大，即視覺上的雜訊。
為了要使上述像素亮度值異常造成影像失真的現(xiàn)象降至最低，本發(fā)明提出一種利用趨勢預(yù)測的方式來去除掃描所得的影像像素亮度的異常起伏現(xiàn)象。由于以像素呈現(xiàn)真實(shí)面貌的影像的亮度值變化多具有趨勢性，即便是有明暗起伏也不至于出現(xiàn)異常尖銳的變化。因此利用影像像素亮度值變化的趨勢性，可設(shè)定一合理范圍而將異常乖離的像素亮度值變化視為雜訊，并將此異常乖離的像素亮度值修勻使其與影像像素亮度值變化的趨勢接近，也就是使影像更平順更自然。
上述趨勢預(yù)測的方式尤以指數(shù)修勻(Exponential Smoothing)法為較佳實(shí)例。上述的指數(shù)修勻法又以加權(quán)移動平均法為較佳實(shí)例。加權(quán)移動平均法利用一個參考點(diǎn)與其預(yù)測值同時選取一個權(quán)值(必須介于0至1之間)，得出下一點(diǎn)的預(yù)測值。以圖1中所示的像素i-1、i與i+1為例，像素i的亮度預(yù)測值Xn(i)由像素i-1的亮度值Xi-1以及亮度預(yù)測值Xn(i-1)計(jì)算而得。同理i+1的亮度預(yù)測值Xn(i+1)可由像素i的亮度值Xi以及亮度預(yù)測值Xn(i)計(jì)算而得。計(jì)算的方程式為Xn (i)＝Xi+W(Xi-1-Xn(i-1))，其中W為權(quán)值，必須介于0至1之間。當(dāng)然參考點(diǎn)的選取不必局限于一點(diǎn)，可將更多參考點(diǎn)納入計(jì)算，以求得亮度變化趨勢預(yù)測。參考點(diǎn)的選取亦可將亮度變化異常的像素點(diǎn)后的像素納入，即像素i+1。像素i亮度預(yù)測值Xn(i)的計(jì)算可由更多參考點(diǎn)加權(quán)平均計(jì)算而得，Xn(i)＝Xi+W[(Xi-3-Xn(i-3))+(Xi-2-Xn(i-2))+(Xi-1-Xn(i-1))]/3。其中Xn(i-3)與Xn(i-2)分別為對應(yīng)具有亮度值Xi-3與亮度值Xi-2的像素i-3與i-2的亮度預(yù)測值。
圖2顯示本發(fā)明“降低影像雜訊的方法”的流程圖。于步驟202，一文件經(jīng)掃描產(chǎn)生該文件的影像資料。接著于步驟204，利用上述的方法對該文件的影像資料進(jìn)行影像雜訊降低與平順化，使影像更平順更自然。最后于步驟206產(chǎn)生低雜訊且平順化的新影像。于步驟204中對文件的影像資料進(jìn)行影像雜訊降低與平順化的影像處理可利用一過濾器(Filter)或處理電路來執(zhí)行。
圖3則顯示以本發(fā)明的方法降低影像雜訊的結(jié)果。圖中可見原始影像資料于多處產(chǎn)生異常亮度變化，亮度異常的像素與其相鄰相素亮度值差異過大，將使影像失真不自然。利用上述趨勢預(yù)測的方法，可將影像原本亮度異常變化處修勻，消除像素亮度的尖銳變化，達(dá)到降低影像雜訊，使影像平順自然。
上述有關(guān)發(fā)明的詳細(xì)說明僅為范例并非限制。其它不脫離本發(fā)明的精神的等效改變或修飾均應(yīng)包含在的本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種降低影像雜訊的方法，其特征在于，該降低影像雜訊的方法包含提供原始影像資料，該原始影像資料包含每一像素的亮度值；及利用每一像素的亮度值變化趨勢，以指數(shù)修勻法執(zhí)行影像雜訊降低與平順化。
2.如權(quán)利要求1所述的降低影像雜訊的方法，其特征在于，上述的該指數(shù)修勻法包含加權(quán)移動平均法。
3.如權(quán)利要求2所述的降低影像雜訊的方法，其特征在于，上述的該加權(quán)移動平均法包含以下步驟，選取一具有亮度值Xi的像素i，以及計(jì)算該像素i的一預(yù)測亮度值Xn(i)，其中Xn(i)由選取一個權(quán)值W以下公式計(jì)算而得，Xn(i)＝Xi+W(Xi-1-Xn(i-1))。
4.如權(quán)利要求3所述的降低影像雜訊的方法，其特征在于，上述的該權(quán)值W介于0至1之間。
5.如權(quán)利要求2所述的降低影像雜訊的方法，其特征在于，上述的該像素i的一預(yù)測亮度值Xn(i)由選取一個權(quán)值W以及該像素i前鄰接的至少二像素的亮度值與預(yù)測亮度值計(jì)算而得。
6.如權(quán)利要求2所述的降低影像雜訊的方法，其特征在于，上述的該像素i的一預(yù)測亮度值Xn(i)由選取一個權(quán)值W以及該像素i前后鄰接的至少一像素的亮度值與預(yù)測亮度值計(jì)算而得。
7.一種降低影像雜訊的方法，其特征在于，該降低影像雜訊的方法包含提供原始影像資料，該原始影像資料包含每一像素的亮度值；及利用每一像素的亮度值變化趨勢，以加權(quán)移動平均法執(zhí)行影像雜訊降低與平順化。
8.如權(quán)利要求7所述的降低影像雜訊的方法，其特征在于，上述的該加權(quán)移動平均法包含以下步驟，選取一具有亮度值Xi的像素i，以及計(jì)算該像素i的一預(yù)測亮度值Xn(i)，其中Xn(i)由選取一個權(quán)值W以下公式計(jì)算而得，Xn(i)＝Xi+W[...+(Xi-m-Xn(i-m))+(Xi-2-Xn(i-2))+(Xi-1-Xn(i-1))]/m，其中m及i為正整數(shù)且m＜i。
9.如權(quán)利要求7所述的降低影像雜訊的方法，其特征在于，上述的該加權(quán)移動平均法利用一過濾器執(zhí)行影像雜訊降低與平順化。
10.一種降低影像雜訊的方法，其特征在于，該降低影像雜訊的方法包含提供原始影像資料，該原始影像資料包含每一像素的亮度值；選取一具有亮度值Xi的像素i；及計(jì)算該像素i的一預(yù)測亮度值Xn(i)，其中Xn(i)由選取一個權(quán)值W以下公式計(jì)算而得，Xn(i)＝Xi+W[...+(Xi-m-Xn(i-m))+(Xi-2-Xn(i-2))+(Xi-1-Xn(i-1))]/m，其中m及i為正整數(shù)且m＜i。
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種降低影像雜訊的方法，此方法利用影像像素亮度值的趨勢變化預(yù)測來使雜訊降低并使影像平順化，此降低影像雜訊的方法包含以下步驟，首先提供原始影像資料，該原始影像資料包含每一像素的亮度值，并利用每一像素的亮度值變化趨勢，以指數(shù)修勻法執(zhí)行影像雜訊降低與平順化。
文檔編號H04N1/04GK1499817SQ0215039
公開日2004年5月26日 申請日期2002年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月11日
發(fā)明者王國任, 余育侞 申請人:力捷電腦股份有限公司