一种基于图像传感器的坏点检测及补偿方法与流程

1.本发明涉及图像处理技术领域，具体而言，涉及一种基于图像传感器的坏点检测及补偿方法。


背景技术：

2.由于制造工艺水平的原因，使得图像传感器不可避免地会出现部分不正常的感光单元，一般称之为坏点。另外，随着图像传感器设备的使用年限的增加相应地也会产生更多的坏点。坏点的产生会影响画质质量，甚至使得图像中部分重要信息丢失。
3.目前常见的图像坏点补偿方法是采用邻近的实际像素点来替换。这种采用近似值补偿的方式，在对数据的可靠性要求较高的应用场景时，比如安防、车载等领域，这种方法因邻近像素点的亮度值不能够表征该坏点的实际亮度，而导致数据的可靠性不能满足应用需求。此外，现有一些图像坏点检测算法存在误检率较高的问题。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：目前图像坏点检测存在误检率较高且坏点补偿后可靠性不能满足需求的问题。目的在于提供一种基于图像传感器的图像坏点检测及补偿方法，通过将待检测点的亮度与相邻像素点的亮度的差值与寄存器设定的阈值进行比较，实现基于实际场景变化实时检测并识别出坏点，从而提高坏点检出率。此外，通过插入备用像素以实际的像素亮度值来替换坏点像素，从而提高了数据的可靠性。
5.本发明通过下述技术方案实现：第一方面，本发明提供一种基于图像传感器的坏点检测方法，包括以下步骤：s1、计算待检测点水平方向上相邻的两个像素点的亮度值的平均值；s2、图像坏点的判断：当待检测点的亮度值与相邻两像素点的亮度平均值的差值的绝对值大于阈值th时，判定该待检测点c为坏点；当待检测点的亮度值与相邻两像素点的亮度平均值的差值的绝对值小于阈值th时，判定该待检测点c为正常点；所述阈值th用来表征待检测点的亮度值与相邻像素点亮度值的差值的幅度。
6.按照上述步骤s1、s2的顺序，依次循环检测每一个像素点从而识别出所有坏点。
7.第二方面，本发明提供一种基于图像传感器的坏点补偿方法，包括以下步骤：t1、以像素列的形式插入备用像素点，形成备用像素列；作为对本发明的进一步描述，所述备用像素列均匀地分布在普通像素间。
8.作为对本发明的进一步描述，所述备用像素列集中分布在普通像素的两侧。
9.t2、采用上述坏点检测的方法，识别出坏点；t3、存储坏点位置信息；作为对本发明的进一步描述，所述坏点位置信息包括坏点的横坐标信息，该坐标
信息在每一行开始时进行复位。
10.t4、根据距离最近原则进行坏点的替换；作为对本发明的进一步描述，所述坏点的替换包括以下步骤：4.1、根据坏点与备用像素列的水平距离，选出可使用的备用像素列；4.2、将与坏点在同一水平位置的相邻像素点至步骤4.1所选出的可使用的备用像素列的对应像素点的整段像素，沿水平方向向坏点位置平移。
11.t5、无效像素点的去除；所述无效像素点包括被替换的坏点、未被启用的备用像素点。
12.作为对本发明的进一步描述，所述无效像素点的去除包括以下步骤：5.1、将所有像素信息按数据输出顺序写入sram；所述像素信息包括所有像素点的亮度值、无效像素点的位置；5.2、像素信息的读出；先将无效像素点信息读出，然后再按顺序读出像素数据；在sram读出后增设缓冲器fifo，写入缓冲器fifo时，无效像素点将不被写入，这样就能够去除无效的像素点。
13.第三方面，本发明还提供一种基于图像传感器的图像坏点补偿系统，该系统包括：坏点检测模块，用于根据待检测点的亮度值与相邻像素点亮度值的差值的幅度判断并识别出坏点；存储模块，用于存储坏点的位置信息；坏点替换模块，用于将筛选出来的备用像素点替换坏点；无效像素点去除模块，用于在像素读出时将被替换的坏点、未被启用的备用像素点的信息去除。
14.作为对本发明的进一步描述，所述坏点检测模块包括：阈值设定单元，用于根据场景的明暗变化设置阈值th；计算与判断单元，用于计算待检测点的亮度值与相邻像素点平均亮度值的差值，并将该计算值与阈值th进行比较，判断待检测点是否为坏点；所述坏点替换模块包括：坏点与备用像素列的距离计算单元，用于计算坏点与备用像素列的水平距离。
15.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、采用实际的像素亮度值来替换坏点像素的亮度值，在保持数据的真实性方面具有一定优势，尤其是在安防、车载等对数据的可靠性要求较高的场景时，能够保证补偿后数据的可靠性。
16.2、本技术能够实现在图像传感器的使用过程中，实时地进行坏点检测，并进行实时补偿。
17.3、本技术能够实现对每行的像素点进行单独的检测及补偿，各行之间互不关联，与常见的整列像素进行替换的做法相比，由于只是单个像素点的替换，节约了备用像素，增大了补偿的范围。
18.4、本技术提供的坏点检测方法，能够根据场景变化实时进行动态的调整，提高了坏点识别的准确率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1为本发明实施例1提供的图像坏点检测与判断示意图；图2为本发明实施例1提供的图像坏点检测及补偿的方法流程图；图3为本发明实施例1提供的备用像素的配置示意图；图4为本发明实施例1提供的备用像素替换坏点的电路工作时序；图5为本发明实施例1提供的多个坏点进行备用像素替换的电路工作时序；图6为本发明实施例1提供的图像坏点替换的示意图。
具体实施方式
21.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
22.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
23.实施例1为解决现有技术存在的不足，提高图像坏点检测的准确性，以及坏点补偿的可靠性。本实施例提供了一种基于图像传感器的图像坏点检测及补偿方法。
24.具体地，该图像坏点检测方法包括：s1、计算待检测点水平方向上相邻的两个像素点的亮度值的平均值；如图1所示，待检测点为c，b点和d点为待测点c在水平方向上相邻的两个像素点，此时待测点c的相邻像素点的亮度平均值为（b d）/2；s2、图像坏点的判断：当
│
c-（b d）/2
│
＞阈值th时，判定该待检测点c为坏点；当
│
c-（b d）/2
│
＜阈值th时，判定该待检测点c为正常点；所述阈值th表征待检测点的亮度值与相邻像素点亮度值的差值的幅度。
25.需要说明的是，所述阈值th通过寄存器进行设定，可以根据场景变化实时进行调整，当拍摄场景的明暗变化小则阈值th调低，当明暗变化大则阈值th调高。
26.本发明按照步骤s1、s2的顺序，循环检测每一个像素点从而识别出坏点。
27.另一方面，本发明还提供了一种基于图像传感器的图像坏点补偿方法，如图2所示，该方法包括以下步骤：
t1、以像素列的形式插入备用像素点，形成备用像素列；所述备用像素点的配置方式可以是按一定间距均匀地分布在普通像素间，也可以是集中分布在普通像素的两侧。
28.t2、采用上述坏点检测的方法，识别出坏点；t3、存储坏点位置信息；具体地，利用计数器生成每行数据的x坐标，每一行像素进行单独的检测和补偿，将坏点的x坐标（横坐标）信息进行存储，该坐标信息要在每一行进行复位。
29.t4、根据距离最近原则进行坏点的替换；具体地，坏点替换包括以下步骤：4.1、根据坏点与备用像素列的水平距离，选出可使用的备用像素列；4.2、将与坏点在同一水平位置的相邻像素点至步骤4.1所选出的可使用的备用像素列的对应像素点的整段像素，沿水平方向向坏点位置平移。
30.由于传感器在设计时各备用像素所在列的位置已经固定，因此坏点与备用像素所在列的水平距离可以进行计算，如图4所示，坏点c与各备用像素所在列的距离分别为：c（5）=22-5=17，c（14）=22-14=8，c（23）=23-22=1，c（32）=32-22=10；由此得知，优先选择的备用像素列为第23列。
31.坏点的替换方式是，如图6所示，当检测出坏点为f时，先去除f点的数据，然后根据备用像素列筛选规则，确定备用像素列中的v点为备用像素点，最后将与坏点f相邻的像素点e至备用像素点v的整段像素（edv），沿水平方向往原f点位置平移，用来补充去除f点后的空缺。这样处理能够保证输出水平方向像素个数和其他行保持一致，同时能够保证坏点的补偿对画质的影响最小。
32.需要说明的是，当多个坏点共享同一像素备用列时，如图4所示，坏点d和坏点e均距离备用像素列（第32列）最近。此时，由于d点先传输，根据排序结果，坏点d将由第32列的备用像素进行替换，该备用点被标记为已使用。因此，坏点e转而使用与其第二接近的第23列的备用像素进行替换。
33.如图5所示，当检测到坏点d后，先将坏点坐标信号更新为d点的坐标30，该点变为无效像素点；接着对该点到四个备用点间的距离进行计算，排序的结果分别存放于第1、2、3、4接近备用点信号中，优先选取第1接近备用点的坐标32，同时查看该备用点的状态，因为当前为未使用，则可以选用，同时将该备用点变更为有效像素点。当继续传输到e点，经检测e点为坏点，则将坏点坐标更新为33，该点为无效像素点。按照上述方法对该点和备用点间的距离进行计算及排序，优先选取第1接近备用点32，再查看备用点32的状态后发现该点已经被使用，则转为使用第2接近备用点23，确定备用点23尚未使用后同样将23备用点的状态变更为使用，然后将该备用点变更为有效像素点。
34.t5、无效像素点的去除所述无效像素点包括被替换的坏点、未被启用的备用像素点。
35.具体地，无效像素点的去除包括以下步骤：5.1、将所有像素信息按数据输出顺序写入sram；所述像素信息包括所有像素点的亮度值、无效像素点的位置；
5.2、像素信息的读出；先将无效像素点信息读出，然后再按顺序读出像素数据；在sram读出后增设缓冲器fifo，写入缓冲器fifo时，无效像素点将不被写入，这样就能够去除无效的像素点。
36.需要说明的是，由于无效像素点的位置具有不确定性，导致数据从sram读出时，每个时间段包含的无效点数会有变化，在去除无效像素点后会导致传输速率发生变化。为了保证输出侧数据速率的稳定性，本技术在sram读出后增设fifo，通过实时监控fifo的存储状况，并实时调整sram读出速率，从而实现sram的平均读出速度与输出速率基本一致。
37.实施例2本实施例提供了一种基于图像传感器的图像坏点补偿系统，用于实现如实施例1所给出的坏点补偿方法。具体的，该坏点补偿系统，包括：坏点检测模块，用于根据待检测点的亮度值与相邻像素点亮度值的差值的幅度判断并识别出坏点；存储模块，用于存储坏点的位置信息；坏点替换模块，用于将筛选出来的备用像素点替换坏点；无效像素点去除模块，用于在像素读出时将被替换的坏点、未被启用的备用像素点的信息去除。
38.其中，所述坏点检测模块包括：阈值设定单元，用于根据场景的明暗变化设置阈值th；计算与判断单元，用于计算待检测点的亮度值与相邻像素点平均亮度值的差值，并将该计算值与阈值th进行比较，判断待检测点是否为坏点；所述坏点替换模块包括：坏点与备用像素列的距离计算单元，用于计算坏点与备用像素列的水平距离。
39.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。