一种动态坏点的处理方法和装置与流程

1.本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种动态坏点的处理方法和装置。


背景技术：

2.由于半导体制造工艺和原材料的差异，使得制造出来的图像传感器将不可避免的存在一些坏点。所谓坏点，是指不会随着感光度变化，始终呈现同一种亮度的像素；坏点主要分为两种类型：一种是像素一直亮或暗的静态坏点；另一种是像素值在时间上变化的差比周围的像素小的多的动态坏点。坏点的存在是图像质量下降的原因之一，因此，对坏点进行处理，对于提高成像质量是非常必要的。
3.目前，现有技术中对图像传感器的坏点进行处理时通常只是基于设备的不足之处，通过特定条件下先找出图像传感器的坏点后，将检测到的坏点地址存储在一个坏点表格中，并将该坏点按表格形式存储在内存中，再调用内存来解决已知坏点问题，但是，上述坏点处理方法仅仅是直接对坏点进行简单的处理，而对于一些动态坏点没有有效的解决方法，因此处理效果较差，从而影响成像质量，进而无法满足人们在工作生活中的使用要求。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种动态坏点的处理方法和装置，解决了对于一些动态坏点的处理效果较差，从而导致成像质量差的技术问题，达到了基于图像内容变化实时的进行坏点处理，提高了成像质量且包容性强的目的。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种动态坏点的处理方法，包括以下过程：
6.s1.根据色彩滤波矩阵的特点，以矩阵中心像素为当前像素，并取当前像素周边n个相同颜色的像素组成一个参考数组；
7.s2.计算出所述参考数组中正常像素的平均值；
8.s3.以当前像素为中心按照水平、垂直、斜45
°
和斜135
°
四个方向对应地分成四个邻近像素组，根据各个邻近像素组的同颜色差值找出边缘的方向，并计算相应的色差值；
9.s4.根据所述方向差值判断当前像素是否为坏点，如果最大的方向差值大于最小的方向差值的k倍，并且最小的方向差值大于设定的阈值，则判定当前像素为坏点像素并用修正值替换当前像素的原始像素值，否则判定当前像素是正常的像素并输出当前像素的像素值。
10.进一步地，在所述步骤s1之前还包括：
11.s0.获取图像并将图像中所有像素的像素值定义为一个二维数组，根据检测的结果给每个像素设置一个相应的标记值，并将每个像素的标记值按顺序存储在表格中。
12.进一步地，根据边缘差值是否有效确定修正值，如果边缘差值有效，则修正值为边界上的参考值，否则，修正值为所述平均值。
13.进一步地，所述色差值包括水平、垂直、斜45
°
和斜135
°
四个方向上最大的方向差
值、最小的方向差值。
14.一种动态坏点的处理装置，该装置包括：
15.选取单元，所述选取单元用于根据色彩滤波矩阵的特点，以矩阵中心像素为当前像素，并取当前像素周边n个相同颜色的像素组成一个参考数组；
16.第一计算单元，所述第一计算单元用于计算出参考数组中正常像素的平均值；
17.第二计算单元，所述第二计算单元用于以当前像素为中心按照水平、垂直、斜45
°
和斜135
°
四个方向对应地分成四个邻近像素组，根据各个邻近像素组的同颜色差值找出边缘的方向，并计算相应的方向差值；
18.判断修正单元，所述判断修正单元用于根据所述方向差值判断当前像素是否为坏点，如果最大的方向差值大于最小的方向差值的k倍，并且最小的方向差值大于设定的阈值，则判定当前像素为坏点像素并用修正值替换当前像素的原始像素值，否则判定当前像素是正常的像素并输出当前像素的像素值。
19.进一步地，该装置还包括图像获取单元，所述图像获取单元用于获取图像并将图像中所有像素的像素值定义为一个二维数组，根据检测的结果给每个像素设置一个相应的标记值，并将每个像素的标记值按顺序存储在表格中。
20.借由上述技术方案，本发明提供了一种动态坏点的处理方法和装置，至少具备以下有益效果：
21.1、本发明通过根据色彩滤波矩阵和色差恒定理论，确定图像内容的边缘方向，根据边缘像素的变化趋势，查找出存在异常的像素后进行处理，是一种基于图像内容变化实时的坏点处理方法，并且也包含了对一些明显噪声点的处理，从而提高了图像处理效果，易于推广应用。
22.2、本发明将基于设备的固定点处理转向基于图像内容的动态坏点处理，有效的解决了动态坏点的修正问题，而且不区分亮点和暗点，具有更好的包容性，从而是对静态坏点处理的一个更好的补充，进而具有较高的市场价值和应用前景。
23.本发明通过根据色彩滤波矩阵和色差恒定理论，确定图像内容的边缘方向，根据边缘像素的变化趋势，查找出存在异常的像素后进行处理，是一种基于图像内容变化实时的坏点处理方法，并且也包含了对一些明显噪声点的处理，具有包容性强及处理效果好等优点，具有较高的市场价值和应用前景，易于推广应用。
附图说明
24.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
25.图1为本发明动态坏点的处理方法的流程图；
26.图2为本发明动态坏点的处理方法中涉及的raw图像中相同颜色的像素示意图；
27.图3为本发明动态坏点的处理方法中涉及的raw图中的四个方向示意图；
28.图4为本发明动态坏点的处理装置的框图。
具体实施方式
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实
施方式对本发明作进一步详细的说明。借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
30.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
31.请参照图1-图4，示出了根据本发明实施例一的一种动态坏点的处理方法，在本实施例中，待处理的图像为raw图像格式，具体包括以下步骤：
32.s0.获取raw图像并将图像中所有像素的像素值定义为一个二维数组rawimg，其中，rawimg(y,x)表示为当前像素，即在图像中的第y行第x列，根据检测的结果给每个像素设置一个相应的标记值，并将每个像素的标记值按顺序存储在表格中。
33.s1.在raw图像中，根据色彩滤波矩阵(cfa)的特点，以矩阵中心像素为当前像素，如图2中的c所示，并取当前像素周边n个相同颜色的像素组成一个参考数组，参考数组的像素值定义为另一个二维数组blockbuf；
34.本实施例中，n＝8，且分别记为s0～s7，同时在内存中存储的已知坏点标记值定位为二维数组blockdps，对应s0～s7的位置，分别标记为sd0～sd7，例如，sd0＝1时，表示已知s0被标记成了坏点，如果sd0＝0，则表示s0是正常的像素。
35.s2.计算出所述参考数组中正常像素的平均值，计算公式如下所示：
[0036][0037]
s3.以当前像素为中心按照水平、垂直、斜45
°
和斜135
°
四个方向对应地分成四个邻近像素组，根据各个邻近像素组的同颜色差值找出边缘的方向，并计算四个方向上的方向差值，具体计算过程如下所示：
[0038]
1)分别计算水平、垂直、斜45
°
和斜135
°
四个方向上当前像素两侧的相同颜色像素的平均值，差值的绝对值，以及当前像素与平均值的差值的绝对值：
[0039][0040]
p2_diff(i)＝|s
i-s
i 4
|
[0041]
diff_p2avg(i)＝|c-p2_avg(i)|
[0042]
2)逐个判断水平、垂直、斜45
°
和斜135
°
四个方向的平滑性，例如，在已知不存在坏点的情况下，即(sdi sd
i 4
＝＝0)，如果当前像素与平均值的差值的绝对值小于同方向上相邻两个像素差值的绝对值的一半之间，即则认为这个方向的梯度变化是平滑的，标记flag_smth[i]＝1，否则flag_smth[i]＝0，同时标记这个方向上的边缘差值diff_p2dir[i]＝p2_diff(i)，如果不平滑，则标记diff_p2dir[i]＝255。
[0043]
3)在水平、垂直、斜45
°
和斜135
°
四个方向上，根据垂直方向是不平滑的前提下，查找边缘差值最小的方向，记这个方向上的平均值为边缘上的参考值ref_edge＝p2_avg(i)；
同时，如果当前边缘方向上的差值diff_p2dir(i)≤max(16,blk_avg/4)，则当前边缘差值有效的标记flag_p2dir置为1(需要注意的是flag_p2dir的初始化值是0)。
[0044]
4)计算出最大的方向差值，以及平均值的最小值和最大值，在坏点校正时用以判断是否采用边缘的参考值ref_edge：
[0045][0046]
diff_p2avg_min＝min
0≤k≤3
diff_p2avg(k)
[0047][0048]
s4.根据所述方向差值判断当前像素是否为坏点，具体过程如下所示：
[0049]
1)分别在水平、垂直、斜45
°
和斜135
°
四个方向上，如果没有已知的坏点，则计算同颜色像素的变化趋势与色差变化趋势，提取最小差值作为可能的边缘差值。
[0050]
本实施例中，为了便于计算，对blockbuf中的原始像素值以及blockdps中的坏点标记，按方向进行数据整理，如图3所示，用数组line_pix(0,0～4)表示水平方向的五个像素a、b、c、d和e；同理，line_pix(1,0～4)表示斜向135
°
的五个像素，line_pix(2,0～4)表示垂直方向的五个像素，line_pix(3,0～4)表示斜向45
°
的五个像素。
[0051]
line_sdp(0,0～4)表示水平方向时五个像素的坏点标记，如果像素已被定义为坏点，则标记为1，否则标记为0；同理，line_sdp(1,0～4)表示斜向135
°
时五个像素的坏点标记，line_sdp(2,0～4)表示垂直方向时五个像素的坏点标记，line_sdp(3,0～4)表示斜向45
°
时五个像素的坏点标记。
[0052]
2)在水平、垂直、斜45
°
和斜135
°
四个方向上，分别按前四个连续的像素，后四个连续的像素，并且统计其中已知的坏点个数。
[0053]
例如，在水平方向上例如，在水平方向上由此可见，四个方向共产生8个统计值：
[0054][0055][0056]
其中，0≤i《4，表示四个方向。
[0057]
在每个方向上取line_pix中前四个像素为左边像素，后四个像素为右边像素，例如，在水平方向上line_pix(0,0～3)表示左边，line_pix(0,1～4)表示右边，以此类推。
[0058]
如果左边四个像素中存在坏点(sum_lsdp(k,0)＝＝1)，则给line_ydif_lft(i)设为最大值255，否则计算每个方向上在左边像素中当前像素与预测像素值之间的差值的绝对值：
[0059]
line_ydif_lft(i)＝|line_pix(i,2)-(line_pix(i,0) line_pix(i,3)-line_pix(i,1))|
[0060]
以及相同颜色的像素差值的绝对值的最小值：
[0061]
line_cdif_lft(i)＝min(|line_pix(i,0)-line_pix(i,2)|,|line_pix(i,1)-line_pix(i,3)|)
[0062]
并且当满足条件(line_cdif_lft(i)》max_val*3/4)时，需要把line_ydif_lft(i)重置成最大值255。
[0063]
同理，如果右边的四个像素中存在坏点(sum_lsdp(k,1)＝＝1)，则给line_ydif_rgt(i)设为最大值255，否则有以下计算：
[0064]
line_ydif_rgt(i)＝|line_pix(i,2)
–
(line_pix(i,4) line_pix(i,1)
–
line_pix(i,3))|line_cdif_rgt(i)＝min(|line_pix(i,1)-line_pix(i,3)|,|line_pix(i,2)-line_pix(i,4)|)
[0065]
并且当满足条件(line_cdif_rgt(i)》m x_val*3/4)时，需要把line_ydif_rgt(i)重置成最大值255。
[0066]
需要说明的是，max_val表示像素的最大值，根据像素数据的位宽不同，则最大值不同。例如，采用10位时，则有max_val＝1023。
[0067]
3)计算水平、垂直、斜45
°
和斜135
°
四个方向上的差值：
[0068]
line_ydif(i)＝(min(line_ydif_lft(i),line_ydif_rgt(i)) diff_p2avg(i))/2
[0069]
其中，0≤i《4，表示四个方向。可得到最小的方向差值：
[0070][0071]
4)在四个方向差值中，如果最大的方向差值大于最小的方向差值的k倍，并且最小的方向差值大于设定的阈值thd_line_dif，则判定当前像素为坏点像素并用修正值替换当前像素的原始像素值，否则判定当前像素是正常的像素并输出当前像素的像素值。
[0072]
如图4所示，本发明提供了一种技术方案：一种动态坏点的处理装置，该装置包括：
[0073]
选取单元100，选取单元100用于根据色彩滤波矩阵的特点，以矩阵中心像素为当前像素，并取当前像素周边n个相同颜色的像素组成一个参考数组；
[0074]
第一计算单元200，第一计算单元200用于计算出参考数组中正常像素的平均值；
[0075]
第二计算单元300，第二计算单元300用于以当前像素为中心按照水平、垂直、斜45
°
和斜135
°
四个方向对应地分成四个邻近像素组，根据各个邻近像素组的同颜色差值找出边缘的方向，并计算四个方向上的色差值；
[0076]
判断修正单元400，判断修正单元400用于根据所述色差值判断当前像素是否为坏点，如果最大的方向差值大于最小的方向差值的k倍，并且最小的色差值大于设定的阈值，则判定当前像素为坏点像素并用修正值替换当前像素的原始像素值，否则判定当前像素是正常的像素并输出当前像素的像素值。
[0077]
该装置还包括图像获取单元500，图像获取单元(500)用于获取图像并将图像中所有像素的像素值定义为一个二维数组，根据检测的结果给每个像素设置一个相应的标记值，并将每个像素的标记值按顺序存储在表格中。
[0078]
本实施例，通过根据色差恒定理论，相邻相同颜色的像素差值相等，如果当前像素与邻近相同颜色像素的差值，与邻近异色的像素差值两者相差较大时，则当前像素可能为
坏点像素，然后沿图像边缘方向利用邻近两个同色像素的平均值做为当前像素的校正值，从而提高了图像坏点处理效率及效果。
[0079]
本发明通过根据色彩滤波矩阵和色差恒定理论，确定图像内容的边缘方向，根据边缘像素的变化趋势，查找出存在异常的像素后进行处理，是一种基于图像内容变化实时的坏点处理方法，并且也包含了对一些明显噪声点的处理，具有包容性强及处理效果好等优点，具有较高的市场价值和应用前景，易于推广应用。
[0080]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于以上各实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0081]
以上实施方式对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。