一种缺陷像素检测方法.pdf

本发明公开了一种缺陷像素检测方法，包括：建立一个缺陷像素的信息集合；建立一个判断缺陷像素及更新上述集合的规则；在使用过程中对被检测帧图像进行检测并根据所述规则来对上述缺陷像素信息集合进行更新。本发明针对传统的缺陷像素动态检测技术中，只依据单个帧图像中的像素点来进行判断而检测缺陷像素的方法进行了改进，设计并引入了相关的历史信息做为参考，从而大大提高了检测的准确性，减少了将好像素当成缺陷像素等误判情况的出现几率。

1、  一种缺陷像素检测方法，其特点在于，包括：
建立一个缺陷像素的信息集合；
建立一个判断缺陷像素及更新上述集合的规则；
在使用过程中对被检测帧图像进行检测并根据所述规则来对上述缺陷像素信息集合进行更新。

2、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断一个像素是否为缺陷像素是通过如下方法实现的：
设当前像素的值为P_m，n，在这里m代表行数，n指代列数，挑选如下像素点作为判断当前像素的相关像素点点：P_m-2，n+2，P_m+2，n+2，P_m-2，n-2，P_m+2，n-2，P_m-2，n，P_m+2，n，P_m，n-2，P_m，n+2；
计算出当前像素点与上述相关点的差异值；
如果最小差异值大于预先所规定的阈值，则判断该当前像素为缺陷像素。

3、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缺陷像素信息集合中至少包括下列内容中的一种或多种：每个缺陷像素点的位置信息、每个缺陷像素点的置信度、每个缺陷像素点有多久没有被检测并报告出来的记录。

4、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对缺陷像素信息集合进行维护工作至少包括下列内容中的一种或多种：将新的缺陷像素点添加到集合中、将好的像素点从集合中去除、更新集合中每个像素点的累积信息。

5、  根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述每个像素点的累积信息至少包括下列内容中的一种或多种：每个缺陷像素点的置信度、每个缺陷像素点有多久没有被检测并报告出来的记录。

6、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述集合中缺陷像素点进行更新的规则是通过如下过程实现的：
如果该缺陷像素点未在集合之中，则将其坐标信息添加到集合之中，并设置其置信度和未活动时间；
如果该缺陷像素点已在集合之中，则相应增加其置信度和减少其未活动时间的值。

7、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述集合中像素点进行更新的规则是通过如下过程实现的：如果某个点的未活动时间大于预设值T，则判断其为好像素点并将其从集合之中去除。

8、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述集合中像素点进行更新的规则是通过如下过程实现的：
如果集合之中已经装满缺陷像素点，而仍有新的缺陷像素点要添加到集合之中来，则规定将集合之中未活动时间最久的缺陷像素点挑出来并去除；如果有多个缺陷像素点的未活动时间均相同并都是最久，则将其中置信度最低的缺陷像素点挑出来并去除。

9、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述集合中像素点进行更新的规则是通过如下过程实现的：每次检测后都将集合之中的每一个缺陷像素点的未活动时间值加1，或如果集合中的某一个像素点未被重复检测，则将其未活动时间值加1。

10、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，可对所述缺陷像素信息集合中最多可容纳的缺陷像素点的数量进行限制。

11、  根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述最多可容纳的缺陷像素点的数量为32。

12、  根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述最多可容纳的缺陷像素点的数量为64。

13、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，规定所述对集合进行更新的频度，即，可以规定每隔一定帧数才对集合更新一次。

一种缺陷像素检测方法
技术领域
本发明涉及数字图像处理领域，尤其涉及，一种对图像传感器输出的数字图像中存在的缺陷像素进行动态检测的方法。
背景技术
数字图像输入装置中的感光器件是由很多互相连接的光敏单元所组成的阵列，其将光信号转换为电信号。通常来说，这些感光器件并不尽完美，会有一些有缺陷的光敏单元存在。因此，其输出图像中可能包含一些非正常的像素。
为了将制作成本控制在一个可接受的范围内，这些光学传感器上是允许有一定数量缺陷像素存在的，但传感器制造厂商在将传感器售出前必须提供缺陷像素的信息给相机制造商，这样就不需要在后续使用过程中进行缺陷像素的检测。现时最常用的做法是，直接在感光器件出厂时将检测到的缺陷像素的位置如坐标存储在一个可编程的非易失性存储器内，例如一个ROM(只读存储器)或者EEROM(电可擦只读存储器)，图像被捕获后，再根据这些位置信息提取该些像素并进行后期的一些补偿处理。
这种方法的问题在于，每一只感光器件出厂时都要进行缺陷像素的测试，极大地提高了感光器件的成本；而且，随着时间的推移，在使用过程中可能还会因电子原件老化等原因造成新的缺陷像素，但因为它出厂时没有被检测到并存储下来，所以也不会得到补偿当图像被捕获后，便不能对该像素点进行补偿，以至于造成图像质量下降。
另一种缺陷像素的处理方法是，在使用的过程中对图像进行实时的动态检测，当发现有缺陷像素时，在对其进行补偿，但在传统的缺陷像素动态检测技术中，往往只依据单个帧图像中的图像质量来对像素点来进行判断，这样一来可能会造成过多的误判，即将好像素判断成缺陷像素，或漏掉坏的缺陷像素。这样导致过多的像素点被补偿，而补偿过程直接带来图像模糊，导致图像质量的下降。
这些缺陷的存在使得上述装置或方法在实际操作中不能达到令人满意的使用效果，所以，新的缺陷像素检测解决方案被需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种缺陷像素检测方法，来有效地提高检测的准确性，减少误判情况的出现。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种缺陷像素检测方法，其特点在于，包括：
建立一个缺陷像素的信息集合；
建立一个判断缺陷像素及更新上述集合的规则；
在使用过程中对被检测帧图像进行检测并根据所述规则来对上述缺陷像素信息集合进行更新。
进一步地，判断一个像素是否为缺陷像素是通过如下方法实现的：
设当前像素的值为P_m，n，在这里m代表行数，n指代列数，挑选如下像素点作为判断当前像素的相关像素点点：P_m-2，n+2，P_m+2，n+2，P_m-2，n-2，P_m+2，n-2，P_m-2，n，P_m+2，n，P_m，n-2，P_m，n+2；
计算出当前像素点与上述相关点的差异值；
如果最小差异值大于预先所规定的阈值，则判断该当前像素为缺陷像素。
进一步地，所述缺陷像素信息集合中至少包括下列内容中的一种或多种：每个缺陷像素点的位置信息、每个缺陷像素点的置信度、每个缺陷像素点有多久没有被检测并报告出来的记录；
进一步地，所述对陷像素信息集合进行维护工作至少包括下列内容中的一种或多种：将新的缺陷像素点添加到集合中、将好的像素点从集合中去除、更新集合中每个像素点的累积信息；
进一步地，所述每个像素点的累积信息至少包括下列内容中的一种或多种：每个缺陷像素点的置信度、每个缺陷像素点有多久没有被检测并报告出来的记录；
进一步地，对所述集合中像素点进行更新的规则是通过如下过程实现的：
如果该缺陷像素点未在集合之中，则将其坐标信息添加到集合之中，并设置其置信度和未活动时间；
如果该缺陷像素点已在集合之中，则相应增加其置信度和减少其未活动时间的值。
进一步地，对所述集合中像素点进行更新的规则是通过如下过程实现的：如果某个点的未活动时间大于预设值T，则判断其为好像素点并将其从集合之中去除。
进一步地，对所述集合中像素点进行更新的规则是通过如下过程实现的：
如果集合之中已经装满缺陷像素点，而仍有新的缺陷像素点要添加到集合之中来，则规定将集合之中未活动时间最久的缺陷像素点挑出来并去除；如果有多个缺陷像素点的未活动时间均相同并都是最久，则将其中置信度最低的缺陷像素点挑出来并去除。
进一步地，对所述集合中像素点进行更新的规则是通过如下过程实现的：每次检测后都将集合之中的每一个缺陷像素点的未活动时间值加1，或如果集合中的某一个像素点未被重复检测，则将其未活动时间值加1；
进一步地，可对所述集合中最多可容纳地缺陷像素点的数量进行限制；
进一步地，所述最多可容纳的缺陷像素点的数量为32；
进一步地，所述最多可容纳的缺陷像素点的数量为64；
进一步地，规定所述对集合进行更新的频度，即，可以规定每隔一定帧数才对集合更新一次。
由上述技术方案可见，本发明优点在于，本发明针对传统的缺陷像素动态检测技术中，只依据单个帧图像中的像素点来进行判断而检测缺陷像素的方法进行了改进，设计并引入了相关的历史信息做为参考，从而大大提高了检测的准确性，减少了将好像素当成缺陷像素等误判情况的出现几率。
图1是本发明实施例中所述5×5像素块的示意图。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明的主要设计思想是通过利用多次检测图像帧积累得到的信息，动态地新检测出的缺陷像素点添加到缺陷像素点集合中，并从缺陷像素点集合中去除好的像素点，达到好的检测和补偿效果。
首先，我们建议一个缺陷像素的集合，同时采用特定的规则来更新缺陷像素点集合，本实施例中包括将新的缺陷像素点添加到缺陷像素点集合中、将好的像素点从集合中去除、以及更新集合中每个点的累积信息等，当然，我们还可以设顶其他的条件，这都不脱离本发明的思想，然后我们利用一帧图像的内容来检测可能的缺陷像素点；每个缺陷像素点包含下列信息：该缺陷像素点的x，y坐标；缺陷像素点的置信度；该缺陷像素点有多久没有被检测并报告出来的记录。
如附图1所示，为一个5×5像素块的示意图，假设P2为当前像素点，ABS表示“取绝对值”，Min表示“取最小值”，则计算：
diff02＝ABS(P2-P0)；diff12＝ABS(P2-P1)；diff32＝ABS(P2-P3)；
diff42＝ABS(P2-P4)；diff52＝ABS(P2-P5)；diff62＝ABS(P2-P6)；
diff72＝ABS(P2-P7)；diff82＝ABS(P2-P8)；
minDiff＝min(diff02，diff12，diff32，diff42，diff52，diff62，diff72，diff82)；
如果minDiff大于预先给定的阈值Threshold，则因为它没有和它8个邻点中的任何一个连通，判断它可能是缺陷像素点，输出P2的x，y坐标。
我们可以设定集合中最多容纳N个缺陷像素点，比如64个；因为，通过选择一个合适的N值，可以避免得到太多的“假”缺陷像素点。“假”缺陷像素点被误判的情况是经常有可能出现的；N值过小的话，又不能容纳下所有的“真”缺陷像素点。典型的N值可以通过感光器件制造商来得到。
在对一帧图像进行检测后，我们开始考虑对缺陷像素集合的更新。
增加新的缺陷像素点到集合中：
对每个新检测出的缺陷像素点而言，如果该缺陷像素点已经在集合之中，则可以按如下公式更新其置信度，并将其未活动时间减1：
新的置信度＝旧的置信度*α+minDiff*(1-α)，α＝0.9。
如果该缺陷像素点尚未在集合之中，则将其添加到集合之中，并将其置信度设为minDiff，同时将其未活动时间设为-1。
从集合中去除好的像素点：
如果某个点的未活动时间大于某个预设值T，则将其从集合之中去除；通过选择一个合适的T值，可以避免过于频繁的去除和添加操作。
更新每个点的累积信息：
每次检测后都将集合之中的每一个缺陷像素点的未活动时间值加1，或如果集合中的某一个像素点未被重复检测，则将其未活动时间值加1。
集合已满时：
在有些情况下，集合之中已经装满缺陷像素点，而仍有新的缺陷像素点要添加到集合之中来。这时，要从集合中去除一个原有的缺陷像素点，来添加这个新的缺陷像素点。为此，规定将集合之中未活动时间最久的缺陷像素点挑出来并去除。如果有多个缺陷像素点的未活动时间均相同并都是最久，则将其中置信度最低的缺陷像素点挑出来并去除。然后，再将新的缺陷像素点添加到集合之中。
考虑到因为前后相邻的几帧图像内容一般都比较相似，为了减少更新集合的频度，可以规定每隔K帧才更新一次。
假设在某种情况下，一个“真”的缺陷像素点从集合中被去除，影响也不太严重。例如，某个缺陷像素点表现为一个持续高亮的红色像素点，而它周围区域恰好是一朵红花，在这种情况下将这个缺陷像素点从集合中去除，其危害性也不大。只要景物发生变化，它立即就会被重新检测到，并在K帧延迟之内添加到集合之中去。
假设在某种情况下，一个“假”的缺陷像素点被添加到集合中去，它会随着景物的变化而在T*K帧延迟之内从集合之中被去除。
应当指出，以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本发明的保护范围。