一種數(shù)字相機(jī)傳感器污點(diǎn)檢測(cè)及分級(jí)方法與裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及儀器測(cè)量、測(cè)試領(lǐng)域，具體設(shè)及一種用于相機(jī)傳感器的檢測(cè)和分級(jí)方 法及相應(yīng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 工業(yè)相機(jī)生產(chǎn)中，需要根據(jù)不同用戶對(duì)相機(jī)品質(zhì)的要求對(duì)相機(jī)傳感器進(jìn)行級(jí)別劃 分，如有些用戶要求相機(jī)傳感器面上無污點(diǎn)；有些用戶則僅要求傳感器中屯、區(qū)域范圍內(nèi)無 污點(diǎn)，而對(duì)傳感器的邊緣區(qū)域的污點(diǎn)則是可W接受的；此外，如果傳感器面上有顏色較深， 面積較大的污點(diǎn)，則需要返廠處理。
[0003] 因此，傳感器在出廠之后，都需要對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，W判斷其滿足哪種需求。目前，對(duì) 于傳感器質(zhì)量的檢測(cè)多是通過人工分煉的方式，逐個(gè)地判斷。而采用人工判斷的方式耗時(shí) 長(zhǎng)，工作量大，成本高，判斷尺度難W把握。
[0004] 因此，為了減少人工分煉的煩勞，并降低生產(chǎn)成本，有必要設(shè)計(jì)一種全自動(dòng)的污點(diǎn) 檢測(cè)方法W及相應(yīng)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 1.目的
[0006] 為了降低目前人工檢測(cè)相機(jī)傳感器質(zhì)量的成本，并且滿足不同用戶對(duì)相機(jī)傳感器 的污點(diǎn)個(gè)數(shù)和位置的差異化要求，本發(fā)明提出了一種能夠快速、有效地對(duì)相機(jī)傳感器進(jìn)行 污點(diǎn)檢測(cè)，并基于檢測(cè)結(jié)果對(duì)相機(jī)進(jìn)行分級(jí)的方法和相應(yīng)裝置，其采用自動(dòng)化污點(diǎn)檢測(cè)算 法和裝置對(duì)相機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，并進(jìn)行評(píng)級(jí)，區(qū)分相機(jī)的品質(zhì)。
[0007] 具體而言，本發(fā)明提供了一種相機(jī)傳感器污點(diǎn)檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包 括W下步驟：
[0008] 步驟一；利用待測(cè)相機(jī)傳感器對(duì)預(yù)定場(chǎng)景進(jìn)行拍攝，并且載入獲得的原始格式圖 像數(shù)據(jù)；
[0009] 步驟二：將所述原始格式圖像數(shù)據(jù)的色彩空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)UV色彩空間，獲取轉(zhuǎn)換后 的圖像數(shù)據(jù)中每個(gè)像素點(diǎn)的Y(亮度）分量；
[0010] 步驟在圖像的水平方向和垂直方向分別對(duì)圖像數(shù)據(jù)中的Y分量進(jìn)行低通濾波 處理；
[0011] 步驟四：對(duì)濾波處理后的圖像進(jìn)行邊緣增強(qiáng)；
[0012] 步驟五：對(duì)邊緣增強(qiáng)后的圖像進(jìn)行帶通濾波；
[0013] 步驟六：根據(jù)待測(cè)相機(jī)傳感器的類型設(shè)定闊值，對(duì)帶通濾波處理后的圖像進(jìn)行二 值化處理。
[0014] 步驟走；基于二值化圖像進(jìn)行連通域形態(tài)學(xué)膨脹；
[0015] 步驟八：進(jìn)行連通域提??；
[0016] 步驟九：基于連通域提取圖像中的污點(diǎn)，并基于污點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行傳感器質(zhì)量評(píng)估。
[0017] 優(yōu)選地，所述步驟二包括；根據(jù)2*2鄰域插值方法，將原始格式圖像數(shù)據(jù)插值成 RGB圖像，然后將RGB格式圖像轉(zhuǎn)換成YUV格式圖像，W獲取每個(gè)像素點(diǎn)的Y分量數(shù)據(jù)。
[0018] 優(yōu)選地，在所述步驟S中，進(jìn)行低通濾波時(shí)，所采用的濾波核為[1 4 6 4 1];所 述步驟四包括；對(duì)增強(qiáng)后的圖像在水平方向和垂直方向圖像采用統(tǒng)一的5*5銳化模板進(jìn)行 卷積操作；所述步驟五采用的帶通濾波的核函數(shù)為[0.5 0 0 0 -1 0 0 0 0.5]，利用該核 函數(shù)對(duì)水平方向和垂直方向的圖像分別進(jìn)行處理。
[0019] 優(yōu)選地，所述連通域膨脹的步驟包括：判斷任意一個(gè)像素點(diǎn)的3*3鄰域范圍之內(nèi) 是否存在值為1的點(diǎn)，如果該像素點(diǎn)的鄰域范圍內(nèi)存在值為1的點(diǎn)，則將當(dāng)前像素點(diǎn)的值設(shè) 為1。
[0020] 另一方面，本發(fā)明提供一種數(shù)字相機(jī)傳感器污點(diǎn)檢測(cè)及分級(jí)方法，其特征在于，所 述方法還包括：
[0021] (1)權(quán)利要求1~4中任意一項(xiàng)所述的數(shù)字相機(jī)傳感器污點(diǎn)檢測(cè)方法，W及
[0022] (2)步驟十：基于對(duì)傳感器質(zhì)量評(píng)估的結(jié)果對(duì)待測(cè)相機(jī)傳感器進(jìn)行分級(jí)。
[0023] 優(yōu)選地，所述步驟九包括：
[0024] 1)統(tǒng)計(jì)污點(diǎn)數(shù)量及各污點(diǎn)的分布區(qū)域；
[00巧]2)統(tǒng)計(jì)污點(diǎn)面積；
[0026] 3)統(tǒng)計(jì)污點(diǎn)色彩深度；
[0027] 4)基于所統(tǒng)計(jì)的污點(diǎn)數(shù)量、分布區(qū)域、面積W及色彩深度中的至少一項(xiàng)，計(jì)算待測(cè) 相機(jī)傳感器的質(zhì)量評(píng)價(jià)因子。
[0028] 優(yōu)選地，計(jì)算所述傳感器質(zhì)量評(píng)價(jià)因子包括：基于所統(tǒng)計(jì)的污點(diǎn)數(shù)量、分布區(qū)域、 面積W及色彩深度的加權(quán)組合來計(jì)算所述傳感器質(zhì)量評(píng)價(jià)因子。
[0029] 優(yōu)選地，所述步驟一包括利用所述相機(jī)傳感器對(duì)內(nèi)嵌于鏡頭中的光源進(jìn)行拍照， 并控制所述相機(jī)傳感器的曝光時(shí)間和增益調(diào)節(jié)，使圖像亮度在100~140灰級(jí)。
[0030] 另一方面，本發(fā)明提供一種數(shù)字相機(jī)傳感器污點(diǎn)檢測(cè)及分級(jí)裝置，其特征在于，所 述裝置包括；照明光源、可內(nèi)嵌光源的T型鏡頭W及用于執(zhí)行所述方法的處理器。
[0031] 需要說明的是，在步驟二中，基于處理效率考慮，將轉(zhuǎn)換過程中的浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行整形 化，通過移位等操作簡(jiǎn)化計(jì)算。
[0032] 步驟=進(jìn)行低通濾波的目的在于濾除掉圖像噪聲，使圖像更平滑，減少隨機(jī)噪聲 對(duì)污點(diǎn)檢測(cè)的干擾。
[0033] 在對(duì)圖像的邊緣區(qū)域進(jìn)行處理時(shí)，可W采用補(bǔ)邊或者忽略邊緣的方式進(jìn)行。對(duì)于 水平方向卷積，卷積模板的寬度為5個(gè)像素，如果采用補(bǔ)邊的方式進(jìn)行處理，需W邊緣像素 為基準(zhǔn)將圖像的兩行像素或者兩列像素進(jìn)行邊緣復(fù)制，同理，在對(duì)垂直卷積過程中進(jìn)行補(bǔ) 高時(shí)與水平補(bǔ)邊操作思路一致。如果采用忽略邊緣像素進(jìn)行處理，需從第（2, 2)個(gè)像素點(diǎn) 開始處理，并至第（w-2，h-2)個(gè)像素點(diǎn)結(jié)束，其中W表示圖像的寬度，h表示圖像的高度；W 下步驟中補(bǔ)邊操作與本步驟一致。
[0034] 上述步驟四中邊緣增強(qiáng)的目的在于將污點(diǎn)突出顯示，便于提取。從增強(qiáng)后的圖像 中可W更明顯地觀察到低通濾波的方向性，同時(shí)圖像噪聲也更大。因此，需要在步驟四之后 進(jìn)行帶通濾波，W便將污點(diǎn)突出顯示，而將平坦區(qū)域?yàn)V除。
[00巧]在上述步驟八中，連通域提取的具體過程包括；其一，對(duì)連通域進(jìn)行標(biāo)記，標(biāo)記方 法為；首先，判斷此點(diǎn)八鄰域中的最左，左上，最上，上右點(diǎn)的情況。如果都沒有點(diǎn)（像素點(diǎn) 值為0)，則表示一個(gè)新的區(qū)域的開始；其次，如果此點(diǎn)八鄰域中的最左有點(diǎn)，上右都有點(diǎn)， 則標(biāo)記此點(diǎn)為該兩個(gè)中的最小的標(biāo)記點(diǎn)，并修改大標(biāo)記為小標(biāo)記；再次，如果此點(diǎn)八鄰域 中的左上有點(diǎn)，上右都有點(diǎn)，則標(biāo)記此點(diǎn)為該兩個(gè)中的最小的標(biāo)記點(diǎn)，并修改大標(biāo)記為小標(biāo) 記；最后，否則按照最左，左上，最上，上右的順序，標(biāo)記此點(diǎn)為四個(gè)中的一個(gè)。其二；根據(jù)連 通域面積，位置等闊值設(shè)定，篩選大小合適的連通區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)各連通域的位置、面積，長(zhǎng)和 寬等信息。
[0036] 上述步驟九中對(duì)傳感器質(zhì)量的評(píng)估的具體過程如下；首先統(tǒng)計(jì)污點(diǎn)數(shù)量；污點(diǎn)數(shù) 量使用N表示，污點(diǎn)序號(hào)使用i表示，且iGN;其次，統(tǒng)計(jì)污點(diǎn)分別區(qū)域，并設(shè)定其對(duì)傳感 器質(zhì)量評(píng)價(jià)的影響系數(shù)；污點(diǎn)分布區(qū)域根據(jù)距離中屯、的距離遠(yuǎn)近來劃分，每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)不 同的權(quán)重；再次，統(tǒng)計(jì)污點(diǎn)面積，污點(diǎn)的面積通過計(jì)算污點(diǎn)的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)來統(tǒng)計(jì)得到，污 點(diǎn)越大，其在傳感器分級(jí)中所占的權(quán)重越大；然后，統(tǒng)計(jì)污點(diǎn)色彩深度，一般情況下，污點(diǎn)比 背景顏色略深，即灰度值較小，通過將污點(diǎn)與背景點(diǎn)的灰度平均值做差，來決策當(dāng)前污點(diǎn)對(duì) 傳感器級(jí)別的重要程度；最后，由上述對(duì)傳感器質(zhì)量評(píng)價(jià)的相關(guān)項(xiàng)，計(jì)算傳感器質(zhì)量評(píng)價(jià)因 子。
[0037] 在一種優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方式中，質(zhì)量評(píng)價(jià)函數(shù)為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種相機(jī)傳感器污點(diǎn)檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟： 步驟一：利用待測(cè)相機(jī)傳感器對(duì)預(yù)定場(chǎng)景進(jìn)行拍攝，并且載入獲得的原始格式圖像數(shù) 據(jù)； 步驟二：將所述原始格式圖像數(shù)據(jù)的色彩空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)UV色彩空間，獲取轉(zhuǎn)換后的圖 像數(shù)據(jù)中每個(gè)像素點(diǎn)的Y (亮度）分量； 步驟三：在圖像的水平方向和垂直方向分別對(duì)圖像數(shù)據(jù)中的Y分量進(jìn)行低通濾波處 理； 步驟四：對(duì)濾波處理后的圖像進(jìn)行邊緣增強(qiáng)； 步驟五：對(duì)邊緣增強(qiáng)后的圖像進(jìn)行帶通濾波； 步驟六：根據(jù)待測(cè)相機(jī)傳感器的類型設(shè)定閾值，對(duì)帶通濾波處理后的圖像進(jìn)行二值化 處理。 步驟七：基于二值化圖像進(jìn)行連通域形態(tài)學(xué)膨脹； 步驟八：進(jìn)行連通域提取； 步驟九：基于連通域提取圖像中的污點(diǎn)，并基于污點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行傳感器質(zhì)量評(píng)估。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字相機(jī)傳感器污點(diǎn)檢測(cè)方法，其特征在于， 所述步驟二包括：根據(jù)2*2鄰域插值方法，將原始格式圖像數(shù)據(jù)插值成RGB圖像，然后 將RGB格式圖像轉(zhuǎn)換成YUV格式圖像，以獲取每個(gè)像素點(diǎn)的Y分量數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字相機(jī)傳感器污點(diǎn)檢測(cè)方法，其特征在于，在所述步驟三 中，進(jìn)行低通濾波時(shí)，所采用的濾波核為[1 4 6 4 1];所述步驟四包括：對(duì)增強(qiáng)后的圖像 在水平方向和垂直方向圖像采用統(tǒng)一的5*5銳化模板進(jìn)行卷積操作；所述步驟五采用的帶 通濾波的核函數(shù)為[0.5 O O O -I O O O 0.5]，利用該核函數(shù)對(duì)水平方向和垂直方向的圖 像分別進(jìn)行處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字相機(jī)傳感器污點(diǎn)檢測(cè)方法，其特征在于，所述連通域膨 脹的步驟包括：判斷任意一個(gè)像素點(diǎn)的3*3鄰域范圍之內(nèi)是否存在值為1的點(diǎn)，如果該像素 點(diǎn)的鄰域范圍內(nèi)存在值為1的點(diǎn)，則將當(dāng)前像素點(diǎn)的值設(shè)為1。
5. -種數(shù)字相機(jī)傳感器污點(diǎn)檢測(cè)及分級(jí)方法，其特征在于，所述方法還包括： (1) 權(quán)利要求1~4中任意一項(xiàng)所述的數(shù)字相機(jī)傳感器污點(diǎn)檢測(cè)方法，以及 (2) 步驟十：基于對(duì)傳感器質(zhì)量評(píng)估的結(jié)果對(duì)待測(cè)相機(jī)傳感器進(jìn)行分級(jí)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字相機(jī)傳感器污點(diǎn)檢測(cè)及分級(jí)方法，其特征在于，所述步 驟九包括： 1) 統(tǒng)計(jì)污點(diǎn)數(shù)量及各污點(diǎn)的分布區(qū)域； 2) 統(tǒng)計(jì)污點(diǎn)面積； 3) 統(tǒng)計(jì)污點(diǎn)色彩深度； 4) 基于所統(tǒng)計(jì)的污點(diǎn)數(shù)量、分布區(qū)域、面積以及色彩深度中的至少一項(xiàng)，計(jì)算待測(cè)相機(jī) 傳感器的質(zhì)量評(píng)價(jià)因子。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字相機(jī)傳感器污點(diǎn)檢測(cè)及分級(jí)方法，其特征在于，計(jì)算所 述傳感器質(zhì)量評(píng)價(jià)因子包括：基于所統(tǒng)計(jì)的污點(diǎn)數(shù)量、分布區(qū)域、面積以及色彩深度的加權(quán) 組合來計(jì)算所述傳感器質(zhì)量評(píng)價(jià)因子。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字相機(jī)傳感器污點(diǎn)檢測(cè)及分級(jí)方法，其特征在于，所述步 驟一包括利用所述相機(jī)傳感器對(duì)內(nèi)嵌于鏡頭中的光源進(jìn)行拍照，并控制所述相機(jī)傳感器的 曝光時(shí)間和增益調(diào)節(jié)，使圖像亮度在100~140灰級(jí)。
9. 一種數(shù)字相機(jī)傳感器污點(diǎn)檢測(cè)及分級(jí)裝置，其特征在于，所述裝置包括：照明光源、 可內(nèi)嵌光源的T型鏡頭以及用于執(zhí)行權(quán)利要求1-8中所述方法的處理器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種數(shù)字相機(jī)傳感器污點(diǎn)檢測(cè)方法，以及基于該檢測(cè)方法對(duì)相機(jī)傳感器進(jìn)行分級(jí)的方法與裝置，該方法包括如下步驟：(1)原始圖像數(shù)據(jù)輸入，插值獲取亮度分量，(2)低通濾波，(3)邊緣增強(qiáng)，(4)帶通濾波，(5)圖像二值化操作和形態(tài)學(xué)膨脹，(6)連通域提取，(7)在原始圖像中標(biāo)記污點(diǎn)，(8)傳感器分級(jí)操作并輸出圖像級(jí)別。本發(fā)明分為污點(diǎn)檢測(cè)和傳感器分級(jí)兩個(gè)功能模塊，此分級(jí)決策函數(shù)的相關(guān)項(xiàng)來自從相機(jī)拍攝圖像中檢測(cè)到的污點(diǎn)的數(shù)量，面積，顏色深度等特征。本發(fā)明簡(jiǎn)單有效，可以快速檢測(cè)到傳感器上的污點(diǎn)位置，并根據(jù)這些污點(diǎn)的特征對(duì)當(dāng)前傳感器進(jìn)行準(zhǔn)確的級(jí)別評(píng)定。
【IPC分類】G06T7-00
【公開號(hào)】CN104867159
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510303572
【發(fā)明人】張譜, 趙祖軒, 路鵬, 馬英新, 周中亞, 張策
【申請(qǐng)人】北京大恒圖像視覺有限公司, 中國(guó)大恒(集團(tuán))有限公司北京圖像視覺技術(shù)分公司
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年6月5日