本發(fā)明涉及圖像傳感器檢測，尤其涉及一種圖像傳感器質量檢測方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術：

1、圖像傳感器的質量檢測主要用于評估傳感器在不同條件下捕獲圖像的性能，對于保障圖像質量和產品性能是十分關鍵的。圖像傳感器質量檢測的重要性。當前常用的圖像傳感器質量檢測方法包括多種技術手段和流程，實際檢測時可能需要搭建不同的實驗場景，評估圖像傳感器的相應性能。

2、由于制作工藝等原因，圖像傳感器輸出的原始圖像中存在包含條紋噪聲和壞點，響應線性度不佳等問題，如公開號為cn113628203a的一種圖像質量檢測方法及系統(tǒng)；公開號為cn105357411a的檢測圖像質量的方法及裝置；公開號為cn115037922?a的用于相機校準的均勻光源平臺、不均勻性測量、校正方法；公開號為cn116074495b的一種圖像傳感器壞點的檢測校正方法及裝置；公開號為cn114419008a的一種圖像質量評估方法和系統(tǒng)；公開號為cn108737815b的一種圖像傳感器的質量檢測方法及系統(tǒng)。

3、經申請人檢索，現有技術中均未提供關于圖像傳感器不同維度的質量檢測方法，以及其配套質量檢測裝置，從而導致無法精確地反映出圖像傳感器的質量，導致在不同光照強度下的成像質量無法確保，并且難以評測圖像傳感器的缺陷及其在成像系統(tǒng)中造成的影響。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本發(fā)明提供了一種圖像傳感器質量檢測方法、裝置及系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)方法無法對圖像傳感器進行多維度質量檢測的技術問題。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了如下技術方案：一種圖像傳感器質量檢測方法，該方法包括以下步驟：

3、s1、基于序列圖像采集裝置搭建在暗室環(huán)境中采集序列圖像時保持光照條件一致的圖像采集環(huán)境；

4、s2、設置曝光時間，于采集環(huán)境中采集圖像傳感器在不同光照強度下輸出的多張不同灰度等級的序列圖像；

5、s3、對序列圖像進行多維度檢測并輸出質量檢測結果，多維度檢測包括對序列圖像進行條紋噪聲檢測、線性度檢測以及壞點檢測；

6、s4、根據質量檢測結果確定圖像傳感器是否存在缺陷。

7、進一步地，在步驟s2中，將曝光時間由相機最低曝光設置至exp，其中exp為圖像傳感器90％像素過曝的曝光時間，采集p-1個時間間隔圖像，p≥10且p為整數，最后可獲得共p張不同灰度等級的序列圖像。

8、進一步地，在步驟s3中，具體過程包括以下步驟：

9、s31、對序列圖像進行條紋噪聲檢測并輸出條紋噪聲檢測結果；

10、s32、對序列圖像進行線性度檢測并輸出線性度檢測結果；

11、s33、對序列圖像進行壞點檢測并輸出壞點檢測結果；

12、s34、整合不同維度的檢測結果生成質量檢測結果，包括條紋噪聲s、線性度偏差e、壞點率b1。

13、進一步地，在步驟s31中，具體過程包括以下步驟：

14、s311、讀取任一待檢測的序列圖像i，并減去圖像均值imean得到去均值圖像i1，去均值圖像i1的表達式為：

15、i1(x,y)＝i(x,y)-imean

16、

17、上式中，i1(x,y)去均值圖像i1中橫坐標為x、縱坐標為y的像素值；i(x,y表示序列圖像i中第x行y列的像素值；m、n分別為序列圖像i的行高和列寬；

18、s312、對去均值圖像i1的每一行和列分別進行傅里葉變換，得到任一行和列的頻譜y[m][v]以及y[n][v]，其中：

19、

20、上式中，y[m][v]表示第m行傅里葉變換在第v個頻率點的值；y[n][v]表示第n列傅里葉變換在第v個頻率點的值；m`、n`分別表示去均值圖像i1的行高和列寬；y[m][n]表示去均值圖像i1第m行第n列的像素值；均表示傅里葉變換的復指數核，其中i為虛數單位，v是頻率變量，取值范圍為0到n-1；

21、s313、根據頻譜y[m][v]以及y[n][v]計算去均值圖像i1水平方向的頻譜h(v)和豎直方向的頻譜v(v)，即：

22、

23、上式中，h(v)表示水平方向上的頻譜在第v個頻率點上的總和；v(v)表示豎直方向上的頻譜在第v個頻率點上的總和；y*表示復數共軛；

24、s314、分別從水平方向的頻譜h(v)和豎直方向的頻譜v(v)中選取頻譜最大峰值hmax和vmax作為條紋噪聲值si，其中si＝(hmax,vmax)；

25、s315、重復步驟s311-s314對p張序列圖像依次檢測，取平均值得到圖像傳感器的條紋噪聲值s，條紋噪聲值s的計算公式為：

26、

27、上式中，p表示采集的序列圖像張數；si表示第i張圖像的條紋噪聲值。

28、進一步地，在步驟s32中，具體過程包括以下步驟：

29、s321、讀取任一待檢測的序列圖像i；

30、s322、判斷序列圖像i上的像素點是否為中心像素；

31、若像素點屬于(m-m*2*2％)行、(n-n*2*2％)列內，則為中心像素并進入步驟s323；

32、若相反，則返回至步驟s321；

33、s323、設置中心像素包含待檢測序列pix(a)～pix(b)以及曝光時間序列exp(a)～exp(b)的線性灰度范圍；

34、s324、計算中心像素的待檢測序列pix(a)～pix(b)的線性度偏差ei；

35、s325、重復步驟s321-s324對p張序列圖像依次檢測，取平均值得到圖像傳感器的線性度偏差e，即：

36、

37、上式中，e表示圖像傳感器的平均線性度偏差；ei表示中心像素的線性度偏差；num表示待計算的像素數目。

38、進一步地，在步驟s324中，具體過程包括以下步驟：

39、s3241、利用最小二乘法，以橫坐標為曝光時間exp(a)～exp(b)，縱坐標為pix(a)～pix(b)進行線性擬合，得到擬合斜率k以及截距b，計算公式如下：

40、

41、

42、上式中，k表示擬合直線的斜率；b表示擬合直線的截距；n＝b-a+1是區(qū)間[a,b]內的數據點數目；為曝光時間序列內所有曝光時間的和；為待檢測序列內該像素點所有像素的和；是序列內每對曝光時間和像素乘積的和；是所有曝光時間的平方的和；

43、s3242、根據斜率k以及截距b計算中心像素擬合直線的預測值yi，即：

44、yi＝kpix(i)+b

45、上式中，pix(i)表示曝光時間exp(i)的真實像素值；

46、s3243、計算中心像素在曝光時間exp(i)下的真實像素值pix(i)與預測值yi的差值ei，即：

47、ei＝pix(i)-yi

48、s3244、根據差值ei計算中心像素擬合直線的線性度偏差ei，則：

49、

50、上式中，n表示數據點數目，即n＝b-a+1；ei2表示中心像素在曝光時間exp(i)下的線性擬合預測值與真實像素值之差的平方。

51、進一步地，在步驟s33中，具體過程包括以下步驟：

52、s331、讀取任一待檢測的序列圖像i，并以序列圖像i的曝光時間exp(i)為橫坐標，像素點的像素值為縱坐標繪制曲線得到每個像素點的光響應曲線lp；

53、s332、計算p張序列圖像i的圖像均值imean，并以曝光時間exp(i)為橫坐標，不同序列圖像i的圖像均值imean的序列為縱坐標繪制曲線得到均值響應曲線lmean；

54、s333、根據每個像素點的光響應曲線lp進行壞點檢測；

55、若lp_min>150，且|lmean_min-lp_min|>50，則該像素點為亮點；

56、若lp_max≠255，則該像素點為暗點；

57、s334、根據每個像素點的光響應曲線lp進行響應異常點檢測；

58、s335、重復步驟s332-s334對序列圖像i中的每個像素點進行檢測并統(tǒng)計壞點數目num；

59、s336、根據壞點數目num計算圖像傳感器的壞點率b1，即：

60、

61、上式中，m表示序列圖像的行高，n表示序列圖像的列寬。

62、進一步地，在步驟s334中，具體過程包括以下步驟：

63、s3341、采用最小二乘法對光響應曲線lp進行線性擬合得斜率k1，對均值響應曲線lmean進行線性擬合得斜率k2，計算方式如下：

64、

65、上式中，k1、k2分別為像素點和均值圖像的線性擬合斜率；exp(i)表示第i個曝光時間；lp(i)表示該像素點在曝光時間exp(i)下的像素值；p表示采集的不同等級序列圖像的總張數；lmean(i)表示在曝光時間exp(i)下的圖像均值；

66、s3342、根據斜率k1、k2計算響應比k12，即：

67、

68、s3343、根據響應比k12判斷像素點是否為響應異常點；

69、若k12<kmin或k12>kmax，則該像素點為響應異常點；

70、若相反，則進入步驟s3344；

71、s3344、判斷該像素點對應的光響應曲線lp是否為遞增序列；

72、若是，則結束；

73、若否，則該像素點為響應異常點。

74、借由上述技術方案，本發(fā)明提供了一種圖像傳感器質量檢測方法、裝置及系統(tǒng)，至少具備以下有益效果：

75、1、本發(fā)明實現了對圖像傳感器進行多維度的質量檢測，并且操作性強，僅需采集一組圖像即可輸出圖像傳感器的質量檢測結果，可快速實現缺陷圖像傳感器的篩選，確保傳感器在不同光照強度下的成像質量，保障成像系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

76、2、本發(fā)明能夠針對圖像傳感是否存在缺陷進行多維度檢測，從而精確評估圖像傳感器在不同條件下捕獲圖像的性能，提高了產品性能以及對于圖像質量的保障。