一种数字相机传感器污点检测及分级方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及仪器测量、测试领域，具体设及一种用于相机传感器的检测和分级方 法及相应装置。
【背景技术】
[0002] 工业相机生产中，需要根据不同用户对相机品质的要求对相机传感器进行级别划 分，如有些用户要求相机传感器面上无污点；有些用户则仅要求传感器中屯、区域范围内无 污点，而对传感器的边缘区域的污点则是可W接受的；此外，如果传感器面上有颜色较深， 面积较大的污点，则需要返厂处理。
[0003] 因此，传感器在出厂之后，都需要对其进行测试，W判断其满足哪种需求。目前，对 于传感器质量的检测多是通过人工分炼的方式，逐个地判断。而采用人工判断的方式耗时 长，工作量大，成本高，判断尺度难W把握。
[0004] 因此，为了减少人工分炼的烦劳，并降低生产成本，有必要设计一种全自动的污点 检测方法W及相应装置。
【发明内容】
[0005] 1.目的
[0006] 为了降低目前人工检测相机传感器质量的成本，并且满足不同用户对相机传感器 的污点个数和位置的差异化要求，本发明提出了一种能够快速、有效地对相机传感器进行 污点检测，并基于检测结果对相机进行分级的方法和相应装置，其采用自动化污点检测算 法和装置对相机进行检测，并进行评级，区分相机的品质。
[0007] 具体而言，本发明提供了一种相机传感器污点检测方法，其特征在于，所述方法包 括W下步骤：
[0008] 步骤一；利用待测相机传感器对预定场景进行拍摄，并且载入获得的原始格式图 像数据；
[0009] 步骤二：将所述原始格式图像数据的色彩空间转换到YUV色彩空间，获取转换后 的图像数据中每个像素点的Y(亮度）分量；
[0010] 步骤在图像的水平方向和垂直方向分别对图像数据中的Y分量进行低通滤波 处理；
[0011] 步骤四：对滤波处理后的图像进行边缘增强；
[0012] 步骤五：对边缘增强后的图像进行带通滤波；
[0013] 步骤六：根据待测相机传感器的类型设定阔值，对带通滤波处理后的图像进行二 值化处理。
[0014] 步骤走；基于二值化图像进行连通域形态学膨胀；
[0015] 步骤八：进行连通域提取；
[0016] 步骤九：基于连通域提取图像中的污点，并基于污点的参数进行传感器质量评估。
[0017] 优选地，所述步骤二包括；根据2*2邻域插值方法，将原始格式图像数据插值成 RGB图像，然后将RGB格式图像转换成YUV格式图像，W获取每个像素点的Y分量数据。
[0018] 优选地，在所述步骤S中，进行低通滤波时，所采用的滤波核为[1 4 6 4 1];所 述步骤四包括；对增强后的图像在水平方向和垂直方向图像采用统一的5*5锐化模板进行 卷积操作；所述步骤五采用的带通滤波的核函数为[0.5 0 0 0 -1 0 0 0 0.5]，利用该核 函数对水平方向和垂直方向的图像分别进行处理。
[0019] 优选地，所述连通域膨胀的步骤包括：判断任意一个像素点的3*3邻域范围之内 是否存在值为1的点，如果该像素点的邻域范围内存在值为1的点，则将当前像素点的值设 为1。
[0020] 另一方面，本发明提供一种数字相机传感器污点检测及分级方法，其特征在于，所 述方法还包括：
[0021] (1)权利要求1~4中任意一项所述的数字相机传感器污点检测方法，W及
[0022] (2)步骤十：基于对传感器质量评估的结果对待测相机传感器进行分级。
[0023] 优选地，所述步骤九包括：
[0024] 1)统计污点数量及各污点的分布区域；
[00巧]2)统计污点面积；
[0026] 3)统计污点色彩深度；
[0027] 4)基于所统计的污点数量、分布区域、面积W及色彩深度中的至少一项，计算待测 相机传感器的质量评价因子。
[0028] 优选地，计算所述传感器质量评价因子包括：基于所统计的污点数量、分布区域、 面积W及色彩深度的加权组合来计算所述传感器质量评价因子。
[0029] 优选地，所述步骤一包括利用所述相机传感器对内嵌于镜头中的光源进行拍照， 并控制所述相机传感器的曝光时间和增益调节，使图像亮度在100~140灰级。
[0030] 另一方面，本发明提供一种数字相机传感器污点检测及分级装置，其特征在于，所 述装置包括；照明光源、可内嵌光源的T型镜头W及用于执行所述方法的处理器。
[0031] 需要说明的是，在步骤二中，基于处理效率考虑，将转换过程中的浮点数进行整形 化，通过移位等操作简化计算。
[0032] 步骤=进行低通滤波的目的在于滤除掉图像噪声，使图像更平滑，减少随机噪声 对污点检测的干扰。
[0033] 在对图像的边缘区域进行处理时，可W采用补边或者忽略边缘的方式进行。对于 水平方向卷积，卷积模板的宽度为5个像素，如果采用补边的方式进行处理，需W边缘像素 为基准将图像的两行像素或者两列像素进行边缘复制，同理，在对垂直卷积过程中进行补 高时与水平补边操作思路一致。如果采用忽略边缘像素进行处理，需从第（2, 2)个像素点 开始处理，并至第（w-2，h-2)个像素点结束，其中W表示图像的宽度，h表示图像的高度；W 下步骤中补边操作与本步骤一致。
[0034] 上述步骤四中边缘增强的目的在于将污点突出显示，便于提取。从增强后的图像 中可W更明显地观察到低通滤波的方向性，同时图像噪声也更大。因此，需要在步骤四之后 进行带通滤波，W便将污点突出显示，而将平坦区域滤除。
[00巧]在上述步骤八中，连通域提取的具体过程包括；其一，对连通域进行标记，标记方 法为；首先，判断此点八邻域中的最左，左上，最上，上右点的情况。如果都没有点（像素点 值为0)，则表示一个新的区域的开始；其次，如果此点八邻域中的最左有点，上右都有点， 则标记此点为该两个中的最小的标记点，并修改大标记为小标记；再次，如果此点八邻域 中的左上有点，上右都有点，则标记此点为该两个中的最小的标记点，并修改大标记为小标 记；最后，否则按照最左，左上，最上，上右的顺序，标记此点为四个中的一个。其二；根据连 通域面积，位置等阔值设定，筛选大小合适的连通区域，并统计各连通域的位置、面积，长和 宽等信息。
[0036] 上述步骤九中对传感器质量的评估的具体过程如下；首先统计污点数量；污点数 量使用N表示，污点序号使用i表示，且iGN;其次，统计污点分别区域，并设定其对传感 器质量评价的影响系数；污点分布区域根据距离中屯、的距离远近来划分，每个区域对应不 同的权重；再次，统计污点面积，污点的面积通过计算污点的像素点的个数来统计得到，污 点越大，其在传感器分级中所占的权重越大；然后，统计污点色彩深度，一般情况下，污点比 背景颜色略深，即灰度值较小，通过将污点与背景点的灰度平均值做差，来决策当前污点对 传感器级别的重要程度；最后，由上述对传感器质量评价的相关项，计算传感器质量评价因 子。
[0037] 在一种优选实现方式中，质量评价函数为
【主权项】
1. 一种相机传感器污点检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 步骤一：利用待测相机传感器对预定场景进行拍摄，并且载入获得的原始格式图像数 据； 步骤二：将所述原始格式图像数据的色彩空间转换到YUV色彩空间，获取转换后的图 像数据中每个像素点的Y (亮度）分量； 步骤三：在图像的水平方向和垂直方向分别对图像数据中的Y分量进行低通滤波处 理； 步骤四：对滤波处理后的图像进行边缘增强； 步骤五：对边缘增强后的图像进行带通滤波； 步骤六：根据待测相机传感器的类型设定阈值，对带通滤波处理后的图像进行二值化 处理。 步骤七：基于二值化图像进行连通域形态学膨胀； 步骤八：进行连通域提取； 步骤九：基于连通域提取图像中的污点，并基于污点的参数进行传感器质量评估。
2. 根据权利要求1所述的数字相机传感器污点检测方法，其特征在于， 所述步骤二包括：根据2*2邻域插值方法，将原始格式图像数据插值成RGB图像，然后 将RGB格式图像转换成YUV格式图像，以获取每个像素点的Y分量数据。
3. 根据权利要求1所述的数字相机传感器污点检测方法，其特征在于，在所述步骤三 中，进行低通滤波时，所采用的滤波核为[1 4 6 4 1];所述步骤四包括：对增强后的图像 在水平方向和垂直方向图像采用统一的5*5锐化模板进行卷积操作；所述步骤五采用的带 通滤波的核函数为[0.5 O O O -I O O O 0.5]，利用该核函数对水平方向和垂直方向的图 像分别进行处理。
4. 根据权利要求1所述的数字相机传感器污点检测方法，其特征在于，所述连通域膨 胀的步骤包括：判断任意一个像素点的3*3邻域范围之内是否存在值为1的点，如果该像素 点的邻域范围内存在值为1的点，则将当前像素点的值设为1。
5. -种数字相机传感器污点检测及分级方法，其特征在于，所述方法还包括： (1) 权利要求1~4中任意一项所述的数字相机传感器污点检测方法，以及 (2) 步骤十：基于对传感器质量评估的结果对待测相机传感器进行分级。
6. 根据权利要求5所述的数字相机传感器污点检测及分级方法，其特征在于，所述步 骤九包括： 1) 统计污点数量及各污点的分布区域； 2) 统计污点面积； 3) 统计污点色彩深度； 4) 基于所统计的污点数量、分布区域、面积以及色彩深度中的至少一项，计算待测相机 传感器的质量评价因子。
7. 根据权利要求6所述的数字相机传感器污点检测及分级方法，其特征在于，计算所 述传感器质量评价因子包括：基于所统计的污点数量、分布区域、面积以及色彩深度的加权 组合来计算所述传感器质量评价因子。
8. 根据权利要求6所述的数字相机传感器污点检测及分级方法，其特征在于，所述步 骤一包括利用所述相机传感器对内嵌于镜头中的光源进行拍照，并控制所述相机传感器的 曝光时间和增益调节，使图像亮度在100~140灰级。
9. 一种数字相机传感器污点检测及分级装置，其特征在于，所述装置包括：照明光源、 可内嵌光源的T型镜头以及用于执行权利要求1-8中所述方法的处理器。
【专利摘要】本发明公开了一种数字相机传感器污点检测方法，以及基于该检测方法对相机传感器进行分级的方法与装置，该方法包括如下步骤：(1)原始图像数据输入，插值获取亮度分量，(2)低通滤波，(3)边缘增强，(4)带通滤波，(5)图像二值化操作和形态学膨胀，(6)连通域提取，(7)在原始图像中标记污点，(8)传感器分级操作并输出图像级别。本发明分为污点检测和传感器分级两个功能模块，此分级决策函数的相关项来自从相机拍摄图像中检测到的污点的数量，面积，颜色深度等特征。本发明简单有效，可以快速检测到传感器上的污点位置，并根据这些污点的特征对当前传感器进行准确的级别评定。
【IPC分类】G06T7-00
【公开号】CN104867159
【申请号】CN201510303572
【发明人】张谱, 赵祖轩, 路鹏, 马英新, 周中亚, 张策
【申请人】北京大恒图像视觉有限公司, 中国大恒(集团)有限公司北京图像视觉技术分公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年6月5日