一种相机暗电流校正方法及系统与流程

本申请涉及图像数据处理计算领域，特别涉及一种相机暗电流校正方法及系统。

背景技术：

1、cmos图像传感器暗电流是指没有光时相机的输出电流。由图像传感器热致电子产生，与温度有关，并会产生随曝光时间线性变化的暗信号。由于暗电流属于元件的热噪声，随机产生，无法消除。

2、暗电流的不均匀性，形成了cmos图像传感器的固定模式噪声，这种噪声在通常的工作模式下无法察觉，但是在长曝光时间或者在高温下拍摄的图像可以观测到，直接影响图像的成像质量。

3、相关技术中，现有的暗噪声计算方法主要让相机在暗场条件下采集一组图像，然后通过计算这组图像平均图的方法计算暗噪声。这种方法只能计算单一曝光时间下的暗噪声，而在计算其它曝光时间的暗噪声时，又需要重新采图计算，非常繁琐。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种相机暗电流校正方法及系统，以解决相关技术中暗噪声计算方法只能计算单一曝光时间下的暗噪声，而在计算其它曝光时间的暗噪声时，又需要重新采图计算，导致计算繁琐的问题。

2、本申请实施例第一方面提供了一种相机暗电流校正方法，所述方法包括：

3、在暗场恒温环境下，控制被测相机在不同曝光时间下分别采集多张暗场图像；

4、分别计算同一曝光时间下多张暗场图像的平均图，得到多张不同曝光时间下的平均图；

5、获取多张平均图中每个像素点的曝光时间和灰阶值，得到每个像素点的多组数据对；

6、采用最小二乘法对多组数据对进行线性拟合，得到每个像素点的曝光时间与暗信号的线性关系式；

7、在任意曝光时间下的暗场图像中通过线性关系式计算出各个像素点的暗信号；

8、在任意曝光时间下的图像信息减去对应曝光时间下的暗信号，进而对图像信息进行校正。

9、在一些实施例中，所述方法还包括：

10、当某一像素点出现坏点时，计算某一坏点像素点周围的多个正常像素点的灰度平均值作为某一坏点像素点的灰阶值；

11、某一坏点像素点四周的多个正常像素点为多排和多列像素点组成的矩形阵列。

12、在一些实施例中，计算同一曝光时间下多张暗场图像的平均图具体包括：

13、对同一曝光时间下的多张暗场图像中同一像素点的灰度值进行累加后求平均值，若干个像素点的灰度平均值组成同一曝光时间下暗场图像的平均图。

14、在一些实施例中，所述线性关系式为：

15、dark signal＝k*et+b

16、上式中：dark signal为暗信号，et为曝光时间，k与b表示线性拟合参数。

17、在一些实施例中，所述相机所在的恒温环境为模拟相机实际工作工况的环境温度，所述相机曝光时间为模拟相机实际工作工况的曝光时间，所述曝光时间分别为100ms、500ms、1s、5s、10s。

18、本申请实施例第二方面提供了一种相机暗电流校正系统，包括：

19、被测相机，其用于在暗场恒温环境下，并在不同曝光时间下分别采集多张暗场图像；

20、图像处理模块，其用于分别计算同一曝光时间下多张暗场图像的平均图，得到多张不同曝光时间下的平均图；

21、数据获取模块，其用于获取多张平均图中每个像素点的曝光时间和灰阶值，得到每个像素点的多组数据对；

22、数据拟合模块，其用于采用最小二乘法对多组数据对进行线性拟合，得到每个像素点的曝光时间与暗信号的线性关系式；

23、数据计算模块，其用于在任意曝光时间下的暗场图像中通过线性关系式计算出各个像素点的暗信号；

24、校正模块，其用于在任意曝光时间下的图像信息减去对应曝光时间下的暗信号，进而对图像信息进行校正。

25、在一些实施例中：所述图像处理模块还用于当某一像素点出现坏点时，计算某一坏点像素点周围的多个正常像素点的灰度平均值作为某一坏点像素点的灰阶值；某一坏点像素点四周的多个正常像素点为多排和多列像素点组成的矩形阵列。

26、在一些实施例中：所述图像处理模块对同一曝光时间下的多张暗场图像中同一像素点的灰度值进行累加后求平均值，若干个像素点的灰度平均值组成同一曝光时间下暗场图像的平均图。

27、在一些实施例中，数据拟合模块得到的线性关系式为：

28、dark signal＝k*et+b

29、上式中：dark signal为暗信号，et为曝光时间，k与b表示线性拟合参数。

30、在一些实施例中：所述被测相机所在的恒温环境为模拟相机实际工作工况的环境温度，所述相机曝光时间为模拟相机实际工作工况的曝光时间，所述曝光时间分别为100ms、500ms、1s、5s、10s。

31、本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

32、本申请实施例提供了一种相机暗电流校正方法及系统，由于本申请的相机暗电流校正方法首先在暗场恒温环境下，控制被测相机在不同曝光时间下分别采集多张暗场图像；其次分别计算同一曝光时间下多张暗场图像的平均图，得到多张不同曝光时间下的平均图；然后获取多张平均图中每个像素点的曝光时间和灰阶值，得到每个像素点的多组数据对；接下来采用最小二乘法对多组数据对进行线性拟合，得到每个像素点的曝光时间与暗信号的线性关系式；再然后在任意曝光时间下的暗场图像中通过线性关系式计算出各个像素点的暗信号；最后在任意曝光时间下的图像信息减去对应曝光时间下的暗信号，进而对图像信息进行校正。

33、因此，本申请的相机暗电流校正方法打破了传统的单一曝光时间计算暗信号的方法，在在暗场恒温环境下和多个曝光时间下分别采集多张暗场图像，本申请为了提高同一曝光时间下采集的暗场图像的准确性，同一曝光时间下采集多张暗场图像，并计算得到多张暗场图像的平均图。获取多张平均图中每个像素点的曝光时间和灰阶值，得到每个像素点的多组数据。采用线性拟合的方法计算每个像素点的曝光时间和灰阶值之间的关系，最后根据实际采集图像信息的曝光时间计算暗信号，并进行暗信号校正，可通过一组图像实现任意曝光时间下的暗电流计算与校正，大大节省了人力成本。

技术特征：

1.一种相机暗电流校正方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的一种相机暗电流校正方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.如权利要求1所述的一种相机暗电流校正方法，其特征在于，计算同一曝光时间下多张暗场图像的平均图具体包括：

4.如权利要求1所述的一种相机暗电流校正方法，其特征在于，所述线性关系式为：

5.如权利要求1所述的一种相机暗电流校正方法，其特征在于：

6.一种相机暗电流校正系统，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的一种相机暗电流校正系统，其特征在于：

8.如权利要求6所述的一种相机暗电流校正系统，其特征在于：

9.如权利要求6所述的一种相机暗电流校正系统，其特征在于：

10.如权利要求6所述的一种相机暗电流校正系统，其特征在于：

技术总结
本申请涉及一种相机暗电流校正方法及系统，方法包括：在暗场恒温环境下，控制被测相机在不同曝光时间下分别采集多张暗场图像；分别计算同一曝光时间下多张暗场图像的平均图；获取多张平均图中每个像素点的多组数据对；采用最小二乘法对多组数据对进行线性拟合，得到每个像素点的曝光时间与暗信号的线性关系式；在任意曝光时间下的暗场图像中通过线性关系式计算出各个像素点的暗信号；在任意曝光时间下的图像信息减去暗信号，进而对图像信息进行校正。本申请在多个曝光时间下采集多组暗场图像，采用线性拟合的方法计算每个像素点的暗信号和曝光时间之间的关系，最后根据实际采图曝光时间计算暗信号，并进行暗信号校正，大大节省了人力成本。

技术研发人员：杨敏,陈武,乐辉,帅敏
受保护的技术使用者：武汉精立电子技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16