TW200828982A - Real-time detection method for bad pixel of image - Google Patents

Description

200828982 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 上，紐像素偵測方法，應用於數位相機的影像處理 斷的方寸Γ 可糊咖檻值進行影像中壞點像素即時判 【先前技術】 =數位相機的生產過財，都會有所謂的「壞點校正程 細刺娜槪件(如·或者c_ 斤取侍的衫像進行壞點像素的偵測校正， 此 2=_像«元射可訪在_轉纽置3 二=:_衡，以便在數位相機拍攝影像‘ 正(咬罐理程序根據這些記錄的資訊來校 (次者私為修條像中的壞點像素，藉此提昇整體影像品質。 要#&=纟触’屬於非即時物點像素侧校正機制，其主 蝴出雜對於影像_元件所存在料產生壞點像 攝影t崎预先_，以便錢續使職位域進行拍 t 了喊供叙截的影雜復 :造成數位相機生產線上花費大量的人力㈣並=: 像讀_必賊位域巾_ _存媒龄間 些低階的數位相機而言’任何—點的儲存空間都是非常 二隨著數位相機皱時間的增長影像感測元件可能也 間的Γ去 &的70件耗損纽，而使得數軸機ϋ為使用時 門的因素岐生其他__像素，造成縣出鱗所記錄的壞 200828982 點像素資訊已經不符實際情況。 - 但是’事實上目前數位相機本身所提供的影像處理能力 已經 ‘ 1触大13輯於3賴像相躺與修復問題其實可以透過 构=方式來細，如中華民轉利第1228237號專利，其中已 、愚。種可以進行即B趨點像素的偵測與修復，特別是關於债 ’部分，該射為了節省影像處理時簡化壞點像素的偵測 fi’f要揭露係以待測像素的兩側相鄰像素(共三個像素)作為判 •斷遴輯的取樣像素，根據待測像素與兩側相鄰像素的灰階差值的 Μ運算以及固定Η麵的條件，來作為制像素是否為壞 點像素的目的。 此種方式，雖然可以達到節省時間及簡化程序的目的，但是 其在判斷壞麟!：的精確度均其缺失。以第1Α圖來說，當影 像在中間垂直方向呈現-條同色線段時，理論上中間列的各:素 灰階值如圖所示會相同(均為灰階值)，此時若採取中華民國專 籲利# ms237號專利的做法，則中間列的中間像素係為待測像素 (灰階值為2〇〇)及兩側的相鄰像素(均為灰階值5〇)將構成取樣像素 ίο，根據其判斷邏輯將會使中間像素被誤判為是壞點像素，以致 於經過補償修復後成為灰階值50的像素，此時中間垂直方向的同 色線段將會產生中斷的現象，此並非預期的結果；再以第圖為 *例，同樣假設中間列為取樣像素10,則若假設中間列的中間像素 (即待測像素)為壞點像素時，若此時兩側的相鄰像素與待測像素係 屬同色像素時(如圖中所示右測像素灰階值亦為200)，則此時透過 中華民國專利第1228237號專利的做法，則很可能無法將中間= 6 200828982 =Γ來，因此也無法對其進行補一 因此，祕㈣知技術絲易對壞點像素產生誤判或者 i月況’再者，由於係採取固定值的方式來進行好 _，因此對於影像本身所存在的屬性差異並無法有效的列= =進行壞點像素關測，所以整體來說並無法报有效的將 ^侧出來純修復，也因此無法復有效達到提升影像r質的 【發明内容】 有繁於目前數位相機在生產線 r:r力舆，且_，=== :==:!，”容易產生一 二提供-種影像 即時進行影像壞點像素偵測的部分提取得影像後如何 及細爾^财自撕觀待測像素 餅軸料_朗财可_像素全部 仙一，針對每個待測像素將執行下列步驟= 差 值 •⑴找出相鄰像素組中第-像素與第二像素並計算其灰階 灰階=算相鄰像素組中除第—像素與第：像素以外其餘像素之 (3)設定灰階均值歧階紐触為高灰階㈣，並以灰階均 200828982 值與灰階差值的差為低灰階門;I監； (句田確^測像素之灰階值落於高灰階門橋及低灰階門檻之 ‘外時’設定铜像素為壞點像素。 根據在—維3*3影像矩陣巾制像素與相鄰像素組之間的灰 匕值運可則卩時_她雜素是否為壞點像素，由於 系p禮測所以可以改善以往在生產線上進行類似程序所產生的 耗費人力工％及佔用儲存空間的問題，另外由於對於不同待測像 ♦素使用不同相鄰像素組來作為偵測參考依據，所以可以改善先前 技術中iUfm仙及糊和忽略的航，產生應 方 的突出功效。 明如^關本發明的特徵與實作，茲配合圖示作最佳實施例詳細說 【實施方式】 數’槪應用在 數位相叙4處理上，整財_步 部分進—步說明如下： ^考弟2圖的 首先，必須透過數位相機之影像感測元件(如:咖或c 矩Z7:步驟m) ’取得的影像中各像素基本上會以影像 ^ ΓΓ行細罐崎即時姻處理程序 出軸矩陣令各像素的拆列順序依序選取 110)。_要說二壞點像素偵測(步驟 疋本發月在車又佳貫施例中係基於 8 200828982 們影像_2〇齡考第3 並不以3*3影像矩陣20 A 進仃所明的壞點像素偵測(但 鄰像素組兩者結合後將構成-個3*Γ旦M象：^則像素21以及相 則系指影像矩陣2〇之矩 二从車如，其中待測像素 相__為影像矩陣 之 PI Ρ2 P3、P4、P5、P6、p7^p^。” 回所7Γ

：1：^^ 偵__與緣，並且_像輕 ^將被忽略，因此本發_無法構成影像矩陣2q之像= 摘财，將分直接影_整體影像品質。 來進侦測時’主要係根據每個像素所具有之灰階值 矩陣^視為 1^所以為了方便以下說明，亦可將前述之影像 一為*犯圖所不之影像灰階值矩Ρ車30,其中每一個像 ^的表不方式均以其灰階值作表示。依此’前述待測像素U將以 幻則像素灰階值31表示(如第3Β圖中所示之G)，其餘相鄰像素 、且之像素灰P自。值則以表示為如第3B圖中所示之G卜G2、G3、 G4、G5、G6、G7 及 G8。 首先，依照在相鄰像素組中先查找出兩像素，分別稱為第一 像素與第二像素，並計算其灰階差值(步驟12〇)。查找的方式，在 較佳貫施例中係以相鄰像素組中像素對應之灰階值次高的為第一 像素，次低的為第二像素，以G1<G2<G3<G4<G5<G6<G7<G8為 9 200828982 例，則第-像素為G7而第二像素為①。料考量處理相鄰像素 組中各像权統值高低比對所花費的運算f源，職步驟⑽ 之前亦可先_鄰像纽巾各像切制之灰階值進行排序 (Sorting爾，藉此可更直接由鱗結果巾掌握職階值次高以及 灰階值次低的值為何。

事貝上由於第-像素和第二像素的決定將會直接影響到判 斷壞點像素的準確度，目此有關_像素和第二像素的決定事實 上可以依照所需的細敏感度或者是精確度來加以調整設定，並 不以本發賴述的為限，當然亦可依照第—像素和第二像素相對 於待測像素所在位置的差異㈣分別對第—像钱者第二像素给 予不同的《值來進行計算，財得妓精確_測結果。而有 關灰階錢計算的方式，主要係取第—像素與第二像素差值的絕 對值’為了避免第-像素或第二像素對應的灰階值過於接近，因 此通常可以額外設定-個預歧階門雛，用以於灰階差值計算 出來後轉㈣時(或料具代祕時)能夠以預歧階服值來 取代計算的灰階差值，以減少對壞點像素的誤判或忽略的可能性。 接著，計算相鄰像素組中其餘像素之灰階均值(步驟130)，接 續上面的例子當第一像素為G7而第二像素為G2時，將利用其餘 像素，包括：G卜G3、G4、G5、G6及G8，來計算其灰階均值， 计异的方式一般係取所有其餘像素之灰階值加總平均值為結果。 然後以前面步驟12〇及步驟13〇所計算得到的灰階均值及灰 階差值來設定邦斷待測像素2〗是否可能為壞點像素之門檻值，包 括·以灰階均值級灰階差值的和來為高灰階門檻，並以灰階均值 10 200828982 與灰階差值的差為低灰階門梧(步驟14〇)。透過高灰階門捏與低灰 _階門檻形成—個用來判斷待測像素21是否為壞點像素的灰階值 '範圍區㈤判斷待測像素灰階值31是否落於此灰階值範圍區間 内？(步驟1增顧制像素灰随31落於高絲服及低灰 階門檻之内時’表示待測像素21為正常像素(步驟160);當確認 待測像素灰階值31落於高灰階門播及低灰階門禮之外時，表示待 測像素21為壞點像素，此時將設定待測像素21為壞點像素(步驟. • 170) 〇 當待測騎21被_轉後(不論為正f像素或者是_像 素），都將進人到步驟⑽處繼續依序選取其他像素來作為待測像 素21進行上述的影像壞點像素即時備測的運作，除非影像中所有 可以作為待測像素21的像素都已經被偵測完畢，否則運作流程將 重新回到步驟11G處繼續執行對其他制像素Μ的處理。 ±雖然本發明所提出的方法主要在於針對影像中壞點像素的即 籲時细播術手段’但是實際應用於數位相機時，還可進一步配合 其他程序來作後續影像處_。最常見的翻就是對所^ ，，像素進行修復程序以進行修復，修復程序可以用一般熟 忠2考所熟知的方式來進行對壞點像素的修復，一般常見的方 ά、疋用被°忍疋為壞點像素之相鄰像素群來作為修復的依據， 如^_像鱗巾所有像素灰階值總和的平均值來取代被認定 點像素的像素灰階值，或者直接以相鄰像素群巾所有像素灰 〇中間灰P|值來取代被認定為壞點像素的像素灰階值均可， -、和用相鄰像素群進行更為複雜計算的方式亦可以被應用在修 11 200828982 復壞點像素上’在此不多做贅述。 /基本上依照本發明方法的運作方式，係可以在數位相機取得 &像之後直接進行娜像素的即時制，並配合其他修復程序即 時完成對影像的即時修復，為了符合數位相機對影像即時處理的 基本處理機制，必須等到整張影像中的像素_偵測完畢後，才 會一次性的依照所有的_結果對整張影像中的所有壞點像素進 行-次的修復，因此在本發明方法中還可以包含將設定為壞點像 素的像素位置資訊暫存(非永久儲存)在如快閃記憶體之内建儲存 媒體中’料後續健料或者其減贿序制。 但是，本發明方法亦可以被應用於即時更新壞點像素之像素 位置資崎it況中，脚結合過麵採取之永久儲存壞點像素之 做法，於每顿影像進行翻像素伽㈣，—旦發騎 素便更新縣眺轉素之敍健餘，以顧修復程粒遠 可以使用到最新的資絲隨時進行對影像的修復。 因此，整齡縣㈣妓藉由錄制她她機 ㈣測機制，可以消除掉以往數位相機在生產線上必須花費在揀 點像素偵顺修復的人力紅時過多，且必須細大量儲存體、 =的=題；並且透過本發财法帽糾動態依照影像屬性來 動恶擔值的做法，也能夠有效改善已知 判或者忽略的問題。 .奋易產生誤 雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，財 定本發明，任何熟習相像技藝者，在 ^ = 田T作二杖更動細牟，因此本發明之專利保護範圍須視 12 200828982 本》兄明書所附之巾請專利範騎界定者為準。 【圖式簡單說明】 意圖弟1ΑΒ及第1Bgl係先前技鑛產生細像錢_題的示 第2圖係本發明方法流程圖。 圖穌發日_像素及___恤置示意圖。 置示^ 本發雜縣素及柳餘_較階值相對位 【主要元件符號說明】 10 取樣像素 20 影像矩陣 21 待測像素 30 影像灰階值矩陣 31 待測像素灰階值 步驟100取得外部之一影像 步驟110依序選取該影像中一待測像素及其周邊一相鄰像 組 步驟120找出該相鄰像素組中一第一像素與一第二像素計算 .一灰階差值 步驟130計算該相鄰像素組中其餘像素之一灰階均值 步驟140以該灰階均值及該灰階差值的和為一高灰階門;I：監以 該灰階均值與該灰階差值的差為一低灰階門檻 步驟150該待测像素之灰階值落於該高灰階門檻及該低灰階 13 200828982 門檻之間？ 步驟160設定該待測像素為正常像素 步驟170設定該待測像素為壞點像素 步驟180仍有該待測像素？ 14

Claims (1)

1. 200828982 十、申請專利範圍： ，應用於數位相機上，該方法 1. -種影像壞轉素g卩時偵測方法 至少包含下列步驟： 透過該數位相機取得外部之一影像；及 於該影像中仍有未偵測像素時，依序選取該影像中-待測 像素及制邊-_像素組，並執行下列步驟： 、 算一灰

   階差=該竭細十織—第二像素計 計算該相鄰像素財其餘像素之—灰階均值； 以該灰階均值及該灰階差值的和為—高灰階門播，並以該 灰階均值與該灰階差值的差為-低灰階門檻；及 確認該_像素之灰階值落於該高灰階Η檻及該低灰階 門榼之外時，設定該待測像素為壞點像素。 2·如申睛專利範圍第巧所述之影像壞點像素即時偵測方法，其 200828982 及灰階值次低的像素，該灰階差值則為該第一像素與該第二像 素差值之絕對值。 6·如申請專利範圍第5項所述之影像壞點像素即時偵測方法，其 中當該灰階差值低於一預定灰階門檻值時，以該預定灰階門播 值作為該灰階差值的步驟。

   如申請專利翻第5項所述之影像壞點像素即時制方法，其 中該灰階均值則為該相鄰像素組中除該第一像素及該第二像 素以外，其餘像素之灰階值的加總平均值。 如申請專目第5項所述之影像壞點像素即時侧方法，其 中該方法更包含先對該相鄰像素組中各像素依照其灰階值/言 低進行排序的步驟。 冋 9·如申請專利範圍帛i項所述之影像壞點像素即時偵測方法，i 中該方法更包含當設定該待測像素為壞點像素時，即時執^ 修復程序對該待測像素進行修復的步驟。 仃一 % ία如中請專利範圍第丨項所述之影賴點像素㈣ 中該方法更包含當設定該待測像素為壞點 、，其 像素於該影像之-像素位置資訊於健存媒體^驟健存該待測 16