一种图像坏点检测矫正方法及装置与流程

本发明涉及图像处理，特别涉及一种图像坏点检测矫正方法及装置。

背景技术：

1、图像传感器在输出图像数据时，由于图像传感器的某些像素点位置感光失效，或者，由于光信号进行转化的过程中出现错误，则会导致图像传感器所输出的图像数据中的某些像素点的像素值不准确或者与其周围像素点的像素值相差较大，从而出现图像坏点，则会影响到图像的成像质量。因此，通常需要检测图像数据中是否存在坏点，并当存在坏点时对该坏点进行矫正。

2、目前对图像数据的坏点进行检测通常采用逻辑比较排序法或者直方图统计排序法，无法充分利用硬件加速资源并行计算，效率较低。对于较大的图像，处理时间过长。并且对于坏点的判定标准较为单一，通常会把正常像素点误判为坏点或者会把坏点漏判，检测的准确率和校正准确率均较低。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种图像坏点检测矫正方法及装置，充分利用可进行并行计算的硬件资源，基于亚像素的亮度值，同时对多个像素的亚像素进行排序，基于排序后各亮度值之间的差值检测出坏像素，防止对坏像素进行误判、漏判，大大提高了检测的准确率和检测效率。

2、为了达到上述目的，本发明提供一种图像坏点检测矫正方法，图像传感器包括由多个像素组成的像素阵列，所述像素包括多个亚像素，所述方法包含：

3、依序读取并存储多个所述亚像素的亮度值；基于归并排序算法对多个所述亮度值进行排序，并基于排序后各亮度值之间的差值检测出坏像素。

4、可选的，像素中包括呈2×2排布的四个亚像素，分别为第一亚像素、第二亚像素、第三亚像素和第四亚像素；

5、一次读取4×m个亮度值，并基于读取的亮度值建立向量a、b、c、d；其中向量a＝{ai}i∈[1,m]，向量b＝{bi}i∈[1,m]，向量c＝{ci}i∈[1,m]，向量d＝{di}i∈[1,m]；ai、bi、ci、di分别表示m个像素中的第i个像素对应的所述第一亚像素、第二亚像素、第三亚像素、第四亚像素的亮度值；

6、亮度值数值范围为[0,2n-1]；处理器支持的最大向量长度为m×n，n为亚像素的亮度值所占内存的比特位数。

7、可选的，所述图像坏点检测矫正方法还包括：为与第i个像素对应的四个亮度值生成对应的索引向量idxi；

8、idxi＝{idxi_max,idxi_next_max,idxi_next_min,idxi_min}；

9、其中，idxi_max、idxi_next_max、idxi_next_min、idxi_min分别表示四个亮度值中的最大值、次大值、次小值、最小值所对应的亚像素在第i个像素中的排布位置。

10、可选的，对亮度值ai、bi、ci、di进行排序的同时生成索引向量idxi，包括步骤：

11、s1、比较亮度值ai和bi，令第一大值数据max1等于ai与bi中的大者,令第一小值数据min1等于ai与bi中的小者；令第一大值索引数据max_idx1为ai与bi中的大者所对应的亚像素在对应像素中的排布位置，第一小值索引数据min_idx1为ai与bi中的小者所对应的亚像素在对应像素中的排布位置；

12、s2、比较亮度值ci和di，令第二大值数据max2等于ci与di中的大者，第二小值数据min2等于ci与di中的小者；令第二大值索引数据max_idx2为ci与di中的大者所对应的亚像素在对应像素中的排布位置，第二小值索引数据min_idx2为ci与di中的小者所对应的亚像素在对应像素中的排布位置；

13、s3、比较第一大值数据max1和第二大值数据max2，令第三大值数据max3等于max1与max2中的大者，令第三小值数据min3等于max1与max2中的小者；令第三大值索引数据max_idx3为max1与max2中的大者所对应的亚像素在对应像素中的排布位置，第三小值索引数据min_idx3为max1与max2中的小者所对应的亚像素在对应像素中的排布位置；

14、s4、比较第一小值数据min1和第二小值数据min2，令第四大值数据max4等于min1与min2中的大者，令第四小值数据min4等于min1与min2中的小者；令第四大值索引数据max_idx4为min1与min2中的大者所对应的亚像素在对应像素中的排布位置，第四小值索引数据min_idx4为min1与min2中的小者所对应的亚像素在对应像素中的排布位置；

15、s5、比较第三小值数据min3和第四大值数据max4，令第五大值数据max5等于min3与max4中的大者,第五小值数据min5等于min3与max4中的小者；令第五大值索引数据max_idx5为min3与max4中的大者所对应的亚像素在对应像素中的排布位置，第五小值索引数据min_idx5为min3与max4中的小者所对应的亚像素在对应像素中的排布位置；

16、s6、max3、max5、min5、min4分别为亮度值ai、bi、ci、di中的最大值、次大值、次小值、最小值，输出排序结果；

17、基于max3、max5、min5、min4所对应的亚像素在第i个像素中的排布位置分别为idxi_max、idxi_next_max、idxi_next_min、idxi_min赋值，输出索引向量idxi。

18、可选的，记所述最大值与次大值的差值为第一差值，所述次小值与最小值的差值为第二差值；

19、若所述第一差值大于thr1，则判断第i个像素为坏像素，并且第i个像素中的与所述最大值对应的亚像素为坏亚像素；其中，thr1为第i个像素邻域范围内的多个像素对应的多个所述第一差值的平均值；

20、若所述第二差值大于thr2，则判断第i个像素为坏像素，并且第i个像素中的与所述最小值对应的亚像素为坏亚像素；其中，thr2为第i个像素邻域范围内的多个像素对应的多个所述第二差值的平均值。

21、可选的，所述图像坏点检测矫正方法还包括：处理单元计算坏亚像素的边缘方向；基于所述边缘方向上，与该坏亚像素邻近的若干亚像素的亮度值矫正该坏亚像素的亮度值。

22、可选的，通过roberts、sobel、prewitt、laplacian算子中的任一个计算所述边缘方向。

23、可选的，基于与坏亚像素邻近的若干亚像素的亮度值的中值或均值，或者基于与坏亚像素最邻近的亚像素的像素数据，矫正该坏亚像素的亮度值。

24、本发明还提供一种图像坏点检测矫正装置，用于实现如本发明所述的图像坏点检测矫正方法，所述装置包括可以进行并行计算的处理单元；所述处理单元包括：

25、读取及存储单元，用于读取并存储多个亚像素的亮度值；

26、排序及索引单元，用于并行地对多个所述亮度值进行排序，并获取排序后的亮度值所对应的亚像素在对应像素中的排布位置；

27、坏点检测单元，其基于多个亮度值的排序结果，判断对应的像素是否为坏像素。

28、可选的，所述坏点检测单元还基于多个亮度值的排序结果判断坏像素中的坏亚像素；所述处理单元还包括坏点矫正单元，其基于该坏亚像素邻近的亚像素的亮度值，矫正该坏亚像素的亮度值。

29、可选的，所述坏点检测单元还计算坏亚像素的边缘方向；所述坏点矫正单元基于所述边缘方向上，与该坏亚像素邻近的若干亚像素的亮度值矫正该坏亚像素的亮度值。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

31、1)本发明的图像坏点检测矫正方法及装置，充分利用可进行并行计算的硬件资源，基于亚像素的亮度值同时对多个像素的亚像素进行排序，基于排序后各亮度值之间的差值检测出坏像素，防止对坏像素进行误判、漏判，大大提高了检测的准确率和检测效率。

32、2)本发明还能够基于排序后各亮度值之间的差值检测出坏亚像素。在对亚像素的亮度值进行排序的同时，还能生成对应的索引向量，以便于快速获取坏亚像素在原像素中的排布位置，基于坏亚像素邻域范围内的多个亚像素的亮度值矫正坏亚像素的亮度值。本发明大大提高了坏亚像素的检测率以及对坏亚像素矫正的准确率。

33、3)本发明还计算坏亚像素的边缘方向，基于边缘方向上与该坏亚像素邻近的若干亚像素的亮度值矫正该坏亚像素的亮度值，有效提高了对边缘坏亚像素的矫正效果。