CN101262621B - 一种故障像素检测的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种故障像素检测的方法，包括：在进行视频流采集和/或传输的同时，对输入视频流进行滤波处理，计算视频流中滤波前各像素点的像素值与滤波后该像素点的像素值的差值；比较所述差值与设定的阈值，当所述差值大于所述设定的阈值时判定该像素点为故障像素候选点；调整视频采集设备的曝光时间，比较所述故障像素候选点在曝光时间调整前后的像素值，如果像素值相同，则判定该候选点为故障像素点并存储所述故障像素点信息。本发明还同时公开了一种故障像素检测的装置。本发明实施例的这种故障像素检测的方法和装置可以在视频采集设备进行正常的视频流采集和/或传输的过程中进行故障像素检测，且检测速度快。
Description
技术领域
本发明涉及视频处理技术，具体涉及一种故障像素检测的方法和装置。
背景技术
目前，随着计算机的处理能力的日益增强和软件技术的进步，图像处理作为计算机技术和软件技术相结合的一种前沿应用，正越来越多的应用在生产和生活的各个方面。为了保证图像处理的正常进行，基本的前提就是需要进行故障像素的检测，这是进行各种图像采集和处理的基础和起点。现有技术中故障像素检测的常用方法如图1所示，其中包括：
步骤101：视频采集设备获取全黑输入下的输出信号。
步骤102：将输出信号与设定的阈值进行比较，输出信号中高于所述设定阈值的像素点即为故障像素点。
步骤103：将所述故障像素点的位置信息和像素值存储到系统中掉电保持的存储器件中，供以后查询使用。
由上述流程可见，现有技术的故障像素检测方法能够静态地检测出当前视频采集设备中存在的故障像素点，但是这种检测方法同时存在一定的弊端：
采用现有技术检测故障像素点时，由于需要对所检测的视频采集设备进行输入，因此所述检测流程就会占用该设备，使得现有技术的故障检测方法不能够与任何其他流程并行开展。即，如果需要执行所述检测，就必须中止该设备正在进行的其他工作或者等待该设备不被占用时才可以进行，这样会造成视频采集设备的利用率较低。
发明内容
本发明实施例提供一种故障像素检测的方法和装置，能够在视频采集设备进行视频流采集和/或传输的过程中进行故障像素检测。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种故障像素检测的方法，该方法包括：
在进行视频流采集和/或传输的同时，对输入视频流中的各像素点进行滤波处理，并计算各像素点在滤波前的像素值与滤波后的像素值的差值；
比较各像素点的所述差值与设定的阈值，当任一像素点的所述差值大于所述设定的阈值时判定该像素点为故障像素候选点；
调整视频采集的曝光时间，比较所述故障像素候选点在曝光时间调整前后的像素值，如果在曝光时间调整前后的像素值相同，则判定该候选点为故障像素点。
比较所述故障像素候选点在曝光时间调整前后的像素值的方法包括：
比较曝光时间调整之前和调整之后的两帧中，所述故障像素候选点的像素值是否相同，所述两帧为曝光时间调整前后的任意两帧。
比较所述故障像素候选点在曝光时间调整前后的像素值的方法包括：
设定缓冲时间段，比较在所述缓冲时间段内所述故障像素候选点的像素值与曝光时间调整前的像素值是否始终相同。
所述判定得到故障像素点之后，该方法还进一步包括：
使用相邻像素点像素值的插值代替所述故障像素点的像素值后输出视频流。
一种故障像素检测的装置，该装置包括：视频采集模块，检测模块，判定反馈模块和故障像素存储模块；
所述视频采集模块，用于采集视频流并发送给检测模块；
所述检测模块，用于对所述视频流中的各像素点进行滤波处理，计算各像素点在滤波前的像素值与滤波后的像素值的差值，并将所述差值发送给判定反馈模块；
所述判定反馈模块，用于比较各像素点的所述差值与预先设定的阈值，若任一像素点的所述差值大于所述设定的阈值，则判定该像素点为故障像素候选点，并指示视频采集模块调整视频采集的曝光时间；比较所述故障像素候选点在曝光时间调整前后该候选点的像素值，如果相同，则判定该候选点为故障像素点。
所述检测模块包括：输入数据滤波单元和像素差值计算单元；
所述输入数据滤波单元，用于对所述输入视频流中的各像素点进行滤波处理，将滤波处理后的输入视频流发送给像素差值计算单元；
所述像素差值计算单元，用于接收所述输入视频流以及滤波处理后的视频流，计算各像素点在滤波前的像素值与滤波后的像素值的差值，并将所述差值发送给判定反馈模块。
所述判定反馈模块包括：阈值比较单元、曝光调整单元和候选点筛选单元；
所述阈值比较单元，用于比较检测模块发送的差值与系统设定的阈值，若所述差值大于设定的阈值则判定所述像素点为故障像素候选点，通知曝光调整单元和候选点筛选单元；
所述曝光调整单元，用于根据阈值比较单元的通知，调整视频采集模块的曝光时间设置并通知所述视频采集模块；
所述候选点筛选单元，用于根据阈值比较单元的通知，比较曝光时间调整之前和之后的两帧中，所述故障像素候选点的像素值是否相同，如果相同，则判定该候选点为故障像素点，否则判定该候选点不为故障像素点。
所述判定反馈模块包括：阈值比较单元、曝光调整单元和融合判定单元；
所述阈值比较单元，用于比较检测模块发送的差值与系统设定的阈值之间的关系，若所述差值大于设定的阈值则判定所述像素点为故障像素候选点，通知曝光调整单元和融合判定单元；
所述曝光调整单元，用于根据阈值比较单元的通知，调整视频采集模块的曝光时间设置并通知所述视频采集模块；
所述融合判定单元，用于设定缓冲时间段，比较在所述缓冲时间段内所述故障像素候选点的像素值与曝光时间调整前的像素值，如果在所述时间段内该候选点的像素值始终与曝光时间调整前的像素值相同，则判定该候选点为故障像素点，否则判断该候选点正常。
该装置中进一步包括故障像素存储模块，用于接收并存储判定反馈模块发送的故障像素点的位置信息和像素值；
此时，判定反馈模块，进一步用于将判定得到的故障像素点的位置信息和像素值发送给故障像素存储模块。
该装置中进一步包括插值计算模块，用于根据故障像素存储模块中保存的故障像素点的位置信息，对于视频采集模块发送的视频流中的故障像素点，使用相邻像素点像素的插值代替所述故障像素点的像素值后输出视频流；
此时，故障像素存储模块，进一步用于接受插值计算模块的查询，将保存的故障像素点的位置信息发送给所述插值计算模块。
由上述的技术方案可见，本发明实施例的这种故障像素检测的方法和装置，通过在视频采集设备进行视频流采集和/或传输的过程中进行故障像素检测，使得所述故障像素检测流程能够与视频采集设备的正常工作并行开展，且检测速度快。
附图说明
图1为现有故障像素检测流程的示意图。
图2为本发明实施例中故障像素检测的方法的流程示意图。
图3为本发明实施例中故障像素检测的装置的组成结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明实施例提供一种故障像素检测的方法，如图2所示，其中包括：
步骤201：在进行视频流采集和/或传输的同时，对输入视频流进行滤波处理。
步骤202：计算视频流中滤波前各像素点的像素值与滤波后该像素点的像素值的差值。
步骤203：比较所述差值与设定的阈值，当所述差值大于该设定的阈值时，则判定该像素点为故障像素候选点，保存所述候选点的位置信息和像素值。
所述阈值可以根据具体情况进行调整，如果某像素点的所述差值大于设定的阈值，则说明该像素点与周围像素点的像素值相差较大，有可能为故障像素点，因此将该像素点记录为故障像素候选点，留作后续进行进一步判断。
步骤204：调整视频采集模块的曝光时间，比较所述故障像素候选点在曝光时间调整前后的像素值，如果像素值相同，则判定该候选点为故障像素点并存储所述故障像素点信息；否则判断该候选点正常，不为故障像素点。
在步骤204中，所述比较故障像素候选点在曝光时间调整前后的像素值的方法包括：比较曝光时间调整之前和之后的两帧中，所述故障像素候选点的像素值是否相同；所述曝光调整之前和之后的两帧，可以是相邻的两帧(即曝光时间调整前的最后一帧和曝光时间调整后的第一帧)，也可以不严格限定所述两帧的具体时间位置。在实际应用中，一般不必要精确地在曝光时间调整前的最后一帧和曝光时间调整后的第一帧进行比较，曝光时间调整前的像素值已知，在曝光时间调整后，任选一帧获取所述故障像素候选点的像素值并进行比较即可，因此本发明实施例中不对所述两帧作具体限定。
或者较佳地，为了降低误检率，避免将视频流中可能存在的像素值变化间隔时间较长的像素点误认为是故障像素点，设定缓冲时间段，比较在所述缓冲时间段内所述故障像素候选点的像素值与曝光时间调整前的像素值是否始终相同。
需要说明的是，用于存储故障像素点信息的模块可以为系统内置的存储模块，也可以是具有掉电保持特性的外部存储设备。由于本发明实施例提供的这种故障像素检测方法流程简单且执行速度快，同时视频采集模块中发生故障的像素点数量一般不多，因此即使系统中不存在任何可以掉电保持的存储设备，从而需要在每次上电后重新执行该流程来判定故障像素点，一般也不会花费太长时间。
因此，如果系统中存在掉电存储设备，则在所述故障像素检测的方法的步骤204之后还可以进一步包括：
步骤205a：将所述判定得到的故障像素位置存储到所述掉电存储设备中，以备使用时查询。
较佳地，本发明实施例还能够进一步对判定得到的故障像素点进行修复消除，此时，所述方法在步骤204之后还可以进一步包括：
步骤205b：根据所述判定得到的故障像素点，在后续的各帧视频图像中使用相邻像素的插值代替所述故障像素点的像素值输出视频流。
需要说明的是，步骤205a和步骤205b不一定每次都在检测流程中同时出现，且即使同时出现时，两者之间也不存在时间上的先后顺序。
由上述方法可见，本发明实施例提供的故障像素检测的方法，通过在视频采集设备进行视频流采集和传输的过程中进行故障像素检测，使得所述故障像素检测流程能够与视频采集设备的正常工作并行开展，且检测速度快。同时，本发明的较佳实施例对于所述视频采集设备在运行过程中新产生的故障像素，能够实时地发现和处理，同时无论对于新旧故障像素点，都能够进一步通过插值替代的方法，实现对故障像素点的消除。
本发明实施例还提供一种故障像素检测的装置，其组成结构如图3所示，其中包括：视频采集模块310，检测模块320，判定反馈模块330和故障像素存储模块340。
所述视频采集模块310，用于采集视频流并发送给检测模块320；还用于接收判定反馈模块330发送的调整曝光时间设置的通知。
所述检测模块320，用于对视频采集模块310采集的视频流进行滤波处理，计算视频流中滤波前各像素点的像素值与滤波后该像素点的像素值的差值，并将所述差值和滤波前各象素点的位置信息和像素值发送给判定反馈模块330；
所述判定反馈模块330，用于比较所述差值与系统设定的阈值，若所述差值大于设定的阈值则判定所述像素点为故障像素候选点，调整曝光时间设置并通知视频采集模块310，比较曝光时间调整前后该候选点的像素值，如果相同，则判定该候选点为故障像素点，并将所述故障像素点的位置信息和像素值发送给故障像素存储模块340，否则判定该候选点不为故障像素点；
所述故障像素存储模块340，用于接收并存储判定反馈模块330发送的故障像素候选点的位置信息和像素值。
其中，所述检测模块320包括：输入数据滤波单元321和像素差值计算单元322；
所述输入数据滤波单元321，用于对视频采集模块310采集的视频流进行滤波处理，将滤波处理后的视频流发送给像素差值计算单元322；
所述像素差值计算单元322，用于接收滤波处理后的视频流，计算视频流中滤波前各像素点的像素值与滤波后该像素点的像素值的差值，并将所述差值、滤波前各像素点的位置信息和像素值发送给判定反馈模块330。
所述判定反馈模块330包括：阈值比较单元331、曝光调整单元332和候选点筛选单元333；
所述阈值比较单元331，用于比较检测模块320发送的差值与系统设定的阈值之间的关系，若所述差值大于设定的阈值则判定所述像素点为故障像素候选点，通知曝光调整单元332和候选点筛选单元333；
所述曝光调整单元332，用于根据阈值比较单元331的通知，调整视频采集模块310的曝光时间设置并通知所述视频采集模块310；
所述候选点筛选单元333，用于根据阈值比较单元331的通知，比较曝光时间调整之前和之后的两帧中，所述故障像素候选点的像素值是否相同，如果相同，则判定该候选点为故障像素点，并将所述故障像素点的位置信息和像素值发送给故障像素存储模块340，否则判定该候选点不为故障像素点。
较佳地，为了降低误检率，避免将视频流中可能存在的像素值变化间隔时间较长的像素点误认为是故障像素点，此时所述判定反馈模块330中包括阈值比较单元331、曝光调整单元332和融合判定单元334(图3中采用点划线示出)：
所述阈值比较单元331和曝光调整单元332与前文所述相同；
所述融合判定单元334，用于设定缓冲时间段，比较在所述缓冲时间段内所述故障像素候选点的像素值与曝光时间调整前的像素值，如果在所述时间段内该候选点的像素值始终与曝光时间调整前的像素值相同，则判定该候选点为故障像素点并将其位置信息和像素值发送给故障像素存储模块340；否则判断该候选点正常，不为故障像素点。
较佳地，为了消除故障像素点的影响，所述故障像素检测的装置中还可以进一步包括：
插值计算模块350，用于根据故障像素存储模块340中保存的故障像素点的位置信息，对于视频采集模块310发送的视频流中的故障像素点，使用相邻像素点像素值的插值代替所述故障像素点的像素值并输出视频流。
此时，故障像素存储模块340，进一步用于接受插值计算模块350的查询，将保存的故障像素点的位置信息发送给所述插值计算模块350。
此外，由于本发明实施例提供的这种故障像素检测装置结构简单且执行速度快，同时视频采集模块中发生故障的像素点数量一般不多，因此即使系统中不存在可以掉电保持的存储设备，需要在每次上电后重新判定故障像素点，一般也不会花费太长时间。同时，本发明实施例中的装置中还可以进一步包括：
掉电存储模块(图3中未示出)，用于保存所述故障像素点的位置信息和像素值，以备使用时查询。
由上述描述可见，本发明实施例提供的故障像素检测的装置，通过在视频采集设备进行视频流采集和/或传输的过程中进行故障像素检测，使得所述故障像素检测流程能够与视频采集设备的正常工作并行开展，且检测速度快。同时，本发明的较佳实施例对于所述视频采集设备在运行过程中新产生的故障像素，能够实时地发现和处理，同时无论对于新旧故障像素点，都能够进一步通过插值替代的方法，实现对故障像素点的消除。
因此，容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的精神和保护范围，任何熟悉本领域的技术人员所做出的等同变化或替换，都应视为涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种故障像素检测的方法，其特征在于，该方法包括：
在进行视频流采集和/或传输的同时，对输入视频流中的各像素点进行滤波处理，并计算各像素点在滤波前的像素值与滤波后的像素值的差值；
比较各像素点的所述差值与设定的阈值，当任一像素点的所述差值大于所述设定的阈值时判定该像素点为故障像素候选点；
调整视频采集的曝光时间，比较所述故障像素候选点在曝光时间调整前后的像素值，如果在曝光时间调整前后的像素值相同，则判定该候选点为故障像素点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，比较所述故障像素候选点在曝光时间调整前后的像素值的方法包括：
比较曝光时间调整之前和调整之后的两帧中，所述故障像素候选点的像素值是否相同，所述两帧为曝光时间调整前后的任意两帧。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，比较所述故障像素候选点在曝光时间调整前后的像素值的方法包括：
设定缓冲时间段，比较在所述缓冲时间段内所述故障像素候选点的像素值与曝光时间调整前的像素值是否始终相同。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，判定得到故障像素点之后，该方法还进一步包括：
使用相邻像素点像素值的插值代替所述故障像素点的像素值后输出视频流。
5.一种故障像素检测的装置，其特征在于，该装置包括：视频采集模块，检测模块，判定反馈模块和故障像素存储模块；
所述视频采集模块，用于采集视频流并发送给检测模块；
所述检测模块，用于对所述视频流中的各像素点进行滤波处理，计算各像素点在滤波前的像素值与滤波后的像素值的差值，并将所述差值发送给判定反馈模块；
所述判定反馈模块，用于比较各像素点的所述差值与预先设定的阈值，若任一像素点的所述差值大于所述设定的阈值，则判定该像素点为故障像素候选点，并指示视频采集模块调整视频采集的曝光时间；比较所述故障像素候选点在曝光时间调整前后该候选点的像素值，如果相同，则判定该候选点为故障像素点。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述检测模块包括：输入数据滤波单元和像素差值计算单元；
所述输入数据滤波单元，用于对所述输入视频流中的各像素点进行滤波处理，将滤波处理后的输入视频流发送给像素差值计算单元；
所述像素差值计算单元，用于接收所述输入视频流以及滤波处理后的视频流，计算各像素点在滤波前的像素值与滤波后的像素值的差值，并将所述差值发送给判定反馈模块。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述判定反馈模块包括：阈值比较单元、曝光调整单元和候选点筛选单元；
所述阈值比较单元，用于比较检测模块发送的差值与系统设定的阈值，若所述差值大于设定的阈值则判定所述像素点为故障像素候选点，通知曝光调整单元和候选点筛选单元；
所述曝光调整单元，用于根据阈值比较单元的通知，调整视频采集模块的曝光时间设置并通知所述视频采集模块；
所述候选点筛选单元，用于根据阈值比较单元的通知，比较曝光时间调整之前和之后的两帧中，所述故障像素候选点的像素值是否相同，如果相同，则判定该候选点为故障像素点，否则判定该候选点不为故障像素点。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述判定反馈模块包括：阈值比较单元、曝光调整单元和融合判定单元；
所述阈值比较单元，用于比较检测模块发送的差值与系统设定的阈值之间的关系，若所述差值大于设定的阈值则判定所述像素点为故障像素候选点，通知曝光调整单元和融合判定单元；所述曝光调整单元，用于根据阈值比较单元的通知，调整视频采集模块的曝光时间设置并通知所述视频采集模块；所述融合判定单元，用于设定缓冲时间段，比较在所述缓冲时间段内所述故障像素候选点的像素值与曝光时间调整前的像素值，如果在所述时间段内该候选点的像素值始终与曝光时间调整前的像素值相同，则判定该候选点为故障像素点，否则判断该候选点正常。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的装置，其特征在于，该装置中进一步包括故障像素存储模块，用于接收并存储判定反馈模块发送的故障像素点的位置信息和像素值；
此时，所述判定反馈模块，进一步用于将判定得到的故障像素点的位置信息和像素值发送给故障像素存储模块。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该装置中还进一步包括插值计算模块，用于根据故障像素存储模块中保存的故障像素点的位置信息，对于视频采集模块发送的视频流中的故障像素点，使用相邻像素点像素的插值代替所述故障像素点的像素值后输出视频流；
此时，所述故障像素存储模块，进一步用于接受插值计算模块的查询，将保存的故障像素点的位置信息发送给所述插值计算模块。
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