CN101329281B - 影像感测晶片污点检测系统及其检测方法 - Google Patents

影像感测晶片污点检测系统及其检测方法 Download PDF

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Abstract

一种影像感测晶片污点检测系统，其包括：初始化设置模块，用于初始化设置准污点标准值范围以及污点标准值；影像获取模块，所获取的影像中获取各像素点的亮度值；计算模块，用于求取每个像素点及每个像素点周边各像素点的亮度值的差值的平均值，并求取每个像素点以及每个像素点周边各像素点的亮度值的标准差值；比较模块，用于将平均值以及标准差值分别与准污点标准值范围以及污点标准值相比较，以及标注模块，用于标注落入准污点标准值范围的准污点以及大于污点标准值范围的污点。利用上述影像感测晶片污点检测系统，避免人工目检存在的主观因素以及其存在的漏检率，提高检测合格率。本发明还提供一种上述影像感测晶片污点检测系统的检测方法。

Description

影像感测晶片污点检测系统及其检测方法
技术领域
本发明关于一种检测影像感测晶片品质的系统，尤其是关于一种检测影像感测晶片表面的污点的影像感测晶片污点检测系统及其检测方法。
背景技术
随着科技的不断发展，携带式电子装置如移动电话，应用日益广泛，同时也日渐趋向于轻巧、美观和多功能化，其中照相功能是近年流行的移动电话的附加功能。应用于移动电话的数码相机模组不仅要满足轻薄短小的要求，其还须具有较高的照相性能。但随着数码相机及移动电话的相机模组的像素不断提高，而影像感测晶片的成像面积却不断缩小，这样使得单像素点越来越密集且越来越小，从而即使细微的尘埃落在影像感测晶片的成像表面上也会造成影像上的缺陷，进行造成成像的品质下降。因此，能及时检测出有品质问题的影像感测晶片将有利于提高数码相机的照相品质。
目前在组装影像感测晶片过程中，对影像感测晶片的检测主要是通过人工目检，即利用人工一块一块地将成像表面有污点的影像感测晶片挑出来，这样的检测方式存在较大的主观因素，而且人工检测方式还会存在很大的漏检率，从而使得检测合格率降低。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能提高检测合格率的影像感测晶片污点检测系统及其检测方法。
一种影像感测晶片污点检测系统，其包括：初始化设置模块，用于初始化设置准污点标准值范围以及污点标准值；影像获取模块，用于从影像感测晶片获取影像，并从影像感测晶片所获取的影像中获取各像素点的亮度值的；计算模块，用于求取每个像素点及每个像素点周边各像素点的亮度值的差值的平均值，并求取每个像素点以及每个像素点周边各像素点的亮度值的标准差值；比较模块，用于将该计算模块所求得的平均值以及标准差值分别与初始化设置模块存储的准污点标准值范围以及污点标准值相比较；以及标注模块，用于标注落入准污点标准值范围的准污点以及大于污点标准值范围的污点。
一种检测影像感测晶片污点的方法，该方法包括下列步骤：分别提供一个用于区别准污点与非污点的准污点标准值范围以及用于区别污点与噪点的污点标准值；使待检测影像感测晶片获取任一影像，并从该影像中取得各像素点的亮度值；将所取得的其中一像素点的亮度值与该点周边的像素点的亮度值作比较，求其差值，并求该像素点的亮度值与该点周边各像素点的亮度值的差值的平均值；判断所述平均值是否落入所述标准值范围；若所述平均值落入所述标准值范围，则认为该点为准污点，并标出该准污点的位置；对该准污点与该准污点周边的像素点求其标准差值；判断该标准差值是否大于所述污点标准值；若该标准差值大于标准值，则该标准差值所对应的准污点为污点，并将该污点标出。
上述检测影像感测晶片污点检测系统及其检测方法利用差值定位法及标准差的方法检测及定位污点的位置，克服了影像感测晶片本身噪点的影响，能够准确地判断污点存在的位置。从而避免了人工目检存在的主观因素以及其存在的漏检率，进而提高了检测合格率。
附图说明
图1是本发明影像感测晶片污点测试系统的较佳实施例的硬件架构图；
图2是本发明影像感测晶片污点测试系统的功能模块图；
图3是本发明所提供的检测影像感测晶片污点的方法的较佳实施例的流程图；
图4是图3中准污点标准值范围的取得方法的流程图；
图5是图3中准污点标准值范围的取得方法的流程图；
图6是本发明较佳实施例利用五点差值定位法准确标注准污点的方法流程图；
图7是对该准污点与该准污点周边的像素点求其标准差值的流程图。
具体实施方式
为了对本发明作更进一步的说明，举一较佳实施例并配合附图详细描述如下。
如图1所示，是本发明影像感测晶片污点测试系统较佳实施方式的硬件架构图。该影像感测晶片污点测试系统(下文称“本系统”)建构在多个计算机2中。所述的计算机2通过影像数据线4与一个待测影像感测晶片10电性连接以获取影像，并在对影像进行相应的测试后，利用连接5将测试结果输出至数据库3中进行存储。所述的连接5是一种数据库连接，如开放式数据库连接(Open DatabaseConnectivity，ODBC)，或者Java数据库连接(Java DatabaseConnectivity，JDBC)。
在本实施例中，待测影像感测晶片10收容在一相机模块1中，通常相机模块1还包括镜头12及镜座14，也可包括其他元件或装置(图中未示出)。该影像感测晶片10可以是CCD(Charge CoupledDevice，电荷藕合器件)，或者是CMOS(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor Transistor，互补型金属氧化物半导体)。该相机模块1可以组装至计算机2、手机(未示出)或者其他装置中进行拍摄。
所述的数据库3用于存储各类数据，包括从相机模块1获取的影像，对影像测试后的结果等。该数据库3可独立于计算机2，也可位于计算机2内，储存在计算机2的硬盘(未示出)上。
本系统用于获取影像感测晶片10所获得的影像，对该影像进行相关测试，判断该影像中是否存在污点从而确定该影像感测晶片10是否为合格产品，并将测试结果进行输出及反馈。
如图2所示，是本发明影像感测晶片污点测试系统的功能模块图。该影像感测晶片污点测试系统安装于计算机2内，其包括六个功能模块，分别是：初始化设置模块21、影像获取模块22、影像区域设置模块23、计算模块24、比较模块25及标注模块26。
需要说明的是，在本实施例中，该影像感测晶片污点检测系统通过给待测影像感测晶片10通电来检测并定位其表面的污点，在待测影像感测晶片10将光线作为接收信号接收并输出的过程中会在所成图像中产生粗糙点，其看起来与污点所成在图像中的影像基本上一样，该粗糙点被业界称为噪点，其通常是由外界电子干扰产生或长时间曝光产生的，其存在于影像中是必然的。因此，在检测影像感测晶片10的时候，还需要将其污点与噪点区分开来，而在将污点与噪点区别开来之前，该污点与噪点统称为准污点，非污点或非噪点统称为非污点。
另外还需要说明的是，下面所述的像素点是指影像感测晶片10中像素阵列中面积最小的成像单位，因每个成像单位之面积很小，故称之为像素点。
所述初始化设置模块21用于初始化设置以区别准污点与非污点的准污点标准值范围以及区别污点与噪点的污点标准值；
所述影像获取模块22用于通过影像数据线4从相机模块1中的影像感测晶片10处获取影像，并在计算机1中显示该影像从而对该影像进行相应的处理。在本实施例中，该影像获取模块22获取的影像感测晶片10的影像从白色均匀光亮光源板获得。
所述影像区域设置模块23用于将测试影像区域分成多个区域。在初始化设置污点模准值时，用户可通过影像区域设置模块21将测试影像区域分成多个区域以进行对比。在本实施例中，将影像区域分成九个区域。
所述计算模块24用于对影像获取模块22所获取的影像求取各像素点与该点周边各像素点的亮度值的差值的平均值以及其标准差值；
所述比较模块25，用于将该计算模块24所求得的平均值以及其标准差值分别与初始化设置单元存储的准污点标准值范围以及污点标准值相比较。
所述标注模块26，用于比较模块25比较后，标注落入准污点标准值范围的准污点以及大于污点标准值范围的污点，并将所标注的结果输出到数据库3中。
下面将对本实施例所提供的影像感测晶片污点检测系统的测试方法进行详细说明，如图3所示，为检测影像感测晶片污点的方法流程图。
首先，步骤S101，分别初始化设置用于区别准污点与非污点的准污点标准值范围以及用于区别污点与噪点的污点标准值。
步骤S102，使待检测影像感测晶片10获取任一影像，并从该影像的像素阵列中取得各像素点的亮度值。
步骤S103，将所取得的像素阵列中一像素点的亮度值与该像素点周边的像素点的亮度值作比较，求其差值，并求该像素点的亮度值与该点周边各像素点的亮度值的差值的平均值。
步骤S104，判断所述平均值是否落入所述准污点标准值范围。
步骤S105，若所述平均值落入所述准污点标准值范围，则认为该点为准污点，并标出该准污点的位置。
步骤S106，对该准污点与该准污点周边的像素点求其标准差值。
步骤S107，判断该标准差值是否大于所述污点标准值。
步骤S108，若该标准差值大于污点标准值，则该标准差值所对应的准污点为污点，并将该污点标出。
重复步骤S103到步骤S107，则可以标出所有待检测影像感测晶片10的像素点是否为污点，以进行其他制程，如清洗该影像感测晶片10。
在步骤S101中，所述准污点标准值范围的初始化设置是通过将影像感测晶片10对一白色均匀亮度光源获取图像，并对所获取的图像的各点的像素值进行比较平均而得到的。如图4所述，为图3中所述准污点标准值范围的取得方法的流程图。
首先，步骤S201，提供一个具有白色均匀亮度的光源板。该光源板应与待测影像感测晶片10所成影像的光源板相同，即该光源板为白色均匀光亮光源板；
步骤S202，提供一合格的影像感测晶片，并对该光源板获取影像，从而取得各像素点的亮度值；
步骤S203，将所取得的各像素点的亮度值分别两两作差值；
步骤S204，对所有差值取平均值。从而得到一个用于区分污点与非污点的标准值；
步骤S205，为所述标准值增加一上下限，以得到一准污点标准值范围。该上下限的大小根据需要而定，例如检测精度的需要。在本实施例中，该上下限的值的大小为+/-3。
从而便可取得一用于区分准污点与非污点的准污点标准值范围。
所述用于区别污点与噪点的污点标准值的初始化设置是对一没有污点及噪点的影像感测器对一白色均匀亮度光源取得图像，通过对该图像之像素点亮度值分析而求得的，如图5所示，为所述污点标准值的取得方法的流程图。
首先，步骤S301，提供一具有白色均匀亮度的光源板；
步骤S302，提供一合格的影像感测晶片，并对该光源板获取影像，从而取得各像素点的亮度值；
步骤S303，将整个图像画面分成多区域；
步骤S304，对每一区域中的像素点的亮度值求标准差值；
步骤S305，对所取得的多个标准差值作比较，并将值最大的标准差值作为区别污点与噪点的污点标准值。
在步骤S102中，待检测影像感测晶片10所成的影像也可以从任意光源板获得影像，优选地，该待检测影像感测晶片10所成的影像也从白色均匀光亮光源板获得。
在步骤S104中，如果该平均值落在所述准污点标准值范围之中，则认为该点为准污点，并标出该准污点的位置，同时进行下一步骤S105。如果该平均值没有落在所述准污点标准值范围之中，则认为该点为非污点，此时再回到步骤S103，判断下一个像素点是否落在所述准污点标准值范围内。
在步骤S105中，由于像素点很小，经步骤S103、S104的定位，准污点的位置还不是很精确。因此，优选地，利用五点差值定位法来准确定位该准污点。一般污点边沿会产生像素点亮度值跳跃幅度比较大的现象，因此，五点差值定位法将根据该现象来准确定位准污点的位置。请参阅图6，为本发明利用五点差值定位法准确标注准污点的方法流程图。
首先，步骤S401，选取在步骤S103、S104的定位的准污点以及与其同行及同列相邻的四个像素点作为其4个参考点。
步骤S402，对所述准污点与4个参考点的亮度值求其亮度平均值。
步骤S403，判断所述准污点的亮度值是否小于该亮度平均值。
步骤S404，若所述准污点的亮度值小于该亮度平均值，则确认该像素点为准污点，若否，则对下一个准污点进行确认，例如4个参考点中的任一个。
在步骤S106中，其标准差计算所根据的数学原理为以下公式：
T＝(V(X1)+V(X2)+……+V(Xn))/n
S＝(V(X1)-T)2+(V(X2)-T)2+……+(V(Xn)-T)2
S 2 = S / n
其中，V(Xn)为某一像素点的亮度值，T为一定范围内的像素亮度值的平均值，n为这一范围内的像素数量，S2为标准差。
标准差是用来表征若干个离散数值的离散程度的量，标准差越大，则该若干个离散数值的离散程度越历害，其值越小，则表示该若干个离散数值较集中。众所周知，因影像感测晶片10的噪点是由于电子干扰产生的，其表现在图像上仅是一些暗点或假色(图像本来没有的颜色)，而污点是由于灰尘、溅污或渣滓等落在了影像感测晶片10表面使其感测不到或感测到很少的光线而造成的暗点，从而噪点的亮度值比污点的亮度值更远离于正常像素点的亮度值。因此污点与污点周边的像素点的标准差要大于污点标准值范围，而噪点与噪点周边的像素点亮度值的标准差通常小于污点标准值范围。
根据上述数学原理及标准差的物理意义，标准差可用来区分污点与噪点。如图7所示，对该准污点与该准污点周边的像素点求其标准差值的流程图。
首先，步骤S501，在待检测影像感测晶片10获取的图像上选取与所述步骤S104所标出的准污点相邻的多个参考点，该参考点的个数根据需要来设定，例如在步骤S104所求得的准污点与4个参考点的平均值的大小，在本实施例中，为了说明问题，将参考点的个数设为n，n为大于1的正整数。
步骤S502，求取所选取的准污点与n个参考点的平均值；
步骤S503，求取所选取的准污点与n个参考点的方差；
步骤S504，求取所选取的准污点与n个参考点的标准差。
从而便求得所选取的准污点与n个参考点的标准差，以进行与污点标准值S比较而确定其是否为污点。
在步骤S108中，若该标准差值大于污点标准值，则该标准差值所对应的准污点为污点，并将该污点标出。否则，回到步骤S103，判断下一个像素点是否为准污点，进而以判断是否为污点。
在执行完步骤S101到步骤S108以后，便可准确快速地找出有污点的影像感测晶片10并将该污点的位置标示出来，以进行下一制程，如挑出该有污点的影像感测晶片10以清洗。
上述影像感测晶片污点检测系统及其检测方法利用差值定位法及标准差的方法检测及定位污点的位置，克服了影像感测晶片本身噪点的影像，能够准确地判断污点存在的位置。从而避免了人工目检存在的主观因素以及其存在的漏检率，进而提高了检测合格率。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种影像感测晶片污点检测系统，其特征在于，该系统包括：
初始化设置模块，用于初始化设置准污点标准值范围以及污点标准值；
影像获取模块，用于从待测影像感测晶片处获取影像，并从影像感测晶片所获取的影像中获取各像素点的亮度值；
计算模块，用于计算所取得的像素阵列中各像素点的亮度值与该像素点周边的像素点的亮度值的差值，并求各像素点的亮度值与该像素点周边的像素点的亮度值的差值的平均值；所述计算模块还用于计算各像素点的亮度值与该像素点周边的像素点的亮度值的标准差值；
比较模块，用于将该计算模块所求得的平均值与该初始化设置模块存储的准污点标准值范围进行比较；所述比较模块还用于将该计算模块所求得的标准差值与该初始化设置模块存储的污点标准值相比较；以及，
标注模块，用于标注落入准污点标准值范围的准污点以及大于污点标准值范围的污点。
2.如权利要求1所述的影像感测晶片污点检测系统，其特征在于，所述准污点标准值范围用于区别准污点与非污点。
3.如权利要求1所述的影像感测晶片污点检测系统，其特征在于，所述污点标准值用于区别污点与噪点。
4.如权利要求1所述的影像感测晶片污点检测系统，其特征在于：该系统还包括影像区域设置模块，用于将测试影像区域分成多个区域。
5.一种影像感测晶片污点检测方法，其特征在于，该检测方法包括下列步骤：
分别初始化设置准污点标准值范围以及污点标准值；
从待检测影像感测晶片获取任一影像，并从该影像中取得各像素点的亮度值；
将所取得的其中一像素点的亮度值与该点周边的像素点的亮度值作比较，求其差值，并求该像素点的亮度值与该点周边各像素点的亮度值的差值的平均值；
判断所述平均值是否落入所述准污点标准值范围；
若所述平均值落入所述准污点标准值范围，则该点为准污点，并且标注该准污点的位置；
对该准污点与该准污点周边的像素点的亮度值求其标准差值；
判断该标准差值是否大于所述污点标准值；
若该标准差值大于污点标准值，则该标准差值所对应的准污点为污点，并将该污点标注。
6.如权利要求5所述的影像感测晶片污点检测方法，其特征在于，该初始化设置准污点标准值范围的方法包括下列步骤：
提供一个具有白色均匀亮度的光源板；
提供一合格的影像感测晶片，并对该光源板获取影像，取得各像素点的亮度值；
对所取得的各像素点的亮度值分别两两作差值；
对所有差值求平均值，以得到一个标准值；
为所述标准值增加一上下限，得到一准污点标准值范围。
7.如权利要求6所述的影像感测晶片污点检测方法，其特征在于，所述为准污点标准值范围所增加上下限值为+/-3。
8.如权利要求5所述的影像感测晶片污点检测方法，其特征在于，该初始化设置污点标准值的方法包括下列步骤：
提供一具有白色均匀亮度的光源板；
提供一合格的影像感测晶片，并对该光源板获取影像，取得各像素点的亮度值；
将整个图像画面分成多区域；
对每一区域中的像素点的亮度值求标准差值；
对所取得的多个标准差值作比较，并将值最大的标准差值作为污点标准值。
9.如权利要求5所述的影像感测晶片污点检测方法，其特征在于，该用于准确标注准污点的标注方法包括下列步骤：
选取准污点以及与其同行及同列相邻的四个像素点作为其4个参考点；
对所述准污点与4个参考点的亮度值求其亮度平均值；
判断所述准污点的亮度值是否小于该亮度平均值；
若所述准污点的亮度值小于该亮度平均值，则确认该像素点为准污点。
10.如权利要求5所述的影像感测晶片污点检测方法，其特征在于，该用于求准污点与该准污点周边的像素点的标准差值的方法包括下列步骤：
在待检测影像感测晶片获取的图像上选取与准污点相邻的多个参考点；
求取所选取的准污点与多个参考点的平均值；
求取所选取的准污点与多个参考点的方差；
求取所选取的准污点与多个参考点的标准差。
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