CN101588505A

CN101588505A - 校正数字照相设备上坏点的方法及具坏点自动校正功能的数字照相设备

Info

Publication number: CN101588505A
Application number: CNA2008100378147A
Authority: CN
Inventors: 韩接才
Original assignee: Inventec Appliances Nanjing Corp
Current assignee: Inventec Appliances Nanjing Corp
Priority date: 2008-05-21
Filing date: 2008-05-21
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2028-05-21
Also published as: CN101588505B

Abstract

本发明系一种校正数字照相设备上坏点的方法及具坏点自动校正功能的数字照相设备，该方法系应用于数字照相设备，利用拍摄一系列各具有不同的单一灰阶值的样纸产生的数字影像，藉统计每幅数字影像上所有像素的红、绿、蓝三个颜色通道的强度值的离均差，判断各颜色通道的强度值的离均差是否大于该颜色通道的阈值，若是，则得到此像素为一个坏点，分别对各该数字影像，进行统计及计算，即能搜寻出数字照相设备上全部的坏点坐标及坏点信道，并记录在该数字照相设备中；数字照相设备在后续拍照时，即能根据先前的记录数据，则将一坏点通道的强度值，用邻近该坏点坐标的一像素的对应颜色通道的强度值取代，且对所有的坏点皆以相同的方式作校正处理。

Description

校正数字照相设备上坏点的方法及具坏点自动校正功能的数字照相设备

技术领域

本发明系关于一种解决数字影像上坏点的方法及一种具坏点自动校正功能的数字照相设备，该方法系应用至一数字照相设备，使用该数字照相设备拍摄一系列各具有不同的单一灰阶值的样纸，以产生该样纸的数字影像，搜寻出坏点坐标及坏点通道，进而使用邻近该坏点坐标的一像素的对应颜色通道的强度值，取代该坏点的强度值。

背景技术

一般数字照相设备(如：数字相机或装设有数字摄像头的手机或个人数字助理器等)包含光学组件(如：镜头、透镜组等)及电子组件(如：光敏传感器、微处理器及电路组件等)，当使用者以一数字照相设备拍摄一景物，该景物的光线透过该数字照相设备的镜头，聚焦在内部的光敏传感器(如：电荷耦合组件，简称CCD)上，利用该光敏传感器把该景物的光学影像转换成电子讯号，再经过处理后，即得到该景物的数字影像(Digital Image)，该数字影像系由像素(Pixels)数组所构成，且其像素数目与该数字照相设备的分辨率有关，以一般RGB颜色模式为例，每一个像素皆具有红色信道、绿色信道及蓝色信道等三颜色信道，各颜色信道皆具有一个强度值，意即每一数字影像是由红色、绿色及蓝色的灰阶影像(Gray Scale Image)混合而成。由于，数字影像相较于传统照片，可以方便的复制，或经由网络传递及分享，且透过数字数据保存影像，不会因为年代久远而泛黄，随着家庭计算机普及、数字数据储存方式多元化、电子技术的成熟及市场需求的增加，数字照相设备已日益普及，其中，数字相机甚至取代传统底片式相机，成为相机市场的主流，各相关制造厂商莫不致力于提高产品的质量及降低生产成本，以期能在高度竞争的市场上取得竞争优势。

由于，数字照相设备的光学组件和电子组件的制造工艺不能保证不出现细小的瑕疵，故会造成数字照相设备所拍摄的数字影像上，有某些像素呈现的色彩及亮度与其目标值不同，该像素即所谓的坏点，通常该坏点与其邻近像素的色彩及亮度差异极大，因而影响所拍摄的数字影像的质量，一般数字照相设备在出厂前会做坏点的检查，当一数字照相设备的坏点数目超过一容许值，即被判定为不良品，而不良品可能需作检修及更换零件等矫正措施，或是直接作报废，如此，将导致制造成本的上升，即使坏点数目不超过该容许值，仍会因为有坏点而招致消费者的抱怨，影响制造商的商誉，在现今高度竞争的市场环境下，如何能研发出一种搜寻及校正数字照相设备上坏点的方法，且该方法不仅运算程序简单快速，可很容易地被编写成软件，广泛地应用至各种数字照相设备上，以有效解决各该数字照相设备所产生的数字影像上发生坏点的问题，即为数字照相设备相关业者致力研究，并亟欲解决的一重要课题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种校正数字照相设备上坏点的方法及具坏点自动校正功能的数字照相设备，有别于目前的大部分的技术都考虑单个像素的个别特征，以判断坏点，而不考虑整个数字影像的总体特征，本发明采用统计的方式，以得到测试用的数字影像的总体特征，再根据该总体特征来寻找出数字照相设备上所有的坏点，以期能有效地搜寻出数字照相设备上坏点，并能及时加以校正，让这些坏点对所拍摄的数字影像的影响程度不至太多，甚至达到让使用者毫无感觉数字照相设备有坏点的效果。

为了实现上述目的，本发明的校正数字照相设备上坏点的方法，该方法系应用至一数字照相设备，包括：

用该数字照相设备拍摄至少一具有单一灰阶值的样纸，以取得该样纸的一数字影像中每一像素的三颜色通道的强度值，该三颜色信道系红色信道、绿色信道及蓝色信道；

以各该像素的三颜色通道的强度值，计算出各该颜色通道的强度值的平均值及标准差，且计算出该数字影像的三颜色信道的阈值，其中各该颜色通道的阈值系等于该颜色通道的强度值的标准差乘以一倍数；及

以各该阈值判断各该像素是否有一坏点，若有，则以该坏点周围的数个像素的颜色通道强度值对该坏点进行校正。

所述的方法包括计算出该数字影像上各该像素的各该颜色通道的强度值的离均差；及

判断每一像素的各该颜色通道的强度值的离均差是否大于各该颜色通道的阈值，当发现一像素的任一颜色通道的强度值的离均差大于该颜色通道的阈值，则该像素为一个坏点，该像素的坐标被标示为一坏点坐标，该颜色通道被标示为一坏点通道。

所述的方法包括用该数字照相设备拍摄一系列各具有不同的单一灰阶值的样纸，以产生该样纸的数字影像，再分别对该数字影像，进行统计及计算，以搜寻出该数字影像的坏点坐标及坏点通道，进而搜寻出该数字照相设备上全部的坏点坐标及坏点通道。

所述的方法包括根据该坏点坐标及坏点通道，判断该数字照相设备拍摄一景物后所产生的数字影像上，各像素的各颜色通道是否为一个坏点通道。

所述的方法，用一坏点周围的数个像素中的一像素的对应颜色通道的强度值，取代该坏点通道的强度值。

所述的方法，用一坏点周围的数个像素的对应颜色通道的强度值的一插值，取代该坏点通道的强度值，该插值系为各该对应颜色通道的强度值之中，介于最大与最小的强度值之间的一数值。

该插值为相邻于该坏点坐标的数个像素的对应颜色通道的强度值的平均值。

本发明还提供一种具坏点自动校正功能的数字照相设备，包括：

一感光组件，用以将一光学影像转换为一数字影像，以取得该数字影像中每一个像素的三颜色通道的强度值，该三颜色信道系红色信道、绿色信道及蓝色信道；

一光学装置，用以将该光学影像投射及聚焦在该感光组件上；

一内存，系供储存数字数据，该数字数据包含坏点坐标及坏点通道；

一坏点处理软件，该坏点处理软件系根据储存在该内存的坏点坐标及坏点通道，判断该数字照相设备拍摄一景物后所产生的数字影像上，各像素的各颜色通道是否系一个坏点通道，将一坏点通道的强度值，用该坏点周围的数个像素的对应颜色通道的强度值的一插值取代，其中，该插值系为各该对应颜色通道的强度值之中，介于最大与最小的强度值之间的一数值；

一运算处理单元，系依据该坏点处理软件的指令，进行数据运算及数据处理；及

一显示屏，系用以呈现经过该坏点处理软件校正处理后所产生的数字影像。

该坏点处理软件能统计一数字影像上各像素的三颜色通道的强度值，计算出各该颜色通道的强度值的平均值及标准差，且计算出该数字影像的三颜色信道的阈值，其中各该颜色通道的阈值系等于该颜色通道的强度值的标准差乘以一倍数；且计算出该数字影像上各该像素的各该颜色通道的强度值的离均差，及判断每一像素的各颜色通道的强度值的离均差是否大于各该颜色通道的阈值，当发现一像素的一颜色通道的强度值的离均差大于该颜色通道的阈值，则该像素为一个坏点，该像素的坐标被标示为一坏点坐标，该颜色通道被标示为一坏点通道，且将各该阈值、坏点坐标及坏点信道储存在该内存中。

本发明具有以下有益技术效果：

1、本发明的校正数字照相设备上坏点的方法，该方法系应用至一数字照相设备，包括使用该数字照相设备拍摄一张具有单一灰阶(Gray Scale)值的样纸，以产生该样纸的数字影像。一般言，透过良好的数字照相设备，所产生该样纸的数字影像，在每个像素与其邻近像素的色彩及亮度不会有太大的差异，而有坏点的数字照相设备生成的数字影像，在坏点处与其邻近像素的色彩及亮度，则会有极大的差异，这些坏点的成因，有可能是该坏点上的红色信道、绿色信道及蓝色信道都坏了，亦有可能是某一个通道(如：绿色信道)坏了，所以必须找出损坏的颜色信道。另，理论上，一个单一灰阶值的样纸的数字影像的各像素的三个颜色通道具有相同的强度值，但因光学组件和电子组件本身的在制造上的变异及环境光源的影响所致，该数字影像的各像素的三个颜色通道的强度值不会都相同，而是一个常态分布，采用统计分析的方法，计算该常态分布的平均值和标准差，正常的情况下所有的像素的各颜色通道的强度值的分布，应当在离平均值的一定范围(如：8倍的标准差)内，在有坏点的情况下，一个坏点至少有一个颜色通道的强度值大部分情况就在这个范围之外，因此，藉由一张单一灰阶值的样纸，能寻找出一部分的坏点，藉由一系列各具有不同的单一灰阶值的样纸，就能寻找出所有的坏点。

2、本发明的方法包括统计一该数字影像上所有像素的各颜色通道的强度值，且计算出各颜色通道的强度值的平均值及标准差，并以各颜色通道的强度值的标准差乘以一个倍数(如：8倍)，作为该颜色通道的阈值(Threshold Limit Value，简称TLV)，嗣，计算出该数字影像上所有像素的各颜色通道的强度值的离均差，再判断所有像素的各颜色通道的强度值的离均差是否大于各颜色通道的阈值，若是，则该像素为一个坏点，该颜色信道为一坏点信道，即输出该坏点坐标及坏点通道，如此，使用该数字照相设备拍摄一系列具有不同的单一灰阶值的样纸，以产生该样纸的数字影像，重复前述步骤，分别对各该数字影像，进行统计及计算，即能针对所有的像素，搜寻出全部的坏点坐标及坏点通道，并将全部的坏点坐标及坏点信道，记录为该数字照相设备的特征数据，以做为后续校正该数字照相设备所拍摄的数字影像的依据。

3、本发明的方法包括根据该数字照相设备的特征数据，判断各该像素的各个颜色通道中是否有坏点通道，若是，则将一坏点通道的强度值，用该坏点周围的某一像素的对应颜色通道的强度值取代，或用该坏点周围的数个像素的对应颜色通道的强度值的一插值取代，该插值系为各该对应颜色通道的强度值之中，介于最大与最小的强度值之间的一数值，重复前述步骤，直到对该数字影像上所有的像素皆完成坏点的判断及校正处理。该搜寻及校正数字照相设备上坏点的方法，不仅运算程序简单快速，且可藉由被编写成软件而广泛地应用至各种数字照相设备上，以实时修正各该数字照相设备所产生的数字影像上发生的坏点。

4、本发明的具坏点自动校正功能的数字照相设备，该数字照相设备具有一坏点处理软件，该坏点处理软件能依据其储存的坏点坐标及坏点通道，判断该数字照相设备拍摄一景物后所产生的一数字影像上，各像素的各颜色通道是否为一个坏点通道，将一坏点通道的强度值，用该坏点周围的数个像素的对应颜色通道的强度值的一插值取代，故，该数字照相设备能实时校正坏点。

附图说明

图1系产生一单一灰阶值的样纸的数字影像的示意图；

图2系本发明的计算各颜色通道的强度值的平均值及标准差的流程图；

图3系本发明的搜寻数字照相设备的坏点的流程图；

图4系本发明的校正数字照相设备的坏点的流程图；

图5系本发明的具坏点自动校正功能的数字照相设备系统图；及

图6系表示产生一系列各具不同单一灰阶值的样纸的数字影像的示意图。

具体实施方式

为便于审查员能对本发明的方法的原理及其功效，有更进一步的认识与了解，兹列举实施例，并配合图式，详细说明如下：

本发明提供一种校正数字照相设备上坏点的方法，该方法系应用至一数字照相设备，在该方法的一较佳的实施例中，请参阅图1所示，以一数字照相设备2拍摄一张单一灰阶值的样纸100(如：全白的纸张)，以产生样纸100的数字影像200，数字影像200的每一个像素(Pixel)皆具有一红色信道、一绿色信道及一蓝色信道等三个颜色信道，各颜色信道皆具有一个强度值。正常情况下数字影像200的呈现的色彩与样纸100一致，而若有坏点的情况，在坏点处就会出现变异，例如呈现暗点。

在该实施例中，透过统计数字影像200上所有像素的各颜色通道的强度值，以计算出各颜色通道的强度值的平均值及标准差，请参阅图2所示，兹将该统计及计算步骤详细说明如下：

(601)红色通道的强度值的总和以Sum_R表示，绿色通道的强度值的总和以Sum_G表示，蓝色通道的强度值的总和以Sum_B表示，红色通道的强度值的平方和以Sum_R2表示，绿色通道的强度值的平方和以Sum_G2表示，蓝色通道的强度值的平方和以Sum_B2表示，并设定Sum_R、Sum_G、Sum_B、Sum_R2、Sum_G2及Sum_B2的初始值(如：初始值为0)；

(602)输入一数字影像的一个像素的三个颜色通道的强度值；

(603)令Sum_R＝Sum_R+红色通道的强度值，令Sum_G＝Sum_G+绿色通道的强度值，令Sum_B＝Sum_B+蓝色通道的强度值，令Sum_R2＝Sum_R2+(红色通道的强度值)^2，令Sum_G2＝Sum_G2+(绿色通道的强度值)^2，令Sum_B2＝Sum_B2+(蓝色通道的强度值)^2；

(604)判断是否所有像素的三个颜色通道的强度值皆已输入，若是，进入步骤(605)，若否，到步骤(602)，以输入下一个像素的三个颜色通道的强度值；

(605)计算红色信道、绿色信道及蓝色信道的强度值的平均值AV_R、AV_G、AV_B，及红色信道、绿色信道及蓝色信道的强度值的标准差STD_R、STD_G、STD_B，并计算红色信道、绿色信道及蓝色信道的阈值，设总像素数目为pixs，则：

AV_R＝Sum_R/pixs，AV_G＝Sum_G/pixs，

AV_B＝Sum_B/pixs，

STD_R = \sqrt{\frac{Sum_R 2 - \frac{Sum_R^{2}}{pixs}}{pixs - 1}},

STD_G = \sqrt{\frac{Sum_G 2 - \frac{Sum_G^{2}}{pixs}}{pixs - 1}},

STD_B = \sqrt{\frac{Sum_B 2 - \frac{Sum_B^{2}}{pixs}}{pixs - 1}},

红色通道的阈值为标准差STD_R的alpha倍，alpha可以透过实验获得，绿色通道的阈值为标准差STD_G的alpha倍，蓝色通道的阈值为标准差STD_B的alpha倍。

在该实施例中，请参阅图3所示，兹将搜寻数字影像200的坏点坐标及坏点通道的步骤详细说明如下：

(701)输入一个像素的红、绿、蓝等三个颜色通道的强度值；

(702)计算红色信道、绿色信道及蓝色信道的强度值的离均差DR、DG、DB：

DR＝|红色通道的强度值-AV_R|，

DG＝|绿色通道的强度值-AV_G|，

DB＝|蓝色通道的强度值-AV_B|；

(703)判断红色通道的强度值的离均差DR是否超过红色通道的阈值，若是，则该像素为一个坏点，该红色信道为一坏点信道，进入步骤(704)，若否，进入步骤(705)；

(704)输出坏点坐标以及坏点通道，进入步骤(705)；

(705)判断绿色通道的强度值的离均差DG是否超过绿色通道的阈值，若是，则该像素为一个坏点，该绿色信道为一坏点信道，进入步骤(706)，若否，进入步骤(707)；

(706)输出坏点坐标以及坏点通道，进入步骤(707)；

(707)判断蓝色通道的强度值的离均差DB是否超过蓝色通道的阈值，若是，则该像素为一个坏点，该蓝色信道为一坏点信道，进入步骤(708)，若否，进入步骤(709)；

(708)输出坏点坐标以及坏点通道，进入步骤(709)；及

(709)判断是否所有像素的三个颜色通道的强度值皆已输入，若是则结束，若否，到步骤(701)，以输入下一个像素的三个颜色通道的强度值。

在该实施例中，在数字照相设备2出厂前，先用数字照相设备2拍摄一系列从全白到全黑，多张各具不同单一灰阶值的样纸，以产生该样纸的数字影像，嗣，使用一计算机设备，执行前述图2及图3的步骤，分别对各该数字影像，进行统计及计算，俟搜寻出数字照相设备2上全部的坏点坐标及坏点通道，将该全部的坏点坐标及坏点信道记录为数字照相设备2的特征数据，且将该特征数据储存在数字照相设备2中，以做为后续数字照相设备2校正所拍摄的数字影像的依据。

在该实施例中，在数字照相设备2出厂后，当使用者以数字照相设备2拍摄一景物后，数字照相设备2依以下步骤，如图4所示，判断及校正该景物的数字影像上的坏点坐标及坏点通道：

(810)输入一个像素坐标；

(820)依据该特征数据，判断该像素的三个颜色通道中，是否有坏点通道。若是，进入步骤(830)，若否，进入步骤(840)；

(830)当该像素的任何一个颜色通道为一个坏点通道时，用该坏点周围数个像素中的一像素的对应颜色通道的强度值取代该坏点通道的强度值，或用该坏点周围数个像素的对应颜色通道的强度值的一插值取代该坏点通道的强度值，如此，即能校正该坏点通道的强度值，该插值系为各该对应颜色通道的强度值之中，介于最大与最小的强度值之间的一数值，例如：该插值为该坏点周围的各个像素的对应颜色通道的强度值的平均值；及

(840)判断是否所有像素坐标皆已输入，若是则结束，若否，到步骤(810)，以输入下一个像素坐标。

重复前述(810)至(840)的步骤，直到对该数字影像上所有的像素皆完成坏点的判断及校正处理。

在本发明的另一实施例系一具坏点自动校正功能的数字照相设备5，参阅图5所示，数字照相设备5系包括一感光组件51、一光学装置50、一运算处理单元52、一坏点处理软件53、一内存54及一显示屏55，该感光组件51用以将一景物的光学影像转换成一数字影像，以取得该数字影像中每一个像素的三颜色信道的强度值，光学装置50用以将一景物的光学影像投射及聚焦在该感光组件51上，运算处理单元52系依据该坏点处理软件53的指令，进行数据运算及数据处理，坏点处理软件53能统计一数字影像上各个像素的各颜色通道的强度值，计算出各该颜色通道的强度值的平均值及标准差，以各该颜色通道的强度值的标准差乘以一倍数，作为该颜色信道的阈值，及判断每一像素的三颜色通道的强度值的离均差是否大于各该颜色通道的阈值，当发现任一像素的任一颜色通道的强度值的离均差大于各该颜色通道的阈值，则该像素为一个坏点，该像素的坐标被标示为一坏点坐标，该颜色通道被标示为一坏点通道，将各该阈值、坏点坐标及坏点信道储存在该内存54中。

参阅图6所示，使用者以数字照相设备5拍摄一系列从全白到全黑，多张各具不同单一灰阶值的样纸P，以产生该样纸P的数字影像I。嗣，数字照相设备5分别对各该数字影像I的各像素的三颜色通道的强度值，以前述的方法步骤进行统计及计算，进而搜寻出数字照相设备5上全部的坏点坐标及坏点通道，将数字照相设备5上全部的坏点坐标及坏点通道储存在数字照相设备5的内存54中，以做为数字照相设备5后续校正所拍摄的数字影像的依据，尔后，该坏点处理软件53即能依据内存54中储存的该坏点坐标及坏点通道，判断数字照相设备5拍摄一景物后所产生的一数字影像上，各像素的各颜色通道是否系一个坏点通道，将判断为一坏点通道的强度值，用该坏点周围的数个像素的对应颜色通道的强度值的一插值取代，其中，该插值系为各该对应颜色通道的强度值之中，介于最大与最小的强度值之间的一数值，如此，数字照相设备5能实时地自动校正坏点，使显示屏55能呈现经过该坏点处理软件53校正处理后所产生的数字影像。

据上所述，本发明的方法不仅运算程序简单快速，且可很容易地被编写成软件，广泛地应用至各种数字照相设备上，以有效且及时地修正各该数字照相设备所产生的数字影像上发生的坏点，不仅可用于各该数字照相设备在出厂前的检查及校正，各该数字照相设备在使用过一段时间后，发生新增的坏点时，亦可用该方法检修，且不需更换零件，即能矫正数字照相设备坏点，能有效降低制造及维修成本，且对使用者而言，每次使用一数字照相设备拍照后，该数字照相设备即能立刻修正数字影像的坏点，使输出数字影像均无坏点，大幅地提高使用上便利性。

以上所述，仅系本发明的较佳实施例，然而，本发明所主张的权利范围，并不局限于此，凡熟悉该项技艺人士，依据本发明所揭露的技术内容，可轻易思及的等效变化，均应属不脱离本发明的保护范畴。

Claims

1、一种校正数字照相设备上坏点的方法，该方法系应用至一数字照相设备，其特征在于，包括：

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括计算出该数字影像上各该像素的各该颜色通道的强度值的离均差；及

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，包括用该数字照相设备拍摄一系列各具有不同的单一灰阶值的样纸，以产生该样纸的数字影像，再分别对该数字影像，进行统计及计算，以搜寻出该数字影像的坏点坐标及坏点通道，进而搜寻出该数字照相设备上全部的坏点坐标及坏点通道。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，包括根据该坏点坐标及坏点通道，判断该数字照相设备拍摄一景物后所产生的数字影像上，各像素的各颜色通道是否为一个坏点通道。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，用一坏点周围的数个像素中的一像素的对应颜色通道的强度值，取代该坏点通道的强度值。

6、如权利要求4所述的方法，其特征在于，用一坏点周围的数个像素的对应颜色通道的强度值的一插值，取代该坏点通道的强度值，该插值系为各该对应颜色通道的强度值之中，介于最大与最小的强度值之间的一数值。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，该插值为相邻于该坏点坐标的数个像素的对应颜色通道的强度值的平均值。

8、一种具坏点自动校正功能的数字照相设备，其特征在于，包括：

9、如权利要求8所述的数字照相设备，其特征在于，该坏点处理软件能统计一数字影像上各像素的三颜色通道的强度值，计算出各该颜色通道的强度值的平均值及标准差，且计算出该数字影像的三颜色信道的阈值，其中各该颜色通道的阈值系等于该颜色通道的强度值的标准差乘以一倍数；且计算出该数字影像上各该像素的各该颜色通道的强度值的离均差，及判断每一像素的各颜色通道的强度值的离均差是否大于各该颜色通道的阈值，当发现一像素的一颜色通道的强度值的离均差大于该颜色通道的阈值，则该像素为一个坏点，该像素的坐标被标示为一坏点坐标，该颜色通道被标示为一坏点通道，且将各该阈值、坏点坐标及坏点信道储存在该内存中。