CN104185019A

CN104185019A - 一种检测摄像头污点的方法和装置

Info

Publication number: CN104185019A
Application number: CN201410356183.0A
Authority: CN
Inventors: 詹鹏飞
Original assignee: Qingdao Goertek Co Ltd
Current assignee: Goertek Optical Technology Co Ltd
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2034-07-24
Also published as: CN104185019B

Abstract

本发明公开一种检测摄像头污点的方法和装置。所述方法包括：在每个检测周期内，分别在第一采样步长t₁下依次采样2次，在第二采样步长t₂下依次采样1次，判断每个亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率是否分别都在各自对应的置信区间内，若在则判断结果为1，否则判断结果为0；对上述三个亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，并输出此次检测周期的运算结果，如果输出的运算结果为1，则判断此次检测周期采样的像素点中不存在污点，并继续下一个检测周期，如果输出的运算结果为0，则判断此次检测周期采样的像素点中存在污点，并停止检测。本发明可以有效地分析摄像头所拍摄图像中的污点，提高检测准确率。

Description

一种检测摄像头污点的方法和装置

技术领域

本发明涉及光学器件测试技术领域，尤其涉及一种检测摄像头污点的方法和装置。

背景技术

摄像头图像污点测试的传统方法是根据亮度偏差的方式判断图像是否存在污点。即设定一个理论亮度值及一组上下偏差门限值，只有在该亮度范围之外的像素点被认为是污点。然而在实际生产测试中，存在一类污点，如表一所示，表一为污点摄像头所拍摄的图片中像素点的亮度值分布表。不妨设该图像的理论亮度值为140，上下门限值为15，表一中“*”表示的亮度值为150，而中间区域存在一块亮度值为130的脏污。在该情况下脏污与正常数值同时存在于理论合理区间，应用传统的污点判断方法认为表一中像素点无污点，而实际上表一中像素点存在污点，因此传统的污点判断方法污点检测准确率较低，无法满足测试需要。

表一：

*

130

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130

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130

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130

*

发明内容

针对上述现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种检测摄像头污点的方法和装置。

本发明公开了一种检测摄像头污点的方法，所述方法包括：

获取无污点的摄像头所拍摄图片的像素点的亮度平均值y_s、亮度误差置信区间(-C,C)、第一采样步长t₁下所采样像素点的亮度误差变化率置信区间(-W₁,W₁)和第二采样步长t₂下所采样像素点的亮度误差变化率置信区间(-W₂,W₂)，其中所述第一采样步长小于所述第二采样步长；

在每个检测周期内，对待检测的摄像头所拍摄图片的像素点获取亮度初始值，并在所述第一采样步长t₁下依次采样2次，获取第一亮度采样值和第二亮度采样值，在所述第二采样步长t₂下依次采样1次，获取第三亮度采样值；

根据亮度采样值减去亮度平均值y_s计算亮度误差，分别得到第一亮度采样值的亮度误差、第二亮度采样值的亮度误差和第三亮度采样值的亮度误差；以及根据第一亮度采样值减去亮度初始值得到第一亮度采样值的亮度误差变化率，第二亮度采样值减去第一亮度采样值得到第二亮度采样值的亮度误差变化率，第三亮度采样值减去亮度初始值得到第三亮度采样值的亮度误差变化率；

判断每个亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率是否分别都在各自对应的置信区间内，若在，则输出该亮度采样值的判断结果为1，否则，输出该亮度采样值的判断结果为0；

对第一亮度采样值的判断结果、第二亮度采样值的判断结果和第三亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，并输出此次检测周期的运算结果；

如果输出的运算结果为1，则判断此次检测周期采样的像素点中不存在污点，并继续下一个检测周期，并且此次检测周期的第二亮度采样值作为下一个检测周期内第一亮度采样值的亮度初始值，此次检测周期的第三亮度采样值作为下一个检测周期内第三亮度采样值的亮度初始值；如果输出的运算结果为0，则判断此次检测周期采样的像素点中存在污点，并停止检测。

本发明还公开了一种检测摄像头污点的装置，包括：预处理模块、第一模糊控制器、第二模糊控制器、逻辑运算模块和判断模块；

预处理模块，用于获取无污点的摄像头所拍摄图片的像素点的亮度平均值y_s、亮度误差置信区间(-C,C)、第一采样步长t₁下所采样像素点的亮度误差变化率置信区间(-W₁,W₁)和第二采样步长t₂下所采样像素点的亮度误差变化率置信区间(-W₂,W₂)，其中所述第一采样步长小于所述第二采样步长；

第一模糊控制器，用于在每个检测周期内，对待检测的摄像头所拍摄图片的像素点获取亮度初始值，并在所述第一采样步长t₁下依次采样2次，获取第一亮度采样值和第二亮度采样值；计算所述第一亮度采样值和第二亮度采样值中每个亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率；判断所述每个亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率是否分别都在各自对应的置信区间内，并分别输出第一亮度采样值和第二亮度采样值的判断结果；

第二模糊控制器，用于在每个检测周期内，对待检测的摄像头所拍摄图片的像素点获取亮度初始值，并在所述第二采样步长t₂下依次采样1次，获取第三亮度采样值，计算所述第三亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率，判断所述第三亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率是否都在各自对应的置信区间内，并输出第三亮度采样值的判断结果；

逻辑运算模块，用于将对第一亮度采样值的判断结果、第二亮度采样值的判断结果和第三亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，并输出此次检测周期的运算结果；

判断模块，用于如果逻辑运算模块输出的运算结果为1，则判断此次检测周期采样的像素点中不存在污点，并继续下一个检测周期，并且此次检测周期的第二亮度采样值作为下一个检测周期内第一亮度采样值的亮度初始值，此次检测周期的第三亮度采样值作为下一个检测周期内第三亮度采样值的亮度初始值；如果逻辑运算模块输出的运算结果为0，则判断此次检测周期采样的像素点中存在污点，并停止检测。

与现有技术相比，本发明的技术效果为：

本发明公开的一种检测摄像头污点的方法，在每个检测周期中，通过采样和计算得到三个亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率，判断三个亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率是否都在各自对应的置信区间内，并将三个亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，若逻辑与运算运算结果为1，则此次检测周期采样的像素点中不存在污点，并继续下一个检测周期；若逻辑与运算运算结果为0，则此次检测周期采样的像素点中存在污点，并停止检测，通过该方法可以有效地分析图像中的各类污点、坏点，尤其对于淡色脏污具有较强的辨别处理能力，提高了污点检测的准确率，进而提高了产线测试图像分析的精确度，解决了传统辨别方法所无法克服的问题，具有较强鲁棒性的特点。本发明公开的一种检测摄像头污点的装置，通过设计模糊控制器，将专家或操作者的实际控制经验和知识通过控制规则的形式变现出来，把这些规则作为控制系统的决策依据，通过分析待检测的摄像头所摄像的图像中是否在污点，来进一步判断摄像头中是否存在污点，该装置具有较强实用价值和判断的准确性较高。

附图说明

图1是本发明检测摄像头污点的方法实施例的流程示意图；

图2是本发明检测摄像头污点的装置实施例一的结构示意图；

图3是本发明检测摄像头污点的装置实施例二的结构示意图；

图4a是本发明检测摄像头污点的装置实施例二中第一模糊控制器的亮度误差的隶属度函数图像；

图4b是本发明检测摄像头污点的装置实施例二中第一模糊控制器的亮度误差变化率的隶属度函数图像；

图5a是本发明检测摄像头污点的装置实施例二中第二模糊控制器的亮度误差的隶属度函数图像；

图5b是本发明检测摄像头污点的装置实施例二中第二模糊控制器的亮度误差变化率的隶属度函数图像。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明检测摄像头污点的方法实施例

图1是本发明检测摄像头污点的方法实施例的流程示意图；如图1所示，本发明实施例公开了一种检测摄像头污点的方法，包括：

步骤S101，获取参数无污点的摄像头所拍摄图片的像素点的亮度平均值y_s、亮度误差置信区间(-C,C)、第一采样步长t₁下所采样像素点的亮度误差变化率置信区间(-W₁,W₁)和第二采样步长t₂下所采样像素点的亮度误差变化率置信区间(-W₂,W₂)，第二采样步长t₂为第一采样步长t₁的k倍，其中k≥2，且k为正整数，具体的步骤如下：

通过镜头外观检查以及拍摄图像检查筛选一个无污点镜头；

由无污点镜头对纯色白光源拍摄n幅无污点图片，每幅图片中像素点的个数为m，之后采样这些图片所有像素点的亮度值，经统计得到以下指标：

亮度平均值y_s的计算公式为：其中y_i,j表示第i幅图片中第j个像素点的亮度采样值；

亮度误差置信区间(-C,C)中的C的计算公式为：

C＝max{|Δy_1,1|,|Δy_1,2|,…,|Δy_i,j|,…,|Δy_n,m|}

其中

{Δy}_{i, j} = y_{i, j} - y_{s}, (i = 1,2, . . ., n; j = 1,2, . . . m),

表示第i幅图片中第j个像素点的亮度误差；

在第一采样步长t₁下所采样像素点的亮度误差变化率置信区间(-W₁,W₁)中W₁的计算的方法为：首先计算在第一采样步长t₁下所采样的每个像素点的亮度采样值的亮度误差变化率，公式为：

{Δw}_{i, 1 + r_{1} t_{1}} = y_{i, 1 + r_{1} t_{1}} - y_{i, 1 + (r_{1} - 1) t_{1}} (i = 1,2, . . ., n; r_{1} = 1,2, . . .),

其中r₁表示第一采样步长t₁下第r₁个采样像素点；

然后取所有亮度采样值的亮度误差变化率的绝对值中最大的一个为W₁；第二采样步长t₂下所采样的亮度采样值的亮度误差变化率置信区间(-W₂,W₂)中W₂的计算方法为：首先计算在第二采样步长t₂下所采样的每个像素点的亮度采样值的亮度误差变化率，公式为：

{Δw}_{i, 1 + r_{2} t_{2}} = y_{i, 1 + r_{2} t_{2}} - y_{i, 1 + (r_{2} - 1) t_{2}} (i = 1,2, . . ., n; r_{2} = 1,2, . . .)

其中r₂表示第二采样步长t₂下第个r₂采样像素点；

然后取所有亮度采样值的亮度误差变化率的绝对值中最大的一个为W₂。

获取参数亮度平均值y_s、亮度误差置信区间(-C,C)、第一采样步长t₁下所采样像素点的亮度误差变化率置信区间(-W₁,W₁)和第二采样步长t₂下所采样像素点的亮度误差变化率置信区间(-W₂,W₂)后，开始对待检测的摄像头所拍摄图片进行检测，其中待检测的摄像头所拍摄图片为待检测的摄像头对纯色白光源拍摄的一幅图片，且该图片中的像素点的个数也为m，并对该图片中各像素点的亮度值进行标号排序，如表二所示：

Y0

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6

Y7

Y8

Y9

Y10

表二为截取该图片中第一行的部分像素点的亮度值。

步骤S102，在每个检测周期内，对待检测的摄像头所拍摄图片的像素点获取亮度初始值，并在第一采样步长t₁下依次采样2次，获取第一亮度采样值和第二亮度采样值，在第二采样步长t₂下依次采样1次，获取第三亮度采样值；在第一个检测周期中，第一亮度采样值的亮度初始值和第三亮度采样值的亮度初始值为同一个值，即表二中的Y0；

根据亮度采样值减去亮度平均值y_s计算亮度误差，分别得到第一亮度采样值的亮度误差、第二亮度采样值的亮度误差和第三亮度采样值的亮度误差；以及根据第一亮度采样值减去亮度初始值得到第一亮度采样值的亮度误差变化率，第二亮度采样值减去第一亮度采样值得到第二亮度采样值的亮度误差变化率，第三亮度采样值减去亮度初始值得到第三亮度采样值的亮度误差变化率。

步骤S103，判断每个亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率是否分别都在各自对应的置信区间内，若在，则输出该亮度采样值的判断结果为1，否则，输出该亮度采样值的判断结果为0；其中每个亮度采样值的亮度误差所对应的置信区间为亮度误差置信区间(-C,C)，第一亮度采样值的亮度误差变化率和第二亮度采样值的亮度误差变化率所对应的置信区间为第一采样步长下的亮度误差变化率置信区间(-W₁,W₁)，第三亮度采样值的亮度误差变化率所对应的置信区间为第二采样步长下的亮度误差变化率置信区间(-W₂,W₂)。

步骤S104，对第一亮度采样值的判断结果、第二亮度采样值的判断结果和第三亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算。

逻辑与运算可以为：第一步：对第一亮度采样值的判断结果和第二亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算；第二步：对第一步中逻辑与运算所得到的结果再与第三亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，并输出此次检测周期的运算结果；

或者，逻辑与运算可以为：第一步：对第一亮度采样值的判断结果和第三亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算；第二步：对第一步中逻辑与运算所得到的结果再与第二亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，并输出此次检测周期的运算结果；

或者，逻辑与运算可以为：第一步：对第二亮度采样值的判断结果和第三亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算；第二步：对第一步中逻辑与运算所得到的结果再与第一亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，并输出此次检测周期的运算结果。

如果逻辑与运算输出的运算结果为0，执行步骤S105；如果输出的运算结果为1，执行步骤S106。

步骤S105，则判断此次检测周期采样的像素点中存在污点，并停止检测。

步骤S106，则判断此次检测周期采样的像素点中不存在污点，并继续下一个检测周期，并且此次检测周期的第二亮度采样值作为下一个检测周期内第一亮度采样值的亮度初始值，此次检测周期的第三亮度采样值作为下一个检测周期内第三亮度采样值的亮度初始值，返回步骤S102。

本发明实施例的一种检测摄像头污点的方法除了进行亮度误差判断外，还进行亮度误差变化率判断，只有亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率都在各自对应的置信区间内，才认为该亮度采样值不是污点，因此污点判断的准确性较高，尤其对于淡色脏污具有较强的辨别处理能力；另外本发明是边检测边判断，一旦检测到有污点即停止检测，保证了产线测试图像分析的精确度和效率，可以有效地分析图像中的污点，解决了传统辨别方法所无法克服的问题，达到了很好的测试效果。

本发明检测摄像头污点的装置实施例一

图2是本发明检测摄像头污点的装置实施例一的结构示意图；如图2所示，本发明公开了一种检测摄像头污点的装置，包括：预处理模块21、第一模糊控制器22、第二模糊控制器23、逻辑运算模块24和判断模块25；

在开始检测之前，预处理模块21，首先要获取无污点的摄像头所拍摄图片的像素点的亮度平均值y_s、亮度误差置信区间(-C,C)、第一采样步长t₁下所采样像素点的亮度误差变化率置信区间(-W₁,W₁)和第二采样步长t₂下所采样像素点的亮度误差变化率置信区间(-W₂,W₂)这四个参数，其中第一采样步长小于第二采样步长；

然后预处理模块21把亮度平均值y_s、亮度误差置信区间(-C,C)和亮度误差变化率置信区间(-W₁,W₁)这三个参数输送给第一模糊控制器22，把亮度平均值y_s、亮度误差置信区间(-C,C)、和亮度误差变化率置信区间(-W₂,W₂)这三个参数输送给第二模糊控制器23。

在每个检测周期内，第一模糊控制器22，首先从待检测的摄像头所拍摄图片的像素点中获取一个亮度初始值，为第一亮度初始值，并在第一采样步长t₁下从待检测的摄像头所拍摄图片的像素点中，依次采样2次，获取两个像素点的亮度值，分别为第一亮度采样值和第二亮度采样值；计算第一亮度采样值和第二亮度采样值中每个亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率；判断每个亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率是否分别都在各自对应的置信区间内，并分别输出第一亮度采样值和第二亮度采样值的判断结果，其中，每个亮度采样值的亮度误差的置信区间为(-C,C)，亮度误差变化率的置信区间为(-W₁,W₁)；

第二模糊控制器23，从待检测的摄像头所拍摄图片的像素点获取一个亮度初始值，为第二亮度初始值，并在第二采样步长t₂下依次采样1次，获取第三亮度采样值，计算第三亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率，判断第三亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率是否都在各自对应的置信区间内，并输出第三亮度采样值的判断结果，其中第三亮度采样值的亮度误差的置信区间为(-C,C)，亮度误差变化率的置信区间为(-W₂,W₂)。

逻辑运算模块24，对第一模糊控制器22中第一亮度采样值的判断结果、第二亮度采样值的判断结果和第二模糊控制器23中第三亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，并输出此次检测周期的运算结果。

判断模块25对逻辑运算模块24输出的运算结果进行判断。如果逻辑运算模块24输出的运算结果为1，则判断此次检测周期采样的像素点中不存在污点，并继续下一个检测周期，并且此次检测周期的第二亮度采样值作为下一个检测周期内第一亮度采样值的亮度初始值，此次检测周期的第三亮度采样值作为下一个检测周期内第三亮度采样值的亮度初始值；如果逻辑运算模块输出的运算结果为0，则判断此次检测周期采样的像素点中存在污点，并停止检测。其中，在第一个检测周期中，第一亮度采样值的亮度初始值和第三亮度采样值的亮度初始值为同一个值。

本实施例的一种检测摄像头的装置可以有效地分析图像中的污点，解决了传统辨别方法所无法克服的问题，达到了很好的测试效果。

本发明检测摄像头污点的装置实施例二

图3是本发明检测摄像头污点的装置实施例二的结构示意图；如图3所示，本实施例公开了一种检测摄像头污点的装置，包括：预处理模块21、第一模糊控制器22、第二模糊控制器23、逻辑运算模块24和判断模块25；

在每个检测周期之前，预处理模块21中的筛选单元211，通过镜头外观检查以及拍摄图像检查筛选一个无污点镜头；

拍摄采样单元212，用筛选单元211中筛选的无污点镜头对纯色白光源拍摄n＝10幅无污点图片，每幅图片中像素点的个数为m＝1280*800，之后采样这些图片所有像素点的亮度值；

亮度平均值计算单元213，用拍摄采样单元212获取的数据，根据公式：计算亮度平均值y_s，其中y_i,j表示第i幅图片中第j个像素点的亮度采样值；计算得到y_s＝142。

第一门限计算单元214，用亮度平均值计算单元213得到的y_s＝142，根据公式：

C＝max{|Δy_1,1|,|Δy_1,2|,|…，Δy_i,j|,…,|Δy_n,m|}计算亮度误差置信区间(-C,C)中的C，其中Δy_i,j＝y_i,j-y_s,(i＝1,2,…,n；j＝1,2,…m)，表示第i幅图片中第j个像素点的亮度误差；计算得到C＝15。

第二门限计算单元215，用拍摄采样单元212获取的数据，首先计算在第一采样步长t₁＝3下所采样像素点的每个亮度采样值的亮度误差变化率，公式为：

{Δw}_{i, 1 + r t_{1}} = y_{i, 1 + r_{1} t_{1}} - y_{i, 1 + (r_{1} - 1) t_{1}} (i = 1,2, . . ., n; r_{1} = 1,2, . . .),

其中r₁表示第一采样步长t₁＝3下第r₁个采样像素点；然后取所有亮度采样值的亮度误差变化率的绝对值中最大的一个作为第一采样步长t₁＝3下所采样的亮度采样值的亮度误差变化率置信区间(-W₁,W₁)中的W₁，计算得到W₁＝3。

第三门限计算单元216，用拍摄采样单元212获取的数据，首先计算在第二采样步长t₂＝2t₁＝6下所采样像素点的每个亮度采样值的亮度误差变化率，公式为：

{Δw}_{i, 1 + r t_{2}} = y_{i, 1 + r 2 t_{2}} - y_{i, 1 + (r_{2} - 1) t_{2}} (i = 1,2, . . ., n; r_{2} = 1,2, . . .)

其中r₂表示第二采样步长t₂＝6下第r₂个采样像素点；然后取所有亮度采样值的亮度误差变化率的绝对值中最大的一个作为第二采样步长t₂＝6下所采样的亮度采样值的亮度误差变化率置信区间(-W₂,W₂)中的W₂，计算得到W₂＝5。

预处理模块21把得到的数据亮度平均值y_s＝142输送给第一模糊控制器22中的第一计算单元222，亮度误差置信区间(-15,15)和第一采样步长t₁＝3下所采样像点的亮度误差变化率置信区间(-3,3)输送给第一模糊控制器22中的第一处理单元223；

预处理模块21把得到的数据亮度平均值y_s＝142输送给第二模糊控制器23中的第二计算单元232，亮度误差置信区间(-15,15)和第二采样步长t₂＝6下所采样像素点的亮度误差变化率置信区间(-6,6)输送给第二模糊控制器23中的第二处理单元233。

图4a是本发明检测摄像头污点的装置实施例二中第一模糊控制器的亮度误差的隶属度函数图像；图4b是本发明检测摄像头污点的装置实施例二中第一模糊控制器的亮度误差变化率的隶属度函数图像；如图4a和4b所示，第一模糊控制器22以亮度误差E1和亮度误差变化率EC1作为模糊控制器的输入量，亮度误差E1的论域的语言变量值和亮度误差变化率EC1的论域的语言变量值均用：{NS，Z，PS}来表示，其中NS、Z、PS分别表示负小、零、正小。表三为第一模糊控制器22中的模糊推理输出表，如下：

在每个检测周期内，第一模糊控制器22中的第一采样单元221，对待检测的摄像头所拍摄图片的像素点获取亮度初始值，并在第一采样步长t₁＝3下依次采样2次，获取第一亮度采样值和第二亮度采样值；其中待检测的摄像头所拍摄图片为待检测的摄像头对纯色白光源拍摄的一幅图片，且该图片中的像素点的个数也为m＝1280*800。

第一计算单元221，计算第一亮度采样值和第二亮度采样值中每个亮度采样值的亮度误差E1和亮度误差变化率EC1；其中，根据亮度采样值减去亮度平均值y_s＝142计算亮度误差，分别得到第一亮度采样值的亮度误差、第二亮度采样值的亮度误差，根据第一亮度采样值减去亮度初始值得到第一亮度采样值的亮度误差变化率，第二亮度采样值减去第一亮度采样值得到第二亮度采样值的亮度误差变化率；

第一处理单元223，根据第一计算单元221所得的亮度误差E1和亮度误差变化率EC1，判断每个亮度采样值的亮度误差E1和亮度误差变化率EC1是否分别都在各自对应的置信区间内，即根据图4a和图4b所示的隶属度函数图像和表三，输出第一亮度采样值和第二亮度采样值的判断结果，其中若在，则输出该亮度采样值的判断结果为1，否则，输出该亮度采样值的判断结果为0。

图5a是本发明检测摄像头污点的装置实施例二中第二模糊控制器的亮度误差的隶属度函数图像；图5b是本发明检测摄像头污点的装置实施例二中第二模糊控制器的亮度误差变化率的隶属度函数图像；如图5a和图5b所示，第二模糊控制器23以亮度误差E2和亮度误差变化率EC2作为作为模糊控制器的输入量，亮度误差E2的论域的语言变量值和亮度误差变化率EC2的论域的语言变量值均用：{NS，Z，PS}来表示，其中NS、Z、PS分别表示负小、零、正小。表四为第二模糊控制器23中的模糊推理输出表，如下：

在每个检测周期内，第二模糊控制器23中的第二采样单元231，对待检测的摄像头所拍摄图片的像素点获取亮度初始值，并在第二采样步长t₂＝6下依次采样1次，获取第三亮度采样值；

第二计算单元232，计算第三亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率；其中，根据第三亮度采样值减去亮度平均值y_s得到第三亮度采样值的亮度误差，根据第三亮度采样值减去亮度初始值得到第三亮度采样值的亮度误差变化率；

第二处理单元233，根据第二计算单元232所得到的亮度误差E2和亮度误差变化率EC2，判断第三亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率是否都在各自对应的置信区间内，即根据图5a和图5b所示的隶属度函数图像和表四输出第三亮度采样值的判断结果，其中若在，则输出第三亮度采样值的判断结果为1，否则，输出第三亮度采样值的判断结果为0。

在本实施例中的逻辑运算模块24包括如下任一子模块：

第一逻辑运算子模块，用于对第一亮度采样值的判断结果和第二亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，逻辑与运算所得到的结果再与第三亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，并输出此次检测周期的运算结果；

或者，

第二逻辑运算子模块，用于对第一亮度采样值的判断结果和第三亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，逻辑与运算所得到的结果再与第二亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，并输出此次检测周期的运算结果；

或者，

第三逻辑运算子模块，用于对第二亮度采样值的判断结果和第三亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，逻辑与运算所得到的结果再与第一亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，并输出此次检测周期的运算结果。

判断模块，用于如果逻辑运算模块输出的运算结果为1，则判断此次检测周期采样的像素点中不存在污点，并继续下一个检测周期，并且此次检测周期的第二亮度采样值作为下一个检测周期内第一亮度采样值的亮度初始值，此次检测周期的第三亮度采样值作为下一个检测周期内第三亮度采样值的亮度初始值；如果逻辑运算模块输出的运算结果为0，则判断此次检测周期采样的像素点中存在污点，并停止检测。其中，在第一个检测周期中，第一亮度采样值的亮度初始值和第三亮度采样值的亮度初始值为同一个值。

本实施例的一种检测摄像头的装置可以有效地分析图像中的污点，解决了传统测试方法所无法克服的问题，达到了很好的测试效果。

综上，本发明公开的一种检测摄像头污点的方法可以有效地分析图像中的污点，尤其对于淡色脏污具有较强的辨别处理能力，提高了产线测试图像分析的精确度，解决了传统辨别方法所无法克服的问题，具有较强鲁棒性的特点。本发明公开的一种检测摄像头污点的装置，通过设计模糊控制器，来通过模糊控制器，分析待检测的摄像头所摄像的图像中是否在污点，来进一步判断摄像头中是否存在污点，该装置具有较强实用价值和判断的准确较高。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种检测摄像头污点的方法，其特征在于，所述方法包括：

如果输出的运算结果为1，则判断此次检测周期采样的像素点中不存在污点，并继续下一个检测周期，并且将此次检测周期的第二亮度采样值作为下一个检测周期内第一亮度采样值的亮度初始值，此次检测周期的第三亮度采样值作为下一个检测周期内第三亮度采样值的亮度初始值；如果输出的运算结果为0，则判断此次检测周期采样的像素点中存在污点，并停止检测。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对第一亮度采样值的判断结果、第二亮度采样值的判断结果、第三亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，并输出此次检测周期的运算结果的步骤为：

第一步：对第一亮度采样值的判断结果和第二亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算；

第二步：对第一步中逻辑与运算所得到的结果再与第三亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，并输出此次检测周期的运算结果；

或者，

第一步：对第一亮度采样值的判断结果和第三亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算；

第二步：对第一步中逻辑与运算所得到的结果再与第二亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，并输出此次检测周期的运算结果；

或者,

第一步：对第二亮度采样值的判断结果和第三亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算；

第二步：对第一步中逻辑与运算所得到的结果再与第一亮度采样值的判断结果进行逻辑与运算，并输出此次检测周期的运算结果。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取无污点的摄像头所拍摄图片的像素点的亮度平均值y_s、亮度误差置信区间(-C,C)、第一采样步长t₁下所采样像素点的亮度误差变化率置信区间(-W₁,W₁)和第二采样步长t₂下所采样像素点的亮度误差变化率置信区间(-W₂,W₂)包括：

通过镜头外观检查以及拍摄图像检查筛选一个无污点镜头；

由所述无污点镜头对纯色白光源拍摄n幅无污点图片，每幅图片中像素点的个数为m，之后采样这些图片所有像素点的亮度值，经统计得到以下指标：

所述亮度平均值y_s的计算公式为：其中y_i,j表示第i幅图片中第j个像素点的亮度采样值；

所述亮度误差置信区间(-C,C)中的C的计算公式为：

C＝max{|Δy_1,1|,|Δy_1,2|,…,|Δy_i,j|,…,|Δy_n,m|}

其中Δy_i,j＝y_i,j-y_s,(i＝1,2,…,n；j＝1,2,…m)，表示第i幅图片中第j个像素点的亮度误差；

所述第一采样步长t₁下所采样像素点的亮度误差变化率置信区间(-W₁,W₁)中W₁的计算的方法为：首先计算在所述第一采样步长t₁下所采样的每个像素点的亮度采样值的亮度误差变化率，公式为：

{Δw}_{i, 1 + r_{1} t_{1}} = y_{i, 1 + r_{1} t_{1}} - y_{i, 1 + (r_{1} - 1) t_{1}} (i = 1,2, . . ., n; r_{1} = 1,2, . . .),

其中r₁表示第一采样步长t₁下第r₁个采样像素点；然后取所有亮度采样值的亮度误差变化率的绝对值中最大的一个为W₁；

所述第二采样步长t₂下所采样的亮度采样值的亮度误差变化率置信区间(-W₂,W₂)中W₂的计算方法为：首先计算在所述第二采样步长t₂下所采样的每个像素点的亮度采样值的亮度误差变化率，公式为：

{Δw}_{i, 1 + r_{2} t_{2}} = y_{i, 1 + r_{2} t_{2}} - y_{i, 1 + (r_{2} - 1) t_{2}} (i = 1,2, . . ., n; r_{2} = 1,2, . . .)

其中r₂表示第二采样步长t₂下第r₂个采样像素点；然后取所有亮度采样值的亮度误差变化率的绝对值中最大的一个为W₂。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述待检测的摄像头所拍摄图片为待检测的摄像头对纯色白光源拍摄的图片，且图片中的像素点的个数为m。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二采样步长t₂为所述第一采样步长t₁的k倍，其中k≥2，且k为正整数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二采样步长为所述第一采样步长的2倍。

7.一种检测摄像头污点的装置，其特征在于，包括：预处理模块、第一模糊控制器、第二模糊控制器、逻辑运算模块和判断模块；

判断模块，用于如果逻辑运算模块输出的运算结果为1，则判断此次检测周期采样的像素点中不存在污点，并继续下一个检测周期，并且将此次检测周期的第二亮度采样值作为下一个检测周期内第一亮度采样值的亮度初始值，此次检测周期的第三亮度采样值作为下一个检测周期内第三亮度采样值的亮度初始值；如果逻辑运算模块输出的运算结果为0，则判断此次检测周期采样的像素点中存在污点，并停止检测。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一模糊控制器包括：

第一采样单元，用于在每个检测周期内，对待检测的摄像头所拍摄图片的像素点获取亮度初始值，并在所述第一采样步长t₁下依次采样2次，获取第一亮度采样值和第二亮度采样值；

第一计算单元，用于计算所述第一亮度采样值和第二亮度采样值中每个亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率；其中，根据亮度采样值减去亮度平均值y_s计算亮度误差，分别得到第一亮度采样值的亮度误差、第二亮度采样值的亮度误差，根据第一亮度采样值减去亮度初始值得到第一亮度采样值的亮度误差变化率，第二亮度采样值减去第一亮度采样值得到第二亮度采样值的亮度误差变化率；

第一处理单元，用于判断所述每个亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率是否分别都在各自对应的置信区间内，并分别输出第一亮度采样值和第二亮度采样值的判断结果，其中若在，则输出该亮度采样值的判断结果为1，否则，输出该亮度采样值的判断结果为0；

所述第二模糊控制器包括：

第二采样单元，用于在每个检测周期内，对待检测的摄像头所拍摄图片的像素点获取亮度初始值，并在所述第二采样步长t₂下依次采样1次，获取第三亮度采样值；

第二计算单元，用于计算所述第三亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率；其中，根据第三亮度采样值减去亮度平均值y_s得到第三亮度采样值的亮度误差，根据第三亮度采样值减去亮度初始值得到第三亮度采样值的亮度误差变化率；

第二处理单元，用于判断所述第三亮度采样值的亮度误差和亮度误差变化率是否都在各自对应的置信区间内，并输出该亮度采样值的判断结果，其中若在，则输出第三亮度采样值的判断结果为1，否则，输出第三亮度采样值的判断结果为0。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述逻辑运算模块包括如下任一子模块：

或者，

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预处理模块包括：

筛选单元，用于通过镜头外观检查以及拍摄图像检查筛选一个无污点镜头；

拍摄采样单元，用于由所述无污点镜头对纯色白光源拍摄n幅无污点图片，每幅图片中像素点的个数为m，之后采样这些图片所有像素点的亮度值；

亮度平均值计算单元，用于根据公式：计算亮度平均值y_s，其中y_i,j表示第i幅图片中第j个像素点的亮度采样值；

第一门限计算单元，用于根据公式为：

C＝max{|Δy_1,1|,|Δy_1,2|,…,|Δy_i,j|,…,|Δy_n,m|}计算亮度误差置信区间(-C,C)中的C，其中Δy_i,j＝y_i,j-y_s,(i＝1,2,…,n；j＝1,2,…m)，表示第i幅图片中第j个像素点的亮度误差；

第二门限计算单元，用于首先计算在所述第一采样步长t₁下所采样像素点的每个亮度采样值的亮度误差变化率，公式为：

{Δw}_{i, 1 + r t_{1}} = y_{i, 1 + r_{1} t_{1}} - y_{i, 1 + (r_{1} - 1) t_{1}} (i = 1,2, . . ., n; r_{1} = 1,2, . . .),

其中r₁表示第一采样步长t₁下第r₁个采样像素点；然后取所有亮度采样值的亮度误差变化率的绝对值中最大的一个作为第一采样步长t₁下所采样的亮度采样值的亮度误差变化率置信区间(-W₁,W₁)中的W₁；

第三门限计算单元，用于首先计算在所述第二采样步长t₂下所采样像素点的每个亮度采样值的亮度误差变化率，公式为：

{Δw}_{i, 1 + r t_{2}} = y_{i, 1 + r_{2} t_{2}} - y_{i, 1 + (r_{2} - 1) t_{2}} (i = 1,2, . . ., n; r_{2} = 1,2, . . .)

其中r₂表示第二采样步长t₂下第r₂个采样像素点；然后取所有亮度采样值的亮度误差变化率的绝对值中最大的一个作为第二采样步长t₂下所采样的亮度采样值的亮度误差变化率置信区间(-W₂,W₂)中的W₂。