CN114331955A

CN114331955A - 一种评估图像采集模组性能的方法、装置、存储介质

Info

Publication number: CN114331955A
Application number: CN202111350500.4A
Authority: CN
Inventors: 邹佳辰; 陈承
Original assignee: Beijing Jihao Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Jihao Technology Co Ltd
Priority date: 2021-11-15
Filing date: 2021-11-15
Publication date: 2022-04-12

Abstract

本申请实施例提供一种评估图像采集模组性能的方法、装置、存储介质，其中，评估图像采集模组性能的方法包括：获取评估图像；去除所述评估图像包括的直流分量，得到第一图像；获取所述第一图像上至少部分像素点的信号幅值；根据所述信号幅值计算所述待评估图像采集模组的信噪比。本申请的一些实施例使用去直流和取包络等技术手段，能有效的降低噪声对信号幅值的影响，使信号幅值和信噪比的估算更加准确，还可以进一步提升对模组性能的评估准确性。

Description

一种评估图像采集模组性能的方法、装置、存储介质

技术领域

本申请涉及图像采集模组性能评估领域，具体而言本申请实施例涉及一种评估图像采集模组性能的方法、装置、存储介质。

背景技术

信噪比是评估图像采集模组灵敏度最重要的指标，通常定义为信号功率与噪声功率的比值，且通常使用分贝单位避免数值过大和便于比较。为了便于计算，信噪比的计算公式一般定义为信号幅值与噪声幅值的比。

然而，采用传统的方法获得的信号幅值携带的噪声较多，因此计算得到的信噪比受噪声的影响也较大，无法准确评估图像采集模组的性能。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种评估图像采集模组性能的方法、装置、存储介质，本申请的一些实施例使用去直流和取包络等技术手段，能有效的降低噪声对信号幅值的影响，使信号幅值和信噪比的估算更加准确，便于后续对模组性能的评估。

第一方面，本申请的一些实施例提供一种评估图像采集模组性能的方法，所述方法包括：获取评估图像，其中，所述评估图像是采用图像采集模组对测试图案进行图像采集得到；去除所述评估图像包括的直流分量，得到第一图像；获取所述第一图像上至少部分像素点的信号幅值；根据所述信号幅值计算所述待评估图像采集模组的信噪比。

本申请的一些实施例通过去直流的方式有效减少了信号幅值中携带的噪声信号，进而可以提升根据信号幅值计算得到的信噪比的准确性，从而能更加准确的反应的待评估图像采集模组的性能。

在一些实施例中，所述去除所述评估图像包括的直流分量，得到第一图像包括：获取所述评估图像上各像素点的直流分量的值；针对所述评估图像上的每个像素点，采用像素值减去对应的直流分量的值，得到所述第一图像。

本申请的一些实施例提供了一种去除直流分量的方法，即通过在评估图像上各像素点减去直流分量的方式得到一副与评估图像相同大小的第一图像，提升获取的信号幅值的准确性。

在一些实施例中，所述获取所述评估图像上各像素点的直流分量，包括：对所述任一像素点在所述评估图像上对应的滑动窗口内的多个像素值进行均值滤波，得到所述任一像素点的直流分量的值。

本申请的一些实施例通过均值滤波算法和滑动窗口来获取各像素点的直流分量，提升了获取的直流分量的准确性。

在本申请的一些实施例中，所述测试图案包括条纹图案或者棋盘格图案，其中，所述评估图像是对所述测试图案进行拍摄得到的一张图像，或者所述评估图像是对多张图像上相同像素点的像素值进行平均得到的平均图像且所述多张图像是采用所述图像采集模组对所述测试图案进行多次图像采集得到的多帧图像。

本申请的一些实施例通过对条纹进行图像采集来评估图像采集模组的性能可以有效避免采用手指采集指纹图像造成的评估图像获取不便捷的技术问题。

在一些实施例中，所述信号幅值通过包络值表征。

在一些实施例中，所述获取所述第一图像上至少部分像素点的信号幅值，包括：根据所述至少部分像素点在所述第一图像上的像素值的正负特性确定所述至少部分像素点中各像素点的包络值。

本申请的一些实施例通过去直流以后对应图像上的幅值的正负来确定各像素点的包络值，这样可以准确表征指纹信号的强度。

在一些实施例中，所述根据所述至少部分像素点在所述第一图像上的像素值的正负特性确定所述至少部分像素点中各像素点的包络值，包括：若所述至少部分像素点中第一像素点的像素值的符号为正，则从所述第一图像上与所述第一像素点的相邻区域中取最大像素值的绝对值作为所述第一像素点的包络值；若所述至少部分像素点中第二像素点的像素值的符号为负，则从所述第一图像上与所述第二像素点的相邻区域中取最小像素值的绝对值作为所述任一像素点的包络值；或者若所述至少部分像素点中第三像素点的值的为零，则所述第三像素点的包络值为零；其中，所述相邻区域是由滑动窗口所限定的区域。

本申请的一些实施例通过任一像素点临近的像素值以及该像素点的符号来确定对应的包络值，提升了包络值计算的准确性。

在一些实施例中，所述评估图像是通过所述图像采集模组对被测试光源照亮的具有所述测试图案的菲林膜进行图像采集得到的；所述评估图像是通过所述图像采集模组对与所述图像采集模组间隔有第一显示屏幕的橡胶测试头进行图像采集得到的，其中，所述橡胶测试头中靠近所述第一显示屏幕的一面上具有所述测试图案；或者所述评估图像是通过所述待评估图像采集模组对由所述第二显示屏幕显示的所述测试图案进行图像采集得到的。

本申请的一些实施例通过菲林膜或者其他方式来拍摄测试条纹可以避免需要人反复按压待评估图像模组导致的图像采集繁琐的技术问题。

在一些实施例中，在所述根据所述信号幅值计算所述图像采集模组的信噪比之前，所述方法还包括：获取所述至少部分像素点中各像素点的噪声幅值；其中，所述根据所述信号幅值计算所述图像采集模组的信噪比，包括：根据所述信号幅值和信噪比计算公式计算所述信噪比，其中，所述信噪比计算公式与所述至少部分像素点中各像素点的信号幅值与噪声幅值的相关。

本申请的一些实施例根据信号幅值与噪声幅值来计算信噪比。

在一些实施例中，所述获取所述至少部分像素点中各像素点的噪声幅值，包括：通过多张图像获取所述噪声幅值，其中，所述多张图像是采用所述图像采集模组对所述测试图案进行多次图像采集得到的。

本申请的一些实施例通过多张图像来获取噪声幅值提升了得到的噪声幅值的准确性。

在一些实施例中，所述多张图像的数目为L，L为大于1的整数，其中，所述通过多张图像获取所述噪声幅值，包括：通过计算所述各像素点在L 帧中变化的标准差得到所述噪声幅值。

本申请的一些实施例通过标准差得到每个像素点的噪声幅值，提升了数据处理的速度。

在一些实施例中，所述多张图像的数目为L，L为大于1的整数，其中，所述通过多张图像获取所述噪声幅值，包括：将所述L帧图像中任一帧图像与所述评估图像的均方根误差作为所述各像素点的噪声幅值，其中，所述评估图像是对所述L帧图像上各像素点的像素值进行平均得到的图像。

本申请的一些实施例通过均方根误差计算各像素点的噪声幅值提升了噪声幅值的准确性。

在一些实施例中，所述信噪比是通过如下公式计算得到的：

其中，i和j为目标区域内各像素点在所述目标区域的坐标，所述目标区域是由所述至少部分像素点所限定的区域，S_ij表征坐标为i和j的像素点对应的信号幅值，N_ij表征坐标为i和j的像素点对应的噪声幅值。

本申请的一些实施例通过计算评估图像上部分或者全部像素点的信噪比来获取待评估图像采集设备的信噪比。

在一些实施例中，在所述根据所述信号幅值和信噪比计算公式计算所述待评估图像采集模组的信噪比之后，所述方法还包括：根据所述信噪比评估所述待评估图像采集模组的性能。

本申请的一些实施例还根据计算得到的信号比来判断待评估的图像采集设备是否满足质量要求。

在一些实施中，所述待评估图像采集模组的信噪比是通过所述至少部分像素点表征的。

第二方面，本申请的一些实施例提供一种评估图像采集模组性能的装置，所述装置包括：评估图像获取模块，被配置为获取评估图像，其中，所述评估图像是采用图像采集模组对测试图案进行图像采集得到的图像；直流分量去除模块，被配置为去除所述评估图像包括的直流分量，得到第一图像；信号幅值获取模块，被配置为获取所述第一图像上至少部分像素点的信号幅值；信噪比获取模块，被配置为根据所述信号幅值计算所述待评估图像采集模组的信噪比。

第三方面，本申请的一些实施例提供一种可读存储介质，其上存储有程序，所述程序被处理器执行时可实现上述第一方面实施例所述的方法。

第四方面，本申请的一些实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时可实现上述第一方面实施例所述的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的评估图像采集模组性能的系统的组成示意图；

图2为本申请实施例提供的评估图像采集模组性能的方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的测试条纹示意图；

图4为本申请实施例提供的获取纹路图像的场景之一；

图5为本申请实施例提供的获取纹路图像的场景之二；

图6为本申请实施例提供的获取纹路图像的场景之三；

图7为本申请实施例提供的评估图像采集模组性能的装置的组成框图；

图8为本申请实施提供的电子设备的组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述示例中的有些图像是通过图像采集模组直接对图案进行图像采集得到的，而有些图像是基于拍摄得到的图像进行计算得到的。

请参看图1，图1为本申请一些实施例提供的评估图像采集模组性能的系统100的组成示意图。

图1提供的评估图像采集模组性能的系统100包括用于拍摄一张图像或者多张图像的待评估图像采集模组10，以及用于根据评估图像获取待评估图像采集模组信噪比或质量是否达标的服务器20。

在本申请的一些实施例中，图1的待评估图像采集模组10直接将采集的一张图像发送至服务器20，之后由服务器20将这张图像作为评估图像，并进一步根据评估图像来获取待评估图像采集模组的信噪比。例如，在本申请的一些实施例中，服务器20对评估图像采用去直流再取包络的方式来获取信号幅值，之后再根据信号幅值和信噪比计算公式得到待评估图像采集设备的信噪比。

在本申请的一些实施例中，图1的待评估图像采集模组10直接将采集的多张图像(或称为多帧图像)发送至服务器20，之后由服务器20根据这些图像得到评估图像，并进一步根据评估图像来获取待评估图像采集模组的信噪比。例如，在本申请的一些实施例中，服务器20对评估图像采用去直流再取包络的方式来获取信号幅值，之后再根据信号幅值和信噪比计算公式得到待评估图像采集设备的信噪比。

在本申请的一些实施例中，图1的待评估图像采集模组10具备信号处理能力能够将采集的多张图像(或称为多帧图像)进行处理得到评估图像，并将评估图像发送至服务器20，之后由服务器20根据评估图像来获取待评估图像采集模组的信噪比。例如，在本申请的一些实施例中，服务器20对评估图像采用去直流再取包络的方式来获取信号幅值，之后再根据信号幅值和信噪比计算公式得到待评估图像采集设备的信噪比。

在本申请的一些实施例中，评估图像是对多张图像上各像素点的像素值进行平均得到的平均纹路图像，且所述多张纹路图像是采用所述待评估图像采集模组对所述测试条纹或者皮肤纹路进行多次拍摄得到的多帧图像。例如，在一些实施例中，获取平均纹路图像的多张纹路图像是以固定待评估图像采集模组的曝光时间后连续采集N帧(即图1的第一帧图像101、第二帧图像102、第三帧图像103、第四帧图像104,……直至第N帧图像)图像得到的，其中，N为大于1的整数。在本申请的一些实施例中，根据N 帧图像得到评估图像的过程包括：从N帧图像上分别获取第一像素点(属于图像上的任一一个像素点)对应的N个像素值，并求解这N个像素值的平均值得到该第一像素点的平均像素值，以此类推，获取所有像素点的平均像素值即得到了平均纹路图像，后续可以将该平均纹路图像作为评估图像。

需要说明的是，图1中由服务器20执行的对评估图像去直流取包络的处理也可以由待评估图像采集模组10或者由手机执行。也就是说，在本申请的一些实施例中，在待评估图像采集模组10或者手机中集成了微处理器，该微处理器可以根据评估图像得到该模组的信噪比。可以理解的是，在这些实施例中手机的处理器通过总线从存器读取由待评估的图像采集模组10 采集的一张图像或者多张图像，之后基于读取的图像来评估图像采集模组的性能。

可以理解的是，图1的待评估图像采集模组包括屏下指纹图像采集模组或者其他类型的图像采集模组，本申请的实施例不限定待评估图像采集模组10的具体类型。

下面结合图2示例性阐述由图1的服务器20或者由待评估图像采集模组10自身集成的微处理器执行的评估图像采集模组性能的方法。

如图2所示，本申请的一些实施例提供一种评估图像采集模组性能的方法，该方法包括：S101，获取评估图像，其中，所述评估图像是采用图像采集模组对测试图案进行图像采集得到的。S102，去除所述评估图像包括的直流分量，得到第一图像。S103，获取所述第一图像上至少部分像素点的信号幅值。以及S104，根据所述信号幅值计算所述待评估图像采集模组的信噪比。

可以理解的是，在S101之前，本申请一些实施例的评估图像采集模组性能的方法还包括利用待评估的图像采集模组获取一张或多张包含测试图案的图像的过程，

下面示例性阐述上述过程。

结合图3-图6示例性阐述通过图像采集模组采集一张或多张图像的过程。需要说明的是，测试图案的类型包括：条纹图案(例如，黑白间隔的竖条纹)、棋盘格图案或者多个圆环嵌套的图案等，本申请的实施例不限定测试图案的具体类型。例如，图3示出的是测试条纹图案，可以理解的是，本申请的一些实施例利用待评估图像采集模组对图3的测试条纹图案进行图像采集，得到一张或多张包括测试图案的图像。下面提供结合图4-图6 示例性阐述三种对图3的测试条纹图案进行图像采集的方式。

如图4所示，该图的纹路图像是通过待评估的图像采集模组10对被测试光源照亮的具有测试条纹的菲林膜进行图像采集得到的。从图4可以看出，菲林膜上包括图3的测试条纹。需要说明的是，图4是以灯泡发出的光作为测试光源，本申请的一些实施例并不限定测试光源的具体类型。例如，在本申请的一些实施例中，也可以采用面光源作为图4的测试光源。如果需要多张纹路图像时，只需要控制图4的待评估图像采集模组10在相同的曝光时间下对具有测试条纹的菲林膜进行连续拍摄得到多帧图像。

如图5所示，在图5中从左至右依次为屏下模组、设备屏幕以及橡胶测试点，且橡胶测试点上设置有测试图案。在图5中测试图案的图像是通过待评估的图像采集模组10对与该待评估图像采集模组间隔第一显示屏幕 (即图5的设备屏幕)的橡胶测试头进行图像采集得到的，其中，橡胶测试头中靠近所述第一显示屏幕的一面上具有如图3所示的测试条纹。例如，在一些实施例中，待评估图像采集模组为屏下皮肤纹路采集模组，则图5 的第一显示屏幕为待评估图像采集模组作为屏下指纹识别模组时的显示屏幕。

如图6所示，该图的纹路图像是通过所述待评估的图像采集模组10对由显示屏幕(即图6的设备屏幕)上显示的测试条纹进行图像采集得到的。在一些实施例中，待评估图像采集模组10为屏下指纹采集模组，则图6的显示屏幕为相应的显示屏幕。

可以理解的是，本领域技术人员可以根据不同的指纹识别模组的不同生成阶段、不同的生成环境采用不同的方式来获取带有测试图案(例如，测试条纹)的评估图像。例如，在本申请的一些实施例中在对测试条纹进行图像采集时要借助于显示屏幕，而在本申请的另一些实施例中采用待评估模组对测试条纹进行拍摄时并不需要显示屏幕。

在本申请的一些实施例中，例如，将Chart图(即测试图案的一个示例) 放置在镜头上直接进行拍摄，Chart图有图案的面朝下，Chart图上放置肉色橡胶头。在一些实施例中，可以在每次采集一张图片后，需要将Chart图换一个角度重新放置在屏幕上。重复拍摄操作，共拍摄多张不同角度的纹路图像。

需要说明的是，采用上述方式采集图像时使用固定曝光方式每次采集一张数据，待评估的图像采集模组10的曝光时间根据采集需求固定。在本申请的一些实施例中，通过待评估图像采集模组拍摄的图像为灰度图像，相应的像素值为灰度图像上的灰度值。当采用上述方式得到的多张图像后，再求解相同像素点在多张图像上的所有像素值的平均值得到各点的平均像素值，即得到了评估图像。在本申请的一些实施例中待评估的指纹识别模组为RGB彩色模组，相应的评估图像可以从RGB三个通道中选取的某一个通道灰度图像。在本申请的一些实施例中，针对RGB三个通道分别处理并根据得到的三个结果获得最终结果，例如，选取最小或者最大或者加权平均。

也就是说，S101涉及的评估图像在一些实施例中是指一张图像，在另一些实施例中评估图像是对拍摄的多张图像上各像素点的像素值求平均得到平均图像。

例如，在本申请的一些实施例中，测试图案为黑白间隔的竖条纹，则 S101通过待评估的图像采集模组对该黑白间隔的竖条纹图案进行图像采集，得到一张包含该图案的图像，并将这个图像作为评估图像。也就是说，可以基于这一张包含黑白间隔的竖条纹图像来获取待评估的图像采集模组的信噪比。

例如，在本申请的一些实施例中，测试图案为黑白间隔的竖条纹，则 S101通过待评估的图像采集模组对该黑白间隔的竖条纹图案进行多次图像采集，得到多张包含该图案的图像，并将这些图像上相同像素点的像素值求均值得到评估图像。也就是说，在本申请的一些实施例中S101的评估图像是通过对测试图案进行多次图像采集并计算多张图像上相同像素点的平均值得到的，可以理解的是在本申请的一些实施例中会基于该评估图像来得到待评估的图像采集模组的信噪比。

例如，在本申请的一些实施例中，S101涉及的评估图像是采用待评估的图像采集模组对测试条纹或者皮肤纹路进行拍摄得到的一张纹路图像。在本申请的另一些实施例中，S102涉及的评估图像是对多张纹路图像上各像素点的像素值进行平均得到的平均纹路图像且所述多张纹路图像是采用所述待评估图像采集模组对所述测试条纹或者皮肤纹路进行多次拍摄得到的多帧图像。

在本申请的一些实施例中，S102包括：获取评估图像上各像素点的直流分量的值；针对所述评估图像上的每个像素点，采用像素值减去对应的直流分量的值，得到所述第一图像。例如，在本申请的一些实施例中，S102 涉及的获取所述评估图像上各像素点的直流分量的值过程包括：对与所述评估图像上任一像素点对应的滑动窗口内的多个像素值进行均值滤波，得到所述任一像素点的直流分量。

可以理解的是，在本申请的一些实施例中，评估图像上各像素点的像素值采用矩阵表征(即矩阵上各元素是对应像素点的像素值)，各像素点的直流分量值也采用矩阵表征(即矩阵上各元素是对应像素点的直流分量的值)，则S102包括：将评估图像对应的矩阵与直流分量对应的矩阵相减，得到去直流后的第一图像。例如，对于第一像素点，利用该第一像素点在评估图像上的像素值减去该第一像素点的直流分量的值，得到该第一像素点在第一图像上的像素值。

需要说明的是，直流分量决定了信号在一定范围内的平均值，在本申请的一些实施例中通过一定范围内各像素点的像素值的平均值来估算直流分量。S102通过获取各像素点直流分量的值可以得到信号幅值中携带的噪声信号，本申请的一些实施例通过去直流的方式有效减少了信号幅值中携带的噪声信号，进而可以提升根据信号幅值计算得到的信噪比的准确性，从而能更加准确的反应的待评估图像采集模组的性能。

在本申请的一些实施例中，测试图案为条纹图案或者皮肤纹路图案，则可以理解的是S102涉及的滑动窗口的大小需要能够包含至少该条纹图案中的一对条纹的谷和脊。

在本申请的一些实施例中，S103涉及的信号幅值通过包络值表征。也就是说，各像素点的信号幅值是通过该像素点的包络强度表征的。可以理解的是，包络值或者包络强度用于表征相应像素点所在位置的信号强度。

在本申请的一些实施例中，S103包括：根据所述至少部分像素点在所述第一图像上的像素值的正负特性确定所述至少部分像素点中各像素点的包络值。

例如，在本申请的一些实施例中，S103包括：若所述至少部分像素点中第一像素点的像素值的符号为正，则从所述第一图像上与所述第一像素点的相邻区域中取最大像素值的绝对值作为所述第一像素点的包络值；若所述至少部分像素点中第二像素点的像素值的符号为负，则从所述第一图像上与所述第二像素点的相邻区域中取最小像素值的绝对值作为所述任一像素点的包络值；或者若所述至少部分像素点中第三像素点的值的为零，则所述第三像素点的包络值为零；其中，所述相邻区域是由滑动窗口所限定的区域。

需要说明的是，第一像素点、第二像素点和第三像素点并不是特指某个像素点，而是为了描述方便，这些像素点属于至少部分像素点中的任意一个像素点。

例如，在本申请的一些实施例中，S103包括：根据部分像素点在所述第一图像上的像素值的正负特性确定该部分像素点中各像素点的包络值，对应的在后续过程中需要对应获得这部分像素点的噪声幅值，之后再根据这部分像素点的信号幅值与噪声幅值的比值得到这部分像素点的信噪比。也就是说，在这些实施例中是通过部分像素点的信噪比来反应待评估图像采集模组的性能的。

例如，在本申请的一些实施例中，S103包括：根据对评估图像去直流后得到的第一图像上的全部像素点在该第一图像上的像素值的正负特性确定各像素点的包络值，对应的在后续过程中需要对应获取全部像素点的噪声幅值，之后再根据全部像素点的信号幅值与噪声幅值的比值得到整张图像的信噪比。也就是说，在这些实施例中是通过采集得到图像上的全部像素点的信噪比来反应待评估图像采集模组的性能的。

可以理解的是，在本申请的一些实施例中为了根据信噪比计算公式确定信噪比，该评估图像采集模组性能的方法还包括：获取所述至少部分像素点中各像素点的噪声幅值，其中，所述信噪比计算公式与所述至少部分像素点中各像素点的信号幅值与噪声幅值的相关。例如，在本申请的一些实施例中，根据多张图像得到所述至少部分像素点中各像素点的噪声幅值。

对于噪声幅值的获取方式既可以基于一张图像来获取，也可以基于多张图像来获取，且多张图像是采用所述图像采集模组对所述测试图案进行多次图像采集得到的。需要说明的是，当采用多张图像来获取各像素点的噪声幅值时可以包括多种示例，例如，本申请的一些实施例通过计算每个像素点在L帧中变化的标准差来得到噪声幅值，在本申请的另一些实施例中也可以采用均方根误差估算噪声幅值。

下面以两个示例阐述根据多张图像来获取各像素点的噪声幅值的计算方法。

例如，在本申请的一些实施例中，获取噪声幅值的多帧图像的数目为L (即由图1的待评估图像采集模组连续拍摄L帧图像得到)，其中，L为大于1的整数，其中，所述各像素点的噪声幅值是通过计算每个像素点在L 帧中变化的标准差得到的。

例如，在本申请的一些实施例中，获取噪声幅值的多帧图像的数目为L (即由图1的待评估图像采集模组连续拍摄L帧图像得到)，其中，L为大于1的整数，其中，S101涉及的评估图像是计算该L帧图像上相同像素点的均值得到的，且S103涉及的获取所述测试图像上各像素点的噪声幅值的过程示例性包括：将所述L帧图像中任一帧图像与所述评估图像的均方根误差作为所述各像素点的噪声幅值，其中，所述评估图像是对所述L帧图像上各像素点的像素值进行平均得到的图像。例如，测试图案为条纹图案，通过计算采集条纹图案得到的L帧图像上各像素点的平均值得到评估图像，包括：将所述L帧图像中任一帧图像与该评估图像的均方根误差作为所述各像素点的噪声幅值。可以理解的是，采用这种方式得到的各像素点的噪声幅值的大小相同。

正如上文所记载的，S103通过信噪比公式计算信噪比。可以理解的是，信噪比，英文名称叫做SNR或S/N(SIGNAL-NOISE RATIO)，又称为讯噪比，信噪比是指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例。这里面的信号指的是来自设备外部需要通过这台设备进行处理的电子信号(例如，基于采集测试图案得到的评估图像)，噪声是指经过该设备后产生的原信号中并不存在的无规则的额外信号，并且该种信号并不随原信号的变化而变化。

在本申请的一些实施例中，为了避免信噪比数值过大引入了对数计算信噪比，所述信噪比计算公式如下：

需要说明的是，为了得到信噪比，当获取的信号幅值为部分像素点的幅值时，则获取的噪声幅值也是这部分像素点的噪声幅值；当获取的信号幅值为图像上全部像素点的幅值时，则获取噪声幅值也是全部像素点的噪声幅值。

为了能够根据信噪比即时判断待评估图像采集模组的质量是否达标，在S104之后，所述评估图像采集模组性能的方法还包括：根据所述信噪比评估所述待评估图像采集模组的性能。例如，在一些实施例中，根据信噪比是否大于设定阈值，进而确定该待评估图像采集模组的质量是否达标。例如，当信噪比小于设定阈值时，则认为该待评估图像采集模组的质量不满足出厂要求，反之则达到出厂要求。

需要说明的是，本申请的一些实施例也可以用于评估具有屏下指纹识别模组所拍摄的指纹图像的信噪比，进而根据该判断结果确定是否该指纹图像继续输入识别模块进行身份识别或者防伪识别。

通过上述描述可以理解的是，待评估图像采集模组的信噪比既可以全部像素点表征，也可以通过部分像素点表征。

下面以一个具体示例阐述本申请一些实施例的评估图像采集模组性能的方法。

示例一

第一步，由图1的待评估的图像采集模组拍摄一副灰度图像A(即评估图像)，该灰度图像采用如下矩阵表征，其中，矩阵中的各元素分别表征相应像素点的像素值：

第二步，选取滑动窗口参数R，在滑动窗口限定的各范围内通过均值滤波算法(Box Filter)计算相应像素点的直流分量。

假设计算的各像素点的直流分量用如下的矩阵D表征：

其中：|i-x|≤R且|j-y|≤R，“上划线”这个符号(读作“拔”)表示求平均，上面公式里的A_ij拔表示在第一步的灰度图像上坐标为(x,y)的像素点的上、下、左和右四个方位上的各R个像素点组成的矩形区域内共(2R+1) *(2R+1)个像素点的所有A_ij的平均值，A_ij评估图像上的第i行第j列的元素的像素值。例如，R＝2时就是从当前分析像素点往上数两行到往下数两行，从往左数两行到往右数两行这样一个窗口范围，即R＝2对应两行和两列，除了往上、下、左和右数的行之外，还包括当前分析像素点本身所处的行和列，就得到了该窗口内的像素数量为5*5，其中，2R+1＝5。

第三步，将灰度图像对应的矩阵与直流分量对应的矩阵相减，得到去直流后的第一图像A′，其中，第一图像A′用四则运算表征为：A′＝A-D。

第四步，在去直流后的第一图像A′上，根据每个像素点的像素值的(正负)符号计算其包络线高度，得到矩阵S：

其中，A′_ij是第一图像上的第i行第j列的元素的像素值。

需要说明的是，在本申请的一些实施例中用矩阵S中的每个元素，作为评估图像A在对应坐标处的信号幅值用于信噪比的计算。

可以理解的是，当获得了信号幅值矩阵S后可以计算全部像素点的信噪比。

下面以一张纹路图像(即评估图像的一个示例)得到包络值的过程为例示例性阐述上述四个步骤。

根据第一步，由待评估图像采集模组对测试条纹进行拍摄得到一张评估图像A，该评估图像A有4行4列(如表1所示)，且评估图像A上各像素点的像素值具体数值如下表1所示。在表1中一个小方格表征一个像素点，且小方格内的数值表征相应像素点的像素值，坐标为(1，1)的像素点对应的像素值为1，坐标为(1,2)的像素点对应的像素值为3，坐标为(1,3)的像素点对应的坐标值为4，……，以此类推可以确定各像素点的像素值。

表1

1	3	4	5
				5	8	3	2
4	4	0	1
				2	1	2	3

根据上述第二步在与各像素点分别对应的滑动窗口限定的各范围内通过均值滤波算法(Box Filter)计算各像素点的直流分量的值，得到的所有像素点的直流分量的值组成直流分量图像D。

假设滑动窗口参数R＝1，则根据该参数确定的滑动窗口的大小为 (2R+1)*(2R+1)，即滑动窗口大小为3*3，之后再根据滑动窗口内的所有像素点的像素值确定一个像素点的直流分量的值。例如，表1中坐标为 (1,1)的像素点的像素值为1且对应于该像素点的滑动窗口内还包括：坐标为(2,1)像素值为5的像素点，坐标为(2,1)像素值为3的像素点以及坐标为(2,2)像素值为8的像素点；坐标为(1,2)的像素点的像素值为3 且对应于该像素点的滑动窗口内还包括：坐标为(1,3)像素值为4的像素点，坐标为(2,2)像素值为8的像素点以及坐标为(2,3)像素值为3的像素点，……，以此类推可以确定各像素点的滑动窗口内的所有像素值的和，再求解这些和的均值得到对应像素点的直流分量值，得到如下表2的直流分量的值矩阵(该表是直流分量图像D)。

可以理解的是，表2中的每个小方格也分别代表一个像素点，方格内的数据表征相应像素点的直流分量的值。

根据设定的滑动窗口确定，坐标为(1,1)的像素点的直流分量的值为： (1+3+5+8)/4＝4.25，表2的像素数目与表1的相同：

表2

4.25	4	4.1667	3.5
				4.1667	3.5556	3.3333	2.5
4	3.2222	2.6667	1.8333
				2.75	2.1667	1.8333	1.5

根据上述第三步根据直流分量图像D和图像A得到去直流后的第一图像A’，该第一图像A’采用表3表征。

根据表2的直流分量矩阵对图像A去直流后，得到如下表3所示的第一图像A’为，对应上述第三步。表3中的每个小方格也分别代表一个像素点，方格内的数据表征相应像素点的去直流分量后的值。例如，坐标为(1,1) 的像素点的去直流分量后的像素值为：1-4.25＝-3.25，即采用相同像素点的表2减去表1后的值作为去直流以后的像素值，表3的像素值有正也有负。

表3

-3.25	-1	-0.167	1.5
				0.8333	4.4444	-0.333	-0.5
0	0.7778	-2.667	-0.833
				-0.75	-1.167	0.1667	1.5

根据上述第四步的计算公式得到去直流后各像素点的包络值如表4，得到信号幅值对应的包络矩阵或称为图像S：

表4

3.25	3.25	1	1.5
				4.4444	4.4444	2.6667	2.6667
0	4.4444	2.6667	2.6667
				1.1667	2.6667	1.5	1.5

需要说明的是，在上述示例中采用表格来表征图像，也就是在上述示例中采用表格表征图像的方式来替代传统的采用矩阵表征图像的方式。

下面以多张图像的相同像素点平均得到的评估图像为例，示例性阐述本申请一些实施例的根据信号幅值即包络值获取噪声比的过程。

以固定曝光时间连续采集L帧图像(L为大于1的整数)，且L帧图像标识为：A¹,A²,…,A^L其中，L帧图像中任意一帧图像表征为如下矩阵：

设L帧图像的平均图像为A(即评估图像)，表征为如下矩阵，其中，图像A中的任意一个像素点的像素值是L帧图像上该像素点的L个像素值的均值：

第一步，计算噪声幅值

方案一：计算每个像素点在L帧中变化的标准差，作为该坐标的噪声幅值：

其中，该矩阵中每个坐标处参数的物理含义为噪声强度，该矩阵后的计算公式为每个坐标处噪声强度的计算公式。

需要说明的是，本申请的一些实施例也可以采用均方根误差估算噪声幅值。

方案二：任取一帧图像，不妨设为A¹，用它与平均图像A的均方根误差(RMSE)作为全图的噪声幅值：

注意方案二实际上每个像素坐标对应的噪声幅值都一样，实际上只需要计算一次即可。这里写成矩阵的形式是为了让两种方案的结果一致，简化后续步骤。

第二步，计算信号幅值

从A¹,A²,…,A^L中任选一帧图像，或用平均图像A，带入上述方案中的信号幅值算法中，计算出信号幅值

第三步，计算信噪比

最后用N与S的比值计算全图或图中设定区域的信噪比值：

其中，i和j为全图或设定区域内的各像素点的坐标值。

在本申请的一些实施例中可以基于得到的信噪比对图像采集模型进行性能评估。

请参考图7，图7示出了本申请实施例提供的评估图像采集模组性能的装置，应理解，该装置与上述图2方法实施例对应，能够执行上述方法实施例涉及的各个步骤，该装置的具体功能可以参见上文中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。装置包括至少一个能以软件或固件的形式存储于存储器中或固化在装置的操作系统中的软件功能模块，该评估图像采集模组性能的装置，包括：评估图像获取模块111，被配置为获取评估图像，其中，所述评估图像是采用图像采集模组对测试图案进行图像采集得到的图像；直流分量去除模块112，被配置为去除所述评估图像包括的直流分量，得到第一图像；信号幅值获取模块113，被配置为获取所述第一图像上至少部分像素点的信号幅值；信噪比获取模块114，被配置为根据所述信号幅值和信噪比计算公式计算所述待评估图像采集模组的信噪比。

在本申请的一些实施例中，图7的装置还包括噪声幅值获取模块115，该模块被配置为采用多帧图像得到各像素点的噪声幅值。

在本申请的一些实施例中，图7的装置还包括质量评估模块116，该质量评估模块116被配置为根据信号比判断相应的待评估图像采集模组是否达到质量要求。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。

本申请的一些实施例提供一种可读存储介质，其上存储有程序，所述程序被处理器执行时可实现如图2所述的方法。

如图8所示，本申请的一些实施例提供一种电子设备500，该电子设备 500包括存储器510、处理器520以及存储在所述存储器510上并可在所述处理器520上运行的计算机程序，其中，该处理器520通过总线530从存储器510上读取程序并执行所述程序时可实现图2所示方法的各个实施例。

处理器520可以处理数字信号，可以包括各种计算结构。例如复杂指令集计算机结构、结构精简指令集计算机结构或者一种实行多种指令集组合的结构。在一些示例中，处理器520可以是微处理器。

存储器510可以用于存储由处理器520执行的指令或指令执行过程中相关的数据。这些指令和/或数据可以包括代码，用于实现本申请实施例描述的一个或多个模块的一些功能或者全部功能。本公开实施例的处理器520 可以用于执行存储器510中的指令以实现图2中所示的方法。存储器510 包括动态随机存取存储器、静态随机存取存储器、闪存、光存储器或其它本领域技术人员所熟知的存储器。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语 “包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims

1.一种评估图像采集模组性能的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取评估图像，其中，所述评估图像是采用图像采集模组对测试图案进行图像采集得到的；

去除所述评估图像包括的直流分量，得到第一图像；

获取所述第一图像上至少部分像素点的信号幅值；

根据所述信号幅值计算所述图像采集模组的信噪比。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除所述评估图像包括的直流分量，得到第一图像包括：

获取所述评估图像上各像素点的直流分量的值；

针对所述评估图像上的每个像素点，采用像素值减去对应的直流分量的值，得到所述第一图像。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述评估图像上各像素点的直流分量，包括：

对所述任一像素点在所述评估图像上对应的滑动窗口内的多个像素值进行均值滤波，得到所述任一像素点的直流分量的值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试图案包括条纹图案或棋牌格图案，其中，所述评估图像是对所述测试图案进行图像采集得到的一张图像，或者所述评估图像是对多张图像上相同像素点的像素值进行平均得到的平均图像且所述多张图像是采用所述图像采集模组对所述测试图案进行多次图像采集得到的多帧图像。

5.如权利要求1-4所述的方法，其特征在于，所述信号幅值通过包络值表征。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取所述第一图像上至少部分像素点的信号幅值，包括：

根据所述至少部分像素点在所述第一图像上的像素值的正负特性确定所述至少部分像素点中各像素点的包络值。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少部分像素点在所述第一图像上的像素值的正负特性确定所述至少部分像素点中各像素点的包络值，包括：

若所述至少部分像素点中第一像素点的像素值的符号为正，则从所述第一图像上与所述第一像素点的相邻区域中取最大像素值的绝对值作为所述第一像素点的包络值；

若所述至少部分像素点中第二像素点的像素值的符号为负，则从所述第一图像上与所述第二像素点的相邻区域中取最小像素值的绝对值作为所述任一像素点的包络值；或者

若所述至少部分像素点中第三像素点的值的为零，则所述第三像素点的包络值为零；

其中，所述相邻区域是由滑动窗口所限定的区域。

8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，

所述评估图像是通过所述图像采集模组对被测试光源照亮的具有所述测试图案的菲林膜进行图像采集得到的；

所述评估图像是通过所述图像采集模组对与所述图像采集模组间隔有第一显示屏幕的橡胶测试头进行图像采集得到的，其中，所述橡胶测试头中靠近所述第一显示屏幕的一面上具有所述测试图案；或者

所述评估图像是通过所述待评估图像采集模组对由所述第二显示屏幕显示的所述测试图案进行图像采集得到的。

9.如权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，在所述根据所述信号幅值计算所述图像采集模组的信噪比之前，所述方法还包括：获取所述至少部分像素点中各像素点的噪声幅值；其中，

所述根据所述信号幅值计算所述图像采集模组的信噪比，包括：

根据所述信号幅值和信噪比计算公式计算所述信噪比，其中，所述信噪比计算公式与所述至少部分像素点中各像素点的信号幅值与噪声幅值相关。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述获取所述至少部分像素点中各像素点的噪声幅值，包括：通过多张图像获取所述噪声幅值，其中，所述多张图像是采用所述图像采集模组对所述测试图案进行多次图像采集得到的。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述多张图像的数目为L，L为大于1的整数，其中，

所述通过多张图像获取所述噪声幅值，包括：通过计算所述各像素点在L帧中变化的标准差得到所述噪声幅值。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述多张图像的数目为L，L为大于1的整数，其中，

所述通过多张图像获取所述噪声幅值，包括：将所述L帧图像中任一帧图像与所述评估图像的均方根误差作为所述各像素点的噪声幅值，其中，所述评估图像是对所述L帧图像上相同像素点的像素值进行平均得到的图像。

13.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其特征在于，所述信噪比是通过如下公式计算得到的：

其中，i和j为像素点在目标区域的坐标，所述目标区域是由所述至少部分像素点所限定的区域，S_ij表征坐标为i和j的像素点对应的信号幅值，N_ij表征坐标为i和j的像素点对应的噪声幅值。

14.如权利要求1-13任一项所述的方法，其特征在于，在所述根据所述信号幅值计算所述图像采集模组的信噪比之后，所述方法还包括：根据所述信噪比评估所述图像采集模组的性能。

15.如权利要求1-14任一项所述的方法，其特征在于，所述待评估图像采集模组的信噪比是通过所述至少部分像素点表征的。

16.一种评估图像采集模组性能的装置，其特征在于，所述装置包括：

评估图像获取模块，被配置为获取评估图像，其中，所述评估图像是采用图像采集模组对测试图案进行图像采集得到的；

直流分量去除模块，被配置为去除所述评估图像包括的直流分量，得到第一图像；

信号幅值获取模块，被配置为获取所述第一图像上至少部分像素点的信号幅值；

信噪比获取模块，被配置为根据所述信号幅值计算所述待评估图像采集模组的信噪比。

17.一种可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时可实现权利要求1-15中任意一项权利要求所述的方法。

18.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时可实现权利要求1-15中任意一项权利要求所述的方法。