SE536859C2

SE536859C2 - Metod för bildbehandling och bildbehandlande anordning.

Info

Publication number: SE536859C2
Application number: SE1230148A
Authority: SE
Inventors: Stefan Olsson
Original assignee: Flir Systems Ab
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-10-07
Also published as: SE1230148A1; WO2014107120A1; US20150310594A1

Abstract

Uppfinningen avser en bildbehandlingsmetod för avlägsnande av högfrekvent statisktmönsterbrus från en videosekvens, varvid en sekvens av inkommande bildrutor sparasnär aktuell scen rör sig över en ingående kameras detektor. Uppfinningen avser ävenen bildbehandlande anordning för genomförande av bildbehandlingsmetoden. Enligtuppfinningen är en metod och en anordning åstadkomna som effektivt avlägsnarstatiskt mönsterbrus och vilken metod är effektiv, stabil, lätt att implementera ochäven har förmågan att avlägsna långsamt varierande spatialt-temporalt statisktmönsterbrus. Detta åstadkoms genom en metod innefattande momenten: a) att ett medelvärde bildas (4) av sekvensen av inkommande sparade bildrutoroch att det bildade medelvärdet spatialt högpassfiltreras (7), b) att det spatialt högpassfiltrerade medelvärdet viktas med ett mått på skillnadenmellan inkommande sparade bildrutor (5, 8, 14), c) att det spatialt högpassfiltrerade medelvärdet viktas med ett kantmått påinkommande sparade bildrutor (6, 9 15), d) att det viktade spatialt högpassfiltrerade medelvärdet lagras (11) ochsubtraheras (20) från videosekvensen, samt genom en anordning innefattande kamera med detektor, rörelsedetektor, minneför lagring av bildrutor och processor för bearbetning av lagrade bildrutor enligt metoden. (Figur 1 föreslås som publiceringsfigur)

Description

25 30 536 859 Sammandrag av uppﬁnningen Ändamålet med föreliggande uppﬁnningen är att åstadkomma en bildbehandlingsmetod och en bildbehandlande anordning som effektivare än kända lösningar enligt ovan eliminerar hö gfrekvent statiskt brus. Metoden enligt uppﬁnningen kan därtill tillskrivas egenskaperna att vara enkel att implementera, att vara mycket effektiv, och stabil och som dessutom kan avlägsna långsamt varierande spatialt-temporalt statiskt mönsterbrus.

Uppﬁnningsändamålet uppnås genom en bildbehandlingsmetod enligt första stycket kännetecknad av a) att det bildade medelvärdet spatialt högpassﬁltreras, b) att det spatialt högpassﬁltrerade medelvärdet viktas pixelvis temporalt med ett mått på skillnaden mellan inkommande sparade bildrutor, c) att det spatialt högpassﬁltrerade medelvärdet viktas med värdet av ett kantmått på inkommande sparade bildrutor, d) att det viktade spatialt högpassﬁltrerade medelvärdet lagras som en ackumulerad bild av statiskt mönsterbrus och subtraheras från videosekvensen.

Uppﬁnningsändamålet uppnås även genom en bildbehandlande anordning enligt första stycket för genomförande av bildbehandlingsmetoden kännetecknad av att anordningen innefattar kamera med detektor, rörelsedetektor, minne för lagring av bildrutor och processor för bearbetning av lagrade bildrutor.

Med bestämningen att aktuell scen rör sig över en ingående kameras detektor avses att bland annat täcka in att kameran kan röra sig, att kameran kan vara monterad på en plattform som rör sig, att kameran är under zoomning eller att kameran är under en autofokuserande process.

Genom att utnyttja rörelse mellan detektor och scen kan det statiska mönsterbruset som förblir ﬁxt relativt detektom identifieras och effektivt elimineras genom stegen a) till d) ovan där, utöver medelvärdesbildning och spatial högpassfiltrering, 10 15 20 25 30 536 859 bildbehandlingen innefattar två separata bildbearbetande kanaler med separat viktning.

Enligt ett fördelaktigt utförande av metoden bestäms måttet på skillnaden mellan inkommande sparade bildrutor genom en pixelvis medelvärdesbildning temporalt.

Alternativt kan måttet på skillnaden mellan inkommande sparade bildrutor bestämmas temporalt av maxvärden pixelvis.

Enligt ännu ett fördelaktigt utförande av metoden bestäms kantmåttet baserat på lokal standardavvikelse temporalt och pixelvis. Altemativt kan kantmåttet bestämmas baserat på tenengradfunktion applicerad temporalt och pixelvis.

Enligt ytterligare ett fördelaktigt utförande av metoden enligt uppfinningen medelvärdesbildas framtaget kantmåttet pixelvis temporalt.

Enligt ett annat fördelaktigt utförande av metoden enligt uppfinningen bestäms framtaget kantmåttet temporalt av maxvärden pixelvis.

Bildbehandlingsmetoden är synnerligen lämpad för avlägsnande av statiskt mönsterbrus inom det infraröda området och enligt ett lämpligt utförande kännetecknas metoden av att de inkommande bildrutorna upptas inom det infraröda området.

Viktningsmåtten kan enligt ett utförande av metoden skalas ned med avseende på skillnadsmått och kantmått och särskilt föreslås att viktningsmåtten skalas nedåt i ett intervall mellan ett och noll i beroende av kant och differensvärden varvid vid höga kant- eller differenssvärden nedskalningen ökas. Vid höga kant- och eller differensmått kan därvid nedskalningen sättas till ett värde nära noll.

Den bildbehandlande anordningen för genomförande av bildbehandlingsmetoden föreslås innefatta kamera med detektor, rörelsedetektor, minne för lagring av bildrutor och processor för bearbetning av lagrade bildrutor. 10 15 20 25 30 536 859 Särskilt föreslås att i den bildbehandlande anordningen anordna skalningsorgan för att nedskala viktningsmått.

Kortfattad beskrivning av ritningama Uppﬁnningen kommer att beskrivas ytterligare nedan i exempliﬂerad form under hänvisning till bifogade ritningar där: Figur 1 schematiskt i blockschemaform illustrerar en bildbehandlingsmetod enligt uppfinningen.

Figur 2 schematiskt visar ett exempel på en bildbehandlande anordning enligt uppﬁnningen.

Detaljerad utförandebeskrivning Bildbehandlingsmetoden beskrivs i det följ ande under hänvisning till blockschemat visat i ﬁgur 1. Via exempelvis en IR-kamera 20, se figur 2, inkommer en videosekvens till blocket 1. Blocket 1 levererar en följd av bildrutor. Dessa bildrutor innehåller förutom avbildat motiv bland annat stömingar i form av statiskt mönsterbrus, FPN, och relaterat till kamerans detektor. För att eliminera det statiska mönsterbruset är det önskvärt att identiﬁera bruset och i en subtraherare12 subtrahera bruset från av blocket 1 levererad följd av bildrutor. På subtraherarens utgång 17 erhålls därvid en följd av bildrutor mer eller mindre brusbefriade i beroende av hur effektivt bruset kan identiﬁeras och som tillförs ett block 2 som tillhandahåller utgående följd av bildrutor.

För att identifiera bruset, föreslås en process där inkommande följd av bildrutor lagras i ett bildbuffertminne 3. Antalet lagrade bildrutor begränsas och kan exempelvis uppgå till 16. Dessutom lagras enbart bildrutor i följd där en aktuell scen rör sig över en ingående kameras 20 detektor 21, se ﬁgur 2. 10 15 20 25 30 536 859 De lagrade bildrutoma bearbetas i tre kanaler Q, Q, Q. I en första kanal Q bildas medelvärdet av sekvensen av lagrade bildrutor, block 4, för att sedan spatialt högpassﬁltreras, block 7.

I en andra kanal li framtas ett mått på skillnaden mellan lagrade bildrutor, block 5, och som sedan i ett block 8 kan skalas ned. Måttet på skillnaden mellan lagrade bildrutor kan bestämmas i blocket 5 genom en pixelvis medelvärdesbildning temporalt. Alternativt kan måttet på skillnaden mellan lagrade bildrutor bestämmas i blocket 5 temporalt av maxvärden pixelvis.

I en tredje kanal Q bestäms i blocket 6 ett kantmått för lagrade bildrutor och som sedan kan skalas ned i blocket 9. Blocket 6 kan bestämma kantmåttet baserat på lokal standardavvikelse temporalt och pixelvis. Alternativt kan blocket 6 bestämma kantmåttet baserat på tenengradfunktion applicerad temporalt och pixelvis.

I föregående stycke har föreslagits två olika modeller för kantbestämning. Emellertid existerar en mängd andra kända tänkbara modeller och de två föreslagna modellerna utesluter inte andra modeller som kan visa sig vara väl så lämpliga.

Sedan kantmåttet bestämts i blocket 6 utförs även i nämnda block antingen en medelvärdesbildning av kantmåttet pixelvis temporalt eller en bestämning av kantmåttet temporalt av maxvärden pixelvis.

I ﬁgur 1 har de temporala bildprocessandet markerats med en streckad ruta 27, medan en spatial bildprocessande del markerats med en streckad ruta 28.

I ett efterföljade steg på kanalemas Q, Q, Q utgångar utförs i ett multiplikatorsteg 16 en viktning av det spatialt högpassﬁltrerade medelvärdet från block 4 med ett mått på skillnaden mellan lagrade bildrutor från block 8 och ett kantmått på lagrade bilder från block 9. Ut från multiplikatorsteget erhålls en uppdaterad FPN-bild, bild med statiskt mönsterbrus, som om kravet på att en aktuell scen rör sig över en ingående kameras detektor är uppfyllt subtraheras från av blocket 1 levererade bildrutor i subtraheraren 20 samtidigt som den uppdaterade F PN-bilden lagras i ett block 11 via en antydd streckprickad förbindelse 18. I det fall att ingen eller ringa rörelse råder över kamerans 10 15 20 536 859 detektor görs däremot ingen uppdatering av FPN-bilden, utan FPN-bilden hämtas från blocket ll som en däri tidigare lagrad FPN-bild. Det kan också noteras att blocket 11 vid uppstart lämpligen är nollställt.

För genomförande av metoden beskriven under hänvisning till figur 1 visas i ﬁgur 2 schematiskt ett exempel på. en bildbehandlande anordning Q. Anordningen 1_Q innefattar en kameradel 20 med en detektor 21. Av kamerans detektor upptagna videosekvenser bearbetas i en bildbehandlingsdel 22 enligt de principer som beskrivits under hänvisning till figur 1. För detta ändamål ingår en minnesdel 23 för lagring av bildrutor och FPN-bild. Vidare finns en rörelsedetektor 24 för fastställande om kraven på rörelse mellan upptagningen av individuella bildrutor är uppfyllda. En processor 25 bearbetar lagrade bildrutor för utförande av ingående moment såsom medelvärdesbildning, kantdetektering, hö gpassfiltrering med mera. Dessutom ingår skalningsutmstning 26 för nedskalning av viktningsfunktionerna och där nedskalningen kan styras extemt via exempelvis ej visade manövreringsorgan såsom vridbara rattar.

Uppﬁnningen är inte begränsad till de i ovanstående såsom exempel beskrivna metoderna och anordningarna, utan den kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljande patentkrav

Claims

10 15 20 25 30 536 859 Patentkrav

1. Bildbehandlingsmetod for avlägsnande av högfrekvent statiskt mönsterbrus från en videosekvens (1), varvid en sekvens av inkommande bildrutor sparas (3) när aktuell scen rör sig över en ingående kameras detektor och en ackumulerad bild av statiskt mönsterbrus bildas ur sparad bildsekvens och varvid ett medelvärde bildas av sekvensen av inkommande sparade bildrutor, kännetecknad av a) att det bildade medelvärdet spatialt högpassﬁltreras, b) att det spatialt högpassﬁltrerade medelvärdet viktas pixelvis temporalt med ett mått på skillnaden mellan inkommande sparade bildrutor, c) att det spatialt högpassﬁltrerade medelvärdet viktas med värdet av ett kantmått på inkommande sparade bildrutor, d) att det viktade spatialt högpassﬁltrerade medelvärdet lagras som en ackumulerad bild av statiskt mönsterbrus och subtraheras från videosekvensen.

2. Bildbehandlingsmetod enligt patentkravet 1, kännetecknat av att måttet på skillnaden mellan inkommande sparade bildrutor bestäms genom en pixelvis medelvärdesbildning temporalt.

3. Bildbehandlingsmetod enligt patentkravet 1, kännetecknad av att måttet på skillnaden mellan inkommande sparade bildrutor bestäms temporalt av maxvärden pixelvis.

4. Bildbehandlingsmetod enligt något av föregående patentkrav1-3, kännetecknad av att kantmåttet bestäms baserat på lokal standardavvikelse temporalt och pixelvis.

5. Bildbehandlingsmetod enligt något av föregående patentkrav 1-3, kännetecknad av att kantmåttet bestäms baserat på tenengradfunktion applicerad temporalt och pixelvis.

6. Bildbehandlingsmetod enligt något av patentkraven 4 eller 5, kännetecknad av att kantmåttet medelvärdesbildas pixelvis temporalt. 10 15 536 859

7. Bildbehandlingsmetod enligt något av föregående patentkravl-S, kännetecknad av att kantmåttet bestäms temporalt av maxvärden pixelvis.

8. Bildbehandlingsmetod enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att de inkommande bildrutoma upptas inom det infraröda området.

9. Bildbehandlingsmetod enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat av att viktningsmåtten skalas nedåt i ett intervall mellan ett och noll i beroende av kant och differensvärden varvid vid höga kant- eller differenssvärden nedskalningen ökas.

10. Bildbehandlande anordning för genomförande av bildbehandlingsmetoden enligt något av föregående patentkrav 1-9, kännetecknad av att anordningen innefattar kamera med detektor, rörelsedetektor, minne för lagring av bildrutor och processor för bearbetning av lagrade bildrutor enligt bildbehandlingsmetoden.

11. Bildbehandlande anordning enligt kravet 9, kännetecknad av att skalningsorgan är anordnade att nedskala viktningsmått.