一种图像传感器全域坏点剔除方法、系统及设备

1.本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种图像传感器全域坏点剔除方法、系统及设备。


背景技术：

2.在卫星激光通信系统中，cmos图像传感器通常用于对信标光的识别和捕获，从而为激光通信链路的建立和保持提供必要的参考。cmos图像传感器的空间可靠性和安全性也直接影响到卫星激光通信系统的可靠性。在轨长期使用过程中，cmos图像传感器一旦出现坏点，会造成信标光的中心位置计算发生偏移，影响激光链路的稳定性，严重会造成链路的中断。因此需要对cmos图像传感器全域的坏点进行有效的识别，从而保证cmos图像传感器高可靠性。


技术实现要素：

3.本发明实施例的目的是提供一种图像传感器全域坏点剔除方法、系统及设备，实现了针对图像传感器全域内的坏点进行剔除，校正了信标光质心坐标，提高了图像传感器成像的精准度。
4.为实现上述目的，本发明实施例提供了如下方案：
5.一种图像传感器全域坏点剔除方法，包括：
6.获取预设方向上的第一图像；所述第一图像为灰度图；
7.将所述第一图像上任一像素点的灰度值与预存标准图像上对应像素点的灰度值进行差值计算，得到差值；
8.若所述差值的绝对值大于等于m，则判定图像传感器产生新的坏点；
9.根据所述图像传感器视域内像素点的灰度值
，
计算所述图像传感器的本底特征量；
10.根据所述图像传感器的本底特征量，计算信标光斑的灰度质心位置坐标；所述信标光斑的灰度质心位置坐标为所述图像传感器全域坏点剔除后的信标光质心坐标；
11.若所述差值的绝对值小于m，m为正数，则判定图像传感器未产生新的坏点；并经过预设时间段t之后再次执行“获取预设方向上的第一图像”的步骤。
12.可选地，所述预存标准图像在暗室中由图像传感器拍摄，曝光时间为nms，n为正数。
13.可选地，根据以下公式，计算所述图像传感器的本底特征量：
[0014][0015]
[0016][0017]
其中，(x,y)为像素点的坐标，g
xy
为没有信标光斑时图像传感器视域内像素点(x,y)的灰度值；x1为所述图像传感器视域的行像素和，y1为所述图像传感器视域的列像素和，z1为所述图像传感器视域的像素和；x1、y1和z1表征图像传感器的本底特征量。
[0018]
可选地，根据以下公式，计算信标光斑的灰度质心位置坐标：
[0019][0020][0021]
其中，h
xy
为有信标光斑时图像传感器视域内像素点(x,y)的灰度值，(x2，y2)为去噪后信标光斑的灰度质心位置坐标。
[0022]
可选地，在所述计算信标光斑的灰度质心位置坐标之后，经过时间段t再次执行“获取预设方向上的第一图像”的步骤。
[0023]
为实现上述目的，本发明实施例还提供了如下方案：
[0024]
一种图像传感器全域坏点剔除系统，包括：
[0025]
图像获取模块，用于获取预设方向上的第一图像；所述第一图像为灰度图；
[0026]
差值计算模块，与所述图像获取模块连接，用于将所述第一图像上任一像素点的灰度值与预存标准图像上对应像素点的灰度值进行差值计算，得到差值；
[0027]
判定模块，与所述差值计算模块连接，用于判定所述差值的绝对值是否大于等于m；若是，则判定图像传感器产生新的坏点；若否，则判定图像传感器未产生新的坏点；并经过预设时间段t之后再次执行“获取预设方向上的第一图像”的步骤；
[0028]
本底特征量计算模块，分别与所述判定模块和所述差值计算模块连接，用于在判定图像传感器产生新的坏点之后，根据所述图像传感器视域内像素点的灰度值
，
计算所述图像传感器的本底特征量；
[0029]
信标光质心坐标计算模块，与所述本底特征量计算模块连接，用于根据所述图像传感器的本底特征量，计算信标光斑的灰度质心位置坐标；所述信标光斑的灰度质心位置坐标为所述图像传感器全域坏点剔除后的信标光质心坐标。
[0030]
另一方面，本发明还提供一种电子设备，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计算机程序时实现所述的图像传感器全域坏点剔除方法。
[0031]
另一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现所述的图像传感器全域坏点剔除方法。
[0032]
在本发明实施例中，获取预设方向上的第一图像；将第一图像上任一像素点的灰度值与预存标准图像上对应像素点的灰度值进行差值计算，得到差值；若差值的绝对值大
于等于m，则判定图像传感器产生新的坏点；根据图像传感器视域内坐标值为(x,y)的像素点的灰度值
，
计算图像传感器的本底特征量；根据图像传感器的本底特征量，计算信标光斑的灰度质心位置坐标；任一像素点的灰度值进行差值计算，实现了高精度、全面剔除坏点，主要针对图像传感器全域内的坏点进行剔除，尤其是针对于坏点团聚的情况，具备剔除效果好，不影响图像传感器的处理帧频，提高了图像传感器成像的精准度，提高了图像传感器空间应用的可靠性和安全性。
附图说明
[0033]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]
图1为本发明实施例提供的图像传感器全域坏点剔除方法的流程示意图；
[0035]
图2为本发明实施例提供的图像传感器全域坏点剔除系统的详细结构图。
[0036]
符号说明：
[0037]
图像获取模块-1，差值计算模块-2，判定模块-3，本底特征量计算模块-4，信标光质心坐标计算模块-5。
具体实施方式
[0038]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039]
本发明的目的是提供一种图像传感器全域坏点剔除方法、系统及设备，以解决现有的图像传感器存在坏点导致的成像精准度低的问题。
[0040]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0041]
图1示出了上述图像传感器全域坏点剔除方法的一种示例性流程。下面对各步骤进行详细介绍。
[0042]
步骤1：获取预设方向上的第一图像；所述第一图像为灰度图；
[0043]
在一个示例中，可以使用cmos图像传感器采集预设方向上的第一图像，第一图像的尺寸大小和cmos图像传感器的视域大小一样。本领域技术人员可灵活设计预设的方向，在此不做赘述。在轨运行期间，先通过卫星激光通信终端控制cmos图像传感器进行特定位置的指向，再控制cmos图像传感器进行拍摄，拍摄第一图像。
[0044]
步骤2：将所述第一图像上任一像素点的灰度值与预存标准图像上对应像素点的灰度值进行差值计算，得到差值；
[0045]
在一个示例中，先将第一图像转换为灰度图，将灰度图上的每一个像素点的灰度值与预存标准图像上每一个对应像素点的灰度值进行差值计算，得到每一个像素点的灰度值差值；
[0046]
所述预存标准图像在暗室中由图像传感器拍摄，曝光时间为nms，n为正数。
[0047]
在一个示例中，此预存标准图像为cmos图像传感器在暗室中拍摄，曝光时间可以为1ms，当然本领域技术人员可以灵活设计曝光时间。此预存标准图像作为在轨剔除cmos图像传感器的全域坏点的参考。
[0048]
步骤3：若所述差值的绝对值大于等于m，则判定图像传感器产生新的坏点；
[0049]
在一个示例中，本领域技术人员可灵活设计m的值，例如10,11,12等等，在此不做赘述。下面以10为例进行阐述。差值的绝对值大于等于10，则可以认为cmos图像传感器产生新的坏点，然后进行后续步骤。
[0050]
步骤4：根据所述图像传感器视域内像素点的灰度值，计算所述图像传感器的本底特征量；根据以下公式，计算所述图像传感器的本底特征量：
[0051][0052][0053][0054]
其中，g
xy
为没有信标光斑时图像传感器视域内坐标值为(x,y)的像素点的灰度值；x1为所述图像传感器视域的行像素和，y1为所述图像传感器视域的列像素和，z1为所述图像传感器视域的像素和；x1、y1和z1表征图像传感器的本底特征量。
[0055]
步骤5：根据所述图像传感器的本底特征量，计算信标光斑的灰度质心位置坐标；所述信标光斑的灰度质心位置坐标为所述图像传感器全域坏点剔除后的信标光质心坐标；根据以下公式，计算信标光斑的灰度质心位置坐标：
[0056][0057][0058]
其中，h
xy
为有信标光斑时图像传感器视域内像素点(x,y)的灰度值，(x2，y2)为去噪后信标光斑的灰度质心位置坐标。
[0059]
在一个示例中，将x1、y1、z1作为cmos图像传感器的本底特征量，当信标光进入cmos图像传感器后，利用步骤5中的公式计算信标光斑的灰度质心坐标位置。
[0060]
在所述计算信标光斑的灰度质心位置坐标之后，经过时间段t再次执行“获取预设方向上的第一图像”的步骤。
[0061]
在一个示例中，为了保证cmos图像传感器长期的可靠性和安全性，本领域技术人员可灵活设计t的值，例如1小时，12小时，24小时等等，在此不做赘述。下面以24小时为例进行阐述，需要每日在轨更新cmos图像传感器本底特征量(x1，y1，z1)，将更新后的本地特征量
(x1，y1，z1)带入到步骤5中的公式中得到信标光斑的灰度质心坐标位置，从而保证信标光斑的质心坐标更加准确，从而保证激光链路的稳定性。
[0062]
步骤6：若所述差值的绝对值小于m，m为正数，则判定图像传感器未产生新的坏点；并经过预设时间段t之后再次执行“获取预设方向上的第一图像”的步骤。
[0063]
综上所述，在本发明实施例中，获取预设方向上的第一图像；将第一图像上任一像素点的灰度值与预存标准图像上对应像素点的灰度值进行差值计算，得到差值；若差值的绝对值大于等于m，则判定图像传感器产生新的坏点；根据图像传感器视域内坐标值为(x,y)的像素点的灰度值
，
计算图像传感器的本底特征量；根据图像传感器的本底特征量，计算信标光斑的灰度质心位置坐标；任一像素点的灰度值进行差值计算，实现了高精度、全面剔除坏点，主要针对图像传感器全域内的坏点进行剔除，尤其是针对于坏点团聚的情况，具备剔除效果好，不影响图像传感器的处理帧频，提高了图像传感器成像的精准度，提高了图像传感器空间应用的可靠性和安全性。
[0064]
为实现上述目的，本发明实施例还提供了如下方案：
[0065]
请参见图2，一种图像传感器全域坏点剔除系统，包括：
[0066]
图像获取模块1用于获取预设方向上的第一图像；所述第一图像为灰度图；
[0067]
差值计算模块2与所述图像获取模块1连接，差值计算模块2用于将所述第一图像上任一像素点的灰度值与预存标准图像上对应像素点的灰度值进行差值计算，得到差值；
[0068]
所述预存标准图像在暗室中由图像传感器拍摄，曝光时间为nms，n为正数。
[0069]
判定模块3与所述差值计算模块2连接，判定模块3用于判定所述差值的绝对值是否大于等于m；若是，则判定图像传感器产生新的坏点；若否，则判定图像传感器未产生新的坏点；并经过预设时间段t之后再次执行“获取预设方向上的第一图像”的步骤；
[0070]
本底特征量计算模块4分别与所述判定模块3和所述差值计算模块2连接，本底特征量计算模块4用于在判定图像传感器产生新的坏点之后，根据所述图像传感器视域像素点的灰度值
，
计算所述图像传感器的本底特征量；根据以下公式，计算所述图像传感器的本底特征量：
[0071][0072][0073][0074]
其中，(x,y)为像素点的坐标，g
xy
为没有信标光斑时图像传感器视域内像素点(x,y)的灰度值；x1为所述图像传感器视域的行像素和，y1为所述图像传感器视域的列像素和，z1为所述图像传感器视域的像素和；x1、y1和z1表征图像传感器的本底特征量。
[0075]
信标光质心坐标计算模块5与所述本底特征量计算模块4连接，信标光质心坐标计算模块5用于根据所述图像传感器的本底特征量，计算信标光斑的灰度质心位置坐标；所述信标光斑的灰度质心位置坐标为所述图像传感器全域坏点剔除后的信标光质心坐标。
[0076]
根据以下公式，计算信标光斑的灰度质心位置坐标：
[0077][0078][0079]
其中，h
xy
为有信标光斑时图像传感器视域内坐标值像素点(x,y)的灰度值，(x2，y2)为去噪后信标光斑的灰度质心位置坐标。
[0080]
在所述计算信标光斑的灰度质心位置坐标之后，经过时间段t再次执行“获取预设方向上的第一图像”的操作。
[0081]
进一步地，本发明还提供一种电子设备，该电子设备可以包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线。其中，处理器、通信接口、存储器通过通信总线完成相互间的通信。处理器可以调用存储器中的计算机程序，以执行所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的图像传感器全域坏点剔除方法。
[0082]
此外，上述的存储器中的计算机程序通过软件功能单元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，本发明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)执行本发明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、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0083]
进一步地，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现所述的图像传感器全域坏点剔除方法。
[0084]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0085]
本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明实施例的限制。

技术特征：
1.一种图像传感器全域坏点剔除方法，其特征在于，包括：获取预设方向上的第一图像；所述第一图像为灰度图；将所述第一图像上任一像素点的灰度值与预存标准图像上对应像素点的灰度值进行差值计算，得到差值；若所述差值的绝对值大于等于m，则判定图像传感器产生新的坏点；根据所述图像传感器视域内像素点的灰度值
，
计算所述图像传感器的本底特征量；根据所述图像传感器的本底特征量，计算信标光斑的灰度质心位置坐标；所述信标光斑的灰度质心位置坐标为所述图像传感器全域坏点剔除后的信标光质心坐标；若所述差值的绝对值小于m，m为正数，则判定图像传感器未产生新的坏点；并经过预设时间段t之后再次执行“获取预设方向上的第一图像”的步骤。2.根据权利要求1所述的图像传感器全域坏点剔除方法，其特征在于，所述预存标准图像在暗室中由图像传感器拍摄，曝光时间为nms，n为正数。3.根据权利要求2所述的图像传感器全域坏点剔除方法，其特征在于，根据以下公式，计算所述图像传感器的本底特征量：计算所述图像传感器的本底特征量：计算所述图像传感器的本底特征量：其中，(x,y)为像素点的坐标，g
xy
为没有信标光斑时图像传感器视域内像素点(x,y)的灰度值；x1为所述图像传感器视域的行像素和，y1为所述图像传感器视域的列像素和，z1为所述图像传感器视域的像素和；x1、y1和z1表征图像传感器的本底特征量。4.根据权利要求3所述的图像传感器全域坏点剔除方法，其特征在于，根据以下公式，计算信标光斑的灰度质心位置坐标：计算信标光斑的灰度质心位置坐标：其中，h
xy
为有信标光斑时图像传感器视域内像素点(x,y)的灰度值，(x2，y2)为去噪后信标光斑的灰度质心位置坐标。5.根据权利要求1所述的图像传感器全域坏点剔除方法，其特征在于，在所述计算信标光斑的灰度质心位置坐标之后，经过时间段t再次执行“获取预设方向上的第一图像”的步骤。6.一种图像传感器全域坏点剔除系统，其特征在于，包括：
图像获取模块，用于获取预设方向上的第一图像；所述第一图像为灰度图；差值计算模块，与所述图像获取模块连接，用于将所述第一图像上任一像素点的灰度值与预存标准图像上对应像素点的灰度值进行差值计算，得到差值；判定模块，与所述差值计算模块连接，用于判定所述差值的绝对值是否大于等于m；若是，则判定图像传感器产生新的坏点；若否，则判定图像传感器未产生新的坏点；并经过预设时间段t之后再次执行“获取预设方向上的第一图像”的步骤；本底特征量计算模块，分别与所述判定模块和所述差值计算模块连接，用于在判定图像传感器产生新的坏点之后，根据所述图像传感器视域内像素点的灰度值
，
计算所述图像传感器的本底特征量；信标光质心坐标计算模块，与所述本底特征量计算模块连接，用于根据所述图像传感器的本底特征量，计算信标光斑的灰度质心位置坐标；所述信标光斑的灰度质心位置坐标为所述图像传感器全域坏点剔除后的信标光质心坐标。7.一种电子设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5中所述的图像传感器全域坏点剔除方法。8.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1-5中所述的图像传感器全域坏点剔除方法。

技术总结
本发明公开一种图像传感器全域坏点剔除方法、系统及设备，涉及图像处理技术领域。获取预设方向上的第一图像；将第一图像上任一像素点的灰度值与预存标准图像上对应像素点的灰度值进行差值计算；若差值的绝对值大于等于M，则判定产生新的坏点；根据图像传感器视域内像素点的灰度值计算本底特征量；根据本底特征量计算信标光斑的灰度质心位置坐标；若差值的绝对值小于M，则判定图像传感器未产生新的坏点；并经过预设时间段t之后再次执行“获取预设方向上的第一图像”的步骤。本发明实现了针对图像传感器全域内的坏点进行剔除，校正了信标光质心坐标，提高了图像传感器成像的精准度。提高了图像传感器成像的精准度。提高了图像传感器成像的精准度。


技术研发人员：王强 崔雷 王雪玮 姜蔓
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2023.08.03
技术公布日：2023/10/15