專利名稱：一種攝像機(jī)靶面疵點(diǎn)自動(dòng)檢測(cè)剔除裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攝像機(jī)靶面疵點(diǎn)的自動(dòng)檢測(cè)剔除裝置及方法， 一般應(yīng)用在光 學(xué)影像設(shè)備上，與實(shí)時(shí)圖像處理，目標(biāo)提取跟蹤的設(shè)備有關(guān)。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，包含圖像處理的光學(xué)影像設(shè)備的應(yīng)用日益廣泛，各種 光學(xué)影像設(shè)備被應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，光學(xué)影像設(shè)備中一般使用攝像機(jī)作為感光器 件，通過攝像機(jī)采集外部圖像，其中很多光學(xué)影像設(shè)備要求對(duì)采集的圖像進(jìn)行圖 像處理，目的是在圖像中區(qū)分出人們所感興趣的目標(biāo)或區(qū)域，而攝像機(jī)在使用的 過程中，由于攝像機(jī)本身的質(zhì)量問題，或者由于光學(xué)影像設(shè)備本身問題，經(jīng)常會(huì) 發(fā)生圖像疵點(diǎn)問題，現(xiàn)象是采集的圖像中有部分像素的灰度值不是其應(yīng)有的灰度 值，其原因則是在光學(xué)影像設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)的光路中或攝像機(jī)的靶面上落有灰塵， 或者攝像機(jī)感光耙面部分象素發(fā)生損壞，導(dǎo)致該部分不能正常感光，使輸出的部 分像素值異常，不能正確反映真實(shí)外部景象，導(dǎo)致圖像處理程序不能正常工作， 進(jìn)而使整個(gè)系統(tǒng)不能正常工作。
對(duì)于圖像疵點(diǎn)故障問題的處理比較麻煩，一般的處理方法對(duì)于攝像機(jī)靶面損 壞導(dǎo)致的圖像疵點(diǎn)，需要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)圖像處理程序進(jìn)行修改，在程序中對(duì)采集的圖 像進(jìn)行處理，或者不處理含有疵點(diǎn)的圖像部分，或者對(duì)疵點(diǎn)部分圖像進(jìn)行修補(bǔ)使 用鄰近像素圖像填充到疵點(diǎn)象素中，或者更換攝像機(jī)，而對(duì)于灰塵導(dǎo)致的疵點(diǎn)需 要打開光學(xué)影像設(shè)備，對(duì)于攝像機(jī)靶面或光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行清理，無論那種解決方法， 操作都非常復(fù)雜，需要專門技術(shù)人員進(jìn)行操作，而且維護(hù)周期比較長，維護(hù)成本 較高，影響設(shè)備的正常使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種自動(dòng)檢測(cè)光學(xué)影像設(shè)備圖像疵點(diǎn)的裝置及方法，該 裝置通過程序處理采集的圖像，對(duì)于攝像機(jī)靶面上疵點(diǎn)進(jìn)行判斷，確定是否像素 疵點(diǎn)，然后把疵點(diǎn)的位置、大小等信息存儲(chǔ)到系統(tǒng)存儲(chǔ)器中，在以后每次系統(tǒng)開 機(jī)進(jìn)行工作之前，自動(dòng)把疵點(diǎn)信息下載到圖像處理系統(tǒng)中，對(duì)疵點(diǎn)象素進(jìn)行剔除處理，使其不影響圖像處理系統(tǒng)正常工作。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是通過以下裝置實(shí)現(xiàn)的。如圖3所示，攝像機(jī)靶面 疵點(diǎn)的自動(dòng)檢測(cè)剔除裝置主要包括顯示器、主控制系統(tǒng)、鍵盤/鼠標(biāo)、光學(xué)系統(tǒng)、 攝像機(jī)、圖像處理系統(tǒng)監(jiān)視器；
各部分的連接關(guān)系外部影像通過光學(xué)系統(tǒng)在攝像機(jī)的靶面上成像，攝像機(jī) 與圖像處理系統(tǒng)以圖像傳輸導(dǎo)線連接，圖像處理系統(tǒng)與主控制系統(tǒng)以串口通訊導(dǎo) 線連接，與監(jiān)視器以視頻電纜連接。
圖像處理系統(tǒng)軟件與主控制系統(tǒng)通過串行通訊交換信息，其中圖像處理系統(tǒng) 本身不需要具備掉電后依然可以存儲(chǔ)疵點(diǎn)信息的存儲(chǔ)空間。
檢測(cè)疵點(diǎn)時(shí)，首先將光學(xué)系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)一個(gè)均勻的背景，然后主控制系統(tǒng)通過鍵 盤/鼠標(biāo)人工操作發(fā)出檢測(cè)疵點(diǎn)命令，主控制系統(tǒng)不斷發(fā)送檢測(cè)疵點(diǎn)命令，同時(shí) 接收?qǐng)D像處理系統(tǒng)的應(yīng)答通訊。圖像處理系統(tǒng)接收到主控制系統(tǒng)發(fā)來的檢測(cè)疵點(diǎn) 命令后，運(yùn)行疵點(diǎn)檢測(cè)程序，疵點(diǎn)檢測(cè)程序?qū)Σ杉膱D像進(jìn)行疵點(diǎn)檢測(cè)，把檢測(cè) 到的疵點(diǎn)信息通過串行通訊傳輸給主控制系統(tǒng)，主控制系統(tǒng)收到圖像系統(tǒng)應(yīng)答通 訊后，接收疵點(diǎn)描述，解算收到的疵點(diǎn)位置，根據(jù)合理性判據(jù)分析判斷數(shù)據(jù)合理 性，如果疵點(diǎn)描述信息合理，則把疵點(diǎn)描述信息存儲(chǔ)到主控制系統(tǒng)的永久存儲(chǔ)介 質(zhì)中的數(shù)據(jù)文件里。
正常工作時(shí)，系統(tǒng)上電后，主控制系統(tǒng)首先打開疵點(diǎn)描述文件，如果文件中 沒有疵點(diǎn)描述，則直接進(jìn)入正常工作通訊；如果文件中有疵點(diǎn)描述，則向圖像處 理系統(tǒng)通訊發(fā)出疵點(diǎn)數(shù)據(jù)，直到收到圖像處理系統(tǒng)返回的接收應(yīng)答，然后進(jìn)入正 常工作通訊。
圖像處理系統(tǒng)的軟件在主循環(huán)入口處判斷是否檢測(cè)疵點(diǎn)命令。如果收到檢 測(cè)疵點(diǎn)命令后，則調(diào)用檢測(cè)疵點(diǎn)子函數(shù)，對(duì)圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)運(yùn)算，如果有邊緣 達(dá)到閾值A(chǔ)，在相應(yīng)位置附近區(qū)域計(jì)算圖像的均值和極值，如果均值與極值的差 大于閾值B，計(jì)算分割閾值C，并根據(jù)閾值C從極值位置點(diǎn)向外生長分割圖像， 計(jì)算疵點(diǎn)位置及長寬參數(shù)，存儲(chǔ)極值位置和疵點(diǎn)位置，繼續(xù)尋找下一個(gè)點(diǎn)。整幅 圖像處理完成后，輸出疵點(diǎn)數(shù)據(jù)給主控制系統(tǒng)，并在屏幕上用字符和跟蹤窗口顯 示出來，需要顯示的內(nèi)容包括疵點(diǎn)序號(hào)、像素?cái)?shù)，疵點(diǎn)X坐標(biāo)，疵點(diǎn)Y坐標(biāo)。
完成后返回正常跟蹤程序，并將程序中使用的疵點(diǎn)參數(shù)更新為最新數(shù)據(jù)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
1. 能夠根據(jù)控制人員指令進(jìn)行疵點(diǎn)檢測(cè)，對(duì)于在系統(tǒng)使用過程中出現(xiàn)的疵 點(diǎn)故障，能夠進(jìn)行檢測(cè)并記錄下來，并在以后的系統(tǒng)運(yùn)行中剔除相應(yīng)疵點(diǎn)，不需 要對(duì)正常工作程序進(jìn)行修改，避免更改程序可能帶來的副作用，也無需打開光學(xué) 影像設(shè)備進(jìn)行清理，避免打開設(shè)備清理對(duì)光學(xué)影像設(shè)備可能造成的損害。
2. 檢測(cè)疵點(diǎn)過程操作簡單方便，不需要專業(yè)人士操作，對(duì)儀器使用影響小，
無需維護(hù)成本。


圖1是疵點(diǎn)檢測(cè)裝置的主控制系統(tǒng)工作流程圖
圖2是疵點(diǎn)檢測(cè)裝置的圖像處理系統(tǒng)工作流程圖 圖3是疵點(diǎn)檢測(cè)裝置硬件連接框圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。疵點(diǎn)檢測(cè)裝置的硬件 連接框圖如圖3所示，主要由顯示器l、主控制系統(tǒng)2、鍵盤/鼠標(biāo)3、光學(xué)系統(tǒng) 4、攝像機(jī)5、圖像處理系統(tǒng)6、監(jiān)視器7組成；外部影像通過光學(xué)系統(tǒng)4在攝像 機(jī)5的靶面上成像，攝像機(jī)5與圖像處理系統(tǒng)6以圖像傳輸導(dǎo)線連接，圖像處理 系統(tǒng)6與主控制系統(tǒng)2以串口通訊導(dǎo)線連接，與監(jiān)視器7以視頻電纜連接。
疵點(diǎn)檢測(cè)裝置的主控制系統(tǒng)的工作流程如圖1所示。系統(tǒng)上電后，程序運(yùn)行 完成系統(tǒng)初始化，首先操作人員使光學(xué)系統(tǒng)4對(duì)準(zhǔn)均勻背景，然后，操作人員通 過鍵盤/鼠標(biāo)3向主控制系統(tǒng)2發(fā)出檢測(cè)疵點(diǎn)命令，主控制系統(tǒng)2通過串口通訊 向圖像處理系統(tǒng)6不斷發(fā)出檢測(cè)疵點(diǎn)命令，同時(shí)接收?qǐng)D像處理系統(tǒng)6應(yīng)答通訊， 主控制系統(tǒng)2收到圖像處理系統(tǒng)6應(yīng)答通訊后，接收疵點(diǎn)描述，解算收到的疵點(diǎn) 位置，根據(jù)合理性判據(jù)分析數(shù)據(jù)合理性，如果疵點(diǎn)描述信息合理，則把疵點(diǎn)描述 信息存儲(chǔ)到永久存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)據(jù)文件中。
疵點(diǎn)檢測(cè)裝置的圖像處理系統(tǒng)工作流程如圖2所示，上電后，圖像處理系統(tǒng) 6進(jìn)行系統(tǒng)初始化，與主控制系統(tǒng)2通過串口通訊進(jìn)行通訊，接收主控系統(tǒng)傳輸 來的疵點(diǎn)描述參數(shù)，進(jìn)行正常圖像處理流程；如果接收到主控制系統(tǒng)2發(fā)來的檢 測(cè)疵點(diǎn)命令，運(yùn)行疵點(diǎn)檢測(cè)程序，疵點(diǎn)檢測(cè)程序?qū)Σ杉膱D像進(jìn)行疵點(diǎn)檢測(cè)，把 檢測(cè)到的疵點(diǎn)信息通過串行通訊傳輸給主控制系統(tǒng)2進(jìn)行存儲(chǔ)，并在監(jiān)視器7 上顯示疵點(diǎn)位置，然后重新進(jìn)入正常圖像處理流程。
權(quán)利要求
1、攝像機(jī)靶面疵點(diǎn)的自動(dòng)檢測(cè)剔除裝置，其特征在于該裝置包括顯示器(1)、主控制系統(tǒng)(2)、鍵盤/鼠標(biāo)(3)、光學(xué)系統(tǒng)(4)、攝像機(jī)(5)、圖像處理系統(tǒng)(6)、監(jiān)視器(7)；各部分的連接關(guān)系外部影像通過光學(xué)系統(tǒng)(4)在攝像機(jī)(5)的靶面上成像，攝像機(jī)(5)與圖像處理系統(tǒng)(6)以圖像傳輸導(dǎo)線連接，圖像處理系統(tǒng)(6)與主控制系統(tǒng)(2)以串口通訊導(dǎo)線連接，與監(jiān)視器(7)以視頻電纜連接。
2、攝像機(jī)靶面疵點(diǎn)的自動(dòng)檢測(cè)剔除方法，其特征在于利用上述裝置進(jìn)行攝 像機(jī)耙面疵點(diǎn)的自動(dòng)檢測(cè)剔除方法步驟是首先將光學(xué)系統(tǒng)(4)對(duì)準(zhǔn)一個(gè)均勻的背景，然后主控制系統(tǒng)(2)通過鍵盤 /鼠標(biāo)(3)不斷向圖像處理系統(tǒng)(6)發(fā)出檢測(cè)疵點(diǎn)命令；圖像處理系統(tǒng)(6)檢測(cè)完疵點(diǎn)后，把疵點(diǎn)描述信息傳輸給主控系統(tǒng)(2)， 主控制系統(tǒng)(2)把疵點(diǎn)描述信息存儲(chǔ)在系統(tǒng)文件中；在每次系統(tǒng)開機(jī)后，首先讀取疵點(diǎn)描述文件，并把疵點(diǎn)描述信息傳輸給圖像 處理系統(tǒng)(6)，圖像處理系統(tǒng)(6)根據(jù)疵點(diǎn)描述信息，首先在采集的圖像中剔 除疵點(diǎn)數(shù)據(jù)，然后再進(jìn)行其他圖像處理操作；整幅圖像處理完成后，輸出疵點(diǎn)數(shù)據(jù)給主控制系統(tǒng)(2)，并在屏幕上用字符 和跟蹤窗口由顯示器(1)顯示出來，并在監(jiān)視器7上顯示疵點(diǎn)位置，然后重新 進(jìn)入正常圖像處理流程；完成后返回正常跟蹤程序，并將程序中使用的疵點(diǎn)參數(shù)更新為最新數(shù)據(jù)。
全文摘要
攝像機(jī)靶面疵點(diǎn)的自動(dòng)檢測(cè)剔除裝置和方法，屬于實(shí)時(shí)圖像處理，目標(biāo)提取跟蹤技術(shù)領(lǐng)域。該裝置主要包括顯示器、主控制系統(tǒng)、鍵盤/鼠標(biāo)、光學(xué)系統(tǒng)、攝像機(jī)、圖像處理系統(tǒng)監(jiān)視器；各部分的連接關(guān)系外部影像通過光學(xué)系統(tǒng)在攝像機(jī)的靶面上成像，攝像機(jī)與圖像處理系統(tǒng)以圖像傳輸導(dǎo)線連接，圖像處理系統(tǒng)與主控制系統(tǒng)以串口通訊導(dǎo)線連接，與監(jiān)視器以視頻電纜連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)能夠根據(jù)控制人員指令進(jìn)行疵點(diǎn)檢測(cè)并記錄下來，可在以后的系統(tǒng)運(yùn)行中剔除相應(yīng)疵點(diǎn)，不需要對(duì)正常工作程序進(jìn)行修改，避免打開設(shè)備清理對(duì)光學(xué)影像設(shè)備可能造成的損害。檢測(cè)疵點(diǎn)過程操作簡單方便，不需要專業(yè)人士操作，對(duì)儀器使用影響小，無需維護(hù)成本。
文檔編號(hào)H04N5/217GK101437118SQ200810187629
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者劉偉寧, 董宇星, 建 趙 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所