[发明专利]CCD传感器Smear效应处理方法

摘要

本发明公开了一种CCD传感器Smear效应处理方法，其目的是解决现有的Smear效应修正方法Smear效应消除能力低的技术问题。技术方案是利用全局图像灰度的统计信息判定Smear效应发生区域的具体位置信息，消除对已知相机相关参数才能进行Smear效应修正的依赖性。考虑到Smear效应图像和原始图像的生成关系，根据原始图像和产生Smear效应区域的灰度特性对原始图像和Smear效应区域进行背景建模，估计出Smear效应图像，借助原始图像的图像特性，考虑光照、噪声等因素对图像产生的影响。更真实的反映了产生Smear图像当前帧的图像特性，提高了Smear效应消除能力。

主权项

一种CCD传感器Smear效应处理方法，其特征在于包括下述步骤：(a)对大小为r×c的16位图像，灰度大小范围为(0，65535)，按照 Col _ sum ( j ) = Σ i = 1 r f i , j ( x , y ) , i ∈ [ 1 , r ] ; j ∈ [ 1 , c ] - - - ( 1 ) 对图像中的每列进行灰度值累加求和；式中，Col_sum(j)表示第j列的灰度和，fi，j(x，y)表示(i，j)处的灰度值，r表示行长度，c表示列宽度；计算向量Col_sum的均值mean mean = 1 n Σ k = 1 n x ( k ) - - - ( 2 ) 计算向量Col_sum的方差var var 2 = 1 n Σ k = 1 n ( x ( k ) - mean ) 2 - - - ( 3 ) 式中，x(k)表示输入的信号，n表示输入信号的窗口大小；计算阈值ThsThs＝mean+α×var    (4)式中，α＝400；将统计得到的第j列的Col_sum(j)与Ths进行比较，大于等于该阈值Ths，即表示该列发生了Smear效应，标记为1 I _ mask ( j ) = 1 , Col _ sum ( j ) ≥ Ths 0 , Col _ sum ( j ) < Ths - - - ( 5 ) 式中，I_mask是Smear效应判定向量；按照I_area＝label(I_mask)(6)对连通区域进行label(·)标记，得到产生Smear效应区域的个数num，记录各连通区域的起始坐标pos_left(num)和终止坐标pos_right(num)位置信息，得到产生Smear效应的具体位置；式中，label(·)表示对输入的I_mask进行标记，I_area表示标记后的结果；(b)对输入的全局图像的各像素I_img(i，j)的灰度值，按照大小依次进行排序Is_img＝sort(I_img(i，j))(7)找出排序后序列Is_img的中间位置p，以半径为d选取局部区域排序后的数据，按照 I _ imgmean = 1 d Σ k = p - d / 2 p + d / 2 I s ( k ) - - - ( 8 ) 为基准填充各像素得到真实图像的背景图像I_imgmean；式中，sort(·)表示对输入的图像数据进行排序，d＝50000；同样，对判定出产生Smear效应所在列的各像素I_img(r，smear_pos)的灰度值，Is_img(smear_pos)＝sort(I_img(r，smear_pos))(9)按照大小依次进行排序，找出排序后序列的中间位置p1，以半径为d1选取局部区域排序后的数据，按照 I _ imgsmear ( smear _ pos ) = 1 d 1 Σ k = p - d 1 / 2 p 1 + d 1 / 2 I s _ img ( smear _ pos ) - - - ( 10 ) 为基准填充各像素得到含有Smear效应的图像I_imgsmear；式中，smear_pos表示产生Smear效应列的位置，d1＝50；将计算得到的含有Smear效应的图像I_imgsmear与估计出的背景图像I_imgmean相减，最终得到估计出的Smear效应图像I_smear；I_smear＝I_imgmean-I_imgsmear(11)(c)将待修正的原始图像I_img与估计出的Smear效应图像I_smear相减，得到修正Smear效应后的理想图像I_new；I_new＝I_img-I_smear    (12)按照 I cor _ new ( i , j ) = w l · I _ new ( i , j ′ ) + w r · I _ new ( i , j ′ ′ ) w l + w r - - - ( 13 ) wl＝j″-j    (14)wr＝j′-j    (15)对修正Smear效应后的理想图像I_new，再对其中产生电子溢出的区域通过插值的方式重建弥散斑，最终得到Smear效应完全修正后的结果图像Icor_new；式中，j′和j″表示未产生溢出的左、右两侧的最近的列坐标位置，wl和wr表示对应的权值。