專利名稱：使用五個(gè)最近鄰的故障像素替換的制作方法
使用五個(gè)最近鄰的故障像素替換
背景技術(shù)：
常規(guī)的集成電路成像器件包括互連的光檢測(cè)元件或像素的陣列，以產(chǎn)生向該器件照射的圖像的信號(hào)表達(dá)。常規(guī)集成電路成像器件的普通示例是電荷耦合器件(CCD)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0Q圖像傳感器件和焦平面陣列(FPA)。這樣的集成電路采用像素和電荷存儲(chǔ)元件，前者比如光電二極管或光電晶體管能夠傳導(dǎo)的電流與照射該元件的光強(qiáng)度近似成正比。來自這些像素的信號(hào)集合表示該陣列觀察的場(chǎng)景的圖像。每個(gè)像素都表示該場(chǎng)景的樣點(diǎn)，因此是成像系統(tǒng)產(chǎn)生的二維圖像中的數(shù)據(jù)值。故障像素通常稱為“壞點(diǎn)”，由陣列缺陷造成，不提供正確的光強(qiáng)度值。壞點(diǎn)顯現(xiàn)為圖像假象， 可能顯著降低圖像品質(zhì)。確切地說，當(dāng)全部像素的曝光等級(jí)均勻時(shí)，壞點(diǎn)產(chǎn)生的輸出信號(hào)顯著偏離相鄰像素的平均輸出電平。典型情況下，故障像素以隨機(jī)方式分布。在某些情況下，故障像素可能聚集在一起。不過也可能發(fā)生相鄰故障像素的“壞列”或相鄰故障像素的“壞行”。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于替換圖像中位于沿著某區(qū)域中心行的故障像素的值的圖像處理系統(tǒng)。所述區(qū)域包括中心行、位于所述中心行上方的前一行和位于所述中心行下方的后一行。所述圖像處理系統(tǒng)包括緩沖區(qū)，用于存儲(chǔ)位于所述前一行和所述中心行的像素的值。所述圖像處理系統(tǒng)也包括選擇器，用于選擇位于所述前一行和所述中心行的鄰近所述故障像素位置的多個(gè)像素值，而不選擇所述后一行的像素值。所述圖像處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括計(jì)算器，用于根據(jù)位于所述前一行和所述中心行的所選擇的像素的值，確定所述故障像素的替換值。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種用于替換圖像的3行X3列區(qū)域內(nèi)彼此鄰近的多個(gè)故障像素的值的圖像處理系統(tǒng)。所述圖像處理系統(tǒng)包括緩沖區(qū)，用于存儲(chǔ)位于每個(gè)相應(yīng)故障像素上方的前一行和每個(gè)相應(yīng)故障像素的當(dāng)前行的像素的值。所述圖像處理系統(tǒng)也包括選擇器，用于選擇位于所述前一行和所述當(dāng)前行的鄰近每個(gè)相應(yīng)故障像素位置的多個(gè)像素值， 而不選擇每個(gè)相應(yīng)故障像素下方的后一行的像素值。所述圖像處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括計(jì)算器，用于根據(jù)位于所述前一行和所述中心行的所選擇的像素的值，確定所述多個(gè)故障像素的替換值。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種用于替換圖像中位于沿著某區(qū)域中心行的故障像素的值的方法。所述區(qū)域包括中心行、位于所述中心行上方的前一行和位于所述中心行下方的后一行。所述方法包括存儲(chǔ)位于所述前一行和所述中心行的像素的值的步驟。所述方法也包括選擇位于所述前一行和所述中心行的鄰近所述故障像素位置的多個(gè)像素值，而不選擇所述后一行的像素值的步驟。所述方法進(jìn)一步包括根據(jù)位于所述前一行和所述中心行的所選擇的像素的值，確定所述故障像素的替換值的步驟。


圖1 (a)、圖1 (b)和圖1 (c)是圖像中分別包括故障像素以及兩個(gè)、四個(gè)和八個(gè)最近鄰像素的3X3區(qū)域的示范展示；圖2(a)、圖2(b)和圖2(c)是圖像的3 X 3區(qū)域的示范展示，分別顯示了對(duì)單個(gè)故障像素、一列故障像素和一行故障像素的最近鄰像素，用于確定根據(jù)五個(gè)最近鄰方法的替換值；圖3是圖像處理系統(tǒng)的框圖，用于確定根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的故障像素替換值；圖4是流程圖，展示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例確定故障像素替換值的方法。
具體實(shí)施例方式為替換故障像素、一列故障像素或一行故障像素而確定像素值的常規(guī)方法稱為壞點(diǎn)替換或壞元替換。在這些方法中，故障像素的替換值是由該故障像素周圍3行X3列區(qū)域(3X3區(qū)域)內(nèi)故障像素邊界或鄰近像素(即最近鄰)值求平均而估計(jì)的。也就是說， 替換像素是故障像素周圍3X3區(qū)域中像素值的平均。當(dāng)用二的冪(即二、四、八等)進(jìn)行乘和除時(shí)，使用常規(guī)移位寄存器的乘法和除法很簡(jiǎn)單。也就是說，用二的冪的乘法和除法，與不是二的冪進(jìn)行乘和除相反，需要較少的數(shù)字邏輯，使功耗較低。因此，常規(guī)的像素替換方法使用兩個(gè)、四個(gè)或八個(gè)最近鄰確定故障像素的替換值。圖1(a)、圖1(b)和圖1(c)分別展示了使用兩個(gè)、四個(gè)或八個(gè)最近鄰方法的 3X3區(qū)域。例如，假若使用兩個(gè)近鄰像素替換故障像素的值，通過兩個(gè)近鄰像素之和除以2 來計(jì)算替換值，需要簡(jiǎn)單的移位，它實(shí)質(zhì)上對(duì)資源和功耗都是“免費(fèi)”操作。3X3區(qū)域包括中心行、中心行之上的前一行和中心行之下的后一行。根據(jù)本發(fā)明， 使故障像素處于3X3區(qū)域的中心。3X3區(qū)域僅僅表示由眾多列和行的像素表示的圖像的某部位。依次讀取某行中每個(gè)像素并進(jìn)至下一行便獲得了圖像中的每個(gè)像素值。使用繼故障像素之后的行上近鄰像素的常規(guī)方法，要求對(duì)故障像素行上的每個(gè)像素和后繼行上的每個(gè)像素都依次讀取并緩沖，直到到達(dá)了近鄰像素。因此，整行的等待時(shí)間都被添加到獲取最近鄰故障像素值的過程。圖1 (a)中展示的兩個(gè)最近鄰的方法僅僅使用像素1和像素2的值來確定故障像素D的替換值。盡管兩個(gè)最近鄰的方法不使用沿著故障像素行后繼行的近鄰像素，但是根據(jù)僅僅兩個(gè)近鄰像素來確定故障像素的替換值，導(dǎo)致替換值可能不是故障像素的準(zhǔn)確值。圖1(b)和圖1(c)分別展示的四個(gè)和八個(gè)最近鄰的方法，可以為故障像素D確定比兩個(gè)最近鄰的方法更準(zhǔn)確的替換值。不過，四個(gè)和八個(gè)最近鄰的方法使用了沿著故障像素D行后繼行的近鄰像素(即圖1 (b)中的像素3和圖1 (c)中的像素6-8)。也就是說，四個(gè)和八個(gè)最近鄰的方法要求緩沖兩行的視像(即前進(jìn)讀取模式中的第一行和第三行)后再確定替換值，導(dǎo)致整行的等待時(shí)間。相反，本發(fā)明確定故障像素的替換值時(shí)，使用了沿著故障像素先行行(前一行)和沿著故障像素行(中心行)的五個(gè)最近鄰像素。通過對(duì)五個(gè)最近鄰像素求和并除以五來確定故障像素的替換值。按照五個(gè)最近鄰的方法，確定故障像素替換值的算法顯示在以下公式(1)中
權(quán)利要求
1.一種用于替換圖像中位于沿著某區(qū)域中心行的故障像素的值的圖像處理系統(tǒng)，所述區(qū)域包括中心行、位于所述中心行上方的前一行和位于所述中心行下方的后一行，所述圖像處理系統(tǒng)包括緩沖區(qū)，用于存儲(chǔ)位于所述前一行和所述中心行的像素的值；選擇器，用于選擇位于所述前一行和所述中心行的鄰近所述故障像素位置的多個(gè)像素值，而不選擇所述后一行上的像素值；以及計(jì)算器，用于根據(jù)位于所述前一行和所述中心行的所選擇的像素的值，確定所述故障像素的替換值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像裝置，其中，所述計(jì)算器根據(jù)五個(gè)近鄰像素確定所述故障像素的替換值，所述五個(gè)近鄰像素包括位于沿著所述前一行的三個(gè)近鄰像素和位于沿著所述中心行的兩個(gè)近鄰像素。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的圖像裝置，其中，所述計(jì)算器通過對(duì)所述五個(gè)近鄰像素的值求和并且將所述和除以五的近似值，確定所述故障像素的替換值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的圖像裝置，進(jìn)一步包括近似器，用于使用二的冪的分式值求五的近似值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的圖像裝置，其中，所述近似器使用以下公式 f 4 Λ J1 1 ！ ΛX= Tpn * - + —+ — {h ) U 16 64J其中X是最終近似值，Pn是像素值而η是所述五個(gè)近鄰像素的索引。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像裝置，進(jìn)一步包括故障像素映射，用于提供所述區(qū)域?qū)?yīng)的所述故障像素的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像裝置，進(jìn)一步包括顯示設(shè)備，用于顯示所述故障像素的替換值。
8.一種用于替換圖像的3行Χ3列區(qū)域內(nèi)彼此鄰近的多個(gè)故障像素的值的圖像處理系統(tǒng)，所述圖像處理系統(tǒng)包括緩沖區(qū)，用于存儲(chǔ)位于每個(gè)相應(yīng)故障像素上方的前一行和每個(gè)相應(yīng)故障像素的當(dāng)前行的像素的值；選擇器，用于選擇位于所述前一行和所述當(dāng)前行的鄰近每個(gè)相應(yīng)故障像素位置的多個(gè)像素值，而不選擇每個(gè)相應(yīng)故障像素下方的后一行上的像素值；以及計(jì)算器，用于根據(jù)位于所述前一行和所述當(dāng)前行的所選擇的像素的值，確定所述多個(gè)故障像素的替換值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的圖像裝置，其中，所述計(jì)算器根據(jù)五個(gè)相應(yīng)近鄰像素確定所述多個(gè)故障像素的所述替換值，所述五個(gè)相應(yīng)近鄰像素包括位于沿著所述前一行的三個(gè)近鄰像素和位于沿著所述當(dāng)前行的兩個(gè)近鄰像素。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的圖像裝置，其中，所述計(jì)算器通過對(duì)所述五個(gè)相應(yīng)近鄰像素的值求和并且將所述和除以五的近似值，確定所述多個(gè)故障像素的所述替換值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的圖像裝置，進(jìn)一步包括近似器，用于使用二的冪的分式值求五的近似值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的圖像裝置，其中，所述近似器使用以下公式
13.根據(jù)權(quán)利要求11的圖像裝置，其中，所述多個(gè)故障像素位于所述3行Χ3列區(qū)域的行中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的圖像裝置，其中，所述多個(gè)故障像素位于所述3行X3列區(qū)域的列中。
15.一種用于替換圖像中位于沿著某區(qū)域中心行的故障像素的值的方法，所述區(qū)域包括中心行、位于所述中心行上方的前一行和位于所述中心行下方的后一行，所述方法包括以下步驟存儲(chǔ)位于所述前一行和所述中心行的像素的值；選擇位于所述前一行和所述中心行的鄰近所述故障像素位置的多個(gè)像素值，而不選擇所述后一行上的像素值；以及根據(jù)位于所述前一行和所述中心行的所選擇的像素的值，確定所述故障像素的替換值。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的替換故障像素值的方法，其中，根據(jù)五個(gè)近鄰像素確定所述故障像素的替換值，所述五個(gè)近鄰像素包括位于沿著所述前一行的三個(gè)近鄰像素和位于沿著所述中心行的兩個(gè)近鄰像素。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的替換故障像素值的方法，其中，通過對(duì)所述五個(gè)近鄰像素的值求和并且將所述和除以五的近似值，確定所述故障像素的替換值。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的替換故障像素值的圖像裝置，其中，使用二的冪的分式值求五的近似值。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的替換故障像素值的圖像裝置，其中，使用以下公式確定所述替換值
20.根據(jù)權(quán)利要求15的替換故障像素值的圖像裝置，進(jìn)一步包括以故障像素映射提供所述區(qū)域?qū)?yīng)的所述故障像素的位置的步驟。
21.根據(jù)權(quán)利要求15的替換故障像素值的圖像裝置，進(jìn)一步包括顯示所述故障像素的替換值的步驟。
全文摘要
提供了一種用于替換圖像中位于沿著某區(qū)域中心行的故障像素的值的圖像處理系統(tǒng)。所述區(qū)域包括中心行、位于所述中心行上方的前一行和位于所述中心行下方的后一行。所述圖像處理系統(tǒng)包括緩沖區(qū)，用于存儲(chǔ)位于所述前一行和所述中心行的像素的值。所述圖像處理系統(tǒng)也包括選擇器，用于選擇位于所述前一行和所述中心行的鄰近所述故障像素位置的多個(gè)像素值，而不選擇所述后一行上的像素值。所述圖像處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括計(jì)算器，用于根據(jù)位于所述前一行和所述中心行的所選擇的像素的值，確定所述故障像素的替換值。
文檔編號(hào)H04N5/367GK102246509SQ200980149489
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者J·C·懷特, P·弗雷明 申請(qǐng)人:Itt制造企業(yè)公司