一种工业相机图像传感器坏点修补处理装置及方法与流程

本发明涉及电子测量仪器及设备，具体为一种工业相机图像传感器坏点修补处理装置及方法。

背景技术：

1、随着智能装备产业的发展和aoi技术的推广应用，工业相机的应用范围不断扩大，分辨率指标不断提高，目前已经达到1.5亿像素的级别，但是随着工业相机分辨率的提高，对于其所采用的图像传感器的质量要求也在不断提升，其中一个典型参数就是坏点率；

2、公开号“cn105430385a”提供了一种图像传感器坏点检测和校正的方法及装置，装置包括：图像传感器数据输入单元、增益补偿单元、坏点判断单元、去坏点强度控制单元、坏点校正单元及去坏点数据输出单元。本发明以2x2为周期的四个滤镜的各种排列产生的数据作为输入数据。该装置满足以2x2为周期的四个滤镜的各种排列方式的图像传感器数据格式的坏点检测和校正，能够自动和高效的进行坏点检测和校正；

3、但是上述方案还存在以下缺陷：

4、对于普通相机而言，随机的传感器坏点，可以通过软件处理方法进行弥补，通过相邻像素的平均算法计算其目标值，不至于对最终输出效果带来特别严重的影响。但是对于工业相机而言，其本身最重要的功能就是发现目标的微观缺陷，因此软件弥补方法势必对于某些目标缺陷的检测带来不利影响，对于高分辨率的图像传感器而言，减少其像素坏点数量难度非常大。其一是因为像素的数量巨大，限制坏点数量的要求会对传感器品级提升带来巨大挑战，从而严重提升成本；其次是传感器本身在使用过程中，由于环境影响会自然产生像素坏点，这就要求增加很大的校准校验工作量，降低器件寿命，同样带来成本的提升。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种工业相机图像传感器坏点修补处理装置及方法，通过两次曝光间的目标偏移，并通过数据合并得到最终图像数据输出，以剔除传感器像素坏点的影响。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种工业相机图像传感器坏点修补处理装置，包括上位机、目标物和相机，所述相机包括有：镜头组件、图像传感器、处理单元和存储器，所述镜头组件用于拍摄高分辨率的图片来提供更加精准的图像数据，所述图像传感器与镜头组件相连，所述图像传感器用于将图像数据上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号，所述处理单元与图像传感器相连，所述处理单元用于对目标物特定区域内图像特征的提取及坐标对比计算，所述存储器与处理单元相连，所述存储器用于存储数据。

4、优选的，所述图像特征包括特定的标记，以及算法增强的区域内图像的几何特征。

5、优选的，所述目标物放在可动载台上，通过所述可动载台使目标物进行受控的水平移动。

6、一种工业相机图像传感器坏点修补处理方法，包括以下步骤：

7、s1、针对相机本身的坏点建立坏点坐标数据库，并计算出二次曝光的合理坐标偏移，使得两次曝光过程中，尽量减少坏点的重叠；

8、s2、针对两次曝光的数据比较，计算出两次曝光间的实际偏移，精度达到子像素级别；

9、s3、对两次曝光的有效数据区进行坐标对齐，然后剔除坏点影响，合并后得到最终的图像数据。

10、优选的，在所述s1中进行第一次曝光和数据采集，数据存入所述存储器，并针对目标特定区域a的图像特征，计算原始坐标v1，根据之前计算得到的错位坐标差，移动所述可动载台。

11、优选的，进行第二次曝光，并采集所述目标特定区域a的相关数据，计算其所述图像特征，得到精确的二次坐标v2，并精确计算所述v1、v2之间的坐标差值，精度应该达到子像素级别。

12、优选的，在所述s2中计算两次曝光的目标特定区域重叠部分的曝光参数，并确认参数误差落在可接受范围，否则返回二次曝光节点，重新曝光。

13、优选的，在所述s3中根据精确坐标差值，计算所述第一次曝光时的所有坏点像素坐标在第二次曝光时的位置，并重新读回第二次曝光采样值，替换所述第一次曝光数据，合成最终的图像数据，将合成的是最终图像数据上传到所述上位机，结束本次操作。

14、优选的，进行所述二次曝光时采用局部图像采集算法和数据本地dsp处理计算，以减少图像数据的传输时间和数据处理时间。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、1、针对高分辨工业相机的应用场合，可以提供更加精准的图像数据，同时降低了对相机传感器像素坏点的品级要求，可以有效降低系统成本；

17、2、对于在相机寿命期间增加的像素坏点，只须重新建立像素坏点数据库，进行软件更新，即可消除新增坏点的影响，大大扩展了相机的使用寿命；

18、3、绝大多数的自动化机台都具备载台受控移动功能或相机受控移动功能，而精确坐标的获得是通过特征图像处理实现的，因此这个移动要求的精度不高，不会增加系统复杂度和成本；

19、4、增加的时间开销和对机台节拍的影响可以接受；

20、5、方案简单易行，成本低，便于推广。

技术特征：

1.一种工业相机图像传感器坏点修补处理装置，包括上位机(1)、目标物(2)和相机(3)，其特征在于，所述相机(3)包括有：

2.根据权利要求1所述的一种工业相机图像传感器坏点修补处理装置，其特征在于：所述图像特征包括特定的标记，以及算法增强的区域内图像的几何特征。

3.根据权利要求2所述的一种工业相机图像传感器坏点修补处理装置，其特征在于：所述目标物(2)放在可动载台(4)上，通过所述可动载台(4)使目标物(2)进行受控的水平移动。

4.一种工业相机图像传感器坏点修补处理方法，基于权利要求3所述的一种工业相机图像传感器坏点修补处理装置，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种工业相机图像传感器坏点修补处理方法，其特征在于：在所述s1中进行第一次曝光和数据采集，数据存入所述存储器(34)，并针对目标特定区域a的图像特征，计算原始坐标v1，根据之前计算得到的错位坐标差，移动所述可动载台(4)。

6.根据权利要求5所述的一种工业相机图像传感器坏点修补处理方法，其特征在于：进行第二次曝光，并采集所述目标特定区域a的相关数据，计算其所述图像特征，得到精确的二次坐标v2，并精确计算所述v1、v2之间的坐标差值，精度应该达到子像素级别。

7.根据权利要求6所述的一种工业相机图像传感器坏点修补处理方法，其特征在于：在所述s2中计算两次曝光的目标特定区域重叠部分的曝光参数，并确认参数误差落在可接受范围，否则返回二次曝光节点，重新曝光。

8.根据权利要求7所述的一种工业相机图像传感器坏点修补处理方法，其特征在于：在所述s3中根据精确坐标差值，计算所述第一次曝光时的所有坏点像素坐标在第二次曝光时的位置，并重新读回第二次曝光采样值，替换所述第一次曝光数据，合成最终的图像数据，将合成的是最终图像数据上传到所述上位机(1)，结束本次操作。

9.根据权利要求6所述的一种工业相机图像传感器坏点修补处理方法，其特征在于：进行所述二次曝光时采用局部图像采集算法和数据本地dsp处理计算，以减少图像数据的传输时间和数据处理时间。

技术总结
本发明提供一种工业相机图像传感器坏点修补处理装置及方法，包括上位机、目标物和相机，所述相机包括有：镜头组件、图像传感器、处理单元和存储器，所述镜头组件用于拍摄高分辨率的图片来提供更加精准的图像数据，所述图像传感器用于将图像数据上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号，所述处理单元用于对目标物特定区域内图像特征的提取及坐标对比计算，所述存储器用于存储数据。针对高分辨工业相机的应用场合，可以提供更加精准的图像数据，同时降低了对相机传感器像素坏点的品级要求，可以有效降低系统成本。

技术研发人员：徐大鹏,尹建召
受保护的技术使用者：苏州精智达智能装备技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27