DE20019915U1 - Dynamische Erkennung und Korrektur von anomalen Pixeln - Google Patents
Dynamische Erkennung und Korrektur von anomalen PixelnInfo
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Claims (36)
1. System zum Erkennen und Korrigieren von fehlerhaften Pixeln in Rohdaten,
die von einem Bildsensor gewonnen werden, der zum Erhalten eines digitali
sierten Bildes verwendet wird, wobei die Rohdaten normale Pixel und fehler
hafte Pixel enthalten, wobei das System ausgelegt ist, die folgenden Schritte
durchzuführen:
- a) Empfangen eines Rohdatensignals für jedes Pixel in dem Bild;
- b) Berechnen eines Helligkeitswerts für jedes von dem Bildsensor empfan gene Pixel;
- c) Berechnen eines lokalen Helligkeitswerts für jedes von dem Bildsensor empfangene Pixel;
- d) Berechnen einer lokalen Helligkeitsabweichung des Helligkeitswerts von dem lokalen Helligkeitswert für jedes vom Bildsensor empfangene Pixel;
- e) Festlegen einer Abweichungsschwelle;
- f) für jedes vom Bildsensor empfangene Pixel Vergleichen seiner lokalen Helligkeitsabweichung mit der Abweichungsschwelle und Festlegen von Pi xeln mit lokalen Helligkeitsabweichungen, die größer sind als die Abwei chungsschwelle, als fehlerhafte Pixel;
- g) Aufzeichnen des Orts der fehlerhaften Pixel in einer statistischen Da tenbank;
- h) Aufzeichnen der Häufigkeit des Auftretens der fehlerhaften Pixel in der statistischen Datenbank; und
- i) Korrigieren des Helligkeitswerts der fehlerhaften Pixel, vorausgesetzt, daß die Korrektur durch Tendenzen von der statistischen Datenbank ge rechtfertigt ist.
2. System nach Anspruch 1, wobei der lokale Helligkeitswert das arithmetische
Mittel der Helligkeitswerte aller Pixel, die zu dem Pixel unmittelbar benach
bart sind und dieses umgeben, ist.
3. System nach Anspruch 1, wobei die lokale Helligkeitsabweichung der Ab
solutwert der Differenz zwischen dem Helligkeitswert des Pixels und dem lo
kalen Helligkeitswert des Pixels ist.
4. System nach Anspruch 1, wobei die Korrektur durch Ersetzen des Hellig
keitswerts des fehlerhaften Pixels durch den lokalen Helligkeitswert des feh
lerhaften Pixels erreicht wird.
5. System nach Anspruch 1, welches die Erkennung und Korrektur der fehler
haften Pixel dynamisch und ohne irgendeinen Eingriff einer Bedienperson
durchführt.
6. System nach Anspruch 1, wobei der Bildsensor ein Teil einer digitalen Video
kamera ist.
7. System nach Anspruch 1, wobei der Bildsensor ein Teil einer digitalen Stand
bildkamera ist.
8. System nach Anspruch 1, wobei der Bildsensor entweder (a) eine Bildsen
sormatrix mit ladungsgekoppelten Bauelementen (CCD) oder (b) eine Bild
sensormatrix mit komplementären Metalloxidhalbleitern (CMOS) ist.
9. System nach Anspruch 1, wobei die Rohdaten die unverarbeiteten Hellig
keitswertdaten sind, die vom Bildsensor ausgegeben werden und die weder
eine verlustbehaftete Komprimierung noch eine Farbverarbeitung durchlau
fen haben.
10. System nach Anspruch 1, welches ausgelegt ist, das Erkennen und Kor
rigieren an einem Teil der Rohdaten, die von der Bildsensormatrix erhalten
werden, entsprechend einem Teil eines Vollbildes eines Videobildes durch
zuführen.
11. System nach Anspruch 1, welches ausgelegt ist, das Erkennen und Kor
rigieren an einem Teil der Rohdaten, die von der Bildsensormatrix erhalten
werden, entsprechend einem Teil eines digitalen Standbildes durchzuführen.
12. System nach Anspruch 1, wobei die statistische Datenbank durch Speichern
des Orts und der Häufigkeit von fehlerhaften Pixeln mit der Zeit Tendenzen
entwickelt, die bestätigen, welche der fehlerhaften Pixel für die Pixelkorrektur
gerechtfertigt sind, wobei die Tendenzen anfänglich die Pixelkorrektur als
Vorgabe rechtfertigen und mit der Zeit die Pixelkorrektur nur rechtfertigen,
wenn ein spezielles fehlerhaftes Pixel eine Auftrethäufigkeit von mindestens
zwei aus vier Abfragen aufweist.
13. System nach Anspruch 1, wobei das Erkennen eine Videounterabtastung
umfaßt, wobei unter Verwendung der Videounterabtastung die Erkennung an
Videodaten-Vollbildern mit einer Rate zwischen einem von jeweils 128 Vi
deovollbildern und 1 von jeweils 32 Videovollbildern ausgeführt wird, und wo
bei die Korrektur an jedem Videodaten-Vollbild kontinuierlich ist.
14. System nach Anspruch 1, wobei das Erkennen eine Videounterabtastung
umfaßt, wobei unter Verwendung der Videounterabtastung die Erkennung an
Videodaten-Vollbildern mit einer Rate von einem von jeweils n mal X Vollbil
dern ausgeführt wird, wobei n eine ganze Zahl ist und wobei X weder gleich
50 noch 60 ist.
15. Dynamisches System, das keinen Benutzereingriff erfordert, zum Erkennen
und Korrigieren von fehlerhaften Pixeln in Rohdaten, die von einem Bild
sensor gewonnen werden, welcher ein Teil von (a) einer digitalen Videoka
mera oder (b) einer digitalen Standbildkamera ist, welches zum Erhalten eines
digitalisierten Bildes, das von einer Kamera abgetastet wird und über ei
nen Bus zu einem PC übertragen wird, verwendet wird, wobei die Rohdaten
normale Pixel und fehlerhafte Pixel enthalten, wobei das System ausgelegt
ist, die folgenden Schritte durchzuführen:
- a) Empfangen von Rohdatensignalen für jedes Pixel aus dem Bild;
- b) Berechnen eines Helligkeitswerts für jedes von dem Bildsensor empfan gene Pixel;
- c) Berechnen eines lokalen Helligkeitswerts für jedes von dem Bildsensor empfangene Pixel, wobei der lokale Helligkeitswert das arithmetische Mittel der Helligkeitswerte aller Pixel, die zu dem Pixel unmittelbar benachbart sind und dieses umgeben, ist;
- d) Berechnen einer lokalen Helligkeitsabweichung des Helligkeitswerts von dem lokalen Helligkeitswert für jedes vom Bildsensor empfangene Pixel, wo bei die lokale Helligkeitsabweichung der Absolutwert der Differenz zwischen dem Helligkeitswert des Pixels und dem lokalen Helligkeitswert des Pixels ist;
- e) Festlegen einer Abweichungsschwelle;
- f) für jedes vom Bildsensor empfangene Pixel Vergleichen seiner lokalen Helligkeitsabweichung mit der Abweichungsschwelle und Festlegen von Pi xeln mit lokalen Helligkeitsabweichungen, die größer sind als die Abwei chungsschwelle, als fehlerhafte Pixel;
- g) Aufzeichnen des Orts der fehlerhaften Pixel in einer statistischen Da tenbank;
- h) Aufzeichnen der Häufigkeit des Auftretens der fehlerhaften Pixel in der statistischen Datenbank; und
- i) Korrigieren des Helligkeitswerts der fehlerhaften Pixel, vorausgesetzt, daß die Korrektur durch Tendenzen von der statistischen Datenbank ge rechtfertigt ist, wobei die Korrektur durch Ersetzen des Helligkeitswerts des fehlerhaften Pixels durch den lokalen Helligkeitswert des fehlerhaften Pixels erreicht wird, wobei die statistische Datenbank die Pixelkorrektur rechtfertigt, wenn ein spezielles fehlerhaftes Pixel eine Auftrethäufigkeit von mindestens zwei aus vier Abfragen aufweist; und wobei das Erkennen an Videodaten mit einer Rate von (a) zwischen einem von jeweils 128 Videovollbildern und 1 von jeweils 32 Videovollbildern oder (b) einem von jeweils n mal X Vollbildern, wobei n eine ganze Zahl ist und X weder gleich 50 noch 60 ist, ausgeführt wird, und wobei die Korrektur an je dem Videodaten-Vollbild kontinuierlich ausgeführt wird.
16. System zum Erkennen und Korrigieren von fehlerhaften Pixeln in Rohdaten,
die von einem Bildsensor gewonnen werden, welcher verwendet wird, um ein
digitalisiertes Bild zu erhalten, wobei die Rohdaten normale Pixel und fehler
hafte Pixel enthalten, wobei das System folgendes umfaßt:
- a) einen Bildsensor zum Aufzeichnen eines Bildes einer Szene, wobei der Bildsensor ein Raster von Photostellen enthält, um auf die Photostellen scheinendes Licht in elektrische Ladungen umzuwandeln, wobei die elek trischen Ladungen in eine Reihe von analogen Ladungen umgewandelt wer den, die dann durch einen Analog-Digital-Wandler in digitale Signale umge wandelt werden, wenn das Bild aus dem Sensor ausgelesen wird; und
- b) einen intelligenten Hauptrechner, der dazu konfiguriert ist, die digitalen Signale von dem Bildsensor zu empfangen, wobei der intelligente Haupt rechner ein Computerprogrammprodukt aufweist mit:
- c) einem computernutzbaren Medium mit einem darin verkörperten maschi
nenlesbaren Code zum Veranlassen der Erkennung und Korrektur der feh
lerhaften Pixel, wobei das Computerprogrammprodukt folgendes umfaßt:
- 1. Vorrichtungen für den maschinenlesbaren Programmcode, die dazu kon figuriert sind, zu veranlassen, daß ein Computer ein Rohdatensignal für jedes Pixel in dem Bild empfängt;
- 2. Vorrichtungen für den maschinenlesbaren Programmcode, die dazu kon figuriert sind, zu veranlassen, daß ein Computer für jedes vom Bildsensor empfangene Pixel einen Helligkeitswert berechnet;
- 3. Vorrichtungen für den maschinenlesbaren Programmcode, die dazu kon figuriert sind, zu veranlassen, daß ein Computer für jedes vom Bildsensor empfangene Pixel einen lokalen Helligkeitswert berechnet;
- 4. Vorrichtungen für den maschinenlesbaren Programmcode, die dazu kon figuriert sind, zu veranlassen, daß ein Computer für jedes vom Bildsensor empfangene Pixel eine lokale Helligkeitsabweichung des Helligkeitswerts von dem lokalen Helligkeitswert berechnet;
- 5. Vorrichtungen für den maschinenlesbaren Programmcode, die dazu kon figuriert sind, zu veranlassen, daß ein Computer eine Abweichungsschwelle festlegt, die in Verbindung mit der lokalen Helligkeitsabweichung verwendet werden soll;
- 6. Vorrichtungen für den maschinenlesbaren Programmcode, die dazu kon figuriert sind, zu veranlassen, daß ein Computer für jedes Pixel seine lokale Helligkeitsabweichung mit der Abweichungsschwelle vergleicht und Pixel mit lokalen Helligkeitsabweichungen, die größer sind als die Abwei chungsschwelle, als fehlerhafte Pixel festlegt;
- 7. Vorrichtungen für den maschinenlesbaren Programmcode, die dazu kon figuriert sind, zu veranlassen, daß ein Computer den Ort der fehlerhaften Pi xel in einer statistischen Datenbank aufzeichnet;
- 8. Vorrichtungen für den maschinenlesbaren Programmcode, die dazu kon figuriert sind, zu veranlassen, daß ein Computer die Häufigkeit des Auftre tens der fehlerhaften Pixel in der statistischen Datenbank aufzeichnet; und
- 9. Vorrichtungen für den maschinenlesbaren Programmcode, die dazu kon figuriert sind, zu veranlassen, daß ein Computer den Helligkeitswert der feh lerhaften Pixel korrigiert, vorausgesetzt, daß die Korrektur durch Tendenzen von der statistischen Datenbank gerechtfertigt ist.
17. System nach Anspruch 16, wobei der Bildsensor die digitalen Signale über
einen Bus zum intelligenten Hauptrechner überträgt, wobei der Bus den Bild
sensor mit dem intelligenten Hauptrechner verbindet.
18. System nach Anspruch 16, wobei der intelligente Hauptrechner ein Server
ist.
19. System nach Anspruch 16, wobei der intelligente Hauptrechner ein Personal
computer ist.
20. System nach Anspruch 16, wobei der lokale Helligkeitswert das arithmeti
sche Mittel der Helligkeitswerte aller Pixel, die zu dem Pixel unmittelbar be
nachbart sind und dieses umgeben, ist.
21. System nach Anspruch 16, wobei die lokale Helligkeitsabweichung der Ab
solutwert der Differenz zwischen dem Helligkeitswert des Pixels und dem lo
kalen Helligkeitswert des Pixels ist.
22. System nach Anspruch 16, wobei die Korrektur durch Ersetzen des Hellig
keitswerts des fehlerhaften Pixels durch den lokalen Helligkeitswert des feh
lerhaften Pixels erreicht wird.
23. System nach Anspruch 16, wobei die Bildsensormatrix entweder (a) eine
Bildsensormatrix mit ladungsgekoppelten Bauelementen (CCD) oder (b) eine
Bildsensormatrix mit komplementären Metalloxidhalbleitern (CMOS) ist.
24. System nach Anspruch 16, wobei die Rohdaten die unverarbeiteten Hellig
keitswertdaten sind, die vom Bildsensor ausgegeben werden und die weder
eine verlustbehaftete Komprimierung noch eine Farbverarbeitung durchlau
fen haben.
25. System nach Anspruch 17, wobei der Bus (a) ein universeller serieller Bus
(USB) oder (b) ein paralleler Anschluß ist.
26. System nach Anspruch 16, welches die Erkennung und Korrektur der fehler
haften Pixel dynamisch und ohne irgendeinen Benutzereingriff durchführt.
27. System nach Anspruch 16, wobei der Bildsensor ein Teil einer digitalen Vi
deokamera ist.
28. System nach Anspruch 16, wobei der Bildsensor ein Teil einer digitalen
Standbildkamera ist.
29. System nach Anspruch 16, welches das Erkennen und Korrigieren an einem
Teil der Rohdaten, die von der Bildsensormatrix erhalten werden, entspre
chend einem Teil eines Vollbildes eines Videobildes durchführt.
30. System nach Anspruch 16, welches das Erkennen und Korrigieren an einem
Teil der Rohdaten, die von der Bildsensormatrix erhalten werden, entspre
chend einem Teil eines digitalen Standbildes durchführt.
31. System nach Anspruch 16, wobei die statistische Datenbank durch Spei
chern des Orts und der Häufigkeit von fehlerhaften Pixeln mit der Zeit Ten
denzen entwickelt, die bestätigen, welche der fehlerhaften Pixel für die Pixel
korrektur gerechtfertigt sind, wobei die Tendenzen anfänglich die Pi
xelkorrektur als Vorgabe rechtfertigen und mit der Zeit die Pixelkorrektur nur
rechtfertigen, wenn ein spezielles fehlerhaftes Pixel eine Auftrethäufigkeit
von mindestens zwei aus vier Abfragen aufweist.
32. System nach Anspruch 16, wobei das Computerprogramm veranlaßt, daß
das Erkennen an Videodaten-Vollbildern mit einer Rate zwischen einem von
jeweils 128 Videovollbildern und 1 von jeweils 32 Videovollbildern ausgeführt
wird, und das Computerprogramm veranlaßt, daß die Korrektur an jedem Vi
deodaten-Vollbild kontinuierlich ausgeführt wird.
33. System nach Anspruch 16, wobei das Computerprogramm veranlaßt, daß
das Erkennen an Videodaten-Vollbildern mit einer Rate von einem von je
weils n mal X Vollbildern ausgeführt wird, wobei n eine ganze Zahl ist und
wobei X weder gleich 50 noch 60 ist, und das Computerprogramm veranlaßt,
daß die Korrektur kontinuierlich an jedem Videodaten-Vollbild ausgeführt
wird.
34. System nach Anspruch 16, wobei das Computerprogrammprodukt aus ei
nem Teil zum Erkennen anomaler Pixel, einem Teil zum Korrigieren ano
maler Pixel und einem statistischen Analyseteil besteht.
35. System nach Anspruch 16, wobei die Ausführung des Computerprogramm
produkts die Prozessorlast um nicht mehr als zwischen 1 Prozent und 80
Prozent erhöht.
36. System nach Anspruch 16, wobei die Ausführung des Computerprogramm
produkts die Videoverarbeitung um nicht mehr als 1 Vollbild pro Sekunde
verringert.
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