【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及圖像傳感器校正，尤其涉及一種基于svd減少cmos非均勻性的校正方法。
技術介紹
1、cmos圖像傳感器在功耗，集成度，性價比，高速性等方面具有明顯的優勢，近年來在多個領域得到了廣泛的應用。然而由于制作材料的不均勻，工藝條件的限制，讀出電路的差異等，cmos一般都存在不同程度的非均勻性噪聲。
2、多個專利提供了圖像傳感器非均勻性校正方法，如公開號為cn115144010a的專利技術提出了統一化校正模型，實現了圖像傳感器響應非均勻性和線性度的測試標定與校正；公開號為cn112291446b的專利技術涉及一種大面陣cmos圖像傳感器的非均勻性校正方法，首先在積分球均勻光照下，對cmos圖像傳感器進行原始圖像采集，并對采集到的圖像進行非均勻度計算，得到非均勻度最大值對應的圖像，然后根據cmos圖像傳感器的結構特點，將大面陣cmos圖像的列進行分組處理，利用分組進行參數求取，最終建立用于對cmos圖像傳感器進行非均勻性校正的校正模型。公開號為cn115665579a的專利技術離線計算出圖像在不同飽和度下的偏移量，在線計算時，只需要知道一個標準的校正矩陣，通過不同飽和度下的偏移量即可獲得該飽和度下的校正矩陣參數，在校正計算的過程中，引入線性插值法、非線性插值法、最近鄰原則，校準標準參數矩陣，增加校正精度。在選擇非均勻性校正方法時，需要考慮到具體的應用場景，處理速度和硬件成本等因素，以達到最佳的校正效果。
3、然而由于制作材料的不均勻，工藝條件的限制，讀出電路的差異等，cmos一般都存在不同程度的非均勻
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種基于svd減少cmos非均勻性的校正方法，解決了傳統校正方法存在非均勻性校正標定參數量以及非均勻性噪聲較大的技術問題。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供了如下技術方案：一種基于svd減少cmos非均勻性的校正方法，該方法包括以下步驟：
3、s1、獲取cmos圖像傳感器在積分球均勻光照下s幅不同灰度的原始圖像is，并記錄每幅原始圖像is的曝光時間exps以及對應cmos圖像傳感器m×n個像元的灰度變化值grays；
4、s2、根據曝光時間exps和灰度變化值grays對原始圖像is中若干像素值進行均值線性響應擬合，得到對應m×n個像元的校正參數(kc,bc)；
5、s3、對校正參數(kc,bc)進行svd分解，并設置通過率rate截取校正參數(kc,bc)的主要特征進行降維得到降維后的校正參數(uk、sk′、vk′；ub、sb′、vb′)；
6、s4、對校正參數(uk、sk′、vk′；ub、sb′、vb′)進行參數重構得到重構后的校正斜率矩陣kcp以及校正偏置矩陣bcp；
7、s5、采用校正斜率矩陣kcp和校正偏置矩陣bcp對原始圖像is進行非均勻性校正得到校正后圖像imgc；
8、s6、根據cmos圖像傳感器的非均勻性值nu對校正后圖像imgc進行評價；
9、若非均勻性值nu小于閾值t，則輸出校正斜率矩陣kcp以及校正偏置矩陣bcp并結束；
10、相反，則返回至步驟s3提高通過率rate。
11、進一步地，在步驟s2中，具體過程包括以下步驟：
12、s21、以曝光時間exps為自變量xi作為橫坐標，度變化值grays為真實值yi作為縱坐標繪制cmos圖像傳感器每個像元的光響應曲線yi＝kxi+b；
13、s22、引入最小二乘法，根據殘差平方和最小的原則進行光響應曲線yi＝kxi+b的線性擬合得到每個像元的擬合斜率k以及截距b；
14、s23、計算每張原始圖像is的灰度均值avgi；
15、s24、以曝光時間exps為橫坐標，灰度均值avgi為縱坐標繪制均值線性響應曲線yi＝kmxi+bm；
16、s25、對均值線性響應曲線yi＝kmxi+bm進行線性擬合，得到擬合斜率km以及截距bm，其中：
17、
18、式中，s表示觀測點的數量；exps表示曝光時間；
19、s26、以均值線性響應曲線yi＝kmxi+bm為目標響應對光響應曲線yi＝kxi+b進行校正，得到與cmos圖像傳感器分辨率一致的校正斜率矩陣kc以及校正截距矩陣bc。
20、進一步地，在步驟s22中，擬合斜率k以及截距b的計算公式為：
21、
22、式中，s表示觀測點的數量；exps表示曝光時間；grays表示像元的灰度變化值。
23、進一步地，在步驟s23中，灰度均值avgi的計算公式為：
24、
25、式中，ii(m,n)表示第i張原始圖像在第m行、n列的像素灰度值；m表示原始圖像的行高；n表示原始圖像的列。
26、進一步地，在步驟s26中，校正斜率矩陣kc以及校正截距矩陣bc的計算公式為：
27、
28、bc(i,j)＝b-kc*bm
29、式中，表示第i行、第j列像元的均勻性校正斜率矩陣；b-kc*bm表示第i行、第j列像元的均勻性校正截距矩陣。
30、進一步地，在步驟s3中，具體過程包括以下步驟：
31、s31、設定校正斜率矩陣以及校正截距矩陣kc＝bc＝u*s′*v′，其中，u為m階正交矩陣，v′為n階正交矩陣，s′是降序排列的非負的對角線元素組成的m×n矩形對角矩陣；
32、s32、確定校正斜率矩陣kc以及校正截距矩陣bc的奇異值；
33、s33、將奇異值分別按照大小排列且保留前m個，并計算奇異值占比mi，即：
34、
35、式中，si為分解后的奇異值；
36、s34、設置根據奇異值占比mi選擇保留校正參數特征的通過率rate，具體為：
37、
38、式中，p為選擇的維度特征；
39、s35、根據通過率rate選擇1至p,p≥1個維度的特征得到降維后的校正參數(uk、sk′、vk′；ub、sb′、vb′)。
40、進一步地，在步驟s4中，具體為：
41、將正交矩陣u的前p列設為uk和對角矩陣s′前p個值sk′相乘，得到包含了經過奇異值加權的左奇異向量uk*sk′，再與正交矩陣v′的前p行vk′相乘，可得到uk*sk′*vk′，即：
42、kcp＝uk*sk′*vk′
43、同理，校正偏置矩陣bcp為：
44、bcp＝ub*sb′*vb′
45、式中，uk、sk′、vk′、ub、sb′、vb′均為降維后的校正參數。
46、進一步地，在步驟s5中，校正后圖像imgc為：
47、imgc＝img*kcp+bcp
48、式中，img為原始圖像is。...
【技術保護點】
1.一種基于SVD減少CMOS非均勻性的校正方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的校正方法，其特征在于，在步驟S2中，具體過程包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的校正方法，其特征在于，在步驟S22中，擬合斜率k以及截距b的計算公式為：
4.根據權利要求2所述的校正方法，其特征在于，在步驟S23中，灰度均值avgi的計算公式為：
5.根據權利要求3所述的校正方法，其特征在于，在步驟S26中，校正斜率矩陣Kc以及校正截距矩陣Bc的計算公式為：
6.根據權利要求1所述的校正方法，其特征在于，在步驟S3中，具體過程包括以下步驟：
7.根據權利要求1所述的校正方法，其特征在于，在步驟S4中，具體為：
8.根據權利要求1所述的校正方法，其特征在于，在步驟S5中，校正后圖像imgc為：
9.根據權利要求1所述的校正方法，其特征在于，在步驟S6中，非均勻性值NU的計算公式為：
【技術特征摘要】
1.一種基于svd減少cmos非均勻性的校正方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的校正方法，其特征在于，在步驟s2中，具體過程包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的校正方法，其特征在于，在步驟s22中，擬合斜率k以及截距b的計算公式為：
4.根據權利要求2所述的校正方法，其特征在于，在步驟s23中，灰度均值avgi的計算公式為：
5.根據權利要求3所述的校正方法，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員：程潔，郭杰，魏燁，陶飛，王亞奎，
申請(專利權)人：合肥中科君達視界技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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