專利名稱：數(shù)字圖像感光成像的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字圖像的輸出方法，更具體說是數(shù)字圖像感光的成像方法。
采用數(shù)字光源對感光材料(如相紙或膠片)曝光的方法輸出數(shù)字圖像，與彩色打印機的技術(shù)相比較，具有速度快，成本低，色彩艷麗，精度高保存期長等許多優(yōu)點，是取代傳統(tǒng)暗房的照片輸出的技術(shù)解決方案。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)碼攝影技術(shù)的發(fā)展，這種技術(shù)將具有廣闊的市場前景。
目前國外在這一技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)品主要有數(shù)字化彩擴機(如富士248型等)，專業(yè)數(shù)碼印像機(如柯達LED20P等)。主要的數(shù)字光源有以下幾種1．三色激光色純度好，沒有分辨率限制，點曝光，速度慢，特殊器件價格昂貴，單臺價格在百萬元以上。2．LED發(fā)光二極管線曝光，發(fā)光強度較低，速度慢，器件為特殊器件，設(shè)備價格在百萬元以上。3．短余輝的線陣陰極射線管CRT線曝光，發(fā)光強度較好，速度慢，器件為特殊器件，價格在數(shù)十萬元。4．LVT面曝光，亮度高，速度快，分辨率有限，，器件為特殊器件，價格較貴。5．液晶投影面曝光，亮度高，速度快，無明顯畸變，分辨率有限，色彩表現(xiàn)有缺陷，價格一般。6．面陣CRT面曝光，亮度高，速度快，色彩較好，有畸變，價格低廉。
從以上同類技術(shù)對比可以看出，采用面陣器件對感光材料曝光，具有速度快，價格便宜等許多優(yōu)點，但是面陣光源的分辨率有限，無法輸出高分辨率的圖像。本發(fā)明人曾發(fā)明一種用單個面陣CRT光源及成像鏡頭組成光頭，移動光頭分多幅曝光的方法(CN99100772.7)，本發(fā)明的目的就是提供一種改進的，以面陣數(shù)字光源，采用分幅拼接曝光的技術(shù)，以實現(xiàn)高分辨率大幅圖像輸出的方法。
本發(fā)明的數(shù)字圖像感光成像方法的操作步驟有以下幾個部分組成先將高精度的數(shù)字圖像按區(qū)域分割成為兩幅或多幅，再將其進行圖像預(yù)處理過程，然后發(fā)送到面陣數(shù)字光源，所說的面陣數(shù)字光源及其成像鏡頭與感光材料呈相對運動或相對靜止的狀態(tài)，通過所說的成像鏡頭分幅對感光材料的不同區(qū)域進行曝光，最終在感光材料上得到完整的數(shù)字圖像，本發(fā)明的特征在于采用高分辨率的單幅面陣數(shù)字光源，通過分幅拼接曝光的方法，獲得高分辨率的整幅數(shù)字影像，所說的圖像預(yù)處理過程，包括曝光均勻性處理，變形校正處理和色彩矯正處理。
以下結(jié)合附圖中的實施例對本發(fā)明的上述的幾個部分加以詳細的說明。


圖1是光源及鏡頭與感光材料呈相對靜止狀態(tài)一個實施例的示意圖。
圖2是光源及鏡頭與感光材料呈相對靜止狀態(tài)的另一實施例的示意圖。
圖3是本發(fā)明方法的變形矯正工作流程圖。
圖4是本發(fā)明方法的亮度補償工作流程圖。
圖5是兩幅拼接時重疊部分的亮度連續(xù)變化曲線示意圖。
圖6是是本發(fā)明方法在光源及鏡頭與感光材料呈相對移動狀態(tài)時的實施例工作流程圖。
圖7是本發(fā)明方法的色彩矯正工作流程圖。
變形矯正由于面陣光源(如CRT)自身存在的邊緣畸變，以及光學(xué)成像鏡頭的畸變效應(yīng)，系統(tǒng)安裝誤差等原因，使面陣數(shù)字光源通過鏡頭成像后出現(xiàn)邊緣畸變，所成的像并非完整的矩形，這樣給多幅圖像的拼接帶來一定的困難。本發(fā)明采用一種畸變補償曲線，對于單幀圖像進行變形，以使像面成為標準的矩形。變形曲線的生成方法見圖3所示。
光源及鏡頭與感光材料呈靜止狀態(tài)有多個數(shù)字光源或單個數(shù)字光源及與單個數(shù)字光源對應(yīng)的兩個以上的鏡頭，或功能相同的光學(xué)系統(tǒng)，對感光材料進行分幅拼接曝光。如圖1所示，可以采用單個光源(7)及多個鏡頭(11)的分幅拼接方法，其中(1)是第一幅感光圖像，(2)是第二幅感光圖像，(3)是沖洗機，(4)是感光紙箱及走紙控制裝置，(19)是感光紙，(20)是走紙平臺；也可以采用圖2所示的多個光源(7)及多個鏡頭(11)的分幅拼接方法。在這種情況下，由于沒有光源及鏡頭與感光材料相對運動帶來的誤差，分幅圖像不互相重疊，利用上述的變形矯正的方法可以使分幅曝光的的圖像剛好做到無縫拼接。無縫拼接狀態(tài)下亮度系數(shù)的確定由于面陣數(shù)字光源(如CRT)存在中心亮度強于邊角亮度的問題，對感光材料曝光時，中心的曝光強于邊角，光學(xué)成像鏡頭的特性又使這一現(xiàn)象的程度加大，一般稱為“失光”。因此造成曝光不均勻。本發(fā)明采用對數(shù)字圖像進行逐點調(diào)整的方法彌補整個系統(tǒng)造成的曝光均勻性誤差。具體的方法是對單幀的數(shù)字圖像按每個像素逐點乘一個亮度系數(shù)，曝光不足時使其增大，而曝光過度時使其減弱，亮度系數(shù)的確定方法見圖4。需要注意的是在分幅曝光圖像不相互重疊并且無縫拼接的狀態(tài)下，曝光均勻性的補償處理考慮單幀圖像即可。關(guān)于分幅圖像曝光重疊區(qū)城亮度系數(shù)的處理由于光源及鏡頭與感光材料之間的機械運動帶來的運動誤差，或某些器件成像邊緣的光暈現(xiàn)象，使分幅圖像很難做到無縫拼接。本發(fā)明采用的方法是使分幅曝光的圖像邊緣相互重疊，不重疊部分的曝光亮度采用上述的方法，重疊部分的圖像曝光亮度系數(shù)滿足如下的規(guī)律(1)．單幀圖像的亮度系數(shù)從中心到兩側(cè)呈連續(xù)曲線變化；(2)．兩幅圖像的重疊部分的曝光量相加等于曝光處理后兩幅圖像的平均曝光量。
由于單幀圖像在重疊部分亮度系數(shù)呈連續(xù)變化如圖5所示，其中I1代表第一幅圖像在重疊區(qū)的亮度，I2代表第一幅圖像在重疊區(qū)的亮度，I1和I2相加等于不重疊部分的亮度系數(shù)。因相對運動造成的機械對位誤差的影響被分散到整個重疊區(qū)域，使人的視覺難以察覺，達到有效拼接的目的。
在重疊區(qū)域中，由于要進行兩次曝光，因此單幀的亮度系數(shù)應(yīng)該減小，單幀的重疊區(qū)域又是在圖像的邊緣，如上述的“失光”原因，所以亮度系數(shù)應(yīng)該增強。因此亮度系數(shù)應(yīng)根據(jù)實測結(jié)果決定，實際亮度系數(shù)的確定方法可以用迭代測量的方法實現(xiàn)，參見圖4。從理論上說并沒有遞增或遞減的規(guī)律。
在光源及鏡頭與感光材料呈相對運動或靜止狀態(tài)時，除了上述專利申請CN99100772.7中已披露的單個光源和單個鏡頭的分幅拼接方法以外(如圖6)，也可以再加上本發(fā)明的多光源、單鏡頭或多光源、多鏡頭的分幅拼接方法。色彩矯正處理對于不同的感光材料，有不同的感光特性曲線，在相同條件下曝光色彩會有所不同，本發(fā)明采用測量基色色塊密度的方法標定特性光源與感光材料的對應(yīng)關(guān)系。即給出黃、品紅，青三基色的標準密度梯度值，通過調(diào)節(jié)光源特性使之在指定的感光材料上感光并趨于標準密度，達到不同感光材料色彩矯正的目的。圖7給出紅色的矯正處理流程圖，黃、藍色的處理也相同。
本發(fā)明中所說的各種圖像處理，如上述的變形(畸變)矯正，亮度處理和色彩矯正處理的方法，均可參見CN99100772.7的說明書和附圖。
本發(fā)明所說的數(shù)字光源是指CRT顯示器，面陣LED，液晶顯示器，等離子體顯示器，LVT顯示器，YAG顯示器等顯示設(shè)備。
采用本發(fā)明的數(shù)字圖像感光成像方法，由于使圖像分割成多幅，擴大了總的像素的數(shù)目，增加了圖像的分辨率，又由于本發(fā)明采用了圖像的亮度、變形、色彩和邊緣處理，可以得到高質(zhì)量的彩色相片，使彩色印像技術(shù)可以輸出高分辨率的數(shù)字圖像。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字圖像感光成像的方法，先將高精度的數(shù)字圖像按區(qū)域分割成為兩幅或多幅，再將其進行圖像預(yù)處理過程，然后發(fā)送到面陣數(shù)字光源，所說的面陣數(shù)字光源及其成像鏡頭與感光材料呈相對運動或相對靜止的狀態(tài)，通過所說的成像鏡頭分幅對感光材料的不同區(qū)域進行曝光，最終在感光材料上得到完整的數(shù)字圖像，本發(fā)明的特征在于采用高分辨率的單幅面陣數(shù)字光源，通過分幅拼接曝光的方法，獲得高分辨率的整幅數(shù)字影像，所說的圖像預(yù)處理過程，包括曝光均勻性處理，變形校正處理和色彩矯正處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖像感光成像的方法，其特在于通過對數(shù)字圖像進行變形來補償由鏡頭及面陣數(shù)字光源造成的成像畸變，使分幅曝光的圖像保持大小一致的標準矩形，以使其在感光材料上能夠分幅拼接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖像感光成像的方法，其特征在于根據(jù)對成像面曝光量的實際測量結(jié)果，用不同的亮度系數(shù)與圖像的每一個像素相乘，使成像面曝光不足的部分的光強相對增強，使曝光過度的部分的光強相對減弱，以使曝光均勻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字圖像感光成像的方法，其特征在于在分幅曝光的圖像邊緣出現(xiàn)重疊部分，重疊部分的曝光量根據(jù)兩次曝光計算亮度系數(shù)，重疊部分的單幅曝光量呈連續(xù)曲線變化，兩幅圖像重疊部分的曝光量相加等于處理后的平均曝光量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖像感光成像的方法，其特征在于所說的色彩矯正是通過數(shù)字光源對不同感光材料的基本曝光能力進行測定，確定與不同感光材料的數(shù)字曝光控制曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖像感光成像的方法，其特征在于當光源及鏡頭與感光材料相對靜止狀態(tài)時，有兩個以上的數(shù)字光源和與其對應(yīng)的兩個以上的鏡頭，對感光材料分幅拼接曝光。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖像感光成像的方法，其特征在于當光源及鏡頭與感光材料相對靜止狀態(tài)時，有單個或多個數(shù)字光源及與單個數(shù)字光源對應(yīng)的兩個以上的鏡頭，或功能相同的光學(xué)系統(tǒng)，對感光材料進行分幅拼接曝光。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖像感光成像的方法，其特征在于所說的數(shù)字光源是指CRT顯示器，面陣LED，液晶顯示器，等離子體顯示器，LVT顯示器，YAG顯示器等顯示設(shè)備。
全文摘要
將高精度的數(shù)字圖像割成為兩幅或多幅，再進行圖像曝光均勻性處理，變形校正處理和色彩矯正處理后，發(fā)送到高分辨率面陣數(shù)字光源，面陣數(shù)字光源及其成像鏡頭與感光材料呈相對運動或相對靜止的狀態(tài)，通過成像鏡頭分幅對感光材料的不同區(qū)域進行曝光，在感光材料上得到完整的數(shù)字圖像，本發(fā)明通過分幅拼接曝光的方法，獲得高分辨率的整幅數(shù)字影像。
文檔編號G03B27/46GK1317717SQ00105628
公開日2001年10月17日 申請日期2000年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月13日
發(fā)明者貢曄 申請人:貢曄