專利名稱：圖像處理設(shè)備、圖像處理方法及圖像捕獲設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及校正在用捕獲鏡頭捕獲的圖像中，由捕獲鏡頭導(dǎo)致的像差的圖像處理設(shè)備、圖像處理方法和圖像捕獲設(shè)備。本發(fā)明特別涉及一種圖像處理設(shè)備、圖像處理方法和圖像捕獲設(shè)備，其能夠同步校正由捕獲鏡頭導(dǎo)致的色差(chromatic aberration)和畸變像差(distortion aberration)。
背景技術(shù)：
攝像機(jī)或數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)已經(jīng)在最近今年迅速地小型化，并且它們的捕獲鏡頭也已經(jīng)小型化。捕獲鏡頭的小型化增加了由鏡頭導(dǎo)致的像差，并因此很難充分地抑制住捕獲圖像的質(zhì)量的降低。特別地，如圖6所示，由于通過(guò)鏡頭時(shí)每個(gè)波長(zhǎng)的紅色、綠色、藍(lán)色分量具有不同的折射率，就會(huì)發(fā)生相對(duì)于綠色分量的圖像元素，紅色分量的圖像元素形成在外側(cè)，而藍(lán)色分量的圖像元素形成在內(nèi)側(cè)的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象導(dǎo)致沿著對(duì)象的圖像邊緣的顏色模糊(色移)，即使是黑白物體也是如此。日本未審專利申請(qǐng)出版號(hào)No.2000-299874公開了一種用于通過(guò)信號(hào)處理校正由捕獲鏡頭導(dǎo)致的像差的技術(shù)。
而且，由于如在圖7A和7B中所示的畸變像差，直線對(duì)象(見圖7A)的圖像的直線被不適宜地彎曲了?；兿癫罘诸悶閮煞N桶形畸變和枕形畸變。圖7B說(shuō)明了典型的桶形畸變。
傳統(tǒng)的上述色差或畸變像差的電子校正(electrical correction)只能適用它們中的一個(gè)。為了校正全部?jī)煞N像差，如在圖8中所示，這些像差可以通過(guò)兩個(gè)校正處理81和82連續(xù)地校正。然而，這種校正需要大量的從圖像存儲(chǔ)器的再現(xiàn)和對(duì)圖像存儲(chǔ)器的記錄，并因此整個(gè)處理用很長(zhǎng)的時(shí)間，包括訪問(wèn)圖像存儲(chǔ)器所需的時(shí)間。結(jié)果，很難實(shí)現(xiàn)高速的校正處理。
特別是當(dāng)在水平方向上的校正和在垂直方向上的校正不能同時(shí)執(zhí)行的時(shí)候，處理時(shí)間進(jìn)一步增加，并因此更難實(shí)現(xiàn)高速的處理。這導(dǎo)致產(chǎn)品性能的降低，諸如數(shù)字照相機(jī)在連續(xù)圖像捕獲之間的很長(zhǎng)的時(shí)間。
而且，很長(zhǎng)的處理時(shí)間導(dǎo)致了在總體能量消耗上的增加，包括訪問(wèn)圖像存儲(chǔ)器的處理。這也導(dǎo)致了產(chǎn)品性能的降低，諸如很短的電池壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是用來(lái)達(dá)到解決上述問(wèn)題的。根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供一種用于為對(duì)通過(guò)捕獲鏡頭的光進(jìn)行電轉(zhuǎn)換所得到的圖像信號(hào)，校正由捕獲鏡頭導(dǎo)致的像差的圖像處理設(shè)備。該圖像處理設(shè)備包括校正向量計(jì)算單元，用于在至少關(guān)于由捕獲鏡頭導(dǎo)致的色差和畸變像差的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)包含在圖像信號(hào)中的每個(gè)顏色分量的每個(gè)像素的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算校正向量；轉(zhuǎn)換比率計(jì)算單元，用于接收至少圖像信號(hào)、捕獲鏡頭的捕獲條件、和計(jì)算的校正向量，并根據(jù)像素的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算用于縮放(scaling)顏色分量的轉(zhuǎn)換比率；以及分辨率轉(zhuǎn)換單元，用于在計(jì)算的轉(zhuǎn)換比率的基礎(chǔ)上根據(jù)像素的坐標(biāo)縮放顏色分量。
根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供一種用于為對(duì)通過(guò)捕獲鏡頭的光進(jìn)行電轉(zhuǎn)換所得到的圖像信號(hào)，校正由捕獲鏡頭導(dǎo)致的像差的圖像處理方法。該圖像處理方法包括以下步驟在至少關(guān)于由捕獲鏡頭導(dǎo)致的色差和畸變像差的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)包含在圖像信號(hào)中的每個(gè)像素的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算校正向量；接收至少圖像信號(hào)、捕獲鏡頭的捕獲條件、和計(jì)算的校正向量，并計(jì)算用于縮放圖像信號(hào)的轉(zhuǎn)換比率；和根據(jù)計(jì)算的轉(zhuǎn)換比率縮放圖像信號(hào)。
根據(jù)第三方面，本發(fā)明提供一種圖像捕獲設(shè)備，包括圖像捕獲元件，用于將通過(guò)捕獲鏡頭的光轉(zhuǎn)換為電圖像信號(hào)；校正向量計(jì)算單元，用于在至少關(guān)于由捕獲鏡頭導(dǎo)致的色差和畸變像差的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)包含在圖像信號(hào)中的每個(gè)顏色分量的每個(gè)像素的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算校正向量；轉(zhuǎn)換比率計(jì)算單元，用于接收至少圖像信號(hào)、捕獲鏡頭的捕獲條件、和計(jì)算的校正向量，并根據(jù)像素的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算用于縮放顏色分量的轉(zhuǎn)換比率；以及分辨率轉(zhuǎn)換單元，用于在計(jì)算的轉(zhuǎn)換比率的基礎(chǔ)上根據(jù)像素的坐標(biāo)縮放顏色分量。
在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)鏡頭(lens)和捕獲鏡頭(capture lens)代表包括一個(gè)或多個(gè)捕獲鏡頭元件的鏡頭組。
本發(fā)明提供以下優(yōu)越效果。由鏡頭導(dǎo)致的畸變像差和色差都由同一個(gè)硬件來(lái)同時(shí)校正。輸出圖像和記錄的圖像是降低了畸變像差與顏色模糊的高質(zhì)量圖像。同一時(shí)間校正畸變像差和色差實(shí)現(xiàn)高速處理。這就實(shí)現(xiàn)了在諸如連續(xù)拍照的拍照之間的很短的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行操作，以及實(shí)現(xiàn)在數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)中的電能消耗的降低。
除了由相機(jī)部份捕獲的圖像數(shù)據(jù)，本發(fā)明還可以有利地應(yīng)用到從記錄介質(zhì)再現(xiàn)的圖像數(shù)據(jù)。如果這樣的圖像數(shù)據(jù)在記錄期間表現(xiàn)出具有畸變像差和色差，則該圖像數(shù)據(jù)在其校正之后再進(jìn)行再現(xiàn)。圖像數(shù)據(jù)的圖像質(zhì)量因此得到了改善。對(duì)于具有相機(jī)振動(dòng)校正裝置的攝像機(jī)和數(shù)字照相機(jī)，通過(guò)根據(jù)用于校正相機(jī)振動(dòng)的向量控制光軸的坐標(biāo)，精確地校正畸變像差和色差。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像記錄和再現(xiàn)裝置的方框圖；圖2是矩陣計(jì)算的方框圖；圖3是通過(guò)分辨率轉(zhuǎn)換進(jìn)行色差校正的概念示意圖；圖4A到4C是根據(jù)相機(jī)振動(dòng)校正裝置的實(shí)施例的示意圖；圖5A和5B是根據(jù)相機(jī)振動(dòng)傳感器的實(shí)施例的示意圖；圖6是由鏡頭導(dǎo)致的色移的示意圖；圖7A和7B是用于解釋由鏡頭導(dǎo)致的畸變像差的示意圖；圖8是傳統(tǒng)像差校正的方框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例將參考附圖進(jìn)行描述。在實(shí)施例中，本發(fā)明的圖像處理設(shè)備被應(yīng)用到圖像記錄和再現(xiàn)裝置。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像記錄和再現(xiàn)裝置的方框圖。
例如，該圖像記錄和再現(xiàn)裝置是數(shù)字照相機(jī)。圖像記錄和再現(xiàn)裝置具有成像器1(CCD、CMOS傳感器等)，用于將通過(guò)捕獲鏡頭L的光轉(zhuǎn)換為電圖像信號(hào)；相機(jī)信號(hào)處理單元2，用于處理圖像信號(hào)；矩陣計(jì)算單元3，用于將從相機(jī)信號(hào)處理單元2輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換或反向轉(zhuǎn)換為包括至少三原色的分量的信號(hào)；分辨率轉(zhuǎn)換單元4，用于縮放在圖像的圖像信號(hào)中的原色的每個(gè)顏色分量；相機(jī)振動(dòng)傳感器5，用于檢測(cè)相機(jī)振動(dòng)的校正量；鏡頭畸變數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6，用于保存關(guān)于由鏡頭導(dǎo)致的畸變的數(shù)據(jù)；校正向量計(jì)算單元7，用于根據(jù)來(lái)自鏡頭畸變數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6的關(guān)于由鏡頭導(dǎo)致的畸變的數(shù)據(jù)和在圖像中的像素的坐標(biāo)，來(lái)計(jì)算校正向量；和控制部分10，用于根據(jù)包括捕獲鏡頭L的變焦(zoom)和焦點(diǎn)(focus)位置的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)、光圈值、來(lái)自相機(jī)振動(dòng)傳感器5的相機(jī)振動(dòng)的校正量、由鏡頭定義的圖像高度、來(lái)自校正向量計(jì)算單元7的校正向量和像素的坐標(biāo)，來(lái)控制在分辨率轉(zhuǎn)換單元4中用于縮放的轉(zhuǎn)換比率和光軸的坐標(biāo)。
圖像記錄和再現(xiàn)裝置的主要功能如下“相機(jī)模式”，用于捕獲圖像；“再現(xiàn)模式”，用于再現(xiàn)圖像；“矩陣計(jì)算”，用于轉(zhuǎn)換圖像信號(hào)的顏色空間；“分辨率轉(zhuǎn)換”，用于實(shí)現(xiàn)校正由捕獲鏡頭導(dǎo)致的像差；和“相機(jī)振動(dòng)校正控制”，用于校正在圖像捕獲期間出現(xiàn)的相機(jī)振動(dòng)?，F(xiàn)在將在下面描述每個(gè)功能的處理。
“相機(jī)模式”來(lái)自對(duì)象的光信號(hào)通過(guò)捕獲鏡頭L被提供到成像器1，并由成像器1轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該捕獲鏡頭L包括幾個(gè)單獨(dú)的鏡頭元件。該電信號(hào)被提供到A/D轉(zhuǎn)換單元21并由該A/D轉(zhuǎn)換單元21轉(zhuǎn)換為由數(shù)字信號(hào)組成的圖像數(shù)據(jù)。該圖像數(shù)據(jù)被提供到相機(jī)信號(hào)處理單元2，并由相機(jī)信號(hào)處理單元2進(jìn)行處理。例如，當(dāng)從A/D轉(zhuǎn)換單元21輸出的圖像數(shù)據(jù)包括R、G和B分量時(shí)，該圖像數(shù)據(jù)被相機(jī)信號(hào)處理單元2轉(zhuǎn)換為由Y、Cb和Cr分量組成的圖像數(shù)據(jù)。由相機(jī)信號(hào)處理單元2轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由用于在相機(jī)模式和再現(xiàn)模式之間進(jìn)行切換的切換電路SW，被提供到矩陣計(jì)算單元3。
“再現(xiàn)模式”根據(jù)實(shí)施例的圖像記錄和再現(xiàn)裝置能夠處理來(lái)自相機(jī)部分的輸入信號(hào)和再現(xiàn)的信號(hào)。具體地講，從諸如軟盤(FD)或存儲(chǔ)棒(memory stickTM，MS)的記錄介質(zhì)再現(xiàn)的壓縮的圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)解壓?jiǎn)卧?1被解壓，并且解壓的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由用于在相機(jī)模式和再現(xiàn)模式之間進(jìn)行切換的切換電路SW，被提供到矩陣計(jì)算單元3。
“矩陣計(jì)算”當(dāng)圖像數(shù)據(jù)由R、G和B分量組成時(shí)，優(yōu)選地執(zhí)行像差的校正。因此，如果輸入信號(hào)由Y、Cb和Cr分量組成，則該輸入信號(hào)首先需要有矩陣計(jì)算單元3進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
在圖1中，由Y、Cb和Cr分量組成的圖像信號(hào)由矩陣計(jì)算單元3轉(zhuǎn)換為R、G和B分量，并且轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)被記錄在圖像存儲(chǔ)器M中。相對(duì)照的，從圖像存儲(chǔ)器M再現(xiàn)的由R、G和B分量組成的圖像數(shù)據(jù)，由矩陣計(jì)算單元3反向轉(zhuǎn)換為Y、Cb和Cr分量，并經(jīng)歷記錄或再現(xiàn)處理。
圖2表示當(dāng)由Y、Cb和Cr分量組成圖像信號(hào)被記錄在圖像存儲(chǔ)器M中。在這種情況下，在分辨率轉(zhuǎn)換單元4進(jìn)行處理之前和之后，需要由矩陣計(jì)算單元3進(jìn)行處理。在矩陣計(jì)算單元3，執(zhí)行在Y、Cb和Cr分量和R、G和B分量之間的轉(zhuǎn)換。
“分辨率轉(zhuǎn)換(縮放)”在圖1中，記錄在圖像存儲(chǔ)器M中的R、G和B分量的各個(gè)圖像數(shù)據(jù)元素由分辨率轉(zhuǎn)換單元4進(jìn)行轉(zhuǎn)換。例如，R和B信號(hào)相對(duì)于G信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即，根據(jù)捕獲鏡頭L的性質(zhì)，R信號(hào)按比例降低(scale down)，而B信號(hào)按比例升高(scale up)。當(dāng)出現(xiàn)不同于放大倍數(shù)的色差的復(fù)合像差時(shí)，所述按比例提高/降低可能變化。由鏡頭導(dǎo)致的像差分量由分辨率轉(zhuǎn)換單元4進(jìn)行校正，然后校正的圖像數(shù)據(jù)被再次記錄在圖像存儲(chǔ)器M中。
關(guān)于色差的校正的由分辨率轉(zhuǎn)換單元4縮放的轉(zhuǎn)換比率是基于下面四個(gè)值由控制部分控制的(1)變焦焦距；(2)焦點(diǎn)位置；(3)光圈值(f的數(shù)字)；以及(4)在經(jīng)歷分辨率轉(zhuǎn)換處理的圖像信號(hào)坐標(biāo)和光軸坐標(biāo)之間的距離，該距離對(duì)應(yīng)于圖像高度，并由存儲(chǔ)器控制器8提供。(1)到(3)項(xiàng)從在相機(jī)模式中的鏡頭系統(tǒng)提供。
第(4)項(xiàng)的另一種選擇可以是一種配置，其中從用于相機(jī)信號(hào)處理的視頻信號(hào)執(zhí)行用于自動(dòng)聚焦的檢測(cè)處理，以及計(jì)算作為整個(gè)圖像的代表點(diǎn)用于相對(duì)于在圖像中的聚焦坐標(biāo)(焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)對(duì)象的坐標(biāo))進(jìn)行縮放的轉(zhuǎn)換比率。
這些捕獲條件可以在圖像數(shù)據(jù)的捕獲時(shí)間被檢測(cè)，并當(dāng)圖像數(shù)據(jù)被記錄時(shí)存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器M中?？梢栽趫D像數(shù)據(jù)被再現(xiàn)時(shí)，檢索(retrieve)存儲(chǔ)的捕獲條件。
關(guān)于在相機(jī)模式中畸變像差的校正，在從鏡頭畸變數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6提供的圖像中的幾個(gè)代表點(diǎn)上，從鏡頭畸變數(shù)據(jù)計(jì)算在原始圖像中像素的坐標(biāo)，而經(jīng)歷分辨率轉(zhuǎn)換處理的像素的坐標(biāo)(在輸出圖像中的坐標(biāo))是從存儲(chǔ)器控制器8提供的。其結(jié)果被提供到轉(zhuǎn)換比率計(jì)算單元11。
在這個(gè)單元中，確定分辨率轉(zhuǎn)換所需的原始圖像的幾個(gè)像素的坐標(biāo)和轉(zhuǎn)換比率?；谟糜诨兿癫钚Ｕ倪@個(gè)作為結(jié)果的轉(zhuǎn)換比率，以及上述計(jì)算的用于色差的轉(zhuǎn)換比率，為R、G和B分量的每個(gè)像素計(jì)算了最終分辨率轉(zhuǎn)換比率，以便分辨率轉(zhuǎn)換單元4同時(shí)校正畸變像差和色差。這是實(shí)施例的特性特征。
在再現(xiàn)模式中，用戶能夠在觀看輸出圖像的同時(shí)最小化色差和/或畸變像差。在這種情況下，轉(zhuǎn)換比率是由用戶界面控制的。
圖3表示由分辨率轉(zhuǎn)換校正色差的概念。具有色差的圖像，一般地，紅色分量移向外圍而藍(lán)色分量移向內(nèi)側(cè)，即使是黑白對(duì)象。這個(gè)圖像功能數(shù)據(jù)被分為R、G和B分量的圖像數(shù)據(jù)元素，并且相對(duì)于G信號(hào)，R信號(hào)被按比例降低而B信號(hào)被按比例提高。從這些信號(hào)重新組合的圖像數(shù)據(jù)具有校正了的像差和降低了的顏色模糊，因此實(shí)現(xiàn)了高分辨率圖像質(zhì)量。
在該實(shí)施例中，基于從鏡頭畸變數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6提供的幾個(gè)代表點(diǎn)上的鏡頭畸變數(shù)據(jù)，和從存儲(chǔ)器控制器8提供的經(jīng)歷分辨率轉(zhuǎn)換處理的像素的坐標(biāo)(在輸出圖像中的坐標(biāo))，計(jì)算在原始圖像中的像素的坐標(biāo)。該結(jié)果被提供到轉(zhuǎn)換比率計(jì)算單元11，并且確定用于校正畸變像差的轉(zhuǎn)換比率。通過(guò)將這個(gè)用于校正畸變像差的作為結(jié)果的轉(zhuǎn)換比率，乘以上述確定的用于色差的轉(zhuǎn)換比率，為R、G和B分量的每個(gè)像素計(jì)算了最終分辨率轉(zhuǎn)換比率。這個(gè)最終分辨率轉(zhuǎn)換比率允許分辨率轉(zhuǎn)換單元4同時(shí)校正畸變像差和色差。
“相機(jī)振動(dòng)校正”如果在捕獲鏡頭L之后提供用于校正在捕獲時(shí)發(fā)生的相機(jī)振動(dòng)的相機(jī)振動(dòng)校正裝置，則基于從相機(jī)振動(dòng)感測(cè)器5提供的相機(jī)振動(dòng)量，由控制部分10的相機(jī)振動(dòng)校正向量計(jì)算單元12等計(jì)算相機(jī)振動(dòng)校正向量，并將計(jì)算的相機(jī)振動(dòng)校正向量提供到校正向量計(jì)算單元7。當(dāng)這個(gè)相機(jī)振動(dòng)校正向量的正和負(fù)號(hào)是二維反向的，則相機(jī)振動(dòng)校正向量對(duì)應(yīng)于在圖像數(shù)據(jù)中的鏡頭的光軸坐標(biāo)的移動(dòng)向量。因此，將鏡頭的光軸的坐標(biāo)從控制部分10提供到分辨率轉(zhuǎn)換單元4，以便相關(guān)于鏡頭的光軸的坐標(biāo)確定縮放因數(shù)(scaling factor)。
鏡頭的光軸的坐標(biāo)被提供到計(jì)算坐標(biāo)的部分，以校正畸變像差。在輸入圖像中的坐標(biāo)被該向量移動(dòng)，所以在每種場(chǎng)合都實(shí)現(xiàn)了相對(duì)于光軸的最佳畸變像差的校正。
在這個(gè)例子中的相機(jī)振動(dòng)校正裝置被限制為在鏡頭之后提供。包括下面的例子在鏡頭組中提供用于移動(dòng)光軸的裝置的情況(見圖4A)；移動(dòng)用于再現(xiàn)圖像的地址的情況(見圖4B)；以及移動(dòng)在圖像存儲(chǔ)器中的地址的情況(將圖4C)。
作為對(duì)照，如果用于校正的裝置，如棱鏡，被提供在鏡頭之前，則不需要對(duì)光軸的坐標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)地控制。這時(shí)因?yàn)樵趫D像數(shù)據(jù)中的光軸的坐標(biāo)是固定的。
相機(jī)振動(dòng)感測(cè)器的例子包括陀螺傳感器(例如角速度傳感器，如在圖5A中所示)，和從圖像檢索移動(dòng)向量的檢測(cè)系統(tǒng)(見圖5B)。由相機(jī)振動(dòng)感測(cè)器檢測(cè)到的值可以和圖像數(shù)據(jù)一起被存儲(chǔ)到圖像存儲(chǔ)器M中，這樣就可以再現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的同時(shí)被檢索。
這樣，根據(jù)捕獲條件，基于由捕獲鏡頭L導(dǎo)致的像差的數(shù)據(jù)，計(jì)算根據(jù)每個(gè)顏色分量的轉(zhuǎn)換比率。顏色分量的圖像數(shù)據(jù)元素根據(jù)由分辨率轉(zhuǎn)換單元4的作為結(jié)果的轉(zhuǎn)換比率來(lái)按比例提高或降低，以便通過(guò)分辨率轉(zhuǎn)換單元4實(shí)現(xiàn)校正由捕獲鏡頭L和相機(jī)振動(dòng)兩者導(dǎo)致的所有像差。結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了高速校正圖像數(shù)據(jù)和校正的圖像質(zhì)量。
雖然參考起圖像記錄和再現(xiàn)裝置作用的數(shù)字照相機(jī)，已經(jīng)描述了實(shí)施例，但是本發(fā)明并不局限于公開的實(shí)施例。例如，也可以使用能夠處理移動(dòng)圖像的裝置，諸如包括使用個(gè)人計(jì)算機(jī)、照相手機(jī)(camera phone)、或個(gè)人數(shù)字助理(PDA)的電視電話(video-phone)裝置。特別地，由于本發(fā)明的圖像處理設(shè)備和圖像處理方法能夠在很短的時(shí)間內(nèi)校正由鏡頭導(dǎo)致的像差，所以對(duì)于能夠處理移動(dòng)圖像的裝置的應(yīng)用是有效的。
根據(jù)本發(fā)明的圖像處理方法能夠作為在個(gè)人計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的程序的處理來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，對(duì)于提前捕獲的圖像數(shù)據(jù)，由捕獲鏡頭導(dǎo)致的關(guān)于捕獲條件、色差和畸變像差的數(shù)據(jù)，是由該程序捕獲的，然后執(zhí)行上述分辨率轉(zhuǎn)換。因此，捕獲的圖像數(shù)據(jù)在捕獲時(shí)由于鏡頭導(dǎo)致的像差是可以校正的。捕獲條件和由捕獲鏡頭導(dǎo)致的像差的數(shù)據(jù)可以與圖像數(shù)據(jù)分開被捕獲，也可以被包括在圖像數(shù)據(jù)中。
雖然在實(shí)施例中分辨率轉(zhuǎn)換處理由R、G和B分量組成的三原色，但是其它顏色(例如，除了RGB以外還包括青色(C)和紫色(M)的五種顏色)也可以適用。增加顏色的數(shù)量實(shí)現(xiàn)了圖像質(zhì)量的高精度校正。
由鏡頭導(dǎo)致的像差的數(shù)據(jù)可以提前被存儲(chǔ)在鏡頭畸變數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，可以是外部捕獲的，或者可以是可重寫的，以便處理鏡頭的變化。
本申請(qǐng)包括與在2003年3月30日在日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)No.JP 2003-124930有關(guān)的主題，其全部?jī)?nèi)容引用于此作為參考。
權(quán)利要求
1.一種用于為對(duì)通過(guò)捕獲鏡頭的光進(jìn)行電轉(zhuǎn)換所得到的圖像信號(hào)，校正由捕獲鏡頭導(dǎo)致的像差的圖像處理設(shè)備，該圖像處理設(shè)備包括校正向量計(jì)算裝置，用于在至少關(guān)于由捕獲鏡頭導(dǎo)致的色差和畸變像差的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)包含在圖像信號(hào)中的每個(gè)顏色分量的每個(gè)像素的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算校正向量；轉(zhuǎn)換比率計(jì)算裝置，用于接收至少圖像信號(hào)、捕獲鏡頭的捕獲條件、和計(jì)算的校正向量，并根據(jù)像素的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算用于縮放顏色分量的轉(zhuǎn)換比率；以及分辨率轉(zhuǎn)換裝置，用于在計(jì)算的轉(zhuǎn)換比率的基礎(chǔ)上根據(jù)像素的坐標(biāo)縮放顏色分量。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中由轉(zhuǎn)換比率計(jì)算裝置接收的捕獲條件包括驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)包括捕獲鏡頭的變焦和焦點(diǎn)位置、光圈值和相機(jī)振動(dòng)的校正量。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，還包括信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，用于在從分辨率轉(zhuǎn)換裝置輸出的圖像信號(hào)，和將要輸出到外部或?qū)⒁挥涗浀霓D(zhuǎn)換了的圖像信號(hào)之間，執(zhí)行轉(zhuǎn)換；用于輸出轉(zhuǎn)換了的圖像信號(hào)，或用于將外部圖像信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)轉(zhuǎn)換裝置的裝置；和用于在記錄介質(zhì)上記錄轉(zhuǎn)換了的圖像信號(hào)，或用于再現(xiàn)記錄在記錄介質(zhì)上的記錄的圖像信號(hào)的裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的圖像處理設(shè)備，其中用于記錄或再現(xiàn)圖像信號(hào)的裝置還將關(guān)于捕獲鏡頭的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的信息、光圈值、相機(jī)振動(dòng)的校正量、和由捕獲鏡頭定義的圖像高度，或從捕獲信息計(jì)算的關(guān)于鏡頭校正的校正信息，與圖像信號(hào)的記錄一起記錄在記錄介質(zhì)上。
5.如權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，還包括用戶接口裝置，用于自由地設(shè)置將在分辨率轉(zhuǎn)換裝置中使用的轉(zhuǎn)換比率和光軸的坐標(biāo)。
6.如權(quán)利要求4所述的圖像處理設(shè)備，其中根據(jù)由用于記錄或再現(xiàn)圖像信號(hào)的裝置再現(xiàn)的捕獲信息或校正信息，來(lái)控制將在分辨率轉(zhuǎn)換裝置中使用的轉(zhuǎn)換比率和光軸的坐標(biāo)。
7.一種用于為對(duì)通過(guò)捕獲鏡頭的光進(jìn)行電轉(zhuǎn)換所得到的圖像信號(hào)，校正由捕獲鏡頭導(dǎo)致的像差的圖像處理方法，該圖像處理方法包括以下步驟在至少關(guān)于由捕獲鏡頭導(dǎo)致的色差和畸變像差的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)包含在圖像信號(hào)中的每個(gè)像素的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算校正向量；接收至少圖像信號(hào)、捕獲鏡頭的捕獲條件、和計(jì)算的校正向量，并計(jì)算用于縮放圖像信號(hào)的轉(zhuǎn)換比率；和根據(jù)計(jì)算的轉(zhuǎn)換比率縮放圖像信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的圖像處理方法，其中捕獲鏡頭的捕獲條件包括驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)包括捕獲鏡頭的變焦和焦點(diǎn)位置、光圈值、相機(jī)振動(dòng)的校正量。
9.如權(quán)利要求7所述的圖像處理方法，還包括步驟用于將根據(jù)轉(zhuǎn)換比率縮放的輸出圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為將要輸出到外部或?qū)⒁挥涗浀霓D(zhuǎn)換了的圖像信號(hào)。
10.如權(quán)利要求7所述的圖像處理方法，還包括步驟用于在記錄介質(zhì)上記錄圖像信號(hào)和關(guān)于捕獲鏡頭的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的捕獲信息、光圈值、和相機(jī)振動(dòng)的校正量、和由捕獲鏡頭定義的圖像高度、或從捕獲信息計(jì)算的關(guān)于鏡頭校正的校正信息。
11.如權(quán)利要求7所述的圖像處理方法，還包括步驟當(dāng)計(jì)算了用于縮放圖像信號(hào)的轉(zhuǎn)換比率時(shí)，通過(guò)來(lái)自用戶指示校正轉(zhuǎn)換比率。
12.一種圖像捕獲設(shè)備，包括圖像捕獲元件，用于將通過(guò)捕獲鏡頭的光轉(zhuǎn)換為電圖像信號(hào)；校正向量計(jì)算裝置，用于在至少關(guān)于由捕獲鏡頭導(dǎo)致的色差和畸變像差的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)包含在圖像信號(hào)中的每個(gè)顏色分量的每個(gè)像素的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算校正向量；轉(zhuǎn)換比率計(jì)算裝置，用于接收至少圖像信號(hào)、捕獲鏡頭的捕獲條件、和計(jì)算的校正向量，并根據(jù)像素的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算用于縮放顏色分量的轉(zhuǎn)換比率；和分辨率轉(zhuǎn)換裝置，用于在計(jì)算的轉(zhuǎn)換比率的基礎(chǔ)上根據(jù)像素的坐標(biāo)縮放顏色分量。
13.如權(quán)利要求12所述的圖像捕獲設(shè)備，其中由轉(zhuǎn)換比率計(jì)算裝置接收的捕獲條件包括驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)包括捕獲鏡頭的變焦和焦點(diǎn)位置、光圈值、相機(jī)振動(dòng)的校正量。
14.如權(quán)利要求12所述的圖像處理設(shè)備，還包括用戶接口裝置，用于自由地設(shè)置將在分辨率轉(zhuǎn)換裝置中使用的轉(zhuǎn)換比率和光軸的坐標(biāo)。
15.一種用于為對(duì)通過(guò)捕獲鏡頭的光進(jìn)行電轉(zhuǎn)換所得到的圖像信號(hào)，校正由捕獲鏡頭導(dǎo)致的像差的圖像處理設(shè)備，該圖像處理設(shè)備包括校正向量計(jì)算塊，被配置來(lái)在至少關(guān)于由捕獲鏡頭導(dǎo)致的色差和畸變像差的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)包含在圖像信號(hào)中的每個(gè)顏色分量的每個(gè)像素的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算校正向量；轉(zhuǎn)換比率計(jì)算塊，被配置來(lái)接收至少圖像信號(hào)、捕獲鏡頭的捕獲條件、和計(jì)算的校正向量，并根據(jù)像素的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算用于縮放顏色分量的轉(zhuǎn)換比率；以及分辨率轉(zhuǎn)換塊，被配置來(lái)在計(jì)算的轉(zhuǎn)換比率的基礎(chǔ)上根據(jù)像素的坐標(biāo)縮放顏色分量。
16.一種圖像捕獲設(shè)備，包括圖像捕獲元件，配置來(lái)將通過(guò)捕獲鏡頭的光轉(zhuǎn)換為電圖像信號(hào)；校正向量計(jì)算塊，配置來(lái)在至少關(guān)于由捕獲鏡頭導(dǎo)致的色差和畸變像差的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)包含在圖像信號(hào)中的每個(gè)顏色分量的每個(gè)像素的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算校正向量；轉(zhuǎn)換比率計(jì)算塊，配置來(lái)接收至少圖像信號(hào)、捕獲鏡頭的捕獲條件、和計(jì)算的校正向量，并根據(jù)像素的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算用于縮放顏色分量的轉(zhuǎn)換比率；和分辨率轉(zhuǎn)換塊，配置來(lái)在計(jì)算的轉(zhuǎn)換比率的基礎(chǔ)上根據(jù)像素的坐標(biāo)縮放顏色分量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于為對(duì)通過(guò)捕獲鏡頭的光進(jìn)行電轉(zhuǎn)換所得到的圖像信號(hào)，校正由捕獲鏡頭導(dǎo)致的像差的圖像處理設(shè)備。該圖像處理設(shè)備包括校正向量計(jì)算單元，用于在至少關(guān)于由捕獲鏡頭導(dǎo)致的色差和畸變像差的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)包含在圖像信號(hào)中的每個(gè)顏色分量的每個(gè)像素的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算校正向量；轉(zhuǎn)換比率計(jì)算單元，用于接收至少圖像信號(hào)、捕獲條件和校正向量，并根據(jù)像素的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算用于縮放顏色分量的轉(zhuǎn)換比率；以及分辨率轉(zhuǎn)換單元，用于在轉(zhuǎn)換比率的基礎(chǔ)上根據(jù)像素的坐標(biāo)縮放顏色分量。
文檔編號(hào)H04N9/07GK1543226SQ20041004209
公開日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2004年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月30日
發(fā)明者岡田深雪, 早川浩史, 史 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社