專利名稱：圖像獲取設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像獲取設(shè)備，更具體地，涉及適合作為車載照相機(jī)的圖像獲 取設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來以及今后，存在對于用作車輛的后視監(jiān)視器的、作為車載照相機(jī)的 廣角圖像獲取設(shè)備的增長的需求。然而，在現(xiàn)有的圖像獲取設(shè)備中，對由圖像
傳感器獲得的圖像數(shù)據(jù)簡單地(univocally)執(zhí)行例如倍率色像差、傾斜(skew) 校正、失真校正及MTF^f交正等處理(例如，見專利文獻(xiàn)l)。 專利文獻(xiàn)1:日本公開專利申請No. 2006-345054。
當(dāng)在昏暗的地方使用圖像獲取設(shè)備時(shí)，獲得明亮的監(jiān)視器圖像是困難的。 當(dāng)照度(illuminance)為低時(shí)，通過增加增益，可以獲得明亮的監(jiān)視器圖像。 然而，在該圖像中噪聲會(huì)是明顯的，因而降低了圖像質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種圖像獲取設(shè)備，其中消除上述缺點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供一種圖像獲取設(shè)備，通過該圖像獲取設(shè)備，即使 當(dāng)照度為低時(shí)增加增益，在監(jiān)視器圖像中噪聲也不明顯。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種圖像獲取設(shè)備，包括光學(xué)系統(tǒng)；圖像 傳感器；AGC電路；圖像處理單元，用于至少執(zhí)行MTF校正處理；及控制單 元，用于控制圖像處理，以使得在控制單元基于直接或間接表示照度的信息而 確定照度為低的情況下，不執(zhí)行MTF校正處理。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種圖像獲取設(shè)備，通過該圖像獲取設(shè)備， 即使當(dāng)照度為低時(shí)增加增益，在監(jiān)視器圖像中噪聲也不明顯，并且通過增加增 益可以增加靈敏度，從而可以獲得明亮的監(jiān)視器圖像。


當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，通過下面的具體實(shí)施方式
，本發(fā)明的其它目的、特點(diǎn)
3和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像獲取設(shè)備中的圖像處理系統(tǒng)的功能框圖2A到2C說明Bayer陣列的彩色濾波器(color filter);
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MTF校正單元的示意圖4說明FIR濾波器的示例。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，給出本發(fā)明的實(shí)施例的描述。
本發(fā)明描述用于通過使用具有大的倍率色像差以及廣域角中的大的傾斜 像差的光學(xué)系統(tǒng)來獲得對象的圖像的圖像獲取設(shè)備。在本實(shí)施例中，圖像處理 系統(tǒng)用于執(zhí)行倍率色像差校正及傾斜像差校正，但圖像處理系統(tǒng)并不由此受 限。此外，圖像的顏色分量是紅色(R)、綠色(G)及藍(lán)色(B)的三原色。 顏色分量可以是黃色(Y)、紅紫色(M)及藍(lán)綠色(C)的減法三原色(three subtractive primary color).
圖1是應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的圖像獲取設(shè)備中的圖像處理系統(tǒng)的示例的 功能框圖。雖然圖1中未示出，但是圖像獲取設(shè)備還包括操作單元、圖像顯示 單元(監(jiān)視器)、光學(xué)系統(tǒng)及用于控制快門速度并調(diào)整鏡頭的光圈的機(jī)械機(jī)構(gòu)。 假設(shè)圖像獲取設(shè)備被用作車載照相機(jī)，但是圖像獲取設(shè)備的目的并不由此受 限。
在圖1中，控制單元100通過對圖像獲取設(shè)備中的單元提供必需的控制信 號(時(shí)鐘、水平/垂直同步信號等)來以類似流水線的方式控制圖像獲取設(shè)備 中的單元的操作?？刂茊卧?00包括下面描述的MTF校正開關(guān)控制單元105。 可以從控制單元100分離地提供MTF校正開關(guān)控制單元105。
例如，圖像傳感器110是用于將光學(xué)圖像變換為電信號(圖像信號)的 CCD或CMOS傳感器，該光學(xué)圖像已經(jīng)通過使用具有大的倍率色像差以及廣 域角中的大的傾斜像差的光學(xué)系統(tǒng)(未示出)來獲取。圖像傳感器110提供有 Bayer陣列的彩色濾波器?；趶目刂茊卧?00接收的控制信號(時(shí)鐘、水平 /垂直同步信號等)，通過漸進(jìn)的(progressive)方法順序輸出Bayer陣列的RGB 圖像數(shù)據(jù)。
AGC電路120將從圖像傳感器輸出的模擬信號的圖像信號放大為預(yù)定值。通常，將AGC電路120的增益量確定為考慮到屏幕的所要求的亮度 (brightness)和噪聲之間的平衡的合適的值。 '
A/D變換器130是將作為在AGC電路120中放大的模擬信號的Bayer陣 列的RGB圖像數(shù)據(jù)變換為數(shù)字信號(圖像數(shù)據(jù))，并將產(chǎn)生的數(shù)字信號發(fā)送到
Bayer互補(bǔ)(complementary )單元140。例如，圖像數(shù)據(jù)包括用于R、 G及B 中的每一個(gè)的八位數(shù)據(jù)。
Bayer互補(bǔ)單元140接收已經(jīng)被變換為數(shù)字信號的Bayer陣列的RGB圖像 數(shù)據(jù)。Bayer互補(bǔ)單元140執(zhí)行線性互補(bǔ)，從而對每一個(gè)RGB顏色分離地產(chǎn) 生用于全部坐標(biāo)位置的圖像數(shù)據(jù)。然后，Bayer互補(bǔ)單元140將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送 到倍率色像差才交正單元150。
圖2A到2C說明Bayer陣列的彩色濾波器。通過下面的方程式獲得G0。
G0= ( G2+ G4+ G6+ G8) /4( 1 )
此外，通過下面的方程式獲得R2、 R4、 R6、 Rs及Ro。
R2= ( R禹)/2 ( 2 )
R4= (R3+R5) /2 ( 3 )
R6= (R5+R7) /2 ( 4 )
R8= (R,+R7) /2 ( 5 )
Ro= (R,+R3+R5+R7) /4 ( 6 )
用于獲得B2、 B4、 B6、 B8及Bo的方法與用于獲得R2、 R4、 R6、 Rs及Ro 的方法相同，從而不再描述。
在本實(shí)施例中，給出具有Bayer陣列的彩色濾波器的圖像傳感器的描述。 然而，通過使用例如CMYG陣列或RGB+Ir (紅外)陣列等其它陣列的彩色濾 波器的圖像傳感器可以獲得相同的效果。由于倍率色像差校正可能要求少的等 待時(shí)間的存儲(chǔ)器或四端口 RAM,因此具有四種顏色的彩色濾波器陣列的圖像 傳感器比例如RGB的三種顏色的彩色濾波器陣列的圖像傳感器更有效。
倍率色像差校正單元150接收已經(jīng)過Bayer互補(bǔ)的RGB圖像數(shù)據(jù)。在倍 率色像差校正單元150中，通過使用預(yù)定的多項(xiàng)式方程對R、 G及B顏色分量 中的每一個(gè)分量分開執(zhí)行坐標(biāo)變換(倍率色像差坐標(biāo)變換)。倍率色像差校正 單元150輸出已經(jīng)過倍率色像差校正的RGB圖像數(shù)據(jù)。倍率色像差對于顏色分量中的每一個(gè)分量是不同的，但是色像差的范圍是小的。從而，對于倍率色 像差校正中的坐標(biāo)變換，可以使用具有小容量及少的等待時(shí)間的存儲(chǔ)器或具有
小容量及多個(gè)端口的存儲(chǔ)器(SRAM等)。將MTF校正單元160和倍率色像 差校正單元150的輸出側(cè)連接到開關(guān)電路170。
MTF校正單元160接收已經(jīng)過倍率色像差校正的RGB圖像數(shù)據(jù)。在MTF 校正單元160中，通過使用FIR濾波器對RGB圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行MTF校正處理。 MTF校正單元160輸出已經(jīng)過MTF校正的RGB圖像數(shù)據(jù)。
圖3是MTF校正單元160的示意圖。通過下面的方程式，變換器162將 RGB圖像數(shù)據(jù)變換為YCbCr像素?cái)?shù)據(jù)。
Y=0.299R+0.587G+0.114B (7)
Cr= 0.500R-0.419G隱0.081B ( 8 )
Cb= -0.169R-0.332G+0.500B ( 9)
FIR濾波器(5x5濾波器)164僅接收YCbCr信號中的Y輝度(luminance ) 信號，并對Y輝度信號執(zhí)行預(yù)定的MTF校正處理。圖4說明FIR濾波器的示 例。通過僅對Y信號執(zhí)行濾波(MTF校正)，可以獲得使顏色噪聲放大得到緩 解的高質(zhì)量的圖像。由于對Y信號執(zhí)行濾波，因此，MTF校正需要在倍率色 像差校正之后被執(zhí)行。然而，如果在下面描述的傾斜像差校正之后執(zhí)行MTF 校正，由于在傾斜像差校正中坐標(biāo)變換的變換長度較長，則往往發(fā)生計(jì)算誤差。 通過執(zhí)行MTF校正，會(huì)放大該誤差，這對圖像質(zhì)量有不利影響。為了避免該 情況，MTF校正單元被優(yōu)選地提供在倍率色像差校正之后并且在傾斜像差校 正之前的階段。
逆變器166接收CbCr信號和已經(jīng)過MTF校正的Y信號，通過下面的方 程式逆變換這些信號，并輸出RGB圖像數(shù)據(jù)。 Y= 0.299R+0.587G+0.114B( 7 ) Cr= 0.500R-0.419G-0.081B ( 8 )
Cb= -0.169R-0.332G+0.500B ( 9 )
開關(guān)電路170通常被連接到MTF校正單元160以從MTF校正單元160 接收已經(jīng)過MTF校正的RGB圖像數(shù)據(jù)，并將該RGB圖像數(shù)據(jù)輸出到在隨后 的階段提供的傾斜像差校正單元180。然而，當(dāng)開關(guān)電路170從控制單元100的MTF校正開關(guān)控制單元105接收用于切斷MTF校正的信號時(shí)，開關(guān)電路 170被從MTF校正單元160斷開并被連接到倍率色像差校正單元150。在該情 況下，開關(guān)電路170從倍率色像差校正單元150接收RGB圖像數(shù)據(jù)，并將該 RGB圖像數(shù)據(jù)直接輸出到傾斜像差校正單元180。
傾斜像差校正單元180從MTF校正單元160接收已經(jīng)過MTF校正的RGB 圖像數(shù)據(jù)，或者從倍率色像差校正單元150接收沒有經(jīng)過MTF校正的RGB 圖像數(shù)據(jù)。傾斜像差校正單元180通過使用預(yù)定的多項(xiàng)式方程來對RGB的每 一個(gè)顏色分量執(zhí)行相同的坐標(biāo)變換(傾斜像差坐標(biāo)變換)，并輸出已經(jīng)過傾斜 像差校正的RGB圖像數(shù)據(jù)。傾斜像差大于倍率色像差，然而，對于RGB的 所有顏色分量，傾斜像差的范圍是相同的。為此，對于傾斜像差校正的坐標(biāo)變 換，可以使用具有比用于倍率色像差校正的存儲(chǔ)器的容量(對應(yīng)于一個(gè)屏幕的 最大量)更大的容量的存儲(chǔ)器(DRAM等)，但由于僅單個(gè)端口就足夠使用， 因此該存儲(chǔ)器具有長的等待時(shí)間。順便提及，可以同時(shí)校正倍率色像差和傾斜 像差。
Gamma校正單元190接收從傾斜像差校正單元180輸出的RGB圖像數(shù)據(jù)， 通過使用對RGB的每一個(gè)提供的查找表來執(zhí)行預(yù)定的Gamma校正處理，并 將已經(jīng)過Gamma校正的RGB圖像數(shù)據(jù)輸出到顯示設(shè)備(未示出)。
以上描述了圖1所示的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像獲取設(shè)備的整體操作。下 面描述作為本發(fā)明實(shí)施例的主要元件的MTF校正開關(guān)控制單元105。
當(dāng)控制單元100的MTF校正開關(guān)控制單元105基于直接或間接表示周圍 環(huán)境的照度的信息來確定照度為低時(shí)，MTF校正開關(guān)控制單元105將用于切 斷MTF校正的開關(guān)信號發(fā)送到開關(guān)電路170。當(dāng)該信號被接收到時(shí)，開關(guān)電 路170繞過MTF校正單元160。因此，當(dāng)照度為低時(shí)，不執(zhí)行MTF校正，從 而減少重現(xiàn)的圖像(reproduced image )中的噪聲。此外，當(dāng)MTF校正開關(guān)控 制單元105將用于切斷MTF校正的開關(guān)信號發(fā)送的開關(guān)電路170時(shí)，同時(shí)增 加了 AGC電路120的增益。從而，增加了重現(xiàn)的圖像的靈敏度。
'MTF校正開關(guān)控制單元105通過下面的方法來確定照度是否為低。這些 方法僅是一些示例，只要能夠確定照度是否為低，可以使用任何方法或手段。 (I ) MTF校正開關(guān)控制單元105獲得圖像傳感器110的輸出，并基于整個(gè)屏幕的亮度等級的總和或在某些情況下基于對屏幕中心的某個(gè)對象加權(quán)
的亮度等級的總和，來計(jì)算照度。MTF校正開關(guān)控制單元105通過將所計(jì)算 出的照度與閾值相比較來確定照度是否為低。例如，當(dāng)整個(gè)屏幕的平均光量 (light amount)小于或等于101x時(shí)，或當(dāng)屏幕中心上的光量小于或等于101x 時(shí)，確定照度為低。
(II )通過控制快門速度并調(diào)整鏡頭的光圈，可以獲得具有所希望的照度 的圖像。因此，基于快門速度和鏡頭的光圈來確定照度。
(III) 基于由設(shè)備中的內(nèi)置時(shí)鐘表示的時(shí)間來間接確定照度。例如，在下 午5點(diǎn)之后早上5點(diǎn)之前將照度確定為低，雖然這可能根據(jù)季節(jié)而發(fā)生變化。
(IV) 當(dāng)作為車載照相機(jī)使用圖像獲取設(shè)備時(shí)，當(dāng)小燈或尾燈被打開時(shí)確 定照度為低。
(V) 提供分離的照度傳感器，并將從該照度傳感器輸出的值與閾值相比 較以確定照度是否為低。
當(dāng)增益增加時(shí)噪聲變得明顯的原因是由于高通(高頻區(qū)域)提高了。如果 高通降低，則噪聲將不明顯。為了降低高通，不應(yīng)該執(zhí)行MTF校正。
才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在根據(jù)直接或間接表示照度的信息來確定照度為低 的情況下，不執(zhí)行MTF校正。基于來自圖像傳感器的輸出值、來自分離地提 供的照度傳感器的輸出值、由內(nèi)置時(shí)鐘表示的時(shí)間、或小燈或尾燈是否被打開， 來確定照度。
本發(fā)明不限于具體揭示的實(shí)施例，可以進(jìn)行各種變化和修改而不脫離本發(fā) 明的范圍。
本申請基于2008年2月14日遞交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請No. 2008-033586,將該申請的全部內(nèi)容并入本文作為參考。
8
權(quán)利要求
1. 一種圖像獲取設(shè)備，包括光學(xué)系統(tǒng)；圖像傳感器；AGC電路；圖像處理單元，用于至少執(zhí)行MTF校正處理；以及控制單元，用于控制圖像處理單元，以使得在控制單元基于直接或間接表示照度的信息而確定照度為低的情況下，圖像處理單元不執(zhí)行MTF校正處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像獲取設(shè)備，其中控制單元基于來自圖像傳感器的輸出值來確定照度是否為低。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像獲取設(shè)備，其中控制單元基于來自分離地提供的照度傳感器的輸出值來確定照度是否為低。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像獲取設(shè)備，其中控制單元基于時(shí)間來確定照度是否為低。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像獲取設(shè)備，其中控制單元基于燈是否被點(diǎn)亮來確定照度是否為低。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5的任一項(xiàng)所述的圖像獲取設(shè)備，其中在確定照度為低的情況下，控制單元進(jìn)一步增加AGC電路的增益。
全文摘要
本發(fā)明涉及圖像獲取設(shè)備。該圖像獲取設(shè)備包括光學(xué)系統(tǒng)；圖像傳感器；AGC電路；圖像處理單元，用于至少執(zhí)行MTF校正處理；以及控制單元，用于控制圖像處理，以使得在控制單元基于直接或間接表示照度的信息來確定照度為低的情況下，不執(zhí)行MTF校正處理。
文檔編號H04N5/243GK101510955SQ200910004899
公開日2009年8月19日 申請日期2009年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月14日
發(fā)明者川崎俊之 申請人:株式會(huì)社理光