專利名稱：數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像處理系統(tǒng)與方法，特別涉及一種應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)的圖 像像差補(bǔ)正系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
數(shù)碼相機(jī)(Digital Camera, DC)的基本成像原理與傳統(tǒng)相機(jī)相似，都具備一 組包括至少--片鏡片的光學(xué)鏡頭，利用針孔成像的光學(xué)原理，將想要拍攝的圖 像光線投射在相機(jī)內(nèi)部的感光材料上。傳統(tǒng)相機(jī)的感光材料一般為膠巻(或稱 之為底片)，而數(shù)碼相機(jī)則一般采用電荷耦合元件(Charge Couple Device, CCD) 或者互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS)來當(dāng)作感光材料(以下統(tǒng)稱為感光元件)。數(shù)碼相機(jī)的感光元件可將光學(xué) 鏡頭所拍攝的圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，經(jīng)過電子線路的處理將這些數(shù)字信號存儲 在存儲媒體中(例如快速記憶卡或內(nèi)置存儲媒體)。與傳統(tǒng)相機(jī)不同，因?yàn)閿?shù)碼 相機(jī)的圖像以數(shù)字方式存儲，所以經(jīng)過數(shù)字信號處理，例如數(shù)字信號處理器 (Digital Signal Processor, DSP)，可以修改所拍攝的圖像，以消除圖像的噪聲或
者調(diào)整圖像的對比度和色度。
數(shù)碼相機(jī)的光學(xué)鏡頭所采用的鏡片與傳統(tǒng)相機(jī)相同，可分為球面鏡片 (Spherical Lens)與非球面鏡片(AsphericLens)兩種。圖1為已知的球面鏡片的像 差示意圖。在圖1中，球面鏡片的邊緣光線折射角度會隨著球面鏡片的表面角 度而脫離正常的焦距(無法聚焦于焦點(diǎn))。球面鏡片中心光線折射后的焦點(diǎn)Fc 與球面鏡片邊緣光線折射后的焦點(diǎn)Fb間的距離稱為像差距離。 一般地，每一 片球面鏡片隨著球面鏡片表面角度的不同而有不同的像差距離。球面鏡片的像 差距離越大，則拍攝的圖像有越明顯的像差(Aberration)。所謂像差，就是指拍 攝的圖像存在中心清晰而邊緣(或部分圖像)模糊的問題。這類問題普遍存在于 采用球面鏡片的光學(xué)鏡頭。為改善這種情況，部分做法是使用多片球面鏡片來 消除像差。但是這類光學(xué)鏡頭會隨著球面鏡片數(shù)目的增加而降低光學(xué)鏡頭整體
的透光度、銳利度以及拍攝圖像的對比度和清晰度。此外，增加球面鏡片的數(shù) 量也就意味著需要增加光學(xué)鏡頭的體積以及提高光學(xué)鏡頭的制造成本。因此，
目前部分光學(xué)鏡頭改為采用非球面鏡片(Aspheric Lens)來避免與改善上述球面 鏡片的像差問題。非球面鏡片的表面角度經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)后，可使鏡片中心與邊 緣區(qū)域都能夠維持相同的焦距(可成像于正常焦距)。然而，非球面鏡片的加工 成本及技術(shù)高出球面鏡片許多，因此造價比球面鏡片昂貴許多，且使用非球面 鏡片仍然無法解決不同物距所產(chǎn)生的像差問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)中的像差補(bǔ)正系統(tǒng)與方法，通 過合成兩張或多張圖像中清晰的獲取區(qū)域而使拍攝圖像中心位置與邊緣位置 的清晰度更趨一致，以解決上述因光學(xué)鏡片引起的像差問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的內(nèi)容由系統(tǒng)與方法兩方面組成。本發(fā)明公開 了一種數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正系統(tǒng)，包括一片光學(xué)鏡片、 一組軸向移動機(jī)構(gòu)、一 組感光元件、以及一組圖像單元。其中，光學(xué)鏡片用來投射待攝物的光線；軸 向移動機(jī)構(gòu)以光學(xué)鏡片中心為軸，在軸中心光線所對應(yīng)的第一焦點(diǎn)位置以及軸 邊緣光線所對應(yīng)的第二焦點(diǎn)位置之間來回移動；感光元件裝載在上述的軸向移 動機(jī)構(gòu)上，用以在第一焦點(diǎn)位置產(chǎn)生一張第一圖像以及在第二焦點(diǎn)位置產(chǎn)生一 張第二圖像； 圖像單元則是用來接收上述第一圖像與第二圖像，并分別計(jì)算出 對應(yīng)第一圖像的第一圖像獲取區(qū)及第二圖像的第二圖像獲取區(qū)，之后將第一圖 像獲取區(qū)及第二圖像獲取區(qū)合并為一張第三圖像。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例所述的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正系統(tǒng)，其中光學(xué)鏡片 為球面鏡片或非球面鏡片。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例所述的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正系統(tǒng)，上述系統(tǒng)中的 軸向移動機(jī)構(gòu)更包括一組傳動軸、 一個平臺、 一顆驅(qū)動馬達(dá)、以及一個觸發(fā)感 應(yīng)器，其中驅(qū)動馬達(dá)為超音波馬達(dá)、觸發(fā)感應(yīng)器為壓電感應(yīng)器，此觸發(fā)感應(yīng)器 用來觸發(fā)驅(qū)動馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)，以帶動平臺在傳動軸上移動。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例所述的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正系統(tǒng)，其中感光元件 為互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS)或是感光耦合元件(Charge Coupled Device, CCD)。
本發(fā)明所公開的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正方法，包括有下列步驟首先，使用 一片光學(xué)鏡片投射待攝物的光線；接著，使用一組感光元件在光學(xué)鏡片投射的 軸中心光線所對應(yīng)的第一焦點(diǎn)位置接收光學(xué)鏡片的折射光線以產(chǎn)生一張第一 圖像；然后，移動該感光元件至光學(xué)鏡片投射的軸邊緣光線所對應(yīng)的第二焦點(diǎn) 位置接收光學(xué)鏡片的折射光線以產(chǎn)生一張第二圖像；之后，根據(jù)第一焦點(diǎn)位置 與第二焦點(diǎn)位置分別計(jì)算對應(yīng)第一圖像的第一圖像獲取區(qū)以及第二圖像的第 二圖像獲取區(qū)；最后，獲取第一圖像的第一圖像獲取區(qū)以及第二圖像的第二圖 像獲取區(qū)合并為一張第三圖像。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例所述的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正方法，其中上述的根 據(jù)第一焦點(diǎn)位置與第二焦點(diǎn)位置分別計(jì)算對應(yīng)第一圖像的第一圖像獲取區(qū)以 及第二圖像的第二圖像獲取區(qū)的步驟，更包括下列步驟首先，計(jì)算第一圖像 的第一清晰曲線；接著，參考像差距離與第一清晰曲線，求得第一圖像的清晰 區(qū)域；然后，計(jì)算第二圖像的第二清晰曲線；之后，參考像差距離與第二清晰 曲線，求得第二圖像的清晰區(qū)域；最后，獲取第一圖像的清晰區(qū)域與第二圖像 的清晰區(qū)域合并為第三圖像。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例所述的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正方法，其中還包括在 獲取第一圖像的第一圖像獲取區(qū)及第二圖像的第二圖像獲取區(qū)，合并為第三圖 像之前，對第一圖像及第二圖像進(jìn)行圖像校正的步驟，此步驟包括首先，取 出第一圖像的至少一個第一特征；接著，取出第二圖像的至少一個第二特征； 然后，對比這些第一特征與這些第二特征的坐標(biāo)；最后，若存在至少一個特征 的坐標(biāo)相異時，校正第二圖像位置使這些第二特征的坐標(biāo)與這些第一特征的坐 標(biāo)相同。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1是已知的球面鏡片的像差示意圖。 圖2是本發(fā)明所提供的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正系統(tǒng)示意圖。 圖3是本發(fā)明所提供的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正方法流程圖。 圖4A是本發(fā)明的產(chǎn)生第一圖像的示意圖。
圖4B是本發(fā)明的第一圖像獲取范圍的示意圖。
圖5A是本發(fā)明的產(chǎn)生第二圖像的示意圖。
圖5B是本發(fā)明的第二圖像獲取范圍的示意圖。
圖6是圖3中步驟S340與步驟S350的詳細(xì)步驟流程圖。
圖7是本發(fā)明中光學(xué)鏡片清晰曲線的示意圖。
其中，附圖標(biāo)記
110、 210:光學(xué)鏡片
Fc:第一焦點(diǎn)位置
Fb:第二焦點(diǎn)位置
220:軸向移動機(jī)構(gòu)
222、222a:傳動軸
224:平臺
226:驅(qū)動馬達(dá)
228:觸發(fā)感應(yīng)器
230:感光元件
240:圖像單元
212:待攝物
412:第一圖像
414:第一圖像獲取區(qū)
512:第二圖像
514:第二圖像獲取區(qū)
710:像差距離
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明首先提出一種數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正系統(tǒng)，以解決數(shù)碼相機(jī)拍攝待攝 物所得的圖像的邊緣區(qū)域與中心區(qū)域成像清晰度不一致的像差問題。
圖2為本發(fā)明之一實(shí)施例的應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正系統(tǒng)示意圖。如圖 2所示，在本實(shí)施例中，數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正系統(tǒng)包括一片光學(xué)鏡片210、 一 組軸向移動機(jī)構(gòu)220、 一組感光元件230、以及一組圖像單元240。接著說明 各個元件的功能和用途。待攝物212的光線透過光學(xué)鏡片210而投射在感光元件230上。軸向移動機(jī)構(gòu)220以光學(xué)鏡片210的中心為軸，在軸中心光線所對 應(yīng)的第一焦點(diǎn)位置Fe到軸邊緣光線所對應(yīng)的第二焦點(diǎn)位置Fb之間來回移動。 感光元件230裝載在軸向移動機(jī)構(gòu)220上而隨之移動到不同焦點(diǎn)位置。當(dāng)感光 元件230移動到第一焦點(diǎn)Fe位置時會產(chǎn)生一張第一圖像，而當(dāng)感光元件移動 到第二焦點(diǎn)位置Fb時，也會產(chǎn)生一張第二圖像。這兩張圖像都會被傳送到一 個圖像單元240中進(jìn)行圖像處理，圖像單元240接收到第一圖像以及第二圖像 后，會分別計(jì)算對應(yīng)第一圖像的第一圖像獲取區(qū)以及對應(yīng)第二圖像的第二圖像 獲取區(qū)。在計(jì)算完成后，圖像單元240接著將第一圖像獲取區(qū)以及第二圖像獲 取區(qū)合并為一張第三圖像。
以下進(jìn)一步說明本發(fā)明的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。軸向移動 機(jī)構(gòu)220讓感光元件230能分別在第一焦點(diǎn)Fe與第二焦點(diǎn)位置Fb產(chǎn)生第一圖 像與第二圖像，該軸向移動機(jī)構(gòu)220包括一組傳動軸222、 一個平臺224、 一 顆驅(qū)動馬達(dá)226、以及一個觸發(fā)感應(yīng)器228。在本實(shí)施例中驅(qū)動馬達(dá)226例如 為超音波馬達(dá)、而觸發(fā)感應(yīng)器228例如為壓電感應(yīng)器，兩者都裝載在平臺224 上。當(dāng)使用者按壓拍攝鍵時，觸發(fā)感應(yīng)器228會檢測到按壓動作并觸發(fā)驅(qū)動馬 達(dá)226的運(yùn)轉(zhuǎn)，以帶動平臺224在傳動軸222上移動。在本實(shí)施例中，傳動軸 222配置在光學(xué)鏡片210中心軸上(如圖2中傳動軸222放置的位置)，而在一 些實(shí)施例中傳動軸222a則配置在偏離光學(xué)鏡片210的中心軸上，在本發(fā)明中 傳動軸222配置在平行于光學(xué)鏡片210的中心軸上即可，并不限制傳動軸222 配置位置。感光元件230放置在平臺224上，通過一條傳輸導(dǎo)線連接到圖像單 元240并將上述的第-圖像或第二圖像傳送到圖像單元240。圖像單元240例 如為一個數(shù)字信號處理(Digital Signal Processor, DSP)單元，用于計(jì)算第一圖像 與第二圖像的清晰區(qū)域(即上述的第一圖像獲取區(qū)與第二圖像獲取區(qū))并合并 產(chǎn)生第三圖像。
值得一提的是上述的光學(xué)鏡片210例如是一片球面鏡片(Spherical Len)或 是非球面鏡片(Aspheric Len)、驅(qū)動馬達(dá)226例如為超音波馬達(dá)、觸發(fā)感應(yīng)器 228例如為壓電感應(yīng)器、感光元件230例如為互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體 (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS)或是感光耦合元件(Charge Coupled Device, CCD),在此不限定其范圍。
接著說明本發(fā)明所提供的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正方法。圖3為本發(fā)明應(yīng)用于
數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正方法流程圖。如圖2和圖3所示，本實(shí)施例的數(shù)碼相機(jī)的
像差補(bǔ)正方法包括下列步驟首先，使用一片光學(xué)鏡片210投射待攝物的光線
(步驟S310)，這些光學(xué)鏡片210可以是球面鏡片或是非球面鏡片，光線經(jīng)過這 些光學(xué)鏡片210而在焦點(diǎn)處聚焦成像。接著，感光元件230在光學(xué)鏡片210 的軸中心光線所對應(yīng)的第一焦點(diǎn)Fc位置接收光學(xué)鏡片210折射的光線以產(chǎn)生 第一圖像(步驟S320)。然后，感光元件230移動到光學(xué)鏡片210投射的軸邊緣 光線所對應(yīng)的第二焦點(diǎn)Fb位置接收光學(xué)鏡片210折射光線以產(chǎn)生第二圖像(步 驟S330)，如前所述，在系統(tǒng)中可以用一個例如為壓電感應(yīng)器的觸發(fā)感應(yīng)器228 來檢測是否要觸發(fā)驅(qū)動馬達(dá)226(例如超音波馬達(dá))，驅(qū)動馬達(dá)226被驅(qū)動后帶 動感光元件230移動到第二焦點(diǎn)Fb位置。附帶一提，在此所指的軸中心光線 為穿透光學(xué)鏡片210中心軸的光線，相對于軸中心光線軸邊緣光線則為穿透光 學(xué)鏡片210周圍的光線。由于光學(xué)鏡片210的表面具有一定弧度且光學(xué)鏡片 210中心厚度與周圍厚度不同，因此，軸中心光線和軸邊緣光線會折射到不同 的焦點(diǎn)位置，而使用感光元件230在這些不同的焦點(diǎn)位置所得成像也有所差 異。之后，圖像單元240根據(jù)第一焦點(diǎn)Fe位置與第二焦點(diǎn)Fb位置，分別計(jì)算 對應(yīng)第一圖像的第一圖像獲取區(qū)及第二圖像的第二圖像獲取區(qū)(步驟S340)。最 后，獲取第一圖像的第一圖像獲取區(qū)及第二圖像的第二圖像獲取區(qū)，合并為第 三圖像(步驟S350)。
光線穿透光學(xué)鏡片210會折射到不同的焦點(diǎn)位置，而造成感光元件230 產(chǎn)生的圖像的中心區(qū)域與周圍區(qū)域有相當(dāng)程度的清晰度差異。在本段落將以圖 4A及圖4B解釋第一圖像中靠近中心區(qū)域以及靠近邊緣區(qū)域的圖像差異。圖 4A為本發(fā)明所述的感光元件230產(chǎn)生第一圖像的示意圖，而圖4B為第一圖 像的示意圖，請同時參考圖4A與圖4B。軸中心光線聚焦于第一焦點(diǎn)Fe位置 而軸邊緣光線聚焦于第二焦點(diǎn)Fb，感光元件230在第一焦點(diǎn)Fe位置接收折射 的光線以產(chǎn)生第一圖像412。因?yàn)樵娇拷S中心光線則越接近第一焦點(diǎn)Fc位 置，因此能夠產(chǎn)生較清晰的圖像，相反的對應(yīng)靠近軸邊緣光線的成像則會因?qū)?應(yīng)的焦點(diǎn)偏離第-一焦點(diǎn)Fe而產(chǎn)生較模糊的圖像。在圖4B中，第一圖像獲取區(qū) 414表示第-圖像412中的清晰區(qū)域，該清晰區(qū)域與選取范圍，會因光學(xué)鏡片 210表面角度產(chǎn)生的像差以及人眼對圖像的清晰度的容忍度等因素作調(diào)整。相 關(guān)調(diào)整方式將在后面的^ -個段落進(jìn)行簡述，然而本發(fā)明不限定其選取方式。
接續(xù)上一段落，感光元件230位于第一焦點(diǎn)Fe位置產(chǎn)生第一圖像412，通
過光學(xué)鏡片210的軸中心光線經(jīng)過折射后落在第一焦點(diǎn)Fe位置，因此靠近中
心區(qū)域有較清晰的成像。反之，通過光學(xué)鏡片210的軸邊緣光線折射到第二焦 點(diǎn)Fb位置，而使周圍區(qū)域的成像較為模糊。 一般數(shù)碼相機(jī)拍攝的圖像都有上 述成像的差異，本發(fā)明為解決成像差異問題，在產(chǎn)生第一圖像412后將感光元 件230移動到第二焦點(diǎn)Fb位置產(chǎn)生第二圖像。因?yàn)榈诙D像周圍區(qū)域的成像 清晰，所以合并第一與第二圖像以產(chǎn)生清晰的圖像，以解決成像差異的問題。 在后續(xù)的段落中將以圖5A及圖5B描述第二圖像的產(chǎn)生方式。
圖5A為本發(fā)明所述的感光元件230產(chǎn)生第二圖像512的示意圖，而圖5B 為第二圖像512的示意圖。請同時參考圖5A與圖5B，感光元件230移至第 二焦點(diǎn)Fb位置而產(chǎn)生第二圖像512。第二圖像512靠近中心區(qū)域以及靠近邊緣 區(qū)域也存在類似前段落中所述的第一圖像412的成像差異。由圖5A可知，靠 近軸邊緣光線聚焦于第二焦點(diǎn)Fb上，因此當(dāng)感光元件在圖5B中被移動到第二 焦點(diǎn)Fb位置產(chǎn)生第二圖像時，第二圖像中對應(yīng)于軸邊緣光線的區(qū)域會有較清 楚的成像，如圖5B中計(jì)算出的第二圖像獲取區(qū)514，即第二圖像512的清晰 區(qū)域。
接著說明上述的第一圖像與第二圖像中清晰圖像的獲取以及合成的各個 步驟，圖6為圖3的步驟S340以及步驟S350的詳細(xì)步驟流程圖。如圖6所 示，首先計(jì)算光學(xué)鏡片210的第一清晰曲線(步驟S610)。接著，依據(jù)第一清晰 曲線的最佳視野率求得第一圖像的清晰區(qū)域(步驟S620)。之后，計(jì)算光學(xué)鏡片 的第二清晰曲線(步驟S630),上述的第一清晰曲線與第二清晰曲線例如為調(diào)制 傳遞函數(shù)(Modulation Transfer Function, MTF)曲線。光學(xué)鏡片根據(jù)選取的視野 率計(jì)算出對應(yīng)的清晰曲線，所謂視野率為拍攝圖像大小與實(shí)際取景大小的比 值，視野率越大表示拍攝圖像大小越趨近于實(shí)際取景大小。例如在本實(shí)施例中， 第一清晰曲線即以最佳視野率0.8計(jì)算的曲線，而第二清晰曲線則是以最佳視 野率0.7計(jì)算的曲線。然后，感光元件230由第一焦點(diǎn)位置向光學(xué)鏡片中心移 動一段像差距離到第二焦點(diǎn)位置，并產(chǎn)生一個第二圖像(步驟S640)。步驟S640 所指的像差距離為第--清晰曲線的最佳視野率所對應(yīng)的焦點(diǎn)位置與第一清晰 曲線和第二清晰曲線的交點(diǎn)所對應(yīng)的焦點(diǎn)位置之間的距離。緊接著，依據(jù)第二 清晰曲線的最佳視野率求得第二圖像的清晰區(qū)域(步驟S650)。最后，將獲取的
第一圖像412的清晰區(qū)域與第二圖像512的清晰區(qū)域合并為第三圖像(步驟 S660)。
再用一個實(shí)施例解釋計(jì)算像差距離以及第一、第二圖像清晰區(qū)域的關(guān)系， 圖7為本發(fā)明的光學(xué)鏡片清晰曲線的示意圖。如圖5A和圖7所示，第一清晰 曲線的最佳視野率為0.8而對應(yīng)圖7中X軸的散焦位置設(shè)為原點(diǎn)0mm，第二 清晰曲線的最佳視野率為0.7,而對應(yīng)圖7中X軸的散焦位置為-0.01mm，兩 者的間距即為像差距離710。感光元件230在第一焦點(diǎn)位置Fe產(chǎn)生第一圖像后， 向光學(xué)鏡片210移動--段像差距離710至第二焦點(diǎn)Fb位置產(chǎn)生第二圖像。第 一圖像周圍為模糊區(qū)域而中心為清晰區(qū)域，而第二圖像的清晰區(qū)域取樣恰好可 以彌補(bǔ)第一圖像周圍模糊的部分，因此合并第一圖像與第二圖像清晰區(qū)域而得 到一張全域清晰的第三圖像。
在一些情況下，例如拍攝正在移動的待攝物，當(dāng)拍攝到第一圖像412后此 待攝物可能已離開鏡頭的可視范圍，而使得拍攝的第二圖像512中找不到此待 攝物，或是因待攝物移動到可視范圍的另一區(qū)域而使得合并后的第三圖像發(fā)生 例如重復(fù)出現(xiàn)待攝物等異常圖像。因此，在進(jìn)行第一圖像412與第二圖像512 的合成之前，需要對第一圖像412與第二圖像512進(jìn)行圖像校正，以避免待攝
物因移動而造成的合成的第三圖像不正確的現(xiàn)象。在下一段落中將針對此問題 提出相關(guān)的圖像校正方法對第一圖像412及第二圖像512進(jìn)行圖像校正:首先， 圖像單元240取出第一圖像412中至少一個第一特征。之后，取出第二圖像 512中至少一個第二特征。最后對比這些第一特征與第二特征的坐標(biāo)，倘若存 在至少一個特征的坐標(biāo)相異時，則校正第二圖像512的第二特征的坐標(biāo)，使這 些坐標(biāo)與第一特征的坐標(biāo)相同。舉例說明上述步驟，例如拍攝一個行進(jìn)中的行 人，首先感光元件230產(chǎn)生一張第一圖像412，之后移動感光元件230拍攝一 張第二圖像512。將這兩張圖像合并成一張第三圖像。在合并之前，圖像單元 240會先將第一圖像412的特征部分找出，例如第一圖像412中的行人其左腳 在前而右腳在后。緊接著，圖像單元240會找出第二圖像512中至少一個第二 特征，例如第二圖像512中的行人其左腳在后右腳在前。之后逐一對比第一特 征與第二特征。此時很容易發(fā)現(xiàn)行人的左右腳的特征是不同的，據(jù)此很容易發(fā) 現(xiàn)拍攝的行人正在走路。此時圖像單元240便會進(jìn)一步進(jìn)行圖像校正步驟，使 第一圖像412與第二圖像512中相對應(yīng)的特征的坐標(biāo)位置相符之后，才繼續(xù)進(jìn) 行合并第三圖像的步驟。另外，如果在第二圖像512中具有第一圖像412中所 沒有的特征，則保留(或刪除)此特征，使合并后的第三圖像更趨真實(shí)。有關(guān)圖 像特征獲取的技術(shù)手段，并不局限在本發(fā)明所述的方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人 員可以根據(jù)其理解對此部份進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖儭?br> 當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變型，但 這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正系統(tǒng)，其特征在于，包括一光學(xué)鏡片，用來投射一待攝物的光線；一軸向移動機(jī)構(gòu)，該軸向移動機(jī)構(gòu)以該光學(xué)鏡片中心為軸，在軸中心光線所對應(yīng)的一第一焦點(diǎn)位置以及軸邊緣光線所對應(yīng)的一第二焦點(diǎn)位置之間來回移動；一感光元件，該感光元件裝載在該軸向移動機(jī)構(gòu)上，用來在該第一焦點(diǎn)位置產(chǎn)生一第一圖像以及在該第二焦點(diǎn)位置產(chǎn)生一第二圖像；以及一圖像單元，該圖像單元接收該第一圖像與該第二圖像，并分別計(jì)算對應(yīng)該第一圖像的一第一圖像獲取區(qū)及該第二圖像的一第二圖像獲取區(qū)，用來將該第一圖像獲取區(qū)以及該第二圖像獲取區(qū)合并為一第三圖像。
2、 如權(quán)利要求1所述的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正系統(tǒng)，其特征在于，該光學(xué) 鏡片是一球面鏡片或者一非球面鏡片。
3、 如權(quán)利要求1所述的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正系統(tǒng)，其特征在于，該軸向 移動機(jī)構(gòu)包括一傳動軸、 一平臺、 一驅(qū)動馬達(dá)，以及一觸發(fā)感應(yīng)器。
4、 如權(quán)利要求3所述的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正系統(tǒng)，其特征在于，該驅(qū)動 馬達(dá)是一超音波馬達(dá)。
5、 如權(quán)利要求3所述的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正系統(tǒng)，其特征在于，該觸發(fā) 感應(yīng)器是一壓電感應(yīng)器。
6、 如權(quán)利要求l所述的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正系統(tǒng)，其特征在于，該圖像 單元是一數(shù)字信號處理單元。
7、 一種數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正方法，其特征在于，包括下列步驟-使用一光學(xué)鏡片投射一待攝物的光線；使用一感光元件在該光學(xué)鏡片投射的軸中心光線所對應(yīng)的一第一焦點(diǎn)位 置，接收該光學(xué)鏡片的折射光線以產(chǎn)生一第一圖像；移動該感光元件到該光學(xué)鏡片投射的軸邊緣光線所對應(yīng)的一第二焦點(diǎn)位 置，接收該光學(xué)鏡片的折射光線以產(chǎn)生一第二圖像；根據(jù)該第一焦點(diǎn)位置與該第二焦點(diǎn)位置，分別計(jì)算對應(yīng)該第一圖像的一 第一圖像獲取區(qū)以及該第二圖像的一第二圖像獲取區(qū)；以及 獲取該第一圖像的該第一圖像獲取區(qū)及該第二圖像的該第二圖像獲取 區(qū)，合并為一第三圖像。
8、 如權(quán)利要求7所述的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正方法，其特征在于，還包括 用一觸發(fā)感應(yīng)器觸發(fā)一驅(qū)動馬達(dá)，以移動該感光元件到該第一焦點(diǎn)位置或該 第二焦點(diǎn)位置的步驟。
9、 如權(quán)利要求7所述的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正方法，其特征在于，該根據(jù)該第一焦點(diǎn)位置與該第二焦點(diǎn)位置，分別計(jì)算對應(yīng)該第一圖像的該第一圖像獲取區(qū)以及該第二圖像的該第二圖像獲取區(qū)的步驟，還包括下列步驟 計(jì)算該光學(xué)鏡片的一第一清晰曲線；根據(jù)該第一清晰曲線的最佳視野率求得該第一圖像的清晰區(qū)域； 計(jì)算該光學(xué)鏡片的一第二清晰曲線；由該第一焦點(diǎn)位置向光學(xué)鏡片中心位置移動一像差距離到該第二焦點(diǎn)位 置以產(chǎn)生該第二圖像；根據(jù)該第二清晰曲線的最佳視野率求得該第二圖像的清晰區(qū)域；以及 獲取該第一圖像的清晰區(qū)域與該第二圖像的清晰區(qū)域合并為該第三圖像。
10、 如權(quán)利要求9所述的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正方法，其特征在于，該像 差距離為該第一清晰曲線的最佳視野率所對應(yīng)的焦點(diǎn)位置與該第一清晰曲線 和該第二清晰曲線的交點(diǎn)所對應(yīng)的焦點(diǎn)位置之間的距離。
11、 如權(quán)利要求9所述的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正方法，其特征在于，該第 一清晰曲線與該第二清晰曲線是調(diào)制傳遞函數(shù)曲線。
12、 如權(quán)利要求7所述的數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正方法，其特征在于，該方 法還包括在獲取該第一圖像的該第一圖像獲取區(qū)以及該第二圖像的該第二圖 像獲取區(qū)，合并為該第三圖像前，對該第一圖像及該第二圖像進(jìn)行圖像校正 的步驟，包括取出該第一圖像的至少一第一特征； 取出該第二圖像的至少一第二特征； 對比該第一特征與該第二特征的坐標(biāo)；以及如果存在至少一特征的坐標(biāo)不同時，校正該第二圖像位置使該第二特征 的坐標(biāo)與該第一特征的坐標(biāo)相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)碼相機(jī)的像差補(bǔ)正系統(tǒng)與方法，包括一片光學(xué)鏡片、一組軸向移動機(jī)構(gòu)、一組感光元件、以及一組圖像單元。感光元件裝載在軸向移動機(jī)構(gòu)上，并可在第一焦點(diǎn)位置與第二焦點(diǎn)位置產(chǎn)生第一圖像與第二圖像。圖像單元接收第一圖像與第二圖像后，分別計(jì)算第一圖像獲取區(qū)及第二圖像獲取區(qū)并將這些圖像獲取區(qū)合并為第三圖像。本發(fā)明的方法包括以光學(xué)鏡片投射待攝物的光線、產(chǎn)生第一圖像、產(chǎn)生第二圖像、以及獲取第一圖像與第二圖像清晰部分以合并為第三圖像。本發(fā)明通過提供上述的像差補(bǔ)正系統(tǒng)與方法，解決了圖像的中心與周圍區(qū)域清晰度不一的現(xiàn)象。
文檔編號G02B27/00GK101183175SQ200610138739
公開日2008年5月21日 申請日期2006年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月13日
發(fā)明者黃毓承 申請人:華晶科技股份有限公司