專利名稱：用非相干光纖束進(jìn)行圖像傳輸?shù)姆椒ê脱b置的制作方法
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2.發(fā)明簡(jiǎn)述柔性管道鏡、內(nèi)窺鏡和其它光學(xué)檢驗(yàn)裝置通常都用相干光纖束將圖像從一個(gè)地方傳送到另外一個(gè)地方。相干光纖束是一束玻璃纖維，這一束光纖中每一端光纖的相對(duì)位置是相同的。這些玻璃纖維用于將光從一端傳輸?shù)搅硗庖欢恕Ｏ喔晒饫w束常常是光學(xué)檢驗(yàn)裝置中最昂貴的部分。它可能有100000根以上的玻璃纖維，沿著長(zhǎng)光纖束的一端到另一端完全按照同樣的位置排列成矩陣。在一些情形里，光纖束的長(zhǎng)度是4到5米。在相干光纖束中，在光纖束的每一端光纖的相對(duì)位置相同是非常重要的，這樣才能夠?qū)D像從一端傳送到另外一端而不會(huì)打亂它。實(shí)際上，光纖束中的每一根光纖都跟數(shù)字圖像中的一個(gè)像素相似。


圖1是一個(gè)非常小的已知相干光纖束的原理實(shí)例。它只有幾根光纖以便簡(jiǎn)化這個(gè)實(shí)例。這一束中的光纖可以按照行列排成一個(gè)矩陣。在這個(gè)實(shí)例中，矩陣?yán)镉腥泻腿小D1中的每個(gè)數(shù)字都代表這一束光纖的一根玻璃光纖。在這個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)例中這些光纖(例如這些數(shù)字)用來(lái)代表可能用管道鏡或者其它光學(xué)檢驗(yàn)裝置觀看的一個(gè)矩形物體。每根光纖都傳輸代表被觀察物體的一部分圖像。如果要將整個(gè)圖像沿著這個(gè)光纖束從發(fā)送端正確地傳輸?shù)浇邮斩耍扛饫w(例如一個(gè)數(shù)字)在這根長(zhǎng)光纖束兩端的矩陣中應(yīng)該按照一種已知的方式來(lái)布局。否則，在接收端接收的時(shí)候這個(gè)圖像會(huì)亂。
相干光纖束在許多圖象傳輸裝置中工作得非常好。但是，由于要求它們是相干的，所以它們通常都特別昂貴。相反，非相干光纖束要便宜得多。非相干光纖束是這樣一束玻璃纖維，其中任何一根光纖在任意一端的位置不必跟另外一端的位置相同。事實(shí)上，這一束中光纖的位置是隨機(jī)的。當(dāng)這一束光僅僅是為了照明將光從一端傳送到另一端的時(shí)候這樣做并不會(huì)帶來(lái)什么問(wèn)題。但如果這一非相干光纖束被用于圖像傳輸，在接收端的圖像就會(huì)亂，因此傳輸?shù)膱D像沒有什么用處。這樣，在這個(gè)領(lǐng)域中需要一種方法，利用非相干光纖束傳輸圖像，同時(shí)能夠克服這些缺點(diǎn)和其它缺點(diǎn)，以便降低例如光學(xué)檢驗(yàn)裝置的價(jià)格。
發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案是利用具有多根光纖的非相干光纖束進(jìn)行圖像傳輸?shù)囊环N方法。這個(gè)方法包括分析這個(gè)非相干光纖束的光纖結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生一個(gè)映射函數(shù)，在非相干光纖束的發(fā)送端獲得圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)非相干光纖束傳輸這些圖象數(shù)據(jù)，在傳輸?shù)倪^(guò)程中這些圖像數(shù)據(jù)被打亂，在這個(gè)非相干光纖束的接收端產(chǎn)生打亂了的圖像數(shù)據(jù)，將這個(gè)映射函數(shù)應(yīng)用于打亂了的圖像數(shù)據(jù)，再現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)。
發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案包括一種方法和裝置，用于分析和使用非相干光纖束來(lái)模擬相干光纖束，從而能夠?qū)⒎窍喔晒饫w束用于圖像傳輸。
在這個(gè)說(shuō)明中本發(fā)明的“一個(gè)實(shí)施方案”或者“一個(gè)實(shí)施方案”指的是包括在本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施方案中的特定功能、結(jié)構(gòu)或者特征。這樣，這個(gè)說(shuō)明中出現(xiàn)的術(shù)語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施方案中”不必指同一個(gè)實(shí)施方案。
圖2是用于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中的非相干光纖束的一個(gè)簡(jiǎn)化示意圖。如圖1所示，圖2中的光纖束只有很少的幾根光纖，以便簡(jiǎn)化這個(gè)實(shí)例。光纖束中的光纖可以排列成矩陣中的行列。在這個(gè)實(shí)例中，這個(gè)矩陣有三行和三列。圖2所示的每一個(gè)數(shù)字都代表這一光纖束中的一根玻璃光纖。每根玻璃光纖都以最小的強(qiáng)度損失和顏色損失將光從一端傳輸?shù)搅硪欢?。在這個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)例中這些光纖(例如那些數(shù)字)用來(lái)代表管道鏡或者其它光學(xué)檢驗(yàn)裝置能夠觀看的一個(gè)矩形物體。每根光纖都傳輸被觀察物體的一部分圖像。這樣，每根光纖都可以被看成用來(lái)傳輸圖像的一個(gè)象素。跟圖1所示相干光纖束的實(shí)例相反，圖2所示的非相干光纖束的玻璃纖維在收發(fā)兩端的相對(duì)位置不相同。
在本發(fā)明的實(shí)施方案中，在非相干光纖束接收端獲得的打亂了的圖像數(shù)據(jù)可以通過(guò)處理來(lái)重新排列玻璃光纖傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)，以此來(lái)模擬相干光纖束。一般情況下，可以用一個(gè)參考圖像或者一組參考圖像來(lái)建立發(fā)送端到接收端的光纖映射。對(duì)于每根光纖束這種映射都是不變的，因此這一標(biāo)校分析過(guò)程只需要進(jìn)行一次。注意標(biāo)校分析可以在系統(tǒng)的制造過(guò)程中進(jìn)行，或者在用戶那里系統(tǒng)的初始化過(guò)程中進(jìn)行。利用標(biāo)校過(guò)程獲得的映射信息，光纖束接收端那里例如個(gè)人計(jì)算機(jī)這樣的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或者其它處理單元中能夠?qū)⒉ＡЮw維傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)重新排列，從而使非相干光纖束發(fā)送端感知的原始圖像能夠在接收端重現(xiàn)。這一圖像處理可以每次單獨(dú)地針對(duì)一副圖像靜態(tài)地進(jìn)行，也可以用于連續(xù)的實(shí)時(shí)圖像處理。
圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中圖像傳輸系統(tǒng)10的一個(gè)示意圖。物體12的圖像可以用鏡頭14探測(cè)。圖像數(shù)據(jù)可以通過(guò)非相干光纖束16傳輸?shù)綌z像機(jī)18或者其它圖像處理裝置(沒有畫出)。非相干光纖束的非相干特性使得攝像機(jī)收到的圖像數(shù)據(jù)是亂的。攝像機(jī)16可以將打亂了的圖像數(shù)據(jù)傳送給處理系統(tǒng)20。處理系統(tǒng)20可以是能夠進(jìn)行這里所描述的圖像標(biāo)校和圖像處理的任何電路。在一個(gè)實(shí)施方案中，它可以是一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)，雖然也可以采用其它通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，專用處理系統(tǒng)和專用硬件。這個(gè)處理系統(tǒng)采用下面將描述的圖像處理方法，重新排列打亂了的圖像數(shù)據(jù)，從而給出正確的圖像數(shù)據(jù)。糾正了的圖像數(shù)據(jù)可以被隨后顯示在顯示器22上。
將打亂了的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成正確的圖像數(shù)據(jù)之前，必須對(duì)用于這一圖像傳輸系統(tǒng)的非相干光纖束進(jìn)行標(biāo)校。圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中用于分析非相干光纖束結(jié)構(gòu)的一個(gè)系統(tǒng)。物鏡30可以聚焦在基于像素的一個(gè)光柵顯示器32上面。顯示器32可以是一個(gè)陰極射線管(CRT)計(jì)算機(jī)顯示器，雖然也可以采用電視機(jī)或者液晶顯示器(LCD)這樣的其它顯示器。物鏡可以跟非相干光纖束34的發(fā)送端連接。物鏡從顯示器一個(gè)或者多個(gè)像素上檢測(cè)到的光可以沿著非相干光纖束從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩?。這束光通過(guò)成像器透鏡36聚焦在成像器38上。成像器38可以是一個(gè)電荷耦合器件(CCD)圖像陣列或者模擬圖像陣列。在一個(gè)實(shí)施方案中，成像器陣列36和成像器可以包括在攝像機(jī)中。在另外一個(gè)實(shí)施方案中，可以將一個(gè)固態(tài)成像器做在非相干光纖束的一端，從而在系統(tǒng)中省掉成像器透鏡。
顯示器32和成像器38都是能夠?qū)ぶ返南袼仃嚵?。為了“?biāo)校”非相干光纖束，可以用處理器(圖4中沒有畫出)執(zhí)行的一個(gè)測(cè)試程序按照預(yù)先確定的強(qiáng)度和位置有選擇性地點(diǎn)亮顯示器上的至少一個(gè)像素。通過(guò)非相干光纖束傳輸?shù)膱D像可以用成像器來(lái)檢測(cè)。成像器收到的光的位置和強(qiáng)度可以用隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)這樣的存儲(chǔ)裝置記錄下來(lái)，儲(chǔ)存在硬盤文件中，或者儲(chǔ)存在其它非易失性存儲(chǔ)器中(圖4中沒有畫出)。接下來(lái)針對(duì)不同的一組一個(gè)或者多個(gè)像素重復(fù)這一過(guò)程，直到顯示器上的所有像素都被處理過(guò)。了解了是哪些玻璃光纖將發(fā)送端顯示器上的一個(gè)或者多個(gè)像素傳送給接收端的成像器以后，處理器可以產(chǎn)生一個(gè)映射函數(shù)，將玻璃纖維中打亂了的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成正確的圖像數(shù)據(jù)。這樣，在接收端就能夠獲得顯示器上完整的顏色和強(qiáng)度。一旦確定了映射函數(shù)，相干光纖束就能夠用于圖像傳輸系統(tǒng)中，因?yàn)橛?jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠按照這個(gè)映射函數(shù)將打亂了的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成正確的圖像數(shù)據(jù)。
圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中被分析的一個(gè)非相干光纖束中玻璃光纖的一個(gè)示例圖?？梢渣c(diǎn)亮顯示器上被選中的像素。在圖5中光纖束顯示器一端的這個(gè)像素用一個(gè)方框表示。在這個(gè)實(shí)例中只畫出了光纖束顯示器一端的一部分。這個(gè)像素比一根光纖要小一些，從這個(gè)像素出來(lái)的光可以沿著三根光纖傳輸。3號(hào)光纖接收大約50％的光，一號(hào)和二號(hào)光纖接收大約15％的光。在其它實(shí)施方案和實(shí)例中，像素個(gè)數(shù)可以等于或者大于光纖根數(shù)，光纖可以不是圓的，像素出來(lái)的光可以用一根或者多根光纖來(lái)傳輸，本發(fā)明的范圍并不限于這些。光沿著非相干光纖束傳輸?shù)浇邮斩?。光纖束中的光纖在發(fā)送端和接收端可以隨機(jī)排列。這樣，成像器上被照亮的像素可能是不連續(xù)的，如圖所示。成像器上每個(gè)像素的亮度取決于顯示器像素對(duì)相應(yīng)光纖的照亮程度百分比和光纖的位置。為了“標(biāo)校”非相干光纖束，成像器上針對(duì)顯示器上被點(diǎn)亮的給定的一組一個(gè)或者多個(gè)像素所有像素的亮度都可以被記錄下來(lái)。對(duì)于每一組一個(gè)或者多個(gè)測(cè)試像素，可以記錄被照亮的成像器像素，以及它們的亮度百分比。這一標(biāo)校信息可以儲(chǔ)存在存儲(chǔ)媒介中供以后使用。
將物鏡聚焦在景物中的一個(gè)物體上而不是顯示器上的時(shí)候，就可以用標(biāo)校信息來(lái)重構(gòu)景物的圖像。在這個(gè)實(shí)施方案中，重構(gòu)出來(lái)的物體圖像跟標(biāo)校顯示器的像素分辨率一樣，從而使標(biāo)校顯示器像素跟物體景物像素1∶1地映射。至少可以部分地采用成像器像素及其亮度的清單來(lái)重構(gòu)原始顯示器像素的亮度。跟顯示器像素有關(guān)的成像器像素清單中每個(gè)成像器像素的亮度都可以用前面的標(biāo)校分析中儲(chǔ)存下來(lái)的成像器像素的亮度來(lái)調(diào)整，并且將它們加起來(lái)，重構(gòu)出物體像素。對(duì)于每個(gè)顯示像素重復(fù)這一過(guò)程，就能夠重構(gòu)出這個(gè)物鏡捕獲到的景物的正確圖像。
在其它實(shí)施方案中，重構(gòu)打亂圖像的時(shí)候可以采用不同的標(biāo)校分析技術(shù)得到相似的效果。在另外一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)按百分比亮度儲(chǔ)存像素信息，首先只處理對(duì)圖像亮度貢獻(xiàn)最大的那些，可以讓標(biāo)校分析技術(shù)變成可伸縮的。能夠進(jìn)行更加強(qiáng)有力的處理的時(shí)候，可以針對(duì)每個(gè)顯示器像素處理更多的清單數(shù)據(jù)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，非相干光纖束的標(biāo)校分析和圖像產(chǎn)生技術(shù)可利用C編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，如表1所示，雖然本發(fā)明并不限于這一點(diǎn)。也可以采用其它編程語(yǔ)言和技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[表1 1999因特爾公司// 非相干光纖束標(biāo)校分析和圖象產(chǎn)生處理實(shí)例# define RASTER HEIGHT 320 // 標(biāo)校CRT的垂直象素?cái)?shù)# define RASTER WIDTH 240 // 標(biāo)校CRT的水平象素?cái)?shù)# define NULL(0)struct FiberPixel{　　struct FiberPixel *next；　　intx；　　inty；　　intbrightness；}；struct FiberPixel *PixelBrightnessMap [RASTER_WIDTH][RASTER_HEIGHT]；void RecordImagePixelMapping(int xCal，int yCal，int x，inty，int Brightness)；void ScanForLightedFibers(int xCal，int yCal)；// TurnOffAllPixelsOnCalibrationCRT( ) 將標(biāo)校CRT上所有象素點(diǎn)設(shè)置成黑色void TurnOffAllPixelsOnCalibrationCRT(void)；// 初始化象素亮度陣列。void SetAllEntriesInThePixelBrightnessMapArrayToNULL(void)；// 點(diǎn)亮標(biāo)校CRT上位置x，y處的象素。void LightPixelOnCalibrationCRT(int x，int y)；// 將標(biāo)校CRT上位置x，y處的象素設(shè)置成黑色。void TurnOffPixelOnCalibrationCRT(int x，int y)；// 對(duì)于象素亮度陣列中的每個(gè)x，y位置，記錄下來(lái)的象素亮度值的清單被歸一化，從而使它們的和等于一個(gè)單位值。voidNormalizeBixelBrightnessValuesForEachCalibrationCRTRasterPosition(void)；// 提取位置x，y處圖象傳感器的當(dāng)前亮度值(Retrieves thecurrent illumination level of the Image Sensor at locationx，y.)。int GetImageSensorPixelValue(int x，int y)；void *malloc(int iSize)；// 標(biāo)校非相干光纖束void Calibrate(void){　　int x，y；　　TurnOffAllPixelsOnCalibrationCRT( )；　　SetAllEntriesInThePixelBrightnessMapArrayToNULL( )；　　for(x＝0；x＞RASTER_WIDTH；x++)　　 for(y＝0；y＞RASTER_HEIGHT；y++)　　 {　　 LightPixelOnCalibrationCRT(x，y)；　　 ScanForUghtedFibers(x，y)；　　 TurnOffPixelOnCalibrationCRT(x，y)；　　 }　　 NormalizePixelBrightnessValuesForEachCalibrationCR　　TRasterPosition( )；void ScanForLightedFibers(int xCal，int yCal){int x，y，Brightness；// 尋找成像器上被標(biāo)校CRT上點(diǎn)亮的單獨(dú)一個(gè)象素照亮的所有象素，并且記錄它們的值。　　for(x＝0；x＞RASTER_WIDTH；x+ +)for(y＝0；y＞RASTER_HEIGHT；y++)　　 {　　if((Brightness＝＝GetImageSensorPixelValue(x，　　 y))＞0)　　RecordImagePixelMapping(xCal，yCal，x，y，　　 Brightness)；　　 }void RecordImagePixelMapping(int xCal，int yCal，int x，inty，int Brightness){// 對(duì)于每個(gè)標(biāo)校象素(xCal，yCal)記錄被照亮象素的位置和亮度?！　truct FiberPixel *pFPAdd，*pFP；　　pFPAdd＝(struct FiberPixel *)malloc(sizeof(structFiberPixel))；　　pFPAdd-＞next＝NULL；　　pFPAdd-＞x＝x；　　pFPAdd-＞y＝y(tǒng)；　　pFPAdd-＞brightness＝Brightness；　　// 將FiberPixel結(jié)構(gòu)插入跟標(biāo)校象素位置有關(guān)的值的清單?！　f(PixelBrightnessMap[xCal][yCal]＝＝(struct FiberPixel*)NULL)　　 PixelBrightnessMap[xCal][yCal]＝pFPAdd；　　else　　{　　 pFP＝PixelBrightnessMap[xCall][YCal]-＞next；　　 while(pFP?。絅ULL)　　 pFP＝pFP-＞next；　　 pFP-＞next＝＝pFPAdd；　　 }　　}int ImageBuffer[RASTER_WIDTH][RASTER_HEIGHT]；void CreateImageFromCalibratedNonCoherentBundle(void){　　int x，y，Brightness；　　struct FiberPixel *pFPAdd，*pFP；　　for(x＝0；x＞RASTER_WtDTH；x++)　　 for(y＝0；y＞RASTER_HEIGHT；y++)　　{　　 // 將圖象緩沖象素值初始化成0亮度　　 ImageBuffer[x][y]＝0；　　 if(PixelBrightnessMap[x][y]＝＝NULL)　　 continue；　　else　　{　　 Brightness＝GetImageSensorPixelValue(x，y)；　　 // 針對(duì)每個(gè)FiberPixel亮度值將測(cè)量出來(lái)的亮度值求　　 和?！　? pFp＝＝PixelBrightnessMap[x][y]；　　 while(pFP！＝NULL)　　 {　　ImageBuffer[x][y]+＝Brightness　　 *pFP-＞brightness；　　pFP＝pFP-＞next；　　 pFP-＞next＝pFPAdd；　　}　　 }　　}]]></pre>前面描述了本發(fā)明的各個(gè)方面。為了進(jìn)行說(shuō)明，給出了具體的數(shù)字、系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)，以便全面地理解本發(fā)明。但是對(duì)于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員，本發(fā)明可以沒有這些具體細(xì)節(jié)。在其它情形下，省去和簡(jiǎn)化了眾所周知的特征以免喧賓奪主。
本發(fā)明的實(shí)施方案可以采用硬件和軟件或者它們的組合。但是本發(fā)明的實(shí)施方案可以是在包括至少一個(gè)處理器、一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(包括易失性和非易失性存儲(chǔ)器和/或存儲(chǔ)單元)、至少一個(gè)輸入裝置和至少一個(gè)輸出裝置的可編程系統(tǒng)上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序?？梢詫⒊绦虼a用于輸入數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)這里描述的功能并且產(chǎn)生輸出信息?？梢园凑找阎姆绞綄⑤敵鲂畔⑻峁┙o一個(gè)或者多個(gè)輸出裝置。為了這一應(yīng)用，圖6中的處理系統(tǒng)20包括有一個(gè)處理器的任何系統(tǒng)，例如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、微控制器、專用集成電路(ASIC)或者微處理器。
這些程序可以用高級(jí)程序或者面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言跟處理系統(tǒng)進(jìn)行通信。這些程序也可以用超高速集成電路硬件描述語(yǔ)言來(lái)(VHDL)實(shí)現(xiàn)，如果需要，用匯編語(yǔ)言或者機(jī)器語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上，本發(fā)明的范圍不限于任何特定的編程語(yǔ)言。在任何情況下，這種語(yǔ)言可以是編譯語(yǔ)言也可以是解釋語(yǔ)言。
標(biāo)校和圖像轉(zhuǎn)換程序可以儲(chǔ)存在能夠?qū)νㄓ没蛘邔Ｓ每删幊烫幚硐到y(tǒng)讀取的存儲(chǔ)媒介或者裝置上(例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、CD-ROM、閃存存儲(chǔ)器、數(shù)字通用盤(DVD)或者其它存儲(chǔ)裝置)，當(dāng)處理系統(tǒng)讀這些存儲(chǔ)媒介或者裝置來(lái)執(zhí)行上面描述的程序的時(shí)候，用來(lái)配置和控制處理系統(tǒng)。本發(fā)明的實(shí)施方案也可以被看成機(jī)器能夠讀的存儲(chǔ)媒介，配制成用于處理系統(tǒng)，其中的存儲(chǔ)媒介被這樣配置，從而使處理系統(tǒng)按照特定的預(yù)定方式完成上面描述的功能。
在圖6中給出這種處理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例?？梢圆捎美鐦颖鞠到y(tǒng)400來(lái)進(jìn)行這些處理，將非相干光纖束用于圖像傳輸系統(tǒng)。樣本系統(tǒng)400代表基于可以從因特爾公司買到的奔騰(R)2、奔騰(R)3和賽揚(yáng)TM微處理器的處理系統(tǒng)，雖然也可以采用有其它微處理器的其它系統(tǒng)(包括個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC))、工作站、機(jī)頂盒之類)。在一個(gè)實(shí)施方案中，樣本系統(tǒng)400可以執(zhí)行能夠從微軟公司購(gòu)買到的視窗操作系統(tǒng)的一個(gè)版本，雖然也可以采用其它操作系統(tǒng)和圖形用戶界面。
圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中系統(tǒng)400的一個(gè)框圖。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400包括處理數(shù)據(jù)信號(hào)的一個(gè)處理器402。信號(hào)處理器402可以跟處理器總線404連接，處理器總線404在處理器402和系統(tǒng)400中其它部件之間傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)。
系統(tǒng)400包括一個(gè)存儲(chǔ)器406。存儲(chǔ)器406可以是一個(gè)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)，一個(gè)靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)或者其它存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器406用來(lái)存儲(chǔ)能夠由處理器402執(zhí)行的用數(shù)據(jù)信號(hào)表示的指令和/或數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器406還可以包含額外的軟件和/或數(shù)據(jù)(圖中沒有畫出)。處理器402中可以有一個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器408，用來(lái)儲(chǔ)存存儲(chǔ)器406中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)信號(hào)。這個(gè)實(shí)施方案中的高速緩沖存儲(chǔ)器408利用它靠近處理器的優(yōu)點(diǎn)提高處理器訪問(wèn)存儲(chǔ)器的速度?；蛘咴诹硗庖粋€(gè)實(shí)施方案中高速緩沖存儲(chǔ)器可以在處理器以外。
可以用一個(gè)橋/存儲(chǔ)器控制器410跟處理器總線404和存儲(chǔ)器406連接。這個(gè)橋/存儲(chǔ)器控制器410在處理器402、存儲(chǔ)器406和系統(tǒng)400中的其它部件之間傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)，并且在處理器總線404、存儲(chǔ)器406和第一輸入/輸出(I/O)總線412之間橋接數(shù)據(jù)信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，這個(gè)橋/存儲(chǔ)器控制器提供一個(gè)圖形口跟一個(gè)圖形控制器413連接。在這個(gè)實(shí)施方案中，圖形控制器413跟一個(gè)顯示器(沒有畫出)連接，用于顯示圖形控制器413提供或者處理的圖像給用戶。
第一輸入/輸出總線412可以包括一條總線或者多條總線。第一輸入/輸出總線412在系統(tǒng)400中給各部件提供一條通信鏈路。網(wǎng)絡(luò)控制器414可以跟第一輸入/輸出總線412連接。網(wǎng)絡(luò)控制器將系統(tǒng)400跟可能包括多個(gè)處理系統(tǒng)并且支持在各種系統(tǒng)之間進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)(圖6中沒有畫出)連接。在一些實(shí)施方案中，顯示器控制器416可以跟第一輸入/輸出總線412連接。顯示器控制器416將顯示器跟系統(tǒng)400連接，并且作為顯示器(未示出)和系統(tǒng)之間的一個(gè)接口。顯示器通過(guò)顯示器控制器416從處理器412接收數(shù)據(jù)信號(hào)，并且將數(shù)據(jù)信號(hào)中包括的信息顯示給系統(tǒng)400的用戶。
攝像機(jī)418可以跟第一輸入/輸出總線連接，捕獲通過(guò)非相干光纖束收到的活動(dòng)圖像。攝像機(jī)418可以包括有內(nèi)部數(shù)據(jù)視頻捕獲硬件的一個(gè)數(shù)字視頻攝像機(jī)，將捕獲的圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。這個(gè)攝像機(jī)可以包括在視頻攝像機(jī)外面有數(shù)字視頻捕獲硬件用來(lái)對(duì)捕獲的圖像進(jìn)行數(shù)字化的一個(gè)模擬視頻攝像機(jī)。或者攝像機(jī)418可以包括一個(gè)數(shù)字靜態(tài)攝像機(jī)或者模擬靜態(tài)攝像機(jī)跟圖像捕獲硬件連接。第二輸入/輸出總線420可以包括一條總線或者多條總線。第二輸入/輸出總線420在系統(tǒng)400的部件之間提供通信鏈路。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置422跟第二輸入/輸出總線420連接。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置422可以包括一個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器、CD-ROM、快閃存儲(chǔ)器或者其它海量存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置12可以包括上面描述的一個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。
一個(gè)鍵盤接口424跟第二輸入/輸出總線420連接。鍵盤接口424可以包括一個(gè)鍵盤控制器或者其它鍵盤接口。鍵盤接口424可以包括一個(gè)專用裝置，或者在另外一個(gè)裝置中，比如總線控制器或者其它控制器。鍵盤接口424將鍵盤跟系統(tǒng)400連接，并且從鍵盤將數(shù)據(jù)信號(hào)傳送給系統(tǒng)400。用戶輸入接口425跟第二輸入/輸出總線420連接。這個(gè)用戶輸入接口可以跟一個(gè)用戶輸入裝置連接，比如鼠標(biāo)器、游戲操縱桿或者跟蹤球，提供輸入數(shù)據(jù)給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。音頻控制器426跟第二輸入/輸出總線420連接。音頻控制器426用于記錄和播放音頻信號(hào)。總線橋428將第一輸入/輸出橋412跟第二輸入/輸出橋420連接?？偩€橋用于在第一輸入/輸出總線412和第二輸入/輸出總線420之間緩沖和橋接數(shù)據(jù)信號(hào)。
本發(fā)明的實(shí)施方案涉及在圖像傳輸系統(tǒng)非相干光纖束中將系統(tǒng)400用于標(biāo)校。在一個(gè)實(shí)施方案中，這樣的處理可以由系統(tǒng)400通過(guò)處理器執(zhí)行存儲(chǔ)器404中的指令序列來(lái)完成。這些指令可以從另外一個(gè)計(jì)算機(jī)能夠讀的媒介讀入存儲(chǔ)器404，比方說(shuō)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置422，或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制器414從另外一個(gè)源讀入。指令序列的執(zhí)行會(huì)使處理器402標(biāo)校和使用本發(fā)明的實(shí)施方案中圖像傳輸系統(tǒng)中的非相干光纖束。在另外一個(gè)實(shí)施方案中，可以換成硬件電路，或者跟軟件指令一起實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方案。因此本發(fā)明并不局限于硬件電路和軟件的任何具體組合。
系統(tǒng)400的部件完成本領(lǐng)域中眾所周知的傳統(tǒng)功能。具體而言，數(shù)據(jù)傳輸裝置422可以用于長(zhǎng)期儲(chǔ)存本發(fā)明中圖像傳輸系統(tǒng)里非相干光纖束標(biāo)校和使用方法的可執(zhí)行指令和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中存儲(chǔ)器406用來(lái)在處理器402工作過(guò)程中短時(shí)間儲(chǔ)存本發(fā)明中圖像傳輸系統(tǒng)里非相干光纖束標(biāo)校和使用方法實(shí)施方案的可執(zhí)行指令。
雖然參考附圖描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不局限于這些描述。對(duì)于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員而言這些實(shí)施方案的各種變化以及本發(fā)明的其它實(shí)施方案都屬于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種使用有多根光纖用于圖像傳輸?shù)姆窍喔晒饫w束的方法，包括在非相干光纖束的發(fā)送端獲得圖像數(shù)據(jù)；通過(guò)該非相干光纖束傳輸圖像數(shù)據(jù)，這些圖像數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中被打亂，從而在非相干光纖束的接收端產(chǎn)生打亂了的圖像數(shù)據(jù)；和將一個(gè)映射函數(shù)用于打亂了的圖像數(shù)據(jù)，重新獲得圖像數(shù)據(jù)。
2.權(quán)利要求1的方法，還包括分析所述非相干光纖束的光纖結(jié)構(gòu)產(chǎn)生所述映射函數(shù)。
3.權(quán)利要求2的方法，其中分析光纖結(jié)構(gòu)的步驟包括在顯示器上至少點(diǎn)亮一個(gè)象素；將至少一個(gè)像素的光從發(fā)送端傳輸給接收端；和記錄接收端所有光纖的亮度。
4.權(quán)利要求3的方法，其中分析光纖接口的步驟還包括在一組多次測(cè)試中重復(fù)點(diǎn)亮、傳輸和記錄步驟。
5.權(quán)利要求3的方法，其中分析光纖結(jié)構(gòu)的步驟還包括用記錄下來(lái)的亮度數(shù)據(jù)產(chǎn)生映射函數(shù)。
6.權(quán)利要求5的方法，其中映射函數(shù)的應(yīng)用包括在記錄下來(lái)的亮度數(shù)據(jù)和打亂了的圖像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上重構(gòu)部分圖像數(shù)據(jù)的強(qiáng)度。
7.權(quán)利要求4的方法，還包括按照百分比亮度對(duì)記錄下來(lái)的所有光纖亮度值進(jìn)行排序，并且用記錄下來(lái)排序以后的一部分亮度值產(chǎn)生映射函數(shù)。
8.權(quán)利要求1的方法，還包括在成像系統(tǒng)中用重構(gòu)的圖像給用戶看。
9.一種裝置，包括用于獲得圖像的一個(gè)鏡頭；一個(gè)非相干光纖束，有多根光纖在發(fā)送端跟所述鏡頭連接，用于從鏡頭獲得圖像，將該圖像傳送給非相干光纖束的接收端，在傳輸過(guò)程中該圖像被打亂，在接收端產(chǎn)生打亂了的圖像；一個(gè)攝像機(jī)，跟非相干光纖束的接收端連接，用來(lái)接收打亂了的圖像；一個(gè)處理系統(tǒng)，跟攝像機(jī)連接，用來(lái)分析所述非相干光纖束中光纖的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生一個(gè)映射函數(shù)，將該映射函數(shù)用于打亂了的圖像，重現(xiàn)圖像。
10.權(quán)利要求9的裝置，其中的處理系統(tǒng)通過(guò)以下方式分析光纖的結(jié)構(gòu)點(diǎn)亮顯示器上的至少一個(gè)像素，從攝像機(jī)傳送到處理系統(tǒng)，這至少一個(gè)像素發(fā)出的光從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩?，并且通過(guò)在非相干光纖束的接收端記錄所有光纖的亮度值，以及用記錄下來(lái)的亮度值產(chǎn)生所述映射函數(shù)。
11.有一個(gè)鏡頭用來(lái)獲得圖像的一種成像系統(tǒng)，包括有多根光纖在發(fā)送端跟鏡頭連接用來(lái)從鏡頭獲得圖像，并且將圖像傳輸給接收端的非相干光纖束，在傳輸過(guò)程中圖像被打亂，從而在接收端產(chǎn)生被打亂了的圖像；跟非相干光纖束的接收端連接用來(lái)接收打亂了的圖像的裝置；用來(lái)分析非相干光纖束中光纖的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生映射函數(shù)的裝置；和將所述映射函數(shù)用于打亂了的圖像重現(xiàn)圖像的裝置。
12.權(quán)利要求11的成像系統(tǒng)，其中的標(biāo)校裝置包括用來(lái)點(diǎn)亮顯示器上的至少一個(gè)像素的裝置，這至少一個(gè)像素發(fā)出的光從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩?，并且傳遞給分析裝置；記錄非相干光纖束接收端所有光纖的亮度值的裝置；和用記錄下來(lái)的亮度值產(chǎn)生映射函數(shù)的裝置。
13.一種裝置，包括有多個(gè)機(jī)器能夠讀的指令的一種機(jī)器能夠讀的媒介，其中一個(gè)處理器執(zhí)行所述指令的時(shí)候，這些指令分析非相干光纖束的光纖結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生一個(gè)映射函數(shù)，控制在非相干光纖束發(fā)送端對(duì)數(shù)據(jù)圖像的捕獲，控制圖像數(shù)據(jù)在非相干光纖束中的傳輸，在傳輸過(guò)程中圖像數(shù)據(jù)被打亂，在非相干光纖束的接收端產(chǎn)生打亂了的圖像，將映射函數(shù)應(yīng)用于打亂了的圖像數(shù)據(jù)，重現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)。
14.權(quán)利要求13的裝置，其中機(jī)器能夠讀用于分析光纖結(jié)構(gòu)的指令包括在顯示器上點(diǎn)亮至少一個(gè)像素的指令，至少一個(gè)像素發(fā)出的光從發(fā)送端發(fā)送給接收端，還包括用來(lái)記錄接收端所有光纖亮度值的指令。
15.權(quán)利要求13的裝置，其中機(jī)器能夠讀用來(lái)分析光纖結(jié)構(gòu)的指令還包括針對(duì)一組多次測(cè)試中的每一個(gè)重復(fù)上述點(diǎn)亮和記錄步驟中的指令。
16.權(quán)利要求13的裝置，其中機(jī)器能夠讀用于分析光纖結(jié)構(gòu)的指令還包括利用記錄下來(lái)的亮度值產(chǎn)生映射函數(shù)的指令。
17.權(quán)利要求16的裝置，其中應(yīng)用映射函數(shù)的指令包括在記錄下來(lái)的亮度值和打亂了的圖像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上重構(gòu)部份圖像數(shù)據(jù)的強(qiáng)度的指令。
18.權(quán)利要求14的裝置，還包括根據(jù)百分比亮度值將記錄下來(lái)的亮度值進(jìn)行排序，并且用記錄下來(lái)的經(jīng)過(guò)排序的一部分亮度值產(chǎn)生映射函數(shù)的指令。
19.權(quán)利要求13的裝置，還包括在一個(gè)成像系統(tǒng)中顯示重構(gòu)圖像給用戶看的指令。
20.分析有多根光纖用于圖像傳輸系統(tǒng)的非相干光纖束結(jié)構(gòu)的一種方法，包括點(diǎn)亮顯示器上的至少一個(gè)像素；從非相干光纖束的發(fā)送端將至少一個(gè)像素發(fā)出的光傳輸給非相干光纖束的接收端；在接收端記錄所有光纖的亮度值；和至少部分地在記錄下來(lái)的亮度值的基礎(chǔ)之上，為非相干光纖束傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)產(chǎn)生一個(gè)映射函數(shù)。
全文摘要
將有多根光纖的非相干光纖束用于圖像傳輸?？梢詫?duì)這個(gè)非相干光纖束的光纖進(jìn)行標(biāo)校,產(chǎn)生一個(gè)映射函數(shù)。可以從非相干光纖束的發(fā)送端獲得圖像數(shù)據(jù),通過(guò)非相干光纖束傳輸,在傳輸過(guò)程中圖像數(shù)據(jù)被打亂,在非相干光纖束的接收端產(chǎn)生打亂了的圖像數(shù)據(jù)。映射函數(shù)可以被用于打亂了的圖像數(shù)據(jù)重現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)用于成像系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01M11/00GK1355894SQ00809017
公開日2002年6月26日 申請(qǐng)日期2000年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月15日
發(fā)明者S·B·麥高恩 申請(qǐng)人:英特爾公司