專利名稱：屏幕校正方法和圖像拾取裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種適合應用在例如數(shù)碼相機中的屏幕校正方法和圖像拾取裝置。具體地說，本發(fā)明涉及一種屏幕校正方法和圖像拾取裝置，甚至對于具有不同數(shù)量象素的圖像拾取單元，通過使用單一結構，也可以滿意地執(zhí)行由于透鏡系統(tǒng)原因由外圍光線減弱所引起的陰影等等的校正。
背景技術：
總的來說，例如在具有透鏡系統(tǒng)和圖像拾取單元的圖像拾取裝置中，在拾取圖像中存在由于透鏡系統(tǒng)原因由外圍光線減弱引起的陰影和其它障礙物產(chǎn)生的危險。例如，為了處理這樣的障礙物，可以利用多個透鏡來設計透鏡系統(tǒng)，以避免產(chǎn)生這樣的障礙物；但是，使用多個透鏡設計的透鏡系統(tǒng)會比較昂貴，常常不能輕易使用在用戶設備中。
另一方面，在使用半導體圖像拾取裝置的設備中，當根據(jù)例如XY坐標接收到信號時，可以對接收信號進行數(shù)字處理來校正圖像。這樣，在掃描儀和相近設備的領域中，已經(jīng)提出了各種各樣的建議，關于使用例如廉價的透鏡從圖像拾取中對偏差、滲色和其它透鏡陰影結果作數(shù)字校正的技術(公開號為11-355511的日本專利，公開號為2000-41183的日本專利)。
但是，這些現(xiàn)有技術的實施已經(jīng)限于掃描儀和相近領域，在這些領域中，可以有相當多的時間來做校正處理，并且不要求象數(shù)碼相機那樣的實時校正處理。另一方面，已經(jīng)提出了在數(shù)碼相機中對透鏡陰影以及類似問題做數(shù)字校正的技術，如象在公開號為2000-41179的日本專利中說明的那樣。
盡管在一個使用透鏡系統(tǒng)作為圖像拾取的裝置中，上述的偏差、滲色和其它透鏡陰影將作為離透鏡系統(tǒng)光軸距離的函數(shù)而出現(xiàn)。但是，依據(jù)這個距離，通過校正從圖像拾取中得到的象素信號，就可以減輕或校正上述透鏡陰影。因此為了執(zhí)行這樣的校正，首先需要計算校正象素離透鏡系統(tǒng)光軸的距離。
但是，在距離計算的傳統(tǒng)方法中，當計算離透鏡光軸的距離d時，使用畢達哥拉斯理論(Pythagorean theorem)來計算d=(x2+y2),]]>其中，原點O和校正象素之間的距離在X軸上為x，而在Y軸上為y。但這種計算方法包括了平方計算和開方根計算，因此，為了在硬件上實現(xiàn)這種計算裝置，就需要極大規(guī)模的電路。
還提出了一種方法，在這種方法中，屏幕被分成例如象圖11所示的多個塊，并且為每個塊設置校正系數(shù)(日本專利公開號為11-275452)。但是，在這種方法中，對一塊[的所有象素]使用相同的校正系數(shù)，這樣，該系數(shù)在各個塊的邊界上是突變的，這就可能對圖像質(zhì)量帶來負面的影響。在該附圖中，已經(jīng)強調(diào)了該塊圖形周圍環(huán)境的變化。實際上，中心圖形亮度和背景亮度在各個塊的邊界上呈現(xiàn)階躍變化方式，由實線表示，并且這些變化是顯著的。
但是，在上述方法中，離透鏡光軸的距離和塊邊界全是使用坐標值定義的；例如，通過計算圖像拾取單元中的象素數(shù)量來確定這些坐標。但是，在圖像拾取單元中存在較大范圍數(shù)量的象素，從100,000個象素或更少象素到16,000,000個象素。當根據(jù)坐標值，計算上述象素數(shù)量并執(zhí)行校正時，象素總數(shù)的不同會導致校正范圍出現(xiàn)相當大的變化。
這樣，在廣泛使用的、具有790,000個象素的圖像拾取單元中，兩個任意點之間的最大距離是對角線1280個象素；但是在12,600,000個象素的圖像拾取單元中，最大距離是5120個象素。因此，為具有790,000個象素的圖像拾取單元而設計的距離計算裝置，就不能不作改變地應用到具有12,600,000個象素的拾取單元中；因此，必須依據(jù)將要使用的象素拾取單元的象素數(shù)量重新設計電路，這樣就增加了集成電路和其它元件的成本。
而且，雖然可能將為具有較多象素的圖像拾取單元而設計的電路應用到具有較少象素的圖像取單元上，例如，根據(jù)具有較多象素的圖像拾取單元而設計的電路將具有較大的總線寬度，并且當將這種電路應用到具有較少數(shù)量象素的圖像拾取單元時，在該電路中就出現(xiàn)了冗余。并且，例如如果將校正系數(shù)設置為具有較少象素的圖像拾取單元所需要的比例，則為具有較多象素的圖像拾取單元而設置的校正系數(shù)的數(shù)量就會變得很大，并且查找表或其它轉換裝置就非常大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及甚至對于具有不同數(shù)量象素的圖像拾取單元，通過使用單一結構，就可以有利地校正例如由于透鏡系統(tǒng)原因由外圍光線減弱所引起的陰影等等。在本發(fā)明中，計算屏幕上任意點到希望點的距離，并且依據(jù)圖像拾取單元的象素數(shù)量轉換所計算的距離值，并且將被轉換的距離值用于計算圖像校正的校正系數(shù)；在下面將說明本發(fā)明的屏幕校正方法和圖像拾取裝置。


圖1是本發(fā)明應用的圖像拾取裝置的實施例的方框圖。
圖2是解釋相同實施例的示意圖。
圖3是本發(fā)明應用的圖像拾取裝置的兩方面主要部分的方框圖。
圖4是本發(fā)明應用的圖像拾取裝置的另一個實施例的方框圖。
圖5是本發(fā)明應用的圖像拾取裝置的再一個實施例的方框圖。
圖6是本發(fā)明應用的圖像拾取裝置的再一個實施例的方框圖。
圖7是本發(fā)明應用的圖像拾取裝置的另一個實施例的方框圖。
圖8是用于解釋本申請以前提出的距離計算方法的方框圖。
圖9是本申請以前提出的距離計算裝置的方框圖。
圖10是本申請以前提出的距離計算裝置的另一個方框圖。
圖11是用于說明傳統(tǒng)屏幕校正方法的方框圖。
具體實施例方式
在參考

本發(fā)明之前，首先利用圖8到10解釋由本申請?zhí)岢龅木嚯x計算方法(日本專利申請?zhí)?001-14852)，使用簡單硬件來計算用于校正的象素離透鏡光軸的距離。
在以前申請中的這種距離計算方法，是給定任意原點O和希望點之間在X軸和Y軸上的距離分別是x和y來計算距離d的，如圖8中的A所示，而且，通過將同心圓近似為例如圖8B所示的正16邊形，計算中心在原點上的同心圓等邊曲線。結果，距離d的公式由下式給出d＝a(x+y)+b|x-y|+c[|2x-y|+|x-2y|]…(方程1)進一步，為了相同地計算在正16邊形的每個頂點上的距離，在解方程(1)時，對于點(r，0)，給定距離d＝r，對于點(r，r)，給定距離d=(2)r,]]>對于點(r，2r)給定距離d=(5)r,]]>則系數(shù)值變?yōu)?通過使用方程(1)替換這些系數(shù)值(a，b，c)，近似使用正16邊形可以計算希望點(x，y)的距離d。這里，當計算上述方程(1)時，不包括平方或平方根的計算，這樣，計算過程就可以容易地由硬件表示。
圖9表示應用以前申請中距離計算方法的距離計算裝置的結構。在圖9的電路中，假定d＇＝d/a來計算距離d＇＝(x+y)+b＇|x-y|+c＇[|2x-y|+|x-2y|]…(方程2)其中， 這樣計算的偽距離值d＇可以乘以a來得到距離d；或者，如果這個表用在查找表中，則可以提前準備相應于偽距離值d＇的表或類似的東西。
有關希望象素位置的信息，也就是希望象素位置在水平(X軸)方向上的坐標以及在垂直(Y軸)方向的坐標分別提供給圖9中的端點41X，41Y。關于光軸中心位置的信息，也就是，光軸中心位置在水平(X軸)方向的坐標以及在垂直(Y軸)方向的坐標分別提供給端點42X，42Y。這種位置信息被分別提供給減法器43X，43Y；被減之后的值提供給絕對值(ABS)電路44X，44Y；然后計算上述任意原點O和希望點之間沿X軸的距離x和沿Y軸的距離y。
從這些絕對值電路44X，44Y輸出的距離值x和y又被提供給加法器45，然后計算在上述方程(2)右邊的第一項的值。上述距離x，y還被提供給減法器46，被減之后的值被提供給絕對值(ABS)電路47，然后計算上述方程(2)右邊第二項的絕對值。該絕對值又被提供給乘法器48，并且乘以從端點9輸出的值b＇，以計算上述方程(2)右邊第二項的值。
上述的距離值x向上移動一位。在這個電路中使用的值是二進制值，并且向上移動一位等于乘以2。在該圖中，向上移位用“＜＜n”表示(這里n是移動的位數(shù))。該距離值x乘以2后被提供給減法器50，然后減去上述距離值y。然后，將被減之后的值提供給絕對值(ABS)電路51，之后再計算上述方程(2)右邊第三項的第一個絕對值。
上述距離x還提供給減法器52，然后上述距離值y向上移動1位，再被提供給減法器52。距離值y乘以2之后，被從距離值x中減去，將被減之后的值提供給絕對值(ABS)電路53，以便計算上述方程(2)右邊第三項的第二個絕對值。這些絕對值由加法器相加，然后被提供給乘法器55，用于乘以來自端點56的值c＇，以計算上述方程(2)右邊第三項的值。
由上述乘法器48計算方程(2)右邊第二項的值，由乘法器55計算方程(2)右邊第三項的值，這兩項由加法器57相加，所得的結果再由加法器58累加到由加法器45計算的上述方程(2)右邊第一項的值上。通過這種方法，依據(jù)上述方程(2)計算偽距離值d＇，然后從端點59中接收。距離值d可以通過將值d＇乘以a獲得；或者，可以直接使用提前準備的相應于偽距離值d＇的查找表。
在上述圖9中，乘法器48和55用于乘以值b＇和值c＇。但是，不可能將這種乘法器描述成先進的較小電路結構(promoting a small circuitconstruction)。因此在下面的說明中，表示了一種方法，在這種方法中，還消除了這些乘法器。圖10表示應用上述方法、消除了乘法器的距離計算裝置的結構。在解釋圖10的結構時，為相應于圖9部分的那部分分配了相同的標號，并且略去了多余的解釋。
在圖10中，從絕對值電路47輸出的絕對值被提供給加法器60，并且，這個絕對值加到將這個絕對值向上移動1位(＜＜1)得到的值中。結果，在加法器60中，執(zhí)行使輸入乘以3的操作。然后，這個被加之后的值向下移動4位，然后將得到的結果輸出。而且，從絕對值電路51輸出的絕對值和從絕對值電路53輸出的絕對值還被提供給加法器61，這個被加之后的值向下移動3位，然后輸出。
在電路10中使用的值是二進制值；將一個值向下移動4位等于除以16，而向下移動3位等于除以8。在該圖中，向下移位表示為“＞＞m”(其中m是移動的位數(shù))，由這些加法器60，61計算的值再由加法器57相加，其它結構與上述9中的相似。
在該電路的加法器60中執(zhí)行將輸入值乘以3/16的處理。這里，上述值b′=(2(5)-3(2)))/((5)-1)]]>近似為0.1856656，而3/16近似為0.1875。在加法器61中執(zhí)行將輸入值乘以2/16的處理。這里，上述值c′=((2)-(5)+1))/((5)-1)]]>近似為0.1441228，而2/16近似為0.125。
因此，在以前申請的距離計算方法中，計算距離使用了利用折線近似的計算公式，并且通過這種方法，可以使用簡單的硬件結構來滿意地計算距離。并且通過圖10的電路，只用加和位移，就可以執(zhí)行乘以值b＇和值c＇的操作，而不用使用乘法器，這樣，電路還可以更簡單。
圖1是圖像拾取裝置一個實施例的結構，本發(fā)明的屏幕校正方法和圖像拾取裝置已經(jīng)應用在該圖的實施例中。下面將解釋這種情況，即以前申請中的上述距離計算方法應用在屏幕校正方法和本發(fā)明的圖像拾取裝置中；但是，本發(fā)明自身顯而易見，甚至當使用另一種距離計算方法時也可以執(zhí)行本發(fā)明。
圖1表示具有實時校正外圍光線減弱以及類似問題的功能的數(shù)碼相機處理[系統(tǒng)]的結構。在圖1中，來自信號產(chǎn)生器(SG)1的水平復位信號和垂直復位信號被提供給時序產(chǎn)生器(TG)，而由時序產(chǎn)生器2產(chǎn)生的水平驅(qū)動信號和垂直驅(qū)動信號被提供給半導體圖像拾取裝置(CCD)3；并且依據(jù)來自時序產(chǎn)生器2的水平驅(qū)動信號和垂直驅(qū)動信號，讀出拾取圖像的每個象素的信號。
來自信號產(chǎn)生器1的水平計數(shù)值和垂直計數(shù)值被提供到距離計算塊4中。結合這個，從端點X，Y來的光軸中心位置信息被提供到距離計算塊4中，并且計算屏幕上從任意點(光軸中心位置)到希望點的距離。也就是，對于從半導體圖像拾取裝置3讀取的每個象素，相應于象素的水平計數(shù)值和垂直計數(shù)值由信號產(chǎn)生器1提供給距離計算塊4，并且計算離光軸中心位置的距離。
換句話說，在該距離計算塊4中，以前申請中的上述距離計算方法用于計算離光軸中心位置的距離d值。從這個距離計算塊4接收的距離d值被提供給轉換器(conv)。另外，例如，表示半導體圖像拾取裝置的象素數(shù)量的數(shù)據(jù)信號被從端點7提供到轉換器6中。采用這種方法，由轉換器6執(zhí)行如下表1的轉換。

換句話說，對于七種半導體圖像拾取裝置中的每一種，象素數(shù)量范圍從790,000個象素到12,600,000個象素，表1提供了形成最大距離(對角線)的象素數(shù)量的計算。對于這些最大距離的象素數(shù)量，根據(jù)例如具有最大12,600,000個象素的半導體圖像拾取裝置，計算轉換其它半導體圖像拾取裝置距離的值(乘數(shù))。這些乘數(shù)用于在轉換器6中執(zhí)行從上述距離計算塊4接收的距離值d的轉換。例如，這種轉換通過向端點7提供上述的乘數(shù)而執(zhí)行。
由轉換器6轉換的距離值被提供給查找表(LUT)8；在這個查找表8中提供了校正系數(shù)，來依據(jù)例如離光軸中心位置的距離校正外圍光線的減弱，并且，輸出與提供的距離值相應的校正系數(shù)。就校正系數(shù)而言，通過實驗確認，例如，如果為整個屏提供了32個離散的值，而不考慮半導體圖像拾取裝置的象素的數(shù)量，并且如果利用這些離散點之間的折線執(zhí)行線性插值法，那么，由于校正系數(shù)的變換而出現(xiàn)在圖像中的變換就會平滑并且不會變得不自然。
對上述具有12,600,000個象素的半導體拾取裝置，形成對角線5120個象素可以等分成例如32部分來獲得每160個象素的離散值，并在離散值之間利用折線，例如，通過執(zhí)行如圖2所示的線性插值法，可以為所有距離d計算校正系數(shù)。并且對于半導體圖像拾取裝置而不是上述具有12,600,000個象素的元件，利用上述的轉換器6通過乘以如表1所示的乘數(shù)來轉換距離值，按照完全相同的方式可以計算校正系數(shù)。
換句話說，例如在具有790,000個象素的半導體圖像拾取裝置的情況下，通過執(zhí)行將距離值d乘以值4的轉換，即通過分成32個相等部分而獲得的40個象素的轉換，形成對角線的1280個象素被轉換成160個象素，并利用為每160個象素提供的離散值，利用這些離散值之間的折線，執(zhí)行線性插值法，就可以以與上述具有12,600,000個象素的半導體圖像拾取裝置完全相似的方式，計算所有距離值d的校正系數(shù)。并且，還可以以完全相似的方式為其它半導體圖像拾取裝置計算校正系數(shù)。
與上述距離值d相應的校正系數(shù)從上述查找表8中輸出。這些校正系數(shù)被提供給校正塊9，并且依據(jù)離光軸中心位置的距離，來校正從半導體圖像拾取裝置3中讀取的每個象素的信號，以抵消外圍光線減弱和類似問題。該校正塊9總體包括乘法器，它用于執(zhí)行乘以校正系數(shù)的乘法；但是，當在執(zhí)行校正中要加入偏移量時，還要提供一個加法器。而且，除了外圍光線減弱，如滲色外，還可以提供執(zhí)行校正的電路。
由校正塊9校正的信號被提供給相機信號處理塊10，其中，例如，對提供的圖像信號執(zhí)行插值和同步處理，并且形成輸出圖像信號(Y/C輸出信號)，用于從端點11輸出。采用這種方法，依據(jù)例如離開光軸中心位置的距離，對半導體圖像拾取裝置3捕獲的每個象素的信號，執(zhí)行外圍光線減弱等的校正。并且，對于這種校正可以使用相同的電路，而不用考慮圖像拾取裝置的象素數(shù)量。
在上述實施例中，在查找表中提供的校正系數(shù)的離散值是依據(jù)使用的透鏡系統(tǒng)的特征，通過測量或其它方法來確定的；但是其它部分的結構是相同的，不考慮圖像拾取單元象素的數(shù)量或其它的差異。并且，因為在查找表中提供的校正系數(shù)的離散值的數(shù)量是相同的，對所用的裝置可以使用單一結構。
因此在該實施例中，計算屏幕上希望點離任意點的距離值，并且，依據(jù)圖像拾取單元的象素數(shù)量轉換所計算的距離值；通過使用被轉換的距離值來確定屏幕校正的校正系數(shù)，可以使用相同的電路來適應具有不同數(shù)量象素的圖像拾取單元，這樣就沒有必要設計新電路或其它器件，另外還可以解決電路冗余和大量校正系數(shù)的問題。
這樣，通過該發(fā)明，很容易消除在傳統(tǒng)裝置中不能解決的問題，如由于依據(jù)使用的圖像拾取單元的象素數(shù)量新設計的電路而造成的集成電路成本提高等類似問題，或者出現(xiàn)多余的電路，大量的校正系數(shù)，以及在轉換中使用巨大查找表，結果造成如，為具有大量象素而設計的圖像拾取單元應用到具有少量象素的圖像拾取單元中。
在上述方面，根據(jù)具有12,600,000個象素的半導體圖像拾取裝置，確定用于其它半導體圖像拾取裝置的距離轉換值(乘數(shù))。而且，在上述實施例中，由轉換器6執(zhí)行乘法；但是，轉換可以依據(jù)于具有少量象素的半導體圖像拾取裝置，而轉換器6執(zhí)行分離來轉換其它半導體圖像拾取裝置的距離。但是，總的來說，分離器比乘法器更復雜，所以電路規(guī)?？赡茉黾?。
在上述實施例中，轉換器6執(zhí)行距離值d的轉換，包括如圖3A所示的乘數(shù)6×，并且上述的乘數(shù)是從端點7×中提供，作為距離校正系數(shù)的；但是，如圖3B所示，距離值d和通過將值d向下移一位(＜＜1)得到的值，以及向下移兩位(＜＜2)得到的值，可以提供給選擇器6s，使用從端點提供的兩位選擇器信號，執(zhí)行從這些值中選擇的操作。通過采用這種方式，相對復雜的乘法器可以由簡單的選擇器替換。
在這種情況下，如表1中從右邊數(shù)第二列表示的那樣，對于七種半導體拾取裝置，從790,000個象素到12,600,000個象素，執(zhí)行移位轉換。也就是說，例如，通過相應與790,000個半導體圖像拾取裝置向上移位兩位(＜＜2)，執(zhí)行乘以4的轉換。而且，對于3,140,000個象素的半導體圖像拾取裝置向上移1位(＜＜1)，執(zhí)行乘2的轉換。采用這種方法，對于各種半導體圖像拾裝置可以執(zhí)行與乘以一個乘數(shù)相似的轉換。
但是在上述表1中，對于具有1,230,000個象素和1,920,000個象素的半導體圖像拾取裝置，通常要分別執(zhí)行[乘以]3.2和2.56的轉換，而執(zhí)行向上移兩位(＜＜2)的轉換將會乘以4。同樣對于具有4,900,000個象素和7,680,000個象素的半導體圖像拾取裝置，正常地，執(zhí)行乘以1.6和1.28的轉換，而向上移動1位的轉換會乘以2。因此在這些情況下，在轉換后最大距離中，象素個數(shù)是大于12,600,000個象素情況下的象素個數(shù)的。
換句話說，在上述1,230,000個象素和4,900,000個象素的情況下,最大距離是6400個象素。在1,920,000個象素和7,680,000個象素的情況下，最大距離是8000個象素。在所有的情況下，最大距離大于12,600,000個象素的圖像拾取裝置的5120個象素的情況。但是，與上述情況相似，甚至對于這些轉換距離中的每一個，可能在160個象素的每個距離上提供校正系數(shù)；在該情況下，為6400個象素提供了40個校正系數(shù)，而為8000個象素提供了50個校正系數(shù)，如表1最右邊的列所示。
在上述的實施例中，在查找表8中預先提供了例如64個校正系數(shù)區(qū)，這樣，甚至當通過移2位或1位轉換上述1,920,000個象素和7,680,000個象素的距離時，提供50個校正系數(shù)，并且從這些校正系數(shù)中，使用離散值之間的折線插值法就可以執(zhí)行線性插值。到了校正系數(shù)數(shù)量大于32的程度，則要執(zhí)行更精確的校正，這樣就不會出現(xiàn)問題。而且，如果使用移位執(zhí)行轉換，就沒有必要有超過64個的校正系數(shù)。
這樣通過在本實施例中使用上述的移位和選擇器，相對復雜的乘法器可以由簡單的電路結構代替。而且，在這種情況下，查找表的大小可以保持在指定的范圍內(nèi)。這樣總裝置的電路結構可以大大地簡化。并且，當使用移位和選擇器時，還可以容易地執(zhí)行分離計算，這樣還可以很容易地適應具有大量象素的半導體圖像拾取裝置。
在上述的實施例中，查找表8可以使用這樣的結構，在這種結構中，為給定的距離，例如離光軸中心位置的距離，計算用于校正外圍光線減弱等等的校正系數(shù)。圖4表示這種情況下的結構；在圖4中，代替上述的查找表8，提供了用于計算校正函數(shù)f(d)的塊12。通過這種方法，使用計算好的距離值還可以實現(xiàn)對鏡頭陰影和其它的滿意的校正，另外，通過使用轉換距離值d的轉換器6，可以簡化電路結構。
在上述實施例中，可以在相機信號處理塊10后提供校正塊9來執(zhí)行如圖5所示的轉換。因此在這種情況下，在亮度信號(Y信號)和色差信號(Cb，Cr信號)已經(jīng)被分離后，執(zhí)行校正操作，這樣，對于例如亮度信號和色差信號，用于對亮度信號的外圍光線減弱的校正，以及對色差信號的滲色的校正，可以獨立執(zhí)行校正。
在如圖6所示的相機信號處理塊10的范圍內(nèi)，在顏色插值處理塊13后可以提供校正塊9，這樣，當通過為所有象素插值而準備好的三種顏色信號(R，G，B)時，就執(zhí)行透鏡陰影的校正。在一個提供了多個圖像拾取裝置，例如圖7所示，的裝置中，可以提供校正塊91來為每個圖像校正裝置3R，3G，3B執(zhí)行校正。
在上述實施中，在所有情況下，查找表表示成單獨的塊；但是，查找表也可以記錄三種顏色的值，還記錄亮度信號(Y信號)和色差信號(Cb，Cr)的值。
本發(fā)明的圖像拾取裝置總的來說應用于拍照靜態(tài)圖像的數(shù)字靜態(tài)畫面的相機；但是，開發(fā)出能夠在實時計算距離的特性，也可能應用于捕獲動畫的數(shù)字視頻相機上。
這樣通過上述的屏幕校正方法，計算屏幕上從希望點到任意點之間的距離，并且根據(jù)所計算的距離值來執(zhí)行屏幕校正；根據(jù)用于捕獲屏幕圖像的圖像拾取單元的象素數(shù)量來轉換距離值，并利用所轉換的距離值，確定屏幕校正的校正系數(shù)。從而可以利用簡單的硬件結構來實現(xiàn)距離計算和校正透鏡陰影，并且，可以用相同的電路來適應具有不同數(shù)量象素的圖像拾取裝置，這樣就可以消除電路冗余和其它相似的問題。
上述的圖像拾取裝置是這樣一種圖像拾取裝置，它具有透鏡系統(tǒng)以及依據(jù)XY坐標從中輸出信號的圖像拾取單元。[該圖像拾取裝置]具有計算裝置，當輸入了與透鏡系統(tǒng)光軸相應的點的XY坐標和希望點的XY坐標時，該計算裝置能計算希望點離相應于光軸上點的距離；轉換裝置，根據(jù)圖像拾取單元的象素數(shù)量來轉換所計算的距離值；校正系數(shù)形成裝置，利用轉換的距離值來確定屏幕校正的校正系數(shù)；以及屏幕校正裝置，利用所述校正系數(shù)來執(zhí)行屏幕的校正。結果，可以用簡單的硬件結構來實現(xiàn)對透鏡陰影和其它的滿意校正，另外，可以利用相同的電路來適應具有不同數(shù)量象素的圖像拾取單元，還能消除電路冗余的問題。
本發(fā)明并不局限于以上所說明的實施例，但是，在不偏離本發(fā)明本質(zhì)的前提下可以做各種修改。
于是，依據(jù)本發(fā)明，計算從屏幕上任意點到希望點的距離值，并依據(jù)圖像拾取單元的象素數(shù)量來轉換所計算的距離值；通過利用轉換的距離值來確定屏幕校正的校正系數(shù)，可以用簡單的硬件結構來計算距離和對透鏡陰影和其它的校正，另外，可以使用相同的電路來適應具有不同數(shù)量象素的圖像拾取單元，因此，能避免電路的冗余和消除校正系數(shù)的數(shù)量過大增加的可能性。
更進一步，依據(jù)本發(fā)明，通過提供指定數(shù)量的離散值來確定校正系數(shù)，而不考慮上述圖像拾取單元的象素的數(shù)量，并且利用折線來實現(xiàn)在離散值之間的線性插值，這樣，可以利用一種簡單的硬件結構來實現(xiàn)對透鏡陰影和其它的滿意校正。
依據(jù)本發(fā)明，通過提供32個或更多個校正系數(shù)的離散值，可以用一種簡單的硬件結構來實現(xiàn)對透鏡陰影和對其它不自然的校正。
依據(jù)本發(fā)明，通過將上述圖像拾取單元的象素數(shù)量分成任意個范圍來執(zhí)行距離值的轉換，并且對每個范圍乘以一個指定的值，這樣可以用一種極為簡單的硬件結構來實現(xiàn)對透鏡陰影和其它的滿意校正。
依據(jù)本發(fā)明，通過二進制值的移位來實現(xiàn)與指定值的乘積，這樣可以利用一種簡單的硬件結構來實現(xiàn)對透鏡陰影和其它的滿意校正。
還依據(jù)本發(fā)明，在一種圖像拾取裝置中，該裝置具有透鏡系統(tǒng)和從其中依據(jù)XY坐標輸出信號的圖像拾取單元，計算屏幕上從任意點到希望點之間的距離值，并依據(jù)圖像拾取單元的象素數(shù)量來轉換所計算的值，利用所轉換的距離值來確定屏幕校正的校正系數(shù)；通過該裝置，可以利用簡單的硬件結構來實現(xiàn)對透鏡陰影和其它的滿意校正，另外，可以使用相同的電路來適合具有不同象素數(shù)量的圖像拾取單元，這樣可以避免電路的冗余和其它問題。
依據(jù)本發(fā)明，提供指定數(shù)量的離散值，而不考慮上述圖像拾取單元的象素數(shù)量，使用離散值之間的折線來執(zhí)行線性插值，以計算校正系數(shù)；通過該裝置，可以利用一種簡單的硬件結構來實現(xiàn)對透鏡陰影和其它的滿意校正。
依據(jù)本發(fā)明，通過將用于校正系數(shù)的離散值的數(shù)量設置為32個或更大，就可以利用一種簡單的硬件結構來執(zhí)行對透鏡陰影和其它不自然的滿意校正。
依據(jù)本發(fā)明，通過將上述圖像拾取單元的象素數(shù)量分成任意個范圍，并將每個范圍都乘以一個指定值來轉換距離值，這樣，就可以利用一種極為簡單的硬件結構來執(zhí)行對透鏡陰影和其它的滿意校正。
依據(jù)本發(fā)明，通過利用二進制的移位來執(zhí)行與指定值的乘積，就可以利用一種簡單的硬件結構來執(zhí)行透鏡陰影和其它的滿意校正。
于是，鑒于在傳統(tǒng)方法和裝置中需要龐大電路結構，以便在硬件上表示距離計算裝置，并且不能利用簡單電路結構以較高精度來計算距離值，而當圖像拾取單元的大小改變，或者采樣或其它讀出方法改變時，都不能精確確定離開光軸的距離，利用本發(fā)明的裝置就可以很容易地解決這些問題。
權利要求
1.一種屏幕校正方法，其中計算從屏幕上任意點到希望點的距離，并根據(jù)所述計算的距離值來執(zhí)行屏幕校正，其特征在于依據(jù)用于捕獲所述屏幕的圖像的圖像拾取單元的象素數(shù)量，來轉換所述的距離值；以及使用所述轉換的距離值，來確定用于校正所述屏幕的校正系數(shù)。
2.依據(jù)權利要求1的屏幕校正方法，其特征在于將所述校正系數(shù)設置為指定數(shù)量的離散值，而不考慮所述圖像拾取單元的象素數(shù)量，并且在所述離散值之間使用折線，通過線性插值法來計算該校正系數(shù)。
3.依據(jù)權利要求2的屏幕校正方法，其特征在于，所述指定的離散值數(shù)量是32或者更大。
4.依據(jù)權利要求1的屏幕校正方法，其特征在于，所述的距離值轉換是通過將所述圖像拾取單元的象素數(shù)量分成任意個范圍，并且將每個所述的范圍乘以一個指定值來實現(xiàn)的。
5.依據(jù)權利要求4的屏幕校正方法，其特征在于，所述乘以指定值是通過二進制值移位來實現(xiàn)的。
6.一種圖像拾取設備，包括透鏡系統(tǒng)和圖像拾取單元，圖像拾取單元依據(jù)XY坐標來輸出信號，其特征在于，所述圖像拾取設備還包括計算裝置，其中，當輸入與所述透鏡系統(tǒng)光軸相應的點的XY坐標以及希望點的XY坐標時，計算與所述光軸相應的點和希望點之間的距離；轉換裝置，依據(jù)所述圖像拾取單元的象素數(shù)量來轉換所述計算的值；校正系數(shù)形成裝置，利用所述轉換的距離值，確定用于所述屏幕校正的校正系數(shù)；以及屏幕校正裝置，利用所述的校正系數(shù)來執(zhí)行屏幕校正。
7.依據(jù)權利要求6的圖像拾取設備，其特征在于將所述校正系數(shù)設置為指定數(shù)量的離散值，而不考慮所述圖像拾取單元的象素數(shù)量，并且在所述離散值之間使用折線，通過線性插值法來計算該校正系數(shù)。
8.依據(jù)權利要求7的屏幕校正方法，其特征在于，所述指定的離散值數(shù)量是32或者更大。
9.依據(jù)權利要求6的屏幕校正方法，其特征在于，所述的距離值轉換是通過將所述圖像拾取單元的象素數(shù)量分成任意個范圍，并且將每個所述的范圍乘以一個指定的值來實現(xiàn)的。
10.依據(jù)權利要求9的屏幕校正方法，其特征在于，所述乘以指定值是通過二進制值的移位來實現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明涉及適合用于如數(shù)碼相機的屏幕校正方法和圖像拾取裝置，其中，將信號產(chǎn)生器(SG)1的水平和垂直信號通過時序產(chǎn)生器(TG)2供給半導體圖像拾取裝置(CCD)3。將信號產(chǎn)生器1的水平和垂直計數(shù)器值提供給距離計算塊4，計算從端點5X、5Y提供的離光軸中心位置距離的信息。將計算的距離值d提供給轉換器(conv)6，將依據(jù)端點7的關于半導體圖像拾取裝置3的象素數(shù)量的信息而轉換的距離值提供給查找表(LUT)8，以依據(jù)例如離光軸中心位置的距離輸出校正系數(shù)。校正系數(shù)提供給校正塊9，并對從半導體圖像拾取裝置3中讀取的每個象素的信號執(zhí)行校正。將這些被校正的信號提供給相機的信號處理塊10，并將輸出的圖像信號(Y/C輸出信號)輸出給端點11。通過這種方法，可以用簡單硬件結構實現(xiàn)距離計算和執(zhí)行透鏡陰影及其它校正，這樣就可以使用相同電路來適應具有不同數(shù)量象素的圖像拾取單元，而不需要設計新的電路或相似的電路，并且可以消除冗余電路和校正系數(shù)數(shù)量過大的問題。
文檔編號H04N5/361GK1459189SQ02800645
公開日2003年11月26日 申請日期2002年2月7日 優(yōu)先權日2001年2月7日
發(fā)明者佐藤伸行, 中島健 申請人:索尼公司