專利名稱：具有色彩校正的成像終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及基于傳感器的終端，尤其涉及基于圖像傳感器的終端。
背景技術(shù)：
拜耳(Bayer)模式圖像傳感器像素陣列經(jīng)常應(yīng)用于基于圖像傳感器的終端中。拜 耳模式濾波器包括應(yīng)用于圖像傳感器的每個像素上的紅色、綠色或藍色濾波器中的一個。
使用拜耳模式圖像傳感器像素陣列捕獲的圖像數(shù)據(jù)可按照色彩校正算法進行處 理。一種這樣的算法是灰色界算法(gray world algorithm)。按照灰色界算法，使用拜耳 模式濾波器圖像傳感器像素陣列捕獲的圖像數(shù)據(jù)像素位置的像素值被假設(shè)為是相等的，即 R = G = B0當(dāng)正被圖像捕獲的目標(biāo)場景事實上是多色彩場景時這樣的假設(shè)產(chǎn)生可接受的 結(jié)果。但是，當(dāng)場景主要是一種感測的色彩時，例如主要是紅色、主要是綠色或主要是藍色， 該灰色界算法則容易失效。用于展示灰色界算法的缺點的常用演示，涉及使用基于圖像傳 感器的終端捕獲“全紅色”場景的圖像，例如紅色的紙片。按照灰色界算法工作的終端，在 原始捕獲的圖像對應(yīng)于“全紅色”場景時，通常會輸出作為被處理圖像的“全白色”圖像。

發(fā)明內(nèi)容
提供成像終端，其包括混合型單色和彩色圖像傳感器像素陣列，所述混合型單色 和彩色圖像傳感器像素陣列包括由具有彩色濾波器元件的彩色像素構(gòu)成的第一像素子集 和由沒有彩色濾波器元件的單色像素構(gòu)成的第二像素子集。該終端能夠工作來捕獲圖像數(shù) 據(jù)的幀，該圖像數(shù)據(jù)的幀包括表示光入射在單色像素上的單色圖像數(shù)據(jù)和表示光入射在彩 色像素上的彩色圖像數(shù)據(jù)。該終端能夠工作來激活利用單色圖像數(shù)據(jù)的色彩校正處理模 塊。


參考下面的附圖，能夠更好的理解在此描述的特征。附圖不必按比例，而是著重于 闡述本發(fā)明的原理。在附圖中，貫穿各種視圖使用相同的附圖標(biāo)記來表示相同的部件。圖1是示出在一實施例中的成像終端的特征的框圖；圖2是示出在一實施例中的成像終端的特征的示意圖；圖3是在一實施例中的色彩校正處理模塊的工作流程圖；圖4圖示在一實施例中的圖像數(shù)據(jù)幀的特征；圖5是在具有單色像素、紅色像素、綠色像素和藍色像素的實施例中闡述的圖像 傳感器像素陣列的示例性的光譜響應(yīng)曲線；圖6是示例性的成像終端的框圖；圖7是一個實施例中的成像終端的物理形式透視圖；圖8是成像終端的圖片獲取方式和成像終端的標(biāo)志解碼方式的示例性的工作流 程圖。
具體實施例方式提供基于圖像傳感器的終端1000，其包括混合型單色和彩色圖像傳感器像素陣列 10，陣列10具有由沒有彩色濾波器元件的單色像素構(gòu)成的第一像素子集和由包括彩色濾 波器元件的色敏(color sensitive)像素構(gòu)成的第二像素子集。終端1000也可以包括色 彩校正處理模塊40，色彩校正處理模塊40能夠被激活來對圖像數(shù)據(jù)進行色彩校正處理。終 端1000能夠工作來捕獲圖像數(shù)據(jù)的原始幀，該原始幀包括對應(yīng)于(表示光入射在)單色像 素的單色圖像數(shù)據(jù)和對應(yīng)于(表示光入射在)彩色像素的彩色圖像數(shù)據(jù)。終端1000能夠 工作來處理利用混合型單色和彩色圖像傳感器像素陣列10獲得的圖像數(shù)據(jù)幀，以為多個 像素位置的每一個確定多個色標(biāo)(color scale)值，從而提供去馬賽克(demosaicized)的 幀，并能夠激活色彩校正處理模塊40，色彩校正處理模塊40能工作來對去馬賽克的幀進行 色彩校正處理。用于顯示彩色數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的顯示器以及用于存儲和顯示的格式，通常要 求為多個像素位置中的每一個確定多個色標(biāo)值(例如，紅色、綠色、藍色值中的每一個)。在 一個實施例中，色彩校正處理模塊40可以包括由終端1000的CPU(例如，此處將被描述的 CPU1060)選擇性激活的軟件程序代碼。色彩校正處理模塊40能夠工作來利用原始幀的單 色圖像數(shù)據(jù)以及能夠工作來對去馬賽克的幀進行色彩校正。參考圖2，基于圖像傳感器的終端1000的圖像傳感器像素陣列10可以包括以多個 像素行排列的像素，并且可以包括沒有彩色濾波器元件的第一單色像素子集12和包括彩 色濾波器元件的第二彩色像素子集14。這些色敏像素設(shè)置在圖像傳感器像素陣列10的空 間分離的位置，設(shè)置的位置可以在整個圖像傳感器像素陣列10上均勻或者基本上均勻地 分布。在一實施例中，圖像傳感器像素陣列10的空間分離的彩色像素雖然空間分離，但是 能夠根據(jù)拜耳模式遵循一定模式。例如，其中紅色=R，綠色=G以及藍色=B，行141中顯 示的彩色像素具有.GRGRGRG...模式，該模式在行143和行145中重復(fù)。行142的像素 具有...BGBGBGB...模式，該模式在行144中重復(fù)，這樣的模式可以在整個圖像傳感像素陣 列10中重復(fù)。使用具有彩色和單色像素的彩色圖像傳感器像素陣列10捕獲的圖像數(shù)據(jù)的 彩色幀包括單色像素圖像數(shù)據(jù)和彩色像素圖像數(shù)據(jù)。在另一實施例中，圖像傳感器像素陣 列10僅僅具有彩色像素而沒有單色像素。在另一實施例中，圖像傳感器像素陣列10包括 拜耳模式濾波器。在另一實施例中，圖像傳感器像素陣列10由沒有彩色濾波器元件的單色 圖像傳感器像素陣列構(gòu)成。如圖2所示圖像傳感器8能封裝在圖像傳感器集成電路中。參考圖3的流程圖，描述了利用捕獲的圖像數(shù)據(jù)幀的單色和彩色圖像數(shù)據(jù)對圖象 數(shù)據(jù)進行色彩校正處理的示例性算法。在塊102，終端1000可以捕獲圖像數(shù)據(jù)的原始幀。 圖像數(shù)據(jù)的原始幀可以具有圖4所示的格式，其包括對應(yīng)于每個像素位置的像素值，其中 幀的每個像素位置對應(yīng)于混合型單色和彩色圖像傳感器像素陣列10的像素位置。在原始 幀200中，多個像素位置和像素位置的相對定位可以對應(yīng)于圖像傳感器像素陣列10的各種 像素的定位(location)。據(jù)此，相鄰(鄰近的)像素位置的像素值可以表示在目標(biāo)場景的 相鄰點反射的光。特別地，原始幀200可以包括對應(yīng)于每個單色像素(M” . . M72...)位置的 單色像素值和對應(yīng)于每個彩色像素(Q. . . C9...)位置的彩色像素值。對應(yīng)于彩色像素位置 的像素值可以是對應(yīng)于彩色像素的通過的色彩的像素值。在一個實施例中，彩色像素位置 的濾波器類型可以依據(jù)拜耳模式濾波器的色彩模式變化，即，位置C5、C6可以是紅色像素位置，位置C2、C4、Ci、c7、c9可以是綠色像素位置，和位置c3、c8可以是藍色像素位置。在塊104，終端1000可以選擇前(例如，5% )最亮的像素位置。在彩色像素 子集的像素具有鄰近的單色像素時，前5%最亮像素的位置一般是單色像素位置(例如，即 使是全紅色場景，具有紅色濾波器元件的紅色色敏像素將濾除入射光，鄰近單色像素將很 可能產(chǎn)生更高的信號值)。在塊106，在選擇了前面的百分比的最亮的像素位置后，可以為每個像素位置確定 單色(M)、紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)值。M像素位置的M值可以通過讀取M像素位置像 素值確定，對每個彩色像素位置則通過從相鄰M像素位置插值M像素值。R彩色像素位置 的R值可以通過讀取該像素位置的像素值確定。對于除紅色像素位置之外的像素位置，該 像素位置的R值可以利用相鄰R像素的像素值確定。G彩色像素位置的G值可以通過讀取 該像素位置的像素值確定。對于除綠色像素位置之外的像素位置，該像素位置的G值可以 使用相鄰G像素的像素值確定。B彩色像素位置的B值可以通過讀取該像素位置的像素值 確定。對于除藍色像素位置之外的像素位置，該像素位置的B值可以使用相鄰B像素的像 素值確定。于是提供了去馬賽克的幀，如果不想色彩校正，則由終端1000輸出該幀的R、G、 B值。但是，如果想要色彩校正，色彩校正可以按照圖3流程圖的步驟執(zhí)行。一旦為每個前N%最亮的像素位置計算了 M、R、G和B值，可以進一步在塊106對 該值進行平均以確定最亮的像素M、R、G、B值的平均。還是在塊106參照前最亮的像素 位置描述的確定M、R、G、B像素值的過程可以相對被讀取的每個像素位置或者幀執(zhí)行。于 是提供了去馬賽克的幀，如果不想色彩校正，則由終端1000輸出該幀的R、G、B值。但是，如 果想要色彩校正，色彩校正可以按照圖3流程圖的步驟執(zhí)行。在塊108，終端1000可以檢查向量(vector) V = (M/M R/M G/M B/M)以確定是否 應(yīng)用白平衡算法和/或該白平衡算法的參數(shù)。如果向量分析表明表示的是多色彩場景(紅 色、綠色和藍色像素基本均勻分布)或灰色調(diào)場景(即灰色或均勻色彩分布)，選擇默認的 灰色調(diào)白平衡算法。如果向量檢查表明表示的是主要為紅色的場景，選擇紅色調(diào)白平衡算 法。如果向量檢查表明表示的是主要為綠色的場景，選擇綠色調(diào)白平衡算法。如果向量檢 查表明表示的是主要為藍色的場景，選擇藍色調(diào)白平衡算法。確定了，在場景主要是可視色譜中的特定色彩時，平均最亮像素M值與該特定色 彩的平均彩色像素值非常相關(guān)。參考圖5的光譜響應(yīng)曲線，繪出了期望的單色像素響應(yīng)對 比期望的紅色、綠色和藍色像素的響應(yīng)，可以看出如果成像空間內(nèi)的點是紅色時，平均單色 像素值將緊隨紅色像素值，如果成像空間內(nèi)的點是綠色時，平均單色像素值將緊隨綠色像 素值，如果成像空間內(nèi)的點是藍色時，平均單色像素值將緊隨藍色像素值。據(jù)此，可以確定 主要是可視色譜中的特定色彩的場景可以容易地利用由使用混合型單色和彩色圖像傳感 器獲得的M像素值進行辨別。也就是，當(dāng)紅光入射在R、G、B和M像素集上時，M R，M> >G，M>>B。如果綠光入射在1 、6、8和]\1像素集上時，]\1 6，]\1>>1 ，]\1>>8。如果 藍光入射在R、G、B和M像素集上時，M B，M > > R，M > > G。參考塊110，如果每一個比率R/M，G/M和B/M都低于特定的底閾值，終端1000可 以確定表示的是多色彩(或真灰度(true gray))場景，其中是底紅色閾值，、<；是底綠 色閾值，tLB是底藍色閾值。也就是，如果沒有一個比率R/M，G/M和B/M足夠高來表明存在 主要為紅色、主要為綠色或主要為藍色的場景，在塊110終端1000可以應(yīng)用默認的灰色調(diào)
7白平衡算法。當(dāng)應(yīng)用灰色調(diào)白平衡算法時，終端1000可以利用等式R = G = B的設(shè)定為每 個像素位置的紅色、綠色和藍色色標(biāo)值建立增益設(shè)置?？梢赃x取最高的平均R、G或B值，其 余色彩的增益設(shè)置可以因此確定。例如，如果R是R、G和B值的最高的色標(biāo)值，綠色增益值 Ag和藍色增益值A(chǔ)B可以利用公式R = 和R = AbB確定。在一個實施例中，在此描述的 平均M、R、G和B值可以用作具體度量參數(shù)以度量確定的未知增益值。一旦增益值，例如kG 和AB被確定，增益值可被應(yīng)用于去馬賽克的幀以提供對去馬賽克的幀的校正。參考塊112，如果比率R/M大于高閾值tHK，則終端1000可以確定場景主要為紅色。 如果終端1000在塊112確定比率R/M大于高閾值tHK，則終端1000在塊112可以確定場景 主要為紅色并且可以應(yīng)用紅色調(diào)白平衡算法。當(dāng)應(yīng)用紅色調(diào)白平衡算法時，終端1000可以 利用等式R* 1K = G = B的設(shè)定來為圖像數(shù)據(jù)幀的像素位置計算增益值，其中、是創(chuàng)建的 分數(shù)因子(fraction multiplier)，因此以在幀中適當(dāng)包括額外紅色調(diào)的方式創(chuàng)建幀的增 益。在另一個實施例中，終端1000可以通過避免應(yīng)用任何白平衡算法和通過僅僅輸出在塊 106提供的去馬賽克的幀來應(yīng)用紅色調(diào)白平衡算法。參考塊114，如果比率G/M大于高閾值tH(;，則終端1000可以確定場景主要為綠色。 如果終端1000在塊114確定比率G/M大于高閾值tH(;，則終端1000在塊114可以確定場景 主要為綠色并且可以應(yīng)用綠色調(diào)白平衡算法。當(dāng)應(yīng)用綠色調(diào)白平衡算法時，終端1000可以 利用等式R = G 1G = B的設(shè)定為圖像數(shù)據(jù)幀的像素位置計算增益值，其中是創(chuàng)建的分 數(shù)因子，因此以在幀中適當(dāng)包括額外綠色調(diào)的方式創(chuàng)建幀的增益。在另一個實施例中，終端 1000可以通過避免應(yīng)用任何白平衡算法和通過僅僅輸出在塊106提供的去馬賽克的幀來 應(yīng)用綠色調(diào)白平衡算法。參考塊116，如果比率B/M大于高閾值tm，則終端1000可以確定場景主要為藍色。 如果終端1000在塊116確定比率B/M大于高閾值tm，則終端1000在塊116可以確定場景 主要為藍色并且可以應(yīng)用藍色調(diào)白平衡算法。當(dāng)應(yīng)用藍色調(diào)白平衡算法時，終端1000可以 利用等式R = G = B 1B的設(shè)定為圖像數(shù)據(jù)幀的像素位置計算增益值，其中1B是創(chuàng)建的分 數(shù)因子，因此以在幀中適當(dāng)包括額外藍色調(diào)的方式創(chuàng)建幀的增益。在另一個實施例中，終端 1000可以通過避免應(yīng)用任何白平衡算法和通過僅僅輸出在塊106提供的去馬賽克的幀來 應(yīng)用藍色調(diào)白平衡算法。如果在塊112、114或116描述的條件沒有一個成立，則終端1000在塊118可以應(yīng) 用默認的灰色調(diào)白平衡算法(例如，參考塊110描述的)。由于能夠執(zhí)行塊104、106、108、 110、112、114、116和118，終端1000可以被認為包括色彩校正處理模塊40。終端1000在塊120可以輸出通過應(yīng)用確定的灰色調(diào)、紅色調(diào)、綠色調(diào)或藍色調(diào)白 平衡算法進行色彩校正的色彩校正的去馬賽克的幀。為了輸出色彩校正的幀，所述幀可以 被寫入終端1000的顯示器，和/或發(fā)送給外部終端以顯示或存儲。為了輸出，色彩校正的 幀可以被格式化，例如，顯示器顯示幀所需的格式化，或例如按照預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)或?qū)Ｓ袎嚎s算 法格式化。在圖6中示出的是示例性成像終端1000的硬件框圖，成像終端1000包括在此描 述的圖像傳感器像素陣列10和色彩校正模塊40。成像終端1000可以包括圖像傳感器電路1032，該圖像傳感器電路1032包括多像 素圖像傳感器像素陣列10，陣列10具有按照像素行和列排列的像素，所述像素行和列與列電路1034和行電路1035相關(guān)聯(lián)。放大器電路1036以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器1037與圖像傳感器電 路1032相關(guān)聯(lián)，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器將從圖像傳感器像素陣列10中讀出的模擬信號形式的圖像 信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號形式的圖像信息。圖像傳感器電路1032也能夠具有相關(guān)聯(lián)的時序和 控制電路1038用于控制例如圖像傳感器電路1032的曝光周期以及應(yīng)用到放大器電路1036 的增益。這些標(biāo)注的電路組件1032，1036，1037和1038在一個實施例中構(gòu)成圖像傳感器 8，這些標(biāo)注的電路組件1032，1036，1037和1038或者這些電路組件的子集能夠封裝到公 同的圖像傳感器集成電路中。在一實例中，圖像傳感器集成電路可以由從美光科技有限公 司(Micron Technology, Inc.)獲得的MT9V022圖像傳感器集成電路構(gòu)成，該MT9V022圖像 傳感器集成電路被修改以包括設(shè)置在圖像傳感器像素陣列的集成電路的像素子集上的彩 色濾波器，從而定義這里描述的混合型單色和彩色圖像傳感器像素陣列。其他能夠被成像 終端1000使用的特征公開在美國專利申請?zhí)枮?1/174,447中，標(biāo)題為Digital Picture Taking Optical ReaderHaving Hybrid Monochrome And Color Image Sensor Array (具 有混合型單色和彩色圖像傳感器陣列的數(shù)字圖片獲取光學(xué)讀取器)，提交日為2005年6月 30日，該文獻通過引用合并到本申請。其他能夠被成像終端1000使用的特征公開在美國專 ^J^it^^J 12/421,476 ^^felS^J Image Sensor Pixel Array Having OutputResponse Curve Including Logarithmic Pattern For Image Sensor Based Terminal (具有用于基 于圖像傳感器終端包括對數(shù)圖形的輸出響應(yīng)曲線的圖像傳感器像素陣列)，該文獻通過引 用合并到本申請。在終端1000的工作過程中，圖像信號可以從圖像傳感器電路1032中讀出，轉(zhuǎn)換 并存儲在如RAM1080的系統(tǒng)存儲器中。終端1000的存儲器可以包括RAM1080、如EPR0M 等的非易失性存儲器1082和如由閃存或硬驅(qū)動存儲器構(gòu)成的儲存設(shè)備(storage memory device) 1084中的一個或多個。在一個實施例中，終端1000可以包括CPU1060，該CPU適于 讀取存儲在存儲器1080中的圖像數(shù)據(jù)并且對這些圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用各種圖像處理算法。在一 個實施例中，終端1000能夠工作來使得參照圖3的流程圖所描述的步驟由CPU1060逐步執(zhí) 行。終端1000可以包括直接存儲器訪問單元(DMA) 1070，用于路由從圖像傳感器電路1032 中讀出并且已經(jīng)被轉(zhuǎn)換的圖像信息至RAM1080。在另一實施例中，終端1000能夠使用提供 總線仲裁機制的系統(tǒng)總線(例如PCI總線)，因此消除對中央DMA控制器的需要。本領(lǐng)域的 技術(shù)人員能認識到用于在圖像傳感器電路1032和RAM1080之間有效的傳輸數(shù)據(jù)的直接存 儲器訪問組件系和/或統(tǒng)總線架構(gòu)都在本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)。進一步參考終端1000的其它方面，透鏡部件100適于將位于基板1250上的視野 1240中的可解碼標(biāo)志(decodable indicia) 15的圖像聚焦到圖像傳感器像素陣列10上。 成像光線可繞成像軸25傳輸。透鏡部件100適于實現(xiàn)多焦距(focal length)以及多最佳 聚焦距離(best focus distance)。終端1000也可包括照明圖案光源庫1204以及相關(guān)的光整形光學(xué)器件 (lightshaping optics) 1205，用于產(chǎn)生基本對應(yīng)終端1000的視野1240的照明圖案1260。 庫1204和光學(xué)器件1205的結(jié)合可被看作照明圖案產(chǎn)生器1206。終端1000還可包括對準(zhǔn)圖 案光源庫1208以及相關(guān)的光整形光學(xué)器件1209，用于在基板1250上產(chǎn)生對準(zhǔn)圖案1270。 庫1208和光學(xué)器件1209的結(jié)合可被看作對準(zhǔn)圖案產(chǎn)生器1210。使用時，操作者通過將對 準(zhǔn)圖案1270投射至可解碼標(biāo)志15上，將終端1000相對具有可解碼標(biāo)志15的基板1250定
9位。在圖5的示例中，可解碼標(biāo)志15由一維條形碼標(biāo)記構(gòu)成?？山獯a標(biāo)志15也可以由二 維條形碼標(biāo)記或光學(xué)字符識別(OCR)字符構(gòu)成。照明圖案光源庫1204以及對準(zhǔn)圖案光源庫1208的每一個可包括一個或多個光 源。通過使用透鏡部件控制單元1120可以控制透鏡部件100。通過使用照明光源控制電路 1220可以控制照明圖案光源庫1204。通過使用對準(zhǔn)圖案光源庫控制電路1222可以控制對 準(zhǔn)圖案光源庫1208。透鏡部件控制單元1120可輸出信號以控制透鏡部件100，例如，用于 改變透鏡部件100的(光學(xué)聚焦平面的)最佳聚焦距離和/或焦距。照明光源庫控制電路 1220輸出信號以用于控制照明圖案光源庫1204，例如，用于改變照明圖案光源庫1204的照 明輸出水平。對準(zhǔn)圖案光源庫控制電路1222可輸出信號給對準(zhǔn)光源庫1208，例如，用于改 變對準(zhǔn)光源庫1208的照明輸出水平。終端1000也可包括多個外圍設(shè)備，這些外圍設(shè)備包括觸發(fā)器3408，該觸發(fā)器3408 用于激活觸發(fā)器信號以激活幀讀取和/或某些解碼處理。觸發(fā)器3408可以通過接口電 路3406耦合至系統(tǒng)總線1500。終端1000適于使得觸發(fā)器3408的起動(actuation)激活 觸發(fā)器信號并啟動讀嘗試。具體地，終端1000能夠工作來使得響應(yīng)觸發(fā)器信號的激活，通 過從圖像傳感器像素陣列10讀出圖像信息，然后在轉(zhuǎn)換之后將該圖像信息存儲到存儲器 1080(其在給定的時間可以緩沖(buffer) —連串的幀中的一個或多個)，從而捕獲一連串 的幀。CPU1060能夠工作來對該一連串的幀中的一個或多個進行讀嘗試。為了嘗試讀取條 形碼標(biāo)記，CPU1060可以處理對應(yīng)于一條線上的像素位置的幀的圖像數(shù)據(jù)，以確定暗和亮單 元的空間圖案并且通過查表將確定的每個暗和亮單元圖案轉(zhuǎn)換為字符或字符串，從而確定 和輸出消息。終端1000可包括各種接口電路，所述接口電路用于耦合各種外圍設(shè)備至系統(tǒng)地 址/數(shù)據(jù)總線(系統(tǒng)總線)1500，以與同樣耦合至系統(tǒng)總線1500的CPU1060通信。終端 1000可包括接口電路1028、接口電路1218和接口電路1224，接口電路1028用于將圖像傳 感器時序和控制電路1038耦合至系統(tǒng)總線1500，接口電路1218用于將光源庫控制電路 1220耦合至系統(tǒng)總線1500，接口電路1224用于將對準(zhǔn)光源庫控制電路1222耦合至系統(tǒng)總 線1500。終端1000也可包括通過接口電路1418耦合至系統(tǒng)總線1500并與CPU1060通信 的顯示器3420，以及通過連接到系統(tǒng)總線1500的接口電路3414和CPU1060通信的指針裝 置(pointermechanism)3410?？杀徊东@并經(jīng)過所描述的處理的圖像數(shù)據(jù)的一連串的幀可以是完整的幀(包括 對應(yīng)于預(yù)定區(qū)域上每一個像素的像素值)?？杀徊东@并經(jīng)過所描述的處理(例如，幀質(zhì)量評 價處理)的圖像數(shù)據(jù)的一連串的幀也可以是窗口化的幀(windowed frames)，該窗口化的 幀包括對應(yīng)于少于在圖像傳感器電路1032的預(yù)定區(qū)域上的每一個像素的像素值，在某些 情況下少于圖像傳感器電路1032的像素的大約10%和在某些情況下少于圖像傳感器電路 1032的像素的大約50%?？杀徊东@并經(jīng)過所描述的處理的圖像數(shù)據(jù)的一連串的幀還可以 包括完整的幀和窗口化的幀的結(jié)合。可通過選擇性的尋址以讀出對應(yīng)于完整的幀的圖像傳 感器電路1032的像素來捕獲完整的幀?？赏ㄟ^選擇性的尋址以讀出對應(yīng)于窗口化的幀的 圖像傳感器電路1032的像素來捕獲窗口化的幀。能夠工作來捕獲圖像數(shù)據(jù)的幀，終端1000 可被看作是成像終端。終端1000以熟知的幀速率的速率捕獲圖像數(shù)據(jù)幀。典型的幀速率是每秒60幀(60FPS)，轉(zhuǎn)換成幀時間(幀周期)就是16. 6毫秒。另一典型的幀速率是每秒30幀(30FPS)， 轉(zhuǎn)換成幀時間(幀周期)就是每幀33. 3毫秒。參考圖7描述的終端1000的組件包括在手持外殼中，示例性的實物形式的視圖顯 示在圖7中。包括圖像傳感器像素陣列10的圖像傳感器8可以設(shè)置在外殼1014中。繼續(xù) 參考圖6的視圖，圖6的虛線邊框標(biāo)為邊框1014以表明在邊框1014中的元件可以設(shè)置在 手持外殼1014中。在另一方面，終端1000可以具有多個操作者激活的工作方式。在一個實施例中，終端1000具有第一操作者激活的圖片獲取方式 (picturetaking mode)和第二操作者激活的標(biāo)志解碼方式(indicia decode mode)。圖片 獲取方式或標(biāo)志解碼方式處于激活狀態(tài)，終端1000都能工作來使得響應(yīng)操作者起動觸發(fā) 器3408激活圖像捕獲和處理。然而，終端1000能工作來使得由終端1000執(zhí)行的圖像數(shù)據(jù) 處理根據(jù)第一圖片獲取方式或第二標(biāo)志解碼方式哪個處于激活狀態(tài)而不同。在一個實施例中，終端1000能工作來使得通過選擇在終端1000的顯示器3420上 顯示的顯示的按鈕3442激活圖片獲取方式。終端1000能工作來使得使用指針裝置3410 能夠選擇按鈕3442。終端1000還能工作來使得通過選擇在終端1000的顯示器3420上顯 示的顯示的按鈕3444激活標(biāo)志解碼方式。終端1000能工作來使得使用終端1000的指針 裝置3410能夠選擇按鈕3444。終端1000還能工作來使得通過起動觸發(fā)器3408激活圖像 捕獲和處理，無論是圖片獲取方式或者是標(biāo)志解碼方式處于激活狀態(tài)。終端1000可以按照圖8所示的流程圖進行工作，而使得圖像數(shù)據(jù)的處理根據(jù)圖片 獲取方式或標(biāo)志解碼方式哪個處于激活狀態(tài)而不同。在塊850，終端1000可以等待方式選 擇。如果方式選擇的是圖片獲取方式(塊852)，終端1000可以激活色彩校正處理模塊40。 如果選擇的是標(biāo)志解碼方式(塊856)，終端1000可以保持色彩校正處理模塊(塊858)處 于關(guān)閉狀態(tài)。終端1000能工作來使得如果觸發(fā)器3408在塊902被起動并且圖片獲取方式處于 激活狀態(tài)(塊904)，終端1000可以前進到塊908以處理包括單色和彩色圖像數(shù)據(jù)的圖像 數(shù)據(jù)的原始幀，以使終端1000獲得去馬賽克的幀，其中終端1000為多個像素位置的每一 個確定多個色標(biāo)值(例如紅色、綠色和藍色)。進一步的，當(dāng)圖片獲取方式已被激活，終端 1000按照色彩校正處理模塊40被激活可以前進到塊910，以對去馬賽克的幀進行色彩校正 處理。作為這個處理的一部分，如果由使用原始幀的單色圖像數(shù)據(jù)的條件適用，終端1000 可以應(yīng)用白平衡算法。作為這個處理的一部分，如果由使用單色圖像數(shù)據(jù)確定的條件適用， 終端1000可以避免使用白平衡算法。當(dāng)色彩校正處理模塊40處于激活狀態(tài)，終端1000可 以執(zhí)行參照圖3所描述的塊104、106、108、110、112、114、116和118。例如，通過將可視顯示 幀寫入在終端1000載有的(onboard)存儲器上的顯示器或者向用于顯示或存儲的外部終 端寫入可視顯示幀，終端1000在塊912可以輸出圖像數(shù)據(jù)的可視顯示幀。如果觸發(fā)器3408被起動(塊902)并且標(biāo)志解碼方式處于激活狀態(tài)(塊918)，終 端1000可以前進到塊920以捕獲圖像數(shù)據(jù)的窗口化的幀(例如，圖像傳感器像素陣列10的 單色像素可以被選擇性的尋址以排除圖像傳感器像素陣列的彩色像素C)。終端1000可以 隨后前進到塊922以試圖確定解碼的消息，該消息已用在圖像數(shù)據(jù)中表示的可解碼標(biāo)志編 碼。如果終端1000成功的解碼編碼的消息，例如，通過向存儲器1082、1084，和/或載有的顯示器3420，和/或用于存儲或顯示的外部終端寫入解碼的消息，終端1000可以在塊926輸 出該消息。如果消息沒有被成功解碼(塊924)或者如果觸發(fā)器3408保持激活(塊928)， 終端1000可以繼續(xù)捕獲(塊920)圖像數(shù)據(jù)的幀并且對被捕獲的圖像數(shù)據(jù)進行解碼嘗試， 直到消息被解碼或觸發(fā)器3408被無效(deactivated)(例如被釋放)?？梢钥闯?，終端1000能工作來使得終端1000在標(biāo)志解碼方式的激活狀態(tài)下，響應(yīng) 觸發(fā)器3408被起動從而激活讀嘗試，處理圖像數(shù)據(jù)的幀以解碼編碼的消息。進一步的，可 以看出終端1000能工作來使得，當(dāng)標(biāo)志解碼方式已經(jīng)激活時，終端1000可以保持色彩校正 處理模塊40處于非激活(inactive)狀態(tài)，這樣當(dāng)終端1000在標(biāo)志解碼方式下工作時，終 端1000不對圖像數(shù)據(jù)幀進行色彩校正處理并被限制對圖像數(shù)據(jù)幀進行色彩校正處理。系統(tǒng)方法和裝置的小實例在此描述如下A1、一種成像終端包括混合型單色和彩色圖像傳感器像素陣列，其具有第一像素子集和第二像素子集， 所述第一像素子集是沒有彩色濾波器元件的單色像素子集，第二像素子集是包括彩色濾波 器元件的色敏像素子集；透鏡部件，用于將目標(biāo)場景的圖像聚焦到所述混合型單色和彩色圖像傳感器陣列 上；以及手持外殼，其中所述混合型單色和彩色圖像傳感器像素陣列設(shè)置在所述手持外殼 中；其中所述成像終端能工作來響應(yīng)操作者啟動的命令，捕獲圖像數(shù)據(jù)的原始幀，所 述圖像數(shù)據(jù)的原始幀具有第一像素值子集和第二像素值子集，所述第一像素值子集是表示 光入射在所述第一像素子集的單色像素值，所述第二像素值子集是表示光入射在所述第二 像素子集的彩色像素值；其中所述成像終端還能工作來處理圖像數(shù)據(jù)的原始幀，以提供圖像數(shù)據(jù)的去馬賽 克的幀；其中所述成像終端包括利用第一像素值子集的像素值的色彩校正處理模塊，所述 色彩校正處理模塊能工作來對所述圖像數(shù)據(jù)的去馬賽克的幀進行色彩校正。A2、根據(jù)權(quán)利要求A1所述的成像終端，其中所述色彩校正處理模塊具有激活狀態(tài) 和非激活狀態(tài)，其中所述成像終端能工作來使得在成像終端的第一工作方式下，所述色彩 校正處理模塊處于激活狀態(tài)以處理圖像數(shù)據(jù)的幀，并且進一步使得，在成像終端的第二工 作方式下，所述色彩校正處理模塊保持非激活狀態(tài)，從而所述色彩校正處理模塊不處理捕 獲的圖像數(shù)據(jù)幀。A3、根據(jù)權(quán)利要求A1所述的成像終端，其中所述成像終端能工作來通過下述中的 一個或多個來輸出圖像數(shù)據(jù)的可視顯示幀(a)在顯示器上顯示圖像數(shù)據(jù)的可視顯示幀， (b)向所述成像終端的存儲器寫入圖像數(shù)據(jù)的可視顯示幀，或者(c)向用于顯示和/或存儲 的外部設(shè)備傳送圖像數(shù)據(jù)的可視顯示幀。A4、根據(jù)權(quán)利要求A1所述的成像終端，其中所述色彩校正處理模塊能工作來利用 第一像素值集的像素值以確定是否對圖像數(shù)據(jù)的去馬賽克的幀應(yīng)用白平衡算法。A5、根據(jù)權(quán)利要求A1所述的成像終端，其中所述色彩校正處理模塊能工作來通過 檢查向量的量(vector quantity)M/R、M/G、M/B來利用所述第一像素值集的像素值，其中M
12是所述原始幀的最亮預(yù)定百分比像素位置的平均單色像素值，R、G、B是所述原始幀的最亮 預(yù)定百分比像素位置的相應(yīng)平均紅色、綠色和藍色像素值。A6、根據(jù)權(quán)利要求Al所述的成像終端，其中所述色彩校正處理模塊能工作來在向 量的量M/R、M/G或M/B之一的檢查表明當(dāng)前正在被處理的幀表示色彩不平衡場景的情況下 避免對所述去馬賽克的幀應(yīng)用白平衡算法。 A7、根據(jù)權(quán)利要求Al所述的成像終端，其中所述圖像傳感器像素陣列的彩色像素 包括紅色、綠色和藍色像素，所述紅色、綠色和藍色像素均勻或者基本上均勻地分布在所述 圖像傳感器像素陣列的空間分離的位置。A8、根據(jù)權(quán)利要求Al所述的成像終端，其中所述色彩校正模塊能工作來確定所述 原始幀的最亮預(yù)定百分比像素位置，其中所述色彩校正處理模塊還能工作來計算所述最亮 預(yù)定百分比像素位置的平均M值。A9、根據(jù)權(quán)利要求Al所述的成像終端，其中所述成像終端能工作在標(biāo)志解碼方式 下，在所述標(biāo)志解碼方式下所述成像終端試圖解碼可解碼標(biāo)志，該可解碼標(biāo)志表示在所述 成像終端工作在標(biāo)志解碼方式期間捕獲的圖像數(shù)據(jù)的幀中，所述色彩校正處理模塊具有激 活狀態(tài)和非激活狀態(tài)，所述成像終端能工作來在所述成像終端工作在標(biāo)志解碼工作方式下 時，保持所述色彩校正處理模塊處于非激活狀態(tài)。Bi、一種成像終端包括混合型單色和彩色圖像傳感器像素陣列，其具有第一像素子集和第二像素子集， 所述第一像素子集是沒有彩色濾波器元件的單色像素子集，第二像素子集是包括彩色濾波 器元件的色敏像素子集；透鏡部件，用于將目標(biāo)場景的圖像聚焦到所述混合型單色和彩色圖像傳感器陣列 上；以及手持外殼，其中所述混合型單色和彩色圖像傳感器像素陣列設(shè)置在所述手持外殼 中；其中所述成像終端能工作來響應(yīng)操作者啟動的命令，捕獲圖像數(shù)據(jù)的原始幀，所 述圖像數(shù)據(jù)的原始幀具有第一像素值子集和第二像素值子集，所述第一像素值子集是表示 光入射在所述第一像素子集的單色像素值，所述第二像素值子集是表示光入射在所述第二 像素子集的彩色像素值；其中所述成像終端還包括利用第一像素值子集的像素值的色彩校正處理模塊，所 述色彩校正處理模塊能工作來對圖像數(shù)據(jù)幀進行色彩校正，用于由所述成像終端輸出；其中所述成像終端能工作在操作者可選的圖片獲取工作方式和操作者可選的標(biāo) 志解碼工作方式下；其中所述色彩校正處理模塊包括激活狀態(tài)和非激活狀態(tài)；其中所述成像終端能工作來使得當(dāng)所述成像終端工作在所述圖片獲取方式下時， 所述色彩校正處理模塊處于激活狀態(tài)，由此，所述色彩校正處理模塊對在所述成像終端工 作在所述圖片獲取方式下時響應(yīng)操作者啟動的捕獲和處理圖像數(shù)據(jù)幀的命令所捕獲的幀 進行色彩校正；以及其中所述成像終端還能工作來使得當(dāng)所述成像終端工作在所述標(biāo)志解碼方式下 時，所述色彩校正處理模塊保持在非激活狀態(tài)，由此，所述色彩校正處理模塊不對在所述成像終端工作在標(biāo)志解碼方式下時響應(yīng)操作者啟動的捕獲和處理圖像數(shù)據(jù)幀的命令所捕獲 的圖像數(shù)據(jù)幀進行色彩校正。B2、根據(jù)權(quán)利要求Bl所述的成像終端，其中當(dāng)工作在標(biāo)志解碼方式下時，成像終 端試圖解碼捕獲的圖像數(shù)據(jù)中表示的可解碼標(biāo)志。
B3、根據(jù)權(quán)利要求Bl所述的成像終端，其中所述成像終端當(dāng)工作在標(biāo)志解碼方式 下時，能工作來通過向所述終端的存儲器寫入解碼的消息或通過向外部設(shè)備傳送解碼的消 息中的一個或多個來輸出解碼的消息。B4、根據(jù)權(quán)利要求Bl所述的成像終端，其中所述成像終端當(dāng)工作在圖片獲取方式 下時，能工作來處理圖像數(shù)據(jù)的原始幀以提供去馬賽克的幀，其中所述色彩校正處理模塊 能工作來處理所述去馬賽克的幀。B5、根據(jù)權(quán)利要求Bl所述的成像終端，其中所述圖像傳感器像素陣列的所述彩色 像素包括紅色、綠色和藍色像素，所述紅色、綠色和藍色像素均勻或者基本上均勻地分布在 所述圖像傳感器像素陣列的空間分離的位置。B6、根據(jù)權(quán)利要求Bl所述的成像終端，其中所述色彩校正模塊能工作來確定所述 原始幀的最亮預(yù)定百分比的像素位置，并且其中所述色彩校正處理模塊還能工作來計算所 述最亮預(yù)定百分比的像素位置的平均M值。B7、根據(jù)權(quán)利要求Bl所述的成像終端，其中所述色彩校正處理模塊能工作來利用 所述第一像素值集的像素值以確定是否對圖像數(shù)據(jù)的所述去馬賽克的幀應(yīng)用白平衡算法。雖然已經(jīng)參考幾個特定的實施例描述了本發(fā)明，應(yīng)該理解本發(fā)明的真實精神和范 圍應(yīng)僅由本發(fā)明說明述支持的權(quán)利要求所確定。另外，雖然這里描述的幾個實例中系統(tǒng)、裝 置和方法都描述為具有特定數(shù)量的元件，但應(yīng)理解為這些系統(tǒng)、裝置和方法可以在實踐中 具有少于上述提到的特定數(shù)量的元件。還有，雖然已經(jīng)列舉了幾個特定實施例，應(yīng)理解為參 考每一個特定實施例而被描述的特征和方面，可以用于每一個其余的特定列舉的實施例。
權(quán)利要求
一種成像終端包括混合型單色和彩色圖像傳感器像素陣列，其具有第一像素子集和第二像素子集，所述第一像素子集是沒有彩色濾波器元件的單色像素子集，第二像素子集是包括彩色濾波器元件的色敏像素子集；透鏡部件，用于將目標(biāo)場景的圖像聚焦到所述混合型單色和彩色圖像傳感器陣列上；以及手持外殼，其中所述混合型單色和彩色圖像傳感器像素陣列設(shè)置在所述手持外殼中；其中所述成像終端能工作來響應(yīng)操作者啟動的命令，捕獲圖像數(shù)據(jù)的原始幀，所述圖像數(shù)據(jù)的原始幀具有第一像素值子集和第二像素值子集，所述第一像素值子集是表示光入射在所述第一像素子集的單色像素值，所述第二像素值子集是表示光入射在所述第二像素子集的彩色像素值；其中所述成像終端還能工作來處理圖像數(shù)據(jù)的原始幀，以提供圖像數(shù)據(jù)的去馬賽克的幀；其中所述成像終端包括利用第一像素值子集的像素值的色彩校正處理模塊，所述色彩校正處理模塊能工作來對所述圖像數(shù)據(jù)的去馬賽克的幀進行色彩校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像終端，其中所述色彩校正處理模塊具有激活狀態(tài)和非激 活狀態(tài)，其中所述成像終端能工作來使得在成像終端的第一工作方式下，所述色彩校正處 理模塊處于激活狀態(tài)以處理圖像數(shù)據(jù)的幀，并且進一步使得，在成像終端的第二工作方式 下，所述色彩校正處理模塊保持非激活狀態(tài)，從而所述色彩校正處理模塊不處理捕獲的圖 像數(shù)據(jù)幀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像終端，其中所述成像終端能工作來通過下述中的一個或 多個來輸出圖像數(shù)據(jù)的可視顯示幀(a)在顯示器上顯示圖像數(shù)據(jù)的可視顯示幀，(b)向所 述成像終端的存儲器寫入圖像數(shù)據(jù)的可視顯示幀，或者(c)向用于顯示和/或存儲的外部 設(shè)備傳送圖像數(shù)據(jù)的可視顯示幀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像終端，其中所述色彩校正處理模塊能工作來利用第一像 素值集的像素值以確定是否對圖像數(shù)據(jù)的去馬賽克的幀應(yīng)用白平衡算法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像終端，其中所述色彩校正處理模塊能工作來通過檢查向 量的量M/R、M/G、M/B來利用所述第一像素值集的像素值，其中M是所述原始幀的最亮預(yù)定 百分比像素位置的平均單色像素值，R、G、B是所述原始幀的最亮預(yù)定百分比像素位置的相 應(yīng)平均紅色、綠色和藍色像素值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像終端，其中所述色彩校正處理模塊能工作來在向量的量 M/R、M/G或M/B之一的檢查表明當(dāng)前正在被處理的幀表示色彩不平衡場景的情況下避免對 所述去馬賽克的幀應(yīng)用白平衡算法。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像終端，其中所述圖像傳感器像素陣列的彩色像素包括紅 色、綠色和藍色像素，所述紅色、綠色和藍色像素均勻或者基本上均勻地分布在所述圖像傳 感器像素陣列的空間分離的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像終端，其中所述色彩校正模塊能工作來確定所述原始幀 的最亮預(yù)定百分比像素位置，其中所述色彩校正處理模塊還能工作來計算所述最亮預(yù)定百 分比像素位置的平均M值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像終端，其中所述成像終端能工作在標(biāo)志解碼方式下，在 所述標(biāo)志解碼方式下所述成像終端試圖解碼可解碼標(biāo)志，該可解碼標(biāo)志表示在所述成像終 端工作在標(biāo)志解碼方式期間捕獲的圖像數(shù)據(jù)的幀中，所述色彩校正處理模塊具有激活狀態(tài) 和非激活狀態(tài)，所述成像終端能工作來在所述成像終端工作在標(biāo)志解碼工作方式下時，保 持所述色彩校正處理模塊處于非激活狀態(tài)。
10.一種成像終端包括混合型單色和彩色圖像傳感器像素陣列，其具有第一像素子集和第二像素子集，所述 第一像素子集是沒有彩色濾波器元件的單色像素子集，第二像素子集是包括彩色濾波器元 件的色敏像素子集；透鏡部件，用于將目標(biāo)場景的圖像聚焦到所述混合型單色和彩色圖像傳感器陣列上；以及手持外殼，其中所述混合型單色和彩色圖像傳感器像素陣列設(shè)置在所述手持外殼中；其中所述成像終端能工作來響應(yīng)操作者啟動的命令，捕獲圖像數(shù)據(jù)的原始幀，所述圖 像數(shù)據(jù)的原始幀具有第一像素值子集和第二像素值子集，所述第一像素值子集是表示光入 射在所述第一像素子集的單色像素值，所述第二像素值子集是表示光入射在所述第二像素 子集的彩色像素值；其中所述成像終端還包括利用第一像素值子集的像素值的色彩校正處理模塊，所述色 彩校正處理模塊能工作來對圖像數(shù)據(jù)幀進行色彩校正，用于由所述成像終端輸出；其中所述成像終端能工作在操作者可選的圖片獲取工作方式和操作者可選的標(biāo)志解 碼工作方式下；其中所述色彩校正處理模塊包括激活狀態(tài)和非激活狀態(tài)；其中所述成像終端能工作來使得當(dāng)所述成像終端工作在所述圖片獲取方式下時，所述 色彩校正處理模塊處于激活狀態(tài)，由此，所述色彩校正處理模塊對在所述成像終端工作在 所述圖片獲取方式下時響應(yīng)操作者啟動的捕獲和處理圖像數(shù)據(jù)幀的命令所捕獲的幀進行 色彩校正；以及其中所述成像終端還能工作來使得當(dāng)所述成像終端工作在所述標(biāo)志解碼方式下時，所 述色彩校正處理模塊保持在非激活狀態(tài)，由此，所述色彩校正處理模塊不對在所述成像終 端工作在標(biāo)志解碼方式下時響應(yīng)操作者啟動的捕獲和處理圖像數(shù)據(jù)幀的命令所捕獲的圖 像數(shù)據(jù)幀進行色彩校正。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成像終端，其中當(dāng)工作在標(biāo)志解碼方式下時，成像終端試 圖解碼捕獲的圖像數(shù)據(jù)中表示的可解碼標(biāo)志。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成像終端，其中所述成像終端當(dāng)工作在標(biāo)志解碼方式下 時，能工作來通過向所述終端的存儲器寫入解碼的消息或通過向外部設(shè)備傳送解碼的消息 中的一個或多個來輸出解碼的消息。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成像終端，其中所述圖像傳感器像素陣列的所述彩色像素 包括紅色、綠色和藍色像素，所述紅色、綠色和藍色像素均勻或者基本上均勻地分布在所述 圖像傳感器像素陣列的空間分離的位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成像終端，其中所述色彩校正模塊能工作來確定所述原始 幀的最亮預(yù)定百分比的像素位置，并且其中所述色彩校正處理模塊還能工作來計算所述最亮預(yù)定百分比的像素位置的平均M值。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成像終端，其中所述色彩校正處理模塊能工作來利用所述 第一像素值集的像素值以確定是否對圖像數(shù)據(jù)的所述去馬賽克的幀應(yīng)用白平衡算法。
全文摘要
具有色彩校正的成像終端。本發(fā)明提供一種成像終端，其包括混合型單色和彩色圖像傳感器像素陣列，所述混合型單色和彩色圖像傳感器像素陣列包括由具有彩色濾波器元件的彩色像素構(gòu)成的第一像素子集和由沒有彩色濾波器元件的單色像素構(gòu)成的第二像素子集。所述終端能工作來捕獲圖像數(shù)據(jù)幀，所述圖像數(shù)據(jù)幀包括表示光入射在單色像素上的單色圖像數(shù)據(jù)和表示光入射在彩色像素上的彩色圖像數(shù)據(jù)。所述終端能工作來激活利用單色彩色圖像數(shù)據(jù)的色彩校正處理模塊。
文檔編號H04N5/225GK101860676SQ20101019040
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者Y·P·王 申請人:手持產(chǎn)品公司