技術(shù)領(lǐng)域

下面的描述涉及一種圖像校正電路、通過所述圖像校正電路執(zhí)行的圖像校正方法以及一種相機(jī)模塊。

背景技術(shù)：

通常，在數(shù)字成像系統(tǒng)中，通過數(shù)字信號(hào)處理器處理通過成像裝置(或圖像拾取裝置)接收的圖像。對(duì)處理后的圖像進(jìn)行壓縮以生成圖像文件，并可將圖像文件存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。

數(shù)字成像系統(tǒng)可在諸如液晶顯示器(LCD)的顯示裝置上顯示通過圖像拾取裝置接收的圖像文件的圖像或存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中的圖像文件的圖像。然而，當(dāng)使用者捕捉圖像時(shí)，在相機(jī)光圈的曝光過程中由于使用者手部抖動(dòng)等導(dǎo)致的相機(jī)的運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)造成捕捉圖像的模糊。也就是說，諸如相機(jī)的數(shù)字成像系統(tǒng)會(huì)經(jīng)歷由于使用者手部抖動(dòng)而導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)。這樣的運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)可能導(dǎo)致通過圖像拾取裝置輸入的圖像的抖動(dòng)，這樣可能導(dǎo)致不能捕捉清晰的圖像。

因此，為了防止由于手部抖動(dòng)導(dǎo)致的成像失敗，數(shù)字成像系統(tǒng)包括防手抖功能。也就是說，當(dāng)出現(xiàn)手部抖動(dòng)時(shí)，通過安裝在相機(jī)中的陀螺儀傳感器等檢測(cè)相機(jī)的角速度等，基于檢測(cè)到的角速度計(jì)算相機(jī)透鏡的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)距離，并通過致動(dòng)器使透鏡基本上運(yùn)動(dòng)為等于運(yùn)動(dòng)距離的量。其后，使用霍爾傳感器的輸出信號(hào)通過反饋控制對(duì)處于運(yùn)動(dòng)位置的透鏡執(zhí)行光學(xué)圖像穩(wěn)定(OIS)。

上述OIS法包括透鏡移位法和圖像傳感器移位法。透鏡移位法是當(dāng)結(jié)合到相機(jī)的陀螺儀傳感器感測(cè)相機(jī)的運(yùn)動(dòng)時(shí)通過使透鏡沿與相機(jī)運(yùn)動(dòng)所沿方向 相對(duì)的方向運(yùn)動(dòng)來抵消運(yùn)動(dòng)的方法。圖像傳感器移位法是當(dāng)結(jié)合到相機(jī)的陀螺儀傳感器感測(cè)相機(jī)的運(yùn)動(dòng)時(shí)通過使圖像傳感器沿著與相機(jī)運(yùn)動(dòng)所沿方向相反方向運(yùn)動(dòng)來抵消運(yùn)動(dòng)的方法。小型裝置在OIS模塊中一般采用透鏡移位法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供本發(fā)明內(nèi)容用于以簡(jiǎn)化形式介紹在下面的具體實(shí)施方式中進(jìn)一步描述的發(fā)明構(gòu)思的選擇。本發(fā)明內(nèi)容并不意在確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要技術(shù)特征，也不意在用于幫助決定所要求保護(hù)的主題的范圍。

根據(jù)一個(gè)總的方面，一種圖像校正電路包括：運(yùn)動(dòng)傳感器，被構(gòu)造為在捕捉圖像的過程中生成與相機(jī)模塊的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；控制器，被構(gòu)造為在使用運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)圖像進(jìn)行后期校正以除去由相機(jī)模塊的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的圖像的模糊。

所述運(yùn)動(dòng)傳感器可包括：角速度傳感器，被構(gòu)造為基于相機(jī)模塊的運(yùn)動(dòng)生成代表角速度變化的角速度數(shù)據(jù)；位置傳感器，被構(gòu)造為根據(jù)檢測(cè)透鏡的位置生成透鏡的位置數(shù)據(jù)。

所述控制器可被構(gòu)造為通過根據(jù)對(duì)角速度數(shù)據(jù)積分獲得的角度確定透鏡的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)距離來生成運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)。

所述控制器可被構(gòu)造為使用運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)之間的誤差除去圖像的模糊。

所述控制器可被構(gòu)造為通過比較運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)與位置數(shù)據(jù)來檢測(cè)誤差，并計(jì)算與誤差有關(guān)的圖像軌跡，所述圖像軌跡包括關(guān)于三個(gè)軸方向的信息。

所述控制器可被構(gòu)造為基于圖像軌跡來估計(jì)點(diǎn)分布函數(shù)，并通過對(duì)點(diǎn)分布函數(shù)應(yīng)用反卷積而從圖像除去模糊。

所述控制器可包括：第一處理器，被構(gòu)造為使用通過對(duì)角速度數(shù)據(jù)積分計(jì)算得到的角度來生成包括關(guān)于透鏡的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)距離的信息的運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)；第二處理器，被構(gòu)造為使用通過比較運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)獲得的差值來檢測(cè)誤差，根據(jù)與誤差對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)生成圖像軌跡，并對(duì)基于圖像軌跡估計(jì)的點(diǎn)分布函數(shù)應(yīng)用反卷積。

所述位置傳感器可包括：第一霍爾傳感器，被構(gòu)造為感測(cè)透鏡的在x軸上的位置；第二霍爾傳感器，被構(gòu)造為感測(cè)透鏡的在y軸上的位置；第三霍爾傳感器，被構(gòu)造為感測(cè)透鏡的在z軸上位置。

根據(jù)另一總的方面，一種圖像校正方法包括：執(zhí)行數(shù)據(jù)生成操作，包括在圖像捕捉期間根據(jù)相機(jī)模塊的運(yùn)動(dòng)生成包括透鏡的運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)和關(guān)于透鏡的位置信息的位置數(shù)據(jù)；執(zhí)行模糊除去操作，包括在使用運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)對(duì)圖像進(jìn)行后期校正以除去由相機(jī)模塊的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的圖像的模糊。

執(zhí)行數(shù)據(jù)生成操作還可包括：生成代表相機(jī)模塊運(yùn)動(dòng)的角速度變化的角速度數(shù)據(jù)；通過對(duì)角速度數(shù)據(jù)積分來計(jì)算角度，并基于計(jì)算的角度通過確定透鏡的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)距離來生成運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)；檢測(cè)透鏡的位置以生成位置數(shù)據(jù)。

執(zhí)行模糊除去操作還可包括：檢測(cè)位置數(shù)據(jù)與運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)之間的誤差，以計(jì)算誤差路徑；基于誤差路徑估計(jì)點(diǎn)分布函數(shù)；通過對(duì)點(diǎn)分布函數(shù)應(yīng)用反卷積除去圖像的模糊。

檢測(cè)誤差可包括使用通過比較運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)與位置數(shù)據(jù)獲得的差值來檢測(cè)誤差；計(jì)算誤差路徑可包括根據(jù)與誤差對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)檢測(cè)三維路徑。

根據(jù)另一總的方面，一種相機(jī)模塊包括：圖像傳感器，被構(gòu)造為捕捉圖像；控制器，被構(gòu)造為：在捕捉圖像的過程中接收與相機(jī)模塊的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，在使用運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)圖像進(jìn)行后期校正以除去由相機(jī)模塊的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的圖像的模糊。

所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)可包括基于相機(jī)模塊的運(yùn)動(dòng)的代表角速度變化的角速度數(shù)據(jù)以及透鏡的位置數(shù)據(jù)。

所述控制器可被構(gòu)造為通過根據(jù)對(duì)角速度數(shù)據(jù)積分獲得的角度確定透鏡的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)距離來生成運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)；所述控制器可被構(gòu)造為使用運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)與位置數(shù)據(jù)之間的誤差除去圖像的模糊。

所述控制器可被構(gòu)造為：計(jì)算關(guān)于誤差的圖像軌跡，所述圖像軌跡包括與三個(gè)軸方向有關(guān)的信息；基于圖像軌跡估計(jì)點(diǎn)分布函數(shù)；通過對(duì)點(diǎn)分布函數(shù)應(yīng)用反卷積而從圖像除去模糊。

根據(jù)下面的具體實(shí)施方式、附圖和權(quán)利要求，其他特征和方面將變得顯而易見。

附圖說明

圖1是示出圖像校正電路的示例的框圖。

圖2是示出位置傳感器的示例的示圖。

圖3是示出透鏡運(yùn)動(dòng)距離的示例的示圖。

圖4是示出沿軸方向的透鏡運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)和透鏡位置數(shù)據(jù)的示例的曲線圖。

圖5是示出透鏡運(yùn)動(dòng)誤差的路徑(或軌跡)的示例的示圖。

圖6是示出圖像校正方法的示例的流程圖。

在所有的附圖和具體實(shí)施方式中，相同的附圖標(biāo)號(hào)將被理解為指示相同的元件。附圖不一定按比例繪制，為了清楚、說明及簡(jiǎn)潔起見，可放大附圖中元件的相對(duì)尺寸、比例和描繪。

具體實(shí)施方式

提供以下具體實(shí)施方式以幫助讀者獲得對(duì)這里所描述的方法、裝置和/或系統(tǒng)的全面理解。然而，這里所描述的方法、裝置和/或系統(tǒng)的各種變換、修改及等同物對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將是顯而易見的。這里所描述的操作順序僅僅是示例，其并不限于這里所闡述的順序，而是除了必須以特定順序發(fā)生的操作之外，可做出對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將是顯而易見的變換。此外，為了提高清楚性和簡(jiǎn)潔性，可省略對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說公知的功能和結(jié)構(gòu)的描述。

這里所描述的特征可以以不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)被解釋為被這里所描述的示例所限制。更確切的說，已經(jīng)提供了這里所描述的示例，以使本公開將是徹底的和完整的，并將把本公開的全部范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。

在整個(gè)說明書中，將被理解的是，當(dāng)元件(諸如，層、區(qū)域或晶圓(基板))被稱為“在”另一元件“上”、“連接到”另一元件或“結(jié)合到”另一元件時(shí)，其可直接“在”另一元件“上”、“連接到”另一元件或“結(jié)合到”另一元件，或者可存在介于它們之間的其他元件。相反，當(dāng)元件被稱為“直接在”另一元件“上”、“直接連接到”另一元件或“直接結(jié)合到”另一元件時(shí)，可不存在介于它們之間的元件或?qū)?。相同的?biāo)號(hào)始終指示相同的元件。如在此所使用的，術(shù)語“和/或”包括所列出的相關(guān)項(xiàng)的一項(xiàng)或更多項(xiàng)的任何以及全部組合。

將被理解的是，盡管可在這里使用“第一”、“第二”、“第三”等術(shù)語來描述各個(gè)構(gòu)件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但這些構(gòu)件、組件、區(qū)域、層和 /或部分不應(yīng)當(dāng)受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅僅用于使一個(gè)構(gòu)件、組件、區(qū)域、層和/或部分與另一個(gè)構(gòu)件、組件、區(qū)域、層和/或部分相區(qū)分。因此，在不脫離實(shí)施例的教導(dǎo)的情況下，以下討論的第一構(gòu)件、組件、區(qū)域、層和/或部分可描述為第二構(gòu)件、組件、區(qū)域、層和/或部分。

在這里可使用諸如“在……之上”、“上部”、“在……之下”和“下部”等的空間關(guān)系術(shù)語，以易于描述如附圖所示的一個(gè)元件與其他元件的關(guān)系。將理解的是，空間關(guān)系術(shù)語意圖包含除了在附圖中所描繪的方位之外裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的裝置被翻轉(zhuǎn)，則被描述為在其他元件“上部”或“之上”的元件隨后將定位為在其他元件或特征“下部”或“之下”。因此，術(shù)語“在……之上”可根據(jù)附圖的特定方向而包括“在……之上”和“在……之下”兩種方位。所述裝置可被另外定位(旋轉(zhuǎn)90度或者處于其他方位)，并可對(duì)在這里使用的空間關(guān)系描述符做出相應(yīng)的解釋。

在此使用的術(shù)語僅用于描述特定實(shí)施例，而不是意圖限制本公開。如在此所使用的，除非上下文另外清楚地指明，否則單數(shù)的形式也意圖包括復(fù)數(shù)的形式。還將理解的是，在該說明書中使用的術(shù)語“包括”和/或“由……組成”列舉存在的所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、構(gòu)件、元件和/或它們組成的組，但不排除存在或添加一個(gè)或更多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、構(gòu)件、元件和/或它們組成的組。

在下文中，將參照示出實(shí)施例的示意圖描述實(shí)施例。在附圖中，例如，由于生產(chǎn)技術(shù)和/或公差，可估計(jì)所示出的形狀的變形。因此，實(shí)施例不應(yīng)被解釋為局限于在此示出的區(qū)域的特定形狀，例如，包括由于制造導(dǎo)致的形狀的改變。下面的實(shí)施例還可由其中一個(gè)或其組合構(gòu)成。

如圖1所示，相機(jī)模塊1包括圖像校正電路，所述圖像校正電路包含包括角速度傳感器110和位置傳感器120的運(yùn)動(dòng)傳感器100以及包括第一處理器210和第二處理器220的控制器200。圖像校正電路還包括顯示器40、圖像傳感器50、透鏡10、光學(xué)驅(qū)動(dòng)器20和光學(xué)驅(qū)動(dòng)模塊30。盡管透鏡10被描述為包括在圖像校正電路中，但是，如通過圍繞透鏡10的虛線框所示，透鏡10可設(shè)置在相機(jī)模塊1中但位于圖像校正電路的外部。

圖像校正電路可應(yīng)用在諸如數(shù)碼相機(jī)、智能手機(jī)、平板PC、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、便攜式多媒體播放器(PMP)、膝上型計(jì)算機(jī)和臺(tái)式計(jì)算機(jī)的移動(dòng)多功能裝置中，但不限于這樣的應(yīng)用。

透鏡10可包括變焦透鏡、聚焦透鏡或補(bǔ)償透鏡，并使得來自對(duì)象的光通量入射到圖像傳感器50上。當(dāng)相機(jī)模塊1在圖像捕捉期的期間運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過光學(xué)驅(qū)動(dòng)模塊40(將在下文描述)使透鏡10運(yùn)動(dòng)，以在圖像傳感器50上使對(duì)象準(zhǔn)確地成像。

圖像傳感器50光學(xué)地處理來自對(duì)象的光以檢測(cè)對(duì)象的像。在由于相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致圖像變模糊的情況下，圖像傳感器50將模糊的圖像發(fā)送至第一處理器210(將在下文中描述)。圖像傳感器50可以是被構(gòu)造為將入射光的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電氣模擬信號(hào)的電荷耦合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)。

運(yùn)動(dòng)傳感器100可設(shè)置在相機(jī)模塊1的內(nèi)部或外部，并產(chǎn)生與相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。也就是說，運(yùn)動(dòng)傳感器100感測(cè)與相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)有關(guān)的角速度，并使透鏡10的位置運(yùn)動(dòng)為與相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。

圖像捕捉期指快門被打開并使圖像傳感器50暴露到通過透鏡10入射的光的時(shí)間段。此外，相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)指的是當(dāng)使用者使用相機(jī)模塊1捕捉圖像時(shí)由于使用者手部抖動(dòng)導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)。

角速度傳感器110是被構(gòu)造為檢測(cè)從客體施加的扭矩的大小并測(cè)量角速度的傳感器。例如，生成了與相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的角速度數(shù)據(jù)。角速度傳感器110感測(cè)關(guān)于俯仰軸(pitch axis)、橫擺軸(yaw axis)和側(cè)傾軸(roll axis)的運(yùn)動(dòng)的角速度。例如，俯仰軸、橫擺軸和側(cè)傾軸分別對(duì)應(yīng)于x軸、y軸和z軸。因此，角速度傳感器110可以是能夠感測(cè)沿三個(gè)軸方向的運(yùn)動(dòng)的角速度變化的陀螺儀傳感器。

為了消除輸出信號(hào)中的噪聲和直流(DC)偏置，角速度傳感器110還可包括高通濾波器(HPF)(未示出)和DC偏置消除器(未示出)。

位置傳感器120在圖像捕捉期的期間感測(cè)透鏡10的位置，以生成包括關(guān)于透鏡10的位置的位置信息的位置數(shù)據(jù)。位置傳感器120可以是被構(gòu)造為使用根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度改變電壓的霍爾效應(yīng)來感測(cè)透鏡10的位置變化的霍爾傳感器。

如圖2所示，為了感測(cè)透鏡10沿三個(gè)軸方向的位置，在透鏡10中設(shè)置了第一霍爾傳感器121(被構(gòu)造為沿x軸方向感測(cè))、第二霍爾傳感器122(被構(gòu)造為沿y軸方向感測(cè))和第三霍爾傳感器123(被構(gòu)造為沿z軸方向感測(cè))。因此，第一至第三霍爾傳感器121、122和123在圖像捕捉期的期間感測(cè)通過 第一致動(dòng)器31至第三致動(dòng)器33運(yùn)動(dòng)的透鏡10的三維(3D)位置，并基于感測(cè)到的透鏡10的3D位置計(jì)算以3D(x軸、y軸和z軸)坐標(biāo)形式存儲(chǔ)的位置數(shù)據(jù)。

控制器200包括第一處理器210和第二處理器220。為了從圖像中除去由于相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的模糊，控制器200使用運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)圖像進(jìn)行后期校正。

模糊是指在使快速運(yùn)動(dòng)的對(duì)象成像時(shí)或在成像過程中發(fā)生使用者手部抖動(dòng)時(shí)在圖像中引起的物的殘像或由于殘像導(dǎo)致的拖尾效應(yīng)。因此，當(dāng)由于使用者手部抖動(dòng)導(dǎo)致相機(jī)模塊1運(yùn)動(dòng)時(shí)，出現(xiàn)了模糊，其結(jié)果是無法獲得清晰圖像以及圖像質(zhì)量的劣化。因此，控制器200使用運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)除去圖像的模糊，以將清晰的圖像提供給使用者并增強(qiáng)圖像質(zhì)量。

詳細(xì)地，控制器200通過對(duì)由角速度傳感器110生成的角速度數(shù)據(jù)積分來計(jì)算角度，并基于所述角度確定透鏡10的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)距離，以與相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。然后，控制器200生成包括透鏡10的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)距離的運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)。

控制器200對(duì)從位置傳感器120接收的運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以檢測(cè)運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)與位置數(shù)據(jù)之間的誤差，并計(jì)算與誤差有關(guān)的3D路徑(運(yùn)動(dòng)軌跡或圖像軌跡)。與誤差有關(guān)的3D路徑包括關(guān)于三個(gè)軸方向(x軸、y軸和z軸方向)的信息。

此外，控制器200基于與誤差有關(guān)的3D路徑估計(jì)點(diǎn)分布函數(shù)(PSF)，并對(duì)PSF應(yīng)用反卷積來從圖像中除去模糊。

當(dāng)在下文中描述第一處理器210和第二處理器220時(shí)，將詳細(xì)描述運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)、與誤差有關(guān)的3D路徑、PSF和反卷積。

第一處理器210對(duì)通過角速度傳感器110產(chǎn)生的角速度數(shù)據(jù)積分來計(jì)算角度，并使用所計(jì)算的角度生成包括關(guān)于透鏡10的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)距離的信息的運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)。此外，第一處理器210將運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)和模糊的圖像發(fā)送至第二處理器220。

為了對(duì)從角速度傳感器110接收的角速度數(shù)據(jù)進(jìn)行積分，第一處理器210包括積分器(未示出)。積分器通過對(duì)角速度數(shù)據(jù)積分來計(jì)算透鏡10要運(yùn)動(dòng)的角度，并對(duì)沿x軸、y軸和z軸中每個(gè)軸的角速度數(shù)據(jù)進(jìn)行積分?？赏ㄟ^軟件或硬件實(shí)現(xiàn)積分器。

為了使透鏡10運(yùn)動(dòng)為與相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，需要與透鏡10要運(yùn)動(dòng)的方向和距離有關(guān)的信息。運(yùn)動(dòng)方向可以根據(jù)角度θ來確定，運(yùn)動(dòng)距離可通過下面的等式1獲得。詳細(xì)地，如圖3所示，當(dāng)透鏡10從透鏡10的初始位置運(yùn)動(dòng)了角度θ時(shí)，可基于在透鏡10的初始位置和目標(biāo)運(yùn)動(dòng)位置以及圖像傳感器50之間建立的直角三角形關(guān)系如等式1所表示來計(jì)算透鏡10的運(yùn)動(dòng)距離。

[等式1]

運(yùn)動(dòng)距離(d)＝焦距(S)×tanθ

運(yùn)動(dòng)距離d指透鏡10要運(yùn)動(dòng)的距離，焦距S指透鏡10的初始位置與傳感器50之間的距離。角度θ指通過對(duì)角速度數(shù)據(jù)積分而計(jì)算的角度。然而，運(yùn)動(dòng)距離不一定僅通過等式1來計(jì)算，可將本領(lǐng)域知曉的任何方法應(yīng)用于本公開的示例。

運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)指的是關(guān)于透鏡10將要運(yùn)動(dòng)到的位置的位置信息，以在圖像捕捉期的期間與相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。也就是說，運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)指的是透鏡的目標(biāo)位置，而非透鏡10已經(jīng)實(shí)際到達(dá)的位置。運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)包括關(guān)于在圖像捕捉期的期間透鏡10將要到達(dá)的位置的3D(x軸、y軸和z軸)坐標(biāo)形式的目標(biāo)位置信息。

光學(xué)驅(qū)動(dòng)器20基于位置控制數(shù)據(jù)生成施加到光學(xué)驅(qū)動(dòng)模塊30的控制信號(hào)和驅(qū)動(dòng)電壓，以使透鏡10根據(jù)控制信號(hào)運(yùn)動(dòng)。光學(xué)驅(qū)動(dòng)模塊30包括第一至第三致動(dòng)器31、32和33，致動(dòng)器可均包括音圈馬達(dá)(VCM)或壓電裝置。第一致動(dòng)器31沿x軸方向控制透鏡10的運(yùn)動(dòng)，第二致動(dòng)器32沿y軸方向控制透鏡10的運(yùn)動(dòng)，第三致動(dòng)器33沿z軸方向控制透鏡10的運(yùn)動(dòng)。

第二處理器220通過區(qū)分位置數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)來計(jì)算誤差，并計(jì)算與誤差有關(guān)的3D路徑。如以上討論的，位置數(shù)據(jù)包括關(guān)于在圖像捕捉期的期間通過光學(xué)驅(qū)動(dòng)模塊30運(yùn)動(dòng)的透鏡10的位置信息，運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)包括透鏡10在圖像捕捉期的期間要運(yùn)動(dòng)為與相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信息。

換句話說，位置數(shù)據(jù)包括與透鏡10已經(jīng)實(shí)際運(yùn)動(dòng)到的位置有關(guān)的位置信息，而運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)包括與透鏡10的目標(biāo)位置有關(guān)的目標(biāo)位置信息。因此，理想上，位置數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)匹配。然而，在實(shí)際的驅(qū)動(dòng)中，由于噪聲或機(jī)械誤差導(dǎo)致位置數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)彼此不匹配，從而造成圖像中的模糊。

在圖4中示出的曲線圖中，水平軸代表時(shí)間，豎直軸代表透鏡10的運(yùn)動(dòng)距離。虛線代表與沿一個(gè)方向(例如，沿x軸方向、y軸方向或z軸方向)的運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)有關(guān)的曲線，實(shí)線代表與沿一個(gè)方向的位置數(shù)據(jù)有關(guān)的曲線。如圖4所示，當(dāng)位置數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)未準(zhǔn)確匹配時(shí)，透鏡10不能運(yùn)動(dòng)為與相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，因而造成圖像中的模糊。因此，使用通過比較位置數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)所檢測(cè)的誤差來除去圖像的模糊。

通過比較運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)來計(jì)算誤差。由于與運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)有關(guān)的信息以坐標(biāo)的形式存儲(chǔ)，因此，可比較運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)，并可通過從運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)減去位置數(shù)據(jù)或從位置數(shù)據(jù)減去運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)而獲得他們之間的誤差。然而，可不一定使用位置數(shù)據(jù)與目標(biāo)數(shù)據(jù)之間的差值來計(jì)算誤差，且只要對(duì)各數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，則可使用任何方法計(jì)算誤差。

圖5是示出基于誤差檢測(cè)的3D路徑的示圖。例如，假設(shè)從位置數(shù)據(jù)減去目標(biāo)數(shù)據(jù)，在時(shí)間t1的某一點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)的坐標(biāo)是(3，8，9)且運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)的坐標(biāo)是(2，6，2)的情況下，誤差數(shù)據(jù)是(1，2，7)。在時(shí)間t2的某一點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)的坐標(biāo)是(8，7，5)且運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)的坐標(biāo)是(5，2，1)的情況下，誤差數(shù)據(jù)是(3，5，4)。以相同的方式檢測(cè)從t0至t9的與誤差有關(guān)的3D路徑。

第二處理器220基于與誤差有關(guān)的3D路徑估計(jì)點(diǎn)分布函數(shù)(PSF)。點(diǎn)分布函數(shù)是指當(dāng)對(duì)象的點(diǎn)未被復(fù)制為圖像中的實(shí)際點(diǎn)時(shí)表示缺乏清晰度的函數(shù)。如圖5所示，可識(shí)別分布在與誤差有關(guān)的3D路徑中的點(diǎn)的數(shù)量，可基于分布的點(diǎn)估計(jì)點(diǎn)分布函數(shù)。估計(jì)點(diǎn)分布函數(shù)的具體單元被本公開所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所知曉，因此，將省略估計(jì)點(diǎn)分布函數(shù)的單元的詳細(xì)描述。

第二處理器220通過對(duì)估計(jì)的點(diǎn)分布函數(shù)應(yīng)用反卷積算法來從圖像中除去模糊。

[等式2]

B＝I*K

這里，B指模糊圖像，I指點(diǎn)分布函數(shù)，K指不模糊的清晰圖像，*指卷積。關(guān)于等式2，可以看出，模糊圖像等于對(duì)點(diǎn)分布函數(shù)與清晰圖像的卷積應(yīng)用。因此，當(dāng)對(duì)模糊圖像應(yīng)用點(diǎn)分布函數(shù)的反卷積算法時(shí)，可獲得不模糊的清晰圖像。

反卷積算法包括使用空間域的維納濾波法(Wiener filter scheme)以及使 用頻域的L2法和Levin法?？蓱?yīng)用所述方法中的全部。此外，并未限制于此，本公開所屬領(lǐng)域公知的任何技術(shù)可被應(yīng)用到反卷積算法應(yīng)用方案。這里，由于反卷積算法應(yīng)用方案對(duì)于本公開所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的且是公知技術(shù)，因此，將省略其詳細(xì)描述。

控制器200、第一處理器210和第二處理器220可包括用于執(zhí)行上述函數(shù)的算法，并可使用固件、軟件或硬件(例如，半導(dǎo)體芯片和專用集成電路(ASIC))來實(shí)現(xiàn)。

顯示器40從第二處理器220接收除去模糊的圖像，并向使用者輸出所接收的圖像。顯示器40可以是液晶顯示器(LCD)、等離子顯示面板(PDP)、電致發(fā)光顯示器(ELD)或有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管(AMOLED)，但不限于此。

在使透鏡10運(yùn)動(dòng)為與相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的過程中，即使在應(yīng)用光學(xué)圖像穩(wěn)定(OIS)之后，也會(huì)在運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)與位置數(shù)據(jù)之間出現(xiàn)誤差，其結(jié)果是在圖像中存在剩余的細(xì)小模糊。因此，為了除去細(xì)小模糊，對(duì)基于運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)與位置數(shù)據(jù)之間的誤差的路徑進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)基于與誤差有關(guān)的路徑估計(jì)的點(diǎn)分布函數(shù)應(yīng)用反卷積算法。其結(jié)果是，使用者可通過顯示器40看到清晰圖像。

此外，因?yàn)槲纯紤]在3D空間中的另外的剩余軸的值，因此在2D空間中的運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)的使用可能導(dǎo)致存儲(chǔ)清晰圖像的限制。然而，因?yàn)樵趫D像捕捉期的期間通過包括關(guān)于透鏡10的3個(gè)軸(x軸、y軸和z軸)方向的方向信息和3個(gè)軸方向的位置信息的運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)而檢測(cè)與誤差有關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡而除去了模糊，因此，模糊圖像可被校正為更清晰的圖像。

在下文中，將參照?qǐng)D6描述包括上述構(gòu)造的圖像校正方法。在附圖中，將省略或簡(jiǎn)要描述與上述組件或部件相似或相同的組件或部件。

如圖6所示，圖像校正方法一般包括：獲取由于相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致模糊的圖像的操作S100，在圖像捕捉期的期間產(chǎn)生與相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的透鏡10的運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)生成操作，使用運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)從圖像中除去由于相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的模糊以對(duì)圖像進(jìn)行后期校正的模糊除去操作。

參照數(shù)據(jù)生成操作，在操作S110，在圖像捕捉期的期間檢測(cè)代表相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)的角速度變化的角速度數(shù)據(jù)。角速度數(shù)據(jù)包括關(guān)于沿三個(gè)軸方向 的角速度變化的信息并通過角速度傳感器110(也就是說，陀螺儀傳感器)來獲取。其后，通過對(duì)檢測(cè)的角速度數(shù)據(jù)積分來計(jì)算透鏡10的運(yùn)動(dòng)角度，使用等式1確定透鏡10的運(yùn)動(dòng)距離。因此，在操作S120，基于角速度數(shù)據(jù)生成包括運(yùn)動(dòng)方向信息和運(yùn)動(dòng)距離信息的運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)。其后，在操作S130，感測(cè)將運(yùn)動(dòng)為與相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的透鏡10的位置以產(chǎn)生位置數(shù)據(jù)。

模糊除去操作包括：分別檢測(cè)位置數(shù)據(jù)與運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)之間的誤差和計(jì)算誤差路徑的誤差路徑檢測(cè)操作S140和S150，基于誤差路徑估計(jì)點(diǎn)分布函數(shù)的操作S160，隨后對(duì)點(diǎn)分布函數(shù)應(yīng)用反卷積以從圖像中除去模糊的操作S170。

在因?yàn)闆]有根據(jù)控制指令使透鏡10準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)而使圖像模糊的情況下，使用通過比較運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)而獲得的差值來檢測(cè)誤差。所檢測(cè)的誤差可形成為3D坐標(biāo)，且可使用3D坐標(biāo)形式的誤差檢測(cè)在圖像捕捉期的期間的3D路徑(或圖像軌跡)。

模糊圖像、清晰圖像和點(diǎn)分布函數(shù)是等式2的關(guān)系，因此，通過基于3D路徑估計(jì)點(diǎn)分布函數(shù)并對(duì)估計(jì)的點(diǎn)分布函數(shù)應(yīng)用基于維納濾波法(Wiener filter scheme)或L2法和Levin法的反卷積算法來除去圖像的模糊。

圖像校正方法還包括將不模糊的圖像通過顯示器40輸出到使用者的操作S180。

如以上闡述的，在圖像校正電路和圖像校正方法中，為了除去由于透鏡10未運(yùn)動(dòng)為與相機(jī)模塊1的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)而導(dǎo)致的模糊，使用運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)與位置數(shù)據(jù)之間的誤差估計(jì)點(diǎn)分布函數(shù)，并對(duì)估計(jì)的點(diǎn)分布函數(shù)應(yīng)用反卷積算法。

由于運(yùn)動(dòng)控制數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)包括與三個(gè)軸方向有關(guān)的信息，因此，能夠計(jì)算與誤差有關(guān)的3D路徑(或圖像軌跡)。由于模糊被除去以在3D路徑上準(zhǔn)確地與運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)，因此，可獲得與現(xiàn)有技術(shù)的圖像相比更清晰的圖像。

通過硬件組件實(shí)現(xiàn)示出在圖1中的用于執(zhí)行在此關(guān)于圖6描述的操作的裝置、單元、模塊、器件和其它組件(例如，運(yùn)動(dòng)傳感器100、角速度傳感器110、位置傳感器120以及控制器200、第一處理器210、第二處理器220、顯示器40、圖像傳感器50、光學(xué)驅(qū)動(dòng)器20和光學(xué)驅(qū)動(dòng)模塊30)。硬件組件的示例包括控制器、傳感器、生成器、驅(qū)動(dòng)器和本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知曉的任何其它電子組件。在一個(gè)示例中，通過一個(gè)或更多個(gè)處理器或計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)硬件組件。通過一個(gè)或更多個(gè)處理元件(諸如邏輯門陣列、控制器和算術(shù) 邏輯單元、數(shù)字信號(hào)處理器、微型計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、可編程邏輯陣列、微處理器或本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知曉的能夠以限定的方式響應(yīng)并執(zhí)行指令從而獲得預(yù)期結(jié)果的裝置的組合或任何其它裝置)實(shí)現(xiàn)處理器或計(jì)算機(jī)。在一個(gè)示例中，處理器或計(jì)算機(jī)包括(或連接到)一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)了通過處理器或計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令或軟件的存儲(chǔ)器。通過處理器或計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的硬件組件執(zhí)行諸如操作系統(tǒng)(OS)和在OS上運(yùn)行的一個(gè)或更多個(gè)軟件應(yīng)用的軟件或指令以執(zhí)行在此關(guān)于圖6描述的操作。硬件組件還響應(yīng)于指令或軟件的執(zhí)行來存取、操作、處理、創(chuàng)建和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。為簡(jiǎn)單起見，單數(shù)的術(shù)語“處理器”或“計(jì)算機(jī)”可用于描述這里所描述的示例，但在另外的示例中，使用了多個(gè)處理器或計(jì)算機(jī)，或者處理器或計(jì)算機(jī)包括多個(gè)處理元件或多種形式的處理元件，或者包括二者。在一個(gè)示例中，硬件組件包括多處理器，在另一示例中，硬件組件包括處理器和控制器。硬件組件具有任意一個(gè)或更多個(gè)不同的處理配置，其示例包括單個(gè)處理器、獨(dú)立處理器、并行處理器、單指令單數(shù)據(jù)(SISD)多重處理裝置、單指令多數(shù)據(jù)(SIMD)多重處理裝置、多指令單數(shù)據(jù)(MISD)多重處理裝置和多指令多數(shù)據(jù)(MIMD)多重處理裝置。

通過如上所述的執(zhí)行指令或軟件的處理器或計(jì)算機(jī)來執(zhí)行在圖6中示出的執(zhí)行在此關(guān)于圖1至圖5描述的操作的方法，以執(zhí)行在此所描述的操作。

為了單獨(dú)或集體地指示或配置處理器或計(jì)算機(jī)作為機(jī)用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)進(jìn)行操作來執(zhí)行通過如上所述的硬件組件和所述方法執(zhí)行的操作，用于控制處理器或計(jì)算機(jī)以實(shí)現(xiàn)硬件組件以及執(zhí)行在如上所述方法的指令或操作被寫為計(jì)算機(jī)程序、代碼段、指令或其任意組合。在一個(gè)示例中，指令或軟件包括通過處理器或計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行的機(jī)器代碼，諸如由編譯器產(chǎn)生的機(jī)器代碼。在另一示例中，指令或軟件包括使用解釋器通過處理器或計(jì)算機(jī)執(zhí)行的高級(jí)別代碼。本領(lǐng)域的普通程序員在理解本說明書之后，基于公開了執(zhí)行通過如上所述的硬件組件和方法執(zhí)行的操作的算法的附圖中的框圖和流程圖以及說明書中的相應(yīng)的描述，可容易地編寫指令或軟件。

用于控制處理器或計(jì)算機(jī)以實(shí)現(xiàn)如上描述的硬件組件并執(zhí)行如上描述的方法的指令或軟件以及任何相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被記錄、存儲(chǔ)或固定在一個(gè)或更多個(gè)非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)之中或之上。非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的示例包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)、閃存、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、磁帶、軟盤、磁光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、硬盤、固態(tài)盤和本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的能夠以非暫時(shí)性方式存儲(chǔ)指令或軟件以及任何相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并能夠?qū)⒅噶罨蜍浖约叭魏蜗嚓P(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供到處理器或計(jì)算機(jī)以使處理器或計(jì)算機(jī)能執(zhí)行指令的任何裝置。在一個(gè)示例中，指令或軟件以及任何相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分布在連接互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，以便通過處理器或計(jì)算機(jī)以分布式方式存儲(chǔ)、訪問和執(zhí)行指令和軟件以及任何相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

雖然本公開包含特定的示例，但是對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將清楚的是，在沒有脫離權(quán)利要求和它們的等同物的精神和范圍的情況下，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)這些示例做各種變化。這里所描述的示例將僅被理解為描述性含義，而非出于限制的目的。在每個(gè)示例中的特征或方面的描述將被認(rèn)為是可適用于其它示例中的相似特征或方面。如果以不同的順序執(zhí)行描述的技術(shù)，和/或如果以不同的方式組合描述的系統(tǒng)、構(gòu)造、裝置或者電路中的組件和/或用其它組件或者它們的等同物來替換或者補(bǔ)充描述的系統(tǒng)、構(gòu)造、裝置或者電路中的組件，則可以獲得適當(dāng)?shù)慕Y(jié)果。因此，本公開的范圍不是由具體實(shí)施方式限定的，而是由權(quán)利要求和它們的等同物限定，并且在權(quán)利要求和它們的等同物的范圍內(nèi)的所有變型將被解釋為包含于本公開中。