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影像校正系統(tǒng)與應(yīng)用其的影像擷取裝置及其影像校正方法

文檔序號:7664458閱讀:187來源:國知局
專利名稱:影像校正系統(tǒng)與應(yīng)用其的影像擷取裝置及其影像校正方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種影像校正系統(tǒng)及其影像校正方法,且特別涉及一種影像擷取裝置的影 像校正系統(tǒng)及其影像校正方法。
背景技術(shù)
在光感應(yīng)器件的領(lǐng)域中,電荷耦合器件(Charge Couple Device, CCD)無疑地已是業(yè) 界的寵兒。在數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z影機(jī)、掃描儀或是網(wǎng)絡(luò)視訊設(shè)備等影像擷取裝置應(yīng)用上, 電荷耦合器件具有突出的性能,其提供色彩高質(zhì)量及影像高分辨率以滿足市場需求,因而 成為現(xiàn)今最廣為使用的光感應(yīng)器件。于是,在大量的市場需求下,如何降低電荷耦合器件 及其周邊的應(yīng)用元件生產(chǎn)成本,是業(yè)界最為關(guān)心的問題。
電荷耦合器件是由眾多微小的感光單元組成,這也代表了,每一個感光單元的感光能 力并不相同,因而產(chǎn)生區(qū)域性的影像感測差異,導(dǎo)致無法忠實(shí)地產(chǎn)生最接近于原始影像的 影像信號。這種現(xiàn)象稱為像素反應(yīng)不均勻(photo-response non-uniformity, PRNU)。舉 例來說,當(dāng)影像擷取裝置擷取一張白紙時,即可發(fā)現(xiàn)某些像素的亮度不均一。因此,為了 克服PRNU的問題,傳統(tǒng)的影像擷取裝置針對不同感光單元的感光能力,采取不同的補(bǔ)償 偏差,也就是增益校正。增益校正是配予每一個感光單元一個增益信號,以補(bǔ)償感光能力 的偏差。尤其是在現(xiàn)今的高分辨率市場需求下,使得所要使用的感光單元數(shù)量增多,相對 地,增益信號的數(shù)量就越多。由于增益信號是預(yù)先儲存在影像擷取裝置中的內(nèi)存內(nèi),當(dāng)增 益信號越多,儲存增益信號所需要的內(nèi)存容量就越大。換言之,生產(chǎn)成本將大大地提升。 此外,當(dāng)感光單元數(shù)量越多,也使增益校正的時間越長,處理器需要不斷讀取內(nèi)存中的增 益信號,導(dǎo)致增益信號持續(xù)占用內(nèi)存頻寬。由于影像擷取裝置通常會同時執(zhí)行多個處理程 序,或是同時進(jìn)行影像擷取及影像處理功能,各處理程序都有頻寬需求,因此,若不增強(qiáng) 處理器的能力或是增大內(nèi)存頻寬,就無法維持影像擷取及輸出的速度,以符合使用者的要 求。但不論是增加內(nèi)存容量、增強(qiáng)處理器能力或是增大內(nèi)存頻寬,這些都是增加產(chǎn)業(yè)的生 產(chǎn)成本,且非常不符合經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種影像校正系統(tǒng)與應(yīng)用其的影像擷取裝置及其影像校正方法。本發(fā)明通 過壓縮及解壓縮的設(shè)計,將壓縮的增益信號儲存在影像擷取裝置的內(nèi)存中,以減少必須使 用的內(nèi)存容量。此外,當(dāng)要校正影像的信號時,只需讀取壓縮的增益信號并經(jīng)過解壓縮單 元,即可快速地產(chǎn)生增益信號,以降低必須使用的內(nèi)存頻寬。這樣除了能增進(jìn)處理效率, 也可降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。
本發(fā)明提出一種影像校正系統(tǒng),用以裝設(shè)在影像擷取裝置中。其中影像擷取裝置包括 影像感測元件,影像感測元件產(chǎn)生對應(yīng)掃描線影像的多個像素信號。影像校正系統(tǒng)包括儲 存單元、解壓縮單元及校正處理單元。儲存單元用以儲存多個壓縮增益信號。解壓縮單元 連接儲存單元,并用以接收壓縮增益信號并解壓縮這些壓縮增益信號以產(chǎn)生多個增益信 號,且這些增益信號逐一與各個像素信號對應(yīng)。校正處理單元連接影像感測元件及解壓縮 單元,以接收這些像素信號及其對應(yīng)的增益信號,并根據(jù)各個像素信號其所對應(yīng)的增益信 號去調(diào)整各個像素信號,以產(chǎn)生與各個像素信號對應(yīng)的多個已校正像素信號。
本發(fā)明提出一種影像擷取裝置,影像擷取裝置至少包括影像感測元件及影像校正系 統(tǒng)。影像感測元件產(chǎn)生對應(yīng)掃描線影像的多個像素信號。影像校正系統(tǒng)包括儲存單元、解 壓縮單元及校正處理單元。其中儲存單元用以儲存多個壓縮增益信號。解壓縮單元連接儲 存單元,并用以接收壓縮增益信號并解壓縮這些壓縮增益信號以產(chǎn)生多個增益信號,這些 增益信號逐一與各個像素信號對應(yīng)。校正處理單元連接影像感測元件及解壓縮單元,以接 收這些像素信號及其對應(yīng)的增益信號,并根據(jù)各個像素信號其所對應(yīng)的增益信號去調(diào)整各 個像素信號,以產(chǎn)生與各個像素信號對應(yīng)的多個已校正像素信號。
本發(fā)明再提出一種影像擷取裝置的影像校正方法,包括下列步驟。首先,擷取影像, 以產(chǎn)生多個像素信號。接著,解壓縮多個壓縮增益信號,以產(chǎn)生多個增益信號,這些增益 信號逐一與各個像素信號對應(yīng)。然后,根據(jù)各個像素信號其所對應(yīng)的增益信號去調(diào)整各個 像素信號,以產(chǎn)生與各個像素信號對應(yīng)的多個已校正影像信號。
為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂,下文特舉一較佳實(shí)施例,并結(jié)合附圖,作詳細(xì) 說明如下。


圖1顯示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的影像擷取裝置的功能方塊圖。圖2顯示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的影像校正方法的流程圖。 圖3顯示依照本發(fā)明的一種影像擷取裝置的功能方塊圖。
具體實(shí)施例方式
請參考圖1,其顯示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的影像擷取裝置功能方塊圖。如圖1所示 的影像擷取裝置100包括影像感測元件110、影像校正系統(tǒng)130及特殊用途集成電路(ASIC) 150。影像感測元件110產(chǎn)生對應(yīng)掃描線影像的多個像素信號。其中影像校正系統(tǒng)130包 括校正處理單元132、解壓縮單元134及儲存單元136。在影像校正系統(tǒng)130中,儲存單 元136用以儲存多個壓縮增益信號。解壓縮單元134連接儲存單元136,并用以接收這些 壓縮增益信號并解壓縮這些壓縮增益信號以產(chǎn)生多個增益信號,其中增益信號逐一與各像 素信號對應(yīng)。校正處理單元132連接影像感測元件110及解壓縮單元134,以從影像感測 元件110接收像素信號和從解壓縮單元134接收增益信號,并根據(jù)各像素信號其所對應(yīng)的 增益信號去調(diào)整各像素信號,以產(chǎn)生與各像素信號對應(yīng)的多個已校正像素信號。影像擷取 裝置100的特殊用途集成電路150是用以接收已校正像素信號?;蛘哂跋窀袦y元件110所 輸出的像素信號可先暫存在儲存單元136中,校正處理單元132再從儲存單元136接收這 些像素信號。
請參考圖2,其顯示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的影像校正方法流程圖。如圖2所示的影 像校正方法包括下列步驟。首先,如步驟201所示,擷取掃描線影像,以產(chǎn)生多個像素信 號。接著,如步驟202所示,解壓縮多個壓縮增益信號,以產(chǎn)生多個增益信號。這些增益 信號逐一地與各個像素信號對應(yīng)。然后,如步驟203所示,根據(jù)各個像素信號其所對應(yīng)的 增益信號去調(diào)整各個像素信號,以產(chǎn)生與各個像素信號對應(yīng)的多個已校正影像信號。接著, 如步驟204所示,輸出已校正像素信號至特殊用途集成電路150。因此,在步驟203中, 根據(jù)像素信號與增益信號逐一調(diào)整像素信號,以產(chǎn)生已校正影像信號。
在本實(shí)施例中,較佳且非限定地,選用電荷耦合器件(Charge Co叩le Device, CCD) 作為影像擷取裝置100的影像感測元件110。當(dāng)然對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說,必定了解影 像感測元件110也可以是接觸型影像感測元件(Contact Image Sensor, CIS)或是其它光 感測元件。
其中,影像擷取裝置100的影像感測元件110具有多個感測單元,而且增益信號也與 感測單元一對一地對應(yīng)。換句話說,每一個感測單元具有一個增益信號。因此,在儲存單 元136中,增益信號所占的容量與感測單元的數(shù)量成正比。影像感測元件100通過不同的感測單元對圖像上的不同位置產(chǎn)生對應(yīng)的像素信號。而 解壓縮后的增益信號是針對不同像素信號所設(shè)計,所以,當(dāng)校正處理單元132調(diào)整像素信
號時,根據(jù)各像素信號及其對應(yīng)的增益信號便得以產(chǎn)生各像素信號調(diào)整后的已校正像素信 號。
校正處理單元132例如包括乘法器。每個像素信號例如對應(yīng)影像像素值,而增益信號 則對應(yīng)增益數(shù)據(jù)。通過此乘法器將影像像素值與增益數(shù)據(jù)相乘,而可得到校正后的影像像 素值。
另外,在影像擷取裝置100中可以裝設(shè)模擬信號處理器。請參考圖3,其顯示依照本 發(fā)明的一種影像擷取裝置。圖3與圖1的不同處,是圖3的影像擷取裝置100'具有模擬 信號處理器160。故圖3的元件沿用圖1的相同元件的標(biāo)號,且其相同元件具有相同的功 能,故此不再贅述。當(dāng)影像感測元件110輸出像素信號時,通過模擬信號處理器160將像 素信號數(shù)字化,成為數(shù)字信號,使校正處理單元132接收到的像素信號為數(shù)字信號。將像 素信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的優(yōu)點(diǎn)是在于進(jìn)行校正時的準(zhǔn)確度可以提高。模擬信號處理器160 例如是模擬前端處理器(Analog Front End, AFE)或模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Analog/Digital Converter, ADC) <>
對于本發(fā)明的實(shí)施例而言,是將增益信號預(yù)先壓縮成壓縮數(shù)據(jù),并儲存在儲存單元136 中。當(dāng)想要使用增益信號時,解壓縮單元134將會解壓縮壓縮數(shù)據(jù),以產(chǎn)生增益信號。例 如是通過解壓縮的電路設(shè)計,使壓縮數(shù)據(jù)可以快速地轉(zhuǎn)換成增益信號。對于傳統(tǒng)在儲存單 元中直接儲存大量的增益信號并直接讀取大量的增益信號,使內(nèi)存容量及內(nèi)存頻寬不夠使 用,以致于不惜成本地去增加內(nèi)存容量,并且必須采用具有大量接腳的內(nèi)存。對本發(fā)明而 言,通過解壓縮單元可減少增益信號的內(nèi)存空間,因而不需采用具有大量接腳的內(nèi)存。本 發(fā)明可以有效解決內(nèi)存容量及內(nèi)存頻寬不夠使用的問題,并大大地節(jié)省企業(yè)成本。
綜上所述,雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上,然而其并非用以限定本發(fā)明。本領(lǐng) 域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,應(yīng)當(dāng)可以作出各種的變化與改進(jìn)。因 此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
主要元件符號說明
100、 100':影像擷取裝置 110:影像感測元件 120:信號處理單元 130:影像校正系統(tǒng)132:校正處理單元 134:解壓縮單元 136:儲存單元 150:特殊用途集成電路 160:模擬信號處理器
權(quán)利要求
1. 一種影像校正系統(tǒng),用以裝設(shè)在影像擷取裝置中,其特征在于,所述影像擷取裝置包括影像感測元件,所述影像感測元件產(chǎn)生對應(yīng)于掃描線影像的多個像素信號,所述影像校正系統(tǒng)包括儲存單元,用以儲存多個壓縮增益信號;解壓縮單元,連接所述儲存單元,用以接收所述多個壓縮增益信號并解壓縮所述多個壓縮增益信號以產(chǎn)生多個增益信號,所述多個增益信號與所述多個像素信號逐一對應(yīng);以及校正處理單元,連接所述影像感測元件及所述解壓縮單元,接收所述多個像素信號和所述多個增益信號,所述校正處理單元并根據(jù)所述多個增益信號去調(diào)整所述多個像素信號,以產(chǎn)生與所述各像素信號逐一對應(yīng)的多個已校正像素信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的影像校正系統(tǒng),其特征在于,所述影像感測元件具有多個感 測單元,所述多個增益信號與所述多個感測單元逐一對應(yīng),所述影像感測元件通過所述多 個感測單元產(chǎn)生所述多個像素信號。
3. 如權(quán)利要求1所述的影像校正系統(tǒng),其特征在于,所述影像擷取裝置還包括特殊 用途集成電路用以接收所述多個已校正像素信號。
4. 如權(quán)利要求1所述的影像校正系統(tǒng),其特征在于,所述影像擷取裝置還包括模擬 信號處理器,用以將影像感測元件輸出的所述多個像素信號數(shù)字化,所述校正處理單元所 接收的所述多個像素信號為數(shù)字信號。
5. 如權(quán)利要求4所述的影像校正系統(tǒng),其特征在于,所述模擬信號處理器是模擬前 端處理器或模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
6. 如權(quán)利要求1所述的影像校正系統(tǒng),其特征在于,所述影像擷取裝置的所述影像 感測元件是電荷耦合器件或接觸型影像感測元件。
7. 如權(quán)利要求1所述的影像校正系統(tǒng),其特征在于,所述校正處理單元包括乘法器。
8. —種影像擷取裝置,其特征在于,包括影像感測元件,所述影像感測元件產(chǎn)生對應(yīng)于掃描線影像的多個像素信號;以及 影像校正系統(tǒng),包括儲存單元,用以儲存多個壓縮增益信號;解壓縮單元,連接所述儲存單元,用以接收所述多個壓縮增益信號并解壓縮所述多個壓縮增益信號以產(chǎn)生多個增益信號,所述多個增益信號與所述多個像素信號逐一對 應(yīng);及校正處理單元,連接所述影像感測元件及所述解壓縮單元,接收所述多個像素信 號和所述多個增益信號,所述校正處理單元并根據(jù)所述多個增益信號去調(diào)整所述多個像素 信號,以產(chǎn)生與所述各像素信號逐一對應(yīng)的多個已校正像素信號。
9. 如權(quán)利要求8所述的影像擷取裝置,其特征在于,所述影像感測元件具有多個感 測單元,所述多個增益信號與所述多個感測單元逐一對應(yīng),所述影像感測元件通過所述多 個感測單元產(chǎn)生所述多個像素信號。
10. 如權(quán)利要求8所述的影像校正系統(tǒng),其特征在于,所述影像擷取裝置還包括特殊 用途集成電路用以接收所述多個已校正像素信號。
11. 如權(quán)利要求8所述的影像校正系統(tǒng),其特征在于,所述影像擷取裝置還包括模擬 信號處理器,用以將所述影像感測元件輸出的所述多個像素信號數(shù)字化,所述校正處理單 元所接收的所述多個像素信號為數(shù)字信號。
12 如權(quán)利要求ll所述的影像擷取裝置,其特征在于,所述模擬信號處理器是模擬前 端處理器或模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
13. 如權(quán)利要求8所述的影像擷取裝置,其特征在于,所述影像感測元件是電荷耦合 器件或接觸型影像感測元件。
14. 如權(quán)利要求8所述的影像擷取裝置,其特征在于,所述校正處理單元包括乘法器。
15. —種影像擷取裝置的影像校正方法,其特征在于,包括(a) 擷取掃描線影像,以產(chǎn)生多個像素信號;(b) 解壓縮多個壓縮增益信號,以產(chǎn)生多個增益信號,所述多個增益信號與所述多個 像素信號逐一對應(yīng);以及(c) 根據(jù)所述多個增益信號調(diào)整所述多個像素信號,以產(chǎn)生與所述各像素信號逐一對 應(yīng)的多個已校正影像信號。
16. 如權(quán)利要求15所述的影像校正方法,其特征在于,在所述步驟(c)中,根據(jù)所述 多個像素信號與所述多個增益信號逐一調(diào)整所述多個像素信號,以產(chǎn)生所述多個已校正影 像信號。
17. 如權(quán)利要求15所述的影像校正方法,其特征在于,在步驟(c)之后還包括(d) 輸出所述多個已校正像素信號至特殊用途集成電路。
全文摘要
本發(fā)明提出一種影像校正系統(tǒng)與應(yīng)用其的影像擷取裝置及其影像校正方法。影像校正系統(tǒng)裝設(shè)在影像擷取裝置中。影像擷取裝置包括影像感測元件,影像感測元件產(chǎn)生對應(yīng)掃描線影像的多個像素信號。影像校正系統(tǒng)包括儲存單元、解壓縮單元及校正處理單元。儲存單元用以儲存多個壓縮增益信號。解壓縮單元用以接收壓縮增益信號并解壓縮這些壓縮增益信號以產(chǎn)生多個增益信號,且這些增益信號逐一與前述的像素信號對應(yīng)。校正處理單元接收像素信號及其對應(yīng)的增益信號,并根據(jù)增益信號去調(diào)整像素信號,以產(chǎn)生已校正像素信號。
文檔編號H04N5/217GK101472057SQ200710173420
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者陳琰成 申請人:虹光精密工業(yè)(蘇州)有限公司
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