产生镜头与图像传感器间的空间关系的信息的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术揭露一种产生镜头与图像传感器间的空间关系的信息的方法。所揭露的方法包含有：提供一均匀光源；驱动图像传感器通过镜头感测均匀光源并产生相对应的一图像；以及根据图像产生信息。此外，本发明专利技术还揭露了一种检测装置，其可根据图像决定数字成像装置是否具有缺陷。即使受到不可避免的镜头不对称性或者生产过程中组装失误等不良因素影响，本发明专利技术所提供的方法也能减轻暗影现象对图像的影响，克服了传统的暗影补偿方法必需满足两个基本假设而导致的缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数字成像技术，尤指一种产生镜头与图像传感器间的空 间关系的信息的方法及装置。
技术介绍
对于数字成像装置(例如数字相机、数字摄影机)而言，如何提高图 像画质是设计上的一大重点。由传统数字成像装置的图像传感器所产生的图像，其中央部分通常较其周围部分亮，这种现象被称为暗影现象(lens shading effect)，这是由于当光穿透数字成像装置的镜头后变得不均匀所造成，因此 在现有技术中，有各式各样的暗影补偿(也被称为均匀度校正(uniformity correction))方法来减轻暗影现象对图像的影响。在传统的暗影补偿方法中有两个基本的假设，第一镜头平行于图像传 感器，第二图像传感器的中心点位于通过镜头的中心轴线上，而传统的暗影补偿方法是根据画面中每一个像素与图像中心的距离，来调整图像中每一 个像素的像素值以达到补偿的效果，而这种暗影补偿方法被称为球形强度校正(spherical intensity correction)。不幸的是，常常因为镜头的不对称性或者是生产过程中组装的失误，造 成镜头与图像传感器间会产生对位误差(misalignment)，举例来说，镜头与 图像传感器间平行度的误差或角度的误差都是常见的对位误差，所以图像传 感器通常不平行于镜头，因此图像传感器的中心点大都也没有位于通过镜头 中心点的轴在线。由此可知，传统的暗影补偿方法可能会错误地对图像进行 补偿而造成图像质量的下降。
技术实现思路
为解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种产生镜头与图像传 感器间的空间关系的信息的方法以及装置。本专利技术的实施例揭露一种产生关于一数字成像装置中一镜头与一图像传 感器间的空间关系的信息的方法。所述的方法包含有提供一均匀光源；驱 动图像传感器通过镜头感测均匀光源并产生相对应的一图像；以及根据图像 产生信息。本专利技术的实施例揭露一种信息产生装置，用以产生关于一数字成像装置 中一镜头与一图像传感器间的空间关系的信息，信息产生装置包含有--光 源，用以提供一均匀光源；以及一检验装置，用以驱动图像传感器通过镜头 去感测均匀光源并产生相对应的一图像，并根据图像产生信息。本专利技术通过依据所产生的图像而获取的信息，实现对图像传感器的暗影 补偿，即使受到不可避免的镜头不对称性或者生产过程中组装失误等不良因 素影响，本专利技术所提供的方法也能减轻暗影现象对图像的影响，克服了传统 的暗影补偿方法必需满足前述两个基本假设而导致的缺陷。附图说明图1是本专利技术的信息产生装置的功能方块图。图2是本专利技术一实施例关于产生图1中镜头与图像传感器间的空间关系 的信息的方法流程图。图3显示数字成像装置中镜头与图像传感器之间理想空间关系的信息的 示意图。图4为图3所示的图像传感器所产生图像的示意图。图5是镜头与图像传感器之间存在平行对位误差时的一范例的示意图。图6是图5所示的图像传感器所产生图像的示意图。图7是镜头与图像传感器间存在偏角对位误差时范例的示意图。图8为图7所示的图像传感器所产生图像的示意图。图9为本专利技术一实施例关于组装数字成像装置的方法流程图。图10是本专利技术一实施例关于检验数字成像装置的方法流程图。 具体实施例方式在说明书及权利要求书中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域 中的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来命名同一个组件。 本说明书及后续的权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而 是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书中 所提及的包含是为一开放式的用语，故应解释成包含但不限定于。请参阅图1，为本专利技术的信息产生装置ioo的功能方块图。信息产生装 置100用来产生一信息，此信息有关于一数字成像装置130中镜头132与图 像传感器134间的空间关系，在实际操作中，数字成像装置130可以用一独 立装置或应用在此独立装置上的一光学模块来实现，举例而言，数字成像装 置130可为一数字相机、--数字摄影机、 一手机照相机、 一计算机摄影机、 一安全监控摄影机、 一机械视觉摄影机(machine vision camera)、 一显微摄 影机或一医疗图像摄影机(例如腹腔镜、内视镜)等等。此外，数字成像 装置130也可以用一应用在上述装置上的一光学模块来实现，举例来说，数 字成像装置130可以是一手机照相机中的微型相机模块(CCM : compact camera module)。如图1所示，信息产生装置100包含有光源110以及检验 装置120，以下将配合图2来进一步说明信息产生装置100的运作方式。图2是本专利技术一实施例关于产生图1中镜头132与图像传感器134间的 空间关系的信息的方法流程图200。流程图200的步骤如下在步骤210中，信息产生装置100的光源110提供均匀光源给数字成像 装置130，具体的说，均匀光源是直接射向数字成像装置130的镜头132。在步骤220中，图像传感器134实际上可用电荷耦合器件(CCD : charge coupled device)、互补型金属氧化物半导体(CMOS : complementary metal oxide semiconductor)传感器或其它具有类似功能的组件来加以实现，由图像 传感器134所产生的图像则被传递到检验装置120,请注意，图像可以是通过图像传感器134感测光源而接转换出来的原始图像(raw image)，或是由 处理原始图像而来的单色图像(single-color image);而图像的像素值的文件 格式也会随着数字成像装置130的应用而有所不同，举例来说，图像的像素 值的文件格式可以是RGB格式或YOCb格式等等。在步骤230中，检验装置120根据图像传感器134所产生的图像来产生 关于镜头132与图像传感器134间的空间关系的信息，而如前所述，由于镜 头132与图像传感器134间的对位误差，因此必须确认镜头132与图像传感 器134间实际的空间关系才得以正确地对图像传感器134进行暗影补偿。在 本实施例中，检验装置120检查图像的像素值以决定镜头132与图像传感器 134之间的空间关系，并据以产生对应空间关系的信息来对图像传感器134 进行暗影补偿，以下将配合图3到图8来进一步说明检验装置120在步骤230 中的运作方式。图3显示数字成像装置130中镜头132与图像传感器134之间理想空间 关系的信息的示意图。在理想空间关系中，镜头132的厚度对称于镜头132 的中心点A，所以中心点A也是镜头132的光学中心点(叩tical center)， 因此，当镜头132与图像传感器134精确地排列在一直线上时，镜头132会 平行于图像传感器134，而且图像传感器134的中心点B会位于通过镜头132 的光学中心点A的轴线330上，结果图像传感器134在步骤220中会产生如 图4所示的图像400。图4是图3所示的图像传感器所产生图像的示意图。 图像400的中央部分较图像400的周围部分亮，并且图像400的亮度分布图 案(brightness distribution pattern)近似一个圆形。请参阅图5，图5是镜头132与图像传感器134之间存在平行对位误差 (parallel misalig本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生关于一数字成像装置中镜头与图像传感器间的空间关系的一信息的方法，所述的方法包含：提供一均匀光源；驱动所述的图像传感器经所述的镜头感测所述的均匀光源，并产生相对应的一图像；以及根据所述的图像产生所述的信息。

【技术特征摘要】
US 2006-11-9 11/557,9761.一种产生关于一数字成像装置中镜头与图像传感器间的空间关系的一信息的方法，所述的方法包含提供一均匀光源；驱动所述的图像传感器经所述的镜头感测所述的均匀光源，并产生相对应的一图像；以及根据所述的图像产生所述的信息。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的信息是用在对所述的图像传感器的暗影补偿上。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法还包含有决定所述的图像是否有任何像素的像素值大于一预定临界值；以及 若所述的图像中至少有一像素的像素值大于所述的预定临界值，则执行一调整程序以使所述的图像中没有任何像素的像素值大于所述的预定临界值。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的预定临界值大致与 所述的图像传感器所支持的一最大可容许像素值相等。5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的调整程序包含调整 所述的均匀光源的亮度、所述的数字成像装置的一光圈或所述的数字成像装 置的一快门之一。6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，产生所述的信息的步骤包 含有识别所述的图像中由多个像素组成的一目标区域，其中所述的目标区域的每一像素的像素值均达到一预定值；以及根据所述的目标区域中多个像素值产生所述的信息。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述的目标区域中多个像素值产生所述的信息的步骤包含有-计算所述的目标区域的一几何中心坐标以作为所述的信息。8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述的目标区域中多 个像素值产生所述的信息的步骤包含有计算所述的目标区域的一重心坐标以作为所述的信息。9. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的方法还包含有 识别所述的图像的一最大像素值；以及 根据所述的最大像素值计算所述的预定值。10. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，产生所述的信息的步骤包含有根据所述的图像中多个像素值，计算所述的目标区域的一重心坐标以作 为所述的信息。11. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，产生所述的信息的步骤 包含有.-决定所述的图像的一像素值分布图案；以及 根据所述的像素值分布图案来产生所述的信息。12. 根据权利要求ll所述的方法，其特征在于，决定所述的图像的所述的像素值分布图案的步骤包含有识别所述的图像中由多个像素组成的一目标区域，其中所述的目标区域的每一像素的像素值均达到一预定值；以及根据所述的目标区域的形状决定所述的像素值分布图案。13. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，产生所述的信息的步骤包含有根据所述的图像中多个像素值，计算所述的图像的一重心坐标； 决定所述的图像的一像素值分布图案；以及根据所述的图像的所述的重心坐标与所述的像素值分布图案来产生所述的信息。14. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，产生所述的信息的步骤 包含有识别所述的图像中由多个像素组成的一目标区域，其中所述的目标区域 的每一像素的像素值均达到一预定值；决定所述的图像的一像素值分布图案；以及根据所述的目标区域中多个像素值与所述的像素值分布图案来产生所述 的信息。15. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，产生所述的信息的步骤包含有识别所述的图像中分别对应于多个像素值域的由多个像素组成的多个目标区域，其中每一目标区域中每一像素的像素值均达到一预定值；以及 根据所述的多个目标区域中多个像素值产生所述的信息。16. —种用以产生关于一数字成像装置中镜头与图像传感器间的空间关 系的一信息的信息产生...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈美如，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]