專利名稱：影像校正系統與應用其的影像擷取裝置及其影像校正方法
技術領域：
本發明涉及一種影像校正系統及其影像校正方法，且特別涉及一種影像擷取裝置的影 像校正系統及其影像校正方法。
背景技術：
在光感應器件的領域中，電荷耦合器件(Charge Couple Device, CCD)無疑地已是業 界的寵兒。在數字相機、數字攝影機、掃描儀或是網絡視訊設備等影像擷取裝置應用上， 電荷耦合器件具有突出的性能，其提供色彩高質量及影像高分辨率以滿足市場需求，因而 成為現今最廣為使用的光感應器件。于是，在大量的市場需求下，如何降低電荷耦合器件 及其周邊的應用元件生產成本，是業界最為關心的問題。
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，因而產生區域性的影像感測差異，導致無法忠實地產生最接近于原始影像的 影像信號。這種現象稱為像素反應不均勻(photo-response non-uniformity, PRNU)。舉 例來說，當影像擷取裝置擷取一張白紙時，即可發現某些像素的亮度不均一。因此，為了 克服PRNU的問題，傳統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，以補償感光能力 的偏差。尤其是在現今的高分辨率市場需求下，使得所要使用的感光單元數量增多，相對 地，增益信號的數量就越多。由于增益信號是預先儲存在影像擷取裝置中的內存內，當增 益信號越多，儲存增益信號所需要的內存容量就越大。換言之，生產成本將大大地提升。 此外，當感光單元數量越多，也使增益校正的時間越長，處理器需要不斷讀取內存中的增 益信號，導致增益信號持續占用內存頻寬。由于影像擷取裝置通常會同時執行多個處理程 序，或是同時進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 處理器的能力或是增大內存頻寬，就無法維持影像擷取及輸出的速度，以符合使用者的要 求。但不論是增加內存容量、增強處理器能力或是增大內存頻寬，這些都是增加產業的生 產成本，且非常不符合經濟效益。
發明內容
本發明涉及一種影像校正系統與應用其的影像擷取裝置及其影像校正方法。本發明通 過壓縮及解壓縮的設計，將壓縮的增益信號儲存在影像擷取裝置的內存中，以減少必須使 用的內存容量。此外，當要校正影像的信號時，只需讀取壓縮的增益信號并經過解壓縮單 元，即可快速地產生增益信號，以降低必須使用的內存頻寬。這樣除了能增進處理效率， 也可降低企業的生產成本。
本發明提出一種影像校正系統，用以裝設在影像擷取裝置中。其中影像擷取裝置包括 影像感測元件，影像感測元件產生對應掃描線影像的多個像素信號。影像校正系統包括儲 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。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的增益信號，并根據各個像素信號其所對應的增益信 號去調整各個像素信號，以產生與各個像素信號對應的多個已校正像素信號。
本發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。影像感測元件產生對應掃描線影像的多個像素信號。影像校正系統包括儲存單元、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生多個增益信號，這些 增益信號逐一與各個像素信號對應。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的增益信號，并根據各個像素信號其所對應的增益信號去調整各 個像素信號，以產生與各個像素信號對應的多個已校正像素信號。
本發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， 以產生多個像素信號。接著，解壓縮多個壓縮增益信號，以產生多個增益信號，這些增益 信號逐一與各個像素信號對應。然后，根據各個像素信號其所對應的增益信號去調整各個 像素信號，以產生與各個像素信號對應的多個已校正影像信號。
為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并結合附圖，作詳細 說明如下。
圖1顯示依照本發明較佳實施例的影像擷取裝置的功能方塊圖。圖2顯示依照本發明較佳實施例的影像校正方法的流程圖。 圖3顯示依照本發明的一種影像擷取裝置的功能方塊圖。
具體實施例方式
請參考圖1，其顯示依照本發明較佳實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130及特殊用途集成電路(ASIC) 150。影像感測元件110產生對應掃描線影像的多個像素信號。其中影像校正系統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生多個增益信號，其中增益信號逐一與各像 素信號對應。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，并根據各像素信號其所對應的 增益信號去調整各像素信號，以產生與各像素信號對應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。或者影像感測元件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，其顯示依照本發明較佳實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。然后，如步驟203所示，根據各個像素信號其所對應的 增益信號去調整各個像素信號，以產生與各個像素信號對應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， 根據像素信號與增益信號逐一調整像素信號，以產生已校正影像信號。
在本實施例中，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。當然對于本領域技術人員來說，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。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生對應的像素信號。而 解壓縮后的增益信號是針對不同像素信號所設計，所以，當校正處理單元132調整像素信
號時，根據各像素信號及其對應的增益信號便得以產生各像素信號調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影像像素值，而增益信號 則對應增益數據。通過此乘法器將影像像素值與增益數據相乘，而可得到校正后的影像像 素值。
另外，在影像擷取裝置100中可以裝設模擬信號處理器。請參考圖3，其顯示依照本 發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的相同元件的標號，且其相同元件具有相同的功 能，故此不再贅述。當影像感測元件110輸出像素信號時，通過模擬信號處理器160將像 素信號數字化，成為數字信號，使校正處理單元132接收到的像素信號為數字信號。將像 素信號轉換成數字信號的優點是在于進行校正時的準確度可以提高。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/數字轉換器(Analog/Digital Converter, ADC) <>
對于本發明的實施例而言，是將增益信號預先壓縮成壓縮數據，并儲存在儲存單元136 中。當想要使用增益信號時，解壓縮單元134將會解壓縮壓縮數據，以產生增益信號。例 如是通過解壓縮的電路設計，使壓縮數據可以快速地轉換成增益信號。對于傳統在儲存單 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，使內存容量及內存頻寬不夠使 用，以致于不惜成本地去增加內存容量，并且必須采用具有大量接腳的內存。對本發明而 言，通過解壓縮單元可減少增益信號的內存空間，因而不需采用具有大量接腳的內存。本 發明可以有效解決內存容量及內存頻寬不夠使用的問題，并大大地節省企業成本。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而其并非用以限定本發明。本領 域技術人員在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，應當可以作出各種的變化與改進。因 此，本發明的保護范圍應當以所附的權利要求書所界定的范圍為準。
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
權利要求
1. 一種影像校正系統，用以裝設在影像擷取裝置中，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生對應于掃描線影像的多個像素信號，所述影像校正系統包括儲存單元，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；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所述多個增益信號去調整所述多個像素信號，以產生與所述各像素信號逐一對應的多個已校正像素信號。
2. 如權利要求1所述的影像校正系統，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，所述影像感測元件通過所述多 個感測單元產生所述多個像素信號。
3. 如權利要求1所述的影像校正系統，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. 如權利要求1所述的影像校正系統，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字化，所述校正處理單元所 接收的所述多個像素信號為數字信號。
5. 如權利要求4所述的影像校正系統，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/數字轉換器。
6. 如權利要求1所述的影像校正系統，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. 如權利要求1所述的影像校正系統，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生對應于掃描線影像的多個像素信號；以及 影像校正系統，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；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所述多個增益信號去調整所述多個像素 信號，以產生與所述各像素信號逐一對應的多個已校正像素信號。
9. 如權利要求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，所述影像感測元件通過所述多 個感測單元產生所述多個像素信號。
10. 如權利要求8所述的影像校正系統，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. 如權利要求8所述的影像校正系統，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字化，所述校正處理單 元所接收的所述多個像素信號為數字信號。
12 如權利要求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/數字轉換器。
13. 如權利要求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，以產生多個像素信號；(b) 解壓縮多個壓縮增益信號，以產生多個增益信號，所述多個增益信號與所述多個 像素信號逐一對應；以及(c) 根據所述多個增益信號調整所述多個像素信號，以產生與所述各像素信號逐一對 應的多個已校正影像信號。
16. 如權利要求15所述的影像校正方法，其特征在于，在所述步驟(c)中，根據所述 多個像素信號與所述多個增益信號逐一調整所述多個像素信號，以產生所述多個已校正影 像信號。
17. 如權利要求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
本發明提出一種影像校正系統與應用其的影像擷取裝置及其影像校正方法。影像校正系統裝設在影像擷取裝置中。影像擷取裝置包括影像感測元件，影像感測元件產生對應掃描線影像的多個像素信號。影像校正系統包括儲存單元、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。校正處理單元接收像素信號及其對應的增益信號，并根據增益信號去調整像素信號，以產生已校正像素信號。
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 優先權日2007年12月27日
發明者陳琰成 申請人:虹光精密工業(蘇州)有限公司