CN101127920A - 数字成像装置的彩色处理参数设置 - Google Patents

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Abstract

一种用于数字成像装置的设置彩色处理参数的方法包括经由通信路径连接计算机到数字成像装置，该数字成像装置通过由彩色处理单元对成像设备所摄取的图像数据执行彩色处理过程产生彩色图像数据，在计算机设置用于彩色处理过程的参数，经由通信路径从计算机传输参数到数字成像装置，使得彩色处理单元根据该参数在数字成像装置中操作的模拟器的控制下执行彩色处理过程，以及在存储器存储由彩色处理过程根据该参数产生的彩色图像数据。

Description

数字成像装置的彩色处理参数设置
技术领域
本发明通常涉及数字成像装置，尤其涉及一种参数设置方法，用于由数字成像装置所摄取的图像的彩色处理过程中。
背景技术
本申请根据并且要求2006年8月16日在日本特许厅提交的日本专利申请No.2006-221954的优先权权益，其整个内容被合并于此作为参考。
在数码相机中，彩色过滤器包括一个在其中安排有三基色R，G，B的拜尔(Bayer)阵列，被置于诸如CCD传感器或者CMOS传感器的固态成像设备之前，以便通过该彩色过滤器的光被分解为彩色分量。在这样的拜尔阵列中，高两个像素宽两个像素的每四个像素作为成像设备的像素矩阵中的一组，并且被配置为包括两个绿色像素、一个红色像素以及一个蓝色像素。因为人类视觉的灵敏度对绿色分量的亮度是高的，所以拜尔阵列中的绿色像素的比例被设得高以便提高亮度分辨率。
通过拜尔阵列之后马上获得的数据被称为原始数据。彩色处理过程(也被称为“显影过程”)对原始数据执行而产生RGB图像数据。
如果成像设备的像素数量是M×N像素，则所关心像素的像素值需要使用所关心像素周围像素的像素值通过内插法获得，以产生一个M×N像素的RGB彩色图像。根据一个插值算法的彩色内插处理过程对每个像素执行以便从原始数据产生RGB图像数据。
在彩色处理过程中，舍入误差(量化误差)在计算期间产生，导致色调的偏移。根据白平衡和亮度调整在最佳图像条件下，这样的色调偏移可以通过执行彩色处理来抑制。
插值算法和各种用于彩色处理的参数(例如算法、白平衡、亮度等等所用的参数)在数码相机内的ROM中作为彩色处理固件(firmware)被存储。该图像处理LSI在成像时执行此固件以产生彩色图像。该算法和各种用于彩色处理的参数显著地影响了由数码相机摄取的彩色图像的质量。因而数码相机制造商在图像质量的卓越性方面通过使用独特的显影算法彼此竞争。
当数码相机产品被显影时，上述的各种参数在显影阶段的最后阶段被调整，以完成靓丽的彩色图像质量。在此调整中，通过使用实际数码相机获得的原始数据经由诸如USB的通信路径被传输到诸如个人计算机的计算机。计算机执行基于软件的彩色处理过程而产生彩色图像，其然后被视觉查看来调整各种参数。在此处理过程中使用的彩色处理软件被设计成模拟被嵌入正在被显影的数码相机产品的彩色处理过程。
当各种参数被确定时，确定的参数被写入数码相机内的ROM。然后数码相机实际上被用于摄取和显影以便图像质量的最后检查被执行。
如上所述的参数调整方法存在如下问题，最好对公司之外保持为秘密的彩色处理算法被转化为软件，所以彩色处理算法的细节可以从该彩色处理软件被分析。进一步地，通过使用彩色处理软件的图像处理速度是比通过使用图像处理LSI的图像处理速度显著低的。如果处理过程通过使用彩色处理软件，则通过使用图像处理LSI对一个图像在一秒内完成的处理会花费长于一分钟。进一步地有一种问题，将复杂的彩色处理算法转换为软件的劳动是必要的。
为了消除如上所述的问题，存储彩色处理固件的数码相机的ROM可以被重新写入以设置各种参数，然后成像和图像质量估算被执行，后面是根据图像质量估算再调整各种参数。然而这种方法要求非常多的时间和劳动，因为成像顺序，图像质量估算，固件的修改，以及ROM的重写需要被执行若干次。
因此，存在一种对设置彩色处理参数的数码相机和方法的需求，其允许关于彩色处理的参数以最少的时间和劳动被调整。
[专利文献1]日本专利申请公开文献No.2004-120541
发明内容
本发明的总的目的是提供一种设置彩色处理参数的数码相机和方法，其实质上消除由现有技术的局限和缺点引起的一个或多个问题。
本发明的特征和优点将在随后的说明书中呈现，并且部分地从说明书和附图变得清楚，或者根据说明书所提供的教导可以由本发明的实践被领会。本发明的目的以及其它特征和优点通过设置彩色处理参数的数码相机和方法将被实现或获得，该相机和方法在说明书中以这种完整、清楚、简洁以及精确术语指出，使得本领域普通技术人员可以实现本发明。
为了完成根据本发明目的的这些及其他优点，本发明提供一种设置彩色处理参数的用于数字成像装置的方法，其包括经由一种通信路径连接计算机到数字成像装置，该成像装置通过由彩色处理单元对由成像设备所摄取的图像数据的彩色处理过程产生彩色图像数据，在计算机设置用于彩色处理的参数，经由该通信路径从计算机到数字成像装置传输该参数，使得彩色处理单元根据在模拟器控制之下的参数执行彩色处理，该模拟器在数字成像装置中操作，在存储器中存储由彩色处理过程根据该参数产生的彩色图像数据。
根据本发明的另一方面，一种用于产生彩色图像数据的数字成像装置，通过由彩色处理单元对由成像设备摄取的图像数据执行彩色处理过程产生该数据，被设置为使得嵌入处理器在预定的寄存器执行存储用于彩色处理过程中的参数，该参数从经由通信路径连接的计算机接收，使得彩色处理单元根据在预定寄存器存储的参数执行彩色处理过程，以及在存储器存储由彩色处理过程根据该参数所产生的彩色图像数据。
根据本发明的另一方面，一种数字成像装置包括成像设备，彩色处理单元，设置为通过对由成像设备摄取的图像数据执行彩色处理过程而产生彩色图像数据，非易失性存储器，处理器以及在非易失性存储器存储的模拟器固件，并且被设置为使得处理器在预定寄存器执行存储用于彩色处理过程的参数，该参数从经由通信路径连接的计算机接收，使得彩色处理单元根据在预定寄存器存储的参数执行彩色处理过程，以及在存储器存储由彩色处理过程根据该参数产生的彩色图像数据。
根据本发明的至少一个实施例，模拟器固件被嵌入连接到计算机的数码相机中，使得彩色处理过程通过数码相机的图像处理LSI的彩色处理单元的使用，基于在计算机中设置的参数而执行。因此，彩色处理过程根据调整的参数高速地执行，然后彩色图像被评估，从而使得在短时间内调整参数成为可能。因为模拟器固件执行用于彩色处理的参数设置，所以通过使用彩色处理单元的彩色处理过程(彩色内插处理过程)，以及关于诸如SD卡的存储器的文件管理，与参数调整有关的用户劳动可被减少。进一步地，因为完成这些所必须的所有只是写入模拟器固件到数码相机的ROM，这配置通过使用在数码相机中所提供的标准功能是可实现的。
附图说明
当结合附图阅读时，本发明的其它目的和进一步特征从以下详细说明中将是清楚的，其中：
图1是显示应用本发明的数码相机的图像处理系统的配置的图；
图2是显示根据本发明用于调整参数的模拟器固件中系统配置的图；
图3是用于解释根据本发明通过使用模拟器固件的参数调整的图；
图4是显示用于操作模拟器单元的视窗的例子的图；以及
图5是一个流程图，显示由数码相机中模拟器固件执行的操作以及由计算机中模拟器单元执行的操作。
具体实施方式
在下文中，本发明的实施例将参考附图被说明。
图1是显示应用本发明的数码相机的图像处理系统的配置的图。图1所示的数码相机图像处理系统包括图像处理LSI 10，诸如CCD的固态成像设备11，AFE(模拟前端)12，闪存ROM 13，以及SDRAM(同步动态随机存取存储器)14。图像处理LSI 10包括CPU 21，图像数据传输单元22，成像单元23，彩色内插单元24，分辩率转换单元25，JPEG处理单元26，卡接口27以及USB(通用串行总线)接口28。
固体成像设备11将检出的图像信号作为数字数据连同水平同步信号，垂直同步信号以及时钟信号一起提供给AFE 12。AFE 12包括用于去除噪声的双相关取样电路，用于调整增益的可变增益电路，以及用于转换模拟信号到数字信号的模数转换器。从AFE 12输出的数字图像数据被加载到图像处理LSI 10的成像单元23。成像单元23可以执行缺陷像素校正，用于通过处理图像信号中存在的缺陷像素的数据来校正缺陷；以及阴影校正，用于根据彩色数据、自动白平衡处理等等校正透镜失真。
由成像单元23处理的图像数据经由图像数据传输单元22提供到彩色内插单元24。在彩色内插单元24中，彩色处理过程处理器根据固件连同闪存ROM 13中存储的彩色处理参数来执行彩色内插处理过程。此彩色内插处理过程将基于拜尔阵列的原始数据转换为RGB数据以便产生彩色图像。此彩色处理过程可选地被设置为产生另一彩色系统的数据，诸如代替RGB彩色系统的YUV彩色系统。
分辩率转换单元25执行图像部分的剪切，剪切图像部分的扩展，图像的大小降低等等。这例如获得了一种数字缩放功能。JPEG处理单元26通过将位图格式的图像数据编码为JPEG格式图像数据而压缩数据。卡接口27是一种用于与诸如SD卡(安全数字存储卡)的卡介质通信的接口。USB接口28是一种用于通过USB总线与个人计算机等等通信的接口。
图像处理LSI 10中提供的这些单元由CPU 21控制。图像数据传输单元22包括SDRAM控制器(SDRAMC)用于控制与SDRAM 14的数据交换。
本发明中，闪存ROM 13存储用于彩色处理过程的参数设置，由彩色内插单元24执行的彩色处理(彩色内插处理过程)程序，以及用于文件管理的模拟器固件。模拟器固件当与外部计算机通信时控制图像处理LSI10的操作，从而使得通过使用彩色内插单元24执行图像质量估算和参数调整成为可能，该彩色内插单元24是实际上嵌入正在被显影的数码相机产品的彩色处理硬件。
图2是显示根据本发明用于调整参数的模拟器固件中系统配置的图；图2所示的参数调整系统包括计算机31，SD卡32，数码相机33以及USB 34。计算机31和数码相机33经由USB 34相连以彼此通信。在数码相机33侧，USB 34连接到图1所示的USB接口28。
SD卡32被插入数码相机33中。诸如原始数据，彩色图像数据和彩色处理参数的各种数据在计算机31和SD卡32之间交换。SD卡32与图1所示的卡接口27相连。
图3是用于解释根据本发明通过使用模拟器固件的参数调整的图。图3中，例如个人计算机的计算机31和数码相机彼此相连，使得各种数据在计算机31和数码相机所附着的SD卡32之间交换。
诸如视窗浏览器的文件管理单元41和用于设置彩色处理参数的模拟器单元42在计算机31上运行。文件管理单元41和模拟器单元42是由计算机31的处理器执行的软件。
由文件管理单元41管理的原始数据51，伽马表52以及Deknee表53根据需要被从计算机31拷贝到SD卡32，并且被存储为原始数据51A，伽马表52A，以及Deknee表53A。原始数据51A可选地是由数码相机33的固态成像设备11检出的数据，并且存储在SD卡32中，而不是从计算机31传输的数据并且存储在SD卡32中。
原始数据51A，伽马表52A，以及Deknee表53A被用于由模拟器固件40执行的彩色处理过程。伽马表52是一种显示用于图像灰度校正(gamma correction)的输入/输出特性的表。Deknee表53用来执行Knee/Deknee处理，其为了降低在彩色处理期间的计算负载的目的，压缩由固态成像设备11检出的数据，以及随后解压该数据。
操作计算机31的用户使用模拟器单元42设置彩色处理参数。进一步地，用户寄存将被使用的文件(例如原始数据51A，伽马表52A以及Deknee表53A)，从而识别在彩色处理过程中的原始数据和表。通过这种操作所确定的彩色处理参数在计算机31的存储器中存储为文件(param.txt)54。模拟器单元42传输定义了彩色处理参数的文件54到数码相机33用于存储为SD卡32中的文件(param.txt)54A。文件54A中包含的彩色处理参数被用于由数码相机33的图像处理LSI 10的彩色内插单元24执行的彩色处理过程。
模拟器固件40是用于执行彩色处理参数设置、通过使用彩色内插单元24的彩色处理过程(彩色内插处理过程)、以及关于SD卡32的文件管理的固件(程序)。模拟器固件存储在图1所示的闪存ROM 13，并且由图像处理LSI 10的CPU 21执行。基于每个数码相机33的产品细节所规定的具体操作被对于数码相机33执行，以设置执行模拟器固件40的模拟模式。
模拟器固件40作为功能块包括数据读取单元61，寄存器设置单元62，彩色处理宏执行单元63，输出文件产生单元64，以及输出文件存储单元65。数据读取单元61从SD卡32读取原始数据51A，伽马表52A，Deknee表53A以及文件(param.txt)54A。当响应文件(param.txt)54A的内容执行彩色内插处理过程时，寄存器装置单元62将设置存到将由彩色内插单元24查阅的寄存器。即，响应文件54A中规定的彩色处理参数的值在寄存器中存储，该寄存器当执行彩色内插时将由彩色内插单元24被查阅。
彩色处理宏执行单元63使得彩色内插单元24执行彩色处理过程。这样做时，彩色内插单元24响应上述寄存器中存储的彩色处理参数查阅寄存器值以便根据这些寄存器值执行彩色处理过程。即，使用计算机31中模拟器单元42由用户设置的彩色处理参数在由彩色内插单元24执行的彩色处理过程中使用。输出文件产生单元64产生输出文件，其包含由彩色内插单元24的彩色处理过程产生的彩色图像数据。
输出文件存储单元65在SD卡32存储彩色图像数据输出文件作为彩色图像数据55。彩色图像数据55的文件格式可以是JPEG格式或者位图格式(BMP格式)。输出文件存储单元65拷贝从计算机31传输的文件54A，用于作为配置文件56存储在SD卡32中，并删除原始文件54A。
当下次在计算机31确定彩色处理参数时，配置文件56可以被模拟器单元42称为参考数据。配置文件56的内容与文件54A的那些相同，并且是彩色处理参数的列表。文件54A是模拟器固件40可读的格式，而配置文件56是模拟器单元42可读的格式。通过查阅配置文件56，可以了解数码相机33的当前参数设置，即使当参数设置已经在计算机31中删除的时候。
图4是显示用于操作模拟器单元42的视窗的例子的图。当模拟器单元42启动时模拟器操作窗口70在计算机31的显示屏幕上显示。用户在模拟器操作窗口70执行各种操作以便执行参数设置操作等等。
模拟器操作窗口70主要包括模拟按钮71，参数保存按钮72，参数加载按钮73输入文件路径字段74，输出文件路径字段75以及多个标签76。当通过鼠标单击模拟按钮71时，彩色内插单元24在数码相机33中模拟器固件40的控制下执行彩色处理过程。参数保存按钮72用来写入文件54到SD卡32作为文件54A。参数加载按钮73用来从SD卡32加载配置文件56到计算机31。
输入文件路径字段74显示SD卡32中原始数据51A的文件路径。输出文件路径字段75显示SD卡32中彩色图像数据55的文件路径。多个标签76用于设置各种彩色处理参数。相应于所需彩色处理参数的标签在多个标签76中被点击以便显示输入字段77，其中该彩色处理参数将被设置。在显示的输入字段77中，诸如数据的进入和选项的选择的操作适当地被执行，从而完成彩色处理参数的设置。在图4所示的例子中，设置被完成，使得通过由Knee/Deknee处理压缩的具有降低的比特数的数据受到由彩色内插单元24执行的彩色处理过程，以便降低在彩色处理过程时的计算负载。
图5是一个流程图，显示由数码相机33中模拟器固件40执行的操作以及由计算机31中模拟器单元42执行的操作。模拟器固件40和模拟器单元42彼此独立地操作，并且仅仅当这样一种需要出现时彼此通信，从而执行本发明的模拟器操作。
当用户启动在计算机31的模拟器单元42时，模拟器单元42处于备用状态(步骤S1)。当模拟器固件40通过用户执行基于设备细节而规定的具体操作在数码相机33启动时，模拟器固件40检查USB是否是激活的，使得与计算机31的模拟器单元42的通信是可能的(步骤S11)。如果确定通信是可能的，则模拟器固件40处于备用状态(步骤S12)。
用户操作计算机31的模拟器操作窗口70以设置参数(步骤S2)。当设置参数时，模拟器单元42再次处于备用状态(步骤S1)。步骤S1和步骤S2被重复，并且所需的参数依次被选择以设置到所需值。
在模拟器单元42的备用状态(步骤S1)中，用户点击模拟器操作窗口70的模拟按钮71。作为响应，图像处理执行指令被传输到模拟器单元42。响应图像处理执行指令，模拟器固件40从备用状态退出(步骤S12)。
响应步骤S2设置的彩色处理参数的内容，计算机31的模拟器单元42产生图3的文件54(param.txt)(步骤S3)。此后，产生的文件54(param.txt)经由USB 34(图2)传输到数码相机33。文件传输之后，模拟器单元42进入备用状态以等待结束通知(步骤S5)的接收。
在数码相机33中，模拟器固件40接收文件54(param.txt)，并且将其在SD卡32中存储为文件54A(param.txt)(步骤S13)。模拟器固件40然后从SD卡32读取必要的文件(步骤S14)，并且使得彩色内插单元24在完成预定准备(例如完成寄存器设置等等)之后执行彩色处理过程(步骤S15)。
当通过彩色内插单元24完成彩色处理过程时候，模拟器固件40写入通过彩色处理过程产生的彩色图像数据55(见图3)到SD卡32(步骤S16)。此后，模拟器固件40传输结束通知到计算机31的模拟器单元42(步骤S17)，并且返回到步骤S11以进入步骤S12的备用状态。
当从数码相机33的模拟器固件40收到结束通知时，计算机31的模拟器单元42返回步骤S1以进入备用状态。
在此情况中，用户显示SD卡32中存储的彩色图像数据55以便通过视觉检查执行图像质量估算。这样做时，图像可以在数码相机33的图像显示单元显示。然而更优选的是从数码相机33经由USB 34传输彩色图像数据55到计算机31以便在计算机31的显示屏幕上显示图像。这种数据传输可以通过使用一种无关于模拟器固件40的数据通信功能被执行，该通信以与当为了显示和打印图像目的将图像从数码相机33传输到计算机的时候相同的方式。
根据彩色图像数据55的图像质量估算，用户通过模拟器操作窗口70操作模拟器单元42以改变和调整各种参数来执行另一参数设置(步骤S2)。用户然后点击模拟器操作窗口70的模拟按钮71。作为响应，图像处理执行指令被传输到模拟器单元42。随后操作以相同于上述的方式重复，使得参数调整继续，直到具有所需图像质量的彩色图像数据55被获得。
当各种参数以此方式被确定时，确定的参数被写入数码相机33的闪存ROM 13，从而提供具有所需彩色图像质量的数码相机。
进一步地，本发明不局限于这些实施例，但是不脱离本发明的范围各种变化和改进可以完成。

Claims (10)

1.一种用于数字成像装置的设置彩色处理参数的方法，包括：
经由通信路径连接计算机到数字成像装置，该装置通过由彩色处理单元对成像设备摄取的图像数据执行的彩色处理过程产生彩色图像数据；
在计算机中设置用于彩色处理过程的参数；
从计算机经由通信路径传输所述参数到数字成像装置；
使得彩色处理单元在模拟器的控制下基于所述参数执行彩色处理过程，该模拟器在数字成像装置中操作；以及
在存储器中基于所述参数存储由彩色处理过程产生的彩色图像数据。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括在模拟器的控制下设置在寄存器的通过彩色处理单元查阅的值，该值响应于从计算机经由通信路径传输到数字成像装置的参数。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括响应彩色图像数据在计算机中再次设置用于彩色处理过程的参数。
4.如权利要求1所述的方法，其中模拟器由数字成像装置所提供的图像处理LSI的处理器通过固件的执行被实现，该固件存储在数字成像装置的非易失性存储器中。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括在数字成像装置所附着的存储卡中，存储从计算机经由通信路径传输到数字成像装置的参数。
6.如权利要求5所述的方法，其中在使得彩色处理单元基于所述参数在数字成像装置中操作的模拟器的控制之下执行彩色处理过程之前，模拟器从存储卡读取参数，用于在参考点存储以便由彩色处理单元查阅。
7.一种数字成像装置，用于通过由彩色处理单元对成像设备所摄取的图像数据执行彩色处理过程而产生彩色图像数据，被设置为使得嵌入的处理器执行：
在预定寄存器存储用于彩色处理过程的从经由通信路径连接的计算机接收的参数；
使得彩色处理单元基于存储在预定寄存器的参数执行彩色处理过程；以及
在存储器中存储基于所述参数由彩色处理过程产生的彩色图像数据。
8.如权利要求7所述的数字成像装置，其中嵌入的处理器进一步地执行在嵌入的存储卡中存储经由通信路径从计算机接收的参数。
9.如权利要求8所述的数字成像装置，其中嵌入的处理器进一步地执行，在使得彩色处理单元基于所述参数执行彩色处理过程之前从存储卡读取参数，用于在参考点存储以便由彩色处理单元查阅。
10.一种数字成像装置，包括：
成像设备；
彩色处理单元，设置为通过对成像设备所摄取的图像数据执行彩色处理过程以产生彩色图像数据；
非易失性存储器；
处理器；以及
非易失性存储器中存储的模拟器固件，并被设置为使得处理器在预定寄存器执行存储参数，该参数用于彩色处理过程，从经由通信路径连接的计算机接收；使得彩色处理单元基于预定寄存器存储的参数执行彩色处理过程；以及在存储器中存储由彩色处理过程基于该参数产生的彩色图像数据。
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