CN101770136B

CN101770136B - 增益校准装置及校准增益值的方法

Info

Publication number: CN101770136B
Application number: CN2009100014802A
Authority: CN
Inventors: 林义章
Original assignee: Asia Optical Co Inc
Current assignee: Asia Optical Co Inc
Priority date: 2009-01-07
Filing date: 2009-01-07
Publication date: 2011-11-23
Anticipated expiration: 2029-01-07
Also published as: CN101770136A

Abstract

本发明提供一种增益校准装置及校准增益值的方法，增益校准装置主要包括积分器、第一缓存器、控制器以及第二缓存器。在光学防手震系统激活的状态下，控制器判断该影像处理设备的目前倍率与该先前倍率是否相同，当不相同时，该控制器读取该目前倍率。接着第一缓存器储存参考倍率，该参考倍率相对应于该光学防手震系统的参考增益值。第二缓存器用以暂时储存一目前增益值。最后，控制器依据该参考倍率、参考增益值以及该目前倍率，以计算相对应于该目前倍率的目前增益值，以补偿该光学防手震系统。

Description

增益校准装置及校准增益值的方法

【技术领域】

本发明涉及一种校准装置及其方法，特别是有关于一种增益校准装置及其方法，用于光学防手震系统。

【背景技术】

随着信息科技的快速发展，消费性电子产品的种类越来越多，例如是计算机、液晶电视、摄影机、数位相机的应用已普及化。特别是数位相机具有轻、薄、短、小的特性，携带相当方便，拍摄照片的像素也越来越高。为使拍摄的品质更好，当在取景时，必须来回调整镜头(例如电荷耦合装置(chargecouple device，CCD))内的影像缩放位置(zoom position)时，也即需要调整相机镜头的倍率，才能使人或是物体的拍摄焦距更为清晰。此时，相机需要依据回转信号(gyro signal)的增益调整来补偿光学防手震系统(0IS)，使相机处于稳定的状态。然而该回转信号(gyro signal)的增益值与相机的倍率互相影响，所以当相机倍率变动时，该增益值也必须同步调整。

在现有技术中，在特定的倍率范围之内使用固定的增益值，以12倍率的相机为例，当相机镜头的倍率调整至1～3倍时，使用增益值10；当调整至4～6倍时，使用增益值20；当调整至7～12倍率时，使用增益值30。由于在1～3倍率范围中有3种不同的倍率，却使用相同的增益值，在4～6倍以及7～12倍也分别使用相同的增益值，所以无法正确地补偿回转信号(gyro signal)，导致拍摄品质不佳。有鉴于此，确实有必要发展一种新式的光学防手震系统，以解决上述问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种增益校准装置及校准增益值的方法，通过快速、准确地补偿影像处理装置的光学防手震系统(OIS)的增益值，以改善影像品质。

为达成上述目的，本发明提供一种增益校准装置，用于影像处理设备的光学防手震系统，该增益校准装置包括：一积分器、一第一缓存器、一第二缓存器及一控制器。积分器用以接收一回转信号资料并且对该回转信号资料作积分，以形成一积分资料。第一缓存器耦接于该积分器，用以储存该回转信号资料、该积分资料、以及该影像处理设备的至少一参考倍率，其中该至少一参考倍率相对应于该光学防手震系统的至少一参考增益值。第二缓存器耦接于该积分器，用以暂时储存一目前增益值。控制器耦接于该第一缓存器以及该第二缓存器，用以判断该影像处理设备的目前倍率与该先前倍率是否相同，当该目前倍率与该先前倍率不相同时，该控制器依据该至少一参考倍率、该至少一参考增益值以及该目前倍率，计算相对应于该目前倍率的该目前增益值，并用以取代已暂存于该第二缓存器的该目前增益值。

为达成上述目的，本发明提供一种校准增益值的方法，包括下列步骤：

(a)激活该光学防手震系统的防震机制；

(b)对该回转信号资料进行积分，以形成一积分资料；

(c)储存该回转信号资料、该积分资料；

(d)判断该影像处理设备的目前倍率与该先前倍率是否相同，当该目前倍率与该先前倍率不相同时，控制器从该影像处理设备读取该目前倍率；

(e)储存该影像处理设备的至少一参考倍率以及一目前增益值，该至少一参考倍率相对应于该光学防手震系统的至少一参考增益值；以及

(f)依据该至少一参考倍率、该至少一参考增益值以及该目前倍率，用以计算相对应于该目前倍率的该目前增益值。

相较于现有技术，本发明增益校准装置是利用控制器及第二缓存器校准回转信号的增益值，在校准过程中，利用一个倍率的焦距及其增益值，以内插法来快速计算另一个已知倍率的增益值；或是利用一个或是多个不同的倍率范围来准确计算另一个已知倍率的增益值。因此可对每一个倍率作增益值的校正，而非使用固定的增益值，所以能以计算得到的增益来补偿光学防震系统。

【附图说明】

图1是依据本发明实施例中具有增益校准装置的光学防手震系统的方块图。

图2是依据本发明图1中影像处理系统的倍率相对于光学防手震系统的增益值的特性曲线图。

图3A-图3D是依据本发明实施例中增益校准装置的校准方法的流程图。

【具体实施方式】

参考图1，其绘示依据本发明实施例中具有增益校准装置100的光学防手震系统102的方块图。该增益调整装置100耦接该回转传感器104至该振动补偿模组124，该增益调整装置100输出调整增益之后的回转信号资料至该振动补偿模组124。该增益调整装置100，用于影像设备的光学防手震系统(OIS)，该影像设备例如是数位相机、数位摄影机或是任何具有防手震系统的影像装置。该增益校准装置100主要包括积分器110、第一缓存器112、控制器114以及第二缓存器116。在一实施例中，该增益调整装置100例如是以微控制器(microcontrol unit，MCU)、数位信号处理器(digital signal processor，DSP)、中央处理器(central processing unit，CPU)、可编程逻辑器件(complex programmable logicdevice，CPLD)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或是系统单芯片(system on-chip，SOC)中任一者实施，或是以上述任意组合实施的。该振动补偿模组124主要包括光学影像防震平台106、位置传感器108、总和装置118、滤波器120以及马达驱动器122。

在该增益校准装置100中，该积分器110用以接收一回转信号资料并且对该回转信号资料作积分，以形成一积分资料。在一实施例中，积分器110是对回转信号资料(例如角速度)以时间作积分，使该积分资料的单位与该位置传感器的输出的单位相同。第一缓存器112用以储存该回转信号资料、该积分资料、以及该影像处理设备的至少一参考倍率，其中该至少一参考倍率相对应于该光学防手震系统102的至少一参考增益值。第二缓存器116用以暂时储存一目前增益值。控制器114用以判断该影像处理设备的目前倍率与该先前倍率是否相同，当该目前倍率与该先前倍率不相同时，该控制器114从该影像处理设备读取该目前倍率。该控制器114依据该至少一参考倍率、该至少一参考增益值以及该目前倍率，利用内插法计算相对应于该目前倍率的目前增益值，并用以取代已暂存于该第二缓存器116的目前增益值，使该第二缓存器116利用计算得到的目前增益值来补偿、校准该光学防手震系统102。另一方面，当该目前倍率与该先前倍率相同时，该控制器114持续使用相对应于该目前倍率的增益值来补偿该光学防手震系统102。

应注意的是，该第一暂存区112以及该第二暂存区116例如是同一储存元件中的两个不同的记忆区段或是不同的字段，以快速读取该回转信号(Sgyro)资料、该积分资料、参考倍率、参考增益值、目前倍率以及目前增益值，也可分别为两个不同的储存元件的记忆区段或是字段，该储存元件例如是内存或是记忆卡。

在振动补偿模组124中，位置传感器108用以感测该光学影像防震平台106，以形成一位置信号，以补偿该光学影像防震平台106。总和装置118用以计算该调节后的回转信号资料(S_gyro)与该位置信号的补偿量。滤波器120用以过滤该回转信号资料(S_gyro)与该位置信号的噪声。马达驱动器122依据过滤的该回转信号资料(Sgyro)与该位置信号形成驱动信号，以驱动该光学影像防震平台106。

参考图1以及图2，图2是依据本发明图1中影像处理系统的倍率相对于光学防手震系统的增益值(gain)的特性曲线(S)图。在第一实施例，该第一缓存器112更储存该影像处理设备目前倍率的参考焦距以及相对应于该参考倍率的参考焦距。该控制器114更依据该目前焦距(fc)与该参考焦距(fr)之间的比值乘以该参考增益值(Z2)，例如是最高倍率的焦距(fr)，以计算该目前增益值(GC)，以方程式表示：GC＝(fc/fr)*Z2。

在第二实施例，该第一缓存器112更储存该影像处理设备的第一参考倍率(Z1)以及第二参考倍率(Z2)，该第一参考倍率(Z1)以及第二参考倍率(Z2)分别对应于该光学防手震系统102的第一参考增益值(K1)与第二参考增益值(K2)。该控制器114更依据该第一参考倍率(Z1)、该第二参考倍率(Z2)、该第一参考增益值(K1)、该第二参考增益值(K2)以及该目前倍率(ZC)，利用内插法计算相对应于该目前倍率(ZC)的目前增益值(GC)。该第一参考倍率(Z1)例如是该影像处理设备的最小倍率，该第二参考倍率(Z2)为该影像处理设备的最大倍率。以方程式表示：GC＝K1*[(Z2-Z1)/(ZC-Z1)]。

该控制器114更依据该最小倍率、该最大倍率、该第一参考增益值(K1)、该第二参考增益值(K2)以及另外若干个目前倍率(ZC)，利用内插法计算相对应于每一另该目前倍率(ZC)的另外若干个目前增益值(GC)，并且该控制器114将这些目前倍率(ZC)与相对应的目前增益值(GC)建立成一查询表，该查询表储存于该第一缓存器，以于该影像处理设备变换至一目前倍率(ZC)时，利用对应的目前增益值(GC)来补偿该光学防手震系统102。

在第三实施例，该第一缓存器112更储存该影像处理设备的第一参考倍率(Z1)、第二参考倍率(Z2)以及第三参考倍率(Z3)，该第一参考倍率(Z1)、该第二参考倍率(Z2)以及该第三参考倍率(Z3)分别对应于该光学防手震系统的第一参考增益值(K1)、第二参考增益值(K2)以及第三参考增益值(K3)。该第一参考倍率(Z1)例如是该影像处理设备的最小倍率，该第二参考倍率(Z2)为该影像处理设备的最大倍率。

该控制器114判断该目前倍率(ZC)介于该第一参考倍率(Z1)与该第三参考倍率(Z3)之间，或是介于该第二参考倍率(Z2)与该第三参考倍率(Z3)之间。当该目前倍率(ZC)介于该第一参考倍率(Z1)与该第三参考倍率(Z3)之间，该控制器114依据该第一参考倍率(Z1)、该第三参考倍率(Z3)、该第一参考增益值(K1)、该第三参考增益值(K3)以及该目前倍率(ZC)，利用内插法计算相对应于该目前倍率(ZC)的目前增益值(GC)，以方程式表示：GC＝K1*[(Z3-Z1)/(ZC-Z1)]。当该目前倍率(ZC)介于该第二参考倍率(Z2)与该第三参考倍率(Z3)之间，该控制器114依据该第二参考倍率(Z2)、该第三参考倍率(Z3)、该第二参考增益值(K2)、该第三参考增益值(K3)以及该目前倍率(ZC)，利用内插法计算相对应于该目前倍率(ZC)的目前增益值(GC)，以方程式表示：GC＝K3*[(Z2-Z3)/(ZC-Z3)]。

本发明的增益校准装置100在增益值的校准过程中，利用控制器114计算每一倍率(zoom position)对应于不同的回转增益值(gyro gain)，而且每一段倍率(zoom position)也分别对应于不同的焦距。本发明利用一个倍率(zoomposition)的焦距及其增益值以内插法来快速计算另一个已知倍率的增益值；或是利用一个或是多个不同的倍率范围来准确计算另一个已知倍率的增益值。因此可对每一个倍率作增益值的校正，有效补偿光学防震系统102的增益。特别是在高倍率的状态，增益值随着倍率的变动更为明显，而本发明通过计算或是查表方式使每一倍率相对应于一增益值，更能有效校准光学防震系统102的增益值。

参考图1、图2以及图3A-图3D，图3A-图3D是依据本发明实施例中增益校准装置的校准方法的流程图。该增益校准装置100主要包括积分器110、第一缓存器112、控制器114、第二缓存器116、总和装置118、滤波器120以及马达驱动器122。该控制方法用于影像处理设备的光学防手震系统102，该控制方法包括下列步骤包括：

在步骤S300，影像处理设备激活该光学防手震系统102的防震机制。

在步骤S302，积分器110对该回转信号资料进行积分，以形成一积分资料。

在步骤S304，第一缓存器112储存该回转信号资料以及该积分资料。

在步骤S306，该控制器114判断该影像处理设备的目前倍率(ZC)与该先前倍率是否相同，当该目前倍率(ZC)与该先前倍率不相同时，该控制器114从该影像处理设备读取该目前倍率(ZC)。当该目前倍率(ZC)与该先前倍率相同时，该控制器持续使用相对应于该目前倍率(ZC)的增益值来补偿该光学防手震系统102，并且持续执行步骤S306的倍率变动的判断。

在步骤S308，第一缓存器112储存该影像处理设备的至少一参考倍率，该至少一参考倍率相对应于该光学防手震系统102的至少一参考增益值，且第二缓存器116储存一目前增益值。

在步骤S310，该控制器114依据该至少一参考倍率、该至少一参考增益值以及该目前倍率(ZC)，利用内插法计算相对应于该目前倍率(ZC)的目前增益值(GC)，并用以取代已暂存于该第二缓存器116的目前增益值。

在步骤S312，第二缓存器116利用计算得到的目前增益值(GC)补偿该光学防手震系统102的增益。

在步骤S314，撷取影像。

依据图3B的第一实施例中，在步骤S308之后，执行步骤S400，第一缓存器112储存该影像处理设备目前倍率的参考焦距以及参考倍率的参考焦距。在步骤S402，该控制器114依据该目前焦距与该参考焦距之间的比值乘以该参考增益值，以计算该目前增益值(GC)。然后返回至步骤S312。

依据图3C的第二实施例中，在步骤S308之后，执行步骤S500，第一缓存器112储存该影像处理设备的第一参考倍率(Z1)以及第二参考倍率(Z2)，该第一参考倍率(Z1)以及第二参考倍率(Z2)分别对应于该光学防手震系统的第一参考增益值(K1)与第二参考增益值(K2)。在步骤S502，控制器114依据该第一参考倍率(Z1)、该第二参考倍率(Z2)、该第一参考增益值(K1)、该第二参考增益值(K2)以及该目前倍率(ZC)，利用内插法计算相对应于该目前倍率(ZC)的目前增益值(GC)。其中该第一参考倍率(Z1)为该影像处理设备的最小倍率，该第二参考倍率(Z2)为该影像处理设备的最大倍率。

在步骤S504，依据该最小倍率、该最大倍率、该第一参考增益值(K1)、该第二参考增益值(K2)以及另外若干个目前倍率(ZC)，利用内插法计算相对应于每一另该目前倍率(ZC)的另外若干个目前增益值(GC)。在步骤S506，控制器114将这些目前倍率(ZC)与相对应的目前增益值(GC)建立成一查询表，以于该影像处理设备变换至一目前倍率(ZC)时，利用对应的目前增益值(GC)来补偿该光学防手震系统102。然后返回至步骤S312。

依据图3D的第三实施例中，在步骤S308之后，执行步骤S600，该第一缓存器储存该影像处理设备的第一参考倍率(Z1)、第二参考倍率(Z2)以及第三参考倍率(Z3)，该第一参考倍率(Z1)、该第二参考倍率(Z2)以及该第三参考倍率(Z3)分别对应于该光学防手震系统的第一参考增益值(K1)、第二参考增益值(K2)以及第三参考增益值(K3)。该第一参考倍率(Z1)例如是该影像处理设备的最小倍率，该第三参考倍率(Z3)例如是该影像处理设备的最大倍率。

在步骤S602，该控制器114判断该目前倍率(ZC)介于该第一参考倍率(Z1)与该第三参考倍率(Z3)之间，或是介于该第三参考倍率(Z3)与该第二参考倍率(Z2)之间。在步骤S602a，当该目前倍率(ZC)介于该第一参考倍率(Z1)与该第三参考倍率(Z3)之间，依据该第一参考倍率(Z1)、该第三参考倍率(Z3)、该第一参考增益值(K1)、该第三参考增益值(K3)以及该目前倍率(ZC)，利用内插法计算相对应于该目前倍率(ZC)的目前增益值(GC)。然后返回至步骤S312。在步骤S602b，当该目前倍率(ZC)介于该第三参考倍率(Z3)与该第二参考倍率(Z2)之间，依据该第二参考倍率(Z2)、该第三参考倍率(Z3)、该第二参考增益值(K2)、该第三参考增益值(K3)以及该目前倍率(ZC)，利用内插法计算相对应于该目前倍率(ZC)的目前增益值(GC)。然后返回至步骤S312。

根据上述，本发明利用增益校准装置100的控制器114以及第二缓存器116校准回转信号的增益值，在校准过程中，利用一个倍率(zoom position)的焦距及其增益值，以内插法来快速计算另一个已知倍率的增益值；或是利用一个或是多个不同的倍率范围来准确计算另一个已知倍率的增益值。因此可对每一个倍率作增益值的校正，而非使用固定的增益值，所以能以计算得到的增益来补偿光学防震系统102。

Claims

1.一种增益校准装置，用于影像处理设备的光学防手震系统，其特征在于：该增益校准装置包括：一积分器、一第一缓存器、一第二缓存器及一控制器，其中积分器用以接收一回转信号资料并且对该回转信号资料作积分，以形成一积分资料；第一缓存器耦接于该积分器，用以储存该回转信号资料、该积分资料、以及该影像处理设备的至少一参考倍率，其中该至少一参考倍率相对应于该光学防手震系统的至少一参考增益值；第二缓存器耦接于该积分器，用以暂时储存一目前增益值；以及控制器耦接于该第一缓存器以及该第二缓存器，用以判断该影像处理设备的目前倍率与先前倍率是否相同，当该目前倍率与该先前倍率不相同时，该控制器依据该至少一参考倍率、该至少一参考增益值以及该目前倍率，利用内插法计算相对应于该目前倍率的目前增益值，并用以取代已暂存于该第二缓存器的该目前增益值。

2.如权利要求1所述的增益校准装置，其特征在于：该第一缓存器储存该影像处理设备的第一参考倍率以及第二参考倍率，该第一参考倍率以及第二参考倍率分别对应于该光学防手震系统的第一参考增益值与第二参考增益值；该控制器依据该第一参考倍率、该第二参考倍率、该第一参考增益值、该第二参考增益值以及该目前倍率，利用内插法计算相对应于该目前倍率的目前增益值。

3.如权利要求2所述的增益校准装置，其特征在于：该第一参考倍率为该影像处理设备的最小倍率，该第二参考倍率为该影像处理设备的最大倍率，该控制器依据该最小倍率、该最大倍率、该第一参考增益值、该第二参考增益值以及另外若干个目前倍率，利用内插法计算相对应于每一该另外若干个目前倍率的另外若干个目前增益值，并且该控制器将这些另外若干个目前倍率与相对应的这些另外若干个目前增益值建立成一查询表，该查询表储存于该第一缓存器，以于该影像处理设备变换至该另外若干个目前倍率的一目前倍率时，利用与该一个目前倍率相对应的上述另外若干个目前增益值中的一个目前增益值来补偿该光学防手震系统。

4.如权利要求1所述的增益校准装置，其特征在于：该第一缓存器储存该影像处理设备的第一参考倍率、第二参考倍率以及第三参考倍率，该第一参考倍率、该第二参考倍率以及该第三参考倍率分别对应于该光学防手震系统的第一参考增益值、第二参考增益值以及第三参考增益值。

5.如权利要求4所述的增益校准装置，其特征在于：该第一参考倍率为该影像处理设备的最小倍率，该第三参考倍率为该影像处理设备的最大倍率。

6.一种校准增益值的方法，用于影像处理设备的光学防手震系统，其特征在于：该方法包括下列步骤：

(a)激活该光学防手震系统的防震机制；

(b)对该回转信号资料进行积分，以形成一积分资料；

(c)储存该回转信号资料、该积分资料；

(d)判断该影像处理设备的目前倍率与先前倍率是否相同，当该目前倍率与该先前倍率不相同时，控制器从该影像处理设备读取该目前倍率；

(f)依据该至少一参考倍率、该至少一参考增益值以及该目前倍率，利用内插法计算相对应于该目前倍率的目前增益值，并用以取代已经储存的该目前增益值。