CN1185861C

CN1185861C - 分辨率校正设备及方法

Info

Publication number: CN1185861C
Application number: CNB021583609A
Authority: CN
Inventors: 吉田卓司
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: KR20030057407A; US7228007B2; EP1326430A3; JP2003198880A; JP4023716B2; EP1326430A2; TW200302022A; TWI223554B; US20030122938A1; CN1430403A

Abstract

一种分辨率校正设备，包括：轮廓信号发生器，其按照图象信号产生表示图象轮廓的轮廓信号；轮廓校正信号发生器，其按照轮廓信号发生器产生的轮廓信号和从图象中心到图象的外围部分径向增加的校正量来产生轮廓校正信号；轮廓校正信号加法器，其将轮廓校正信号发生器产生的轮廓校正信号加到图象信号上。

Description

分辨率校正设备及方法

技术领域

本发明涉及分辨率校正设备和程序，用于校正通过便携式装置中使用的照相机，即电子静止照相机等捕获的图像的分辨率，以及涉及上面记录有相同程序的计算机可读记录介质。

背景技术

小型便携式装置中使用的照相机，即电子静止照相机的尺寸越来越小。这种照相机中设置的透镜具有其独特的透镜像差，并且其特征在于：由包含这种透镜的照相机捕获的图像的分辨率在图像的外围部分比在图像的中心部分要低。因为图像的分辨率在图像的外围部分要比在与透镜中心相对应的中央部分的低，所以具有这种透镜的照相机捕获的图像不清楚。

当增加透镜的数目，以便防止分辨率在图像的外围降低时，采用这种透镜的照相机的尺寸、重量和成本增加。在降低生产成本和诸如透镜之类的光学透镜的尺寸方面，有着强烈的要求，因此增加照相机中，例如便携式装置中使用的照相机、电子静止照相机等等中使用的透镜数目并不容易。

日本公开专利申请NO.7-74987公开了一种结构，其防止了分辨率在图像的外围部分降低却不增加透镜数目。图10是该出版物中公开的常规分辨率校正设备9的方框图。分辨率校正设备9具有输入端T，表示照相机捕获的图像的图像信号通过输入端T来输入。输入到输入端T的图像信号被提供给校正加法部分91，轮廓校正信号产生部分89和校正量调节部分93中的每一个。轮廓校正信号产生部分89具有水平校正信号发生器90。水平校正信号发生器90按照输入到输入端T的图像信号来产生水平轮廓校正信号，并将产生的水平轮廓信号输出到设置在校正量调节部分93中的水平可变放大器94。

校正量调节部分93还包括水平抛物线形波(parabolic wave)发生器95，其接收输入到输入端T的图像信号，并且将与图像信号同步的水平抛物线形波信号输出到水平可变放大器94。水平可变放大器94按照由水平抛物线形波发生器95产生的水平抛物线形波信号非线性地调节由水平校正信号发生器90产生的水平轮廓校正信号，以致在由图像信号表示的图像的左边部分和右边部分校正量变大。

水平可变放大器94的输出提供给校正加法部分91中设置的水平加法器92。水平加法器92将输入到输入端T的图像信号延迟，以便与水平可变放大器94调节的水平轮廓校正信号同步，并且水平加法器92还将延迟的图像信号加到水平轮廓校正信号上。这种相加加重了由图像信号表示的图像的水平轮廓。

水平加法器92的输出提供给设置在轮廓校正信号产生部分89中的垂直校正信号发生器96和设置在校正加法部分91中的垂直加法器97。垂直校正信号发生器96按照图像信号来产生垂直轮廓校正信号，所述的图像信号表示具有水平加法器92加重的水平轮廓的图像。

校正量调节部分93还包括垂直抛物线形波发生器99和垂直可变放大器98。垂直抛物线形波信号发生器99将与输入到输入端T的图像信号同步的垂直抛物线形波信号输出到垂直可变放大器98。垂直可变放大器98按照由垂直抛物线形波发生器99输出的垂直抛物线形波信号来非线性地调节垂直校正信号发生器96产生的垂直轮廓校正信号，以便在由图像信号表示的图像的上边和下边部分使校正量变大。

垂直可变放大器98的输出被提供给设置在校正加法部分91中的垂直加法器97。垂直加法器97延迟表示具有由水平加法器92加重的水平轮廓的图像的图像信号，以便与垂直可变放大器98调节的垂直轮廓校正信号同步，并且垂直加法器97还将延迟的图像信号加到垂直轮廓校正信号上。这种相加过程进一步加重了具有加重水平轮廓的图像的垂直轮廓。

表示具有由垂直加法器97加重的垂直轮廓的图像的图像信号作为轮廓被校正的图像信号提供给后续阶段的电路(未示出)。在由垂直加法器97加重了垂直轮廓的图像信号所表示的图像中，水平轮廓也被加重，以致非线性地校正图像中的轮廓，所以可以在透镜分辨率较低的外围部分大大加重图像的轮廓。

沿着从照相机中设置的透镜的中心到透镜外围部分的方向，照相机捕获的图像的分辨率逐渐降低。例如，在中心与图像中心相同的最小同心圆中，在由最小的同心圆规定的整个区域中分辨率实际上处于相同的水平上。对于其它较大的同心圆也可以这样说。但是，在较大的同心圆中，仅仅在除去由较小同心圆规定的区域之外的区域中分辨率实际上才处于相同的水平。例如，在中心与图像的中心相同的第二小同心圆中，在除去由最小的同心圆规定的区域之外的整个区域中，分辨率实际上处于相同的水平。因此，为了进行校正以便在图像中获得均匀的分辨率，由圆心与图像的中心相同的同心圆所规定的各自区域的校正量要相等。

但是，前面提及的常规分辨率校正设备9中，在水平可变放大器94加重图像的水平轮廓之后，由垂直可变放大器98加重图像的垂直轮廓，因此，在与图像同心的同心圆中，校正量并不相同。因此，存在着在图像中不能获得均匀分辨率和校正的图像显得不自然的问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种分辨率校正设备，其包括：轮廓信号发生器，其按照图像信号产生表示图像轮廓的轮廓信号；轮廓校正信号发生器，其按照轮廓信号发生器产生的轮廓信号和沿从图像中心到图像外围部分径向增加的校正量来产生加重图像轮廓的轮廓校正信号；轮廓校正信号加法器，其将轮廓校正信号发生器产生的轮廓校正信号加到图像信号上。

在本发明的一个实施例中，分辨率校正设备还包括校正量存储电路，用于存储沿从图像中心到图像外围部分径向增加的校正量，轮廓校正信号发生器按照轮廓信号和存储在校正量存储电路中的校正量来产生轮廓校正信号。

在本发明的一个实施例中，校正量存储电路存储与从图像的中心位置算起的距离相关的校正量，设备还包括校正量读出电路，用于按照从图像中心位置算起的距离来读取存储在校正量存储电路中的校正量，以及向轮廓校正信号发生器提供读取的校正量。

在本发明的一个实施例中，分辨率校正设备还包括：校正函数存储电路，用于存储规定了校正量和从图像中心算起的距离之间的关系的函数，和校正量计算电路，用于按照函数和从图像中心位置算起的距离来计算校正量，以及将校正量提供给轮廓校正信号发生器。

根据本发明的另一方面，提供一种采用计算机的分辨率校正方法，其特征在于所述计算机执行以下步骤：a)按照图像信号产生表示图像轮廓的轮廓信号；b)按照在步骤a)产生的轮廓信号和沿着从图像中心到图像外围的径向方向增加的校正量来产生轮廓校正信号，用于加重图像的轮廓；和c)将在步骤b)产生的轮廓校正信号加到图像信号上。

因此，这里说明的发明有以下优点：(1)分辨率校正设备和方法能够校正照相机捕获的图像以便图像具有均匀分辨率，和计算机可读介质具有记录在其上的相同程序；和(2)分辨率校正设备和程序能够校正照相机捕获的图像，以致在中心与图像的中心相同的同心圆中校正量相同，和计算机可读介质具有记录在其上的相同程序。

参考附图阅读和理解下面的详细说明，本领域的技术人员将会清楚本发明的这些和其它的优点。

附图说明

图1是根据本发明实施例的分辨率校正设备的方框图。

图2是设置在图1的分辨率校正设备中的水平轮廓信号发生器的方框图。

图3是设置在图1的分辨率校正设备中的水平轮廓信号发生器的时序图。

图4是设置在图1的分辨率校正设备中的垂直轮廓信号发生器的方框图。

图5是用来解释设置在图1的分辨率校正设备中的校正量存储电路中存储的校正量表的示意图。

图6示出了根据本发明实施例的分辨率校正方法流程图。

图7是用于解释根据本发明实施例的计算机和计算机可读介质的示意图，其中计算机可读介质具有记录在其上的分辨率校正程序。

图8是根据本发明另一实施例的分辨率校正设备。

图9是根据本发明又一实施例的分辨率校正设备。

图10是常规分辨率校正设备的方框图。

具体实施方式

图1是根据本发明实施例的分辨率校正设备的方框图。分辨率校正设备1校正由诸如CCD或者CMOS传感器之类的固态成像元件捕获的图像的分辨率。分辨率校正设备1包括输入端T。输入端T接收表示由诸如CCD或者CMOS传感器之类的固态成像元件捕获的图像的图像信号S1。输入到输入端T的图像信号S1被提供给设置在轮廓信号发生器11中的水平轮廓信号发生器12和垂直轮廓信号发生器13，以及轮廓校正信号加法器19。

水平轮廓信号发生器12通过从图像信号S1中提取水平轮廓分量来产生水平轮廓信号，并且将水平轮廓信号S2输出到设置在轮廓校正信号发生器16中的水平轮廓校正信号发生器17。

图2是水平轮廓信号发生器12的方框图，图3是水平轮廓信号发生器12的时序图。

参考图2，输入到输入端T的图像信号S1被提供给延迟电路20和乘法器23。乘法器23通过二等分输入到输入端T的图像信号S1来产生信号S6，并且将结果信号输出到加减器(adder-subtractor)24。延迟电路24通过将输入到输入端T的图像信号S1延迟与水平方向的一个象素的值相对应的时间周期来产生信号S7，并且将信号S7输出到延迟电路21和加减器24。延迟电路21还通过将信号S7延迟与水平方向的一个象素的值相对应的周期来产生信号S8，并且将信号S8输出到乘法器22，所述信号S7是由延迟电路20将图像信号S1延迟与水平方向的一个象素的值相对应的时间周期产生的。乘法器22通过二等分延迟电路21产生的信号S8来产生信号S9，并且将信号S9输出到加减器24。

加减器24从延迟电路20产生的信号S7中减去由乘法器23产生的信号S6和乘法器22产生的信号S9，以便产生水平轮廓信号S2，它就是从信号S7之中提取的水平轮廓分量。

参考图1，垂直轮廓信号发生器13接收来自输入端T的图像信号S1，并且通过从图像信号S1中提取垂直轮廓分量来产生垂直轮廓信号S3，垂直轮廓信号S3被输出到垂直轮廓校正信号发生器18。

图4是垂直轮廓信号发生器13的方框图。在图4中，用相同的参考数字来表示与图2中示出的水平轮廓信号发生器12相同的单元，而省略其说明。在垂直轮廓信号发生器13中，设置了各将输入至此的信号延迟与一个水平线相对应的值的延迟电路20A和21A，代替各将输入至此的信号延迟与一个象素相对应的值的延迟电路20和21。借助这种结构，通过与水平轮廓信号电路12相同的方式，从输入信号中提取垂直轮廓分量来产生垂直轮廓信号S3。

参考图1，分辨率校正设备1包括校正量存储电路14。校正量存储电路14存储校正量，所述的校正量沿着从固态成像单元捕获的图像的中心到图像的外围的径向方向增加。

图5是用于解释存储在校正量存储电路14中的校正量表25的示意图。校正量表25按照矩阵的形式来设置，以便矩阵中的位置与固态成像单元捕获的图像中包括的象素相对应。在与图像中包括的一个象素相对应的每个位置中存储与一个象素对应的校正量。存储在与图像的中心26同心的最内同心圆中的位置的校正量是0。而存储在最内同心圆之外和从中心起的第二同心圆之内的位置的校正量大于0，它等于1。存储在从中心起的第二同心圆之外和最外侧同心圆之内的位置的校正量大于1，它等于2。校正量表25中存储在最外侧同心圆之外的位置的校正量大于2，它等于4，但是校正量表25四角部分的位置除外。存储在校正量表25四角部分中的校正量大于4，它等于7。

如上所述，存储在校正量存储电路14中的校正量沿着从图像中心26到图像外侧部分的径向方向增加。

参考图1，分辨率校正设备1包括校正量读出电路15。校正量读出电路15从校正量存储电路14中一个象素一个象素地读取要校正的象素的校正量。

水平轮廓校正信号发生器17将水平轮廓信号发生器12产生的水平轮廓信号与每个象素的校正量相乘，以便产生水平轮廓校正信号S4，所述校正量沿着从图像中心26到图像的外侧部分的径向方向增加，并且水平轮廓校正信号发生器17将水平轮廓校正信号S4输出到轮廓校正信号加法器19。垂直轮廓校正信号发生器18将垂直轮廓信号发生器13产生的垂直轮廓信号S3与每个象素的校正量相乘，以便产生垂直轮廓校正信号S5，所述校正量沿着从图像中心26到图像外围的径向方向增加，垂直轮廓校正信号发生器18还将垂直轮廓校正信号S5输出到轮廓校正信号加法器19。

轮廓校正信号加法器19将水平轮廓校正信号发生器17产生的水平轮廓校正信号S4和垂直轮廓校正信号发生器18产生的垂直轮廓校正信号S5加到输入到输入端T的图像信号上S1。

图6示出了根据本发明实施例的分辨率校正方法的流程图。在具有上述结构的分辨率校正设备1中，当图像信号S1被输入到输入端T时，水平轮廓信号发生器12根据图像信号S1产生水平轮廓信号S2。垂直轮廓信号发生器13根据图像信号S1产生垂直轮廓信号S3(步骤S1)。

校正量读出电路15一个象素一个象素地从校正量存储电路14中读取校正量，所述的校正量沿着从图像中心26到图像外围的径向方向增加(步骤S2)。水平轮廓校正信号发生器17将水平轮廓信号发生器12产生的水平轮廓信号S2与每个象素的校正量相乘，以便产生水平轮廓校正信号S4(步骤S3)，所述的校正量沿着从图像中心26到图像外围的径向方向增加，并且它被校正量读出电路15读取。垂直轮廓校正信号发生器18将垂直轮廓信号发生器13产生的垂直轮廓信号S3与每个象素的校正量相乘，以便产生垂直轮廓校正信号S5(步骤S4)，所述的校正量沿着从图像中心26到图像外围的径向方向增加，并且它被校正量读出电路15读取。轮廓校正信号加法器19将水平轮廓校正信号发生器17产生的水平轮廓校正信号S4和垂直轮廓校正信号发生器18产生的垂直轮廓校正信号S5加到输入到输入端T的图像信号上(步骤S5)。确定是否对包含在图像中的所有象素都执行了校正(步骤S6)。当确定并未对包括在图像中的所有象素执行了校正时(步骤S6的“否”)，则流程返回到步骤S1。另一选择是，当确定对包含在图像中的所有象素都执行了校正时(步骤S6的“是”)，分辨率校正方法结束。

可以由分辨率校正程序来执行参考图6说明的分辨率校正方法，所述的分辨率校正程序是计算机程序。

图7是用于解释计算机和计算机可读记录介质的示意图，所述的记录介质具有记录在其上的分辨率校正程序。在图7中，计算机30包括CD-ROM驱动器33。CD-ROM驱动器33容纳着具有记录在其上的分辨率校正程序的CD-ROM 38。计算机30还包括FD(软盘)驱动器34。FD驱动器容纳着FD 39。

计算机30还包括硬盘32。由计算机30从插入到CD-ROM驱动器33的CD-ROM 38中读出的分辨率校正程序被安装在硬盘32之中。计算机30还包括内存31。内存31读取安装在硬盘32中的分辨率校正程序。计算机30还包括外部接口35。外部接口35接收图像信号，所述的图像信号表示分辨率得到分辨率校正程序校正的图像。计算机30还包括显示装置36和输入部分37，输入部分37包括键盘、鼠标等等。

当记录了分辨率校正程序的CD-ROM 38插入CD-ROM驱动器33中时，计算机30将记录在CD-ROM 38上的分辨率校正程序安装在硬盘32上。计算机30将安装在硬盘32中的分辨率校正程序读入内存31并执行分辨率校正程序。当图像信号输入到外部接口35时，分辨率校正程序校正由输入到外部接口35的图像信号所表示的图像的分辨率。

记录在插入到FD驱动器34中的FD盘39上的分辨率校正程序可以安装在硬盘32上。为了由分辨率校正程序校正由图像信号表示的图像的分辨率，图像信号可以记录在CD-ROM 38或者FD 39上，并且经过CD-ROM 33或者FD驱动器34输入到计算机30中。

如上所述，根据本发明，通过将校正量分别与水平和垂直轮廓信号S2和S3相乘来产生水平和垂直轮廓校正信号S4和S5，所述的校正量沿着从图像中心26到图像外围的径向方向增加。将水平和垂直轮廓校正信号S4和S5加到图像信号S1上。这就可以以较高的精度校正沿着从图像中心到图像外围的径向方向逐渐降低的图像分辨率，从而获得具有均匀分辨率的图像。

图8是根据本发明另一实施例的分辨率校正设备2的方框图。在图8中，用相同的参考数字来表示与上面参考图1描述的分辨率校正设备1中相同的单元，并且省略其说明。分辨率校正设备2与分辨率校正设备1的不同之处在于还包括了中心位置存储电路27和距离计算电路28，并且设置校正量存储电路14A，以替代校正量存储电路14。

中心位置存储电路27存储由固态成像元件捕获的图像的中心位置。距离计算电路28计算存储在中心位置存储电路27中的图像的中心位置与要校正分辨率的象素之间的距离。校正量存储电路14A存储用来定义校正量和距图像中心的距离之间的关系的表。

当距离计算电路28计算存储在中心位置存储电路27中的图像的中心位置与要校正分辨率的象素之间的距离时，校正量读出电路15按照图像的中心位置与要校正分辨率的象素之间的距离从校正量存储电路14A中读出校正量，所述的距离由距离计算电路28计算得到。

如上所述，校正量存储电路14A存储用来定义校正量和距图像的中心位置的距离之间的关系的表，因而，与存储校正量表25的校正量存储电路14相比，能够减少存储容量，在所述的表25中，包括在图像中的每个象素的校正量存储在相应的位置。

图9是根据本发明又一实施例的分辨率校正设备3的方框图。在图9中，用相同的参考数字来表示与上面参考图8描述的分辨率校正设备2中相同的单元，并且省略其说明。分辨率校正设备3与分辨率校正设备2的不同之处在于设置了校正函数存储电路29，代替校正量存储电路14A，和设置了校正量计算电路30，代替校正量读取电路15。

校正函数存储电路29存储用于定义校正量与从图像中心位置到要校正分辨率的象素的距离之间的关系的函数。该函数例如由逼近多项式表示。校正量计算电路30通过将图像中心和要校正分辨率的象素之间的距离赋给存储在校正函数存储电路29中的函数来计算校正量，所述的距离由距离计算电路28计算而得。

按照这种方式，校正量存储电路29存储用于定义校正量和距图像的中心位置的距离之间的关系的函数，因此不需要诸如校正量存储电路14或者14A之类用于存储校正量的存储电路。

如上所述，本发明提供一种分辨率校正设备和程序，其能够校正照相机捕获的图像以使图像具有均匀分辨率，和计算机可读介质，其上记录有分辨率校正程序。

此外，本发明提供一种分辨率校正设备和程序，其能够校正照相机捕获的图像，以致在中心与图像的中心相同的同心圆中校正量相同，和计算机可读介质，其上记录有相同程序。

本领域的技术人员清楚各种其它的修改，并很容易进行各种修改，而不脱离本发明的范围和实质。因此，此处陈述的说明并非要限制所附权利要求的范围，而是可以对权利要求进行广泛地解释。

Claims

1.一种分辨率校正设备，包括：

轮廓信号发生器，用于按照图像信号产生表示图像轮廓的轮廓信号；和轮廓校正信号加法器，其特征在于还包括：

轮廓校正信号发生器，用于按照轮廓信号发生器产生的轮廓信号和沿从图像中心到图像的外围部分径向增加的校正量来产生加重图像轮廓的轮廓校正信号；

其中所述轮廓校正信号加法器将轮廓校正信号发生器产生的轮廓校正信号加到图像信号。

2.根据权利要求1所述的分辨率校正设备，其特征在于还包括校正量存储电路，用于存储沿着从图像中心到图像外围部分的径向方向增加的校正量，其中轮廓校正信号发生器按照轮廓信号和存储在校正量存储电路中的校正量来产生轮廓校正信号。

3.根据权利要求2所述的分辨率校正设备，其特征在于校正量存储电路存储与从图像的中心位置算起的距离相关的校正量，该设备还包括校正量读出电路，用于按照从图像中心位置算起的距离来读取存储在校正量存储电路中的校正量，以及向轮廓校正信号发生器提供读取的校正量。

4.根据权利要求1所述的分辨率校正设备，其特征在于还包括：

校正函数存储电路，用于存储规定校正量与从图像的中心位置算起的距离之间的关系的函数，和

校正量计算电路，用于按照函数和从图像的中心位置算起的距离来计算校正量，以及将校正量提供给轮廓校正信号发生器。

5.一种采用计算机的分辨率校正方法，其特征在于所述计算机执行以下步骤：

a)按照图像信号产生表示图像轮廓的轮廓信号；

b)按照在步骤a)产生的轮廓信号和沿着从图像中心到图像外围的径向方向增加的校正量来产生轮廓校正信号，用于加重图像的轮廓；和

c)将在步骤b)产生的轮廓校正信号加到图像信号上。