CN1482513A - 用小数据集作非均匀图像重映射的照相机、成像装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种照相机具有机身和安装在机身内的电子捕获单元。电子捕获单元有选择地捕获景物图像，并将其作为具有第一像素阵列的表示电子图像存储。在机身中安装控制系统。该控制系统提供经重映射的具有第二像素阵列的电子图像。机身中设有存储单元。存储单元存储数据集，数据集定义多个可映射到所述第一像素阵列的基本输入坐标和多个可映射到所述第二像素阵列的基本输出坐标之间的非均匀映射。控制系统利用该数据集对输入电子图像的像素重映射，以便提供重映射电子图像。

Description

用小数据集作非均匀图像重映 射的照相机、成像装置和方法

技术领域

本发明涉及摄影、摄影装置和方法，更具体地讲，涉及用小变形向量数据集进行非均匀图像重映射的照相机、其它成像装置和方法。

背景技术

一些数字照相机包括提供模板背景的能力，图像可置入模板背景中。美国专利NO.5477264中介绍了这种照相机。所述照相机还提供创建单色或深褐色图像的特殊模式。基于个人计算机的软件应用，例如Adobe Photo Deluxe^TM允许将捕获图像的面部置入现有图像中，例如将一个人的头部移到历史场景中某人的身体上。这些程序还允许拉伸或缩小图像的各部分。美国专利NO.6097901、NO.6072962和NO.6070013公开了这样的照相机和系统，其中，在照相洗印期间，根据媒体单元上记录的编码修改整个或部分捕获图像。捕获时显示效果或受该效果影响的图像区域。编码可以包括照相洗印时产生所述效果所必需的算法或生成算法所必需的信息。

美国专利NO.5477264中公开的照相机具有存储卡，它包括修改捕获图像期间所用的文件。这些文件可包括以下信息：图像处理软件、查找表、矩阵、压缩表、动态范围优化表以及其它能够影响捕获图像的文件。

照相机和其它成像装置中所用数字存储单元中的空间总是受很多互相矛盾的需要制约。

因此希望提供改进的照相机、其它捕获装置和方法，以提供利用需要很少存储空间的小数据集的非均匀图像修改。

发明内容

本发明在其广义方面，提供照相机、其它成像装置和方法。在具体实施例中，照相机具有机身和安装于机身中的电子捕获单元。电子捕获单元有选择地捕获景物图像并将其作为具有第一像素阵列的表示电子图像存储。在机身中安装控制系统。控制系统提供具有第二像素阵列的重映射电子图像。在机身中设置存储单元。存储单元存储数据集，所述数据集定义可映射到所述第一像素阵列上的多个基本输入坐标和可映射到所述第二像素阵列上的多个基本输出坐标之间的非均匀映射。控制系统使用所述数据集重映射输入电子图像的像素，从而提供重映射电子图像。

所述改进的照相机、其它捕获装置和方法提供利用需要很少存储空间的小数据集的非均匀图像修改，这正是本发明的优点。

附图说明

通过参照本发明实施例的下述描述，结合附图，本发明的上述和其它特征及目的以及取得它们的方法将变得显而易见，并且本发明本身会得到更好地理解。图中：

图1是所述系统第一实施例的示意图。

图2是所述系统第二实施例的示意图。

图3是图1所示照相机的示意图。

图4是图3所示照相机的透视图。

图5是图3所示照相机的局部分解图。

图6是图2所示照相机的示意图。

图7是所述数字相机的另一实施例的简化示意图。

图8是非均匀图像重映射的示例的示意图。

图9是所述方法的另一实施例的简化示意图。

图10是说明图7所示照相机的第一操作模式的流程图。

图11是说明图7所示照相机的第二操作模式的流程图。

图12是说明图7所示照相机的第三操作模式的流程图。

图13是说明图7所示照相机中不同处理步骤之间关系的图示。

图14是说明第一CIT文件的图示。

图15是说明第二CIT文件的图示。

图16是扫描器套件的实施例的图示。

图17是显示修改图像并将CIT码写入胶片各帧中的照相机实施例的部分示意图。

图18是根据CIT查找表读取胶片上记录的CIT码并提供改进照相洗印的照相洗印系统的示意图。

图19a是输出坐标网格的示意图。基本输出坐标用圆圈表示。块用线条指示。

图19b是表示辅助输出坐标的图19a所示块之一的放大图。

图20是表示分别叠加于表示图像和修改图像上的输入和输出坐标网格的示意图[后者中的空白区域将由部分替代模板占据(未示出)]。

图21是非均匀图像重映射的另一实例的示意图。

具体实施方式

在本发明的方法中，用户有选择地修改捕获的表示电子图像以生成修改图像。修改图像立即在显示器上显示给用户。捕获装置采用一种本文中称为创新图像变换(亦称为“CIT”)的修改文件逐块处理图像，以使存储需求最小的方式创建修改图像。稍后照相洗印单元提供照相洗印产物，这与显示器上显示的修改图像类似。

在本文中用术语“表示图像”指这种电子图像，即尚未经过用户选定的旨在使图像不太真实的修改的电子图像。相对于原始捕获并数字化的电子图像，表示图像不一定是未经修改的。例如，表示图像可以是初始电子图像经过彩色校正和白色平衡的产物。

为方便起见，根据用胶片数字混合照相机或数字相机作为捕获装置12以及周接受胶片或数字媒体或者两者都接受的数字照相洗印单元作为照相洗印单元14的实施例，对本发明作一般描述。图1说明具有混合照相机24的实施例。图2说明具有数字相机24的实施例。具有这里所述特征的合适的数字照相洗印单元是本领域技术人员所熟知的。同样的考虑适用于其它的用于捕获图像并对其作数字处理的成像装置，例如包括扫描器的打印套件。

参照图1-2所示的实施例，本发明的系统10具有捕获装置12和照相洗印单元14。捕获装置12将景物图像作为电子图像捕获(11)，然后将电子图像数字化并加以处理(13)，从而提供表示电子图像(图1-2中的“表示图像”)。临时存储(15)表示图像并显示(17)给用户。

照相机捕获归档图像并将其存储到可移动媒体19上。在图1所示的混合照相机中，可移动媒体19是照相胶片单元，胶片潜像的捕获(21)与电子图像的捕获(11)同步进行。在图2所示的数字相机中，可移动媒体是可移动存储单元，归档图像是拷贝(23)到可移动存储单元中的表示图像的复制品。

照相机接受(25)用户向照相机指定CIT的输入。表示图像经修改(27)并被显示(29)。照相机接受(31)指示应该保存修改图像的用户输入，照相机将CIT的标识符写入(33)可移动媒体19中。修改图像被丢弃(35)。

在取出媒体19并将该媒体转到照相洗印单元之后，将归档图像数字化(37)，加以数字处理(39)，并将其输出(41)以提供最终的图像。数字处理可以包括对输出媒体的补偿。对于胶片，要在数字处理之前使胶片显影(43)并数字化(45)。

捕获装置12和照相洗印单元14可以是单一结构，或者可以分立装置的形式提供。第一种情况的例子有包括扫描器20和打印机22的套件18(图16所示)或者具有独立打印机22(未示出)的照相机24。对于后一种情况，捕获装置12是照相机24，而照相洗印单元14是商业批发或零售的照相洗印装置、家用打印机等等。照相洗印单元14还可以是套件18的工作部件，用于打印较早捕获的图像。

现参照图3-5，在特定实施例中，照相机24具有容纳归档图像捕获单元28和评估图像捕获单元30的机身26。这两个不同的捕获单元28、30可以采取各种形式，且彼此可以完全分离或者可以共用一些或多数部件。

评估图像捕获单元30以电子方式捕获景物图像，它还可以称为电子图像捕获单元。归档图像捕获单元28可以电子方式或在胶片上捕获图像，这取决于具体实施例。这里主要联系归档图像捕获单元28对照相机24进行描述。归档图像捕获单元28利用作为归档媒体的照相胶片捕获潜像，这种归档图像捕获单元28亦可称为“胶片图像捕获单元”。

机身26为其它部件提供结构支持和保护。照相机24的机身26可以加以改变，以满足特定用途和风格考虑的要求。如果机身26具有共同连接于机架36上的前后盖32、34，就会很方便。照相机24的很多部件可以安装到机架36上。胶片门38和上翻式闪光单元40可绕轴转动地连接到前后盖32、34及机架36。

归档图像捕获单元28具有在使用期间固定胶片单元44的胶片固定器42。胶片固定器42的结构随所用胶片单元44的类型而定。图中所示照相机24可重装胶片，它使用先进摄影系统(Advanced PhotoSystem^TM，“APS”)胶片盒。这种类型的胶片单元44较方便，但不限于此。例如，其它可用类型的胶片单元44包括型号35(“35mm”)和胶卷。

胶片固定器42包括一对片盒腔46、48和片盒腔46、48之间的曝光框50。胶片单元44具有设置于片盒腔48内的筒或固定器52。胶片54绕在由筒52固定的卷轴56上。使用期间，胶片54越过曝光框50延伸，在另一片盒腔46内绕成胶片卷58。曝光框50具有一个开孔，每次拍照时光图像通过这个开孔使胶片帧60曝光。

胶片输送器62使胶片54越过曝光框50移动。图5所示的胶片输送器62包括位于供给卷轴56内的电动机64。也可以使用其它类型的电动传输机制和手动传输。可以在胶片前进或倒片期间进行潜像曝光。

照相机24具有确定胶片类型的IX-DX编码阅读器(未示出)和将数据写入APS胶片磁性层的数据写入器66。这是一种方便的方法，但不限于此。可以使用其它类型的数据写入器66，包括光学写入器和电子数据写入器，光学写入器在胶片54上形成潜像数据，而电子数据写入器则向胶片单元44中的电子存储器写入(未示出)。

电子图像捕获单元30具有电子阵列成像器68，它安装在机身26中，经配置可以捕获与胶片单元中潜像捕获的景物相同的景物。所用的成像器68的类型可以改变，但成像器68最好是可获得的几种固态成像器之一。一种通常使用的非常流行的固态成像器是电荷耦合器件(“CCD”)。在几种可获得的CCD型号中有两种容易加装电子快门，因此最好用于本用途中。这两种类型之一，即帧传输CCD，允许通过感光产生电荷并接着将所有图像电荷转移到光屏蔽的非感光区。接着将该区按时钟输出以提供抽样电子图像。第二种类型，即行间传输CCD，还通过转移电荷进行快门控制，不过电荷被转移到高于或低于各图像行的区域，使得存储区数量与图像行数量一样多。存储行接着以适当的方式移出。这两种CCD成像器中每一种都既有优点又有缺点，但都适合于本应用。典型的CCD具有充当时钟驱动器、模拟信号处理器112(ASP)和A/D转换器110的分立元件。还可能使用以CMOS技术制造的电子图像传感器。这种类型的成像器对使用是有吸引力的，因为它可以用现有的固态工艺容易地制造并适合与单电源一起使用。此外，该工艺允许将外设电路集成到同一半导体芯片上。例如，CMOS传感器可以包括集成于单片IC上的时钟驱动器、模拟信号处理器112和A/D转换器110部件。可用的第三种传感器是电荷注入器件(CID)。这种传感器与所述其它器件的不同之处在于，为了读取，不用将电荷移出器件。读是通过将电荷移入像素内完成的。这就允许非破坏性地读取阵列中的任何像素。如果在该器件外部加装快门，则可重复读取阵列而不会破坏图像。快门控制可以通过外部快门完成，或者不用外部快门，通过将电荷注入衬底中复合而完成。

电子成像捕获单元30捕获三色图像。最好使用具有三色滤光器(未分开显示)的单个成像器68；不过，可以使用多个单色成像器和滤光器。合适的三色滤光器已为本领域的技术人员所熟知，它们通常与成像器结合以提供一种完整的部件。

现主要参照图3、6和7，照相机24具有安装于机身26中的一个或多个透镜的光学系统。光学系统10用虚线和若干透镜元件组表示。应理解，这是说明性而非限制性的。光学系统10将光引导到曝光框50以及电子阵列成像器68。光学系统10还可将光通过取景器70引导至用户。成像器68与曝光框50之间留有间隔，这样，光学系统10沿着第一路径(用点线72表示)将光引导至曝光框50，沿着第二路径(用点线74表示)引导至电子阵列成像器68。两条路径72、74都在照相机24前被摄物图像平面上某个位置会聚。在图3中，光学系统10具有第一和第二路径，它们会聚于被摄物图像，并延伸到拍摄镜头单元76和组合镜头单元78，组合镜头单元78既包括成像器镜头单元又包括取景器镜头单元。组合镜头单元78具有部分透射镜80，部分透射镜80将到成像器68的成像器子路径和取景器子路径之间的第二光路74进一步细分，取景器子路径通过全反射镜82重定向，并通过目镜84发送给摄像者。

光学系统10可以变化。取景器镜头单元和成像器镜头单元可以完全分开，或者组合镜头单元既可以包括拍摄镜头单元又可以包括成像器镜头单元(未示出)。也可以提供其它备选光学系统。

再次参照图3所示的实施例，拍摄镜头单元76是电动变焦镜头，其中，相对于静止的一个或多个元件，移动的一个或多个元件由变焦驱动器86驱动。组合镜头单元78也具有相对于静止的一个或多个元件由变焦驱动器86驱动的一个或多个移动元件。通过机械方式(未示出)，或者通过控制器88向变焦驱动器86发信号以使单元的变焦元件同时在相同或可比的焦距范围上移动，以使相连的不同变焦驱动器86达到相同的变焦程度。控制器88可采取适当配置的微计算机的形式，例如具有用于数据处理和一般程序执行的RAM的嵌入式微处理器112。

图3的实施例的拍摄镜头单元76还可以自动聚焦。自动聚焦系统90具有向测距仪94发送信号的传感器92，测距仪94接着控制聚焦驱动器96，以移动拍摄镜头单元76的一个或多个可聚焦元件(未单独示出)。自动聚焦可以是被动式或主动式或者是这两者的组合。

拍摄镜头单元76可以很简单，例如具有单一焦距和手动聚焦或者固定焦距，但这不是最佳的。取景器镜头单元和成像器镜头单元之一或两者可以具有固定焦距，或者其中之一或两者都可以在不同的焦距之间变焦。成像器68还可以用数字缩放(放大数字图像等效于光学变焦)代替光学变焦或者与光学变焦相结合。在图像捕获之前，成像器68和显示器16可以代替光学取景器70或与之相结合用作取景器70。

尽管可以其它方式使用照相机24，但归档图像旨在提供用户所需经洗印处理的最终图像的基础，而验证图像旨在提供对最终图像中将要提供的结果的检查。这样，这种验证图像不必具有与归档图像一样的质量。结果，对于图3的照相机24，成像器68以及将光引导到成像器68的部分光学系统10可以做得更小、更简单且更轻。例如，拍摄镜头单元76可以聚焦，成像器68镜头单元可以具有固定焦距，或者可以在不同范围上或在少量聚焦位置之间聚焦。

胶片快门98控制到曝光框50的光路通断。成像器快门100控制到成像器68的光路通断。还可以在两条光路上设置光阑/光圈挡片102。快门98、100中每一个都可以在开状态和关状态之间切换。术语“快门”广义上指提供以下功能的物理和/或逻辑元件：允许光沿着光路通往胶片54或成像器68，以便进行图像捕获以及在其它时间不允许光通过。因此，“快门”包括但不限于所有类型的机械式和机电式快门。“快门”不包括胶片输送器以及仅将胶片或成像器移入或移出光路中的类似机构。“快门”包括在照相机控制器88控制下允许启动和停止成像操作的、电子阵列成像器的计算机软件和硬件特征。

在目前的最佳实施例中，胶片快门98是机械式或机电式，而成像器快门100是机械式或电子式。成像器快门100由虚线表示，既表示机械式成像器快门100的位置又表示电子快门的功能。当使用CCD时，通过转移光屏蔽下的累积电荷，就可以提供成像器的电子快门控制。这可能是帧传输器件CCD中完全相邻的帧存储区域或者是行间传输器件CCD中的垂直存储行。合适的器件和步骤为本领域的技术人员所熟知。当使用CID时，在曝光开始时将每个像素上的电荷注入衬底。在曝光结束时，读取每个像素中的电荷。所面临的困难是，与最后读取的像素相比，首先读取的像素的曝光时间较少。差量为读取整个阵列所需的时间。这也许很大，也许不大，取决于总的曝光时间和读取整个阵列所需的最大时间。CMOS成像器通常由一种称为卷式快门的方法进行通光控制。使用这种方法的CMOS成像器不是最佳的，因为这将每行的曝光时间控制为公共的快门曝光时间，但是每行的曝光时间顺序地开始。这意味着，即使对于短曝光时间，都将使运动物体变形。对于水平运动，由于逐行曝光中的时间差，所得图像的垂直特征将变斜。控制CMOS成像器曝光时间的另一方法在美国专利NO.5966297中描述。在该方法(即所谓的单帧捕获模式)中，允许所有像素在曝光期间对电荷积分。在曝光结束时，同时将所有像素转移到器件的浮动扩散区。此时就可能按顺序逐行读出。

成像器68接受光图像(被摄物图像)并将光图像转换成模拟电信号，即，亦称为初始验证图像的电子图像。(为方便起见，这里一般只讨论单个电子图像。)电子成像器68由成像器驱动器104操作。电子图像最终发送给图像显示器16，它由图像显示器驱动器106操作。在成像器68和图像显示器16之间是控制系统108。

控制系统108控制照相机24的其它部件，并执行与电子图像相关的处理。图3所示的控制系统108包括控制器88、A/D转换器110、图像处理器112以及存储器114。适合控制系统108的部件是本领域技术人员熟知的。对控制系统108的修改是可行的，例如本说明书别处所述的那些。

“存储器”指物理存储器的一个或多个大小合适的逻辑单元。数字形式的图像可以在物理媒体上或者作为传输电子信号来传递。除非指出，否则，所用的存储器类型和信息存储方式，例如光的、磁的或者电的方式都是不重要的。例如，存储器可以是内部半导体存储器或者磁存储器，例如闪速EPROM存储器；或者可移动存储器，例如小型闪光卡、软盘、CD、DVD、磁带、或闪速存储卡或条。可以使用任意组合的存储器类型。

控制器88和图像处理器112可由软件控制，所述软件存储在用作图像存储器的同一物理存储器中，但处理器112和控制器88最好由存储在专用存储器114a、例如ROM或EPROM固件存储器(未独立示出)中的固件控制。

初始电子图像由模数(A/D)转换器-放大器110放大并转换成数字电子图像，数字电子图像接着在图像处理器112中处理并存储到图像或缓冲存储器114b中。基本处理(即与改善图像并使图像与洗印处理输出特性匹配有关的处理)会产生表示图像。例如，可以处理电子图像以提供彩色和色调校正和边缘增强。

数据总线116所示的信号线与成像器68、控制器88、处理器112、图像显示器16以及其它电子部件电连接。控制器88包括定时发生器，它为定时关系中的所有电子部件提供控制信号。各个照相机24的校准值(例如补偿机械制造差异的值)保存到校准存储器(未独立示出)、如EEPROM中，并提供给控制器88。控制器88操作驱动器和存储器，包括变焦驱动器86、聚焦驱动器96、光圈驱动器118以及胶片和成像器快门驱动器120。控制器88连接到闪光灯电路122，闪光灯电路122调节闪光灯单元40的闪光功能。成像器68可用作环境传感器，用来设定快门速度和其它曝光值，或者可以如图3中虚线所示，提供独立的环境传感器驱动器121和环境传感器123。可以理解，可以用本领域技术人员熟知的各种方式对所示及所述电路进行修改。还要理解，这里用物理电路来描述的各种特征还可以作为在可编程处理器上执行的固件或软件功能或者两者的组合来提供。同样，这里作为独立部件说明的各部件可以在一些实施例中方便地组合或共用。

显示器16由图像显示器驱动器106驱动，它利用处理器112的输出，生成由用户查看的图像。控制器88有助于电子图像在电子部件之间传送，并按需提供其它控制功能。

控制系统108还提供数字处理，以便补偿显示到显示器16的表示图像。补偿可包括转换电子图像以适应不同部件特性差异。例如，可以提供一种变换，它修改每个图像以适应显示器16和成像器68提供的图像在灰度等级和动态范围、色域以及白点方面的不同性能。补偿涉及部件特性，因此不随图像变化。

还可以对经补偿的数字图像作进一步的补偿，以匹配选定洗印处理通道的输出特性，从而提供匹配的数字图像。与洗印处理相关的调整假定预知对特定捕获媒体单元将要遵循的洗印程序。这种预知可通过以下方式获得：限制特定捕获媒体单元的洗印处理选项，或者使所有可用洗印处理标准化，或者要求用户指定洗印处理选择然后利用该选择标记胶片单元。这种规定然后可指示使用特定洗印处理选项并且可在验证图像中提供特定选项效果的直接或间接指示。将规定加到捕获媒体单元上可通过本领域技术人员周知的多种方法提供，例如加上磁代码或光代码。差异调整可以应用到照相机中电子成像链中的任意地方。特定实施例中将差异调整应用到何处，主要是考虑到方便以及照相机其它特征所强加的约束。例如，洗印处理差异调整可以在查找表中提供，由用户按键选择一种洗印处理选择。控制器88根据选定的调整改动色值。

控制器88可以作为单个部件或作为位置分散的等效功能的多个部件提供。同样的考虑适用于处理器112和其它部件。同样，在一些实施例中可以方便地组合或共用本文中作为独立单元来说明的各部件。

可以使用不同类型的图像显示器16。例如，显示器16可以是液晶显示器(“LCD”)、阴极射线管显示器、或者是有机电致发光显示器(“OELD”，亦称为有机发光显示器，“OLED”)。图像显示器16最好还通过开关(未独立示出)启动来按需工作，并通过定时器或初始按下快门开关128来关闭。定时器可以作为控制器88的一个功能提供。显示器16最好安装在机身26的后面或顶部，以便在拍照之后摄像者立刻可容易地查看。可以在机身26上提供一个或多个信息显示器109，以便将照相机信息提供给摄像者，例如剩余底片、电池状态、打印格式(例如C、H或P)、闪光灯状态等等。信息显示器109由信息显示器驱动器124控制。这种信息还可以不在信息显示器109上而是在图像显示器16上作为图像的叠加或者代替图像(未示出)提供。

如图4所示，图像显示器16安装在机身26的背部。信息显示器109安装到机身26上，与图像显示器16相邻，以便两个显示器形成可由摄像者一眼就看见的单一用户界面部分。图像显示器16和信息显示器109还可以一种替代或附加方式安装，以便通过取景器70可看作虚拟显示器16(未示出)。图像显示器16还可以代替光学取景器70或作为它的补充来使用。

最好是，成像器68捕获以及图像显示器16显示与潜像基本相同的被摄物图像的几何范围，因为摄像者只能验证显示于显示器16中的图像。为此原因，显示器16从潜像的85-100％显示较为合适，或者最好是从潜像的95-100％显示。

现具体参照图3，照相机24的用户界面具有用户控制器和快门线128，用户控制器包括控制镜头单元变焦的“推摄”和“拉摄”按钮126。快门线128控制快门98、100。为了拍照，用户启动快门线128，使之从设定状态切换到中间状态，然后再到释放状态。快门线128一般通过按压启动，为方便起见，一般联系快门按钮描述快门线128，快门按钮最初按下通过“第一冲程”，以开启第一开关132使快门线128从设定状态切换到中间状态，再进一步按下通过“第二冲程”以开启第二开关136并使快门线128从中间状态切换到释放状态。正像本领域所熟知的其它两冲程快门线，第一冲程启动曝光参数的自动设置，例如自动聚焦、自动曝光以及闪光灯单元就绪；而第二冲程启动图像捕获。

在特定实施例中，在捕获归档图像之前捕获一个或多个电子图像。对来自一个或多个这种预览图像的捕获电子图像数据抽样，根据该数据可确定拍摄参数，例如快门速度自动设定和光圈设定。还可以处理预览图像并将其发送给显示器16；这样就允许将显示器16用作电子取景器。预览电子图像可作为连续序列捕获，只要捕获系统10处于预览模式。例如，只要启动快门线128通过第一冲程并维持在该位置，就可以捕获预览图像、seratim。当快门线128返回待用位置或被启动通过用于归档图像捕获的第二冲程时，结束对预览图像的捕获。预览电子图像可以保存到存储器中；但是，除非另作描述，一般在捕获替代电子图像时将它们一个接一个地丢弃，以减少存储器占用。

现参照图3，当将快门线128按下到第一冲程时，拍摄镜头单元76和组合镜头单元78根据自动测距单元(图3中的“测距仪94”)发给控制器88的被摄物距离数据，分别自动聚焦到某个所检测被摄物距离。控制器88还从变焦驱动器86或变焦传感器(未示出)之一或这两者接收表示变焦镜头单元设定的焦距的数据。照相机24还使用胶片单元检测器138检测照相机24中装入的胶片单元44的胶片速度，并将该信息转发至控制器88。照相机24从分立的曝光表或从分析成像器68发出的信号的部件获得景物亮度(Bv)。景物亮度和其它曝光参数提供给控制器88中的算法，该算法确定聚焦距离、快门速度、光圈以及可选的对成像器68所提供模拟信号的放大的增益设置。将这些值的合适信号通过控制器88的电动机驱动器接口(未示出)发送给聚焦驱动器96、胶片和成像器光圈驱动器118以及胶片和成像器快门驱动器120。将增益设置发送给A/D转换器-放大器110。

在图3所示的照相机24中，捕获的胶片图像提供归档图像。在图6所示的备选实施例中，归档图像是电子图像，捕获媒体是可移动且可重写的存储器。在该实施例中，捕获并复制电子图像。第一电子图像用作验证图像；第二电子图像存储在捕获媒体上，以提供归档图像。利用这种数字相机的系统10的实施例如图2所示，除了其洗印处理不包括化学显影和数字化以外，它与前述系统10相似。利用全电子照相机24，可以对验证图像抽样，并可以使用归档图像的低分辨率子集或第二种更低分辨率的电子阵列成像器(未示出)。归档图像的低分辨率子集可使用某种方法提供，这种方法在授予Kuchta等人的共同转让美国专利NO.5164831“提供全分辨率和减小分辨率图像的多格式存储的电子静物照相机24”中描述，这里通过引用将其公开结合于本文中。

照相机24在普通特征方面不受限制。例如，可以使用各种类型的一个或两个腔式片盒或胶卷。类似地，数据写入器66不限于以磁方式在胶片上写入。例如，数据写入器66可以光学方式在胶片上写入，或者以磁方式或光学方式写在适当配置的固定器上或胶片单元44的其它部分上。同样，数据写入器66可以有线或无线方式，以电方式写在附属于胶片单元44或与之相关的存储单元上。

归档图像捕获单元28可不使用摄影胶片而使用数字媒体，例如一次性写入光盘。利用数字归档媒体，还可以用与其它数字相机24相同的方式修改电子图像，以增强表示图像。例如，可以校正白平衡。在洗印产物中不会再现的校正是不理想的，因为这降低了洗印处理得到的作为最终图像表示的验证图像的可靠性。电子归档图像的数字处理可包括有关文件转移的修改，例如JPEG压缩和文件格式化。

现参照图17，照相机24提供多种不同的创新图像“变形140”(亦称为“CIT 140”)，它定义包括变形的图像修改。CIT 140在图17中用字母“X、Y、Z、A、B、C”表示。每个CIT 140提供将表示图像的一个或多个部分重定位的修改。也可以包括其它类型的修改，CIT 140可包括实际限制之内的任意组合的多种修改。这样，可以拷贝、改动捕获图像的一部分，使捕获图像的一部分改变位置以及合并成原始捕获图像或者合并在替代部分原始捕获图像的模板156中。例如，可以复制图像中心，使之镜面反射成具有万花筒似的外观，或者最终图像可以显示一只手和铅笔正在纸垫上将捕获图像的部分重画成轮廓图像。还可以将多个表示图像组合成单个最终图像，例如通过复制同一个人的头部若干次，并将其与模板156背景中不同的人合并。

在采用CIT 140之后，或者在为节省能量自动去活显示器16后重新激活显示器16时，立即将利用CIT 140得到的修改图像在照相机显示器16上显示给用户。修改图像可以保存到存储器中供以后查看，并且还可以保持作为最终图像使用。后者不是最佳的，因为修改图像占用相当大的存储空间，除非将该图像丢弃，否则此空间是除归档图像所需空间外额外需要的。通过降低修改图像的分辨率可以节省空间，但这会导致根据修改图像准备的低分辨率的最终图像。

节省存储空间的一种方法是使用归档图像按需重建修改图像。将相应的CIT 140与归档图像相关联，并按需再应用它。每个数字归档图像可以在相同文件或相关文件中具有与之记录在一起的CIT140。这可能比保存修改图像更有效，但对于节省存储空间却不是最佳的。或者，表示使用特定CIT 140的标识符142与各数字或胶片归档图像一起存储。CIT 140的标识符142：“X”、“Y”、“Z”在图17中用项目“(X)”、“(Y)”、“(Z)”表示，在所示实施例中，它们在物理上与承载归档图像的相应胶片帧60相邻。相对于保存修改图像，使用标识符142大大节省了空间，但需要下游洗印处理装置14能够对标识符142解码并访问所需的CIT 140。参照图18，这要求标识符142的阅读器146以及本地或可远程访问的数据库或查找表148等可向洗印单元14提供所需的CIT 140。

与摄影胶片归档图像一起，CIT 140的编码可以写到胶片54本身上，或者可以存储到胶片单元44上或与之相关的存储器中。例如，对于APS胶片，编码可以写到捕获的APS胶片帧的磁道上。

可以采用同样的方式处理数字归档图像。与数字归档图像相关联地记录CIT 140，但是归档图像保持不变。这减少了图像文件的尺寸。在混合或数字相机中，如果存储空间允许，修改图像可以临时保持，或者可在查看之后立即丢弃以及按需重复提供。在任何情况下，丢弃修改图像不会影响相应的归档图像和CIT 140的相关编码。如其它地方所讨论的，由于显示器16的限制，提供给显示器16的图像的分辨率可以相对较低。

照相洗印单元14[例如，混合照相机的数字照相洗印系统或用于入坞式数字相机的计算机(未示出)]中的处理器112使用CIT编码从本地或远程数据库或查找表148检索所指出的CIT。查找表148在需要时可供照相洗印单元使用，它不是照相机的一部分。查找表148中的CIT对应于照相机24中的那些CIT，使处理器112能够在照相机显示器上向用户提供高质量的特殊效果再现。

数字相机24可以为用户提供选项，以选择：是否利用数字媒体将修改图像与归档图像一起或者代替相应的归档图像作为JPEG文件存储。这可能代替存储CIT编码或者可以除了保存CIT编码以外还作为一种选项提供。

本文中讨论的CIT 140一般涉及照相机。照相机CIT提供逼近洗印处理CIT效果的可显示图像。可以设置CIT以供相机使用，并可将其不加改变地输出到照相洗印单元。在该情况下，CIT的一些内容在照相洗印单元中将是无用的，例如捕获模板156。类似的控制信息也可能不适用。在适当时候，可以忽略或删除或替换过剩的信息。类似地，照相洗印中所用的特征可为照相机所忽略或者以不同的方式实现。例如，如下所述，照相机和照相洗印单元可以不同的分辨率提供相同效果。或者，CIT在照相机和照相洗印单元之间可以不同，每种CIT限制于适当的特征以得到相关效果，并且两者都与同一标识符相关。

每个CIT 140包括图像变形映射150。图像变形映射150描述原始图像的哪些像素用于提供各输出像素块。变形映射150是非均匀的，即映射150定义了这样一种变形：它使表示图像的像素中的一些而非全部重定位。每个CIT 140和在照相机24中实现CIT 140所需的控制消息152以及用户界面所需的信息154一起使用。CIT 140还可以与一个或多个模板156一起使用，模板156用于操纵、捕获和/或替代表示图像的一部分。捕获模板或取景器覆盖图156a提供图像捕获期间所用的标线。将出现在最终图像中的原始图像部分在显示器16中用标线表示。标线可以是线条或一组标记，等等，或者可以是一些其它的不连续物。例如，显示器16可以显示以正常亮度彩色保留在最终图像中的区域和将由模板156a作为较暗区域封闭或以黑白色封闭的区域。

通过捕获模板156a，可预设捕获图像中被摄物的位置。用户在该基础上设计捕获图像。或者，可以采用一些技术自动地从图像背景中提取被摄物。这种技术的一个示例公开于标题为“使用两个图像差生成复合图像的方法和装置”的美国专利NO.5914748中。

替代模板156b提供替代输出图像相应部分的存储图像。输出图像的其它部分占据替代模板156b中的开口部分158，因此在最终图像中可见。替代模板156b可在图像帧内具有固定位置，或者可以调整。例如，CIT 140可具有显示如何定位要捕获的人面部的捕获模板156a、使捕获肖像的眼睛和嘴巴极度放大的变形映射150以及一对采用可选的小丑帽子覆盖图形式的替代模板(未示出)。

控制信息152、用户界面信息154和模板图像156可在CIT 140中提供或者可由独立于CIT 140文件的捕获装置12提供。后者局限性较大，因为要针对每个CIT 140的特征分别处理是不切实际的，但它具有减少每个CIT 140所需空间的优点。多个CIT 140或CIT 140的若干部分可在单一文件中提供，但一般在各个文件中提供各CIT140更为方便。这种CIT可以非常小，因此捕获装置12的一个或多个存储单元中的CIT 140的数目不会受到很大约束，在可用存储空间和为捕获图像节省大部分空间的需求的限制下，其数目可以为一或者是一个大数目。在所述实施例中，每个CIT 140是独立的文件，存储在可移动存储单元19中。

CIT 140还可以包括一个或多个额外的修改(未示出)。这些修改中的每种修改可以普遍适用，或者可与图像变形映射150相联系。或者，修改可以结合辅助像素映射，它按照各个像素或像素块184定义应用区域。可以对输出像素应用额外的修改，或者可以对输入像素应用额外的修改，然后再对输出像素执行修改。额外修改的示例是色彩处理，诸如：正常色彩、使用预定义调色板的假色、饱和色以及单色。

查找表162可以包括在CIT 140文件中，用于检测图像中的特定颜色，以便在两个或多个不同的背景模板156或捕获图像中选择。或者，(或除了捕获图像提供的输出图像的区域以外)，查找表可以完全重新映射颜色，例如：把天变成红色，把草变成黄色；将所有颜色变为淡色调；或者将色彩映射为小原色集。

参照图14-15，CIT 140文件的第一和第二实例具有图形用户界面信息154(“UI信息”)、变形映射150、替代模板156b和取景器覆盖图156a以及处理控制信息152。第二CIT 140文件还具有用于备选图像处理的三维查找表162(“3-D LUT”)。

以下是可由CIT 140提供的效果示例。可以对景物的全部或一部分应用纹理映射，例如增加诸如带有涂写的砖墙的图案。还可以模拟特殊照明。例如，在“闪光灯CIT”中，除了全亮度的圆形区域以外，可使图像中的多数像素变暗，并且可以提供显示指向该圆圈的闪光灯的模板。可以提供几个形成线条的亮像素以描绘光束的轮廓。在其它实例中，闪光灯可以用不同的彩色灯、彩虹效果、星爆式效果、部分模糊等等替代。多重曝光图像可与预定义模板配合使用以创建复合输出图像。例如，第一图像用于右边，第二图像用于左边。

现主要参照图8，变形映射150用于将表示图像的像素阵列改变为修改图像的像素阵列。在图8中，第一像素阵列用“x-输入”和“y-输入”箭头164表示。第二像素阵列用“x-输出”和“y-输出”箭头166表示。第一和第二像素阵列164、166不必尺寸相等并且可以本领域技术人员熟知的方式改变。

变形映射150是指定多个基本输入坐标168和多个基本输出坐标170的数据集。在图8所示的示例变形映射中，数据集表示为输入坐标的第一网格176(各个坐标用字母“a”、“b”、“c”和“d”标识)和输出坐标的第二网格178(各个坐标用字母“a1”、“b1”、“c1”、“a2”、“b2”、“c2”“a3”、“b3”、“c3”标识)。基本输入坐标168映射到表示图像172中x-输入轴和y-输入轴上的某个位置。基本输出坐标170映射到修改图像174中x-输出轴和y-输出轴上的某个位置。在图8中，基本坐标非均匀地重映射表示图像172，以便定义修改图像174，修改图像174包括三种版本的输入图像，其中一些经过旋转和/或挤压。

在图8所示的示例中，基本输入坐标均匀地分布在第一网格176中，而基本输出坐标不均匀地分布在第二网格178中。但这并非所要求的。图21表示第二示例变形映射，其中基本输出坐标均匀分布，而基本输入坐标不均匀分布。在图21的示例中，基本坐标不均匀地重映射表示图像172以定义修改图像174，修改图像174使图形底部伸展，同时维持图形顶部的正常外观。最好是基本输出坐标均匀分布，以便简化辅助输出坐标的生成，这将在后面描述。在这种情况下，以提供所需变形的方式不均匀地分布基本输入坐标。

这里按照具有相同维数的坐标空间，在逐点基础上，对于像素阵列164、166的输入和输出坐标作了讨论。实际上，坐标和坐标空间不必逐点映射到像素阵列上，如果需要的话，可以用更复杂的方式映射。例如，坐标空间中的每个点可以表示多个像素或者相反。

数据集中，每个基本输入坐标与一个或多个基本输出坐标相关。相关的坐标这里称为基本输入-输出坐标对168、170。每个坐标对168、170定义坐标空间中的一个向量，该向量可映射到像素阵列上。每个向量从基本输入坐标168指向相应的基本输出坐标170。变形映射150的数据集因此表示二维向量集。在图8中，基本输入坐标映射到多个输出坐标，以便提供表示图像172的多个变形版本。例如，三个向量始于坐标168a。这些向量由基本输入输出坐标对168a，170a1；168a，170a2；168a，170a3表示。在图20中，向量表示为从基本输入坐标到相应基本输出坐标的弧形实线箭头。

数据集不大。基本坐标168和170并不映射表示图像172和修改图像174的所有像素。基本坐标对168、170的成员映射到各阵列164、166中少于25％的像素，而且最好映射到各阵列164、166中少于8％的像素。因此，基本坐标对168、170本身数量上不足以充分提供将会呈现令人满意的重映射电子图像的表示图像的修改。

现参照图20，基本输入坐标176和基本输出坐标178定义相应的辅助输入坐标180和辅助输出坐标182(图20中用带交叉点的圆圈表示)。除了图像内容将被模板156(图20中未示出)替代的地方，输出坐标阵列166中的剩余部分由辅助输出坐标182映射。辅助输入坐标180指示输入图像172中的哪些Y-输入和X-输入坐标位置164用于提供映射到辅助输出坐标182的像素值。图20中，辅助输入坐标和相应辅助输出坐标定义的向量用虚线箭头表示。这些辅助坐标向量180、182不保存到CIT 140中，相反，它们是根据存储于CIT 140中的基本坐标向量176、178来计算的。

各辅助坐标对180、182由与相应基本坐标176、178组的几何关系定义。可以采用任何几何关系。比较简单的关系节省计算资源，因而较佳。在一些具有均匀间隔的基本输出坐标178的最佳实施例中，利用定义围绕辅助坐标的矩形的四个基本坐标176、178计算各辅助坐标对180、182。在这种情况下，辅助输出坐标182和相关的基本输出坐标178组成坐标平面的矩形块或区域174。辅助和基本输入坐标180、176同样地组成可具有各种几何形状的区域，这取决于CIT 140提供的变形。

例如，在图8中，基本和辅助输出坐标180、182组成三个块184(标记为“E”、“F”和“G”)。基本和辅助输出坐标178、182之间的关系为：不同块184的辅助坐标182是相应块184内四个基本输出坐标178的x和y值的距离加权x和y平均值。

图8中表示的基本坐标彼此相隔，用于定义相应矩形块的角。角和矩形是方便的；但是其它相对位置和几何形状同样可以使用。对于特定像素阵列，基本坐标和几何形状的相对位置还可以是均匀或非均匀的。形状和尺寸均匀的块184和均匀的相对位置比非均匀的块184和位置处理起来更简单。例如，在如图19a所示的特定实施例中，输出坐标170、182组成块184的网格。相应的基本输出坐标170位于各块的四个角。因为基本输出坐标位置间隔已知，故可以按需根据该间隔简单地计算适当的值。块184内与辅助输出坐标182配对的辅助输入坐标180的位置可以这样确定：计算图19b所示块(g、h、i、j)的角的四个基本坐标的距离加权平均值。通过拥有相对于基本输出坐标而言的大量辅助输出坐标，变形映射的尺寸就可以减少。然而，这也限制了某些变形类型的保真度。

在图19所示的实施例中，所有块184的形状和尺寸都相同。正如前述，这种方法是方便的，因为辅助坐标的位置是各块184的尺寸的必然结果，反之，各块184又可根据相邻基本输出坐标的间隔生成。本发明既不限于基本坐标的特定布置也不限于块的特定尺寸和形状。例如，可以确定基本坐标以便定义可变尺寸块的各角。用这种方法就可以容易地改变块的尺寸和形状，如图8所示。

变形映射150的块尺寸选得足够小，以便提供产生有趣效果的好的变形，但又足够粗略，使得仅需要较小的存储空间来存储基本坐标。一种数字相机24具有2兆像素的成像器68、带32兆字节存储器的可移动存储卡和视野范围为30mm×40mm的机上显示器16，用于数字相机24的方便的CIT文件大小不超过200千字节。

在一些实施例中，CIT 140提供第一和第二变形映射150，这两者不同之处在于用于照相机和照相洗印单元的块184尺寸。利用分辨率较低的映射生成照相机显示器16所用的图像，而利用分辨率较高的映射生成供输出的图像。还可以按需要通过改变单个映射的块184尺寸来提供相同的效果。例如，可以选择一种映射，其中，可将输出图像中的每个基本输出坐标用作照相机显示器16的单个像素。这种方法使生成显示器16所用变形映射150所需的计算最少。类似地，在图19中，如果块定义16×16的网格，那么基本坐标180就定义相应的2×2网格。

竞争约束适用于CIT 140。为了创建某种效果的高质量输出图像，需要大量的图像处理。需要高速执行照相机24的计算。数字相机24或其它成像装置中可用的计算和存储器资源是随成本而变的。如果缓冲存储器有限，那么控制数字处理的图像处理固件必须设计为使用尽可能少的存储器用于中间计算。这是通过以下方法取得的：将图像中的像素放到小块184中，每次一小块地处理图像。一种平衡这些约束的合适的块184尺寸为16×16像素。其它块尺寸也可以使用，例如32×32像素块184。

从相应的基本输入和输出坐标生成辅助输入和输出坐标的逻辑规则可以保持不变，或者可以随不同的CIT 140而变。在前一种情况下，在照相机24的控制系统108中提供规则更为方便。在后一种情况下，在各CIT 140中提供规则更为方便。可以将这两种方法结合起来，例如，在照相机24的控制系统108中使用缺省规则，但又随特定CIT 140而变化。用于生成辅助坐标的特定算法既可以在数学上简单(正如刚讨论的示例)，也可以更复杂。更复杂的规则增加了处理要求。同样的方法适用于CIT 140提供的其它修改。对从特定基本坐标生成的所有辅助坐标加以特定的修改，这是简单的，但是可以采用更为复杂的方法。

扫描器套件18如图16所示。捕获图像的扫描器20连接到提供数字处理的控制系统108。与在照相机24中一样，与控制系统108相连的接口186接收可移动存储器19。显示器16和打印机22连接到控制系统108。各部件以上述联系照相机24所述的方式工作。图像文件连同相应的CIT 140或预定义CIT 140的标识符一起存储在可移动存储器上，预定义CIT 140存储在套件18的机载存储器中或可通过到联网存储器(未示出)的连接获得。利用扫描器20捕获的图像可以利用机载存储器中的、或者从网络中下载的、或者在可移动存储器中提供的CIT 140来修改，所得的修改图像可以显示、打印以及存储到可移动存储器中。由于使用以上讨论的向量，CIT 140的尺寸不大，使得在照相机24和其它装置中转移和处理CIT 140既快又容易。

图9和10说明CIT 140的使用，CIT 140具有捕获模板156a和替代模板156b。在图9中，过程中各步骤在左边表示，而显示器16上显示的图像则在右边表示。用户首先通过电源开关(未独立示出)开启(301)照相机24。一旦开启，照相机24就给用户选项(303)，选择“正常”模式(305)或者“特殊效果”模式。在控制系统已确定(307)在永久存储器和已安装存储卡19中可获得何种CIT文件之后，控制系统提供(309)可用选项的用户界面显示(这在图9中用字母“A”、“B”、“C”表示)。用户接着选择[在图9步骤(191)中用箭头189表示]特定的CIT 140。为了这些目的，可以对特定用户控制加以变化。随同所附标记一起按需分配的“软”按钮就很方便。(例如，图24的照相机24通过上翻闪光灯单元40开启，各种模式连同按钮1 88的标记一起显示在信息显示器109上，按钮188用于按下选择各种模式，之后在后续步骤中用于选择各CIT 140)。或者，可以采用四向控制器和图形界面来选择对应所需效果的图标或文本消息。

在图9中，在摄影者从存储卡19上的一组CIT 140中选择一个具有捕获模板156的CIT 140之后，照相机在显示器上提供(311)捕获模板，用户在预览模式下(实时视频或静止动作)利用照相机显示器16和控制器88从CIT 140提供的数据生成的捕获模板156设计(193)图像。捕获模板156还可以包括指令190以帮助用户设计图像。指令190可以作为文字、图标或图形提供在显示器16上，或者可以利用其它照相机特征提供。指令可以显示于显示器上，要么在刚刚选择CIT 140文件之后，要么在正在设计图像时。在图9中，模板156包括指令190，指令190采用文字形式的“面部在这里”和预览图像上圆圈形式的标线。显示的预览图像204包括叠加的捕获模板。

在利用捕获模板或修改过的预览图像设计图像期间，用户还可以利用其它相机功能设计，例如利用变焦镜头按钮126。当对图像设计满意时，用户就按下快门线128捕获并存储(195)想要的电子图像。

在图9所示的实施例中，控制系统处理(197)电子图像，以便提供表示图像，然后将CIT应用(199)到表示图像上，从而提供修改图像。表示图像不向用户显示。图9中，CIT的应用显示为模板轮廓和某些表示重定位向量的箭头。

在图10所示的实施例中，利用CIT对存储的电子图像的一个拷贝进行处理(313)，并对第二拷贝进行处理(315)，接着显示表示图像和修改图像(316)。用户选择并“保存”(317)一个图像或两个都保存。保存修改图像在本文中别处讨论。

在特定的实施例中，预览图像由照相机控制器88产生，照相机控制器88产生信号使传感器连续曝光，并将图像像素子集按时钟输出以提供减小分辨率的模拟图像承载信号。对这种模拟信号数字化并加以处理和存储到缓冲存储器中。这种程序的一个示例公开于标题为“具有将图像像素信号变换成彩色显示像素的处理器的电子照相机”的美国专利NO.5828406中。预览图像也利用某些CIT进行修改，以便覆盖预览图像上的指令，比如捕获模板的标线。

现参照图11，照相机24不提供捕获模板而是可以在预览图像中显示CIT 140的效果，代替简单地指定效果区域。在这种情况下，控制系统108读取CIT文件，并处理预览模式下提供的图像，以提供(319)连续的低分辨率修改图像序列。这要求更多的处理，因为必须对每个提供给显示器的图像加以处理，而且与“正常”模式下可以支持的显示器帧刷新率相比，可能有必要降低显示器帧刷新率。相对于捕获后的修改，可以修改为预览图像提供的修改，以简化可能需要大量处理的效果以及消除在照相机显示器16上不会非常显著的更多细微的效果。在拍摄景物(193)之后，以全分辨率存储(195)图像，并应用(199)CIT。显示得到的修改图像并可将其“保存”(323)。

除重定位修改以外提供的特殊处理可以变化。以下描述图13和图3所示的实施例。成像器68是CCD图像传感器，它将归档图像捕获成全分辨率彩色滤波器阵列(CFA)图像数据400。接着将该数据发送给A/D转换器110，并将得到的数字图像保存到缓冲存储器114a中。处理器112接收彩色滤波器阵列(CFA)图像数据并创建“完成的”JPEG压缩图像，例如利用Exif/JPEG版本2.1图像格式标准。因为得到的JPEG文件是很常见的图像文件格式，所以它可由大多数计算机软件应用使用。图像处理被方便地组织成若干模块。下面描述这些模块执行的处理操作。

在第一模块402中，对保存在存储器中的Bayer模式CFA数据进行CFA预处理。输入和输出都是Bayer模式CFA数据。处理包括缺陷隐藏和噪声过滤。

接着，块创建模块404执行在存储器中创建RGB像素的16×16区域+环像素(以输出图像的分辨率)所必需的所有图像处理。该模块中的图像处理包括：读CFA图像区域、执行白平衡、CFA重构(如题为“单传感器彩色电子照相机中的自适应彩色计划内插”的美国专利NO.5506619中所述)以及调整大小到输出分辨率(如1998年3月26日提交的、序列号为09/048605、题为“使用直接输入到输出像素映射以及调整大小的数字摄影系统10”的美国专利申请中所述)。调整大小操作还支持数字缩放。

在下一个模块406中，第一步骤中创建的RGB模块在图像传感器的设备相关的彩色空间中。为了提供标准的Exif/JPEG输出图像文件，CFA重构后的传感器RGB彩色像素值必须利用例如3×3线性空间彩色矩阵转换成sRGB彩色空间值。这种线性矩阵在题为“用于改善电子照相机24的硬拷贝图像的彩色再现的方法和装置”的美国专利NO.5189511中描述。块184设置成与按4:2:0抽样的Y，Cb，Cr图像的一个JPEG图像压缩MCU(最小编码单元)相等。在块184中，将RGB像素的彩色空间转换成所需的输出空间。此外，将像素转换成YCbCr以作最佳JPEG压缩。该模块还执行4:2:0色度二次抽样，使得每个JPEG 16×16像素MCU包括四个亮度(Y)8×8像素压缩块184、一个Cb块184和一个Cr块184。

由于照相机镜头和抗混叠滤波器以及CFA重构算法的效果，图像数据可能有些模糊。为了对此进行校正，另一模块408提供边缘锐化。美国专利NO.5189511中描述了一个边缘锐化的示例。该模块读取第一步骤中创建的RGB块184并修改第二部分中创建的8×8输出块184。此时，输出块184完成，准备进行JPEG压缩之后的可选的覆盖处理。

在下一模块中，将替代模板中各种类型的覆盖信息写到捕获图像“之上”，这样就用彩色文本、环绕图形或背景图片代替捕获像素值。示例包括日期/时间印记或类似“棒球卡片”边界的边界文件。该下一模块修改输出块以增加这些覆盖。为了提供“看起来有趣”的创新图像变形处理，将额外的处理操作添加到一个或多个以上处理模块中。这种附加处理在CIT 140文件中指出，用于选定的CIT 140效果。

为了得到图9所示的效果，复制被摄物的脸192，使第二拷贝194倾斜并使之收缩而看起来象图像中的加框图片部分。替代模板156叠加在图像上，局部遮挡机身26和被摄物的脸192。替代模板156用图片框196和拿着铅笔的手200包围脸的第二拷贝194，持铅笔的手看起来正在画第二拷贝。替代模板156增加的手臂202向后伸到被摄物的身体。

还可以提供这种CIT 140的其它修改。可以使“图画”看上去为单色图像或棕褐色图像，或者相对于未修改的图像可以对其进行可选处理。例如，可以赋予第二拷贝一种漫画效果，其中，“纸区”中所画的颜色是饱和的，且边缘加了轮廓以创建看上去象漫画的图像。类似地，可以给第二拷贝一种轮廓效果，其中，启用了漫画算法的轮廓部分，但将背景图像设为白色。结果是图像看起来像原始图像的铅笔略图。

在最后的模块412中，处理器采用例如Exif/JPEG版本2.1图像格式标准创建“完成的”JPEG压缩图像。因为所得的.JPG文件是很常用的图像文件格式，所以该文件可为大多数计算机软件应用使用。

一些CIT 140可以提供一个或多个可变参数。例如，CIT 140文件可以包括一种参数，用于通过改变锐化核心使图像的一些部分模糊，从而改变图像的清晰度。

在产生输出图像时，块创建模块使用CIT 140文件内的变形映射150提供原始图像的复制或变形。例如，可以对图像作二维拉伸或压缩以创建图像的“较肥”或“较瘦”部分，例如脸或眼睛。存储于CIT文件中的变形数据可以包括输出图像中每个32×32块184的8个数字的列表。其它块184尺寸，例如16×16或甚至“单个像素(1×1)”块184也可以使用，但是随着块184的尺寸减小，CIT 140文件的大小明显变大。8个数字代表32×32像素块184中四个角像素中各个的抽样在CFA图像中对应的XY位置。块184中其它各像素的抽样位置是从各角像素内插的。这样做是为了提供16×16处理块184中各像素的抽样位置。

如果CIT 140文件中的信息表示整个块184将被遮住(例如，被盖在模板156图像之后)，则不处理图像块184，以便减少处理时间。

或者，可以在CFA预处理模块中实现图像变形。这对一些要求的图像区域对于普通基于块的处理而言太大的效果(例如为图像增加定向模糊)是非常有效的。它还适合于与位置相关的效果，因为循环遍历图像(或图像的相关部分)一次以应用该效果一般比计算每块的位置更快。处理必须考虑这一事实：稍后将对CFA图像内插以提供全RGB图像。

在漫画处理中，色彩处理模块使用三维查找表(“3D LUT”)，以创建输出图像。CIT文件可包含一个或多个备选的3D LUT，它们由图像中的特定块使用。例如，它可以包含一种3D LUT，当结合边缘处理模块中实现的沿图像边缘创建黑线的轮廓算法使用时，该3DLUT提供非常饱和的颜色以创建“漫画”类型的外观。对于图9所示的示例，仅在图像的“在纸上作画”部分中执行“漫画”类型的色彩处理。图像的其它部分以正常方式处理。

现参照图12，照相机24可用于在捕获归档图像之后提供特殊效果。在这种情况下，照相机检查(325)CIT文件140，然后显示(327)捕获图像以及控制特征，例如给摄影者选择特定CIT 140机会的“软”按钮。可以用标记等表示各种效果，但最好对捕获图像执行选定的修改，然后显示它以便观察。在该情况下，照相机检查(329)用户选择的特殊效果模式，然后一个接一个地显示特定CIT的各种效果。照相机检查(329)对CIT的选择，如果选定一个，就提供全分辨率的修改图像。对于照相机24上的小显示器16，一些效果可能不会非常明显，如前所述。这种方法特别适合于要经过用户修改的效果，因为结果立刻就出现，却可以改变。这种方法还可经过修改，从而允许捕获多重图像，使用较早的图像充当后续图像的模板156。

Claims (16)

1.一种成像装置，包括：

机身；

存储器，存储具有第一像素阵列的输入电子图像；

控制系统，设置在所述机身内，所述控制系统非均匀地将所述输入电子图像重映射成具有第二像素阵列的重映射电子图像；

其中，所述存储器和所述控制系统其中之一具有指定多个基本坐标对的数据集，各个所述坐标对具有可映射到所述第一像素阵列上的基本输入坐标和可映射到所述第二像素阵列上的基本输出坐标；以及所述控制系统使用所述数据集将所述输入电子图像重映射到所述重映射电子图像。

2.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述控制系统从所述数据集中确定多组辅助输出坐标，各个所述组与所述基本输出坐标中相应的一个相关，各个所述辅助输出坐标可映射到所述第二像素阵列上。

3.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述数据集定义坐标平面，各个所述基本坐标定义所述坐标平面上的一个位置；所述控制系统从各个所述基本坐标对中生成多个辅助坐标对，各个所述辅助坐标对具有辅助输入坐标和相关的辅助输出坐标，各个所述辅助坐标定义所述坐标平面上的一个位置；以及所述控制系统将由所述辅助输入坐标定位的所述第一阵列的所述图像像素重映射到所述第二阵列的对应的所述辅助输出坐标。

4.如权利要求2或3所述的成像装置，其特征在于，所述辅助输出坐标由相邻坐标的块中的相应的所述基本输出坐标组成。

5.如权利要求4所述的成像装置，其特征在于，所述基本输出坐标定义相应的所述块的各角。

6.如权利要求1、2、3、4或5所述的成像装置，其特征在于还包括安装在所述机身中的电子捕获单元，所述电子捕获单元有选择地捕获景物图像作为所述表示电子图像，并将所述表示电子图像传送到所述存储单元。

7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的成像装置，其特征在于，所述数据集包括一个或多个非映射修改，各所述修改与相应的所述基本输出坐标相关。

8.如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的成像装置，其特征在于还包括：

胶片捕获单元，设置在所述机身内，所述胶片捕获单元包括可移动胶片单元，所述胶片捕获单元有选择地捕获与所述电子捕获单元一样的景物图像，作为所述胶片单元中的胶片潜像；以及

数据写入器，它设置成与所述胶片捕获单元配合工作，所述数据写入器记录与所述胶片单元中的所述胶片图像相关的所述数据集的标识。

9.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的成像装置，其特征在于，所述控制系统具有可移动存储单元并且所述数据集存储在所述存储单元中。

10.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的成像装置，其特征在于，所述存储单元具有与所述数据集相关的模板，所述模板划分成背景图像部分和嵌入所述背景图像部分中的空部分，以及所述控制系统将所述坐标平面映射到所述模板并且用重映射到所述输出坐标的所述图像像素替代所述空部分。

11.一种用于重映射图像的方法，所述方法包括如下步骤：

使数据集与具有图像像素阵列的表示电子图像相关，所述数据集定义映射到所述像素阵列的坐标平面和多个基本坐标对，各个所述基本坐标对具有基本输入坐标和相关的基本输出坐标，各个所述基本坐标定义所述坐标平面上的一个位置；

将由所述基本输入坐标定位的所述图像像素重映射到相应的所述基本输出坐标；

从所述基本坐标对中产生多组辅助坐标对，各个所述辅助坐标对具有辅助输入坐标和相关的辅助输出坐标，各个所述辅助坐标定义所述坐标平面上的一个位置；

将由所述辅助输入坐标定位的所述图像像素重映射到相应的所述辅助输出坐标，从而提供修改的图像。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于还包括在所述重映射之后显示所述修改的图像。

13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于还包括在所述重映射之后打印所述修改的图像。

14.如权利要求11、12或13所述的方法，其特征在于还包括在所述重映射之前有选择地捕获景物图像作为所述表示电子图像。

15.如权利要求11、12、13或14所述的方法，其特征在于，所述组中的每一组定义相邻输出坐标块。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述基本输出坐标定义相应的所述块的各角。

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