CN1509068A - 图像处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种校正从显示图像摄取的图像中的波纹的图像处理系统和图像处理方法。图像摄取装置摄取图像显示装置显示的图像的图像，在图像摄取装置和图像显示装置之间设置光学特性改变装置。在摄取显示图像的图像之前，改变显示的图像的光路，图像处理器从图像摄取装置接收多个摄取的图像，并产生通过校正或叠加该多个图像而消除了波纹的经处理的图像。因此，可迅速获得消除了显示图像的波纹的经处理的图像，和提高摄取的图像的质量。该图像处理系统和方法可适用于进行检验和/或测量的各种系统。

Description

图像处理系统及方法

相关申请的交叉参考

本申请要求2002年12月16日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请No.2002-80340的权益，在此引入该公开作为参考。

技术领域

本发明涉及一种图像处理系统，特别是涉及一种图像处理系统和消除由于用照相机拍摄诸如LCD之类的图像显示装置上显示的图像而产生的图像中存在的波纹的图像处理方法。

背景技术

在诸如LCD或CRT之类的显示装置中，按照预定频率将诸如焊接部件或电子部件之类的物体显示为图像。如果用诸如CCD照相机之类的图像摄取装置拍摄显示装置上显示的图像，由于显示装置和拍摄装置之间的频率差而使拍摄的图像中出现原始图像中不存在的波纹。如果不消除拍摄的物体图像中的波纹，则降低了基于视觉的检验或测量的精确度和可信性。

因此，在拍摄显示装置中显示的图像的之前，需要建立减少波纹的状态。按照如图4所示的常规图像处理系统，通过改变图像显示装置300的分辨率，通过改变诸如CCD照相机之类的图像摄取装置100上安装的滤镜(filter)/透镜200以改变光学特性，或通过改变图像尺寸，在主系统400中设置的图像处理器(未示出)中产生减少了波纹的处理图像。另外，可通过采用调节图像显示装置300或滤镜/透镜200来进行诸如散焦之类的操作来减少波纹。

然而，利用上述常规的方法消除波纹需要大量时间，并且每当改变图像显示装置时重复相同的处理也非常烦人。在散焦的情况下或使用滤镜消除波纹的情况下，要降低整个图像的质量。因此，出现了随着波纹的减少，图像的清晰度也随之降低的问题。另外，即使在将波纹设置为最大的减少状态，如果任意地改变分辨率，滤镜的种类，图像的尺寸，或聚焦状态，会再次产生波纹。因此，限制了可从图像显示装置获得可接受的经处理的图像的条件。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种通过采用光路改变装置校正和叠加在各种图像摄取位置摄取的图像来动态地减少波纹的图像处理系统和图像处理方法。

本发明的附加方面和/或优点中的一部分在下面的描述中说明，一部分从该描述中可显而易见地得到，或者可通过实施本发明来了解。

本发明的上述和/或其它方面是通过提供图像处理系统实现的，该图像处理系统包括：图像显示装置，用于显示图像；图像摄取装置，用于摄取图像显示装置中显示的图像；设置在图像摄取装置和图像显示装置之间的光学特性改变装置，用于改变要摄取的图像的光学特性；光路改变装置，用于改变显示的图像到图像摄取装置的光路；和图像处理器，用于从图像摄取装置接收多个具有改变的光路的图像并产生通过校正或叠加该多个图像而消除了波纹的经处理的图像。

在一个方面中，图像处理系统进一步包括位置控制器，用于控制光路改变装置改变图像的光路，其中图像处理器产生通过经光路改变装置沿着由位置控制器改变的光路来校正或叠加由图像摄取装置摄取的该多个图像而消除了波纹的经处理的图像。

在另一个方面中，位置控制器向多个预定位置移动图像显示装置，图像处理器产生通过校正或叠加图像摄取装置在多个预定位置摄取的多个图像而消除了波纹的经处理的图像。作为替换，位置控制器向多个位置移动光学特性改变装置，图像摄取装置和光路改变装置，图像处理器产生通过校正或叠加由图像摄取装置在多个预定位置摄取的多个图像而消除了波纹的经处理的图像。

光路改变装置可以以检流计反射镜(galvanometer mirror)或棱镜的方式操作。

在再一个方面中，图像处理器产生通过校正图像的形状或亮度而消除了波纹的经处理的预定图像。

本发明的上述和/或其它方面也可通过提供在图像处理系统中处理图像的方法来实现，该图像处理系统具有显示物体图像的图像显示装置，摄取显示图像的图像的图像摄取装置；设置在图像显示装置和图像摄取装置之间，并改变摄取的图像的光学特性的光学特性改变装置；和改变图像显示装置中显示的图像的光路并将图像传送到图像摄取装置的光路改变装置，该方法包括：在多个相应的图像摄取位置从图像显示装置摄取相应的图像；校正相应的摄取图像；和产生通过将校正的图像叠加在另一个图像上而减少波纹的经处理的图像。

在该方法的一个方面中，图像的摄取包括：通过用光路改变装置改变图像显示装置中显示的图像的光路来移动到相应的图像摄取位置；根据改变的光路，在相应的图像摄取位置从图像显示装置摄取相应的图像。

在该方法的另一个方面中，向相应的图像摄取位置的移动包括：移动图像显示装置或图像摄取装置到预定位置；和利用光路改变装置在预定位置改变图像显示装置中显示的图像的光路。

在该方法的再一个方面中，校正相应的摄取图像包括校正相应的图像中的至少一个图像的形状或亮度。

附图说明

通过下面结合附图对本发明实施例的描述将使本发明上面和/或其它方面和优点变得显而易见，并且更容易理解，其中：

图1是表示根据本发明一个实施例的图像处理系统的方框图；

图2是表示根据本发明的图像处理系统的移动的方框图；

图3是表示根据本发明的图像处理过程的流程图；和

图4是表示常规图像处理系统的方框图。

具体实施方式

现在详细参考本发明的实施例，附图中表示本发明的实例，其中在整个说明中，相同的参考标号表示相同的元件。

图1是表示根据本发明一个实施例的图像处理系统的方框图。如图1所示，图像处理系统包括图像摄取装置10，例如，拍摄显示的图像的CCD照相机；图像显示装置40，例如，显示物体以作为图像检验或测量的LCD；设置在图像摄取装置10和图像显示装置40之间的，用于改变要摄取的图像的光学特性的滤镜/透镜20；改变图像显示装置40中显示的图像的光路并向图像摄取装置10提供图像的光学扫描器30；和利用从图像摄取装置10提供的多个图像来产生没有波纹的经处理的图像的主系统50。

主系统50包括产生通过校正或叠加该多个图像而消除了波纹的经处理的图像；控制提供到光学扫描器30的图像的光路改变的位置控制器54。另外，位置控制器54向预定位置移动图像显示装置40，图像摄取装置10，滤镜/透镜20，和光学扫描器30，并允许在移动的位置拍摄图像显示装置40中显示的图像。

滤镜/透镜20改变从图像显示装置40提供的图像的光学特性，允许利用其滤镜或透镜的各种规格对该图像进行散焦或调节该图像的尺寸。

光学扫描器30利用光学扫描器30中设置的反射镜(未示出)装置来改变从图像显示装置40提供的图像的光路。以棱镜或使用检流计作为调节器的检流计反射镜来控制反射镜装置的移动的方式来实施光路的改变。作为替换，可以以由分离驱动部分(未示出)根据位置控制器54的控制信号来移动光学扫描器30，以允许光路改变的方式来配置光学扫描器30。

位置控制器54向光学扫描器30提供改变光路的控制信号，并由此使根据不同的光路改变的多个图像被提供给图像摄取装置10。可以以根据预定的设定值以高速处理来摄取该多个图像的方式配置光路的改变。光学扫描器30可以设置图像显示装置40与滤镜/透镜20之间，或滤镜/透镜20与图像摄取装置10之间。

图2是说明根据本发明的图像处理系统中的移动的方框图。如图2所示，主系统50的位置控制器54(见图1)利用分离驱动装置(未示出)控制图像显示装置40，以使图像显示装置40可以移动到希望的位置(例如，如图2所示，从位置C移动到位置D)。可以由分离驱动装置控制图像摄取装置10，滤镜/透镜20，和光学扫描器30，以使图像摄取装置10，滤镜/透镜20，和光学扫描器30可移动到预定位置(例如，如图2所示，从位置A到位置B)。据此，图像摄取装置10在不同位置拍摄图像显示装置40中显示的图像，并将获得的图像提供给图像处理器52。也可以在预定位置摄取其光路被改变的图像，以摄取该图像。

图像处理器52根据改变的光路来接收多个图像，或接收通过移动到预定位置拍摄的多个图像，并消除波纹。图1的路径E和F表示不同的光路。光路彼此不同的相应图像存在着尺寸或亮度的差异。就是说，由图像摄取装置10在显示的图像的宽高比按照光扫描器30提供的反射镜装置相对于图像显示装置40的表面的反射角而改变的状态来摄取图像，并向图像处理器52提供摄取的具有变化的宽高比的图像。另外，可以根据图像显示装置40中提供的镜面与光扫描器30之间的反射距离来改变摄取的图像的亮度。在图像显示装置40，或图像摄取装置10如图2所示移动的情况下，摄取的图像尺寸和亮度可根据图像显示装置40和图像摄取装置10之间的距离而改变。

因此，为了产生经过消除波纹处理的图像，要调节每个摄取的图像的尺寸等于经处理的图像的尺寸。在调节相应图像的尺寸的过程中，可能也需要调节每个摄取的图像的宽高比等于经处理的图像的垂直与水平比。调节每个图像的亮度等于预定的基准亮度。在从图像摄取装置10提供相应的图像后，图像处理器52将尺寸和亮度被调节的相应图像叠加在另一个图像上，并产生新的叠加的图像。如果叠加调节的图像，强制整形图像显示装置40中实际显示的物体的形状，并减少各个图像中已存在的波纹，从而防止所产生的图像的质量恶化。利用叠加的经处理的图像进行检验和测量。

现在参考图3，说明使用根据本发明的图像处理系统处理图像的方法。图像摄取装置10和光扫描器30移动到图像摄取位置，以便在操作S10摄取图像显示装置40中显示的图像。在上面的说明中，摄取图像的位置表示为P(i)，其中i的范围是从0到n，0表示初始位置，n表示图像被摄取的次数。在光扫描器30和图像摄取装置10从初始图像摄取位置P(0)移动到下一个图像摄取位置P(i)的情况下，通过改变光扫描器30的光路(参考图1)，或通过将图像显示装置40和图像摄取装置10移动到相对位置(参考图2)，可将光扫描器30和图像摄取装置10移动到预定的图像位置。

在操作S10，设置i的初始值为0。在希望的位置P(i)，由图像摄取装置10在操作S12从图像显示装置40摄取图像I(i)。把由图像摄取装置10摄取的图像提供给图像处理器52，在操作S14，图像处理器52如上所述校正图像的宽高比，尺寸和亮度中的至少一个。如果i＝0，将校正的图像提供给处理器52作为初始图像。如果i＞0，由图像处理器52将校正的图像叠加在初始图像上，以便在操作S16产生叠加的图像S(i)。产生叠加的图像之后，重复操作S12至S16，直到在操作S18确定已经达到预定的图像摄取次数n。在每个移动位置摄取图像达到希望的次数并叠加。因此，依次产生叠加的图像S(n)，以便在操作S20获得消除了波纹的图像。叠加的图像S(i)变成图像I(i)和叠加的图像S(i-1)的函数。可以建立图像处理器52的处理，以便在操作S16叠加图像之后执行在操作S14进行的图像校正。

随着图像叠加次数的增加，波纹减少效果随之提高。因此，图像摄取的次数越多，产生的图像越好。然而，如果由处理的图像信号和原始图像信号之间的差异引起的图像的量化误差造成达到一个特定极限，在叠加的图像中不会进一步提高波纹减少效果，并且图像质量保持在恒定等级。因此，应该将图像摄取次数设置在以适当的等级重复，以允许波纹的减少效果。

另外，在将图像摄取次数设置得尽量小，以使操作S12至S16的重复最小，以便提供高速图像处理的情况下，可在图像处理器52中设置分离的图像处理器，以消除波纹。

综上所述，根据本发明，为了从图像显示装置摄取的图像中消除波纹，校正和叠加通过改变光路或通过改变图像摄取位置摄取的多个图像。因此，不必象常规装置中那样找到波纹相对小的建立状态，并可根据本发明通过校正和叠加图像来改善图像的质量。另外，即使改变图像显示装置的模型，与图像要被摄取的物体的建立状态无关，迅速提供波纹被动态消除的经处理的图像，从而能够提高基于视觉的检验或测量的效率。

如上所述，根据本发明，可迅速获得消除了通过图像摄取装置从图像显示装置摄取的图像的波纹的经处理的图像，并提高摄取的图像的质量。本发明可适用于显示要检验或测量的部件的图像的各种检验或测量。虽然已经给出并描述了本发明的几个实施例，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变，本发明的范围由所附权利要求和其等同物限定。

Claims (25)

1.一种图像处理系统，包括：

图像显示装置，用于显示图像；

图像摄取装置，用于摄取图像显示装置中显示的图像；

设置在图像摄取装置和图像显示装置之间的光学特性改变装置，用于改变显示的图像的光学特性；

光路改变装置，用于改变显示的图像的光路；和

图像处理器，用于从图像摄取装置接收多个具有相应的改变光路的图像并产生通过校正或叠加该多个图像消除了波纹的经处理的图像。

2.根据权利要求1所述的图像处理系统，进一步包括：

位置控制器，用于控制光路改变装置改变相应图像的光路。

3.根据权利要求2所述的图像处理系统，其中：

图像控制器向多个预定位置移动图像显示装置，

图像摄取装置在该多个预定位置中的每一个摄取所显示图像的图像，和

图像处理器产生通过校正或叠加由图像摄取装置在多个预定位置摄取的该多个图像而消除了波纹的经处理的图像。

4.根据权利要求2所述的图像处理系统，其中：

位置控制器向多个预定位置移动光学特性改变装置，图像摄取装置和光路改变装置，

图像摄取装置在该多个预定位置中的每一个位置摄取图像，和

图像处理器产生通过校正或叠加由图像摄取装置在多个预定位置摄取的该多个图像而消除了波纹的经处理的图像。

5.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中光路改变装置以检流计反射镜和棱镜之一的方式工作。

6.根据权利要求2所述的图像处理系统，其中光路改变装置以检流计反射镜和棱镜之一的方式工作。

7.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中图像处理器产生通过校正每个图像的形状或亮度而消除了波纹的经处理的图像。

8.根据权利要求2所述的图像处理系统，其中图像处理器产生通过校正每个图像的形状或亮度而消除了波纹的经处理的图像。

9.根据权利要求3所述的图像处理系统，其中图像处理器产生通过校正每个图像的形状或亮度而消除了波纹的经处理的图像。

10.根据权利要求4所述的图像处理系统，其中图像处理器产生通过校正每个图像的形状或亮度而消除了波纹的经处理的图像。

11.一种在图像处理系统中处理图像的方法，该图像处理系统具有显示物体图像的图像显示装置，从图像显示装置摄取图像的图像摄取装置，设置在图像显示装置和图像摄取装置之间的，并改变摄取的图像的光学特性的光学特性改变装置，和改变图像显示装置中显示的图像的光路并将图像传送到图像摄取装置的光路改变装置，该方法包括：

在多个相应的图像摄取位置从图像显示装置摄取相应的图像；

校正相应的摄取图像；和

产生通过在另一个图像上叠加校正的图像而减少波纹的经处理的图像。

12.根据权利要求11所述的方法，其中图像的摄取包括：

通过改变显示的图像的光路来移动到相应的图像摄取位置；和

根据改变的光路在相应的图像摄取位置从图像显示装置摄取相应的图像。

13.根据权利要求11所述的方法，其中向相应的图像摄取位置的移动包括：

向预定位置移动图像显示装置或图像摄取装置；和

在预定位置改变图像显示装置中显示的图像的光路。

14.根据权利要求11所述的方法，其中相应的摄取图像的校正包括：

校正相应的图像的形状或亮度。

15.根据权利要求12所述的方法，其中相应的摄取图像的校正包括校正相应的图像的形状或亮度。

16.根据权利要求13所述的方法，其中相应的摄取图像的校正包括：

校正相应的图像的形状或亮度。

17.一种减少显示装置上显示的图像的图像摄取中的波纹的方法，该方法包括：

从第一位置摄取显示的图像的第一图像；

从第二位置摄取显示的图像的第二图像；和

叠加第一和第二图像以产生经处理的图像。

18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：

在叠加第一和第二图像之前，调节第一和第二图像之一的宽高比。

19.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：

在叠加第一和第二图像之前，调节第一和第二图像之一的亮度。

20.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：

从附加的位置摄取附加的图像，并将附加的图像与第一和第二图像叠加以产生经处理的图像。

21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：

将图像的摄取和叠加重复预定次数。

22.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：

从相应的多个不同的位置摄取多个附加图像，并将每个附加图像依次叠加在包括预先叠加的图像的经处理的图像上。

23.一种减少显示装置上显示的图像的图像摄取中的波纹的方法，该方法包括：

从相应的多个不同位置摄取显示的图像的多个图像；

调节该多个图像中的至少一个图像的尺寸和亮度中的至少一个；和

叠加至少两个图像以产生具有最小波纹的经处理的图像。

24.一种产生以预定频率在图像显示设备上显示的图像的图像的装置，该装置包括：

摄取显示图像的多个图像的照相机；

一个移动控制系统，用于：

控制照相机相对于图像显示装置的相对位置，和

依次调节该相对位置，以便在不同位置摄取该多个图像中的每一个；和

图像处理器，用于：

将每个摄取的图像调节到预定的尺寸和亮度，和叠加调节的图像以产生具有最小波纹的合成图像。

25.根据权利要求24所述的装置，进一步包括：向照相机传送显示的图像的光扫描器。

Images