CN1794793A - 纠正非线性图像的图像捕捉设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种纠正非线性图像的图像捕捉设备，包括：光学装置，转换输入图像以关于光强度具有非线性特征；图像传感器，将具有非线性特征的输入图像转换成电信号；纠正单元，纠正电信号以获得关于光强度具有线性特征的信号；转换器，将纠正的信号转换成数字信号；和信号处理单元，处理转换的数字信号以作为输出图像显示，因此，如果具有非线性特征的光学装置扩展图像传感器的动态范围，则关于光强度具有非线性特征的输出被纠正以具有线性特征，所以图像的分辨率可被提高。

Description

纠正非线性图像的图像捕捉设备和方法

                         技术领域

本发明涉及纠正非线性图像的图像捕捉设备和方法，更具体地讲，涉及用于纠正非线性图像以使该图像关于光强度具有线性特征的图像捕捉设备和方法，其中，图像捕捉设备使用具有由具有非线性特征的光学装置扩展的动态范围的图像传感器。

                         背景技术

图像传感器的动态范围是指能将光信号处理为具有光强度级的图像的能力中的指标。即，动态范围指像素的饱和电平与像素的信号噪声电平之比，并且可在下面方程1中描述。

[方程1]

$D=20{\log }_{10}\left(\frac{\mathrm{Saturation}-\mathrm{level}}{\mathrm{Noise}}\right)$

这里，D表示图像传感器的动态范围，“Noise”指示信号噪声，以及“Saturation-level”指示像素的饱和电平。

例如，如果关于饱和检测出大约20万个电子并且关于噪声检测出大约40个电子，则对于动态范围得到5000，并且得到-75dB。

另一方面，如果一个视点在其暗和亮部分的混合中，则关于输入光的曝光时间可被调制以使所有的部分被区分。然而，存在通过曝光时间调制来区分暗和亮部分的限制，所以需要扩展动态范围。

对于改善图像传感器的动态范围的方法，存在输出饱和时间的方法、对于各像素使用不同曝光时间的方法、输出信号电荷的增加率的方法等。输出饱和时间的方法是输出曝光时间的方法而不是计算像素电荷或电压的方法。至于光接收装置的输出信号，这是种输出图像传感器的光电二极管的电压达到预定阈电压时的时间的方法，即，使用比较器而不是模数(A/D)转换器通过计数器的饱和状态。即，该方法使用比较器而不是A/D转换器决定何时电压达到预定阈值，读取存储的电荷的个别量，并直接将该数量转换成数字类型信号。该方法在美国第6,069,377号专利和日本第2,953,297号专利中公开。

另外，关于各像素使用不同曝光时间的方法使强光的像素曝光短曝光时间，并使弱光的像素曝光长曝光时间，以在获得宽的动态范围的同时保持信号级。该方法在美国第6,498,576号专利中公开。

另外，为了随时间扩展图像传感器的动态范围，具有非线性特征的装置被放置在图像传感器的前面，以使输入到图像传感器的信号关于光强度具有非线性特征。

由于输入到具有线性特征的图像传感器的信号关于光强度具有非线性特征，所以从图像传感器输出的信号关于光强度具有非线性特征。然而，如果从图像传感器输出的信号被转换成数字信号，则出现的问题在于，当以相同间隔对图像传感器的输出值已经取样时，由于图像传感器的信号关于光强度具有非线性特征，所以对应于以相同间隔输出的光强度的间隔中存在差值。

即，由于图像传感器的输出值具有非线性特征，所以当输入光强度增加时图像传感器的输出值的增加率减少，所以在对应于相同输出值的改变率的输入光强度的改变率中存在不同。因此，由于相同输出关于具有输入光强度的改变率的光强度相对出现，存在降低分辨率的问题。

                        发明内容

开发本发明为了解决上面的缺点和与传统的布置相关的其他问题。本发明的一方面在于提供一种纠正非线性图像的图像捕捉的设备和使用非线性图像的方法，以使图像具有线性特征，从而如果具有非线性特征的光学装置被用来扩展图像传感器的动态范围，则防止由于图像的非线性导致的分辨率降低。

根据本发明的一方面，提供一种纠正非线性图像的图像捕捉设备，包括：光学装置，将输入图像转换成关于光强度具有非线性特征的输入图像；图像传感器，将具有非线性特征的输入图像转换成电信号；纠正单元，纠正电信号以获得关于光强度具有线性特征的信号；转换器，将纠正的信号转换成数字信号；和信号处理单元，处理纠正的数字信号以作为输出图像显示。

纠正单元可通过使用光学装置的非线性特征函数的反函数来纠正电信号以获得关于光强度具有线性特征的信号。

纠正单元可以是具有光学装置的非线性特征函数的反函数的模拟电路。

光学装置在预定的光强度范围内将输入光转换成关于光强度具有非线性特征的图像，并通过转换扩展图像传感器的动态范围。

转换器具有与扩展的图像传感器的动态范围成比例增加的比特数。

图像传感器可以是电荷耦合装置(CCD)或者互补性氧化金属半导体(CMOS)。

根据本发明的一方面，提供一种纠正非线性图像的图像捕捉设备，包括：光学装置，转换输入图像以关于光强度具有非线性特征；图像传感器，将具有非线性特征的输入图像转换成电信号；转换器，将电信号转换为数字信号；纠正单元，纠正转换的数字信号以关于光强度具有线性特征；信号处理单元，处理纠正的信号以作为输出图像显示。

纠正单元可通过使用光学装置的非线性特征函数的反函数纠正电信号以关于光强度具有线性特征。

纠正单元可以是用于处理由转换器转换的数字信号以具有线性特征的数字信号处理器。

光学装置在超过预定的光强度范围内转换图像传感器的电信号以关于光强度具有非线性特征，并通过转换扩展图像传感器的动态范围。

图像传感器可以是电荷耦合装置(CCD)或者互补性氧化金属半导体(CMOS)。

根据本发明的一方面，提供一种图像捕捉设备的非线性图像纠正方法，该设备包括具有非线性特征的光学装置和光电转换具有非线性特征的输入图像的图像传感器，该方法包括：将转换输入图像以关于光强度具有非线性特征，以扩展图像传感器的动态范围；将具有非线性特征的输入图像转换成电信号；纠正电信号以关于光强度具有线性特征；将纠正的信号转换成数字信号；和处理转换的数字信号以作为输出图像显示。

电信号可通过使用光学装置的非线性特征函数的反函数被纠正以关于光强度具有线性特征。

电信号可通过使用具有光学装置的非线性特征函数的反函数的模拟电路被纠正。

根据本发明的一方面，提供一种图像捕捉设备的非线性图像纠正方法，该设备包括具有非线性特征的光学装置和光电转换具有非线性特征的输入图像的图像传感器，该方法包括：将转换输入图像以关于光强度具有非线性特征，以扩展图像传感器的动态范围；将具有非线性特征的输入图像转换成电信号；将电信号转换成数字信号；纠正转换的数字信号以关于光强度具有线性特征；和处理纠正的数字信号以作为输出图像显示。

转换的数字信号通过使用光学装置的非线性特征函数的反函数被纠正以关于光强度具有线性特征。

                         附图说明

通过参照附图对本发明的某些示例性实施例地描述，本发明的上述和/或其他方面将变得更加清楚，其中：

图1A和图1B是示意性地显示根据本发明的示例性实施例的纠正非线性图像的图像捕捉设备的框图；

图2是显示由图1A或图1B的光学装置扩展的图像传感器的动态范围的示图；

图3A是解释当图1A或图1B的纠正单元纠正时使用的函数的示图；

图3B和图3C是分别解释图1A和图1B的图像捕捉设备中的纠正单元的操作的示图；和

图4是解释根据本发明的示例性实施例的纠正非线性图像的方法的流程图。

                       具体实施方式

以下，将详细参照附图来描述本发明。

图1A和图1B是示意性地显示根据本发明的示例性实施例的纠正非线性图像的图像捕捉设备的框图；图1A是用于在将图像传感器30中转换的电信号转换成数字信号之前纠正非线性图像的框图，图1B是用于在将图像传感器30中转换的电信号转换成数字信号之后纠正非线性图像的框图。

在图1A和图1B中，纠正非线性图像的图像捕捉设备包括镜头10、光学装置20、图像传感器30、纠正单元40、转换器50和信号处理单元60。

首先，镜头10收集输入光并将其发送到光学装置20。

光学装置20是具有非线性特征的装置，其使得输入光学装置20的输出的图像传感器30输出关于光强度具有非线性特征的图像。光学装置20输出关于光强度具有非线性特征以便扩展使图像传感器30的输出值饱和的输入光强度的范围。

图像传感器30关于光强度具有非线性特征以便当图像具有相同亮度时输出具有大于特定光强度的图像。然而，光学装置20使得图像传感器30的输出值具有非线性特征并且大于特定光强度还具有关于光强度的不同的输出值，由此扩展使输出值饱和的输入光强度的范围。即，光学装置20扩展图像传感器30的动态范围。

图像传感器30将从光学装置20输入的图像转换成电信号。即，图像传感器30检测与输入到图像传感器30的光强度成比例产生的信号电荷作为模拟电压。

在这里，图像传感器30可以是：电荷耦合装置(CCD)类型图像传感器，通过使用门脉冲将由输入光产生的电子直接移动到输出单元；CMOS类型图像传感器，在将这些电子转换成像素电压之后通过多个CMOS开关输出由输入光产生的电子，等等。

此外，图像传感器30是具有线性特征的装置，从光学装置20输入的图像关于光强度具有非线性特征，所以图像传感器30的输出信号也关于光强度具有非线性特征。

纠正单元40将关于光强度具有非线性特征的图像纠正为具有线性特征的信号。在这里，在关于光强度具有非线性特征的图像传感器30的图像被转换成数字信号之前或之后，纠正单元40操作。即，纠正单元40被放置在转换器50之前或之后，纠正从图像传感器30输出的模拟信号，或者纠正从转换器50输出的数字信号。

如果纠正单元40在具有非线性特征的图像被转换成数字信号之前操作，则纠正单元40用具有与光学装置20的非线性特征函数相反关系的模拟电路建立，由此执行从图像传感器30输入的信号的直线性。然而，如果纠正单元40在具有非线性特征的图像被转换成数字信号之后操作，则纠正单元40处理从转换器50输出的数字信号以形成线性信号。

另外，纠正单元40使用与用于输出关于光强度的非线性信号的光学装置20的非线性特征函数相反的关系，从而纠正输入信号以关于光强度具有线性特征。

即，如果光学装置20被用来扩展图像传感器30的动态范围，则由于光学装置20的非线性特征函数，具有非线性特征的信号被输出。因此，由于光学装置20的非线性特征函数，输入到图像传感器30的信号具有非线性特征，并且，如果与光学装置20的非线性特征函数的相反关系被应用到从图像传感器30输出的信号，则纠正单元40可将具有非线性特征的信号纠正为具有线性特征的信号。

转换器50将输入模拟信号转换成数字信号。如果纠正单元40在具有非线性特征的图像被转换成数字信号之前操作，则转换器50将已经由纠正单元40纠正的具有线性特征的信号转换成数字信号。然而，如果纠正单元40在具有非线性特征的图像被转换成数字信号之后操作，则转换器50将从图像传感器30输出的信号转换成数字信号，并将转换的数字信号输出到纠正单元40以将其纠正成线性信号。

信号处理单元60执行信号处理，从而被纠正为具有线性特征的数字信号作为输出图像显示。

图2是显示由图1A或图1B的光学装置20扩展的图像传感器30的动态范围的示图。在图2中，横轴表示输入光强度，纵轴表示图像传感器30的输出值。另外，曲线I表示当没有使用图像传感器30和光学装置20时的图像传感器30的输出，曲线II表示当使用图像传感器30和光学装置20时的图像传感器30的输出。

在这里，曲线I和曲线II的参考标号ICCD和IOL分别指示具有饱和的输出值的光强度，参考标号Isat指示图像传感器30的饱和的输出值。另外，A部分是曲线I的输出值关于光强度具有线性特征的间隔，B部分是曲线II的输出值关于光强度具有非线性特征的间隔。D部分指示当使用光学装置20从而图像传感器30的输出值关于光强度具有非线性特征时图像传感器30的动态范围被扩展的间隔。

在图2中，当使用光学装置20时，曲线II显示关于光强度具有非线性特征的图像传感器30的输出值。在这里，在超过特定光强度出现IL非线性特征的图像传感器30的输出值。在A部分，即，在低于IL，与在没有使用光学装置20的情况下一样，图像传感器30的输出值关于光强度具有线性特征。

另外，在B部分，即，在超过IL，与在没有使用光学装置20的情况下不同，图像传感器30的输出值关于光强度具有非线性特征。在非线性特征部分，与线性特征部分相比，当光强度增加时输出值的增加率减少。

由于随着光强度的增加，在B部分输出值的增加量被减少，所以与没有使用光学装置20不同，随着光强度的增加，在D部分图像传感器30的输出值不同。因此，对于D部分的光强度，图像亮度可显示不同。即，图像传感器30的动态范围被扩展，其是指示图像传感器30可将光信号处理成具有光强度级的图像的指标。

图3A解释图1A或图1B的纠正单元40纠正时使用的函数的示图。在这里，参考标号D1和D2分别指示可根据分辨率区别的输入光强度的范围，C1和C2指示图像传感器30的输出值的范围，已对这些输出值以相同间隔进行取样。另外，参考标号X指示关于光强度具有线性特征的输出值的最大值，图像传感器30的输出值在从0至X的光强度的范围内显示线性特征。

另外，f(I)指光学装置20的非线性特征函数，g(I)指光学装置20的非线性特征的反函数，l(I)指在非线性特征函数f(I)的反函数g(I)被应用于非线性函数f(I)之后的关于光强度具有线性特征的转换器50的输出值。

在图3A中，如果使用光学装置20从而图像传感器30的输出值关于光强度具有非线性特征，则对于图像传感器30的相同的输出值的改变量，可根据分辨率区分的输入光强度的改变量可能不同。

即，即使随着光强度的增加输入光强度的改变量增加，但是由于图像传感器30的输出值的非线性特征，导致图像传感器30的输出值的改变量保持相同，所以检测到对于输入光强度的相对大的改变量相同的输出值。当图像传感器30的错误输出值用于信号处理时，输出图像的分辨率可被降低。

例如，首先，假设当在低光强度范围内输入光强度的差值D1是1/2ⁿ时，图像传感器30的输出值的改变量C1是‘1’。在图3A，即使当在高光强度范围内输入光强度的差值D2是5/2ⁿ时，图像传感器30的输出值的改变量(C2)变成‘5’，则输出值的改变量保持与差值D1是1/2ⁿ相等的输出值‘1’，这样引起一个问题。

即，在低和高光强度的范围内对图像传感器30的输出值的改变量以相同间隔进行采样，但是输入光强度的实际改变量不同。由于图像传感器30的输出值关于光强度具有非线性特征并且在超过特定光强度的范围输出值的增加率减少，所以发生这样的情况。

为了对图像传感器30的输出值进行纠正以关于光强度具有线性特征，光学装置20的特征函数的反函数成为将被应用于输出具有非线性特征的图像传感器30的输出值的函数，这可以在以下方程2和方程3中解释。

[方程2]

I＝g(f(I))＝f^-1(f(1))

[方程3]

g(I)＝f^-1(1)这里，I指示光强度，f(I)指示光学装置20的非线性特征函数。另外，g(I)指示用于纠正图像传感器30的输出值的函数，即，光学装置20的非线性特征函数的反函数。

为了对图像传感器30的输出值进行纠正以具有线性特征，从将任意函数应用到非线性特征函数被应用到其的图像传感器30的输出值所获得的值具有线性特征。即，在方程2，输入光强度I成为从将任意函数应用到非线性特征函数被应用到其的图像传感器30的输出值所获得的值。

因此，为了使图像传感器30的输出值具有线性特征，如方程3所表示的，应用到非线性特征函数被应用到其的图像传感器30的输出值的函数成为光学装置20的非线性特征函数的反函数。

图3B和图3C是分别解释图1A和图1B的图像捕捉设备的纠正单元40的操作的示图。即，图3B显示纠正单元40在具有非线性特征的图像被转换成数字信号之前操作，图3C显示纠正单元40在具有非线性特征的图像被转换成数字信号之后操作。

同图3A一样，F1、F2、H1和H2分别指示可根据分辨率区分的输入光强度的范围，E1、E2、G1和G2分别指示以相同间隔取样的图像传感器30的输出值的范围。另外，X指示关于光强度具有线性特征的输出值的最大值，并且如果光强度在从0至X的范围内，则图像传感器30的输出值具有线性特征。Y指示当图像传感器30的输出值具有饱和输出值时的光强度。

在图3B和3C，f(I)指示光学装置20的非线性特征函数，g(I)是光学装置20的非线性特征函数的反函数。l(I)指示在将非线性特征函数的反函数g(I)应用到非线性特征函数f(I)之后关于光强度具有线性特征的转换器50的输出值。

在图3B，如果纠正单元40在具有非线性特征的图像被转换成数字信号之前操作，则纠正单元40的输出值在被纠正为具有线性特征之后获得。因此，与以相同间隔取样的图像传感器30的各输出值的改变量对应的输入光强度具有相同的改变量。即，在低光强度范围内的取样率与在高光强度范围内的取样率相同。纠正单元40用具有与光学装置20的非线性特征函数相反的关系的模拟电路建立。

然而，如果纠正单元40在具有非线性特征的图像被转换成数字信号之后操作，则具有扩展的动态范围的图像传感器30的输出值被纠正为具有线性特征并被输入到转换器50，所以转换器50的比特数必须与图像传感器30的动态范围的扩展成比率增加。例如，当取样被应用到在通过8比特转换器50的动态范围内没有扩展和通过光学装置20图像传感器30的动态范围增加两倍的图像传感器30的输出值时，则图像传感器30的输出值具有线性，所以9比特信号被产生，这需要9比特转换器50。

在图3C，如果纠正单元40在具有非线性特征的图像被转换成数字信号之后操作，则纠正单元40的输出值在被纠正单元40纠正以具有线性特征之前出现。因此，转换器50的输出值被纠正以关于光强度具有线性特征。

为了对转换器50的输出值纠正以关于光强度具有线性关系，当光强度的改变量逐渐增加时，转换器50的输出值的改变量逐渐增加，而不是图3B所示的相同间隔。即，在低光强度范围内的取样率与高光强度范围内的取样率不同。因此，在低光强度中的分辨率与在高光强度范围内的分辨率相比相对高。

因此，如果纠正单元40在具有非线性特征的图像被转换成数字信号之后操作，则因为在低光强度范围内的分辨率高于在高光强度中的分辨率，所以光强度变得越低，则其对分辨率的改变变得越敏感，以及光强度变得越高，则其对分辨率的改变变得越不敏感，这显示了与人类可视的感觉相同。

如果纠正单元40在具有非线性特征的图像被转换成数字信号之后操作，则纠正单元40成为数字信号处理器以纠正从转换器50输入的数字信号。

图4是解释根据本发明的示例性实施例的纠正非线性图像的方法的流程图。

在图4，首先，光学装置20将镜头10聚焦的光转换成关于光强度具有非线性特征的图像(S301)。光学装置20是具有非线性特征的装置，并将从镜头10输入的光通过非线性函数转换成具有非线性特征的图像。

另外，如图2所述，为了使图像在大于特定光强度级关于光强度具有的非线性特征，光学装置20位于图像传感器30的前面，所以图像传感器30的动态范围被扩展。然而，由于图像传感器30的扩展的动态范围，当关于特定级的光强度增加时输出值的增加率减少。

另外，图像传感器30将输出图像转换成电信号以关于光强度具有非线性特征(S303)。即，图像传感器30检测作为模拟电压的与输入光强度成比例产生的信号电荷。由于图像传感器30是具有线性特征的装置，图像传感器30将输入到光学装置20和关于光强度具有非线性特征的图像转换成具有非线性特征的图像。

接着，转换器50将电信号，即，模拟信号转换成数字信号(S305)。即，转换器50是模数(A/D)转换器。

转换器50以相同间隔对图像传感器得输出值进行取样，并输出与图像传感器30的取样的输出值的改变量对应的关于光强度的改变量的转换器50相同的输出值。然而，由于图像传感器30的输出值在超过特定强度级具有关于光强度的非线性特征，所以对应于取样的改变量和图像传感器30的相同的输出值，光强度的改变量增加。

由于当光强度增加时，对于光强度的大改变量图像传感器30的输出值相等，所以当光强度增加时分辨率减小。因此，对了对高分辨率的图像进行显示，转换器50的输出值需要纠正以关于光强度具有线性特征

接着，转换器50的输出值被纠正以关于光强度具有线性特征(S307)。光学装置20的非线性特征函数的反函数被应用到转换器50的输出值，所以输入到信号处理单元60的值被纠正以关于光强度具有线性特征。由于光学装置20的非线性特征函数导致转换器50的输出值具有非线性特征，所以光学装置20的非线性特征函数的反函数被应用到转换器50的输出值，从而转换器50的输出值关于光强度具有非线性特征，参照图3C对转换器50的纠正的输出值和光强度之间的关系进行了详细描述。

接着，转换器50的纠正的输出值被信号处理以在屏幕上显示(S309)。由于转换器50的输出值被纠正以关于光强度具有线性特征，所以具有非线性特征以扩展图像传感器30的动态范围的图像的分辨率可被改善。

另外，在步骤S303，在图像传感器30将输入的图像转换成电信号之后，在将电信号转换成数字信号之前，图像传感器30的输出值可被纠正以首先具有线性特征。接着，被纠正以具有线性特征的电信号被转换成数字信号，然后，为了显示图像，数字信号被处理。在这里，已参照图3B详细描述光强度和将纠正以具有线性特征的信号转换成数字信号的转换器50的输出值之间的关系。

如上所述，由于具有非线性特征的光学装置扩展图像传感器的动态范围，本发明纠正关于光强度具有非线性特征的输出以具有线性特征，从而改善图像的分辨率。

上述示例性实施例和优点仅是示例，而不被理解为对本发明的限制。本教导可被容易地应用到其他类型的设备。另外，本发明的实施例的描述目的是示例性的，而不是限定权利要求的范围，并且许多替换、改变和变化对本领域的技术人员将是明显的。

Claims (17)

1、一种图像捕捉设备，包括：

图像传感器，将具有非线性特征的输入图像转换成电信号；

纠正单元，纠正电信号以产生关于光强度具有线性特征的纠正的信号；

转换器，将纠正的信号转换成数字信号；和

信号处理单元，处理数字信号以作为输出图像显示。

2、如权利要求1所述的图像捕捉设备，还包括光学装置，将输入光转换成关于光强度具有非线性特征的输入图像。

3、如权利要求2所述的图像捕捉设备，其中，纠正单元使用光学装置的非线性特征函数的反函数来纠正电信号，以产生关于光强度具有线性特征的纠正的信号。

4、如权利要求2所述的图像捕捉设备，其中，纠正单元包括具有光学装置的非线性特征函数的反函数的模拟电路。

5、如权利要求2所述的图像捕捉设备，其中，光学装置在预定的光强度范围内将输入光转换成关于光强度具有非线性特征的图像，并通过转换扩展图像传感器的动态范围。

6、如权利要求2所述的图像捕捉设备，其中，图像传感器包括电荷耦合装置或互补性氧化金属半导体。

7、如权利要求2所述的图像捕捉设备，其中，转换器具有与由光学装置扩展的图像传感器的动态范围成比例增加的比特数。

8、一种图像捕捉设备，包括：

光学装置，将输入光转换成关于光强度具有非线性特征的图像；

图像传感器，将具有非线性特征的输入图像转换成电信号；

转换器，将电信号转换成数字信号；

纠正单元，纠正数字信号以产生关于光强度具有线性特征的纠正的信号；和

信号处理单元，处理纠正的信号以作为输出图像显示。

9、如权利要求8所述的图像捕捉设备，其中，纠正单元使用光学装置的非线性特征函数的反函数纠正电信号以产生关于光强度具有线性特征的纠正的信号。

10、如权利要求8所述的图像捕捉设备，其中，纠正单元包括数字信号处理器，处理具有非线性特征的数字信号。

11、如权利要求8所述的图像捕捉设备，其中，光学装置在预定的光强度范围内将输入光转换成关于光强度具有非线性特征的图像，并通过转换扩展图像感知的动态范围。

12、如权利要求8所述的图像捕捉设备，其中，图像传感器包括电荷耦合装置或互补性氧化金属半导体。

13、一种用于图像捕捉设备的非线性图像纠正方法，该设备包括具有非线性特征的光学装置和光电转换具有非线性特征的输入图像的图像传感器，该方法包括：

将输入光转换成关于光强度具有非线性特征的输入图像，以扩展图像传感器的动态范围；

将具有非线性特征的输入图像转换成电信号；

纠正电信号以产生关于光强度具有线性特征的纠正的信号；

将纠正的信号转换成数字信号；和

处理数字信号以作为输出图像显示。

14、如权利要求13所述的非线性图像纠正方法，其中，所述纠正过程通过使用光学装置的非线性特征函数的反函数来纠正电信号以产生关于光强度具有线性特征的纠正的信号。

15、如权利要求13所述的非线性图像纠正方法，其中，所述纠正过程通过使用具有光学装置的非线性特征函数的反函数的模拟电路来纠正电信号。

16、一种用于图像捕捉设备的非线性图像纠正方法，该设备包括具有非线性特征的光学装置和光电转换具有非线性特征的输入图像的图像传感器，该方法包括：

将输入光转换成关于光强度具有非线性特征的输入图像，以扩展图像传感器的动态范围；

将具有非线性特征的输入图像转换成电信号；

将电信号转换成数字信号；

纠正数字信号以产生关于光强度具有线性特征的纠正的信号；和

处理纠正的信号以作为输出图像显示。

17、如权利要求16所述的非线性图像纠正方法，其中，纠正过程通过使用光学装置的非线性特征函数的反函数来纠正数字信号以产生关于光强度具有线性特征的纠正的信号。

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