KR101128227B1 - Imaging device calibration methods and imaging device calibration instruments - Google Patents
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Abstract
촬영 장치 교정 방법, 촬영 장치 교정 장치, 및 촬영 장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 촬영 장치 교정 방법은 촬영 장치(14)의 교정에 사용하기 위한 광을 방출하는 단계와, 상기 광의 방출 특성을 제공하는 단계와, 상기 촬영 장치(14)의 이미지 센서(46)를 사용하여 상기 광을 감지하는 단계와, 상기 이미지 센서(46)를 사용하여 감지된 것을 표시하는 센서 데이터를 생성하는 단계, 및 상기 생성된 센서 데이터 및 상기 촬영 장치(14)의 교정에 사용하기 위한 상기 방출 특성을 이용하여 상기 촬영 장치(14)의 적어도 한 광학적 특성을 결정하는 단계를 포함하며, 상기 적어도 한 광학적 특성은 상기 광을 감지하는데 사용된 상기 촬영 장치(14)에 대응한다.
An imaging device calibration method, an imaging device calibration device, and an imaging device are disclosed. According to one embodiment of the invention, the imaging device calibration method comprises the steps of emitting light for use in calibration of the imaging device 14, providing the emission characteristics of the light, and an image of the imaging device 14. Sensing the light using a sensor 46, generating sensor data indicating what has been detected using the image sensor 46, and generating the sensor data and the imaging device 14 Determining at least one optical characteristic of the imaging device 14 using the emission characteristic for use in calibration, wherein the at least one optical characteristic is applied to the imaging device 14 used to sense the light. Corresponds.
Description
본 발명의 분야는 촬영 장치 교정(imaging device calibration) 방법, 촬영 장치 교정 장치, 촬영 장치 및 제조 물품에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to imaging device calibration methods, imaging device calibration devices, imaging devices and articles of manufacture.
각종 디자인의 촬영 시스템은 이미지를 생성하는데 광대하게 이용되었다. 예시적인 촬영 시스템은 복사기, 스캐너, 카메라 및 최근의 디지탈 카메라, 및 이미지를 생성할 수 있는 그 밖의 다른 장치를 포함한다. 컬러 촬영 시스템은 또한 상당히 개선되었고 널리 보급이 증가하고 있다. 컬러 촬영 시스템은 또한 각종 화상 처리 알고리즘(예를 들면, 조명 추정, 컬러 보정, 등등)의 정확도를 증가시키고, 최종 재현물의 컬러 정확도를 증가시키기 위하여 교정될 수 있다. Shooting systems of various designs have been used extensively to generate images. Exemplary imaging systems include copiers, scanners, cameras and recent digital cameras, and other devices capable of generating images. Color imaging systems have also been significantly improved and are becoming increasingly popular. The color imaging system may also be calibrated to increase the accuracy of various image processing algorithms (eg, light estimation, color correction, etc.) and to increase the color accuracy of the final reproduction.
예를 들면, 동일하게 구성된 촬영 시스템조차 제품 공차 또는 디자인 변경 때문에 서로 달라질 수도 있다. 도 1을 참조하면, 동일한 제품에 대응하는 이백 개의 디지탈 카메라에 대한 상대적 반응도(responsivity) 대 파장의 그래프를 도시한다. 도 1은 표본추출한 카메라들의 청색, 녹색, 그리고 적색 센서의 반응도의 변동을 각 대역(4, 6, 및 8)으로 표시한 그래프이다. 비록 카메라들이 구조상 동일한 구성요소로 구성되어 있더라도, 예시된 대역은 각 카메라들 간의 편차의 크기를 예시하는 폭을 가지고 있다.For example, even identically configured imaging systems may differ from one another due to product tolerances or design changes. Referring to FIG. 1, there is shown a graph of relative responsiveness versus wavelength for two hundred digital cameras corresponding to the same product. FIG. 1 is a graph showing variation in responsiveness of blue, green, and red sensors of sampled cameras in each band (4, 6, and 8). Although the cameras are composed of identical components in structure, the illustrated band has a width that illustrates the magnitude of the deviation between the respective cameras.
한 가지 컬러 교정 기법은 반사 차트(reflective charts)를 이용한다. 반사 차트는 카메라를 신속히 교정하는데 이용될 수 있으며 비교적 저렴하다. 그러나, 반사 차트를 사용하여 실행된 교정은 카메라에 사용하기에는 충분히 정확하지 않을 수도 있다. 한편, 단색화 장치(monochromators)는 카메라를 포함한 컬러 촬영 시스템을 아주 정확하게 교정할 수 있다. 그러나, 단색화 장치를 이용한 교정 절차는 완료 기간이 상대적으로 길고 장치는 비싸다. One color correction technique uses reflective charts. Reflection charts can be used to quickly calibrate the camera and are relatively inexpensive. However, the calibration performed using the reflection chart may not be accurate enough for use with the camera. Monochromators, on the other hand, can very accurately calibrate color imaging systems, including cameras. However, calibration procedures using monochromators are relatively long to complete and expensive.
본 발명의 적어도 몇 특징은 개선된 교정 시스템 및 방법과 관련된다. At least some features of the invention relate to improved calibration systems and methods.
본 발명의 특징에 따르면, 예시적인 촬영 장치 교정 방법, 촬영 장치 교정 장치, 촬영 장치 및 제조 물품이 개시된다.According to a feature of the invention, an exemplary imaging device calibration method, imaging device calibration device, imaging device and article of manufacture are disclosed.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 촬영 장치 교정 방법은 촬영 장치의 교정에 사용하기 위한 광을 방출하는 단계와, 상기 광의 방출 특성을 제공하는 단계와, 상기 촬영 장치의 이미지 센서를 사용하여 상기 광을 감지하는 단계와, 상기 이미지 센서를 사용하여 감지된 것을 표시하는 센서 데이터를 생성하는 단계, 및 상기 생성된 센서 데이터 및 상기 촬영 장치의 교정에 사용하기 위한 상기 방출 특성을 이용하여 상기 촬영 장치의 적어도 한 광학적 특성을 결정하는 단계를 포함하며, 상기 적어도 한 광학적 특성은 상기 광을 감지하는데 사용된 상기 촬영 장치에 대응한다.According to an embodiment of the present invention, a photographing apparatus calibration method includes the steps of emitting light for use in calibration of a photographing apparatus, providing an emission characteristic of the light, and using the image sensor of the photographing apparatus. Detecting the sensor; generating sensor data indicating what is detected using the image sensor; and using the generated sensor data and the emission characteristic for use in calibration of the imaging device. Determining at least one optical characteristic, the at least one optical characteristic corresponding to the imaging device used to sense the light.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 촬영 장치 교정 장치는, 다수개의 상이한 스펙트럼 전력 분포를 갖는 광을 방출하도록 구성된 광원과, 상기 촬영 장치 교정 장치를 사용하여 교정될 촬영 장치로 상기 광을 제공하도록 구성된 광 인터페이스와, 상기 광원으로부터의 광의 방출을 자동 제어하여 상기 촬영 장치를 교정하도록 하는 처리 회로를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, an imaging device calibration device is configured to provide a light source configured to emit light having a plurality of different spectral power distributions, and the light to an imaging device to be calibrated using the imaging device calibration device. An optical interface and processing circuitry for automatically controlling the emission of light from the light source to calibrate the imaging device.
다른 실시예는 후술하는 내용으로부터 명백해지는 바와 같이 기술되어 있다.Other embodiments are described as will become apparent from the following description.
도 1은 표본 추출한 촬영 시스템의 반응도에 대한 그래프이다. 1 is a graph of the responsiveness of a sampled imaging system.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 교정 장치 및 촬영 장치의 설명도이다.2 is an explanatory diagram of an exemplary calibration device and imaging device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교정 장치의 회로의 기능 블록도이다. 3 is a functional block diagram of a circuit of a calibration apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영 장치의 회로의 기능 블록도이다. 4 is a functional block diagram of a circuit of a photographing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 교정 장치의 광 인터페이스의 설명도이다. 5 is an explanatory diagram of an optical interface of a calibration device according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 인터페이스로부터 방출된 광의 휘 도(radiance) 대 파장의 그래프이다.6 is a graph of wavelength versus wavelength of light emitted from an optical interface according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적 촬영 장치 교정 방법을 나타내는 플로우차트이다.7 is a flowchart illustrating an exemplary photographing apparatus calibration method according to an embodiment of the present invention.
도 8(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 데이터 수집을 나타내는 플로우차트이다. 8A is a flowchart illustrating exemplary data collection in accordance with an embodiment of the present invention.
도 8(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 예시적인 데이터 수집을 설명하는 플로우차트이다. 8 (b) is a flowchart illustrating exemplary data collection according to another embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 데이터 처리를 나타내는 플로우차트이다. 9 is a flowchart illustrating exemplary data processing in accordance with an embodiment of the present invention.
도 10은 예시적인 교정 기법을 비교하는 그래프이다.10 is a graph comparing exemplary calibration techniques.
도 11은 추정한 반응도와 맥베스 차트(Macbeth chart) 교정 기법을 사용하여 교정한 상대적 반응도를 비교하는 그래프이다.11 is a graph comparing the estimated responsiveness and the relative responsiveness calibrated using the Macbeth chart calibration technique.
도 12는 추정한 상대적 반응도와 맥베스 DC 차트(Macbeth DC chart)를 사용하여 교정한 상대적 반응도를 비교하는 그래프이다.12 is a graph comparing the estimated relative responsiveness and the relative responsiveness corrected using the Macbeth DC chart.
도 13은 추정한 상대적 반응도와 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 교정 장치를 사용하여 교정한 상대적 반응도를 비교하는 그래프이다. 13 is a graph comparing the estimated relative responsiveness and the relative responsiveness calibrated using the radioactive calibration device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 적어도 몇몇 특징은 촬영 장치의 빠르고 정확한 교정을 가능하게 하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에서, 촬영 장치의 반응도 기능 및/또는 변환(transduction) 기능과 같은 광학적 특성은 관련되는 촬영 장치가 입력 광 신호에 어떻게 반응하는지 판정하기 위하여 계측될 수 있다. 이렇게 판정된 광학적 특성은 각 촬영 장치를 교정하는데 이용될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 반사성 구성과 마주하여 배치된 방사 광원은 광학적 특성을 결정하는데 이용되며, (예를 들면, 생산 라인에서) 촬영 장치를 실시간으로 빠르게 그리고 비교적 저렴하게 교정을 가능하게 한다. At least some features of the present invention provide an apparatus and method that allow for quick and accurate calibration of an imaging device. In one embodiment of the invention, optical characteristics such as the reactivity function and / or the transduction function of the imaging device may be measured to determine how the associated imaging device responds to the input optical signal. The optical properties thus determined can be used to calibrate each imaging device. According to an exemplary embodiment, the radiant light source disposed opposite the reflective configuration is used to determine the optical properties, allowing quick and relatively inexpensive calibration of the imaging device (eg on a production line) in real time.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영 시스템(10)이 도시된다. 도시된 촬영 시스템(10)은 촬영 장치 교정 장치(12) 및 촬영 장치(14)를 포함한다. 촬영 장치 교정 장치(12)의 한 개 이상의 광원이 교정 데이터를 결정하고 촬영 장치(14)를 교정하는데 이용되는 광을 방출하는 일 실시예에서 촬영 장치 교정 장치(12)는 방사성 교정 장치라 지칭될 수도 있다.2, an
적어도 일 실시예에서, 교정 장치(12)는 촬영 장치(14)를 교정하는데 이용될 수도 있는 교정 데이터를 제공하기 위하여 사용된다. 본 명세서에서 기술된 적어도 몇몇 실시예에서, 교정 장치(12)는 촬영 장치(14)와 함께 교정 데이터를 제공하기 위하여 작동할 수 있다. 교정 데이터는 예시적인 실시예에서 각 촬영 장치(14)의 반응도 및/또는 변환 기능과 같은 광학적 특성을 포함한다. 교정 데이터는 교정 데이터를 얻기 위하여 사용된 개개의 장치(14)를 교정하기 위하여 이용될 수 있다. 예를 들면, 촬영 장치(14)의 화상 처리 알고리즘은 촬영 장치(14)의 성능을 포함한 그 알고리즘의 촬영 동작을 향상시키도록 맞추어져서 포착된 장면의 만족스럽고 충실한 이미지를 양산할 수 있다. In at least one embodiment, the
촬영 장치(14)는 예시한 시스템에서는 컬러 디지탈 카메라를 포함한다. 수신된 이미지에 응답하여 이미지 데이터를 생성하도록 구성된 촬영 장치(14)의 다른 구성이 가능하다(예를 들면, 스캐너, 컬러 복사기, 컬러 다중 기능 주변 장치, 등등). The photographing
교정 장치(12)를 다시 참조하면, 예시적인 실시예는 광원(20), 광 랜덤화기(light randimizer)(22), 및 광 확산기(optical diffuser)(24)를 포함한다. 설명의 용이성을 위하여, 예시적인 구성성분(20, 22, 24)은 전개도로 도시된다. 교정 장치(12)의 전형적인 실시예에서, 구성성분(20, 22, 24)은 서로 교정 장치(12)로 주위의 광이 도입되는 것을 방지하기 위하여 서로에 대하여 밀봉된다. 이하에서 도 3의 예시적인 회로에 대하여 설명되는 바와 같이 교정 장치(12)의 처리 회로를 제공하여 교정 작동을 제어하도록 할 수도 있다.Referring back to the
광원(20)은 교정 장치(12)의 다른 실시예에서 다른 구성으로 구현될 수 있다. 또한, 광원(20)은 다른 실시예에서 상이한 광을 동시에 및/또는 연속으로 방출하도록 제어될 수 있다. 상이한 광은 상이한 파장, 광의 세기(intensity) 또는 스펙트럴 전력 분포(spectral power distribution)와 같은 상이한 방출 특성을 갖는 광을 포함한다.The
예를 들면, 광원(20)의 구성은 각기 다른 구역들(26)과 파장 및/또는 광의 세기가 상이한 광을 방출하도록 구성된 다수의 구역(26)을 갖는다. 따라서, 도 2의 교정 장치(12)의 실시예에서 적어도 몇 구역들(26)의 광은 다른 구역(26)의 광으로부터 공간적으로 그리고 스펙트럼으로 분리된 것일 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 파장 및/또는 세기가 상이한 광이 동시에 방출될 수 있다. 다음에 설명되는 다른 실시예에서, 파장 및/또는 세기가 상이한 광이 연속으로 방출될 수도 있다. For example, the configuration of the
개개의 구역(26)은 한 개 이상의 발광 소자(도시 안됨)를 포함할 수 있다. 예시적인 발광 소자는 광대역 반사 패치와 비교하여 정확도가 증가한 협대역 소자를 포함한다. 구역(26)의 발광 소자는 예시적인 실시예에서 발광 다이오드(LEDs) 및 레이저를 포함한다. 구역(26)의 발광 소자의 다른 구성이 이용될 수도 있다. 일 실시예에서, 개개의 구역(26)은 파장 및 세기가 동일한 광을 방출하도록 구성된 3 x 3 발광 소자를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 광 랜덤화기(22)는 광원(20)의 개개의 구역(26)에 각기 대응하는 다수의 중공 튜브(hollow tube)를 포함한다. 광 랜덤화기(22)는 개개의 구역(26) 마다 실질적으로 균일한 광을 광 확산기(24)에 제공하도록 구성된다. 광 랜덤화기의 튜브의 내부 표면에는 상대적으로 밝은 백색의 광택이 없는 표면으로 될 수도 있다. 광 랜덤화기(22)의 다른 구성이 가능하다. 예를 들면, 광 랜덤화기(22)는 이하에서 기술하는 바와 같이 단 하나의 발광 구역을 갖는 적어도 일 실시예의 장치(12)에서는 단일의 중공 튜브를 포함할 수도 있다.In an exemplary embodiment, the
광 확산기(24)는 교정 작동에 사용하기 위한 촬영 장치(14)에 개개의 구역(26) (및 이하에서 설명하는 광 인터페이스(27)의 개개의 구역(28)) 마다 실질적으로 균일한 광을 제공하도록 구성된 광 인터페이스(27)를 포함한다. 예시된 광 확산기(24)를 제외한 광 인터페이스(27)의 다른 구성은 촬영 장치(14)에 광을 출력하기 위하여 이용될 수 있다. 예시적인 광 확산기(24)는 반투명 아크릴 소재를 포함한다. 도시된 예시적인 광 확산기(24)는 광원(20)에 의해 방출된 광에 대응하는 광을 출력하도록 구성된다. 예를 들면, 예시적인 광 인터페이스(27)는 광원(20)의 개개 구역(26)에 대응하는 다수의 구역(28)을 포함한다. 다른 실시예에서, 광원(20)의 구역(26)의 개수에 해당하는 더 많은 또는 더 적은 개수의 구역(28)이 제공될 수도 있다. 적어도 일 실시예에서, 광 랜덤화기(22) 및 광 확산기(24)는 개개의 구역(28)에 대응하는 상이한 광을 제공하며, 개개의 구역(28)마다 각각의 광은 각각의 구역(28)의 영역을 통하여 실질적으로 균일하다. 다른 가능한 실시예에서, 다른 광 확산기는 중간 광원(intermediate light source)(20) 및 광 랜덤화기(22)로 구현될 수도 있거나 혹은 광 랜덤화기(22) 내에 구현될 수도 있다. The
일 실시예에서, 광 랜덤화기(22)는 광원(20)의 구역(26)에 대응하는 실질적으로 사각형상의 알루미늄 튜브를 포함한다. 튜브는 광원(20)과 광 인터페이스(27) 사이에서 2.5 인치의 길이와 1인치 x 1인치 사각형의 치수를 갖는다. 튜브의 실내 표면은 Gigahertz-Optik에서 구입가능한 ODM01-F01의 부품번호를 갖는 OP.DI.MA 물질과 같은 백색 코팅으로 피복될 수도 있다. 광 확산기(24)는 Cyro 기업에서 구입가능한 020-4 부품번호를 갖는 다수 조각으로 된 백색의 반투명 아크릴 물질을 포함할 수 있으며, 개개의 조각은 1/8인치의 두께를 갖는다. 그 외 다른 구성 또는 실시예가 가능하다. In one embodiment, the
도 3을 참조하면, 교정 장치(12)의 예시적인 회로(30)가 도시된다. 도시된 회로(30)는 통신 인터페이스(32), 처리 회로(34), 저장 회로(36), 광원(20) 및 광 센서(38)를 포함한다. 다른 실시예에서는 그 밖에 다른 회로 구성성분이 제공될 수 있다. Referring to FIG. 3, an
통신 인터페이스(32)는 외부 장치에 대하여 교정 장치(12)의 통신을 설정하도록 구성된다. 통신 인터페이스(32)의 예시적인 구성은 USB 포트, 직렬 혹은 병렬 연결, IR 인터페이스, 무선 인터페이스, 또는 단방향 혹은 양방향 통신이 가능한 다른 어떤 구성을 포함한다. 임의의 적절한 데이터든지 통신 인터페이스(32)를 사용하여 통신될 수 있다. 예를 들면, 이하에 기술한 대로, 통신 인터페이스(32)는 광원(20)의 한 개 이상의 방출 특성 및/또는 교정될 각 촬영 장치(14)의 한 개 이상 결정된 광학적 특성을 전달하기 위하여 이용될 수 있다. The
일 실시예에서, 처리 회로(34)는 희망하는 프로그램을 구현하도록 구성된 회로를 포함할 수 있다. 예를 들면, 처리 회로(34)는 실행가능한 명령, 예를 들면, 소프트웨어 및/또는 펌웨어 명령을 실행할 수 있는 프로세서 또는 다른 구조로 구현될 수도 있다. 처리 회로의 다른 예시적인 실시예는 하드웨어 로직, PGA, FPGA, ASIC, 상태 머신, 및/또는 다른 구조를 포함한다. 이러한 회로(34)의 예는 예시적일 뿐 다른 구성도 가능하다. In one embodiment, processing
처리 회로(34)는 교정 장치(12)의 작동을 제어하는데 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 처리 회로(34)는 자동으로 장치(12)로부터 광의 방출 타이밍을 자동으로 제어(예를 들면, 동시에 및/또는 연속하여 장치(12)로부터 파장 및/또는 세기가 상이한 광을 방출하는 타이밍을 제어)하기 위하여 구성된다. 일 실시예에서, 처리 회로(34)는 사용자 간섭 없이 광의 타이밍과 방출을 자동으로 제어할 수 있다. Processing
저장 회로(36)는 실행가능한 명령 (예를 들면, 소프트웨어 및/또는 펌웨어), 교정 데이터, 또는 다른 디지털 정보와 같은 전자 데이터 및/또는 프로그램을 저장하기 위하여 구성되며, 프로세서 이용가능한 매체를 포함할 수 있다. 상술한 교정 데이터 이외에, 추가적인 예시적인 교정 데이터는 교정 장치(12)의 광 인터페이스(27)를 사용하여 방출된 광의 방출 특성을 한 개 이상 포함할 수 있다. 이하에서 개시되는 바와 같이, 예시적인 방출 특성은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 인터페이스(27)에서 방출된 광의 스펙트럼 전력 분포(SPD)를 포함한다. 스펙트럼 전력 분포는 방출된 광의 파장과 광의 개개의 파장마다 연관된 광의 세기를 포함하는 방출 특성을 포함한다.
프로세서 이용가능한 매체는 예시적인 실시예에서 처리 회로를 포함하는 명령 실행 시스템에 의하여 또는 그와 관련하여 사용하기 위한 프로그램, 데이터 및/또는 디지털 정보를 내포, 저장, 또는 유지할 수 있는 모든 제조 물품을 포함한다. 예를 들면, 예시적인 프로세서 이용가능한 매체는 전자 매체, 자석 매체, 광학 매체, 전자기 매체, 적외선 매체 또는 반도체 매체와 같은 물리적인 매체의 어느 것이라도 포함할 수 있다. 프로세서 이용가능한 매체의 몇 가지 다른 특정 예는 플로피 디스켓과 같은 휴대용 자기 컴퓨터 디스켓, zip 디스크, 하드드라이브, 랜덤 억세스 메모리, 리드 온리 메모리, 플래쉬 메모리, 캐쉬 메모리 및/또는 프로그램, 데이터 또는 다른 디지털 정보를 저장할 수 있는 기타 구성으로 국한되지 않는다. Processor usable media includes, in an exemplary embodiment, any article of manufacture capable of containing, storing, or maintaining programs, data, and / or digital information for use by or in connection with an instruction execution system comprising processing circuitry. do. For example, example processor usable media may include any of physical media such as electronic media, magnetic media, optical media, electromagnetic media, infrared media, or semiconductor media. Some other specific examples of processor available media include portable magnetic computer diskettes, such as floppy diskettes, zip disks, hard drives, random access memory, read only memory, flash memory, cache memory and / or programs, data or other digital information. It is not limited to other configurations that can be stored.
광원(20)은 전술한 바와 같은 예시적인 배열에서 구성될 수 있다. 예를 들면, 광원(20)은 일 실시예에서 파장 및/또는 세기가 상이한 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 상이한 파장 및/또는 광의 세기는 전술한 바와 같이 다수의 구역(26) 에 의해 규정될 수 있다. 다른 실시예에서, 광원(20)은 실질적으로 파장 및/또는 세기가 일정한 광을 방출하도록 구성된다. 광원(20)의 하류에 배치되고 구역(26)에 대응하는 공간적으로 분리된 다수의 필터를 이용하여 필요로 하는 모든 파장 및/또는 세기의 광을 제공하게 할 수도 있으며, 이하에 기술한 바와 같은 다른 실시예에서, 광원(20)은 단일의 구역을 사용하여 상이한 광을 차례로 방출하도록 구성될 수 있다. 다른 배열도 가능하다.The
광 센서(38)는 광원(20)에 광학적으로 결합되고 방출된 광을 수신하도록 구성된다. 일 실시예에서, 다른 구성이 가능하더라도 광 센서(38)는 포토다이오드로 구현된다. 몇몇 실시예에서 한 개 이상의 광 센서(38)가 광 랜덤화기(24) 내에 배치될 수 있다. (예를 들면, 본 명세서에서 기술되는 예시적인 구성에 있어서는 하나의 광 센서(38)가 단일의 중공 튜브로 구현된 광 랜덤화기(22) 내에 배치될 수 있다). 다수의 구역(26)을 갖는 다른 배열에서, 광 센서(38)는 적절한 광 파이프 (도시 안됨) 또는 다른 구성을 통하여 구역(26)에 광학적으로 연결될 수도 있으며 파장 및/또는 세기가 상이한 방출된 광에 대응할 수도 있다.The
광 센서(38)는 일 실시예에서 교정 장치(12)의 교정 목적을 위해 방출된 광을 모니터하도록 구성된다. 예를 들면, 광원(20)의 적어도 몇 가지 구성은 파장 및/또는 세기에서 한동안 편류하는 광을 제공할 수 있다. 광 센서(38)는 광을 모니터하는데 이용될 수도 있으며 사용자에게 장치(12)가 교정을 못하게 되었다는 것과 서비스가 요구된다는 것을 표시하는데 이용될 수도 있다. 예를 들면, 만약 파장이 상이한 광의 세기가 서로 다르다면, 교정 장치(12)는 교정을 하지 못하는 것으로 간주될 수 있다. 교정 장치(12)의 예시적인 재교정은 광 인터페이스(27)에서 방출된 광의 방출 특성(예를 들면, 스펙트럼 전력 분포)을 재결정하는 것을 포함할 수 있다.The
도 4를 참조하면, 촬영 장치(14)는 예시적인 구성에서 디지탈 카메라로 예시된다. 앞서 언급한 바와 같이, 촬영 장치(14)는 다른 구성에서는 장면 또는 수신한 광으로부터 이미지를 생성하도록 구현될 수 있다. 예시한 구성에서 촬영 장치는 처리 회로(40), 저장 회로(42), 스트로브(44), 이미지 센서(46), 필터(48), 광학 장치(50), 및 통신 인터페이스(52)를 포함한다. 4, the
일 실시예에서, 처리 회로(40)는 전술한 처리 회로(34)와 유사하게 구현될 수 있으며 원하는 프로그래밍을 구현하도록 구성된 회로를 포함할 수 있다. 처리 회로의 다른 예시적인 실시예는 촬영 장치(14)의 작동 (예를 들면, 제어 스트로브(44), 광학 장치(50), 정보 수집과 저장, 이미지 데이터의 처리, 외부 장치와 통신, 및 기타 다른 요구된 작동)을 제어하는 상이한 및/또는 대안의 하드웨어를 포함한다. 이러한 처리 회로(40)의 예는 예시적일 뿐이며 다른 구성도 가능하다. In one embodiment, processing
저장 회로(42)는 전자 데이터 (예를 들면, 이미지 데이터) 및/또는 실행가능한 명령과 같은 프로그램(예를 들면 소프트웨어 및/또는 펌웨어), 또는 다른 디지털 정보를 저장하도록 구성되며 및 적어도 일 실시예에서 상기 기술한 저장 회로(36)와 유사한 프로세서 이용가능한 매체를 포함할 수 있다. The
스트로브(44)는 촬영 동작에 사용하기 위한 광을 제공하도록 구성된 광원을 포함한다. 처리 회로(40)는 기술된 실시예에서 스트로브(44)의 작동을 제어한다. 스트로브(44)는 디스에이블 될 수도 있고, 단독으로 또는 (도시하지 않은) 다른 외부 광원과 함께 이용될 수도 있다.
이미지 센서(46)는 다수의 처리되지 않은(raw) 이미지의 처리되지 않는 이미지 데이터를 제공하도록 구성된다. 처리되지 않는 이미지 데이터는 이미지 센서(46)에 의해 형성된 처리되지 않는 이미지의 다수의 픽셀에 대응하는 디지털 데이터를 포함한다. 예를 들면, 처리되지 않는 이미지는 예시적인 RGB 응용에서 각각의 화소에서 적색, 녹색 및 청색 컬러에 대응하는 바이트를 포함한다. 다른 실시예는 다른 컬러 정보를 이용하거나 제공할 수 있다. 이미지 센서(46)는 픽셀에 대응하면서 이미지를 생성하는데 이용가능한 처리되지 않는 디지털 데이터를 제공하는 포토다이오드와 같은 다수의 감광성 소자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 이미지 센서(46)는 한가지 가능한 구성에서 1600 x 1280 행렬로 배열된 감광성 소자 (또는 픽셀이라 지칭함)의 래스터를 포함할 수 있다. 다른 래스터 구성도 가능하다. 감광성 소자는 예시적인 구성에서는 전하결합소자(CCDs) 또는 CMOS 소자를 포함한다. 특정한 일 실시예에서, 이미지 센서(46)는 Foveon, Inc.에서 구입가능한 센서 배열의 X3 기술을 이용할 수 있다
필터(48)는 이미지 센서(46)의 상류에 제공되어 이미지 센서(46)에 의해 감지되기 전에 이미지 센서(46)에 의하여 수광된 광에 대하여 필요로 하는 필터링을 실행한다. 예를 들면, 일 실시예에서, 필터(48)는 촬영 장치(14)에 의해 수신된 적외선 광을 제거할 수 있다. The
광학 장치(50)는 이미지 센서(46)를 사용하여 이미지를 생성하기 위하여 주 어진 광을 포커싱하고 지향시키도록 구성된 적절한 렌즈와 개구를 포함한다. 일 실시예에서 적절한 모터(미도시)가 광학 장치(50)의 희망하는 조작을 실행하기 위하여 처리 회로(40)에 의해 제어될 수 있다.
통신 인터페이스(52)는 외부 장치 (예를 들면, 교정 장치(12))에 대해 촬영 장치(14)와의 통신을 설정하도록 구성된다. 통신 인터페이스(52)의 예시적인 구성은 USB 포트, 직렬 또는 병렬 연결, IR 인터페이스, 무선 인터페이스, 또는 단방향 혹은 양방향 통신이 가능한 다른 어떤 배열을 포함한다. 통신 인터페이스(52)는 교정 장치(12)의 통신 인터페이스(32) 또는 다른 외부 장치에 연결되어 어떤 적절한 데이터를 교환하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(52)는 광원(20)의 한가지 이상의 방출 특성 및/또는 촬영 장치(14)의 한가지 이상 결정된 광학적 특성을 수신하도록 이용될 수 있다. 또한, 통신 인터페이스(52)는 이미지 센서(46)에 의해 생성된 센서 데이터를 출력할 수 있으며, 이하에서 기술되는 바와 같이, 촬영 장치(14)의 광학적 특성을 결정하는 작동을 포함하는 화상 처리 작동을 구현하는데 이용될 수 있다. The
도 5를 참조하면, 광 인터페이스(27)의 예시적인 구성이 도시된다. 도시된 광 인터페이스(27)는 도 2에 도시된 교정 장치(12)의 실시예에 대응하며 상이한 파장 및/또는 세기가 상이한 광의 다수의 구역(28)을 포함한다. 5, an exemplary configuration of
예시된 구성에서는, 광 인터페이스(27)는 착색된 다수의 행(60) 구역과 백색의 단일 행(62) 구역을 포함한다. 광 인터페이스(27)의 다른 실시예에서 파장 및/또는 세기가 상이한 구역이 더 많이 혹은 더 적게 제공될 수 있다. In the illustrated configuration, the
착색된 구역의 행(60)은 파장이 상이한 광의 복수 구역(28)을 제공한다. 예를 들면, 예시된 실시예에서, 행(60)은 스펙트럼으로 공간적으로 분리된 광을 제공하는 자외선 (375㎚)에서부터 적외선 (725㎚) 에 이르기까지 25㎚의 증분으로 파장이 연속하여 증가하는 구역(28)을 포함한다. 예시된 실시예에서, 행(62)은 상대적인 스펙트럼 전력 분포가 동일한 다수의 구역(W1-W5)을 포함한다. 백색 패치의 상대적 광의 세기는 매 구역(W1-W5)마다 0.01, 0.03, 0.10, 0.30, 및 1 일수 있다.
도 5의 예시적인 실시예에 따르면, 발광 소자의 개수 및/또는 발광 소자의 구동 전류는 각각의 구역(28) 사이에서 달라서 방출된 광의 희망하는 스펙트럼 전력 분포를 제공할 수 있다. 다른 구성도 다른 실시예에서 가능하다. According to the exemplary embodiment of FIG. 5, the number of light emitting devices and / or driving current of the light emitting devices can vary between each
일 실시예에서, 도 5의 구역(28)은 상단 행에서 시작하여 하단 행까지 이어지는 각각의 행마다 좌에서 우로 1에서 15 까지 번호가 차례로 매겨질 수 있다. 예시적인 발광 소자는 Roither Lasertechnik에서 구입가능한 LED를 포함할 수 있으며 개개의 구역(28) 마다 다음과 같은 부품 번호를 갖는다 : (1) 380D30, (5) HUBG-5102L, (13) ELD-670-534, (14) ELD-700-534, 및 (15) ELD-720-534. 나머지의 예시적인 발광 소자는 미국 Opto에서 구입가능한 LED를 포함할 수 있으며, 개개의 구역(28) 마다 다음과 같은 부품 번호를 갖는다 : (2) L513SUV, (3) L513SBC-430NM, (4) L513NBC, (6) L513NBGC, (7) L513NPGC, (8) L513UGC, (9) L513NYC-E, (10) L513UOC, (11) L513NEC, (12) L513TURC 및 (W1-W5) L513NWC. In one embodiment, the
본 실시예에서, 구동 전류는 행(60)의 구역(28) 모두의 발광 소자마다 일정 (예를 들면, 18-20 mA)할 수 있다. 구역(28) 당 발광 소자의 개수는 (1) 4, (2) 1, (3) 14, (4) 2, (5) 4, (6) 3, (7) 1, (8) 27, (9) 3, (10) 2, (11) 1, (12) 2, (13) 2, (14) 2, 및 (15) 1에 따라서 변한다. 행(62)의 개개의 구역(28)의 발광 소자의 개수는 동일 (예를 들면, 4개)할 수 있으며, 다음의 예시적인 구동 전류는 구역(28)의 개개의 구역(W1 - W5)마다 0.2, 0.6, 2,6 및 20 mA 일 수 있다. 전술한 예는 예시적이며 다른 구성 또는 변경이 가능하다. In this embodiment, the drive current may be constant (eg, 18-20 mA) per light emitting device in all of the
이하에서 상세히 설명되는 바와 같이, 파장 및/또는 세기가 변하는 구역(28)을 포함하는 도 5의 광 인터페이스(27)를 이용함으로써, 촬영 장치(14)를 사용하여 광 인터페이스(27)에서 방출된 광에, 예를 들면, 촬영 장치(14)의 단순노출을 통해 촬영 장치(14)의 반응도와 변환 기능의 동시적인 결정을 가능해진다. 광 인터페이스(27)의 다른 구성(예를 들면, 단지 파장 또는 세기만이 구역(26)들 사이에서 가변하는 광 인터페이스를 제공하는 것, 파장 및/또는 세기가 동일한 광을 연속하여 방출하는 단일 방출 구역만으로 된 광 인터페이스를 제공하는 것, 등등)이 본 명세서에서 개시된 바와 같이 가능하다. As will be described in detail below, by using the
교정 장치(12)에 의하여 파장이 상이한 광을 제공하는 것은 촬영 장치(14)의 반응도 기능을 결정하는데 이용될 수 있다. 도 5에서 설명된 광 인터페이스(27)의 실시예에서 공간적으로 스펙트럼으로 분리된 행(60)의 구역(26)으로 인하여 행(60)의 복수 구역(26)에서 광을 동시에 방출하여 한 번의 노광으로 촬영 장치(14)에 의한 반응도 기능을 결정할 수 있다. Providing light of different wavelengths by the
도 6을 참조하면, 광 인터페이스(27)를 통한 광의 방출(즉, 촬영 장치(14)에 의한 수광)은 교정되는 촬영 장치(14)의 반응도 기능의 결정을 촉진하도록 최적화될 수 있다. 도 6의 그래프는 광원(20)에 의해 방출되고 촬영 장치의 반응도 분석을 촉진하는 광 인터페이스(27)의 구역(28)에 제공된 광의 스펙트럼 전력 분포를 예시한다. 스펙트럼 전력 분포는 x-축을 따라서 좌에서 우로 파장이 증가하는 도 5에서 도시된 광 인터페이스(27)의 구역(28)에 대한 예시적인 휘도(radiance) 값을 포함한다. Referring to FIG. 6, the emission of light through the optical interface 27 (ie, the light reception by the imaging device 14) may be optimized to facilitate determination of the responsiveness function of the
위에서 언급한 바와 같이, 광원(20)의 발광 소자의 개수는 개개의 구역(26) 마다 상이한 광의 세기를 제공하기 위하여 가변될 수 있다. 다른 실시예에서, 발광 소자의 개수는 개개의 구역(26)마다 동일할 수도 있으며 각 구역(26)의 발광 소자의 구동 전류는 희망하는 광의 세기를 제공하기 위하여 변경될 수 있다. 희망하는 스펙트럼 전력 분포를 제공하는 다른 배열이 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 교정 장치(12) 자체의 교정 중에 도 6에서 도시된 예시적인 스펙트럼 전력 분포에 근사한 광의 세기가 선택될 수 있다. 일단 각 구역(26)의 발광 소자의 적절한 구동 전류(또는 다른 구성 파라미터)가 결정되면, 장치(12)는 결정된 구동 전류 또는 결정된 파라미터를 이용하여 발광 소자를 구동하기 위하여 교정될 수 있다. 일 실시예에서, 각 구역(26)의 발광 소자는 동일한 구동 전류를 사용하여 구동될 수 있지만 상이한 구역(26)의 발광 소자를 구동하는데 사용되는 구동 전류는 상이할 수도 있다. 위에서 말한 바와 같이 다른 실시예에서는 각 구역(26)의 발광 소자의 개수 및/또는 구동 전류를 변경시키는 것과 다른 구성이 사용될 수 있다. As mentioned above, the number of light emitting elements of the
또한, 구동 전류를 이용하여 광 인터페이스(27)에서 방출된 광의 스펙트럼 전력 분포는 장치(12)의 교정에 이어 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 광 인터페이스(27)에서 방출된 광의 스펙트럼 전력 분포는 스펙트럼 방사계(spectral radiometer)를 사용하여 계측될 수 있다. 교정 장치(12)의 계측된 스펙트럼 전력 분포는 저장 회로(36) 또는 다른 적절한 회로를 사용하여 교정 장치(12)의 방출 특성으로서 저장되어 한 개 이상의 촬영 장치(14)의 교정 작동 동안에 연속적으로 이용될 수 있다. 새로운 구동 전류 및/또는 스펙트럼 전력 분포는 장치(12)의 재교정 동안 결정될 수도 있다. In addition, the spectral power distribution of the light emitted from the
방출 특성이 또한 제공될 수 있고 행(62)의 개개의 구역(28) 마다 저장될 수 있다. 이전에 언급한 바와 같이, 적어도 몇 구역(28)은 주어진 파장의 광 (예를 들면, 행(62)의 구역)의 광의 세기를 변화시키도록 구성될 수 있다. 구역(28)에 대응하는 광의 세기에 관한 데이터는 한 개 이상의 촬영 장치(14)의 교정 시 나중에 사용하기 위한 방출 특성으로서 저장될 수 있다. 광의 세기 데이터는 또한 행(62) 내의 구역(28)에서 방출된 광의 스펙트럼 전력 분포에서 추출될 수 있다. Emission characteristics may also be provided and stored for each
도 7을 참조하면, 교정 장치(12)를 사용하여 촬영 장치(14)의 교정을 실행하기를 위한 예시적인 방법이 도시된다. 다른 방법은 더 많은 단계, 더 적은 단계 또는 이와 다른 단계를 포함하는 것도 가능하다. Referring to FIG. 7, an exemplary method for performing calibration of the
단계 S1에서, 광원을 갖는 교정 장치(12)의 실시예가 광원에서 방출된 광의 적어도 한 가지 방출 특성과 함께 제공된다. In step S1, an embodiment of the
단계 S2에서, 교정될 촬영 장치(14)가 교정 장치(12)에 정렬된다.In step S2, the
단계 S3에서, 촬영 장치(14)의 이미지 센서(46)는 광원에서 방출된 광에 노출된다.In step S3, the
단계 S4에서, 이미지 센서(46)는 광을 감지하고 이미지 센서(46)에 의해 감지된 것을 나타내는 센서 데이터를 생성한다. In step S4, the
단계 S5에서, 적절한 처리 회로는 방출 특성 및 센서 데이터를 사용하여 촬영 장치(14)의 광학적 특성을 결정한다. 광학적 특성은 촬영 장치(14)를 교정하는데 이용될 수 있다. 도 7의 예시적인 방법은 다른 촬영 장치(14)에 대하여 반복될 수 있다. In step S5, the appropriate processing circuit uses the emission characteristics and the sensor data to determine the optical characteristics of the
도 8a의 플로우차트는 도 2를 참조하여 기술된 교정 장치(12)를 사용하여 연관된 촬영 장치(14)의 교정 동안 정보 수집을 위한 예시적인 방법을 도시한다. The flowchart of FIG. 8A shows an exemplary method for collecting information during calibration of an associated
단계 S10에서, 교정될 촬영 장치가 교정 장치(12)의 광 인터페이스로부터 방출된 광을 수광하도록 정렬된다. 일단 정렬되면, 교정 장치(12)의 광원(20)은 광 인터페이스(27)의 구역(28)에서 광을 방출하도록 제어된다. 촬영 장치(14)는 광 인터페이스(27)의 초점을 맞추고 교정 장치(12)에서의 광에 이미지 센서(46)를 노출시켜 광 인터페이스(27)로부터 방출된 광을 수광(예를 들면, 사진 촬영)하도록 구성된다.In step S10, the imaging device to be calibrated is aligned to receive light emitted from the optical interface of the
단계 S12에서, 단계 S10에서의 노출에 따라 이미지 센서(46)에 의해 센서 데이터가 생성된다. 일 실시예에서, 이미지 센서(46)의 개개의 화소는 RGB 값으로 구성되는 센서 데이터를 제공하도록 구성된다. 이미지 센서(46)의 화소 위치는 광 인터페이스(27)의 구역(28)에 대응할 수 있다. 따라서, 개개의 구역(28)에 대응하는 개개의 픽셀로부터의 RGB 값은 일 실시예에서 처리 회로(34, 40) 또는 다른 원하는 회로를 이용하여 개개의 구역(28)마다 단일의 평균 RGB 값을 제공하도록 평균화 될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 평균 RGB 값을 포함하는 센서 데이터는 이하에 기술한 바대로 촬영 장치(14)의 교정에 이용될 수 있다.In step S12, sensor data is generated by the
정보 수집 작동은 이하에서 교정 장치(12)의 다른 실시예에 대하여 기술된다. 본 실시예에 따른 교정 장치(12)는 촬영 장치(14)의 교정을 위한 광을 출력하는 단일 구역(미도시)을 갖는 광 인터페이스를 포함한다. 예를 들면, 전술한 바와 같이 구역(26)에 따라서 파장 및/또는 세기가 상이한 발광 소자의 배열과 반대로, 파장 또는 세기가 상이한 광원의 발광 소자는 광 인터페이스 구역의 전체 영역의 주위에 분포된다.The information collection operation is described below for another embodiment of the
일 실시예에서, 광원의 발광 소자가 광 인터페이스 구역의 전체 영역에 대하여 실질적으로 균일한 광 분포를 제공하는 것이 바람직하다. 가능한 일 실시예에서, 20 가지의 상이한 파장 또는 세기를 구비하는 발광 소자가 차례대로 서로 인접하게 행과 열로 배치되어 광 인터페이스의 전 구역에 실질적으로 균일한 광을 그 파장 또는 세기로 방출할 수 있다. 발광 소자의 다른 분포 패턴도 가능하다. In one embodiment, it is desirable for the light emitting element of the light source to provide a substantially uniform light distribution over the entire area of the optical interface zone. In one possible embodiment, light emitting devices having 20 different wavelengths or intensities may be arranged in rows and columns adjacent to each other in turn to emit substantially uniform light at that wavelength or intensity over the entire region of the optical interface. . Other distribution patterns of light emitting devices are also possible.
일 실시예에서, 공통 파장 또는 세기의 발광 소자만을 때맞추어 특정 시점에 광을 방출하도록 제어될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 제1 파장 광의 발광 소자는 구역의 전 영역에 실질적으로 균일한 광을 방출하도록 제어될 수 있다. 그 후, 나머지 파장의 발광 소자는 방출된 광의 일시적 및 스펙트럼 분포를 제공하는 각 파장의 광을 차례로 방출하도록 순차 제어될 수 있다. 만일 존재한다면, 주어진 파장에 대하여 세기가 상이한 발광 소자가 차례로 광을 방출하도록 개별적으로 구성될 수 있어서, 이하에서 상세히 기술된 변환 교정 작동을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 개개의 파장 또는 세기의 발광 소자가 각각의 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 공통 파장을 갖는 발광 소자는 375㎚에 시작하고 725㎚에 이르는 광을 방출하도록 제어된 다음, 공통 파장 및 W1 내지 W5의 가변하는 세기의 광을 방출하도록 구성된 발광 소자의 광을 방출한다. 촬영 장치(14)는 일 실시예에서 각각의 방출된 파장 375㎚ - 725㎚ 및 세기 W1 내지 W5의 광을 감지할 수 있다. 그 다음에 광의 파장 그리고 세기마다의 센서 데이터가 촬영 장치(14)에 의해 제공된다. In one embodiment, only light emitting elements of a common wavelength or intensity can be controlled to emit light at a particular point in time. According to this embodiment, the light emitting element of the first wavelength light can be controlled to emit substantially uniform light over the entire area of the zone. Thereafter, the light emitting elements of the remaining wavelengths may be sequentially controlled to emit light of each wavelength in turn, providing a temporary and spectral distribution of the emitted light. If present, light emitting elements of different intensities for a given wavelength may in turn be individually configured to emit light, enabling the conversion calibration operation described in detail below. Thus, in one embodiment, light emitting elements of individual wavelengths or intensities may be configured to emit respective light. More specifically, light emitting devices having a common wavelength are controlled to emit light starting at 375 nm and reaching 725 nm, and then emitting light of the light emitting devices configured to emit light of a common wavelength and varying intensities of W1 to W5. do. The
도 8b를 참조하면, 연속 상이한 광을 방출하는 단일 구역으로 된 광 인터페이스(27)를 갖는 전술한 제 2 실시예에 따른 예시적인 데이터 수집 작동이 기술된다. Referring to FIG. 8B, an exemplary data collection operation according to the second embodiment described above having a single interface
단계 S20에서, 교정 장치는 단일 파장의 광을 방출하도록 제어된다. 교정될 촬영 장치의 이미지 센서는 방출된 광에 노출된다. In step S20, the calibration device is controlled to emit light of a single wavelength. The image sensor of the imaging device to be calibrated is exposed to the emitted light.
단계 S22에서, 각 파장의 평균 RGB 값은 처리 회로(34, 40) 또는 다른 희망하는 회로를 이용하여 이미지 센서의 픽셀 센서 데이터로부터 결정될 수 있다.In step S22, the average RGB value of each wavelength can be determined from the pixel sensor data of the image sensor using the
이 후, 이 공정은 단계 S20으로 리턴되고, 그에 따라 교정 장치가 다음 파장의 광의 방출을 제어함으로써 촬영 장치(14)를 사용하여 각 파장의 센서 데이터의 발생을 가능하게 한다. 도 8b의 프로세스는 개시된 실시예에서 평균 RGB 값을 구비하는 센서 데이터를 교정 장치를 사용하여 방출된 광의 파장 또는 세기가 상이한 개수만큼 반복하여 제공할 수 있다. The process then returns to step S20, whereby the calibration device controls the emission of light of the next wavelength, thereby enabling the generation of sensor data of each wavelength using the
전술한 실시예는 촬영 장치의 교정 작동을 실행하기 위한 예시적인 데이터 수집 기술을 설명하기 위하여 제공된다. 다른 데이터 수집 방법 및/또는 장치가 다른 실시예에서 사용될 수 있다. The above-described embodiment is provided to describe an exemplary data collection technique for performing a calibration operation of the imaging device. Other data collection methods and / or devices may be used in other embodiments.
도 9를 참조하면, 취득된 데이터는 촬영 장치(14)의 교정 데이터를 결정하기 위하여 처리된다. 예시적인 처리는 일 실시예에 따른 각 촬영 장치(14)의 광학적 특성(예를 들면, 반응도 및/또는 변환 기능)을 포함하는 교정 데이터를 결정하는 것을 포함한다. 위에서 말한 바와 같이, 처리 회로(34, 40) 및/또는 다른 적절한 처리 회로가 정보 수집 작동을 실행할 수 있다. 마찬가지로, 처리 회로(34, 40) 및/또는 다른 적절한 처리 회로가, 예를 들면, 도 9에서와 같이 취득한 데이터를 처리하기 위하여 이용될 수 있다. 또한, 데이터 수집과 처리는 동일한 또는 다른 처리 회로에 의해 실행될 수도 있다. Referring to Fig. 9, the acquired data is processed to determine the calibration data of the
도 9의 예시적인 처리에서, 촬영 장치(14)의 반응도 및 변환 기능을 포함한 광학적 특성이 결정된다. 다른 실시예에서, 반응도 또는 변환 기능 중 하나, 및/또는 촬영 장치의 그 외 다른 특성이 결정될 수도 있다. 또한, 촬영 장치(14)의 교정에 사용하기 위한 추가적인 광학적 특성 또는 다른 정보가 결정될 수도 있다. 예를 들면, 반응도 및/또는 변환 기능은 적절한 처리 회로(34, 40), 또는 다른 처리 회로(미도시)에 의해 더 처리될 수도 있다. 예를 들면, 컬러 보정 매트릭스, 조명 추정 매트릭스 및/또는 다른 정보가 반응도 및 변환 기능에서 유래될 수도 있다. In the exemplary process of FIG. 9, optical properties including the reactivity and conversion function of the
단계 S30-S34는 촬영 장치(14)의 반응도 기능을 결정하는 예시적인 처리를 설명한다. Steps S30-S34 describe an exemplary process of determining the reactivity function of the
단계 S40-S44는 촬영 장치(14)의 변환 기능을 결정하는 예시적인 처리를 설명한다. 다른 배열(미도시)에 따른 다른 처리가 이용될 수도 있다.Steps S40-S44 describe an exemplary process of determining the conversion function of the photographing
단계 S30에서, 예시된 실시예에서 행(60)의 개개의 구역(28)의 평균 RGB 값을 포함하여 이미지 센서(46)에서 얻어진 센서 데이터는 매트릭스(r)를 규정할 수 있다. In step S30, the sensor data obtained at the
단계 S32에서, 예시된 실시예에서 구역(28)의 스펙트럼 전력 분포(SPDs)를 포함하는 방출 특성은 매트릭스(S)를 규정할 수 있다. In step S32, the emission characteristics, including the spectral power distributions SPDs of the
단계 S34에서, 반응도 기능 (R)은 매트릭스(r, S)를 이용하여 결정될 수 있으며, 개시된 실시예에서 수식 R = pinv (ST) rT 이다.In step S34, the reactivity function (R) can be determined using the matrices (r, S), in which the formula R = pinv (S T ) r T in the disclosed embodiment.
변환 기능은 예시된 실시예에서 반응도 기능의 결정과 함께 결정될 수 있다.The transformation function may be determined in conjunction with the determination of the reactivity function in the illustrated embodiment.
단계 S40을 참조하면, 개시된 실시에에서 행(62)의 개개의 구역(28)의 평균 RGB 값을 포함하는 이미지 센서(46)로부터의 센서 데이터는 매트릭스(rw)를 규정할 수 있다. Referring to step S40, the sensor data from the
단계 S42에서, 예시된 실시예에서 구역(28)의 스펙트럼 전력 분포를 포함하는 방출 특성은 매트릭스(Sw)를 정의할 수 있다. In step S42, the emission characteristic, including the spectral power distribution of
단계 S44에, 예시된 실시예에서 변환 기능 g (x) -> g (1TSw) = rw 를 매트릭스(rw)를 사용하여 풀 수 있다.In step S44, the transform function g (x)-> g (1 T S w ) = r w in the illustrated embodiment can be solved using the matrix r w .
도 9의 전술한 방법은 촬영 장치(14)의 회로를 나타내는 각 센서 데이터를 제공한 각 촬영 장치(14)의 한개 이상의 광학적 특성을 결정하는데 이용될 수 있고, 따라서, 전술한 프로세스는 교정될 각 촬영 장치(14) 마다 실행되어 각 촬영 장치(14)의 적절한 한 개 이상의 광학적 특성을 결정할 수 있다. 도 9의 전술한 방법은 예시적인 것이고 다른 처리 또는 방법은 다른 실시예에서 촬영 장치(14)의 반응도 및/또는 변환 기능 또는 다른 광학적 특성을 결정하는데 이용될 수 있다. The above-described method of FIG. 9 can be used to determine one or more optical characteristics of each
일단 결정되면, 광학적 특성은 각 촬영 장치(14)를 교정하는데 이용될 수 있다. 예를 들면, 반응도 및 변환 기능을 포함한 광학적 특성은 각 촬영 장치(14)의 이미지 처리 알고리즘(예를 들면, 조명 추정과 컬러 보정)의 정확도를 증가하고, 마지막 재생산의 컬러 정확도를 증가시키고 또한 최종 재현물의 컬러 정확도를 증가시키는데 이용될 수 있다. Once determined, the optical characteristics can be used to calibrate each
일 실시예에서 개시한 바와 같이, 예시적인 장치 및/또는 방법 촬영 장치(14)의 구성요소(예를 들면, 센서(46), 필터(48), 등등)가 결함 있는지를 결정하는데 이용될 수 있다. 예를 들면, 적외선 또는 다른 광을 제거하는 각 촬영 장치(14)의 기능이 전술한 적외선 또는 다른 광을 방출하도록 구성된 교정 장치(12)를 사용하여 모니터될 수 있다. 예를 들면, 교정 장치(12)의 광 인터페이스(27)로부터 방출된 광에 응답하여 각 촬영 장치(14)에 의해 생성된 센서 데이터가 필터(48)에 의해 제거되었던 적외선 또는 다른 광이 수광된 광에 포함되어 있다고 표시한다면, 임의의 광(예를 들면, 적외선)을 제거하도록 구성된 촬영 장치(14)의 필터는 결함이라고 식별될 수 있다. As disclosed in one embodiment, the components of the exemplary device and / or method imaging device 14 (eg,
일 실시예에서, 광학적 특성이 교정 장치(12) (또는 촬영 장치(14)의 다른 외부 처리 회로)를 사용하여 결정된다면. 결정된 광학적 특성은 적절한 교정을 실행하는 각 촬영 장치(14)에 통신될 수 있다. 이와 달리, 촬영 장치(14)의 회로(40)는 각 장치(14)의 광학적 특성을 결정할 수 있다. 다른 실시예에서, 결정된 광학적 특성을 사용하여 촬영 장치(14)의 외부에서 교정이 실행될 수 있으며, 교정된 이미지 처리 알고리즘은 각 촬영 장치(14)에 연속적으로 제공될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 촬영 장치(14)의 회로(40)는 결정된 (예를 들면, 내부에서 또는 외부에서 결정된) 광학적 특성을 활용하도록 구성되어서 촬영 장치(14)의 교정을 내부에서 실행하도록 할 수 있다. 요약하면, 한개 이상의 각 촬영 장치(14)의 광학적 특성을 생성하도록 어느 적절한 처리 회로가 구성될 수 있으며, 광학적 특성을 교정하기 위하여 동일한 또는 다른 처리 회로가한개 이상의 광학적 특성을 이용할 수 있다. In one embodiment, if the optical characteristic is determined using the calibration device 12 (or other external processing circuitry of the imaging device 14). The determined optical characteristic can be communicated to each
도 10을 참조하면, 반사 패치(Macbeth와 Macbeth DC) 및 단색화 장치의 사용예와 비교된 예시적인 방출 특징을 포함하는 다른 교정 방법의 특이 값 분포의 그래프를 도시된다. Referring to FIG. 10, there is shown a graph of the singular value distribution of another calibration method that includes an exemplary emission feature compared to the use of reflective patches (Macbeth and Macbeth DC) and monochrome devices.
도 2의 예시적인 방사성 교정 장치(12)를 사용하여 상대적으로 높고 일정한 특이 값 분해는 단색화 장치를 이용하여 달성된 결과와 유사하며, 각 곡선에 일정하지 않고 상대적으로 급격하게 줄어드는 슬로프가 있는 맥베스(Macbeth)와 맥베스 DC(MacbethDC) 반사성 패치를 통하여 획득한 결과를 많이 초과한다. 교정 방법의 정확도는 반사 패치 또는 발광 소자가 서로에게 스펙트럼으로 얼마나 상관하고 있는지에 달려있다. 상관된 패치 또는 발광 소자가 많으면, 정확한 교정이 적어진다. 이것은 교정 기법이 카메라 반응도 기능을 계산하는 이미지 형성 방정식을 거꾸로 하기 때문이다. 스펙트럼으로 상관되는 패치 또는 발광 소자가 거꾸로 되면, 카메라 반응도 기능의 잡음 추정치가 생긴다. 패치의 반사성 기능 또는 발광 소자의 스펙트럼 전력 분포의 특이 값은 주어진 방법의 정확도를 나타낸다. 특이 값이 0.01 보다 크면(더 적은 경우에는 잡음이 너무 많은 것으로 간주될 수 있다), 방법의 정확도가 높아진다(도 10 참조). 기본적으로, 특이 값의 개수는 교정 결과에 영향을 주는 패치 컬러 또는 발광 소자의 개수를 나타낸다. The relatively high and constant singular value decomposition using the example
또한, 도 11 내지 13을 참조하면, 맥베스 반사 패치(도 11), 맥베스 DC 반사 패치(도 12) 및 니콘(Nikon)에서 구입가능한 D1 디지탈 카메라용의 도 2의 예시적인 방사 교정 장치(12)(도 13)를 사용하여 결정된 예시적인 상대적인 응답도가 단색화 장치를 이용하여 교정한 그래프에 개별로 예시된다. 도 2의 교정 장치(12)가 반사 패치(예를 들면, Macbeth와 MacbethDC)의 사용예와 비교한 소정의 촬영 장치(14)의 상대적인 응답도를 결정하는 정확도를 증가시켜준다. 11 through 13, the example
표 1은 도 2의 반사 차트, 교정 장치(12) 및 단색화 장치를 사용하여 교정 절차를 비교한다. 도 2의 교정 장치(12)는 주어진 촬영 장치(14)에게 가장 짧은 교정 시간(즉, 반사 차트보다는 약간 짧은 시간)을 제공한다. 외부 광원의 아무 균등성도 반사 차트 및 단색화 장치보다는 더 짧은 시간에 것과 같이 요구되지 않으며 (즉, 색깔은 단색화 장치에 것과 같이 일시적으로 대신에 도 2의 구성에서 공간에 교정될 수 있다). 광의 외부 광원이 균일할 필요가 없기 때문에 (예를 들면, 예시적인 장치(12)는 필요로 하는 광 자체를 방출한다), 교정 장치(12)는 비교한 장치의 가장 짧은 교정 시간을 갖는다.Table 1 compares the calibration procedure using the reflection chart,
표 2는 전술한 세가지 교정 방법을 실행하기 위하여 구성된 장치의 대략적인 비용을 비교한다. Table 2 compares the approximate costs of the devices configured to perform the three calibration methods described above.
표 3은 도 12의 교정 장치를 포함하여 세가지 방법과 장치의 특이 값의 개수를 비교한다. 교정 장치(12)의 다른 실시예는 원하는 대로 광의 더 많은 또는 더 적은 개수의 파장 및/또는 세기를 포함할 수 있다. 예를 들면, 전술한 장치(12)의 실시예는 20가지의 유형의 상이한 광을 포함한다. 다른 실시예에서, 광(파장 및/또는 세기)의 다른 유형의 적절한 개수는 연속으로, 복수의 구역에서, 또는 다른 적절한 계획에 따라서 사용될 수 있다.Table 3 compares the number of singular values of the three methods and devices, including the calibration device of FIG. Other embodiments of the
반사 차트는 광대역으로 상관성이 높은 패치 컬러를 가지고 있기 때문에, 교정에 사용될 수 있는 대략 4가지 방법에만 사용된다. 이것은 카메라를 포함하는 촬영 장치(14)의 교정에는 전형적으로 적당하지 않다. 한편, 단색화 장치는 전형적으로 협대역 광원을 사용하기 때문에 50가지 이상의 교정 방법을 이끌어낸다. 따라서, 단색화 장치는 정확도가 증가한 교정 결과를 가져오지만, 교정 시간은 상대적으로 길고 비용은 상대적으로 비싸다. 도 2의 예시적인 교정 장치(12)는, 예를 들면, 전형적인 촬영 장치(14)(예를 들면, 디지탈 카메라)의 적당한 교정 결과보다 많은 15-20가지 연관된 방법을 산출한다. 그러나, 단색화 장치의 비용 그리고 긴 교정 시간을 겪지 않거나 반사 패치에 사용되는 것과 같이 외부 조명을 이용하지 않는다. Because reflection charts have patch colors that are highly correlated with broadband, they are only used in approximately four methods that can be used for calibration. This is typically not suitable for the calibration of
따라서, 본 발명의 적어도 몇 특징은 촬영 장치(14)의 반응도와 변환 기능의 결정 및 교정을 신속하고, 정확하고, 상대적으로 저렴하게 해주며, 적어도 일 실시예에서는 제조 라인상에서 촬영 장치를 교정하는데 이용될 수 있다. 상기 설명된 바와 같이, 동일한 모델 또는 동일한 유형의 구성요소를 사용하는 촬영 장치(14)에는 센서 및/또는 컬러 필터의 제조 편차 때문에 상이한 반응도와 변환 기능이 있을 수 있다. 촬영 장치(14)가 고객 또는 판매업자에게 발송되기 전에 본 발명에서 기술된 교정 장치(12)는 촬영 장치(14)의 광학적 특성을 결정하고 촬영 장치(14)를 교정하는데 사용될 수 있다. 상대적으로 빠르고 정확한 교정은 개별적으로 교정한 촬영 장치(14)의 전반적인 컬러 재생산 품질을 향상할 수 있다. Accordingly, at least some features of the present invention allow for quick, accurate and relatively inexpensive determination and calibration of the reactivity and conversion functions of the
교정 장치(12) 또는 본 발명에서 개시된 방법은 또한 고성능 촬영 장치(14)의 교정을 위한 전문가 또는 프로슈머(prosumer) 사진사에 의해 사용될 수도 있다. 그러한 교정이, 그와 같은 교정된 촬영 장치(14)에 의해 생성된 결과적 이미지의 전반적인 컬러 재생산 품질을 향상시킬 것이라 믿어진다. 적어도 몇몇 그 같은 교정 특징은 전문적인 시장에 초점을 맞출 수 있는데, 이것은 교정 특징이 전형적으로 촬영 장치(14)에서 처리되지 않는 이미지 데이터를 이용하는 것이고, 처리되지 않는 이미지 데이터는 이러한 시장용으로 개발된 촬영 장치(14)에 의해 제공되는 것이기 때문이다.The
본 발명이 추구하는 보호는 단지 예로 제시되는 실시예로 국한되는 것은 아니지만, 첨부한 특허청구의 범위에 의해서만 국한될 것이다.The protection sought by the present invention is not limited to the embodiments presented by way of example only, but only by the scope of the appended claims.
Claims (10)
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