TWI280049B - Image processing apparatus, image processing method, and recording medium storing program for processing image - Google Patents
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1280049 九、發明說明： .. 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種攝像裝置等之影像處理裝置， * 吳用於 例如攝影機、電子靜態照相機及行動電話用照相機等之電 子照相機，並處理自固體攝像元件所輸出之攝像訊號。 【先前技術】 近年，於例如攝影機、電子靜態照相機及行動電話用照 鲁 ^目機等之電子照相機之用途上’使用上述固體攝像元件之 固體攝像裝置得以廣泛地使用。人們希望使用該固體攝像 裝置攝影所獲得之影像具有更高晝質。因此，於固體攝像 裝置，對於經由攝像光學系統所獲得之攝像訊號，為降低 上述攝像光學系統之變形失真，有對上述攝像光學系統之 性能的操作進行改善、於攝像光學系統中組合複數片光學 透鏡、或者藉由訊號處理校正變形失真等。 圖4係表示先前之固體攝像裝置1〇1之結構的方塊圖。 • 於圖4中，固體攝像裝置101包含作為攝像光學系統之一 例之光學透鏡1、作為固體攝像元件之一例之CCD2(charge Coupled Device電荷耦合元件）、數位訊號處理器3 (以下， 稱之為DSP3 )及輸出影像顯示部4。此處，將自輸 出之攝像訊號稱為CCD輸出訊號21，將自Dsp3所輸出之攝 像訊號稱為DSP輸出訊號22。 #由上述結構’來自拍攝對象之影像藉由光學透鏡i成像 於CCD2之受光部上。到達至該CCD2之受光部上之光線， 藉由CCD2進行光電轉換，並成為類比電性訊號（以下，稱 100942.doc 1280049 之為攝像訊號），並作為CCD輸出訊號21傳送至Dsp3。攝像 訊號於藉由DSP3實行各種訊號處理之後，作為適合於顯示 4之DSP輸出訊號22傳送至輸出影像顯示部4並顯示影像 於顯示晝面上。 此處’就DSP3之内部結構更為詳細地加以説明。 DSP3包含攝像訊號前處理部u、類比數位轉換部12(以 下’稱之為八/0轉換部12(八1^1(^-1:〇-(^丨131類比數位）、攝像 。孔5虎主處理器13、攝像訊號輸出部14及時序訊號產生器 1 5(以下，稱之為TGI 5(Timing Generator時序訊號產生器））。 攝像訊號前處理部11對於攝像訊號實行互關聯雙倍採樣 處理（以下’稱之為CDS(Correlated Double Sampler互關聯 雙倍採樣））’以降低雜訊，並實施自動增益控制（以下，稱 之為AGC(auto gain control自動增益控制））以進行振幅控 制。 A/D轉換部12將類比訊號之攝像訊號轉換為數位訊號 後，傳送至攝像訊號主處理部13。 攝像訊號主處理部13對於轉換為數位訊號之攝像訊號實 行白平衡控制（以下，稱之為WB(White Blance，白平衡））、 自動曝光控制（以下，稱之為AE(Auto Exposure自動曝光）） 及伽瑪权正專各種數位訊號影像處理，並傳送至攝像訊號 輸出部14。 攝像訊號輸出部14將已實施數位訊號影像處理之攝像訊 號轉換為對應於輸出影像顯示部4之方式之訊號，為顯示輸 出影像，將使用TG15生成之垂直同步訊號24(以下，稱之為 100942.doc 1280049 VD24(vertical synchronization垂直同步））及水平同步訊號 1 25(以下’稱之為 HD25(Horizontal synchronization，水平同 • 步））等必要之各種時序訊號一併輸出至輸出影像顯示部4。 作為自TG15所輸出之時序訊號之一例，可列舉時序脈衝 23、VD24、HD25及時脈脈衝26等，此等各時序訊號於分別 關聯之各處理部作為同步訊號使用。 然而，於上述先前之固體攝像裝置中，由於透過攝像光 φ 學系統因此可能引起變形失真，故而存在顯示於輸出影像 顯示部4之影像產生變形之問題。 例如，假設經由無變形失真之理想攝像光學系統，以固 體攝像元件受光，此時之影像如圖5⑷所示之格子狀之圖 形而經由存在變形失真之攝像光學系統，以固體攝像元 件文光，此時之影像如圖5(b)或者圖5(c)所示，產生幾何學 變形。 構 先前，揭示有校正如此之變形失真之固體攝像裝置之結 例如，於特許文獻！ ··曰本專利特開2〇〇3_37769號公報（公 幵1曰.20G3年2月7日），揭示有—種訊號處理裝置，其對於透 ，攝像光學系統入射之拍攝對象光學影像之影像訊號，進 ^上述攝像光學系統之變形失真之校正。其依據影像中的 弟Ϊ方向之變形失真，校 抛 仅兴上述弟1方向不同之第2方向之 受形失真的技術，藉此古 猎此了呵速貫施攝像訊號之變形失真校 正的相關處理，並且消除影像整體之不自然。 又於特許文獻2··專利第3〇35416號公報（註冊日：雇年 100942.doc 1280049 2月18日）（日本專利㈣平㈣漏號公報，公開日：1994 月'曰’對應美國專利5,905,530號)’揭示有一種技術， /、，、有牧正機構，該校正機構使攝像光學系統 以該攝像光學系統之光 乂 <尤釉位置為中心，並且，以於外侧及 ==在影像之畫面上之特定圓為基準，使外側影像向該 ， 外側方向，内側影像向内側方向移動之方式加以 校正，藉此可校正變形失真。 料利文獻1，依據第U向之變形失真，使用校正與上 述：1方向不同之第2方向之變形失真之方法，基於特定方 向實行變形失真校正’以此實現畫質之改善。但是，於特 許之方法中’由於依據第1方向與第2方向分別實行校 正处理’故存在必須顧慮第2方向中的校正處理，而實行第 1方向之校正處理的問題。 又’當對於產生變形失真之影像中的直線實施變形失直 权正處理時，該直線會變為曲線，於專利文獻2中，該曲線 產生鑛齒。但是於該文獻中未說明變形失真校正時可能產 生鋸齒，以及，如何避免產生鋸齒。 [發明所欲解決之問題] 本發明之目的係實現-種僅將自攝像光學系統之光鄉 射之發射方向作為變形失真校正方向，且可抑制於變形失 真校正時可能於影像產生銀齒之攝像裝置等之影像處理袈 置、影像處理方法及其程式與記錄媒體。 【發明内容】 本發明之攝像裝置係具有訊號處理機構，其對固體攝像 100942.doc 1280049 元件所輸出之攝像訊號實施訊號處理，上述固定攝像元件 係將入射光進行光電轉換者，其特徵在於’上述訊號處理 機構對於經由上述攝像光學系統所獲得之攝像訊號，依據 與上述攝像光學系統之光軸間之距離，自上述光軸向發射 方向伸縮攝像光學系統造成之變形失真，藉此加以校正， 並抑制可能產生於影像之鋸齒。 /上述發明具有以下功效，即可實現一種僅將自攝像光學 系統之光軸發射之發射方向作為變形失真校正方向，並且 可抑制於變形失真校正時可能產生於影像之鋸齒之攝像裝 置。 、 又’由於藉由訊號處理機構中的攝像訊號之訊號處理校 正變形失真’故可起到如下之效果，容易分別對應於各自 ί有固有㈣之上述攝像光㈣統之變形失真進行校正。 稭此進而，可起到改善攝像光學系統之性能，i無需組合 =數片攝像光學^統等’即可使攝像光學系統小型化之效 本發明之訊號處理方法係對於固體攝像元件所輸出之攝 丁孔唬處理者，上述固定攝像元件將入 光電轉換，苴特徽兔蚪认 尤進订 特铽為對於經由上述攝像光學系統所獲得之 攝像訊號，依攄盥卜、+、4耳μ Τ < 、、 /、 攝像光學系統之光軸間之距離，自 上述光軸向發射方向伸縮攝像光學系統造成之變形， 藉此進行校正’並抑制可能產生於影像之錫齒。〃 像發明’可實現一種訊號處理方法’其僅將自攝 像予系統之光轴發射之發射方向作為變形失真校正方 100942.doc 10 128〇〇49 向，並且抑制於變形失真校正時可能產生於影像之鋸齒。 又，由於藉由攝像訊號之訊號處理校正變形失真，故可 達到如下之效果，容易分別對應於各自具有固有特性之上 述攝像光學系統之變形失真進行校正。藉此進而，可達到 改善攝像光學系統之性能，且無需組合複數片攝像光學系 統等，即可使攝像光學系統小型化之效果。
本發明之程式之特徵在於使上述訊號處理方法於電腦中 運行。 根據上述發明，可達到使上述訊號處理方法成為具有通 用性者之效果。 本發明之記錄媒體之特徵在於，上述程式以可讀取之方 式記錄於電腦。 根據上述發明，可達到容易提供上述程式之效果。 風本發明之攝像裝置及訊號處理方法對於經由上述攝像光 學系統所獲得之攝像訊號，依據與上述攝像光學系統之光 轴間之距離’自上述光軸向發射方向伸縮攝像光學系統造 成之變形失真，藉此進行校正，並抑制可能產生於影像之 錯齒。 =而彳僅以自攝像光學系統之光轴發射之發射方向作 ’’’、蜒形失真校正方向’並且抑制於變形失真校正時可能產 生於影像之蘇齒。 本發明之影像處理裝置之特徵在於，包含輸人部，立輸 =攝像元件所獲得之攝像訊號’該攝像元件將經由光學 入射之光線進行光電轉換，以及 100942.doc 1280049 變形失真校正機構，其對於上述輸人部輸人之攝像味號 所對應的影像中各像素，依據上述影像中與上述光學系: 之光軸上位置間之距離，於連接上述光軸上位置與各像素 之方向，生成改變像素位置之校正影像。 亡述影像處理裝置，進而包含㈣校正機構，其對於上 述校正影像’實行作為㈣校正處理之過渡處理。
上述過濾處理’較好的是依據上述校正影像中目標像素 之像素位置所對應之權重而實行。 又’於上述變形失真校正機構，當以無變形失真之理想 影像之各像素之座標值設為（x，y)，對應之變形失真校正董〕 象之影像之各像素之座標值設為（x，，y,)時，較好的是使用下 述近似式，進行變形失真校正。 x=x’(l-kr丨2)…⑷ y=y’（l-kr，2)…（b) 又，上述鋸齒校正機構’較好的是，將理想影像之各像 素與权正對象影像上的附近之各參照像素間之距離作為上 述過/慮處理中的權重之參數而使用。 又’上述鑛齒校正機構較好的是構造為，❹藉由上述 變形失真校正機構，依據上述近似式⑷及（b)所算出之上述 理想影像之各像素之座標值（x，y)，設定上述權重之參數。 本發明之其他影像處理裝置之特徵在於包含輸入部，其 輸，自攝像元件所獲得之攝像訊號，該攝像元件將經由光 學系統入射之光線進行光電轉換， 文屯失真权正機構’其對上述輸入部輸入之攝像訊號所 100942.doc 12 1280049 進行變形失真校正’藉此產生變形失真校正 其對於上述變形失真校正影像，實行過 上述過滤處理中’係依據上述變形失真校正影像中的目 標像素之像素位置，改變過濾處理中的權重。
對應之影像 影像，以及 鑛齒校正機構 濾處理，且 於上述影像處理裝置處，較好的是，上述鑛齒校正機構 係將理想影像之各像素與校正對象影像上附近各參照像素 間之距離料上述過濾處理中權重之參數錢用之結構。 又’本發明之影像處理方法之特徵在於，包含輸入由攝 像兀件獲得之攝像訊號之步驟，該攝像元件將經由光學系 統入射之光線進行光電轉換， ’支形失真杈正步驟，其對於上述輸入部輸入之攝像訊號 所對應的影像中各像素，依據上述影像中與上述光學系統 之光軸上位置間之距離，於連接上述光軸上位置與各像素 之方向，生成變更像素位置之校正影像，以及 鋸齒校正處理步驟，其對於上述校正影像，實施作為鋸 齒校正處理之過濾處理，且 上述過濾處理係依據與上述校正影像中目標像素之像素 位置相對應之權重而進行。 又本發明之其他之影像處理方法之特徵在於，包含輸 入由攝像凡件獲得之攝像訊號之步驟，該攝像元件將經由 光學系統入射之光線進行光電轉換， 艾形失真杈正步驟，其對於與上述輸入部所輸入之攝像 100942.doc -13- 1280049 訊號相對應的影像進行變形失真校正，藉此生成變形失真 校正影像，以及 鋸齒校正步驟，其對於上述變形失真校正影像進行過濾 處理，且 上述過濾處理中，依據上述變形失真校正影像中目標像 素之像素位置’改變過渡處理中的權重。 又，本發明之影像處理裝置之控制程式之特徵在於，使 電腦作為上述影像處理裝置之各機構發揮功能。 又，本發明之記錄媒體之特徵在於，其係記錄有上述程 式之電腦可讀取之記錄媒體。 本發明進而其他之目的、特徵及優點，藉由以下所示之 記載可充分理解。又，本發明之優點，藉由參照附圖之以 下之説明可清楚。 【實施方式】 以下，參照附圖就本發明之各實施形態加以説明。 [第1實施形態] 於本發明之合適之實施形態中，對於可能因為攝像光學 系統而產生之變形失真，藉由數位訊號處理器（DSP)實行變 形失真校正，並且藉由過濾處理對上述變形失真校正時可 能產生之鋸齒而實行校正，從而校正上述變形失真並獲得 合適之影像，上述攝像光學系統包含於由固體攝像元件所 傳送之攝像訊號（CCD輸出訊號）。 以下，參照附圖說明本發明之合適之實施形態。再者， 於與上述先前技術中所使用之圖式具有相同功能之部件標 100942.doc -14- 1280049 有相同符號。 圖1表示本實施形態之固體攝像裝置（攝像裝置）51的結 構。固體攝像裝置51於圖4所示之先前之固體攝像裝置中的 DSP(訊號處理機構）3，具備變形失真校正之功能與用以抑 制鋸齒之過濾處理之功能。作為實行該兩個功能者，於a/d 轉換器12與攝像訊號主處理器13之間設置有變形失真校正
處理自DSP3所輸出之攝像訊號係實施有本發 明之變形失真校正，與用以抑制可能產生於影像之輪廓部 分之鑛齒之過遽處理者。再者’作為固體攝像元件除CCD] 以外’還包括例如CMOS攝像元件。 繼而 就DSP3中的本實施形態之變形失真處理加以説 明。本實施形態中，使用 式計算理想之無變形失真 得之存在變形失真之影像 式實行變形失真校正。 由透鏡之近軸理論所獲得之近似 之影像與經由攝像光學系統所獲 之對應關係。並且，使用該近似 /百先’就理想之無變形失真之影像办，力與經由攝像光學 统所獲得之存在變形失真影像叩，，y，)之對應關係加以 况月文形失真係影像自影像之中心於發射方向伸縮，而 產生影像變形者。纟中，影像之中^係攝像光學系統之光 軸與固體攝像元件相交之點。例如，圖2⑷所示點p於發射 向(引頭A方向)伸縮，並與圖2卬)所示之點p，對應。變形 之程度取決於與影像中心間之距離r，理想之攝像光學系統 中的艾形失真係對於影像之中心呈點對稱。無變形失直之 影像與存在㈣失真之影像㈣應關係，根據上述透鏡之 100942.doc -15- 1280049 近軸理論，可藉由以下之式 / 相對應。其中，k係比例 ' 常數。 rf=r+kr3··· (1) r2=x2十 y2…（2) r’2=x，2十 y，2… 當將式⑴分解為X軸及y軸成分時，得到式⑷及⑺。其 中，Θ係連接點P與原點之直線與乂軸之正方向所形成之角。 • 又，以系與理想之無變形失真之影像f(x，y)之中心之間的 距離，r ’係與經由攝像光學系統所獲得之存在變形失真之影 像f(x’，y’）之中心間的距離。 x?=rfcos Θ =(r+kr3)x^=x(i+kr2)··. (4) y，=r,sin 0 =(r+kr3)xf=y(i+kr2).·· (5) 校正變形失真即反轉式（4)及（5)，將存在變形失真之影像 校正為無變形失真之影像。 但疋’由於式（4)及（5)係非線性函數，故當直接實行反轉 _ 時，計算量將變大。因此，使r及r，與△rpr-r，）之差盡可能 小，即實際攝像光學系統中變形率約為數百分點，於式（4) 及（5)中使r与r，時，可得到以下之式（6)及（7)。 x==x,(l+kri2)-1...(6) y^y’O+kr’2)·1··· (7) 此處，k.r’2《1之時，式（6)及（7)可近似於以下之式（8)及 (9)。 x==x!(l-krl2)··· (8) y^y’n-kr’2)…（9) 100942.doc -16 - 1280049 本實施形態中，藉由使用上式⑻及(9)實行變形失直校 ^於實行上述變形失真校正時，藉由利用各像素之附近 參照像素實行_處理’改善可能產生於影像之輪郭部 》 述過渡處理之合適之方法之一，可列舉於上述變 :失真权正時’利用藉由上式⑻及（9)所計算之座標㈣ ”附近像素之距離作為上述過濾、處理中的權重之參數。校
正對象影像上中的像素（x，y)與鄰近4像素之距離，由於變形 …之〜喜，因杈正對象影像上之位置而不同。換言之， 於杬正對象影像上’變形失真之程度不固定，因影像上之 位置而不同。此處，如本實施形態般，於算出理想影像之 各像素Μ之座標值時，*參照該像素之座標值（X，y)與校 正對象影像上的各鄰近像素之距離，則可實行抑制鑛歯之 變形失真校正。 藉此自於有無數個參數設定，故可獲得先前鑛齒校正 ，使用相同參數設定進行過濾處理所無法獲得之良好 7象通吊之鋸齒权正處理中，基本上即使移動過遽處理 中的目標像素，亦不會使過濾之各權重變化。#中，有時 考慮J產生錯齒之邊緣之方向因f，因在匕，有時使參數設 定之表旋轉。例如，邊緣之方向成分係連接影像之左下與 ^上之直線方向時’過遽處理用之權重參數設定為表卜此 犄畜邊緣之方向成分係連接影像之左上與右下 < 直線方向 過濾處理用之權重參數設定如表2,其係將表】反轉者。 藉此由於鋸齒杈正處理與影像之方向相對應，因此影像一 100942.doc -17- 1280049 定程度優n本實施形態中’由於藉由對應於像素之座 標值（x，y)之權重進行鑛齒校正處理，故可獲得非常優良之 影像。 表1 g d a h e b i f c a b c d e f g h i 表2 種 想 ^ ^ ΤΓ：二 方法。第1例方法，其由圖3⑷左圖所示無變形失真之 於像f(x，y)之各像素座標值（x,y)，使用存在變形失真之 像办，，)〇之各像素的座標值（x，，y,)，以及（x，，y,)附近:參 像素與其之間的距離，計算過據處理之權重係數半中 ΣΠ h〜4)，上述存在變形失真之影像狀，〆)如 之右圖所^其各像素之座標值使用式⑷及⑺所求得。 此處係使用4像素作為附近之參照像素，但像素數量U 據距離而」文變。例如’於圖3(術，，)非常接近於(M : [y ])換p之’於a3 $ 0之情形時，一般認為無需過 而將([侧之像素之座標值代入於(x，，y,)之方：更： 又’於（々)位於連接㈣，[顺（M卞出）之線上或 者接近於線之情料，—般認為於㈣演算處理中、，用 100942.doc -18- 1280049 ([x’]，[/])與（[X’]，[y1]十1)之像素之座標值之方式更佳。 並且，一般認為使用權重係數ai，例如使用以下之式（1 〇) 從而求得無變形失真之理想之影像f(x，y)的方法。 f(x，y)=al xf ([x’]，[y’] + l) + a2 xf ([x，] + l，[y，]+i)+a3 Xf，（[x’]，[ y，]) + a4xf，([x，]+l，[y，])〜（l〇) 第2例方法，其使用式（8)及（9)，由第1個例中所列舉之附 近像素，計算圖3(b)左圖所示之理想影像f(x，y)之座標 (x，y)，使用（X，y)與（x，y)之附近像素間之距離，計算過濾處 理之權重係數bjk (其中 ’ Σ狄=1、J·、k=l〜4)。 k 此處係使用4像素作為附近像素，但是與上述相同地，像 素數里可依據距離而改變。並且，一般認為使用權重係數 bjk，使用例如以下之式（11)，自圖3(b)之右圖所示存在變形
失真之影像f，(x，，y·)計算無變形失真之理想之影像£之各像 素之座標值（X，y)的方法。 ,f(X，y)=bl4xf([X’]，[y’] + 1)+b23xf,([x，] + l，[y，] + l)+b32xf，（[ 如本方法般’藉由使用變形失真校正之參數，可抑制鑛 齒產生，並可獲得較先前之變形失真校正畫質更佳之影像。 :’本實施形態之訊號處理方法可藉由設置於固體攝像 又置^電腦運行程式而加以實現，上述程式包含使用圖 理方月之工序。藉此’可❹體攝像裝置51之訊號處 方法成為具有通用性者。 100942.doc 1280049 上述程式可儲存於電腦中可讀取之記錄媒體並提供至用 戶。藉此，容易地提供上述程式。該記錄媒體既可係内置
於固體攝像裝置51之電腦本體之記憶裝置等内置媒體，又 可係對於電腦本體具有可分離結構之移動媒體。作為上述 内置媒體’可列舉R〇M(read only memory唯讀記憶體）、快 閃記憶體等可改寫之非揮發性記憶體、及硬碟等。又，作 為上述移動媒體，可列舉CD-R〇M(Compact Disk-Read Only Memory 緊密光碟-唯讀記憶體），DVD(Digital Versatile D1Sk_Read Only Memory數位化通用光碟_唯讀記憶體）等光 兄錄媒體，MO等光磁性記錄媒體，軟體（註冊商標）碟片、 卡式錄音/影帶、可行動硬碟等磁性記錄媒體，内置有如記 憶卡等可改寫之非揮發性記憶體的媒體，以及内置有如 ROM卡匣等rom的媒體等。 上述程式即可係藉由圖1之DSP3、未圖示之CPU(Centrs
Pr〇Cessing Umt巾央處理單元）之存取所運行之結構，又月 係讀出儲存於記錄媒體之程式，將所讀出之程式傳送至内 置媒體之程式記憶領域之後’内置媒體上之程式藉由 鹏、咖之存取而運行之結構。程式之運行既可藉由 DSP3、CPU早獨動作，亦可藉由咖與CPU之協調動作。 又’上述程式並非限定於以儲存於電腦中可讀取 體之狀態所銷售者，亦可 至用戶之電腦之形式所鎖售者。際料祕網路傳送 本發明可用於例如旛互 用照相機等電子J目：：電子靜態照相機及行動電話 相機，及内置於該等照相機之影像處理 100942.doc -20- 1280049 裝置等。
本發明之攝像裝置係具有訊號處理機構，其對固體攝像 元件所輸出之攝像訊號實施訊號處理，上述固定攝像元件 係將入射光進行光電轉換者，其特徵在於，上述訊號處理 機構對於經由上述攝像光學系統所獲得之攝像訊號，依據 與上述攝像光學系統之光軸間之距離，自上述光軸向發射 方向伸縮攝像光學系統造成之變形失真，藉此加以校正， 並抑制可能產生於影像之鋸齒。 上述發明具有以下功效，即可實現一種僅將自攝像光學 系統之光軸發射之發射方向作為變形失真校正方向，並且 可抑制於變形失真校正時可能產生於影像之鋸齒之攝像裝 置。 < 又，由於藉由訊號處理機構中的攝像訊號之訊號處理校 正變形失真，故可起到如下之效果，容易分別對應於各自 具有固有特性之上述攝像光學系統之變形失真進行校正。 藉此進而，可起到改善攝像光學系、统之性能，且無需組合 複數片攝像光學系統等，即可使攝像光學系統小型化之二 本發明之訊號處理方法係對於固體攝像元件所輸出 像訊號進行訊號處理者，上述固定攝像元件將人射光進^ 光電轉換’其特徵為對於經由上述攝像光學系統所庐尸： 攝像訊號，依據與上述攝像光學系統之光軸間之距：： 亡述光軸向發射方向伸縮攝像光學系統造成之變形失真， 藉此進行校正，並抑制可能產生於影像之鋸齒。/ 100942.doc 21 1280049 根據上述發明，可實現一種訊號處理方法，其核將自攝 像光學系統之光軸發射之發射方向作為變形失真校正方 向，並且抑制於變形失真校正時可能產生於影像之鋸齒。
又，由於藉由攝像訊號之訊號處理校正變形失真，故可 I到如下之效果，容易分別對應於各自具有固有特性之上 述攝像光學㈣之變形失真進行校正。藉此進而，可起到 改善攝像光學系統之性能，且無需組合複數片攝像光學系 統等’即可使攝像光學系統小型化之效果。 本發明之程式之特徵在於使上述訊號處理方法於電 運行。 根據上述發明’可起到使上述訊號處理方法成為具有通 用性者之效果。 本發明之記錄媒體之特徵在於，上述程式以可讀取之， 式記錄於電腦。 Λ 根據上述發明，可起到容易提供上述程式之效果。 本發明之攝像裝置及訊號處理方法對於經由上述攝像另 學系統所獲得之攝像訊號，依據與上述攝像光學系統之另 軸間之距離’自上述光軸向發射方向伸縮攝像光學系統發 成之變形失真’藉此進行校正，並抑制可能產生於影像: 鑛齒。 因而’可僅以自攝像光學系統之光軸發射之發射方向作 為變形失真校正μ，並且抑制於變形失 生於影像之鋸齒。 f了月匕產 本發明之影像處理裝置之特徵在於，包含輸人部，其輪 100942.doc -22- 1280049 ^攝像元件所獲得之攝像訊號，該攝像元件將經由光學 、 系統入射之光線進行光電轉換，以及 - 變形失真校正機構，其對於上述輸人部輸人之攝像訊號 所對應的影像中各像素，依據上述影像中與上述光學系統 之光軸上位置間之距離，於連接上述光軸上位置與各像素 之方向，生成改變像素位置之校正影像。 、上述衫像處理裝置，進而包含鋸齒校正機構，其對於上 • 述校正影像，實行作為鋸齒校正處理之過濾處理， 上述過濾處理，較好的是依據上述校正影像中目標像素 之像素位置所對應之權重而實行。 又，於上述變形失真&正機才冓，當以無變形失真之理想 影像之各像素之座標值設為（x，y)，對應之變形失真校正董: 象之影像之各像素之座標值設為（x，，y，）時，較好的是使用下 述近似式，進行變形失真校正。 x=x’（ 1 -kr’2)··· (a) 參 y=y’〇kr，2)…（b) 又上述鋸齒杈正機構，較好的是，將理想影像之各像 素與校正對象影像上的附近之各參照像素間之距離作為上 述過濾處理中的權重之參數而使用。 广上述鋸齒校正機構較好的是構造為，使用藉由上述 變形失真校正機構，依據上述近似式⑷及（b)所算出之上述 理想影像之各像素之座標值（x，y)，設定上述權重之參數。 •本电明之其他影像處理I置之特徵在於包含輸入部，其 輸入自攝像元件所獲得之攝像訊號，該攝像元件將經由： 100942.doc •23- 1280049 予系統入射之光線進行光電轉換， 菱形失真权正機構，其對上述輸入部輸入之攝像訊號所 對應之影像，進行變形失真校正，藉此產生變形失真校正 影像，以及 、鑛齒校正機才冓，其對於上述變形《真校正影#，實行過 遽處理，且 *上述過據處理中，係依據上述變形失真校正影像中的目 ‘像素之像素位置，改變過濾處理中的權重。 /於上述影像處理裝置處，較好的是，上述㈣校正機構 係將理想影像之各像素與校正對象影像上附近各參照像素 間之距離作為上述過㈣理中權重之參數而使用之結構Γ
又，本發明之影像處理方法之特徵在於，包含輸入由揭 像元件獲得之攝像訊號之步驟，該攝像元件將經由光學系 統入射之光線進行光電轉換， 變形失真校正步驟，其對於上述輪入部輸入之攝像訊號 所對應的影像中各像素，依據上述影像中與上述光學系統 之光軸上位置間之距離，於連接上 述先軸上位置與各像素 之方向，生成變更像素位置之校正影像，以及 鋸齒校正處理步驟，其對於上述校 仅止衫像，貫施作為錯 齒校正處理之過濾處理，且 正影像中目標像素之像素 上述過濾處理係依據與上述校 位置相對應之權重而進行。 去之特徵在於，包含輸 驟’該攝像元件將經由 又，本發明之其他之影像處理方 入由攝像元件獲得之攝像訊號之步 100942.doc -24- 1280049 光學系統入射之光線進行光電轉換， 變形失真校正步驟’其對於與上述輸入部所輸入之攝像 訊號相對應的影像進行變形失真校正，藉此生成變形失真 校正影像，以及 ^ 鋸齒校正步驟，其對於上述變形失真校正影像進行過遽 處理，且 4 上述過濾處理巾，依據上述變形失真校正影像中目標像 素之像素位置，改變過濾處理中的權重。 又，本發明之影像處理裝置之控制程式之特徵在於，使 電腦作為上述影像處理裝置之各機構發揮功能。 、又本毛明之5己錄媒體之特徵在於，其係記錄有上述程 式之電腦可讀取之記錄媒體。 於發明之詳細之説明項處所實施之具體之實施態樣或者 實施例，僅係明示本發明之技術内容者，不可僅限定於如 此之具體例子而狹義地進行解釋，於本發明之精神與隨後 記載之特許請求事項之範圍内，可進行各種變更而實施。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之實施形態者，係表示攝像裝置之重要 部分結構的方塊圖。 圖2(a)及圖2(b)係表示用以說明圖丨之攝像裝置之變形失 真枝正之原理之變形失真之性質的概念圖。 圖3(a)及圖3(b)係用以說明圖丨之攝像裝置之變形失真校 正處理的概念圖。 圖4係表示先前技術者，係表示攝像裝置之重要部分結構 100942.doc -25- 1280049 的方塊圖。 圖5(a)至圖5(c)係用以說明變形失真的概念圖。 【主要元件符號說明】 1 光學透鏡（攝像光學系統） 2 CCD(Charge Coupled Device 電荷耦合元件）（固 體攝像元件） 3 數位訊號處理器、DSP(Digital Signal Processing數位訊號處理器）（訊號處理機構） 51 固定攝像裝置（攝像裝置）
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Claims (1)
- :舶號專利申請案 ' 文申請專利範圍替換本(95年9月） 十、申請專利範圍： 種攝像裝置，其特徵在於包含訊號處理機構，其對固 體攝像元件所輸出之攝像訊號實施訊號處理，上述固體 攝像元件係將入射光進行光電轉換者； 上述訊號處理機構係 對於經由攝像光學系統所獲得之攝像訊E，依據與上 述攝像光學系統之光軸間之距離，藉由自上述光軸向發 射方向伸縮，以校正上述攝像光學系％造成之變形失真: 並抑制可能產生於影像之鋸齒。 2. -種影像處理裝置，其特徵在於包含輸入部，其輸入自 攝像元件所獲得之攝像訊號，該攝像 光 統入射之錢進行光電轉換；職 先u 。變形失真校正機構’其對於上述輸入部輸入之攝像訊 號所對應的影像中各傻音，# — 1豕τ谷像素，依據上述影像中與上述光學 系統之光轴上位置間之距離，於連接上述光軸上位置與 各像素之方向，生成改變像素位置後之校正影像。 3·如請求項2之影像處理褒置，進而包含鑛齒校正機構，盆 對於上述校正影像，實行作為鑛齒校正處理之過渡處理， 上述過處處理係依據上述校正影像中目標像素之像素 位置所對應之權重而實行。 ’、 4.如請求項2之影像處理裳置，其中於上述變形失真校正機 構將無變形失真之理想影像之 r ,丄 各像素之座標值設為 (x，y) ’將對應之變形失真校正對象之旦 ^ ^ r ,,、 〜像之各像素之座 為（x，y)，將距離上述（々’）中光學系統之光轴上 100942-950905.doc .1280049 "^* 95. υ. 位置的長度設為r，時，徒 L5：—Jj r便用下述近似式，實行變形奂 x=x，（l-kr，2)...(a) 貞丁文 A 失真杈正 y=y’(i-kr，2)···(b)。 5·如請求項3之影像處理梦 構將無變形失直之理ΛΓ述變形失真校正機 ，將對應之變形失真校正對象之影像之 標值設為（X，，y，），將 ”座 位置的+ m (Χ>,)中光學系統之光軸上 :為1*時’使用下述近似式，實行變形失直校正 x^x'Cl-kr'2)·.. (a) 一仅止 y=y'(l-kr’2)··· (b)。 6.如請求項5之影像處理裝置，置 ，、甲上述銀齒权正機構利用 理想影像之各像素與校正 ㈣用 I仅正對象影像上的附近之各泉昭像 素之距離作為上述過滤處理中的權重束數。一像 7·如請求項6之影像處理裝置，其中上述鑛齒校正機構使用 上述理想影像之各像素之座標值（x，y)，設定上述權籌^ 8. 數’上述理想影像之各像素之座標值（x，y)係藉由上述變 形失真权正機構依據上述近似式⑷及⑻計算得出。 一種影像處理裝置，i胜Μ + 衣置其特被在於包含輸入部，其輸入自 攝像兀件所獲得之攝像訊號，該攝像元 統入射之光、㈣行光電㈣； ^子糸 變形失真校正機禮，fL、+、Μ 械構#對上述輸入部輸入之攝像訊號 所對應之影像，進行變形失真校正，藉以生成變形失真 校正影像；以及 鋸齒校正機構’其對於上述變形失真校正影像實行過 100942-950905.doc 1280049 濾處理；且 上述過濾、處理係依據上述變形失真校正影像中目標像 素之像素位置，改變過濾處理中的權重。 9·如請求項8之影像處理裝置， 丹〒上述鋸齒校正機構利用 理想影像之各像素與校正對^ ^ 于/、仪止對象影像上的附近之各參照 素之距離作為上述過滤處ϊ里中的#重參數。 1 0 _ 一種訊號處理方法，苴特料盔 八特彳政為该汛號處理方法係對於 體攝像元件所輸出之攝俊旬走 僻课Λ唬進仃訊號處理者，上 體攝像元件係將人射光進行光電轉換者； 、對於經由攝像光學系統所獲得之攝像訊號，依據與上 述攝像光學系統之光軸間之距離，自上述光軸向發射方 向伸縮，以校正上述攝俊亦 、僻啄九學糸統造成之變形失真， 並抑制可能產生於影像之鋸齒。 11 •一種影像處理方法，直牯料 ，、特钕在於包含輸入由攝像元件驊 付之攝像訊號之步驟，兮iS於-At μ攝像兀件係將經由光學系統入 射之光線進行光電轉換者； 、 變形失真校正步驟，並 /哪八對於上述輸入步驟輸入之攝俊 訊號所對應的影像中各像 僻1豕 / 常依據上述衫像中與上述光 子糸統之光轴上位晉 位置間之距_，於連接上述光輛上位置 與各像素之方向，生成辨 生成交更像素位置之校正影像；以及 雜齒校正處理步驟，1 姐奋p ^ ^對於上述杈正衫像，實施作為 鋸回杈正處理之過濾處理，且 上述過濾、處理得佑嫌彳 述校正影像中目標像素之像 素位置相對應之權重而進行。 豕 100942-950905.doc 正 1280049 95. 12· —種影像處理方法，立特徵左 > . 1 ，、特倣在於，包含輸入由攝像元件 獲得之攝像訊號之步驟’該攝像元件係將經由光學系統 入射之光線進行光電轉換者； 變形失真校正步驟，其對於與上述輸入步驟所輸入之 攝像訊號相對應的影像進行變形失真校正，藉以生成變 形失真校正影像；以及 鋸齒校正步驟，其對於上述變形失真校正影像進行過 濾處理，且 上述過據處理係依據上述變形失真校正影像中目梯像 素之像素位置，改變過濾處理中的權重。 13· —種電腦可讀取之記錄媒體，其記錄有 輸入步驟，其輸入自攝像元件所獲得之攝像訊號，該 攝像兀件將經由光學㈣人射之光線進行光電轉換； 變形失真校正步驟，其對於上述輸入部輸入之攝像訊 號所對應的影像中各像素’依據上述影像中與上述光學 系統之光軸上位置間之距離，於連接上述光轴上位置與 各像素之方向，生成改變像素位置後之校正影像；以及 «校正步驟’其對於上述校正影像，實行作為鑛齒 杈正處理之過濾處理； 上述過遽處理係依據上述校正影像中目標像素之 位置所對應之權重而實行。 ’、 種電腦可讀取之記錄媒體，其記錄有-程式，其特徵 在於使下述之訊號處理方法於電腦中運行： 對於固體攝像元件所輪出之攝像訊號進行訊號處理 100942-950905.doc 1280049 正替換貞 月印 者，上述固體攝像元件係將入射光進行光電轉換者； 對於經由攝像光學系統所獲得之攝像訊號，依_上 述攝像光學系、統之光軸間之距離，自上述光軸向發射 向伸縮’以校正上述攝像光學系統造成之變形失直\ 並抑制可能產生於影像之鋸齒 〜100942-950905.doc
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