[发明专利]透镜阴影校正方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像信号处理技术，特别是透镜阴影失真还原技术。

背景技术

图像传感器被广泛应用于各种领域，例如，消费电子、机器人技术、基 于卫星的仪器、交通、导航和制导。参考图1，场景光线经过透镜101和滤光 片102进入图像传感器，通过色彩滤镜矩阵103使光线具有色彩信息，并通 过像素阵列104对光线进行捕获，实现将图像的光信号转化为后续的图像信 号处理装置105可识别的电信号。在后续的处理中，可将电信号进行过滤、 校正等调整后，进行存储或通过显示设备转化为图像，进行显示。

随着传感器尺寸的日益小型化，不仅场景光线的入射照度被减弱，而且 器件在高度方向中的结构已被相对地最小化，这些都影响到图像传感器所形 成图像的照度，进而影响了图像传感器的成像质量。

入射照度对成像照度的影响可用透镜成像所需要满足的COS4法则来描 述。其中，离轴光线在焦平面上成的像的照度，即出射照度，以及沿镜头光 轴入射的主轴光线在焦平面上成像的照度，即入射照度，两者的比值与离轴 光线和镜头主轴的夹角ω余弦的四次方成正比，即：

I_x/E_x＝A·Cos⁴ω

其中，ω为离轴光线与镜头主轴的夹角，A为成像系统自身参数决定的 因子，Ex为入射照度，Ix为出射照度。当入射照度减弱时，会影响图像传感 器所形成图像的照度，甚至形成阴影。

器件结构所造成的影响，举个例子，参考图2，透镜201与芯片202之间 的透镜支架203形成了限制抵达芯片表面光束的孔径光阑，使透镜边缘处的 亮度发生衰减，从而影响图像传感器所形成图像的照度。

基于上述情况，通常图像信号处理装置在对图像信号进行处理之前，首 先需要对透镜阴影进行校正，补偿因透镜或光路所造成的图像亮度损失。在 现有技术中，常用的透镜阴影校正技术包括多种结合像素阵列中的XY座标 提取信号并进行数字处理的方法。

其中，申请号为200410094246.6、名称为“图像处理装置和方法，记录 介质，以及程序”的中国发明专利申请中，公开了一种图像处理方法，通过 上下和左右的加权计算出从成像器件中读出的每一像素到光轴中心的距离， 通过查询表获得该距离对应的校正系数，从而实现对该像素的亮度校正。申 请号为02800645.3、名称为“屏幕校正方法和图像拾取装置”的中国发明专 利申请中，公开了一种校正方法，根据距离光轴中心的像素数量转换成距离， 并通过查询表获得校正系数，对所读取的像素信号进行校正。

这些现有方法中，都是通过对LUT的查找实现对像素信号的校正，LUT 实质上为一种大规模存储器，将事先运算的结果进行保存，这样每输入一个 信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，找出地址对应的内容，然 后输出即可。这对系统存储能力和运算能力的要求比较高。此外，不仅重复 多次的迭代运算也限制了图像处理速度，而且大量的存储单元增大了图像信 号处理芯片的面积，使图像传感器无法实现小型化。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种消耗芯片面积更小并且具有更小运 算量的透镜阴影校正方法和装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种透镜阴影校正方法，包括：在 参考场景下，获得期望点；在参考场景下，根据每个像素点的亮度值以及到 所述期望点的距离平方，获得像素点补偿到期望亮度所需要的校正系数与其 到所述期望点的距离平方的对应关系；根据所述校正系数与所述距离平方的 对应关系，获得设定段数的连续的步进校正段，以及与每段步进校正段对应 的步进参数和步进校正系数；在实际场景下，获得每个实际像素点到所述期 望点的距离平方；根据所述距离平方，确定每个实际像素点所处的步进校正 段，并根据所述步进校正段的步进参数和步进校正系数，计算每个实际像素 点所对应的校正系数；根据所述校正系数，对图像的实际像素进行阴影校正。

可选的，所述期望点为透镜光心在像素阵列对应的位置。

可选的，所述获得期望点包括：对图像中像素点在参考场景条件下的亮 度值进行采集；对所采集的单一色彩像素点的亮度值进行数据处理，获得其 中心点位置；根据所述单一色彩像素的中心点位置，计算出所述期望点的位 置。