[发明专利]用于校正图像的系统和方法

说明书

本申请要求共同处在审理中的于2009年4月16日提交的临时专利申请第61/170,014号(代理人卷号NVID-P003817-US0)的权益和优先权，题为“SYSTEM AND METHOD FOR IMAGE CORRECTION”，在此通过援引的方式将该申请全文并入本申请中。

本申请涉及共同处在审理中的于_________提交的非临时专利申请第__________号(代理人卷号NVID-P003817-US1)，题为“SYSTEM ANDMETHOD FOR IMAGE CORRECTION”，在此通过援引的方式将该申请全文并入本申请中。

本申请涉及共同处在审理中的于__________提交的非临时专利申请第________号(代理人卷号NVID-P003817-US2)，题为“SYSTEM ANDMETHOD FOR PERFORMING IMAGE CORRECTION”，在此通过援引的方式将该申请全文并入本申请中。

技术领域

本发明的实施例大体涉及数字图像信号处理领域。

背景技术

随着技术的进步，摄像机已经有相应地提高，但是仍然面临着某些持续的问题。特别是当光线穿过摄像机的镜头时，光的折射导致光线弯曲。光的弯曲导致在整个传感器上产生不一样的亮度，使得中间的部分要比边缘的部分亮得多。这种失真被称为镜头阴影或渐晕。镜头上的变异或缺陷会增大对于从镜头透出的光的这种不一致性。此外，由于镜头箱相互作用的结果，光线可能受阻或不能通过。因此，由于镜头和图形形成媒介(胶片或数字传感器组)上的缺陷，透过镜头系统并且在底片平面(数字传感器或胶片)上形成一幅图像的光线将在成像平面和色谱上被不均匀的减弱。综合的结果是如果一个“平面”区域的光进入镜头，那么胶片或数字传感器仍然会接收到一个“非平面”区域的有不同亮度的光。

按照惯例，高阶多项式可被用来表示这种失真，并可被应用于整个图像平面，以试图消除镜头阴影和镜头缺陷的影响，从而修正图像。然而，高阶多项式计算的代价十分昂贵，并且在固定精度的硬件上运行复杂。例如，一个10次幂多项式可能有100个各别项，并且高阶多项式可能需要在每一个像素上赋值计算，这意味着，例如，经过20个像素，需要计算的数量会迅速增加。此外，由于微小的变化能够导致多项式上大的变化，高阶多项式在数值上不稳定。另外，当沿着由一个9次或10次幂的多项式定义的曲面移动时，多项式的系数对于任意方向上的曲面数值的变化幅度几乎无法提供任何察觉。所有的这些特点使得多项式描述法对于镜头阴影问题，就计算的精密性而言，不是切实可行的解决方法，同时也是不直观的。

发明内容

因此，目前需要一个能够以有效的方式修正来自镜头阴影影响的图像数据的系统。在实施例中，确定校准数据的可操作性，达到纠正图像数据的目的(例如，为了克服镜头阴影，畸形的镜头和其他的影响)。在本发明的实施例中，甚至提供了在修正镜头阴影影响的图像数据的过程中使用校准数据。在一个实施例中，图像数据的修正是通过使用样条曲面片(spline patch)(例如，贝塞尔曲面)来实现的。样条曲面片的使用有利于硬件的实现，并且提供了一个直观和计算稳定的选择。图像校准可能在每个通道和照明类型的基础上实现。

在一个实施例中，本发明是用计算机实现对图像信号处理的方法。这个方法包括接受图像数据，可能是从带有摄像机镜头的光学图像传感器接收(例如，CMOS传感器或CCD传感器)并且包含一个或多个颜色通道的数据。然后，贝塞尔曲面阵列访问特定的镜头和传感器。贝塞尔曲面阵列包括曲面控制点，该曲面控制点是检测镜头阴影的互反函数。使用贝塞尔曲面阵列和图像数据来产生校正的图像数据。校正的图像数据从而纠正了包括镜头阴影和镜头缺陷等多种现象在内的影响。

在另一个实施例中，本发明作为一个图像信号处理系统而实现的。该系统包括可操作的光学传感器(例如，CMOS传感器或CCD传感器)，来捕捉光信息和可操作的处理单元，从光学传感器接收的一种有序的格式的图像信号数据。处理单元基于反映倒数曲面的多个数据进一步处理图像信号数据来校正图像。倒数曲面可能已经由此处描述的校准实施例来确定。该系统还包括一个通道选择器，用来选择通道图像信号(例如，红色，绿色或蓝色)来接收处理单元，一个可操作的存储器来存储多个校正数据(例如，具体的倒数曲面)，包括多个每个颜色通道的校正的信息。存储器甚至可能为每个多个照明类型(例如荧光灯，钨或白炽灯，日光或其它)存储校正信息(例如，具体的倒数曲面)。倒数曲面可能是多重贝塞尔曲面的曲面。