專利名稱：數字照相機的校準的制作方法
背景技術：
本發明涉及對數字照相機進行校準。
數字照相機可以使用固態傳感器作為圖像陣列。典型的固態傳感器包括電荷耦合器件和有源像素傳感器。使用固態傳感器的攝像機受到光致響應非均勻性(PRNU)和有缺陷像素映射的影響。光致響應非均勻性是系統的非均勻性并且主要地是由在處理一個特定的圖像陣列的裝置中的小變化引起。該非均勻性把噪聲引入到生成圖像。但是，因為該噪聲是系統噪聲，所以能夠由隨后的一個適當的校準過程消除。
類似地，成像陣列可能有有缺陷的像素或單元，并且如果有缺陷單元的數量不太大的話，成像陣列仍然可用。例如，能夠利用校準技術來克服成像陣列中較小數目有缺陷單元的影響。
在工廠有若干與校準數字照相機相關的問題。問題之一是，校準技術的質量在一定程度與實現該校準所用時間量有對應關系。理想校準包括對大量的圖像進行分析并且提取來自其它噪聲源的非均勻性，以使總的系統噪聲被降低。因此，被分析的圖像越多，可消除攝像機噪聲和光子散粒噪聲的可能性越大，以便可能隔離和校準該光致響應的非均勻性。當然，在工廠校準的耗時將導致用戶的開支增加。
另外，把PRNU消除信息輸送到用戶是困難的，因為該校準數據包括一個相當大的噪聲信息文件。通常，噪聲數據不容易壓縮，因此工廠需要把一個相當大的文件轉移在(或帶有)該照相機中。這將導致照相機存儲器使用的低效率和用戶啟動不靈便。尤其是從多數數字照相機具有相當小的機載存儲器這個事實的角度看，不希望以有限容量的存儲器在照相機中提供一個噪聲信息的寬大文件。
當然，用戶也有可能自己能夠嘗試校準該攝像機。用戶必須面對的一個問題是校準技術通常需要一個平面場光源。通常，不可能得到便宜的平面場光源。平面場光源的缺乏和對于復雜技巧的需要，將限制能夠有效地自己校準數字照相機的用戶的數量。
影響數字照相機成本的另一問題是，構成正常功能圖像陣列的單元所需的相當高的百分比。如果構成陣列的個別單元的較小數目有缺陷，可能是不明顯的。有缺陷的陣元可以通過校準過程補償。要求好陣元對給出陣列中的總陣元數的比例越高，導致制造成本越高。
因此，存在使數字照相機的校準成本能夠不斷地高效的需求。還需要可應用到該領域中的平面場校準技術。類似地，還需要生產商能夠降低所要求的好陣元對成像陣列中的總陣元的比例而同時仍產生在生成存儲圖像中的完全適當的圖像質量。
概述根據本發明的一個方面，用于覆蓋數字照相機的透鏡的一個透鏡蓋可以包括產生散射光源的一個散光器。該散光器可連接到該照相機。
根據本發明的另一方面，一個數字照相機包括一個外殼和包含在該外殼中的一個成象透鏡。一個散光器是可移動定位在該透鏡前面。一個數字成像裝置，當散光器被連接到該外殼在透鏡之上時，把該圖像變換成能夠被校準的該圖像的數字信號顯示。
附圖簡要描述
圖1是描述根據本發明一個實施例的一個數字照相機的示意圖；圖2是圖1示出散光器實施例的一個部分的擴大的示意圖；圖3是實現本發明一個實施例的主計算機配置的方框圖；和圖4是圖1示出的系統實現數字照相機的場校準的一個程序的流程圖。
詳細描述參考圖1，數字照相機10包括透鏡蓋12，透鏡14，外殼7和圖像處理器18。照相機可以通過總線20連接到主計算機。照相機10可以用于提取靜止圖象，電影或這兩者。
透鏡蓋12可以作為一個可拆卸的蓋實現，以傳統的方式鎖定在透鏡上。另外，用于把蓋12移動到在透鏡14前面的位置的任何傳統機構的變化之一都可以使用。該透鏡蓋12保護透鏡14，防止對于后部零組件，例如成像陣列15和透鏡14的不利的UV影響，并且以以下描述方式幫助校準。
成像陣列15可以是任何傳統的固體成象陣列，包括電荷耦合器件(CCD)成像陣列或CMOS(互補的金屬氧化物半導體)成像陣列，有時還稱為有源像素傳感器(APS)。成像處理器18可以包括必要的電子設備，以便把存儲在成像陣列15上的信息變換成一個數字信號，處理該信號及存儲該信號。例如，如果期望，處理器18可以包括LCD屏幕，并且可以內插丟失的色彩成份，變換及壓縮信號，根據校準信息調節該圖像等等。數字照相機可以作為一個獨立的模式操作，或可以連接到主計算機。還可以通過一個端口22與外部存儲器交互。以此方式，可以捕獲，處理及存儲圖像。
透鏡蓋12包括一個能透光的支架26和一個散光器16。散光器16可以由能夠形成一個充分散射光源的任何材料所構成。“充分地散射”是表示是指蓋12充分地漫射光的能力，以便產生能夠使照相機校準的非常近似的一個平面場。
散光器16的一個適當的實施方案是利用在該散光器上面的光散射單元的圖案形成的一個透射光的可塑膜全息照相。如圖2所示，全息照相的一個實施例包括多個緊密地定位的錐形，例如角錐形24。這些角錐形接收如A指示的輸入光，并且以各種方向散射該光。通過形狀24的側壁的光反射而出現反射，以便產生相當均勻的光源從散光器16向外傳送。可以使用商業可得到的模壓加工設備在一個薄塑料膜上形成全息照相。所希望的是，散射形狀24的密度足以產生一個相關的散射光源，其充分地仿真用于校準照相機的一個平面場光源。
支架26可以由任何適當的透光玻璃或可塑材料形成。其起到保護透鏡14及散光器16的作用。當從塑料膜全息照相形成散光器16時，支架26還支持該散光器16。在多數實施例中可以期望形成UV吸收材料的支架26，防止對后部零組件，例如透鏡14和圖像陣列15的UV損傷。
雖然散光器16被示出作為一個塑料膜全息照相，但其它形式的全息照相也同樣可以利用。另外，散光器，例如磨沙玻璃散光器，可適于具體應用。
雖然散光器16可能不會形成多同線光線感覺的一個真實的平面場光源，但是通過產生一個相對散射的光圖案，能夠生成可與一個平面場光源相比美的效果。在各隨機角度入射陣列15的此散射光充分地仿真了能夠進行校準的一個平面場。
因為在該領域的校準是由照相機的用戶實行，所以不需要在工廠中把大量的相關校準信息裝入該照相機。另外，用戶能夠選擇的用戶所期望實現的校準程度。以此方式，能夠實現一個經濟的校準系統。生產商還可以通過更好的校準從靜像素的補償得到好處。從較低成像陣列刪除速率的角度看，這能夠意味著經費節省。
參考圖3，示出的主計算機30包括一個處理器32和一個系統存儲器34。處理器32和系統存儲器34由橋接器38連接到總線36。接口40用于可以連接到總線36的數字照相機。例如，接口40可以是用于通用串行總線(USB)20的主機接口，數字照相機10連在該總線20上(圖1)。監視器59可以被連接到總線36。總線36可以通過橋接器44連接到總線46。總線46支持輸入/輸出接口48，其操作一個鍵盤50和一個鼠標52。接口54可以連接到總線36，其連在存儲器56上。主計算機存儲器56可以包括若干應用程序58，包括數字照相機安裝及校準程序。
當期望校準該數字照相機10時，該照相機可以如上所述地連接到主計算機30。安裝及校準程序被裝設到該主計算機的存儲器56，并且該應用程序58可以運行校準該照相機10。但是，某些照相機可以自身校準，不需要主計算機。
參考圖4，校準程序最初核查確定是否已經出現一個校準請求(菱形60)。如果否，程序等候一個校準請求。否則，主機促使用戶確定該蓋12是否在應有的位置。這可以通過監視器59上的信息實行。如果該蓋不在應有的位置，程序等候用戶的校準蓋12的定位。一旦用戶指示該校準蓋是在應有的位置，用戶可以被提示輸入如在框64中指示的一個校準時間。例如，用戶能夠指示該蓋是在裝置上，或通過鍵盤50提供一個校準時間。可以在該程序中預先裝入一個缺省校準時間。
該校準時間在一定程度上確定多少圖像被用于校準，因此確定可能有效地消除該光致響應非均勻性的程度。
主計算機30(或照相機本身)隨后確定是否已經超過期望的校準時間(菱形66)，并且使用照相機10中的成像處理器18實現校準功能。如框68表示，通知用戶該校準結束，并且該校準結果儲存在照相機和/或主計算機中。
利用散光器16產生的若干圖像可以被分析和/或與其它圖像比較。假設成像陣列15中的全部單元將通過散光器16的功能感光，可以使用消除其它噪聲成份的迭代處理以便隔離該PRNU成份。隨后，可以通過該校準處理去除來自PRNU或靜像素的系統噪聲。
一個數字照相機可以被校準，以便以成本有效的方式克服光致響應非均勻性和有缺陷像素的影響。而且，用戶可以控制該校準處理并且可以根據用戶樂意花費的時間量實現一個期望程度的校準效果。通過不招致校準的開支而提供更高質量的照相機及可能地通過利用具有較高缺陷百分比的成像陣列(其效果可以通過校準過程平衡)，該生產商可以受益。
雖然本發明已經參考一個有限數目的實施例描述，但是本領域技術人員將從那里理解有很多的修改及變化。所附的權利要求書力圖覆蓋落入本發明真實精神及范圍中的全部修改及變化。
權利要求
1．一種校準數字照相機的方法，包括在一個照相機透鏡之上固定一個散光器；使得光經過該散光器以便產生一個散射光成像；及用所說的照相機實現一個校準程序。
2．權利要求1的方法，實現一個光致響應非均勻性校準程序。
3．權利要求1的方法，其中所說的固定步驟包括把光散射全息照相定位在照相機透鏡前面的步驟。
4．權利要求3的方法，其中所說的校準程序是使用連接到所說的數字照相機的一個主計算機實現的。
5．權利要求4的方法，包括通過主計算機提示用戶跟隨一系列校準該照相機的步驟。
6．權利要求5的方法，包括接收一個關于期望校準時間的用戶輸入。
7．權利要求6的方法，包括當已經到期該期望校準時間時，通知用戶。
8．權利要求7的方法，包括把校準數據存儲在該主計算機中。
9．一種數字照相機包括一個外殼；包含在該外殼中的一個成象透鏡；可移動定位在該透鏡前面的一個散光器；及一個數字成像裝置，把該圖像變換成該圖像的數字信號顯示，當散光器被連接到該外殼蓋住透鏡時，所說的裝置能夠校準。
10．權利要求9的照相機，其中所說的散光器包括適于充分地進行光散射的一個全息照相，以便仿真一個平面場光源。
11．權利要求10的照相機，其中所說的全息照相由固定到一個發光基片的塑料膜形成。
12．權利要求11的照相機，其中所說的裝置包括一個從主計算機接收指令的接口。
13．權利要求10的照相機，其中所說的全息照相具有多個光散射全息形狀，該散光器進一步包括一個剛性基片及固定到所說的基片的一個全息照相薄膜。
14．權利要求9的照相機，其中所說的散光器防止UV光的傳輸。
全文摘要
用于一個數字照相機(10)的透鏡蓋(12),提供用于校準目的的散射光源,其近似于一個平面場光源。以此方式,數字照相機可以在用戶控制之下校準。散光器可以是一個光透射的全息照相(16)的形式。該全息照相可形成在多個光散射形狀上面。當連接到一個主計算機時該照相機可以是校準或者自身校準。用戶可以通過校準程序被提示。
文檔編號H04N5/232GK1297645SQ99805125
公開日2001年5月30日 申請日期1999年4月13日 優先權日1998年4月17日
發明者R·史密斯 申請人:英特爾公司