TW201239811A - Image calibration method - Google Patents

Description

201239811 六、發明說明： 【發明所屬之技術領威】 [0001] 本發明係有關一種成像系統’特別是關於一種影像校 正方法，用以快速校正成像系統。 【先前技術】 [0002] 影像感測器，例如互補式金屬氧化物半導體（CMOS) 影像感測器’是成像系統中的重要元件之一’用以將光 信號轉換為電信號。現今的成像系統於設計或製造時， 同一影像感測器常因終端產品的需求所致，會分別搭配 〇 各種不同廠牌或型號的鏡頭◊政而，本同鏡頭的規格及 製造技術往往不相同，因而影響了影像的品質，例如影 像的清晰度。 r 〇 [0004] [0003] 對於此問題’目前的作法是在每次捧_新的鏡頭時， 藉由具相當經驗的技術人員來調整成像系統的參數設定 ，如此才能快速且準確地得到考辦的费像y但是，此種 作法會提高於更換新鏡頭時釣技_門糕，因而降低產品 在選擇鏡頭時的彈性度。… 因此，亟需提出一種新穎的影像校正方法，以降低更 換鏡頭時的困難’及增加選擇鏡頭時的彈性度。 【發明内容】 [0005] 鑑於上述’本發明實施例的目的之一在於提出一種影 像校正方法，其不需藉助經驗，而能快速建立符合目標 品質的影像結果’可降低更換鏡頭的困難度且增加鏡頭 選擇時的彈性。 1002017290-0 100110259 表單編號A0101 第3頁/共18頁 201239811 [0006] 根據本發明實施例，選定複數個鏡頭，用以分別搭配 一影像感測器而成為複數組預設成像系統。使用每一預 設成像系統擷取一參考影像，並進行影像特徵分析，用 以分別萃取得到相應的特徵值。對於每一預設成像系統 ，調整其參數設定值，使其達到一目標清晰度。儲存複 數組預設成像系統之特徵值與參數設定值，以建立一資 料庫。預設成像系統並不侷限於實體成像系統，亦可為 軟體模擬之結果。提供一未知成像系統，其係由一鏡頭 搭配影像感測器所形成。以該未知成像系統擷取參考影 像，並進行第一次影像特徵分析，用以萃取得到第一特 徵值。將第一特徵值和資料庫當中的特徵值作比較，以 得到一最符合特徵值。以該最符合特徵值對應之預設成 像系統，於資料庫中得到相應的參數設定值。 【實施方式】 [0007] 第一圖所示之流程圖顯示本發明第一實施例的影像校 正方法，其可用以快速校正成像系統。本實施例之成像 系統所使用之影像感測器可為互補式金屬氧化物半導體 (CMOS)影像感測器，但不限定於此。 [0008] 在本實施例中，影像校正方法主要分為兩大部分：特 徵與參數設定（setting)資料庫103的建立步驟10及成 像裝置校正步驟20。首先，於步驟100，選定複數個（例 如η個）鏡頭，用以分別搭配影像感測器而成為複數組（ η組）預設成像系統1至η。接著，於步驟101，使用每一 預設成像系統擷取一參考影像，並進行影像特徵分析， 用以分別萃取得到相應的特徵值。值得注意的是，進行 100110259 表單編號Α0101 第4頁/共18頁 1002017290-0 201239811 Ο 影像特徵分析之影像是尚未經過待校正之影像處理的影 像’且成像系統的設定也尚未作待校正之影像處理調整 。例如’若本校正為調整影像處理中之清晰度強化參數 ’則進行影像分析的影像為未經過清晰度強化處理之影 像。本實施例之影像特徵可為影像的銳利度（Sharpness) ， 但不限定於此 。影像的銳利度可藉由一 些量測 值來判定，例如調變轉換函數（modulation transfer function, MTF)響應衰減至百分之五十的頻率值（ MTF50) ’其值愈高表示影傳愈清晰。其他的量測值還有 邊緣（e d g e )寬度，亦即畫面中亮暗變化間的過渡區帶 ’寬度愈小表示影像愈銳利或请晰:。經萃取得到之複數 筆特徵值101A則儲存於記憶體裝置中，其分別對應至相 應的預設成像系統。 [0009] 接下來，於步驟1〇2，對於每一預設成像系統，調整其 參數設定值（例如銳利度相關參數設定值），使其達到 一目標特徵值（例如銳利度相關之調變轉換函數（MTF) Ο )。以銳利度設定為例，可調整銳利度相關的濾波器係 數’或者調整影像輪廓之銳利度與去雜訊之臨界值。經 調整後的複數筆參數設定值102A則儲存於記憶體裝置中 ，其分別對應至相應的預設成像系統。上述的特徵值 101A與參數設定值i〇2A共同建立了特徵與參數設定資料 庫103 (以下簡稱資料庫）。 第二圖顯示資料庫103的建立例子。在此例子中，共有 三組預設成像系统：第一組預設成像系統100A、第二組 預設成像系統1 00B及第三組預設成像系統i〇〇c。其中， 100110259 表單編號A0101 第5頁/共18頁 1002017290-0 [0010] 201239811 組預設成像系統10()A由鏡頭1搭配影像感測器，其擷 =參考影像’並進行影像特徵（例如Mm〇)分析 用以萃取付到並儲存相應的特徵值每像剌.3周期 //CleS/P1Xel)。此夕卜，調整其參數設定值102A’ 田、達到一目標影像品質時，則儲存相應的參數設定值1 。:目榡影像品質可由數個影像品質衡量指標組成（如訊 :Λ比MTF5G)或由主觀評量決定。至於第二組預設 像系統1GGB ’其影像特徵分_1β及參數設定值之調 :1〇2_似於第—組預設成像系統1_ ;第三組預設成 系統100C，其影像特徵分析咖及參數設定值之調整 1 〇2C也類似於第一組預設成像系統丨⑽Α。 [0011] 一旦資料庫103建立好之後，則進入成像裝置校正步驟 20 ’對於任何鏡頭搭配影像感測器所形成的未知成像系 統2〇〇 ’可據以決定出適當的參數設定值。首先於步驟 2〇1，以未知成像系統200擷取參考影像，並進行第一次 影像特徵分析，用以萃取得到第―特徵值。接著，於步 驟202，對所得到之第一特徵值作分類（classify), 亦即，將第一特徵值和資料庫1〇3當中的複數筆特徵值 U1A作比較，比較時加入預先定義的條件及偏好（例如 選擇預a免成像系統MTF50大於未知成像系統之mtf5〇中最 接近的），以得到最符合此定義下的一個特徵值所對應 的預設成像系統，即可將此未知成像系統歸類為該最接 近特徵值所對應之預設成像系統，再於步驟2〇3，以此歸 類之預設成像系統於複數筆參數設定值l〇2A當中得到相 應該預設成像系統的參數設定值。 100110259 表·單編號A0101 第6頁/共18頁 1002017290-0 201239811 [0012] [0013] Ο [0014] ❹ [0015] 100110259 1002017290-0 以第二圖所示為例’如果未知成像系統200於進行第一 人衫像特徵分析後得到的第一特徵值（MTF50)為0. 12 將该第—特徵值和第二圖的資料庫特徵值0. 1、0. 2、 〇. 3作比較’若定義以MTF50最接近為條件，可得到最符 口之特徵值為〇. 1。該最符合特徵值相應於參數設定值3 即可作為該未知成像系統200之參數設定值。 第二圖顯示本發明第二實施例的成像裝置校正步驟20Β 。在本實施例中，步驟2〇〇至201與前一實施例（第一圖 )相同，但是在步驟202Β中，將第一特徵值和資料庫1〇3 當中的複數筆特徵值101Α作比較時，得到最符合的二筆 或二筆以上相鄰特徵值，再於步驟203Β，以此二筆或二 筆以上相鄰特徵值於資料庫當中的複數筆參數設定值 102Α之中得到相應的二筆或二筆以上參數設定值。 接著’於步驟204Β ’以該二筆或二筆以上參數設定值 刀別調整該未知成像系統2 ρ 0 ι再分別進行特徵分析以得 到一個或二個以上第二特徵值β最後，於步驟2Q5B，比 • - j- ·；'' 較β亥·一個或二個以.上.第二特徵植’決定哪一個影像效果 較好或較符合目標影像品質所需’並選擇其中一個相應 參數設定值作為未知成像系統200的參數設定值。 第四Α圖顯示本發明第三實施例的成像裝置校正步驟 20C。在本實施例中，步驟2〇〇至203B與前—實施例（第 三圖）相同。接著，於步驟，根據步驟2〇3B所得到之 至少二參數設定值（例如銳利度）及其相應的特徵值以 調和得到未知成像系統2 0 0的取符合參數設定值。在本實 施例中，步驟206可使用一參數運算單元來執行。 表單編號A0101 第7頁/共18頁 201239811 [0016] 第四B圖顯示參數運算單元的詳細方塊圖，其包含參數 調和單元206A及參數產生單元206B。其中，參數調和單 元206A接收步驟203B所得到的至少二參數設定值：第一 參數設定值及第二參數設定值；而參數產生單元206B則 接收相應的特徵值：第一特徵值及第二特徵值。參數產 生單元206B所產生的參數饋至參數調和單元206A，用以 得到最符合參數設定值。 [0017] 在本實施例中，參數運算步驟206係使用線性内插方法 以得到最符合參數設定值。以第二圖所示為例，假設步 驟2 03B得到參數設定值分別為：第一參數設定值1. 5，對 應至預設成像系統2，其相應特徵值為0. 2 ;及第二參數 設定值2. 0，對應至預設成像系統3，其相應特徵值0. 1。 上述參數設定值及特徵值的關係可表示如第四C圖所示。 對參數設定值進行線性内插運算可表示如下： 2.0*(0. 2-0. 12)/(0. 2-0. 1) + 1.5*(0.12-0. 1)/(0.2 -0.1) =2. 0*alpha + l.5*(l-alpha) = l.9 其中，變數alpha係由參數產生單元206B所產生。 [0018] 以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限 定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之 精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申 請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 [0019] 第一圖所示之流程圖顯示本發明第一實施例的影像校正 方法。 100110259 表單編號A0101 第8頁/共18頁 1002017290-0 201239811 第二圖顯示特徵與參數設定資料庫的建立例子。 第三圖顯示本發明第二實施例的成像裝置校正步驟。 第四Α圖顯示本發明第三實施例的成像裝置校正步驟。 第四B圖顯示第四A圖之參數運算單元的詳細方塊圖。 第四C圖例示參數設定值及特徵值的關係。 【主要元件符號說明】 [0020] Ο 10 特徵與參數設定資料庫的建立步驟 1 00-1 02A 步驟 103 特徵與參數設定資料庫 100A、100B、100C 預設成像系統 萃取特徵值 調整參數設定值 成像裝置校正步驟

101A 、 101B 、 101C 102A、102B、102C 20 、 20B 、 20C 200-203

202B-205B 206

206A ❹ 步驟 步驟 參數運算步驟 參數調和單元 參數產生單元

206B 100110259 表單編號A0101 第9頁/共18頁 1002017290-0

Claims (1)

1. 201239811 七、申請專利範圍： 1 . 一種影像校正方法’包含： 選定複數個鏡頭，用以分別搭配一影像感測器而成為 複數組預設成像系統； 使用每一該預設成像系統擷取一參考影像，並進行影 像特徵分析，用以分別萃取得到相應的特徵值； 對於每一該預設成像系統，調整其參數設定值，使其 達到一目標影像品質； 儲存該複數組預設成像系統之該特徵值與該參數設定 值，以建立一資料庫； 提供一未知成像系統，其係由一鏡頭搭配該影像感測 器所形成； 以該未知成像系統擷取該參考影像，並進行第一次影 像特徵分析，用以萃取得到一第一特徵值； 將該第一特徵值和該資料庫當中的該特徵值作比較， 以得到一最符合特徵值；及 以該最符合特徵值相應之預設成像系統，於該資料庫中得 到相應的該參數設定值。 2 .如申請專利範圍第1項所述之影像校正方法，其中該影像 感測器為互補式金屬氧化物半導體（CMOS)影像感測器 〇 3 .如申請專利範圍第1項所述之影像校正方法，其中該影像 特徵為影像之銳利度（sharpness)。 4 .如申請專利範圍第3項所述之影像校正方法，其中該銳利 度藉由一調變轉換函數（MTF )來量測。 100110259 表單編號A0101 第10頁/共18頁 1002017290-0 201239811 5 ·如申請專利範圍第3項所述之影像校正方法，其中該銳利 度藉由一邊緣（edge)寬度來量測。 6.如申請專利範圍第3項所述之影像校正方法，其中該參數 设定值為一濾波器係數。 7 .如申請專利範圍第3項所述之影像校正方法，其中該參數 設定值為影像輪廓之銳利度與去雜訊之一臨界值。 8 ’ ~種影像校正方法，包含： 選定複數個鏡頭，用以分別搭配—影像感測器而成為 複數組預設成像系統；

   100110259 使用每一該預設成像系統擁取”參考彩像，並進行影 像特徵分析，甩以分別萃取得到相應的特^^值； 對於每一該預設成像系統，調整其參數設定值，使其 達到一目標影像品質； 儲存該複數組預設成像系統之該特徵值與該參數設定 值，以建立一資料庫； 提供一未知成像系統，其係由一鏡頭搭配該影像感測 器所形成； 以該未知成像系統擷取該參考影像，並進行第一次影 特徵分析，用以萃取得到一第—特徵值； '將該第一特徵值和該資料庫當中的該特徵值作比較， μ揭·到複數筆相鄰最符合特徵值； 以該複數筆相鄰最符合特徵值於該資料庫當中的該參 數設定值中，得到相應的複數筆參數設定值； 八以該複數筆參數設定值分別調整該未知成像系統，再 分別進行特徵分析以得到複數個第二特徵值；及 交並選擇該複數個第二特徵值其中之一，並以相應之參 表單蝙號 AG1G1 % η Ι/Λ 18 ! 1002017290-0 201239811 數設定值作為該未知成像系統的參數設定值。 9 .如申請專利範圍第8項所述之影像校正方法，其中該影像 感測器為互補式金屬氧化物半導禮（CMOS )影像感測益 〇 1 〇 ·如申請專利範圍第8項所述之影像校正方法，其中該影像 特徵為影像之銳利度（sharpness)。 U •申請專利範圍第10述之影像校正方法，其中該銳利度藉由 —調變轉換函數（MTF)來量測。 12 ·申請專利範圍第1〇述之影像校正方法，其中該銳利度藉由 邊緣（e d g e )寬度來量Μ.。. 13 ·申請專利範圍第10述之影像校正方法，其中該參數設定值 為一濾波器係數。 14 ·申請專利範圍第1〇述之影像校正方法，其中該參數設定值 為影像輪廓之銳利度與去雜訊之一臨界值。 15 . —種影像校正方法’包含： 選定複數個鏡頭，用以分娜搭配一影像感測器而成為 複數組預設成像系統； 使用每一該預設成像系'紙蝻取一參考影像，並進行影 像特徵分析’用以分別萃取得到相應的特徵值； 對於每一該預設成像系統，調整其參數設定值，使其 達到一目標影像品質； 儲存該複數組預設成像系統之該特徵值與該參數設定 值，以建立一資料庫； 提供一未知成像系統，其係由一鏡頭搭配該影像感測 器所形成； 以該未知成像系統擷取該參考影像，並進行第一次影 100110259 表單編號Α0101 1002017290-0 第12頁/共18頁 201239811 像特徵分析，用以萃取得到一第一特徵值； 將該第一特徵值和該資料庫當中的該特徵值作比較， 以得到複數筆相鄰最符合特徵值； 以該複數筆相鄰最符合特徵值於該資料庫當中的該參 數設定值中，得到相應'的複數筆參數設定值；及 根據該複數筆參數設定值及相應之複數特徵值，調和 以得到一參數設定值作為該未知成像系統的參數設定值。 16 .如申請專利範圍第15述之影像校正方法，其中該調和步驟 係對該複數筆參數設定值進行線性内插。

   17 .如申請專利範圍第15項所述之影像校正方法，其中該影像 感測器為互補式金屬氧化物半導體（CMOS)影像感測器 18 .如申請專利範圍第15項所述之影像校正方法，其中該影像 特徵為影像之銳利度（sharpness)。 19 .申請專利範圍第18述之影像校正方法，其中該銳利度藉由 一調變轉換函數（MTF)來量測。 20 .申請專利範圍第18述之影像校正方法，其中該銳利度藉由 一邊緣（edge)寬度來量測_。 100110259 表單編號A0101 第13頁/共18頁 1002017290-0