TWI398163B - 影像訊號處理電路，影像拾取設備，及影像訊號處理方法與電腦程式 - Google Patents
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Description
本發明相關於影像訊號處理電路、影像拾取設備、影像訊號處理方法及電腦程式，且更明確地相關於影像訊號處理電路、影像拾取設備、影像訊號處理方法及電腦程式，其中影像拾取裝置具有複數個分區區域並對來自該等分區區域之訊號獨立地執行訊號處理。
CCD(電流耦合裝置)單元、CMOS(互補式金屬氧化物半導體)單元等通常作為與，例如，視訊攝影機或靜物攝影機合用之影像拾取裝置使用。例如，既存之流行CCD單元藉由其之大量光偵測器(PDs)機構接收一螢幕的拾取影像資訊之光，並經由垂直暫存器及水平暫存器自該等光偵測器讀出藉由光電轉換所得到之電荷訊號。然後，該CCD單元轉換該等讀出電荷訊號為資料串流並從一輸出通道輸出所產生之資訊串流。茲參考圖1以於下文中描述適才所描述之此種單通道輸出類型CCD單元及訊號處理組態。
所顯示之CCD單元10包含用於在垂直方向上轉移累積於作為影像拾取元件之複數個光偵測器(PDs)中的電荷之一垂直暫存器11、用於在水平方向上一行行地轉移由該垂直暫存器11所轉移之該電荷的水平暫存器12、及用於轉換該水平暫存器12之電荷為電壓的輸出放大器13。該輸出放大器13的輸出輸入至訊號處理部21。
該訊號處理部21包含用於執行移除來自輸入訊號中之雜訊的CDS電路、用於執行增益調整之AGC電路、用於執行AD轉換之AD轉換部等。由訊號處理部21之訊號處理所得到之數位訊號累積於線記憶體22，然後經由輸出部23輸出。結果，得到如圖1所示之此種輸出影像30。
近年，由於對訊號處理速度增加或結合對CCD單元之組件像素數量增加之需求，已提出將CCD單元之輸出分割為複數個輸出、執行該等輸出的平行處理、多工該如此處理之輸出並輸出所產生的已多工輸出之組態。高速訊號處理係藉由適才所描述之此種組態所實現。例如，若輸出二通道之訊號，則能使用等於單通道輸出所使用頻率之一半的頻率以執行輸出資料之訊號處理。
茲參考圖2以描述可用於二通道輸出之CCD單元及訊號處理組態。所顯示之CCD單元50包含用於在垂直方向上轉移累積於光偵測器(PDs)中的電荷之垂直暫存器51，以及用於在水平方向上一行行地轉移由該垂直暫存器51所轉移之該電荷的二水平暫存器52及53。第一水平暫存器52接收包含在圖2中之左半區域中的該等光偵測器之輸出，而第二水平暫存器53接收包含在圖2中之右半區域中的該等光偵測器的輸出。
第一水平暫存器52之累積資料藉由輸出放大器54轉換為電壓並輸入至訊號處理部62。此時，第二水平暫存器53之累積資料藉由另一個輸出放大器55轉換為電壓並輸入至另一個訊號處理部61。二訊號處理62及61分別處理圖2中之左及右半部中的組件像素之輸出。高速處理係藉由該平行處理而實現。
藉由該訊號處理部61及62的訊號處理所得到的該資料分別輸入至線記憶體63及64，由多工器65多工，然後藉由輸出部66輸出。結果，例如，得到如圖2所示之此種輸出影像70。
根據圖2所示之該組態，該CCD單元之影像拾取區域分割為左及右分區區域，且針對對應於該等左及右分區區域之水平暫存器52及53平行執行資料轉移及訊號處理。所以，改善該影像的輸出速度。然而，因為使用了複數個輸出放大器54及55，輸出等級間的差異會基於該等輸出放大器的特徵差異而出現。明確地說，當二輸出如圖2所示係得自於該CCD單元並由不同的輸出放大器54及55所放大，在該輸出資料間的散佈係導致於該等輸出放大器之個別差異。該等輸出放大器的特徵係取決於製程及散佈，且非常難以使該等放大器的特徵值完全彼此重合。
另外，經由該等輸出放大器54及55傳輸之訊號係藉由該訊號處理部(CDS/AGC/AD區塊)61及62處理及傳換為數位訊號，也非常難以使該等CDS/AGC/AD功能之特徵完全彼此重合。結果，差異會如圖2的輸出影像70所示之在左及右影像之輸出等級間出現。
為修正該左及右影像的等級以最小化該等等級間的差異，使該等影像拾取區域間的邊界較不顯著，應該使該左及右影像輸出的等級彼此相等。例如，使用相互計算及比較來自該等左及右區域之輸出等級並修正該等輸出等級之一者以與另一輸出等級重合之方法。該方法已揭示於，例如，日本專利申請案第3,619,077號(下文中稱為專利文件1)中。然而，在施用於專利文件1中所揭示之該方法時，必須從該等像素的分區區域中選擇具有高關連性的該等區域，例如，拾取具有相同影像拾取物件之影像的該等區域，如同在該左及右影像區域中拾取具有天空影像之該等區域，並在該等已選擇區域之輸出等級間執行等級比較。因此在處理等級控制時，必須執行關連性的決定程序、具有高關連性之區域的選擇程序等。另外，有一問題係在不能從該等分區區域內偵測具有高關連性的像素區域時會停止此處理。然而，須注意在上文的描述中CCD單元係作為影像拾取裝置使用，該狀況也與將CMOS(互補式金屬氧化物半導體)單元應用為影像拾取裝置的狀況相似。
日本特許公開專利申請案第2002-252808號(下文中稱為專利文件2)揭示一設備，其平均在複數條線上之左及右通道的像素資料以決定在該像素資料間的差異並決定執行該修正之增益修正值，以修正該左及右輸出等級以最小化在該等輸出等級間的等級差異。然而，專利文件2的該設備也須要將該等分區區域之關連性列入考量的程序並忍受上文所述之相似問題。
日本特許公開專利申請案第2003-143491號(下文中稱為專利文件3)揭示一設備，其包含用於彼此獨立地控制該左及右通道的輸出之控制系統，並調整該控制系統以最小化該等級差異。然而，使用所描述之此種必須使用該新控制系統的設備，會導致電路尺寸及成本增加的問題。
日本特許公開專利申請案第2004-64404號(下文中稱為專利文件4)揭示一種影像拾取設備，其在遮光狀態中執行影像拾取，基於該已拾取之影像資料偵測在該等分區區域間的等級差異以得到用於等級調整的資料，並使用該用於等級調整的資料以對該已拾取之影像資料執行等級調整。然而，專利文件4的該影像拾取設備具有在影像拾取前，須要一程序以取得控制參數之問題。
因此，期望提供影像訊號處理電路、影像拾取設備、影像訊號處理方法及電腦程式，能藉由簡單組態藉此修正得自於具有複數個分區輸出之影像拾取裝置(諸如CCD單元或CMOS單元))的輸出訊號，以消除在該影像拾取裝置之分區區域間的邊界上的不連續性。
根據本發明實施例，提供對影像拾取裝置之輸出執行訊號處理的影像訊號處理電路，包含組態成接收對應於該影像拾取裝置之分區區域的輸出訊號以作為對其之輸入的影像訊號修正部，並針對該等已接收訊號執行修正程序。該影像訊號修正部包含組態為取得包含相鄰於第一及第二影像區域間之邊界的像素之邊界像素的像素值之計算部，該第一及第二影像區域對應於該影像拾取裝置之分區區域，計算第一像素值總和及修正第二像素值總和，該第一像素值總和為在該第一影像區域中之在線上的該等邊界像素之像素值的和值，該修正第二像素值總和為在該第二區域中在該等線上之該等邊界像素的部分取代像素值之和值，並計算為該第一像素值總和及該修正第二像素值總和之間的差值之修正像素值總和差。該影像訊號修正部另外包含組態為執行由該計算部所計算之該修正像素值總和差及預先決定之臨界值間的比較之修正部，決定用於分區區域影像之修正模式以響應該比較結果，並根據該已決定之修正模式針對該等分區區域影像執行像素值修正程序。該計算部執行該修正第二像素值總和之計算程序，使得該第二影像區域中之邊界像素的邊界像素值及該第一影像區域中之邊界像素的邊界像素值之間的差計算係以單線為單位執行，且在該已計算像素值差高於目前之臨界值處，以該第一影像區域中之該邊界像素之像素值改寫該第二影像區域中之該邊界像素的像素值。
可能組態該影像訊號處理電路，使得該影像訊號修正部組態成針對單色影像執行影像修正程序，且取得該等第一及第二影像區域各者中之像素行的像素值，包含在該等線各者中，相鄰於獨立對應於該影像拾取裝置的分區區域之該等第一及第二影像區域間的該邊界之一個像素。該影像訊號修正部執行計算該第一像素值總和及該修正第二像素值總和之程序，該第一像素值總和係在該第一影像區域中之該像素行中的該等像素之像素值的和值，該等像素各者相鄰於在該等線之一者中的該邊界，該修正第二像素值總和係在該第二影像區域中之該像素行中的該等像素之部分取代像素值的和值，該等像素各者定位成與在該等線之一者中的該邊界相鄰。
可能組態該影像訊號處理電路，使得該影像訊號修正部組態成針對彩色影像執行影像修正程序，且取得該等第一及第二影像區域各者中之像素行的像素值，包含在該等線各者中，相鄰於獨立對應於該影像拾取裝置的分區區域之該等第一及第二影像區域間的該邊界之一個像素。該影像訊號修正部執行計算該第一像素值總和及該修正第二像素值總和之程序，該第一像素值總和係在該第一影像區域中之該等像素行中的該等像素之像素值的和值，該等像素各者相鄰於在該等線之一者中的該邊界，該修正第二像素值總和係在該第二影像區域中之該等像素行中的該等像素之部分取代像素值的和值，該等像素各者定位成與在該等線之一者中的該邊界相鄰。
該影像訊號處理電路可能另外包含組態成基於對應於該影像拾取裝置之該等分區區域的電荷資訊輸出電壓資訊之複數個輸出放大器、組態成獨立接收該等輸出放大器的輸出以作為對其之輸入，以產生數位訊號之複數個訊號處理部、及組態成多工該等訊號處理部之輸出的多工器。該計算部從該多工器接收該數位影像訊號，以執行該修正像素值總和差的計算，且該修正部從該多工器接收該數位影像訊號，以執行該像素值修正程序。
較佳地，組態該影像訊號處理電路使得在該修正像素值總和差的絕對值高於該目前臨界值處，該修正部執行用於改變該分區區域影像的像素值之該像素值修正程序，但是，在該修正像素值總和差的絕對值等於或小於該目前臨界值處，該修正部不執行該修正程序。
可能組態該影像訊號處理電路使得該修正部比較該修正像素值總和差及該目前臨界值，並選擇性地執行四種操作模式之一者以回應該比較的結果，該四種操作模式之一者包含(1)一種操作模式，其中該修正像素值總和差等於或大於該臨界值時，執行用於提昇該第一影像區域輸出等級的修正。四種操作模式之一者另外包含(2)另一種操作模式，其中該修正像素值總和差小於該臨界值且不為負值時，修正不執行，以及(3)另一種操作模式，其中該修正像素值總和差為負值且該修正像素值總和差的絕對值高於該臨界值時，執行用於降低該第一影像區域輸出等級的修正。四種操作模式之一者另外包含(4)另一種操作模式，其中該修正像素值總和差為負值且該修正像素值總和差的絕對值等於或小於該臨界值時，修正不執行。
較佳地，組態該影像訊號處理電路使得該修正部設定具有小於該修正像素值總和差之絕對值之絕對值的修正總量，以針對各影像圖框執行該修正程序。
根據本發明之另一實施例，提供一種影像拾取設備，包含影像拾取部，以及組態成針對來自該影像拾取部的影像訊號執行訊號程序之影像訊號處理部，該影像拾取部具有用於輸出對應於影像拾取裝置之各分區區域的輸出訊號之組態，該影像訊號處理部包含組態成接收對應於該影像拾取裝置之分區區域的輸出訊號以作為對其之輸入的影像訊號修正部，並針對該等已接收訊號執行修正程序。該影像訊號修正部包含組態為取得包含相鄰於第一及第二影像區域間之邊界的像素之邊界像素的像素值之計算部，該第一及第二影像區域對應於該影像拾取裝置之分區區域，計算第一像素值總和及修正第二像素值總和，該第一像素值總和為在該第一影像區域中之在線上的該等邊界像素之像素值的和值，該修正第二像素值總和為在該第二區域中在該等線上之該等邊界像素的部分取代像素值之和值，並計算為該第一像素值總和及該修正第二像素值總和之間的差值之修正像素值總和差。該影像訊號修正部另外包含組態為執行由該計算部所計算之該修正像素值總和差及預先決定之臨界值間的比較之修正部，決定用於分區區域影像之修正模式以響應該比較結果，並根據該已決定之修正模式針對該等分區區域影像執行像素值修正程序。該計算部執行該修正第二像素值總和之計算程序，使得該第二影像區域中之邊界像素的邊界像素值及該第一影像區域中之邊界像素的邊界像素值之間的差計算係以單線為單位執行，且在該已計算像素值差高於目前之臨界值處，以該第一影像區域中之該邊界像素之像素值改寫該第二影像區域中之該邊界像素的像素值。
根據本發明之另一實施例，提供由用於針對影像拾取裝置的輸出執行訊號處理之影像訊號處理設備所執行的影像訊號處理方法，包含由該影像訊號處理設備之影像訊號修正部所執行的影像訊號修正步驟，其接收對應於該影像拾取裝置之分區區域的輸出訊號以作為該影像訊號修正部的輸入，並針對該等已接收訊號執行修正程序。該影像訊號修正步驟包含計算步驟，由該影像訊號修正部之計算部所執行，其取得包含相鄰於第一及第二影像區域間之邊界的像素之邊界像素的像素值，該第一及第二影像區域對應於該影像拾取裝置之分區區域，計算第一像素值總和及修正第二像素值總和，該第一像素值總和為在該第一影像區域中之在線上的該等邊界像素之像素值的和值，該修正第二像素值總和為在該第二區域中在該等線上之該等邊界像素的部分取代像素值之和值，並計算為該第一像素值總和及該修正第二像素值總和之間的差值之一修正像素值總和差。該影像訊號修正步驟另外包含修正步驟，由該影像訊號修正部之修正部所執行，其執行由該計算部所計算之該修正像素值總和差及預先決定之臨界值間的比較，決定用於分區區域影像之修正模式以響應該比較結果，並根據該已決定之修正模式針對該等分區區域影像執行像素值修正程序。該計算步驟係執行該修正第二像素值總和之計算程序，使得該第二影像區域中之邊界像素的邊界像素值及該第一影像區域中之邊界像素的邊界像素值之間的差計算係以單線為單位執行，且在該已計算像素值差高於目前之臨界值處，以該第一影像區域中之該邊界像素之像素值改寫該第二影像區域中之該邊界像素的像素值之步驟。
根據本發明之另一實施例，提供用於導致影像訊號處理設備針對影像拾取裝置之輸出執行訊號處理的電腦程式，包含影像訊號修正步驟，其導致該影像訊號處理設備之影像訊號修正部接收對應於該影像拾取裝置之分區區域的輸出訊號以作為該影像訊號修正部的輸入，並針對該等已接收訊號執行修正程序。該影像訊號修正步驟包含計算步驟，其導致該影像訊號修正部之計算部取得包含相鄰於第一及第二影像區域間之邊界的像素之邊界像素的像素值，該第一及第二影像區域對應於該影像拾取裝置之分區區域，計算第一像素值總和及修正第二像素值總和，該第一像素值總和為在該第一影像區域中之在線上的該等邊界像素之像素值的和值，該修正第二像素值總和為在該第二區域中在該等線上之該等邊界像素的部分取代像素值之和值，並計算為該第一像素值總和及該修正第二像素值總和之間的差值之修正像素值總和差。該影像訊號修正步驟另外包含修正步驟，其導致該影像訊號修正部之修正部執行由該計算部所計算之該修正像素值總和差及預先決定之臨界值間的比較，決定用於分區區域影像之修正模式以響應該比較結果，並根據該已決定之修正模式針對該等分區區域影像執行像素值修正程序。該計算步驟係執行該修正第二像素值總和之計算程序，使得該第二影像區域中之邊界像素的邊界像素值及該第一影像區域中之邊界像素的邊界像素值之間的差計算係以單線為單位執行，且在該已計算像素值差高於目前之臨界值處，以該第一影像區域中之該邊界像素之像素值改寫該第二影像區域中之該邊界像素的像素值之步驟。
須注意本實施例之電腦程式係以電腦可讀形式提供給，例如，能執行不同程式碼之通用電腦系統的電腦程式，並能由儲存媒體及通訊媒體提供。經由電腦可讀形式提供此種程式，根據該程式之程序能在該電腦系統上實現。
使用該影像訊號處理電路、影像拾取設備、影像訊號處理方法、及電腦程式，在輸入對應於影像拾取裝置的分區區域之輸出訊號以執行對其之修正程序時，取得包含相鄰於第一及第二影像區域間之邊界的像素行中之像素的邊界像素之像素值，該第一及第二影像區域對應於該影像拾取裝置之分區區域，且至少包含各線中的一個像素。然後，計算係該第一影像區域中之在線上的該等邊界像素之像素值的和值之該第一像素值總和。另外，若在第二影像區域中之任何線上的該像素行中之像素的像素值與在第一影像區域的相同線上之該像素行中的對應像素之像素值之間的差大於目前之臨界值，則以第一影像區域中的像素之像素值改寫該第二影像區域中的像素之像素值。然後，計算在第二影像區域中之該等線上的邊界像素之修正第二像素值總和，該修正第二像素值總和係部分取代像素值之和值，亦即，該等像素值係包含此種改寫後之像素值。之後，執行係第一像素值總和及修正第二像素值總和間的差值之修正像素值總和差與目前臨時值的比較。然後，在回應該比較結果所決定之修正模式中執行針對該等分區區域影像的修正程序。明確地說，若該差值的絕對值高於該臨界值，則執行改變該等分區區域影像之像素值的程序。使用已描述之該組態，能無須執行作為偵測該等分區區域之關連性的此種程序，而有效地執行像素修正，亦即消除該等分區影像區域中之不連續性的修正。
從下文的描述及附加之申請專利範圍，連同以相似之參考符號指示相似的零件及元件之該等隨附圖式，上述之本發明的特性及優點會變得明顯。
在下文中，茲參考至該等隨附圖式以描述根據本實施例之影像訊號處理電路、影像拾取設備、影像訊號處理方法及電腦程式的細節。首先，參考至圖3以描述根據本發明實施例之影像拾取設備及影像訊號處理電路的組態範例。
在圖3中顯示之影像拾取設備包含與上文所描述之參考至圖2的該CCD單元相以之CCD單元100，其具有分割為複數個分區區域之影像拾取區域，使得對應於分區區域的複數個輸出係得自於CCD單元100。茲參考至圖4以於下文中描述CCD單元100之詳細組態。須注意，雖然下文所描述之實施例係導向將CCD單元作為影像拾取裝置使用的組態範例，本實施例也能施用於不使用CCD單元而使用CMOS單元作為影像拾取裝置的其他組態。
茲參考至圖4，CCD單元100包含作為光電轉換元件之大量的光偵測器(PDs)200並基於累積在光偵測器200中的電荷輸出電壓訊號。將用於CCD單元100之一螢幕的影像拾取區域在水平方向上從中央處分割為二分區區域，且CCD單元100從該等二分區區域輸出不同通道的像素資訊。CCD單元100對單線另外包含垂直暫存器101，及水平暫存器102及103。垂直暫存器101係用於以單線為單位在垂直方向上轉移累積於光偵測器200中的電荷之暫存器。
水平暫存器102及103在水平方向上以一個像素為單位轉移從垂直暫存器101轉移至彼等的單線電荷，並輸入該電荷資訊至轉換該電荷資訊為電壓並放大該等電壓之輸出放大器104及105。輸出放大器104及105將對應於該等分區影像之電荷資訊輸出為電壓訊號。以此方式，藉由CCD單元100之光偵測器(PDs)200所產生的影像資訊係經由二輸出放大器104及105從二輸出通道輸出。
明確地說，第一水平暫存器102基於從包含在該左影像區域中的光偵測器{PDs)200所輸出之電荷資訊經由輸出放大器104輸出訊號。同時，水平暫存器103基於從包含在該右影像區域中的光偵測器200所輸出之電荷資訊經由輸出放大器105輸出訊號。
往回參考至圖3，將描述輸出放大器104及105之輸出訊號的處理。將輸出放大器104之輸出輸入至訊號處理部111，該輸出係與CCD單元100的左側影像對應之影像訊號資訊。該訊號處理部111包含用於執行移除在該輸入訊號中之雜訊的CDS電路、用於執行增益調整之AGC電路、用於執行AD轉換之AD轉換部等。訊號處理部111的組件執行訊號處理以從類比訊號產生，例如，12位元(0(最小)至4095(最大))之數位訊號。該等數位訊號累積在線記憶體112中。
同時，將輸出放大器105之輸出輸入至訊號處理部113，該輸出係與CCD單元100的右側影像對應之影像訊號資訊。訊號處理電路113也包含用於執行移除在該輸入訊號中之雜訊的CDS電路、用於執行增益調整之AGC電路、用於執行AD轉換之AD轉換部等。訊號處理電路113的組件執行訊號處理以產生，例如，12位元(0(最小)至4095(最大))之數位訊號，且該等數位訊號累積在線記憶體114中。
累積在線記憶體112中的資料對應於CCD單元100之左半部的影像資料，而累積在線記憶體114中的資料對應於CCD單元100之右半部的影像資料。來自以單線儲存在線記憶體112及114中的該影像之儲存在線記憶體112中的左側影像依據先進先出(FIFO)法依據內部同步訊號輸出至多工器(MUX)115。同時，儲存在線記憶體114中的右側影像依據後進先出(LIFO)法輸出，使得該傳輸起始位置及該傳輸結束位置彼此取代，使右側影像區域的傳輸起始位置追隨左側影像區域的傳輸結束位置。換言之，在水平方向上傳輸的像素使左側影像區域及右側影像區域在多工器(MUX)115的輸出中彼此連續。
多工器115的輸出輸入至影像訊號修正部120的修正部121，藉此執行像素值修正。茲參考至圖5以於下文中描述該修正程序。
輸入至修正部121的影像經由修正部121也輸入至計算部122。計算部122包含用於計數像素數量之內部計數器並使用該內部計數器以指定相鄰於左影像的右側邊界之左影像像素a及相鄰於右影像之左側邊界的右影像像素b。然後，計算部122決定在該邊界區域中的像素值。例如，如圖5所示，相鄰於右側區域之第一線上的左影像像素[a1]之像素值係以[La1]表示且相鄰於左側區域之第一線上的右影像像素[b1]之像素值係以[Lb1]表示。相似地，相鄰於左及右影像間的邊界之在第二至第N條線上的邊界像素[a2]至[aN]及[b2]至[bN]的像素值分別表示如下
[La2]，[Lb2]
[La3]，[Lb3]
...
[LaN]，[LbN]。
若該CCD單元具有約5百萬個像素的尺寸，則其包含2448x2050個像素，且對應於有效線數的N值約為2050至2048。
計算部122計算
(a)相鄰於左區域影像之右側邊界之像素a1至aN的像素值[La1]至[LaN]的總和，以及
(b)相鄰於右區域影像之左側邊界之像素b1至bN的像素值[Lb1]至[LbN]的總和，彼等(亦即，已取代彼等之一部分)已藉由前文所描述之程序部分取代。
換言之，計算部122計算的像素值總和包含
(a)像素a1至aN的像素值總和：Σa=La1+La2+...LaN，以及
(b)像素b1至bN的部分已取代像素值之修正像素值總和：Σb(new)=Lb1(new)+Lb2(new)+...LbN(new)。
現在，描述修正像素值[Lb1(new)]至[LbN(new)]的計算程序，其係藉由取代相鄰於右區域影像之左側邊界的像素b1至bN的像素值[Lb1]至[LbN]而得。
計算部122計算依據以下的運算式，從第一線至第N線對該等N條線各者計算相鄰於左影像之影像邊界的像素[an]之像素值[Lan]與右影像的影像邊界之像素[bn]的像素值[Lbn]之差絕對值[LSUBn]：
LSUBn=∣Lbn-Lan∣。
對所有的第一至第N條線執行該計算。此處，n=1至N。
然後，計算部122比較對第一至第N條線各者所計算之差絕對值[LSUBn]與預先設定之差臨界值[DIFF]。
若差絕對值[LSUBn]高於差臨界值[DIFF]，則計算部122決定彼此連續之左及右影像的像素[an]及像素[bn]之關連性係低的。
此決定該邊界上彼此連續之左及右影像的像素[an]及像素[bn]係對應於，例如，顯示不同物件的例子，亦即，在該等影像間的邊界偶然地對應於在不同物件間的邊界。
明確地說，例如，若左影像之像素[an]及右影像之像素[bn](如同圖6所示的像素區域301中所包含之像素)彼此比較，則像素[an]的像素值[Lan]明顯地高於像素[bn]的像素值[Lbn]，且該關連性非常地低。雖然以此方式具有明顯不同的像素等級之像素係位於邊界上，若修正此種像素以對左及右像素之平衡調整具有相同等級，則係錯誤地修正該等像素值。
在根據本發明之影像訊號處理方法的影像修正程序中，平衡調整執行有將具有低關連性之此種像素的存在列入考慮。明確地說，若左影像之影像邊界上的像素[an]之像素值[Lan]及右影像的影像邊界上之像素[bn]的像素值[Lbn]間的差絕對值[LSUBn]高於預先設定之差臨界值[DIFF]，則決定在邊界上彼此連續之左及右影像的像素[an]及像素[bn]間之關連性係低的，且執行以將修正像素值[Lbn(new)]設定為[Lan]。下文中，計算在左及右影像間平衡調整上所使用之修正像素值總和：Σb(new)=Lb1(new)+Lb2(new)+...LbN(new)。
明確地說，若左影像之影像邊界上的像素[an]之像素值[Lan]及右影像的影像邊界上之像素[bn]的像素值[Lbn]的差絕對值[LSUBn]高於目前的差臨界值[DIFF]，如同屬於如圖6所示之像素區域301的像素[an]及像素[bn]，亦即，若以下運算式
LSUBn>DIFF
獲得滿足，則以左影像的相同線上之像素[an]的像素值[Lan]取代像素[bn]的像素值[Lbn]。換言之，將修正像素值[Lbn(new)]設定為
[Lbn(new)]=[Lan]。
在圖6所描繪的範例中，上文所描述之像素值取代程序係針對包含在像素區域301中的像素[bk]及[bk+1]執行。
另一方面，若該運算式
LSUBn>DIFF
未獲滿足，則決定在邊界上彼此連續之左及右影像的像素[an]及像素[bn]間的關連性具有高關連性。明確地說，決定其對應於，例如，相同物件係由在邊界上彼此連續之左及右影像的像素[an]及像素[bn]所顯示之例子，且之左及右影像的像素[an]及像素[bn]具有實質上相等的像素值並具有高關連性。在圖6的範例中，運算式LSUBn>DIFF在不同於像素區域301的邊界像素之像素區域302a及302b中不成立，並決定在邊界上彼此連續之左及右影像的像素[an]及像素[bn]間的關連性係高的。
在此例中，將像素[bn]本身的等級[Lbn]採用為修正像素值[Lbn(new)]。換言之，將修正像素值[Lbn(new)]設定為
[Lbn(new)]=[Lbn]。
以此方式，上述之程序對在第一至第N條線上的左影像之邊界像素[an]的像素等級[Lan]及右影像之邊界像素[bn]的像素等級[Lbn]連續地執行。明確地說，對第一至第N條線各者計算
LSUBn=|Lbn-Lan|
然後決定該運算式
LSUBn>DIFF
是否滿足。
然後，若滿足該運算式LSUBn>DIFF，則將修正像素值[Lbn(new)]設定為[LBn(new)]=[Lan]
但是，若未滿足該運算式LSUBn>DIFF，亦即，在LSUBnDIFF的例子中，修正像素值[Lbn(new)]=[Lbn]設定為[Lbn(new)]=[Lbn]。
基於上文所述之該程序的結果，計算在第一至第N條線上的右影像之所有邊界像素[bn]的修正像素值[Lb1(new)]至[LbN(new)]。然後，計算像素b1至bN的修正像素值總和：Σb(new)=Lb1(new)+Lb2(new)+...LbN(new)。
換言之，計算部122計算的該二像素值和包含：
(a)像素a1至aN的像素值總和：Σa=La1+La2+...Lan，以及
(b)像素b1至bN的部分經取代像素值之修正像素值總和：Σb(new)=Lb1(new)+Lb2(new)+...LbN(new)。
須注意目前的差臨界值[DIFF]能從，例如，作為控制資訊設定部123之外部的個人電腦(PC)設定。例如，使用12個位元，該等像素的像素值能設定在0至4095的像素值等級間，能以從0至4095之數值間的一值設定該差臨界值[DIFF]。作為特定範例，使用12個位元，該等像素的像素值能從設定在0至4095的像素值等級間，差臨界值[DIFF]設定為，例如，[DIFF]=128。
現在，描述像素b1至bN的部分經取代像素值之修正像素值總和的計算處理順序：Σb(new)=Lb1(new)+Lb2(new)+...LbN(new)。該程序係由在影像訊號修正部120中的計算部122所執行。
首先，作為初始化，修正像素值總和Σb(new)在步驟S101中設定為Σb(new)=0，並在步驟S102中將作為線指定資訊之參數[n]設定為n=1。此處，n係在從1至N的範圍中連續設定的變數，其中該總線數為N。在參數[n]設定為n=1後，首先對頂端線執行從步驟S103開始的步驟中的程序。
在步驟S103中，在該左影像上的像素[an]之像素值[Lan]及該右影像的像素[bn]之像素值[Lbn]間執行比較程序。
若運算式
Lbn>Lan
獲得滿足，則該處理前進至步驟S104，該左影像上的像素[an]之像素值[Lan]及該右影像的像素[bn]之像素值[Lbn]間的差絕對值[LSUBn]之計算程序在該處根據下列運算式執行：
LSUBn=Lbn-Lan。
另一方面，若該運算式
Lbn>Lan
不能在步驟S103處得到滿足，則該處理前進至步驟S105，該左影像的像素[an]之像素值[Lan]及該右影像的像素[bn]之像素值[Lbn]的差絕對值[LSUBn]之計算程序在該處根據下列運算式執行：
LSUBn=Lan-Lbn。
然後在步驟S106，該左影像的像素[an]之像素值[Lan]及該右影像的像素[bn]之像素值[Lbn]的差絕對值[LSUBn]與預設之差臨界值[DIFF]相互比較。換言之，決定下列運算式
LSUBn>DIFF
是否得到滿足。
若決定
LSUBn>DIFF
已得到滿足，則該處理前進至步驟S107，在該處，像素[bn]之像素值[Lbn]係以左影像之相同線上的像素[an]的像素值[Lan]取代，並更新修正像素值總和[Σb(new)]為
修正像素值總和：Σb(new)=Σb(new)+Lan。
另一方面，若該運算式
LSUBn>DIFF
不能得到滿足，則該處理前進至步驟S108，在該處，將像素[bn]之像素值[Lbn]施用以更新修正像素值總和[Σb(new)]為
修正像素值總和：Σb(new)=Σb(new)+Lbn。
之後，該處理前進至步驟S109，在該處，決定像素線指定變數[n]是否到達最低線[N]。若像素線指定變數[n]未到達最低線[N]，則該處理前進至步驟S110，參數n在該處更新為n=n+1，使得該處理對下一條線執行從步驟S103開始的步驟。
若經由上述之程序完全處理所有的1至N條線，則完成像素b1至bN的部分取代像素值的修正像素值總和：Σb(new)=Lb1(new)+Lb2(new)+...LbN(new)的計算。須注意，雖然圖7所描繪的流程僅指示用於修正像素值總和Σb(new)的計算流程順序，除了已描述的程序外，計算部122也計算左影像的邊界像素[an]的像素值總和，亦即，像素a1至aN的修正像素值總和：Σa=La1+La2+...LaN。
總之，計算部122計算的該二像素值總和包含
(a)像素a1至aN的像素值總和：Σa=La1+La2+...LaN，以及
(b)像素b1至bN的部分經取代像素值之修正像素值總和：Σb(new)=Lb1(new)+Lb2(new)+...LbN(new)
並輸出該已計算之總和值至修正部121。修正部121因而基於該輸入資料執行左及右影像的平衡調整程序，亦即，用於減少在左及右影像區域間的不連續性的影像修正。
然而須注意在該程序的目前範例中，將像素值[Lan]用於該左影像的所有邊界像素[an]以計算像素值總和[Σa]，而像素值總和[Σb]係對該右影像的邊界像素[bn]執行，用於該左影像及該右影像之該等程序可能彼此交換。明確地說，像素值[Lbn]可能用於該右影像的邊界像素[bn]以計算像素值總和[Σb]，而像素值總和[Σa]係對該左影像的邊界像素[an]計算。
現在，將描述修正部121的程序。修正部121執行用於減少左及右影像區域間之不連續性的影像修正。在本實施例之影像訊號處理方法的影像程序中，作為減少左及右影像區域間之不連續性的程序，會執行以下程序。明確地說，用於最小化修正像素值總和差[SUB(new)]的修正表示如下
SUB(new)=Σb(new)-Σa
亦即，藉由上述程序所計算之該二像素值總和間的差，包含執行
(a)像素a1至aN的像素值總和：Σa=La1+La2+...LaN，以及
(b)像素b1至bN的部分經取代像素值之修正像素值總和：Σb(new)=Lb1(new)+Lb2(new)+...LbN(new)。
修正部121係基於修正像素值總和差SUB(new)而針對該影像圖框執行處理，該修正像素值總和差係基於特定一影像之影像資料而計算。
須注意該處理可能藉由二處理模式之任一者以執行，該二處理模式包含
(1)一處理模式，其中修正像素值總和差[SUB(new)]係以圖框為單位計算，且基於該已計算資料之影像修正係以圖框為單位執行，且
(2)另一處理模式，其中使用一圖框影像以計算修正像素值總和差[SUB(new)]且基於該已計算資料之影像修正係針對該圖框及複數個後續圖框而執行。
由修正部121所執行之影像修正程序將於下文描述。修正部121比較修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]與預先設定之臨界值[Th]，並選擇性地執行下列程序之一者以回應比較結果。明確地說，
(1)當修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]等於或大於該臨界值[Th]時，執行加入位移總量至該左區域影像(正修正)的修正以提昇該左區域影像的輸出等級；
(2)當修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]低於該臨界值[Th]且不為負值時，修正不執行；
(3)當修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]為負值且修正像素值總和差[SUB(new)]的絕對值∣SUB(new)∣高於該臨界值[Th]時，執行從該左影像減少位移總量(負修正)的修正以降低該左區域影像的輸出等級；或者
(4)當修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]為負值且修正像素值總和差[SUB(new)]的絕對值∣SUB(new)∣小於或等該臨界值[Th]時，不執行修正。
總之，基於修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]與預設臨界值[Th]間的比較結果，執行所描述之四種樣式(1)至(4)的其中一者。
須注意臨界值[Th]與上述之修正模式資訊(1)至(4)能從控制資訊設定部123，例如，PC輸入。另外，用於儲存臨界值[Th]與修正模式資訊(1)至(4)的記憶體可能設定在修正部121中，使得能施用已記錄的資訊。該修正模式資訊包含修正總量或位移總量。
在上述之修正程序(1)至(4)中，實際上對修正程序(1)及(3)中的影像執行修正程序。明確地說，
(1)當修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]等於或大於該臨界值[Th]時，執行加入一位移總量至該左區域影像(正修正)的修正以提昇該左區域影像的輸出等級；但是
(3)當修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]為負值且修正像素值總和差[SUB(new)]的絕對值∣SUB(new)∣大於該臨界值[Th]時，執行從該左影像減少一位移總量(負修正)的修正以降低該左區域影像的輸出等級。
此處，該位移總量係用於提昇或降低該輸出等級並對應於，例如，亮度等級之移位總量的修正總量。當與量化中的最大值比較時，該位移總量係以參考至約為0.1%固定總量而決定。例如，當亮度等級為12位元的數位訊號(0(最小)至4095(最大))時，該位移總量設定為
4095×0.1%=4
且因而，在從-4至4的亮度等級範圍內對一影像的像素執行等級調整。因此，修正部121設定具有絕對值低於該差值之絕對值的修正總量並使用該已設定之修正總量對該影像圖框連續地執行修正程序。
例如，當亮度等級為12位元的數位訊號(0(最小)至4095(最大))時，
(1)當修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]等於或大於該臨界值[Th]時，執行加入[+4]至該左區域影像之亮度等級(正修正)的修正以提昇該左區域影像的輸出等級；但是
(3)當修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]為負值且修正像素值總和差[SUB(new)]的絕對值∣SUB(new)∣大於該臨界值[Th]時，執行加入[-4]至該左區域影像之亮度等級(負修正)的修正以降低該左區域影像的輸出等級。
不施用作為修正總量或位移總量之修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]的原因係其傾向於抑制因修正導致之振盪現象。由修正導致之振盪現象係若執行大總量之修正時，則由影像拾取所連續得到之影像訊號會在每次影像拾取操作時遭到正修正及負修正，因此永久地重複正修正及負修正且在執行該修正之區域中的影像會重複亮顯示及暗顯示之現象。方才描述之此種振盪現象特別會在目前時間點的影像之左及右區域間的關連性非常不同於次一時間點之影像的左及右區域間的關連性之狀況下發生。
在本實施例中，為避免上述之此種振盪現象，將修正總量設定成約為量化等級之最大值的0.1%，且在每次執行影像拾取時，會適度地將修正施用於後續拾取的影像上。已描述藉由執行此種修正程序而抑制振盪。如上文所述，該臨界值及該修正總量或位移總量可能係從控制資訊設定部123輸入至圖3所示之修正部121，或可能儲存於修正部121的記憶體中並自其讀出。
上述之本實施例的訊號處理方法已可用於高圖框率系統，其中非必要之影像拾取區域係以高速轉移且輸出影像區域係以普通速率轉移。當依據該高圖框率系統執行處理時，雖然待加入線數的改變係取決於該高圖框率的設定，可能執行臨界值的設定或修正總量的設定以回應該高圖框率設定，並能藉由此種設定以執行穩定的控制。須注意許多CCD單元對每個組件像素具有敏感性散佈，且在分區區域間的邊界上彼此相鄰之像素也具有敏感性散佈。
然而，例如，茲參考至圖5及6，在上文所述之本實施例的組態中，計算在該等分區區域影像間的邊界上之垂直方向上的像素行中的修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]，並基於該已計算的差從上述之修正模式(1)至(4)間決定修正模式以執行該修正。因此，該修正較不可能受到獨立像素的敏感性散佈的影響，且在修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]之計算中的差出現因素可能僅取決於用於左及右區域之輸出放大器與訊號處理部的特徵。
明確地說，當施用單線像素之修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]以決定修正模式時，該修正較不可能受到獨立像素之敏感性散佈的影響。茲參考至圖8A及8B以描述此優點。圖8A及8B顯示分區影像區域間之邊界上的像素之輸出等級的頻率散佈之柱狀圖，且明確地說，圖8A及8B分別顯示針對該左側區域及該右側區域的柱狀圖。若以像素為單位以其他方式執行比較，則僅偵測在二不同像素間的散佈中之差異，且此散佈提供巨大的差異。然而，當相互比較垂直方向中的大量像素之像素值的總和間的差異時，該等獨立像素在該差異上具有的影響變得相對地小。結果，雖然該影像等級的散佈彼此具有相似的形狀，如圖8A及8B所示，彼等呈現不同的波峰位置。波峰位置間的差異係等級中的差異，例如，在該左影像及該右影像間的亮度，且該差異的發生因素取決於用於左及右區域之輸出放大器與訊號處理部的特徵。
當CCD單元具有諸如數百萬個像素的大數量像素時，在影像拾取區域中之彼此相鄰的二像素具有高可能性拾取相同的影像拾取物件之相同基礎。因此，上述散佈中之差異的發生不係來自影像拾取物件間的差異，但係來自對應於二分區影像之用於訊號資訊的二處理系統間之差異，亦即，該二處理系統包含如圖3所示之
(a)輸出放大器104及訊號處理部111，以及
(b)輸出放大器105及訊號處理部113。
由修正部121所修正之影像資料輸出至輸出部130，自其輸出修正影像資料150。以此方式，組態影像拾取設備之影像訊號修正部120，使得計算部122計算位於該等分區影像區域的邊界上之垂直方向上的像素行之修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]，且修正部121基於該已計算正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]選擇性地決定上述之修正模式(1)至(4)的其中一者以執行該修正。因此，可能最小化該等獨立像素之敏感性散佈的影響以修正僅由用於左及右區域之輸出放大器與訊號處理部的該等特徵所引起之等級差異。因而，能輸出具有高品質之影像資料150。
使用該影像拾取設備的組態，能與CCD輸出放大器的溫度特徵、鏡片的數值孔徑、及CDS/GIN/AD部的增益設定無關地消除出現在影像拾取區域間的邊界上的不連續性。
茲參考至圖9之流程圖以描述該影像拾取設備的影像修正處理順序。圖9所示之流程圖的程序描繪圖3所顯示之該組態的修正部121及計算部122之程序。首先，在一螢幕之所有區域中的影像資料輸入至修正部121及計算部122後，計算部122基於在分區區域影像間之邊界上的像素之像素值計算二像素值總和，該二像素值總和包含
(a)像素a1至aN的像素值總和：Σa=La1+La2+...LaN，以及
(b)像素b1至bN的部分經取代像素值之修正像素值總和：Σb(new)=Lb1(new)+Lb2(new)+...LbN(new)。
依據上述流程並參考圖7以執行修正像素值總和差[SUB(new)]的計算程序。計算部122基於該等像素a1至aN的像素值總和[Σa]及修正像素值總和[Σb(new)]，另外計算修正像素值總和差
[SUB(new)=Σb(new)-Σa]。
然後，計算部122輸入該已計算之修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]至修正部121。
修正部121從計算部122接收修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]並依據圖9所示之流程圖執行影像修正程序。茲參考至圖9，修正部121在步驟S201處首先決定修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]是否大於0。
須注意此處Σa及Σb(new)分別係
(a)像素a1至aN的像素值總和：Σa=La1+La2+...LaN，以及
(b)像素b1至bN的部分經取代像素值之修正像素值總和：Σb(new)=Lb1(new)+Lb2(new)+...LbN(new)。
若在步驟S201處決定修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]具有大於0的正值，則該處理前進至步驟S202。在步驟S202處，修正部121決定修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]的絕對值|SUB(new)|是否高於預設臨界值[Th]。
若修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]的絕對值∣SUB(new)∣高於預設臨界值[Th]，則該處理前進至步驟S203，修正部121在該處設定一正值(+)作為修正總量。明確地說，修正部121執行用於提昇係修正物件影像區域的該左區域影像之亮度等級的修正總量設定。此係用於在上述之修正模式(1)至(4)間與以下設定對應之修正總量的設定程序
(1)當修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]的絕對值∣[SUB(new)∣大於該臨界值[Th]時，執行加入一位移總量至該左區域影像(正修正)的修正以提昇該左區域影像的輸出等級。
另一方面，若在步驟S202處決定修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]的絕對值∣SUB(new)∣不大於該預設臨界值[Th]時，則該處理前進至步驟S204，修正部121在該處設定修正不執行。此係在上述之修正模式(1)至(4)間與以下設定對應之設定程序
(2)當修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]小於該臨界值[Th]且不為負值時，修正不執行。
另一方面，若在步驟S201處決定修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]等於或小於0，則該處理前進至步驟S205。在步驟S205處，決定修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]的絕對值∣SUB(new)∣是否高於該預設臨界值[Th]。
若修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]的絕對值∣SUB(new)∣高於預設臨界值[Th]，則該處理前進至步驟S206，在該處將一負值(-)設定為修正總量。明確地說，執行用於降低係修正物件影像區域的該左區域影像之亮度等級的修正總量設定。此係在上述之修正模式(1)至(4)間與以下設定對應之設定程序
(3)當修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]為負值且修正像素值總和差[SUB(new)]的絕對值∣SUB(new)∣大於該臨界值[Th]時，執行從該左影像減少一位移總量(負修正)的修正以降低該左區域影像的輸出等級。
另一方面，若在步驟S205處決定修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]的絕對值∣SUB(new)∣不高於該預設臨界值[Th]時，則該處理前進至步驟S207。在步驟S207處，修正部122的設定使修正應該不執行。此係在上述之修正模式(1)至(4)間與以下設定對應之設定程序
(4)當修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]為負值且修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]的絕對值∣SUB(new)∣小於或等該臨界值[Th]時，不執行修正。
以此方式，會在步驟S204至S207決定該等修正模式之一者，且依據該已決定修正模式的修正會在步驟S208處執行。明確地說，在步驟S208處，會選擇性地執行以下四個樣式之一者
(1)當修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]等於或大於該臨界值[Th]時，執行加入一位移總量至該左區域影像(正修正)的修正以提昇該左區域影像的輸出等級；
(2)當修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]小於該臨界值[Th]且不為負值時，修正不執行；
(3)當修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]為負值且修正像素值總和差[SUB(new)]的絕對值∣SUB(new)∣大於該臨界值[Th]時，執行從該左影像減少一位移總量(負修正)的修正以降低該左區域影像的輸出等級；以及
(4)當修正像素值總和差[SUB(new)=Σb(new)-Σa]為負值且修正像素值總和差[SUB(new)]的絕對值∣SUB(new)∣小於或等該臨界值[Th]時，不執行修正。
之後，在步驟S209處，計算部122針對像素值總和值[Σa]及修正像素值總和[Σb]執行重設程序，然後結束該程序。對每一個預先設定的處理時序對輸入至修正部121的影像重複地執行圖9所示之該流程的操作，例如，對每一個影像圖框。
須注意對每個影像執行修正中的修正總量並非對應於該差值的值，而係如前文所述的約為0.1%。例如，若該數位訊號的亮度等級係以12個位元(0(最小)至4095(最大))表示，則調整係在以下範圍中執行
4095×0.1%=4
亦即，亮度等級的調整係在-4至+4之亮度等級間對一影像的像素執行。藉由此調整程序，能預先使用具有抑制振盪之修正。
當上述之處理範例施用至其影像基本上僅具有亮度資料之單色影像時，根據本實施例，依據上述順序之修正程序也能施用於彩色影像上。在下文中，茲參考圖10至12以描述用於以拜耳陣列彩色CCD單元所拾取之影像的處理範例。該拜耳陣列彩色CCD單元具有包含重複的二條線之一樣式，該二條線包含
包含[R]及[G]的重複樣式之一線以及
包含[G]及[B]的另一重複樣式之另一線
相似於
R G R G R G...及
G B G B G B...。
當CCD單元也具有上述之此種拜耳陣列影像時，若該CCD單元係分割為左及右區域的類型，則差異有時會在左及右彩色影像的像素值等級間發生，並使影像不僅在亮度上彼此不同，也在色調上不同。當根據本實施例之程序施用時，則能產生從彼此良好平衡且二者間的邊界不顯著之左及右影像所形成的影像。
源自藉由具有拜耳陣列之雙零件CCD單元所拾取的影像之顯示影像具有如圖11所示之組態，且具有邊界501位於其間之左及右影像有時在亮度或色調上會所不同。當根據本實施例之該程序執行時，從相鄰於邊界501之左及右影像內選擇二像素並基於與上述之像素值比較程序相似的像素值比較程序以應用於計算修正像素值[Σb(new)]。另外，將該二像素應用於計算修正像素值總和差[SUB(new)]。
若僅取得該左影像及該右影像各者的一個像素，則不同像素資料的組合會以下列順序從第一線出現
G及R，
B及G，以及
G及R。
該等組合各者包含其等級原本就彼此不同的像素資料。因此，取得在該左影像及該右影像各者之邊界上的二像素。藉由此程序，像素資料的各種組合包含以下列順序從第一線在該左及右影像中的相同像素
RG及RG，
GB及GB，以及
RG及RG。
因而，像素等級的調整基於此二像素之集合而執行。
茲參考圖12以描述特定的處理範例。圖3所示之計算部122首先將相鄰於邊界501之左影像的二像素[an]及[an']之等級[Lan]及[Lan']相加，以計算像素值和[Lan(2)]。明確地說，像素值和[Lan(2)]係依據下列運算式計算：
Lan(2)=Lan+Lan'。
相似地，計算部122將相鄰於邊界501之右影像的等級[Lbn]及[Lbn']相加，以計算像素值和[Lbn(2)]。明確地說，像素值和[Lbn(2)]係依據下列運算式計算：
Lbn(2)=Lbn+Lbn'。
然後，圖3所示之計算部122針對每一條線計算相鄰於該邊界的二像素之像素值和的差絕對值。其中該線n的該像素值和差絕對值係以[LSUBn(2)]表示，計算
LSUBn(2)=｜L bn(2)-L an(2)｜。
然後，計算部122在為第一至第N條線的每一條線所計算之像素值和差絕對值[LSUBn(2)]及預先設定的差臨界值[DIFF(2)]間執行比較。
若像素值和差絕對值[LSUBn(2)]高於差臨界值[DIFF(2)]，亦即，若該運算式
LSUBn(2)>DIFF(2)
獲得滿足，則計算部122決定在邊界上彼此連續之該左及右影像的二像素[an]與[an']及二像素[bn]與[bn']間之關連性係低的。
在本範例中，在對於以此方式決定低關連性的該線上，將該等影像區域之一者中的像素值和[Lbn(2)]設定為在該右側影像區域中的修正像素值和，亦即，為
[Lbn(2)(new)]=[Lan(2)]。
另一方面，若像素值和差絕對值[LSUBn(2)]不高於差臨界值[DIFF(2)]，亦即，若該運算式
LSUBn(2)>DIFF(2)
未獲滿足，則計算部122決定在邊界上彼此連續之該左及右影像的二像素[an]與[an']及二像素[bn]與[bn']間之關連性係高的。因而，計算部122將修正像素值和[Lbn(2)(new)]設定為
[Lbn(2)(new)]=[Lbn(2)]。
計算部122執行上述之此種像素值取代程序以計算二像素值總和，該二像素值總和包含
(a)像素值和[Lan(2)]的像素值和總和各者係在第一至第N條線上相鄰於邊界501之左影像的二像素[an]及[an']之等級[Lan]及[Lan']的和，以及
(b)部分取代之像素值和Lbn(2)的修正像素值和總和各者係在第一至第N條線上相鄰於邊界501之右影像的二像素[bn]及[bn']之等級[Lbn]及[Lbn']的和。
須注意目前的差臨界值[DIFF(2)]能從，例如，作為控制資訊設定部123之外部PC設定。例如，使用8個位元，該等像素的像素值能設定於0至255之像素值等級間，能以界定二像素之差值範圍的最小值至最大值之0至511的數值間之一值設定該差臨界值[DIFF(2)]。作為特定範例，使用8個位元，該等像素的像素值能從設定0至255的像素值等級間，差臨界值[DIFF(2)]設定為，例如，[DIFF(2)]=64。
現在，將描述修正部121的程序。修正部121執行用於減少左及右影像區域之不連續性的影像修正。在本實施例之影像訊號處理方法的影像程序中，作為減少左及右影像區域之不連續性的程序，會執行以下程序。明確地說，用於最小化修正像素值和總和差[SUB(2)(new)]的修正給定如下
SUB(2)(new)=Σb(2)(new)-Σa(2)
其係藉由上述程序所計算之該二像素值和總和間的差並包含
(a)Σa(2)=La1(2)+La2(2)+...LaN(2)
(b)Σb(2)(new)=Lb1(2)(new)+Lb2(2)(new)+...+LbN(2)(new)。
修正部121基於修正像素值和總和差[SUB(2)(new)]對該影像執行該程序，該修正像素值和總和差係基於特定之一影像資料所計算。
須注意該處理可能藉由二處理模式之任一者以執行，該二處理模式包含
(1)一處理模式，其中修正像素值和總和差[SUB(2)(new)]係以圖框為單位計算，且基於該已計算資料之影像修正係以圖框為單位執行，且
(2)另一處理模式，其中使用一圖框影像以計算修正像素值和總和差[SUB(2)(new)]且基於該已計算資料之影像修正係針對該圖框及複數個後續圖框而執行。
茲參考至圖9之流程，由修正部121所執行之影像修正程序與上述之程序相似。明確地說，修正部121比較修正像素值和總和差[SUB(2)(new)=Σb(2)(new)-Σ(2)a]與預先設定之臨界值[Th]，並選擇性地執行下列程序之一者以回應該程序的結果。明確地說，
(1)當修正像素值和總和差[SUB(2)(new)=Σb(2)(new)-Σ(2)a]等於或大於該臨界值[Th]時，執行加入一位移總量至該左區域影像(正修正)的修正以提昇該左區域影像的輸出等級；
(2)當修正像素值和總和差[SUB(2)(new)=Σb(2)(new)-Σ(2)a]低於該臨界值[Th]且不為負值時，修正不執行；
(3)當修正像素值和總和差[SUB(2)(new)=Σb(2)(new)-Σ(2)a]為負值且修正像素值和總和差[SUB(2)(new)]的絕對值∣SUB(2)(new)∣高於該臨界值[Th]時，執行從該左影像減少一位移總量(負修正)的修正以降低該左區域影像的輸出等級；或
(4)當修正像素值和總和差[SUB(2)(new)=Σb(2)(new)-Σ(2)a]為負值且修正像素值和總和差[SUB(2)(new)]的絕對值∣SUB(2)(new)∣小於或等該臨界值[Th]時，不執行修正。
總之，基於修正像素值和總和差[SUB(2)(new)=Σb(2)(new)-Σ(2)a]與預設臨界值[Th]間的比較結果，執行所描述之四種樣式(1)至(4)的其中一者。
須注意臨界值[Th]與上述之修正模式資訊(1)至(4)能從控制資訊設定部123，例如，PC輸入。另外，用於儲存臨界值[Th]與修正模式資訊(1)至(4)的記憶體可能設定在修正部121中，使得已記錄的資訊能施用。該修正模式資訊包含修正總量或位移總量。須注意能藉由對影像執行逐漸而適當地施以修正之程序，如上述該程序中所施用的，以避免振盪現象。
已參考至本發明之特定實施例以詳細描述本發明。然而明顯地，熟悉本發明之人士無須離開本發明之主題即能修改或變更該實施例。明確地說，本發明係以描繪形式揭示，且不應對本說明書中所描述的內容作限制性的解釋。應參考申請專利範圍以決定本發明的主題。
另外，上述之程序順序能以硬體、軟體、或硬體及軟體的複合組態所執行。當程序之序由軟體執行時，描述該處理順序的程序能安裝在合併於專用硬體中之電腦中的記憶體內以由該電腦執行，或能安裝於能執行不同程序之通用電腦內以由該電腦執行。例如，該程式能預先記錄在記錄媒體上。不僅可能將該程式從記錄媒體安裝在電腦中，也可能經由網路，諸如LAN(區域網路)，或網際網路接收該程式並將該程式安裝於記錄媒體中，諸如內建硬碟。
須注意此處所描述之不同程序可能但不必然地以所描述的順序在一時間序列中處理，並可能取決於執行該等程序之該設備之處理能力或依場合需求而平行地或獨立地執行。另外，在本說明書中，術語「系統」係用於表示由不必收納於相同外殼中的複數個設備所組成之邏輯設定組態。
總之，使用上述之該實施例的組態，其中輸入對應於影像拾取裝置的分區區域之輸出訊號以執行對其之修正程序，取得包含相鄰於第一及第二影像區域間之邊界的像素行中之像素的邊界像素之該像素值，該第一及第二影像區域對應於該影像拾取裝置之分區區域，並各線至少包含一個像素。然後，計算係在該第一影像區域中之在線上的該等邊界像素之像素值的和值之該第一像素值總和。另外，若在第二影像區域中之任何線上的該像素行中之像素的像素值與在第一影像區域的相同線上之該像素行中的對應像素之像素值之間的差大於目前之臨界值，則以第一影像區域中的像素之像素值改寫該第二影像區域中的像素之像素值。然後，計算在第二影像區域中之該等線上的邊界像素之修正第二像素值總和，該修正第二像素值總和係部分取代像素值之和值，亦即係包含此種改寫後之像素值的像素值。之後，執行係第一像素值總和及修正第二像素值總和間之差值的該修正像素值總和差與該目前臨時值之比較。然後，在回應該比較結果所決定之修正模式中執行針對該等分區區域影像的該修正程序。明確地說，若該差值的絕對值高於該臨界值，則執行改變該等分區區域影像之像素值的程序。使用已描述之該組態，能無須執行作為偵測該等分區區域之關連性的此種程序，而有效地執行像素修正，亦即消除該等分區影像區域中之不連續性的修正。
熟悉本發明之人士應理解不同的修改、組合、次組合、及變更可能取決於設計需求及其他因素而在附加之申請專利範圍或其等效範圍內發生。
10、50、100．．．CCD單元
11、51、101．．．垂直暫存器
12、52、53、102、103．．．水平暫存器
13、54、55、104、105．．．輸出放大器
21、61、62、111、113．．．訊號處理部
22、63、64、112、114．．．線記憶體
23、66．．．輸出部
30、70．．．輸出影像
65、115．．．多工器
120．．．影像訊號修正部
121．．．修正部
122．．．計算部
123．．．控制資訊設定部
130．．．輸出部
150．．．修正影像資料
200．．．光偵測器
301、302a、302b．．．像素區域
501．．．邊界
圖1係顯示該一通道輸出類型的CCD單元及相關之訊號處理組態的區塊圖；
圖2係顯示該二通道輸出類型的CCD單元及相關之訊號處理組態的區塊圖；
圖3係已施用本實施例之影像拾取設備及影像訊號處理設備的組態範例；
圖4係顯示使用在圖3之影像拾取設備中的CCD單元之詳細組態的區塊圖；
圖5及6係描繪已施用本實施例之影像的修正程序之不同範例的簡圖；
圖7係描繪修正像素值總和之計算處理順序的流程圖；
圖8A及8B係描繪藉由在單線之像素的像素值總和間施用差以決定修正模式之優點的圖；
圖9係描繪已施用本實施例的影像修正處理順序之流程圖；
圖10係描繪拜耳陣列的簡圖；以及
圖11及12係描繪用於彩色影像的影像修正程序之範例的簡圖。
100．．．CCD單元
101．．．垂直暫存器
102、103．．．水平暫存器
104、105．．．輸出放大器
111、113．．．訊號處理部
112、114．．．線記憶體
115．．．多工器
120．．．影像訊號修正部
121．．．修正部
122．．．計算部
123．．．控制資訊設定部
130．．．輸出部
150．．．修正影像資料
Claims (12)
- 一種影像訊號處理電路，用於針對一影像拾取裝置之輸出執行訊號處理，包含：一影像訊號修正部，其組態成接收對應於該影像拾取裝置之分區區域的輸出訊號以作為輸入，並針對該等已接收訊號執行一修正程序；該影像訊號修正部包含一計算部，其組態為取得包含相鄰於第一及第二影像區域間之邊界的像素之邊界像素的像素值，該第一及第二影像區域對應於該影像拾取裝置之分區區域，計算一第一像素值總和及一修正第二像素值總和，該第一像素值總和為在該第一影像區域中之在線上的該等邊界像素之像素值的和值，該修正第二像素值總和為在該第二影像區域中在該等線上之該等邊界像素的部分取代像素值之和值，並計算為該第一像素值總和及該修正第二像素值總和之間的差值之一修正像素值總和差，以及一修正部，其組態為執行由該計算部所計算之該修正像素值總和差及預先決定之一臨界值間的比較，決定用於分區區域影像之一修正模式以響應該比較結果，並根據該已決定之修正模式針對該等分區區域影像執行一像素值修正程序，該計算部執行該修正第二像素值總和之計算程序，使得該第二影像區域中之一邊界像素的邊界像素值及該第一影像區域中之一邊界像素的邊界像素值之間的差計算係以單條線為單位執行，且在該已計算像素值差高於預設之臨界值處，以該第一影像區域中之該邊界像素之像素值改寫該第二影像區域中之該邊界像素的像素值。
- 如申請專利範圍第1項之影像訊號處理電路，其中該影像訊號修正部組態成針對一單色影像執行一影像修正程序，以及取得該等第一及第二影像區域各者中之一像素行的像素值，包含在該等線各者中，相鄰於獨立對應於該影像拾取裝置的分區區域之該等第一及第二影像區域間的該邊界之一個像素，以及執行計算該第一像素值總和及該修正第二像素值總和之程序，該第一像素值總和係在該第一影像區域中之該像素行中的該等像素之像素值的和值，該等像素各者相鄰於在該等線之一者中的該邊界，該修正第二像素值總和係在該第二影像區域中之該像素行中的該等像素之部分取代像素值的和值，該等像素各者定位成與在該等線之一者中的該邊界相鄰。
- 如申請專利範圍第1項之影像訊號處理電路，其中該影像訊號修正部組態成針對一彩色影像執行一影像修正程序，以及取得該等第一及第二影像區域各者中之一像素行的像素值，包含在該等線各者中，相鄰於獨立對應於該影像拾取裝置的分區區域之該等第一及第二影像區域間的該邊界之複數個像素，以及執行計算該第一像素值總和及該修正第二像素值總和之程序，該第一像素值總和係在該第一影像區域中之該等像素行中的該等像素之像素值的和值，該等像素各者相鄰於在該等線之一者中的該邊界，該修正第二像素值總和係在該第二影像區域中之該等像素行中的該等像素之部分取代像素值的和值，該等像素各者定位成與在該等線之一者中的該邊界相鄰。
- 如申請專利範圍第1項之影像訊號處理電路，另外包含：複數個輸出放大器，其組態成基於對應於該影像拾取裝置之該等分區區域的電荷資訊輸出電壓資訊；複數個訊號處理部，其組態成獨立接收該等輸出放大器的輸出以作為輸入，以產生數位訊號；以及一多工器，其組態成多工該等訊號處理部之輸出；該計算部從該多工器接收該數位影像訊號，以執行該修正像素值總和差的計算，該修正部從該多工器接收該數位影像訊號，以執行該像素值修正程序。
- 如申請專利範圍第1項之影像訊號處理電路，其中，在該修正像素值總和差的絕對值高於該預設臨界值處，該修正部執行用於改變該分區區域影像的像素值之該像素值修正程序，但是，在該修正像素值總和差的絕對值等於或小於該預設臨界值處，該修正部不執行該修正程序。
- 如申請專利範圍第1項之影像訊號處理電路，其中該修正部比較該修正像素值總和差及該預設臨界值，並選擇性地執行四種操作模式之一者以回應該比較的結果，其中該第一像素值總和以Σa表示而該第二像素值總和以Σb表示，該四種操作模式包含：(1)一操作模式，其中該修正像素值總和差等於或大於該臨界值時，執行用於提昇該第一影像區域輸出等級的修正；(2)另一操作模式，其中該修正像素值總和差低於該臨界值且不為負值時，修正不執行；(3)又一操作模式，其中該修正像素值總和差為負值且該修正像素值總和差的絕對值高於該臨界值時，執行用於降低該第一影像區域輸出等級的修正；以及(4)再一操作模式，其中該修正像素值總和差為負值且該修正像素值總和差的絕對值等於或小於該臨界值時，修正不執行。
- 如申請專利範圍第1項之影像訊號處理電路，其中該修正部設定包含小於該修正像素值總和差之絕對值之一絕對值的一修正總量，以針對各影像圖框執行該修正程序。
- 一種影像拾取設備，包含：一影像拾取部；以及一影像訊號處理部，其組態成針對來自該影像拾取部的一影像訊號執行一訊號程序；該影像拾取部包含用於輸出對應於一影像拾取裝置之各分區區域的一輸出訊號之一組態，該影像訊號處理部包含組態成接收對應於該影像拾取裝置之分區區域的輸出訊號以作為輸入的一影像訊號修正部，並針對該等已接收訊號執行一修正程序，該影像訊號修正部包含一計算部，其組態為取得包含相鄰於第一及第二影像區域間之邊界的像素之邊界像素的像素值，該第一及第二影像區域對應於該影像拾取裝置之分區區域，計算一第一像素值總和及一修正第二像素值總和，該第一像素值總和為在該第一影像區域中之在線上的該等邊界像素之像素值的和值，該修正第二像素值總和為在該第二影像區域中在該等線上之該等邊界像素的部分取代像素值之和值，並計算為該第一像素值總和及該修正第二像素值總和之間的差值之一修正像素值總和差，以及一修正部，其組態為執行由該計算部所計算之該修正像素值總和差及預先決定之一臨界值間的比較，決定用於分區區域影像之一修正模式以響應該比較結果，並根據該已決定之修正模式針對該等分區區域影像執行一像素值修正程序，該計算部執行該修正第二像素值總和之計算程序，使得該第二影像區域中之一邊界像素的邊界像素值及該第一影像區域中之一邊界像素的邊界像素值之間的差計算係以單條線為單位執行，且在該已計算像素值差高於預設之臨界值處，以該第一影像區域中之該邊界像素之像素值改寫該第二影像區域中之該邊界像素的像素值。
- 一種影像訊號處理方法，由用於針對一影像拾取裝置的輸出執行訊號處理之一影像訊號處理設備所執行，包含：一影像訊號修正步驟，由該影像訊號處理設備之一影像訊號修正部所執行，其接收對應於該影像拾取裝置之分區區域的輸出訊號以作為該影像訊號修正部的輸入，並針對該等已接收訊號執行一修正程序；該影像訊號修正步驟包含一計算步驟，由該影像訊號修正部之一計算部所執行，其取得包含相鄰於第一及第二影像區域間之邊界的像素之邊界像素的像素值，該第一及第二影像區域對應於該影像拾取裝置之分區區域，計算一第一像素值總和及一修正第二像素值總和，該第一像素值總和為在該第一影像區域中之在線上的該等邊界像素之像素值的和值，該修正第二像素值總和為在該第二區域中在該等線上之該等邊界像素的部分取代像素值之和值，並計算為該第一像素值總和及該修正第二像素值總和之間的差值之一修正像素值總和差，以及一修正步驟，由該影像訊號修正部之一修正部所執行，其執行由該計算部所計算之該修正像素值總和差及預先決定之一臨界值間的比較，決定用於分區區域影像之一修正模式以響應該比較結果，並根據該已決定之修正模式針對該等分區區域影像執行一像素值修正程序，該計算步驟係執行該修正第二像素值總和之計算程序的步驟，使得該第二影像區域中之一邊界像素的邊界像素值及該第一影像區域中之一邊界像素的邊界像素值之間的差計算係以單條線為單位執行，且在該已計算像素值差高於預設之臨界值處，以該第一影像區域中之該邊界像素之像素值改寫該第二影像區域中之該邊界像素的像素值之步驟。
- 一種電腦程式，用於導致一影像訊號處理設備針對一影像拾取裝置之輸出執行訊號處理，包含：一影像訊號修正步驟，其導致該影像訊號處理設備之一影像訊號修正部接收對應於該影像拾取裝置之分區區域的輸出訊號以作為該影像訊號修正部的輸入，並針對該等已接收訊號執行一修正程序；該影像訊號修正步驟包含一計算步驟，其導致該影像訊號修正部之計算部取得包含相鄰於第一及第二影像區域間之邊界的像素之邊界像素的像素值，該第一及第二影像區域對應於該影像拾取裝置之分區區域，計算一第一像素值總和及一修正第二像素值總和，該第一像素值總和為在該第一影像區域中之在線上的該等邊界像素之像素值的和值，該修正第二像素值總和為在該第二影像區域中在該等線上之該等邊界像素的部分取代像素值之和值，並計算為該第一像素值總和及該修正第二像素值總和之間的差值之一修正像素值總和差，以及一修正步驟，其導致該影像訊號修正部之一修正部執行由該計算部所計算之該修正像素值總和差及預先決定之一臨界值間的比較，決定用於分區區域影像之一修正模式以響應該比較結果，並根據該已決定之修正模式針對該等分區區域影像執行一像素值修正程序，該計算步驟係執行該修正第二像素值總和之計算程序，使得該第二影像區域中之一邊界像素的邊界像素值及該第一影像區域中之一邊界像素的邊界像素值之間的差計算係以單條線為單位執行，且在該已計算像素值差高於預設之臨界值處，以該第一影像區域中之該邊界像素之像素值改寫該第二影像區域中之該邊界像素的像素值之步驟。
- 一種影像訊號處理電路，用於針對一影像拾取裝置之輸出執行訊號處理，包含：影像訊號修正機構，其用於接收對應於該影像拾取裝置之分區區域的輸出訊號以作為輸入，並針對該等已接收訊號執行一修正程序；該影像訊號修正機構包含計算機構，其用於取得包含相鄰於第一及第二影像區域間之邊界的像素之邊界像素的像素值，該第一及第二影像區域對應於該影像拾取裝置之分區區域，計算一第一像素值總和及一修正第二像素值總和，該第一像素值總和為在該第一影像區域中之在線上的該等邊界像素之像素值的和值，該修正第二像素值總和為在該第二影像區域中在該等線上之該等邊界像素的部分取代像素值之和值，並計算為該第一像素值總和及該修正第二像素值總和之間的差值之一修正像素值總和差，以及修正機構，其用於執行由該計算機構所計算之該修正像素值總和差及預先決定之一臨界值間的比較，決定用於分區區域影像之一修正模式以響應該比較結果，並根據該已決定之修正模式針對該等分區區域影像執行一像素值修正程序，該計算機構執行該修正第二像素值總和之計算程序，使得該第二影像區域中之一邊界像素的邊界像素值及該第一影像區域中之一邊界像素的邊界像素值之間的差計算係以單條線為單位執行，且在該已計算像素值差高於預設之臨界值處，以該第一影像區域中之該邊界像素之像素值改寫該第二影像區域中之該邊界像素的像素值。
- 一種影像拾取設備，包含：影像拾取機構；以及影像訊號處理機構，其用於針對來自該影像拾取機構的一影像訊號執行一訊號程序；該影像拾取機構包含用於輸出對應於一影像拾取裝置之各分區區域的一輸出訊號之一組態，該影像訊號處理機構包含用於接收對應於該影像拾取裝置之分區區域的輸出訊號以作為輸入的影像訊號修正機構，並針對該等已接收訊號執行一修正程序，該影像訊號修正機構包含計算機構，其用於取得包含相鄰於第一及第二影像區域間之邊界的像素之邊界像素的像素值，該第一及第二影像區域對應於該影像拾取裝置之分區區域，計算一第一像素值總和及一修正第二像素值總和，該第一像素值總和為在該第一影像區域中之在線上的該等邊界像素之像素值的和值，該修正第二像素值總和為在該第二影像區域中在該等線上之該等邊界像素的部分取代像素值之和值，並計算為該第一像素值總和及該修正第二像素值總和之間的差值之一修正像素值總和差，以及修正機構，其用於執行由該計算機構所計算之該修正像素值總和差及預先決定之一臨界值間的比較，決定用於分區區域影像之一修正模式以響應該比較結果，並根據該已決定之修正模式針對該等分區區域影像執行一像素值修正程序，該計算機構執行該修正第二像素值總和之計算程序，使得該第二影像區域中之一邊界像素的邊界像素值及該第一影像區域中之一邊界像素的邊界像素值之間的差計算係以單條線為單位執行，且在該已計算像素值差高於預設之臨界值處，以該第一影像區域中之該邊界像素之像素值改寫該第二影像區域中之該邊界像素的像素值。
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