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TWI750135B - 鏡頭陰影校正電路、系統晶片、資料處理系統及資料處理方法 - Google Patents

鏡頭陰影校正電路、系統晶片、資料處理系統及資料處理方法 Download PDF

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TWI750135B
TWI750135B TW105130246A TW105130246A TWI750135B TW I750135 B TWI750135 B TW I750135B TW 105130246 A TW105130246 A TW 105130246A TW 105130246 A TW105130246 A TW 105130246A TW I750135 B TWI750135 B TW I750135B
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TW
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value
gain
data
shading correction
lens shading
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TW105130246A
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TW201713111A (zh
Inventor
李雄熙
金世潤
李庸求
金泰賢
Original Assignee
南韓商三星電子股份有限公司
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Abstract

一種鏡頭陰影校正電路包括：增益產生器，用以因應於 增益產生參數而為輸入影像的每一畫素產生第一增益值；以及調整電路，用以接收所述第一增益值及第一YUV資料，且用以使用所述第一增益值及所述第一YUV資料的Y值中的至少一者來調整所述第一YUV資料的U值及V值中的至少一者。

Description

鏡頭陰影校正電路、系統晶片、資料處理系統 及資料處理方法
本發明概念的實施例是有關於影像訊號處理裝置及方法。更具體而言，本發明概念的實施例是有關於一種鏡頭陰影校正電路、一種包括鏡頭陰影校正電路的系統晶片、一種包括照相機模組及鏡頭陰影校正電路的資料處理系統、以及一種用於影像的鏡頭陰影校正的資料處理方法。
[相關申請案的交叉參考]
本申請案主張於2015年9月24日提出申請的韓國專利申請案第10-2015-0135466號的優先權，所述韓國專利申請案的揭露內容全文併入本案供參考。
用語「漸暈(vignetting)」通常指代影像的周邊處的光強度(或亮度)相對於所述影像的中心減小。在本文中，片語「鏡 頭陰影(lens shading)」指代因到達感測器或膜的偏心位置的光量小於到達所述感測器或膜的中心的光量而造成的漸暈。所述漸暈的嚴重程度相依於例如定位於所述感測器或膜之上的鏡頭的幾何結構，且可隨焦距長度及f光闌(f-stop)設定而變化。一般而言，漸暈在具有較低的f光闌(或較大的光圈)的鏡頭中更直觀明顯。
為試圖補償與漸暈相關聯的不良的視覺效果，可採用鏡頭陰影校正技術。舉例而言，為補償不同的光強度，可依據在影像內的定位而確定及設定在影像處理中使用的增益校正函數的分量。在畫素影像的情形中，舉例而言，更靠近所述影像的周邊而定位的畫素可較更鄰近所述影像的中心的畫素經歷更大的增益。然而，此可能致使所述周邊處的雜訊級(noise level)增大，此可能在其中雜訊相對高的低照度級(luminance level)處尤其成問題。此乃因所述鏡頭陰影補償可使得對影像訊號的不同顏色施加不同增益，此可使得雜訊功率在各所述顏色之間不同。當隨後將經鏡頭陰影補償的訊號施加至低通濾波器(low-pass filter)以移除雜訊時，所述顏色的所述不同的雜訊功率可能使得在所述影像的邊緣處出現顏色(例如，紅色、藍色、或紫色)畸變。
根據本發明概念的態樣，提供一種鏡頭陰影校正電路，所述鏡頭陰影校正電路包括：增益產生器，用以因應於增益產生參數而為輸入影像的每一畫素產生第一增益值；以及調整電路， 用以接收所述第一增益值及第一YUV資料，且用以使用所述第一增益值及所述第一YUV資料的Y值中的至少一者來調整所述第一YUV資料的U值及V值中的至少一者。
根據本發明概念的另一態樣，提供一種系統晶片，所述系統晶片包括：鏡頭陰影校正電路；以及中央處理單元(central processing unit，CPU)，用以控制所述鏡頭陰影校正電路。所述鏡頭陰影校正電路包括：增益產生器，用以因應於增益產生參數而為輸入影像的每一畫素產生第一增益值；以及調整電路，用以接收所述第一增益值及第一YUV資料，且用以使用所述第一增益值及所述第一YUV資料的Y值中的至少一者來調整所述第一YUV資料的U值及V值中的至少一者。
根據本發明概念的又一態樣，提供一種資料處理系統，所述資料處理系統包括：照相機模組，用以產生原始影像資料；以及系統晶片，用以控制所述照相機模組。所述系統晶片包括用以對所述原始影像資料實行鏡頭陰影校正的鏡頭陰影校正電路及用以控制所述鏡頭陰影校正電路的中央處理單元(CPU)。所述鏡頭陰影校正電路包括：增益產生器，用以因應於增益產生參數而為所述原始影像資料中的每一畫素產生第一增益值；以及調整電路，用以接收所述第一增益值及第一YUV資料，且用以使用所述第一增益值及所述第一YUV資料的Y值中的至少一者來調整所述第一YUV資料的U值及V值中的至少一者。
根據本發明概念的又一態樣，提供一種用於影像的鏡頭 陰影校正的資料處理方法。所述方法包括：接收輸入影像的原始影像資料；因應於增益產生參數而為所述輸入影像中的每一畫素產生第一增益值；使用所述第一增益值及所述第一YUV資料的Y值中的至少一者來調整所述輸入影像的第一YUV資料的U值及V值中的至少一者；以及自所述輸入影像的所述經調整第一YUV資料產生經鏡頭陰影校正影像的輸出影像資料。
100A、100B、100C:資料處理系統
110:照相機模組
200A:控制電路
201:匯流排
210A、210B:影像訊號處理器
211:格式轉換器
213、213A、213B、213C:鏡頭陰影校正電路
213-1:鏡頭陰影校正器
220:中央處理單元
230:記憶體控制器/第一記憶體控制器
231:記憶體控制器/第二記憶體控制器
240:顯示控制器
310:徑向曲線產生器/元件
310-1:隨機雜訊產生器(RNG)
315:補償值產生器/元件
320:RGB-YUV轉換器/轉換器/元件
325、326:減法器/元件
327:第一(RGB-YUV)轉換器/元件
330、331、332:減飽和電路/元件
333:第二(YUV-RGB)轉換器
400:記憶體/第一記憶體
401:記憶體/第二記憶體
410:顯示器
BP:增益控制參數/藍色參數/品紅色參數
BR1:第一值
BR2:第二值
BR3:第三值
Central Pixel:中心畫素
CIM、CIMA:第二YUV資料
CINPUT1:第一YUV資料
CINPUT2:第一RGB資料
CV1-1:第四增益曲線
CV1-2:第五增益曲線
CV1-3:第六增益曲線
CV2-1:增益曲線/第一增益曲線
CV2-2:增益曲線/第二增益曲線
CV2-3:增益曲線/第三增益曲線
GP:增益控制參數/綠色參數/黃色參數
I、II:箭頭
III:級
IMI:原始影像資料
INPUT:輸入影像資料/輸入YUV資料/輸入資料/輸入RGB資料
OUTPUT:輸出資料/第三YUV資料/第二RGB資料
RG:增益產生參數
RG1:第一增益值/增益值
RG2:第二增益值/增益值
RP:增益控制參數/紅色參數/青色參數
S110、S120、S130、S140:操作
YUVI:第一YUV資料
藉由參照附圖閱讀以下詳細說明，本發明概念的以上及其他態樣以及特徵將變得顯而易見，在附圖中：圖1是根據本發明概念的實施例的資料處理系統的方塊圖。
圖2是圖1中所示影像訊號處理器的實例的方塊圖。
圖3是圖2中所示鏡頭陰影校正電路的實例的方塊圖。
圖4是示出相對於亮度的增益控制參數的實例的表。
圖5A是示出在鏡頭陰影補償之前影像訊號的亮度與畫素定位之間的關係的實例的曲線圖。
圖5B及圖5C是示出增益曲線的實例的曲線圖，所述增益曲線表示相對於被施加至影像訊號的畫素定位的增益量。
圖5D是示出在鏡頭陰影補償之後影像訊號的亮度與畫素定位之間的關係的實例的曲線圖。
圖6是圖2中所示鏡頭陰影校正電路的某些實例的方塊圖。
圖7是圖2中所示鏡頭陰影校正電路的另一實例的方塊圖。
圖8是根據本發明概念的實施例的資料處理系統的方塊圖。
圖9是根據本發明概念的實施例的資料處理系統的方塊圖。
圖10是用於在闡述根據本發明概念的實施例的一種由資料處理系統施行的鏡頭陰影校正方法時作參考的流程圖。
圖1是根據本發明概念的某些實施例的資料處理系統100A的方塊圖。參照圖1，此實例的資料處理系統100A包括照相機模組110、控制電路200A、多個記憶體400及401、以及顯示器410。
資料處理系統100A可實作為例如個人電腦(personal computer，PC)或行動裝置。行動裝置的實例包括膝上型電腦、蜂巢式電話、智慧型電話、平板個人電腦、個人數位助理(personal digital assistant，PDA)、企業數位助理(enterprise digital assistant，EDA)、數位靜物照相機(digital still camera)、數位攝影機(digital video camera)、可攜式多媒體播放機(portable multimedia player，PMP)、個人導航裝置或可攜式導航裝置(personal navigation device或portable navigation device，PND)、行動網際網路裝置(mobile internet device，MID)、可穿戴電腦、物聯網(Internet of Things，IoT)裝置、萬聯網(Internet of Everything，IoE)裝置、及無人機(drone)。然而，本發明概念並非僅限於該些實例。
在此實施例的實例中，照相機模組110產生可以拜耳圖 案(Bayer pattern)表達的輸入影像的原始影像資料IMI。照相機模組110可包括鏡頭及至少一個影像感測器。原始影像資料IMI可為二維(two-dimensional，2D)影像資料或三維(three-dimensional，3D)影像資料(或立體影像資料)。照相機模組110與控制電路200A之間可實作有行動行業處理器介面(Mobile Industry Processor Interface，MIPI®)照相機串列介面(camera serial interface，CSI)。
此實施例的控制電路200A控制照相機模組110、記憶體400及401、以及顯示器410。在此實施例的實例中，控制電路200A為系統晶片，此意味著控制電路200A為將其所有組件整合於單一晶片上的積體電路(integrated circuit，IC)。其中可實作控制電路200A的方式的其他實例包括跨多晶片的積體電路(IC)、處理器、應用處理器(application processor，AP)、行動應用處理器、晶片組、包括晶片的模組、及半導體晶片封裝。此外，在此實施例的實例中，控制電路200A包括匯流排201、影像訊號處理器(image signal processor，ISP)210A、中央處理單元(CPU)220、多個記憶體控制器230及231、以及顯示控制器240。
根據本實施例，影像訊號處理器210A對自照相機模組110輸出的原始影像資料IMI實行漸暈校正或鏡頭陰影校正。具體而言，影像訊號處理器210A可移除在低照度環境中拍攝到的原始影像資料IMI的假影(artifact)。影像訊號處理器210A可包括感測器介面，所述感測器介面與照相機模組110的影像感測器通訊 (或者接收或傳輸)訊號。
為防止或抑制特定顏色(例如，紅色、藍色、或紫色)因鏡頭陰影效應而在影像的周邊處突出，此實施例的影像訊號處理器210A執行鏡頭陰影校正製程及/或藉由將畫素中的每一者的亮度納入考量而控制包含於所述影像中的所述畫素中每一者的顏色。本文隨後將對此予以詳細闡述。
此實施例的中央處理單元220控制影像訊號處理器210A、記憶體控制器230及231、以及顯示控制器240。在某些實施例中，中央處理單元220根據亮度值而確定欲被提供用於影像訊號處理器210A的增益控制參數。可自動地或由使用者為每一訊框設定亮度值。
在某些實施例中，中央處理單元220使用至少一個前一訊框的亮度值來計算或估算當前訊框的亮度值。作為另外一種選擇，作為另一實例，中央處理單元220基於自作為控制電路200A的一部分或位於控制電路200A外部的光感測器(圖中未示出)輸出的亮度訊號而計算或估算當前訊框的亮度值。
在此實施例的實例中，第一記憶體控制器230控制第一記憶體400且第二記憶體控制器231控制第二記憶體401。第一記憶體400可為揮發性記憶體且第二記憶體401可為非揮發性記憶體。在所述情形中，第一記憶體400的實例包括隨機存取記憶體(random access memory，RAM)、動態隨機存取記憶體(dynamic RAM，DRAM)、及靜態隨機存取記憶體(static RAM，SRAM)， 且第二記憶體401的實例包括電可抹除可程式化唯讀記憶體(electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM)、快閃記憶體、磁性隨機存取記憶體(magnetic RAM，MRAM)、自旋轉移力矩磁性隨機存取記憶體(spin-transfer torque，MARM)、鐵電式隨機存取記憶體(ferroelectric RAM，FeRAM)、相變隨機存取記憶體(phase-change RAM，PRAM)、及電阻式隨機存取記憶體(resistive RAM，RRAM)。第二記憶體401可例如被實作為嵌式多媒體卡(embedded multimedia card，eMMC)或通用快閃儲存器(universal flash storage，UFS)。
此實施例的實例的顯示控制器240由中央處理單元220控制，以控制顯示器410。舉例而言，已由影像訊號處理器210A處理的影像資料可在顯示控制器240的控制下藉由顯示器410與顯示控制器240之間的介面(圖中未示出)而顯示於顯示器410上。此種介面的實例包括MIPI®顯示串列介面(display serial interface，DSI)或支援嵌式顯示埠(embedded DisplayPort，eDP)的介面。
圖2是示出圖1中所示影像訊號處理器210A的實例的方塊圖。參照圖1及圖2，此實例的影像訊號處理器210A包括格式轉換器211及鏡頭陰影校正電路213。鏡頭陰影校正電路213可又被稱作鏡頭陰影補償電路。
格式轉換器211將第一格式的原始影像資料IMI轉換成呈第二格式的輸入影像資料INPUT。舉例而言，所述第一格式可 呈拜耳圖案，但所述實施例並非僅限於此。所述第二格式可為YUV、Y′UV、YCbCr、YPbPr、或RGB，但同樣所述實施例並非僅限於此。此處，「Y」指示光照度分量(luma component)或亮度，且「U」及「V」是色度分量(chrominance component)或顏色資訊。此外，照度可由「Y」或「Y′」來指示，「Y′」中的角分符號(prime symbol)(′)指示伽馬壓縮(gamma compression)。「照度」意為知覺(顏色學)亮度且「光照度」意為電子(顯示電壓)亮度。
此實例的鏡頭陰影校正電路213實行以下製程：對輸入影像(或輸入影像資料INPUT)校正(或補償)鏡頭陰影效應及/或藉由將畫素中的每一者的亮度納入考量而調整(例如，維持或減小)包含於輸入影像資料INPUT中的畫素中的每一者的顏色分量或色度分量中的每一者。
圖3是圖2中所示鏡頭陰影校正電路213的實例213A的方塊圖。圖4說明包含相對於亮度的增益控制參數的表的實例。圖5A至圖5D是示出圖2中所示鏡頭陰影校正電路213的輸入訊號及輸出訊號的實例的曲線圖。
參照圖3，此實例的鏡頭陰影校正電路213A包括徑向曲線產生器310、補償值產生器315、RGB-YUV轉換器320、減法器325、及減飽和電路330。該些組件中的每一者可由電子電路來實作。
此實施例的徑向曲線產生器310構成增益產生器，所述 增益產生器用以因應於增益產生參數RG而為每一畫素產生第一增益值RG1，且用以將第一增益值RG1輸出至補償值產生器315及減飽和電路330。換言之，徑向曲線產生器310可因應於增益產生參數RG而為每一畫素的鏡頭陰影校正產生第一增益值RG1。舉例而言，徑向曲線產生器310可因應於增益產生參數RG而產生如圖C中所示的徑向增益曲線。圖5C相對於距定位於所述鏡頭的中心處的中心畫素Central Pixel的距離而以二維形式示出增益曲線CV2-1、CV2-2、及CV2-3。然而，可作為替代以三維形式來表達增益曲線CV2-1、CV2-2、及CV2-3。
作為實例，當增益產生參數RG具有第一值時，徑向曲線產生器310可使用具有所述第一值的增益產生參數RG來產生第一增益曲線CV2-1。當增益產生參數RG具有第二值時，徑向曲線產生器310可使用具有所述第二值的增益產生參數RG來產生第二增益曲線CV2-2。當增益產生參數RG具有第三值時，徑向曲線產生器310可使用具有所述第三值的增益產生參數RG來產生第三增益曲線CV2-3。增益產生參數RG的值可由中央處理單元220確定。
再次作為實例，第一增益值RG1可包括用於紅顏色校正的紅色增益值、用於綠顏色校正的綠色增益值、及用於藍色校正的藍色增益值。作為另外一種選擇，第一增益值RG1可包括用於青藍顏色校正的青色增益值、用於黃顏色校正的黃色增益值、及用於品紅顏色校正的品紅色增益值。然而，本發明概念並非僅限於該些實例。
為計算各顏色中不同的增益值，增益產生參數RG可包括每一顏色的參數。舉例而言，可使用參數方法、非參數方法、或其組合來確定增益曲線的幾何結構。所述非參數方法表示曲線使用所述曲線的定義域的函數值或定義域的一部分的函數值來界定所述曲線的形狀。當所述曲線的值表示定義域的僅一部分時，可藉由使用各種內插技術中的任一者對在鄰近之處界定的值進行內插來計算所述曲線的另一(其他)值。
第二增益值RG2或第二YUV資料CIM可為根據畫素的位置而緩慢變化的值(或訊號)。當自輸入YUV資料INPUT減去第二YUV資料CIM時，可出現台階(step)(或高度差)。為控制所述台階(其被稱作假輪廓(pseudo contour))，可向輸入YUV資料INPUT添加隨機雜訊。徑向曲線產生器310可實行向第一增益值RG1添加雜訊的操作。在某些實施例中，徑向曲線產生器310亦可包括產生所述雜訊的隨機雜訊產生器(random noise generator，RNG)310-1。所述雜訊的均值可為「0」，所述雜訊可具有正值或負值，且可對所述正值或負值進行調整。
第一增益值RG1可包括或可不包括由隨機雜訊產生器310-1產生的雜訊。此外，被傳輸至補償值產生器315的第一增益值RG1可相同於或不同於被傳輸至減飽和電路330的第一增益值RG1。
此實施例的實例的補償值產生器315構成增益控制電路，所述增益控制電路用以使用增益控制參數RP、GP、及BP來 調整第一增益值RG1，且將以RGB域表示的對應的第二增益值RG2輸出至轉換器320。補償值產生器315可調整或改變由徑向曲線產生器310產生的徑向增益曲線的全部或部分。
當第一增益值RG1包括紅色增益值、綠色增益值、及藍色增益值時；增益控制參數RP、GP、及BP可包括用於調整紅色增益值的紅色參數RP、用於調整綠色增益值的綠色參數GP、及用於調整藍色增益值的藍色參數BP。作為另外一種選擇，當第一增益值RG1包括青色增益值、黃色增益值、及品紅色增益值時；增益控制參數RP、GP、及BP可包括用於調整青色增益值的青色參數RP、用於調整黃色增益值的黃色參數GP、及用於調整品紅色增益值的品紅色參數BP。
中央處理單元220可自儲存於記憶體400或401中的表(例如，圖4所示的「表」)讀取或獲取與亮度值對應的增益控制參數RP、GP、及BP，且可將增益控制參數RP、GP、及BP傳輸至補償值產生器315。舉例而言，參照圖4，當亮度值為第一值BR1時，中央處理單元220可將與第一值BR1對應的增益控制參數RP(=RP_11)、GP(=GP_11)、及BP(=BP_11)傳輸至補償值產生器315。
舉例而言，當徑向曲線產生器310產生第一增益曲線CV2-1且與第一值BR1對應的增益控制參數RP(=RP_11)、GP(=GP_11)、及BP(=BP_11)被傳輸至補償值產生器315時，補償值產生器315可使用第一增益曲線CV2-1的第一增益值RG1以 及增益控制參數RP(=RP_11)、GP(=GP_11)、及BP(=BP_11)來針對每一畫素調整第一增益值RG1，且可輸出對應於所述調整結果的第二增益值RG2。假設第四增益曲線CV1-1為與藉由使用第一增益曲線CV2-1以及增益控制參數RP(=RP_11)、GP(=GP_11)、及BP(=BP_11)進行調整而得出的第二增益值RG2對應的增益曲線。
當所述亮度值為第二值BR2時，中央處理單元220可將與第二值BR2對應的增益控制參數RP(=RP_21)、GP(=GP_21)、及BP(=BP_21)傳輸至補償值產生器315。
舉例而言，當徑向曲線產生器310產生第一增益曲線CV2-1且與第二值BR2對應的增益控制參數RP(=RP_21)、GP(=GP_21)、及BP(=BP_21)被傳輸至補償值產生器315時，補償值產生器315可使用第一增益曲線CV2-1的第一增益值RG1以及增益控制參數RP(=RP_21)、GP(=GP_21)、及BP(=BP_21)來針對每一畫素調整第一增益值RG1，且可輸出對應於所述調整結果的第二增益值RG2。假設第五增益曲線CV1-2為與藉由使用第一增益曲線CV2-1以及增益控制參數RP(=RP_21)、GP(=GP_21)、及BP(=BP_21)進行調整而得出的第二增益值RG2對應的增益曲線。
當所述亮度值為第三值BR3時，中央處理單元220可將與第三值BR3對應的增益控制參數RP(=RP_31)、GP(=GP_31)、及BP(=BP_31)傳輸至補償值產生器315。舉例而言，當徑向曲 線產生器310產生第一增益曲線CV2-1且與第三值BR3對應的增益控制參數RP(=RP_31)、GP(=GP_31)、及BP(=BP_31)被傳輸至補償值產生器315時，補償值產生器315可使用第一增益曲線CV2-1的第一增益值RG1以及增益控制參數RP(=RP_31)、GP(=GP_31)、及BP(=BP_31)來針對每一畫素調整第一增益值RG1，且可輸出對應於所述調整結果的第二增益值RG2。假設第六增益曲線CV1-3為與藉由使用第一增益曲線CV2-1以及增益控制參數RP(=RP_31)、GP(=GP_31)、及BP(=BP_31)進行調整而得出的第二增益值RG2對應的增益曲線。
如上所述，根據本實施例的實例，增益控制參數RP、GP、及BP控制增益曲線CV2-1、CV2-2、及CV2-3中的每一者的曲率(curvature)。舉例而言，可對每一訊框、對包括多個畫素的每一視窗、或對每一畫素設定增益控制參數RP、GP、及BP。
此實施例的實例的補償值產生器315藉由將第一增益值RG1乘增益控制參數RP、GP、及BP而產生第二增益值RG2。補償值產生器315可產生用於鏡頭陰影校正的第二增益值RG2，以減少計算量。
此實施例的實例的轉換器320構成轉換器電路，所述轉換器電路用以將第二增益值RG2轉換成第二YUV資料CIM。第二增益值RG2可以RGB域表示且可為呈RGB格式的資料。換言之，由於對增益值的校正或補償是藉由補償值產生器315而在RGB域中實行，因此轉換器320可在輸入資料INPUT及輸出資料 OUTPUT為YUV資料時將呈RGB格式的資料轉換成第二YUV資料CIM。
此實施例的實例的減法器325構成減法器電路，所述減法器電路用以藉由自輸入YUV資料INPUT減去第二YUV資料CIM而產生第一YUV資料CINPUT1。圖5A中示出具有鏡頭陰影效應的輸入YUV資料INPUT的亮度(或亮度值)。
在根據本發明概念的某些實施例的鏡頭陰影校正中，可如由圖5D中的箭頭I所示校正綠顏色的亮度，且可如由圖5D中的箭頭II所示校正紅顏色及藍顏色的亮度。因此，所有綠顏色、紅顏色、及藍顏色的亮度可被校正至圖5D中的級III。在傳統的鏡頭陰影校正中，不實行由圖5D中的箭頭II所示的校正。儘管在圖5A中以二維形式來表示相對於距定位於鏡頭的中心處的中心畫素Central Pixel的距離的亮度，然而可作為替代以三維形式來表示所述亮度。
此實施例的實例的減飽和電路330構成調整電路，所述調整電路用以接收第一YUV資料CINPUT1、使用第一YUV資料CINPUT1的Y值及第一增益值RG1中的至少一者來調整第一YUV資料CINPUT1的U值及V值中的至少一者、以及根據所述調整結果而產生並輸出第三YUV資料OUTPUT。
當所述U值或所述V值減小得過多時，綠顏色可突出地顯現。因此，當自減法器325輸出的第一YUV資料CINPUT1的U值或V值為負時，減飽和電路330可不調整所述U值或所述V 值。然而，當自減法器325輸出的第一YUV資料CINPUT1的U值或V值為正時，減飽和電路330可減小所述U值或所述V值。
此處，可以帶標記表達或藉由帶標記量級來表示所述U值及所述V值中的每一者。當所述U值及所述V值均為0時，所述U值及所述V值可指示無顏色(achromatic color)。在其中以不帶標記表達表示所述U值及所述V值中的每一者的情形中，減飽和電路330可在所述U值及所述V值中的所述至少一者高於指示無顏色的灰點(gray point)時校正(例如，減小)所述U值及所述V值中的至少一者，且可在所述U值及所述V值中的所述至少一者低於所述灰點時不校正所述U值及所述V值中的所述至少一者以防止綠顏色突出。
以不帶標記表達表示的值對應於藉由向以帶標記表達表示的值添加常數值而獲得的值。因此，藉由將所述標記納入考量而減小所述U值及所述V值中的至少一者被視為相同於或相似於基於本發明概念的實施例中的灰點來處理不帶標記表達。
當以「n」位元表達所述U值或所述V值時，所述U值或所述V值可被表達為-2(n-2)至2(n-2)-1或0至2(n-1)-1，-2(n-2)至2(n-2)-1為以帶標記表達表示的值的範圍，0至2(n-1)-1為以不帶標記表達表示的值的範圍。當向被表達為-2(n-2)至2(n-2)-1的值中的每一者添加2(n-2)時，可獲得被表達為0至2(n-1)-1的值。此時，2(n-2)可為常數值。舉例而言，當「n」為3時，-2(n-2)至2(n-2)-1可被表達為-2、-1、0、及1。當所述常數值為2時，0至2(n-1) -1可被表達為0、1、2、及3。
由減飽和電路330產生的第三YUV資料OUTPUT可根據中央處理單元220的控制而傳輸至記憶體控制器230或231或者顯示控制器240。第三YUV資料OUTPUT的亮度(或亮度值)是由圖5D中的級III表示。儘管在圖5D中以二維形式來表示相對於距定位於鏡頭的中心處的中心畫素Central Pixel的距離的亮度，然而可作為替代以三維形式來表述所述亮度。
此實施例的實例的減飽和電路330選擇性地對第一YUV資料CINPUT1的U值及V值中的至少一者實行減飽和運算。因此，減飽和電路330可被稱作選擇性減飽和電路。減飽和電路330可減少第一YUV資料CINPUT1中的泛紅顏色資料、泛藍顏色資料、及/或泛紫顏色資料(如由圖5D中的箭頭II所示)。因此，如由圖5D中的箭頭II所示，減飽和電路330可自與第一YUV資料CINPUT1對應的影像移除泛紅的、泛藍的、及/或泛紫的顏色。
圖6是圖2中所示鏡頭陰影校正電路213的另一實例213B的方塊圖。參照圖1、圖2、及圖6，此實例的鏡頭陰影校正電路213B包括徑向曲線產生器310、補償值產生器315、減法器326、第一(RGB-YUV)轉換器327、減飽和電路331、及第二(YUV-RGB)轉換器333。與圖3所示的其中輸入資料INPUT及輸出資料OUTPUT均具有YUV格式的實施例相比，圖6所示的實施例是藉由具有RGB格式的輸入資料INPUT及輸出資料OUTPUT來表徵。以下在圖6的說明中將不再對已參照圖3所闡 述的相同元件或相似元件的詳細說明予以贅述。
此實施例的實例中的徑向曲線產生器310因應於增益產生參數RG而為每一畫素產生第一增益值RG1且將第一增益值RG1輸出至補償值產生器315及減飽和電路331。在某些實施例中，徑向曲線產生器310亦可包括產生隨機雜訊的隨機雜訊產生器310-1。
此實施例的實例中的補償值產生器315使用增益控制參數RP、GP、及BP來調整第一增益值RG1，且輸出與所述調整結果對應的以RGB域表示的第二增益值RG2。
此實施例的實例中的減法器326藉由自輸入RGB資料INPUT減去第二增益值RG2而產生第一RGB資料CINPUT2。
此實施例的實例中的第一轉換器327將第一RGB資料CINPUT2轉換成第一YUV資料YUVI。
此實施例的實例中的減飽和電路331接收第一YUV資料YUVI，使用第一YUV資料YUVI的Y值及第一增益值RG1中的至少一者來調整第一YUV資料YUVI的U值及V值中的至少一者，且根據所述調整結果而產生並輸出第二YUV資料CIMA。
當自第一轉換器327輸出的第一YUV資料YUVI的U值或V值為負時，減飽和電路331可不調整所述U值或所述V值。然而，當自第一轉換器327輸出的第一YUV資料YUVI的U值或V值為正時，減飽和電路331可減小所述U值或所述V值。
減飽和電路331可選擇性地對第一YUV資料YUVI的U 值及V值中的至少一者實行減飽和運算。因此，減飽和電路331可被稱作選擇性減飽和電路。如由圖5D中的箭頭II所示，減飽和電路331可自與第一YUV資料YUVI對應的影像移除泛紅的、泛藍的、及/或泛紫的顏色。
此實施例的實例中的第二轉換器333將自減飽和電路331輸出的第二YUV資料CIMA轉換成第二RGB資料OUTPUT，且將第二RGB資料OUTPUT傳輸至記憶體控制器230或231或者顯示控制器240。
圖7是圖2中所示鏡頭陰影校正電路213的另一實例213C的方塊圖。以下在圖7的說明中將不再對已參照圖3及圖6所闡述的相同元件或相似元件的詳細說明予以贅述。
參照圖1、圖2、及圖7，此實例的鏡頭陰影校正電路213C包括徑向曲線產生器310及減飽和電路332。圖7所示實例示出具有YUV格式的輸入資料INPUT及輸出資料OUTPUT。
此實施例的實例中的徑向曲線產生器310因應於增益產生參數RG而為每一畫素產生第一增益值RG1，且將第一增益值RG1輸出至減飽和電路332。在某些實施例中，徑向曲線產生器310亦可包括產生隨機雜訊的隨機雜訊產生器310-1。
此實施例的實例的減飽和電路332接收輸入YUV資料INPUT，使用輸入YUV資料INPUT的Y值及第一增益值RG1中的至少一者來調整輸入YUV資料INPUT的U值及V值中的至少一者，且輸出對應於所述調整結果的輸出資料OUTPUT。輸出資 料OUTPUT可被傳輸至記憶體控制器230或231或者顯示控制器240。
圖8是根據本發明概念的某些實施例的資料處理系統100B的方塊圖。與圖2中所示實施例中的定位於影像訊號處理器210A內部的鏡頭陰影校正電路213相比，在圖8中所示實施例中，鏡頭陰影校正電路213形成於影像訊號處理器210B外部。換言之，鏡頭陰影校正電路213可被實作為自主智慧財產(intellectual property，IP)或半導體晶片。此外，在圖2與圖8中，相同的參考編號指代相同的元件。
影像訊號處理器210B可將具有第一格式的原始影像資料IMI轉換成具有第二格式的輸入影像資料INPUT。如上所述，所述第一格式可為拜耳圖案，但本發明概念並非僅限於此。所述第二格式可為YUV、Y′UV、YCbCr、YPbPr、或RGB，但同樣本發明概念並非僅限於此。圖8中所示的鏡頭陰影校正電路213可被實作為圖3中所示的鏡頭陰影校正電路213A、圖6中所示的鏡頭陰影校正電路213B、或圖7中所示的鏡頭陰影校正電路213C。
圖9是根據本發明概念的某些實施例的資料處理系統100C的方塊圖。儘管圖2及圖8中所示的鏡頭陰影校正電路213可實作於硬體中，然而圖9中所示的鏡頭陰影校正器213-1可為可在中央處理單元220中執行的軟體組件或電腦可讀取程式。此外，在圖2與圖8中，相同的參考編號指代相同的元件。
鏡頭陰影校正器213-1可儲存於記憶體401中。當資料處 理系統100C被啟動時，鏡頭陰影校正器213-1可自記憶體401加載至記憶體400。加載至記憶體400的鏡頭陰影校正器213-1可在中央處理單元220中執行。
鏡頭陰影校正器213-1可包括處理區塊，所述處理區塊實行與參照圖3所述的元件310、315、320、325、及330中的每一者的製程相同或相似的製程。每一處理區塊可被寫為軟體或電腦可讀取程式碼。
作為另外一種選擇，鏡頭陰影校正器213-1可包括處理區塊，所述處理區塊實行與參照圖6所述的元件310、315、326、327、331、及330中的每一者的製程相同或相似的製程。每一處理區塊可被寫為軟體或電腦可讀取程式碼。
作為另一選擇，鏡頭陰影校正器213-1可包括處理區塊，所述處理區塊實行與參照圖7所述的元件310及332中的每一者的製程相同或相似的製程。每一處理區塊可被寫為軟體或電腦可讀取程式碼。
圖10是用於在闡述根據本發明概念的某些實施例的資料處理系統的操作時作參考的流程圖。參照圖1至圖6及圖10，在操作S110中，鏡頭陰影校正電路213、213A、或213B(籠統地由參考編號213指示)可因應於增益產生參數RG而產生用於鏡頭陰影校正(或補償)的增益值RG1。在操作S110中，鏡頭陰影校正電路213可為相應畫素產生增益值RG1。
在操作S120中，鏡頭陰影校正電路213可使用增益控制 參數RP、GP、及BP來校正增益值RG1以產生經校正增益值RG2。
在操作S130中，鏡頭陰影校正電路213可使用輸入資料INPUT及經校正增益值RG2來處理輸入資料INPUT。
在操作S140中，鏡頭陰影校正電路213可使用增益值RG1及/或經處理資料的Y值而減小所述經處理資料的U值及V值中的至少一者。
如上所述，根據本發明概念的某些實施例，鏡頭陰影校正電路校正或補償欲處理的影像的鏡頭陰影且藉由將每一畫素的亮度納入考量而控制包含於所述影像中的畫素中的每一者的顏色，藉此防止或抑制例如紅色、藍色、或紫色等特定顏色在所述影像的鏡頭陰影校正期間或之後在所述影像的邊緣處突出。
儘管已參照本發明概念的示例性實施例具體示出並闡述了本發明概念，然而此項技術中具有通常知識者將理解，在不背離由以下申請專利範圍界定的本發明概念的精神及範圍的條件下，可對其作出形式及細節上的各種變化。
213A:鏡頭陰影校正電路
310:徑向曲線產生器/元件
310-1:隨機雜訊產生器
315:補償值產生器/元件
320:RGB-YUV轉換器/轉換器/元件
325:減法器/元件
330:減飽和電路/元件
BP:增益控制參數/藍色參數/品紅色參數
CIM:第二YUV資料
CINPUT1:第一YUV資料
GP:增益控制參數/綠色參數/黃色參數
INPUT:輸入影像資料/輸入YUV資料/輸入資料/輸入RGB資料
OUTPUT:輸出資料/第三YUV資料/第二RGB資料
RG:增益產生參數
RG1:第一增益值/增益值
RG2:第二增益值/增益值
RP:增益控制參數/紅色參數/青色參數

Claims (20)

  1. 一種鏡頭陰影校正電路，包括：增益產生器，用以因應於增益產生參數而為輸入影像的每一畫素產生第一增益值；以及調整電路，用以接收所述第一增益值及第一YUV資料，且用以使用所述第一增益值及所述第一YUV資料的Y值中的至少一者來調整所述第一YUV資料的U值及V值中的至少一者，其中所述Y值為亮度值，且所述U值及所述V值為色度(chrominance)值，其中所述增益產生器包括隨機雜訊產生器，其用以產生雜訊，以及其中所述增益產生器是用以將所述雜訊加入所述第一增益值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的鏡頭陰影校正電路，其中所述調整電路在所述U值或所述V值為正時減小所述U值或所述V值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的鏡頭陰影校正電路，更包括：轉換器，用以將第二增益值轉換成第二YUV資料；以及減法器，用以藉由自所述輸入影像的輸入YUV資料減去所述第二YUV資料而產生所述第一YUV資料。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的鏡頭陰影校正電路，其中增益控制電路藉由將增益控制參數乘上加入所述雜訊的所述第一增益值而產生所述第二增益值。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的鏡頭陰影校正電路，其中所述調整電路在所述U值或所述V值為正時減小所述U值或所述V值。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的鏡頭陰影校正電路，更包括：增益控制電路，用以使用增益控制參數來調整加入所述雜訊的所述第一增益值且用以根據調整結果而輸出以RGB域表示的第二增益值；減法器，用以藉由自輸入RGB資料減去所述第二增益值而產生第一RGB資料；第一轉換器，用以將所述第一RGB資料轉換成所述第一YUV資料；以及第二轉換器，用以將自所述調整電路輸出的第二YUV資料轉換成第二RGB資料。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的鏡頭陰影校正電路，其中所述增益控制電路藉由將所述增益控制參數乘上加入所述雜訊的所述第一增益值而產生所述第二增益值。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的鏡頭陰影校正電路，其中所述調整電路在所述U值或所述V值為正時減小所述U值或所述V值。
  9. 一種系統晶片，包括：鏡頭陰影校正電路；以及中央處理單元(central processing unit,CPU)，用以控制所述鏡頭陰影校正電路，其中所述鏡頭陰影校正電路包括：增益產生器，用以因應於增益產生參數而為輸入影像的每一畫素產生第一增益值；以及調整電路，用以接收所述第一增益值及第一YUV資料，且用以使用所述第一增益值及所述第一YUV資料的Y值中的至少一者來調整所述第一YUV資料的U值及V值中的至少一者，其中所述Y值為亮度值，且所述U值及所述V值為色度(chrominance)值，其中所述增益產生器包括隨機雜訊產生器，其用以產生雜訊，以及其中所述增益產生器是用以將所述雜訊加入所述第一增益值。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的系統晶片，其中所述鏡頭陰影校正電路更包括：轉換器，用以將第二增益值轉換成第二YUV資料；以及 減法器，用以藉由自所述輸入影像中輸入的YUV資料減去所述第二YUV資料而產生所述第一YUV資料。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的系統晶片，其中所述中央處理單元使用為所述輸入影像的每一訊框所確定的亮度資訊來調整所述增益控制參數。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的系統晶片，其中增益控制電路藉由將增益控制參數乘所述第一增益值而產生所述第二增益值，且所述調整電路在所述U值或所述V值為正時減小所述U值或所述V值。
  13. 如申請專利範圍第9項所述的系統晶片，其中所述鏡頭陰影校正電路更包括：增益控制電路，用以使用增益控制參數來調整具有加入所述雜訊的所述第一增益值且用以根據調整結果而輸出以RGB域表示的第二增益值；減法器，用以藉由自輸入RGB資料減去所述第二增益值而產生第一RGB資料；第一轉換器，用以將所述第一RGB資料轉換成所述第一YUV資料；以及第二轉換器，用以將自所述調整電路輸出的第二YUV資料轉換成第二RGB資料。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的系統晶片，其中所述中央處理單元使用為所述輸入影像的每一訊框所確定的亮度資訊來調整所述增益控制參數。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的系統晶片，其中所述增益控制電路藉由將所述增益控制參數乘所述第一增益值而產生所述第二增益值，且所述調整電路在所述U值或所述V值為正時減小所述U值或所述V值。
  16. 一種資料處理系統，包括：照相機模組，用以產生原始影像資料；以及系統晶片，用以控制所述照相機模組，所述系統晶片包括用以對所述原始影像資料實行鏡頭陰影校正的鏡頭陰影校正電路及用以控制所述鏡頭陰影校正電路的中央處理單元，其中所述鏡頭陰影校正電路包括：增益產生器，用以因應於增益產生參數而為所述原始影像資料中的每一畫素產生第一增益值；以及調整電路，用以接收所述第一增益值及第一YUV資料，且用以使用所述第一增益值及所述第一YUV資料的Y值中的至少一者來調整所述第一YUV資料的U值及V值中的至少一者，其中所述Y值為亮度值，且所述U值及所述V值為色度(chrominance)值， 其中所述增益產生器包括隨機雜訊產生器，其用以產生雜訊，以及其中所述增益產生器是用以將所述雜訊加入所述第一增益值。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的資料處理系統，其中所述鏡頭陰影校正電路更包括：轉換器，用以將第二增益值轉換成第二YUV資料；以及減法器，用以藉由自輸入YUV資料減去所述第二YUV資料而產生所述第一YUV資料。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的資料處理系統，其中增益控制電路藉由將增益控制參數乘上加入所述雜訊的所述第一增益值而產生所述第二增益值。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的資料處理系統，更包括記憶體裝置，所述記憶體裝置包括用於儲存相對於亮度值的多個增益控制參數的表，其中所述中央處理單元將亮度資訊關聯至所述表的亮度值，且選擇儲存於所述表中的所述增益控制參數中的一者作為與所述亮度值對應的所述增益控制參數。
  20. 如申請專利範圍第18項所述的資料處理系統，其中所述調整電路在所述U值或所述V值為正時減小所述U值或所述V值。
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