专利名称：线性度校正装置与方法
技术领域：
本发明有关一种线性度的校正的装置与方法，特别是有关一种利用线性校正的特征方程式来校正线性度的校正装置。
(2)背景技术一般的光学仪器都必须使用到透镜或面镜，通过这些透镜或面镜的使用，可以使影像达到成像的目的。影像撷取装置本身也是光学仪器的一种，当光学的光线经原稿后，会经过一组透镜使的成像在电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)上。而通过这些透镜或面镜而成像，这些透镜或面镜的设计好坏就会直接影响到成像品质的好坏。
影像撷取装置大部分使用透镜使影像成像，而透镜的成像除了会有色差的问题外，另一个问题是成像的变形失真。而变形失真的最典型的种类有两种，一种是筒状变形，一种是针状变形。当一个正方形的影像，理论上通过透镜后应该如图1A所示的理想成像，仍为一正方形。筒状变形如图1B所示，影像的四侧边比四个角向外突出。针状变形则如图1C所示，影像的四侧边比四个角向外凹入。这些变形会造成原本相同间距的两条直线成像后的影像之间距却随着通过透镜不同位置的成像，彼此之间距会改变。
这些因为透镜而形成的变形，会使在原本等间隔的点或线，成像上却变得非等间距等，因此会造成影像的失真情况。习知的影像撷取装置未对透镜的成像进行线性校正，只能依靠透镜的品质好坏来决定影像的失真程度，因此造成撷取到的影像或多或少都有变形失真的问题。
(3)发明内容本发明提供一种可以有效解决影像变形失真问题的线性校正的装置与方法。
根据本发明一方面提供一种影像撷取装置的线性校正装置，其特点是，包含一测试图表，至少包含多个图形；一数据库，记录该测试图表影像至少通过一透镜至一感光元件而由感光元件所撷取的成像数据；以及一线性校正元件，是以该透镜的成像数据为基础来计算透镜的线性度。
根据本发明另一方面提供一种影像撷取装置的线性校正装置，其特点是，包含一数据库，记录测试图表影像至少通过一透镜至一感光元件而由感光元件所撷取的成像数据；一撷取影像数据，是为一经该透镜至该感光元件而由该感光元件所撷取的成像数据；以及一线性校正元件，是以该数据库的数据为依据来修正该撷取影像数据。
根据本发明又一方面提供一种影像撷取装置线性校正的方法，其特点是，包含记录该测试图表影像至少通过一透镜至一感光元件而由感光元件所撷取的成像数据；以及以一经该透镜至该感光元件而由该感光元件所撷取的影像数据，以该数据库的数据为依据来修正该撷取的影像数据。
本发明利用测试图表，可以量测透镜的线性度，并计算出此透镜的线性方程式；可将透镜的线性方程式代入硬件，以及时校正影像的线性度，或者代入软件来做事后的修正，使影像变形失真的情况有效地改善；而且，可利用特征方程式来描述一个透镜的线性度特性，可以仅储存特征方程式有效的特征值，因此储存的数据量可以有效地减少。
(4)
图1A是理想状态下，撷取的正方形影像的示意图；图1B是撷取的正方形影像有筒状变形的示意图；图1C是撷取的正方形影像有针状变形的示意图；图2A是本发明的一较佳实施例的示意图；图2B是理想状态下的像素宽度与实际撷取的像素宽度的示意图；以及图3是线性校正过程的流程图。
(5)
具体实施例方式
本发明的一些实施例将予以详细描述如下。然而，除了详细描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例施行，且本发明的范围不受其限定，而以权利要求所限定的专利范围为准。
另外，为提供更清楚的描述及更易于理解本发明，图示内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求图示的简洁。
本发明的一较佳实施例为如图2A所示。在一个影像撷取装置上盖10上有一测试图表12，用以测量透镜的线性度。测试图表为用以提供已知距离或大小的线条或图形，可以为等距离的线条或图形。较佳的测试图表为如图2A所示测试图表12，有等间隔方块。相隔的方块有着不同的颜色，以利明显区别相邻的两方块，方块的数目不需特别限制。藉由判别出一个方块与两侧方块的交界线的位置，而这两交界线的宽度即为此方块的宽度大小。
利用扫瞄器将测试图表12的影像撷取，撷取时的影像撷取装置解析度大小并不需加以限制，较佳方式为设成该影像撷取装置的最佳解析，这样所得的校正数据可适用于所有扫瞄解析度。影像撷取装置的电荷耦合元件为一维，故仅要就电荷耦合元件的排列方向上的透镜线性度进行校正。当一个影像撷取装置的解析度设为1200dpi(每英寸点)(dot per inch)，故可知电荷耦合元件的每个像素理论上撷取到的宽度为1/1200英吋。但实际上每个像素撷取到的宽度不一定为1/1200英吋。如图2B所示，理想的状况如线14，每个像素撷取的宽度应该都相同为1/1200英吋，但实际上每个像素所撷取到的宽度可能为如线16，每个像素都有所不同。而测试图表的宽度为已知，故可得知理论上每一个方块于撷取图档上所占的像素数目。再由实际上所撷取的影像其每一个方块实际所占的像素数目，可得的此方块上的像素平均代表实际上的多少宽度。例如每一个方块为1/12英吋宽，以解析度为1200dpi而言，每个方块理论上有100个像素宽，而影像上有一个方块为90个像素宽，故此方块上的每个像素撷取的宽度平均为(100/90)×(1/1200)英吋。测量得知每个像素实际上撷取影像的宽度与理想值的比例，即可反推而修正影像的线性度。
当测试图表12共区分为n个方块，每个方块的宽大大小已知，故当实际上撷取影像，每个方块各自占多少的像素就可以得知每个方块内的像素的平均撷取宽度各为多少。假设第m方块内像素的宽度平均为Ym，m为1到n。而要将Ym转换成一些特征值来描述，故可以将此方程式写为Y1=AnX1n+An-1X1n-1+...+AmX1m+...+A1X1+X10----(1)]]>Y2=AnX2n+An-1X2n-1+...+AmX2m+...+A1X2+X20----(2)]]>…Ym=AnXmn+An-1Xmn-1+...+AmXmm+...+A1Xm+Xm0----(m)]]>…Yn=AnXnn+An-1Xnn-1+...+AmXnm+...+A1Xn+Xn0----(n)]]>其中，A1到An为特征值，X1到Xn为一组固定的数值，例如可以为X1＝1、X2＝2、…、Xm＝m、Xn＝n。
利用Y1到Yn的数值，我们即可以进行影像的线性度的校正。但由于所需的数据量为Y1到Yn的n个数值，我们可以利用上述的第1到n各方程式，而求得满足这n个方程式的A1到An。而特征值的A1到An其中某些数值会为0或数个值相等，这样需记录的数据量会少于n个，而达到压缩数据量的目的。
图3为线性校正的一个流程图。流程步骤22为将数据A1到An及X1到Xn的数值导入第一到n个方程式，流程步骤24为利用计算Y1到Yn的数值，流程步骤26为利用Y1到Yn的数值来线性校正影像图档。其中X1到Xn的数值若为一累进的数值(例如1、2、3、…)，及可以用一回圈使X的数值自动累计到为m为止，故实际上X1到Xn并不需要额外储存于数据库。
若数据库的数据非A1到An而为Y1到Yn的数值，则可省略流程步骤22与流程步骤24的计算过程，而将Y1到Yn的数值直接代入流程步骤26来修正影像的线性度。
校正的方式，可以将实际撷取的像素宽度乘以理想与实际撷取宽度的比例或其他的演算方式。而校正的过程，可以将撷取的影像数据，直接将利用影像撷取装置的校正元件，以硬件的方式来加以校正，使传送出影像撷取装置的影像数据为校正后的影像数据，或者可以在输出至影像撷取装置以外的系统后(例如个人电脑)，再利用软件的方式来校正。
因此，本发明利用测试图表，可以测量透镜的线性度，并计算出此透镜的线性特征方程式。透镜的特征线性方程式可以代入硬件以及时校正影像的线性度，或者代入软件来做事后的修正，使影像变形失真的情况有效地改善。亦可储存特征方程式有效的特征值，使所需储存的数据量可以有效地减少。所以，本发明相对于习知技术，可以在仅需储存少量的数据量，即可达到有效改善习知技术中撷取影像变形失真的问题，使影像数据的正确性与可靠性获得提升。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其他为脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或替换，均应包含在下述的权利要求所限定的范围内。
权利要求
1.一种影像撷取装置的线性校正装置，其特征在于，包含一测试图表，至少包含多个图形；一数据库，记录该测试图表影像至少通过一透镜至一感光元件而由感光元件所撷取的成像数据；以及一线性校正元件，是以该透镜的成像数据为基础来计算透镜的线性度。
2.如权利要求1所述的影像撷取装置的线性校正装置，其特征在于，所述的透镜的成像数据是为该感光元件的多个感光单元所撷取影像的实际宽度。
3.如权利要求1所述的影像撷取装置的线性校正装置，其特征在于，所述的测试图表含有等间隔距离的图形。
4.如权利要求1所述的影像撷取装置的线性校正装置，其特征在于，所述的多个图形的相邻两个图形颜色不相同。
5.如权利要求1所述的影像撷取装置的线性校正装置，其特征在于，所述的数据库是记录描述该透镜的多个特征方程式的多个特征值。
6.如权利要求5所述的影像撷取装置的线性校正装置，其特征在于，所述的多个特征方程式为Ym=AnXmn+An-1Xmn-1+...+AmXmm+...+A1Xm+Xm0]]>其特征在于，m为1到n，n为经该透镜的一影像数据所区分的区段的数目；Ym为撷取到第m个区段上的一感光元件的一像素的平均撷取的宽度；Am为该多个特征方程式的第m个特征值；X1到Xn为指定的数值。
7.一种影像撷取装置的线性校正装置，其特征在于，包含一数据库，记录测试图表影像至少通过一透镜至一感光元件而由感光元件所撷取的成像数据；一撷取影像数据，是为一经该透镜至该感光元件而由该感光元件所撷取的成像数据；以及一线性校正元件，是以该数据库的数据为依据来修正该撷取影像数据。
8.如权利要求7所述的影像撷取装置的线性校正装置，其特征在于，所述的数据库是记录描述该透镜的多个特征方程式的多个特征值。
9.一种影像撷取装置线性校正的方法，其特征在于，包含记录该测试图表影像至少通过一透镜至一感光元件而由感光元件所撷取的成像数据；以及以一经该透镜至该感光元件而由该感光元件所撷取的影像数据，以该数据库的数据为依据来修正该撷取的影像数据。
10.如权利要求9所述的影像撷取装置线性校正的方法，其特征在于，所述的数据库是记录描述该透镜的多个特征方程式的多个特征值。
全文摘要
一种影像撷取装置的线性校正装置，包含一测试图表，至少包含多个图形；一数据库，记录该测试图表影像至少通过一透镜至一感光元件而由感光元件所撷取的成像数据；以及一线性校正元件，是以该透镜的成像数据为基础来计算透镜的线性度光线。本发明是利用一个具有等间隔的图形或线条的测试图表来成像，可以得知透镜的成像的变形情况，以此来校正透镜的线性度，也可以利用特征方程式来描述透镜的变形的数据。这样，只要记录较少量的特征方程式的特征值，即可求得透镜的变形数据。因此可解决经过透镜成像会造成影像的变形失真的问题。
文档编号H04N1/04GK1499818SQ0215060
公开日2004年5月26日 申请日期2002年11月6日 优先权日2002年11月6日
发明者郭士正 申请人:力捷电脑股份有限公司