专利名称：数字照相机的校准的制作方法
背景技术：
本发明涉及对数字照相机进行校准。
数字照相机可以使用固态传感器作为图像阵列。典型的固态传感器包括电荷耦合器件和有源像素传感器。使用固态传感器的摄像机受到光致响应非均匀性(PRNU)和有缺陷像素映射的影响。光致响应非均匀性是系统的非均匀性并且主要地是由在处理一个特定的图像阵列的装置中的小变化引起。该非均匀性把噪声引入到生成图像。但是，因为该噪声是系统噪声，所以能够由随后的一个适当的校准过程消除。
类似地，成像阵列可能有有缺陷的像素或单元，并且如果有缺陷单元的数量不太大的话，成像阵列仍然可用。例如，能够利用校准技术来克服成像阵列中较小数目有缺陷单元的影响。
在工厂有若干与校准数字照相机相关的问题。问题之一是，校准技术的质量在一定程度与实现该校准所用时间量有对应关系。理想校准包括对大量的图像进行分析并且提取来自其它噪声源的非均匀性，以使总的系统噪声被降低。因此，被分析的图像越多，可消除摄像机噪声和光子散粒噪声的可能性越大，以便可能隔离和校准该光致响应的非均匀性。当然，在工厂校准的耗时将导致用户的开支增加。
另外，把PRNU消除信息输送到用户是困难的，因为该校准数据包括一个相当大的噪声信息文件。通常，噪声数据不容易压缩，因此工厂需要把一个相当大的文件转移在(或带有)该照相机中。这将导致照相机存储器使用的低效率和用户启动不灵便。尤其是从多数数字照相机具有相当小的机载存储器这个事实的角度看，不希望以有限容量的存储器在照相机中提供一个噪声信息的宽大文件。
当然，用户也有可能自己能够尝试校准该摄像机。用户必须面对的一个问题是校准技术通常需要一个平面场光源。通常，不可能得到便宜的平面场光源。平面场光源的缺乏和对于复杂技巧的需要，将限制能够有效地自己校准数字照相机的用户的数量。
影响数字照相机成本的另一问题是，构成正常功能图像阵列的单元所需的相当高的百分比。如果构成阵列的个别单元的较小数目有缺陷，可能是不明显的。有缺陷的阵元可以通过校准过程补偿。要求好阵元对给出阵列中的总阵元数的比例越高，导致制造成本越高。
因此，存在使数字照相机的校准成本能够不断地高效的需求。还需要可应用到该领域中的平面场校准技术。类似地，还需要生产商能够降低所要求的好阵元对成像阵列中的总阵元的比例而同时仍产生在生成存储图像中的完全适当的图像质量。
概述根据本发明的一个方面，用于覆盖数字照相机的透镜的一个透镜盖可以包括产生散射光源的一个散光器。该散光器可连接到该照相机。
根据本发明的另一方面，一个数字照相机包括一个外壳和包含在该外壳中的一个成象透镜。一个散光器是可移动定位在该透镜前面。一个数字成像装置，当散光器被连接到该外壳在透镜之上时，把该图像变换成能够被校准的该图像的数字信号显示。
附图简要描述
图1是描述根据本发明一个实施例的一个数字照相机的示意图；图2是图1示出散光器实施例的一个部分的扩大的示意图；图3是实现本发明一个实施例的主计算机配置的方框图；和图4是图1示出的系统实现数字照相机的场校准的一个程序的流程图。
详细描述参考图1，数字照相机10包括透镜盖12，透镜14，外壳7和图像处理器18。照相机可以通过总线20连接到主计算机。照相机10可以用于提取静止图象，电影或这两者。
透镜盖12可以作为一个可拆卸的盖实现，以传统的方式锁定在透镜上。另外，用于把盖12移动到在透镜14前面的位置的任何传统机构的变化之一都可以使用。该透镜盖12保护透镜14，防止对于后部零组件，例如成像阵列15和透镜14的不利的UV影响，并且以以下描述方式帮助校准。
成像阵列15可以是任何传统的固体成象阵列，包括电荷耦合器件(CCD)成像阵列或CMOS(互补的金属氧化物半导体)成像阵列，有时还称为有源像素传感器(APS)。成像处理器18可以包括必要的电子设备，以便把存储在成像阵列15上的信息变换成一个数字信号，处理该信号及存储该信号。例如，如果期望，处理器18可以包括LCD屏幕，并且可以内插丢失的色彩成份，变换及压缩信号，根据校准信息调节该图像等等。数字照相机可以作为一个独立的模式操作，或可以连接到主计算机。还可以通过一个端口22与外部存储器交互。以此方式，可以捕获，处理及存储图像。
透镜盖12包括一个能透光的支架26和一个散光器16。散光器16可以由能够形成一个充分散射光源的任何材料所构成。“充分地散射”是表示是指盖12充分地漫射光的能力，以便产生能够使照相机校准的非常近似的一个平面场。
散光器16的一个适当的实施方案是利用在该散光器上面的光散射单元的图案形成的一个透射光的可塑膜全息照相。如图2所示，全息照相的一个实施例包括多个紧密地定位的锥形，例如角锥形24。这些角锥形接收如A指示的输入光，并且以各种方向散射该光。通过形状24的侧壁的光反射而出现反射，以便产生相当均匀的光源从散光器16向外传送。可以使用商业可得到的模压加工设备在一个薄塑料膜上形成全息照相。所希望的是，散射形状24的密度足以产生一个相关的散射光源，其充分地仿真用于校准照相机的一个平面场光源。
支架26可以由任何适当的透光玻璃或可塑材料形成。其起到保护透镜14及散光器16的作用。当从塑料膜全息照相形成散光器16时，支架26还支持该散光器16。在多数实施例中可以期望形成UV吸收材料的支架26，防止对后部零组件，例如透镜14和图像阵列15的UV损伤。
虽然散光器16被示出作为一个塑料膜全息照相，但其它形式的全息照相也同样可以利用。另外，散光器，例如磨沙玻璃散光器，可适于具体应用。
虽然散光器16可能不会形成多同线光线感觉的一个真实的平面场光源，但是通过产生一个相对散射的光图案，能够生成可与一个平面场光源相比美的效果。在各随机角度入射阵列15的此散射光充分地仿真了能够进行校准的一个平面场。
因为在该领域的校准是由照相机的用户实行，所以不需要在工厂中把大量的相关校准信息装入该照相机。另外，用户能够选择的用户所期望实现的校准程度。以此方式，能够实现一个经济的校准系统。生产商还可以通过更好的校准从静像素的补偿得到好处。从较低成像阵列删除速率的角度看，这能够意味着经费节省。
参考图3，示出的主计算机30包括一个处理器32和一个系统存储器34。处理器32和系统存储器34由桥接器38连接到总线36。接口40用于可以连接到总线36的数字照相机。例如，接口40可以是用于通用串行总线(USB)20的主机接口，数字照相机10连在该总线20上(图1)。监视器59可以被连接到总线36。总线36可以通过桥接器44连接到总线46。总线46支持输入/输出接口48，其操作一个键盘50和一个鼠标52。接口54可以连接到总线36，其连在存储器56上。主计算机存储器56可以包括若干应用程序58，包括数字照相机安装及校准程序。
当期望校准该数字照相机10时，该照相机可以如上所述地连接到主计算机30。安装及校准程序被装设到该主计算机的存储器56，并且该应用程序58可以运行校准该照相机10。但是，某些照相机可以自身校准，不需要主计算机。
参考图4，校准程序最初核查确定是否已经出现一个校准请求(菱形60)。如果否，程序等候一个校准请求。否则，主机促使用户确定该盖12是否在应有的位置。这可以通过监视器59上的信息实行。如果该盖不在应有的位置，程序等候用户的校准盖12的定位。一旦用户指示该校准盖是在应有的位置，用户可以被提示输入如在框64中指示的一个校准时间。例如，用户能够指示该盖是在装置上，或通过键盘50提供一个校准时间。可以在该程序中预先装入一个缺省校准时间。
该校准时间在一定程度上确定多少图像被用于校准，因此确定可能有效地消除该光致响应非均匀性的程度。
主计算机30(或照相机本身)随后确定是否已经超过期望的校准时间(菱形66)，并且使用照相机10中的成像处理器18实现校准功能。如框68表示，通知用户该校准结束，并且该校准结果储存在照相机和/或主计算机中。
利用散光器16产生的若干图像可以被分析和/或与其它图像比较。假设成像阵列15中的全部单元将通过散光器16的功能感光，可以使用消除其它噪声成份的迭代处理以便隔离该PRNU成份。随后，可以通过该校准处理去除来自PRNU或静像素的系统噪声。
一个数字照相机可以被校准，以便以成本有效的方式克服光致响应非均匀性和有缺陷像素的影响。而且，用户可以控制该校准处理并且可以根据用户乐意花费的时间量实现一个期望程度的校准效果。通过不招致校准的开支而提供更高质量的照相机及可能地通过利用具有较高缺陷百分比的成像阵列(其效果可以通过校准过程平衡)，该生产商可以受益。
虽然本发明已经参考一个有限数目的实施例描述，但是本领域技术人员将从那里理解有很多的修改及变化。所附的权利要求书力图覆盖落入本发明真实精神及范围中的全部修改及变化。
权利要求
1．一种校准数字照相机的方法，包括在一个照相机透镜之上固定一个散光器；使得光经过该散光器以便产生一个散射光成像；及用所说的照相机实现一个校准程序。
2．权利要求1的方法，实现一个光致响应非均匀性校准程序。
3．权利要求1的方法，其中所说的固定步骤包括把光散射全息照相定位在照相机透镜前面的步骤。
4．权利要求3的方法，其中所说的校准程序是使用连接到所说的数字照相机的一个主计算机实现的。
5．权利要求4的方法，包括通过主计算机提示用户跟随一系列校准该照相机的步骤。
6．权利要求5的方法，包括接收一个关于期望校准时间的用户输入。
7．权利要求6的方法，包括当已经到期该期望校准时间时，通知用户。
8．权利要求7的方法，包括把校准数据存储在该主计算机中。
9．一种数字照相机包括一个外壳；包含在该外壳中的一个成象透镜；可移动定位在该透镜前面的一个散光器；及一个数字成像装置，把该图像变换成该图像的数字信号显示，当散光器被连接到该外壳盖住透镜时，所说的装置能够校准。
10．权利要求9的照相机，其中所说的散光器包括适于充分地进行光散射的一个全息照相，以便仿真一个平面场光源。
11．权利要求10的照相机，其中所说的全息照相由固定到一个发光基片的塑料膜形成。
12．权利要求11的照相机，其中所说的装置包括一个从主计算机接收指令的接口。
13．权利要求10的照相机，其中所说的全息照相具有多个光散射全息形状，该散光器进一步包括一个刚性基片及固定到所说的基片的一个全息照相薄膜。
14．权利要求9的照相机，其中所说的散光器防止UV光的传输。
全文摘要
用于一个数字照相机(10)的透镜盖(12),提供用于校准目的的散射光源,其近似于一个平面场光源。以此方式,数字照相机可以在用户控制之下校准。散光器可以是一个光透射的全息照相(16)的形式。该全息照相可形成在多个光散射形状上面。当连接到一个主计算机时该照相机可以是校准或者自身校准。用户可以通过校准程序被提示。
文档编号H04N5/232GK1297645SQ99805125
公开日2001年5月30日 申请日期1999年4月13日 优先权日1998年4月17日
发明者R·史密斯 申请人:英特尔公司