[发明专利]数字图像中暗角消除的方法和系统

说明书

技术领域

本发明总体涉及数码相机成像，并且更具体地，涉及对原始成像数据例如Bayer数据的处理。

背景技术

在现有技术中已知在相机镜头之后形成的图像总是遭受非均匀亮度问题(公知为光衰落(falling-off)和暗角(vignetting))的影响。暗角意味着图像角落以及边界相对于图像中央处的暗化。根据公知为余弦第四定理的光学定理，当使用单镜头来形成图像时，到达镜头中远离光轴的焦平面的光量降低。通过组合镜头系统，可以显著降低或基本消除该衰落。然而，小型便携式设备例如移动电话中的相机镜头通常不属于复杂的镜头系统，图像边界区域的图像亮度很可能出现显著衰落。暗角效应部分是由于镜头几何中的光分布，以及暗角效应部分是由于图像传感器。具体而言，在具有使用微镜头和非光学填充因子(non-optical fill factor)的图像传感器的相机中，暗角还是严重地依赖于色彩的，表现在暗角效应对于不同的色彩是不同的。

发明内容

为了找出通过成像镜头的图像传感器上的暗角效应，本发明使用在整个测试区域内具有基本均匀亮度的光源作为成像目标的。通过图像传感器来捕获成像镜头所形成的成像目标的测试图像，并且在遍布图像区域的稀疏栅格(grid)上所分布的多个位置处执行对测试图像上的暗角效应的采样。在每个采样位置，使用采样窗口来计算在采样栅格位置处的平均修正增益值。根据采样栅格位置处的增益值来生成查找表。由于查找表仅包含采样栅格位置处的增益值而没有针对整个图像区域内每个像素的增益值，所以根据栅格的稀疏性可以显著地降低查找表的大小。可行的是生成两个或更多查找表，每个表用于光源的不同色温。此外，在可以调节镜头以用于自动对焦或光学对焦目的的相机系统中，还可以生成用于不同镜头位置的LUT(查找表)。

根据本发明，将图像区域有效地划分为多个图像分区，每个分区由四个栅格位置来限定。如此，在运行时间内计算分区内每个像素的修正增益，这是通过根据那四个栅格位置的修正增益值来插值出增益值，该插值考虑了该像素到那些栅格中每个栅格的距离。

附图说明

图1图示了出于暗角修正目的而用于生成查找表的系统。

图2图示了使用查找表来修正图像中暗角效应的系统。

图3A是在生成查找表时使用的正方形采样栅格的示意表示。

图3B是在生成查找表时使用的矩形采样栅格的示意表示。

图3C是在更多分区位于图像区域边界附近的采样栅格的示意表示。

图4是分区的示意表示。

图5是在生成查找表时使用的不同采样窗口的示意表示。

图6是示出了如何计算分区内像素处的修正增益值的示意表示。

图7是根据本发明的能够进行暗角修正的电子设备的示意表示。

具体实施方式

本发明使用一个或多个查找表进行暗角修正。作为生成包含针对图像区域内每个象素的修正因子的查找表的代替，本发明在测试图像上在遍布图像区域的稀疏栅格上所分布的多个位置处对的暗角效果进行采样，并根据采样栅格位置处的增益值来生成查找表。有效的是，将图像区域划分为多个图像分区，每个分区的边界为四个栅格位置。如此，在运行时间内计算分区内每个像素的修正增益，这是通过根据那四个栅格位置的修正增益值来插值出增益值，该插值考虑了该像素到那些栅格中每个栅格的距离。

本发明涉及两个一般水平的阶段：

1)基于需要进行暗角消除的此类图像传感器所捕获的适当测试图像来生成参考查找表(LUT)。

2)从该图像传感器所捕获的原始图像数据中消除暗角效应。

在第一阶段，将在整个测试区域内具有基本均匀亮度的光源用作成像目标，并且由图像传感器来捕获通过成像镜头的成像对象的测试图像。在遍布图像区域的稀疏栅格上所分布的多个位置处执行在测试图像上对暗角效应进行采样。在每个采样位置，使用采样窗口来计算采样栅格位置处的平均增益。根据该采样栅格位置处的增益值来生成查找表。为了消除图像数据中的噪声和亮度波动，可以使用两个或更多测试图像来计算采样栅格位置处的增益。