[发明专利]动态颜色阴影校正

说明书

技术领域

本文中所揭示的系统和方法大体上涉及图像捕获装置，并且更具体地说，涉及校正所捕获的图像中的颜色失真。

背景技术

使用数码相机所捕获的图像遭受可损害所捕获的照片的质量的亮度及颜色阴影失真。亮度阴影又称为渐晕，其为取决于位置的由光学系统透射的光的量的减少，从而引起边缘附近的影像的暗化。影响胶片与数码相机两者的渐晕是指由在镜头视场(FOV)外围附近的光学系统透射的光的量的减少，从而引起在边缘处的影像的逐渐暗化。可通过校准相机的镜头滚降失真函数来有效地解决渐晕。

颜色阴影实际上是相似的，且显示为传感器边缘附近的颜色的转变。颜色阴影失真特定针对于数码相机。典型电荷耦合装置(CCD)或互补型金属氧化物半导体(CMOS)传感器的在可见光光谱的红色端部处的光谱灵敏度比在光谱的蓝色端部处的光谱灵敏度高，并且还显著扩展至近红外线(IR)光谱中。此类传感器对IR光的相对高敏感度可引起颜色再现的误差。因此，在大多数数字传感器中，IR敏感度受到在传感器的正面处的薄膜反射性IR滤波器限制，所述薄膜反射性IR滤波器在传递可见光时阻挡红外线波长。然而，IR滤波器的透射率在入射于滤波器上的光的角度增加时转变为较短波长。因此，归因于较大入射光线角度，可在图像传感器的边缘处较多地阻挡较长波长(诸如，红光)，从而导致图像中的在空间上的不均匀色温。

按照惯例，通过每单元校准校正颜色阴影伪影，所述每单元校准根据由图像捕获装置在发光体集合中的每一发光体下所捕获的平面场场景的图像测量在所述发光体集合下的个别图像捕获装置的颜色阴影分布。在每一发光体下的颜色阴影的二维分布的反相被存储为校正表以补偿由图像捕获装置所捕获的图像中的颜色阴影伪影。当捕获一影像时，图像捕获装置首先采用白平衡算法以从传感器上的所捕获的数据检测场景发光体且接着选择对应的校正表以补偿颜色阴影失真。

发明内容

所捕获的图像中的颜色阴影伪影可降低图像的质量。然而，用于校正颜色阴影伪影的现有方法为复杂的、计算上昂贵的、取决于传感器的，且不精确地校正以下场景中的颜色阴影伪影：具有多个照明源的场景、具有其表面通过反射改变入射光的波长的目标的场景，或具有不具有对应的经预计算的校正表的照明源的场景。因此，在运作中针对任何图像传感器计算本文中所描述的颜色阴影校正技术，且可基于图像场景的照明源类型以及所捕获的图像中的目标。

渐晕及颜色阴影伪影的严重度可取决于照在成像传感器上的光的主光线角度(CRA)以及其它因素。此因素可使得小型相机中的广角镜头更倾向于阴影失真。虽然可使用光学系统的校准相对容易地解决渐晕，但是颜色阴影为更复杂的现象，其主要由光的入射角与传感器上的红外线(IR)反射性滤波器的相互相用引起。颜色阴影取决于场景发光体的光谱以及经成像的目标的表面反射系数，且因此无法使用预校准技术稳定地解决。

若干因素可造成图像中的颜色阴影伪影。用于阻挡非所需的红外光由图像传感器捕获的红外线滤波器一般在所选择的波长处具有锐截止值。然而，所述截止值存在处的波长取决于入射光线的入射角而变化。举例来说，典型薄膜反射性IR滤波器的截止波长为到达传感器处的光的角度的函数，随着光的入射角的增加，所述截止波长单调地朝向光谱的蓝色端部转变。因此，针对于镜头的主光线角度(CRA)较大的相机视场(FOV)的边缘，IR滤波器比在FOV的中心处截断更多的红光。因此，配备有反射性IR滤波器的成像传感器的响应在空间上不均匀，从而导致所捕获的图像中的视觉上不愉快的颜色阴影。颜色阴影通常对于小型广角光学系统(例如，移动电话中的成像装置)而言更严重。用于移动电话中的与相对广角镜头耦合的相机模块的小型尺寸意味着镜头与图像传感器极接近，所述镜头因此以可在图像的拐角及边缘处变得非常陡的角度接收光。所述结果为跨越图像的颜色响应的显著变化。另外，其它物理现象，例如，镜头渐晕、CRA上的光学空间串扰的相关性及入射光子的波长的像素量子效率的相关性，也可造成颜色阴影伪影。