專利名稱：成像設(shè)備和成像信號校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如視頻攝像機(jī)的成像設(shè)備以及用在這種成像設(shè)備中的成像信號校正方法。特別地，本發(fā)明涉及用在鏡頭可互換的成像設(shè)備中的這種技術(shù)。
背景技術(shù)：
一些成像設(shè)備(諸如視頻攝像機(jī))執(zhí)行通過使用成像器來對物體成像而獲得的成像信號的橫向色差校正。橫向色差校正是用于基于與連接到所關(guān)注的成像設(shè)備的鏡頭的像差相關(guān)的特性信息，來校正在成像信號的每個幀中的每個像素位置處的信號(特別地，相鄰像素的信號)。橫向色差校正使得有可能防止歸因于鏡頭像差的圖像質(zhì)量惡化，由此可以令人滿意地執(zhí)行成像。在JP-A-2008-96907 (專利文獻(xiàn)1)中描述了橫向色差校正的示例。在專利文獻(xiàn)1 中，描述了鏡頭可互換的成像設(shè)備。用于對橫向色差進(jìn)行校正的鏡頭特性信息被存儲在鏡頭裝置中，并且成像設(shè)備讀出所存儲的鏡頭特性信息，以執(zhí)行校正處理。即使在鏡頭可互換的成像設(shè)備中，在專利文獻(xiàn)1中描述的構(gòu)造也允許適當(dāng)?shù)匦Ｕ龣M向色差。

發(fā)明內(nèi)容
可以安裝到鏡頭可互換的成像設(shè)備(諸如視頻攝像機(jī))中的鏡頭裝置具有固定的口徑。例如，參照用于視頻攝像機(jī)的鏡頭裝置的典型尺寸，存在用于2/3英寸成像器的鏡頭裝置以及用于1/2英寸成像器的鏡頭裝置。2/3英寸成像器是具有對角長度為2/3英寸的成像面的成像器。不同尺寸的鏡頭裝置具有相應(yīng)的口徑不同的鏡頭安裝部分，并且安裝到每個視頻攝像機(jī)的鏡頭的尺寸都是固定的。雖然成像系統(tǒng)具有如上所述的固定尺寸，但是通過使用用于轉(zhuǎn)換鏡頭安裝部分的尺寸的轉(zhuǎn)換適配器，可以將具有不同口徑的鏡頭裝置安裝到成像設(shè)備上。具體地，使用轉(zhuǎn)換適配器，原來設(shè)計為允許1/2英寸鏡頭裝置安裝到其上的成像設(shè)備可以適合于具有更大口徑的2/3英寸鏡頭裝置。因?yàn)槭褂萌缟纤龅膫鹘y(tǒng)適配器可以安裝不同尺寸的鏡頭，所以由用戶所持有的已有鏡頭可以被有效地使用。在具有不同鏡頭口徑的鏡頭裝置被安裝到成像設(shè)備上時，發(fā)生如上所述的橫向色差可能不能被適當(dāng)?shù)匦Ｕ膯栴}。橫向色差的校正是對根據(jù)圖像幀內(nèi)的像素位置而變化的色差進(jìn)行校正以獲得不具有色差的成像信號的處理。在連接到成像器上的鏡頭被改變?yōu)榫哂胁煌趶降牧硪粋€鏡頭時，具有由鏡頭形成的像高的圖像幀可能與由成像器成像的信號的圖像幀不同。圖5示出了需要橫向色差的校正的原因。優(yōu)選地，在鏡頭L是理想鏡頭時，透過鏡頭L形成的圖像在保持不變的位置，而無論圖像的顏色如何。然而，實(shí)際上，紅色(R)、藍(lán)色 (B)和綠色(G)的圖像形成為彼此略微不同的位置。具體地，大量的偏移發(fā)生在遠(yuǎn)離鏡頭的
3中軸線的周邊區(qū)域，如圖5所示。這種顏色的位置之間的偏移取決于所使用的鏡頭的特性， 并且在使用不同構(gòu)造的鏡頭時發(fā)生完全不同的偏移。在橫向色差校正處理中，通過轉(zhuǎn)換像素位置來使得在成像時偏移的三原色的像素的位置彼此重合，以校正色差。具體地，執(zhí)行校正使得如圖5所示在紅色(R)的成像位置中的像素信號、在藍(lán)色(B)的成像位置中的成像信號和在綠色(G)的成像位置中的成像信號被轉(zhuǎn)換為相同位置的像素信號。當(dāng)如上所述地將安裝到成像設(shè)備上的1/2英寸鏡頭裝置由2/3英寸鏡頭替換時， 相比于由2/3英寸成像設(shè)備對物體成像的位置，物體成像在朝向遠(yuǎn)攝端移動的位置。因此， 即使在成像設(shè)備獲得了對于安裝到如上所述的設(shè)備上的2/3英寸鏡頭裝置設(shè)置的、用于進(jìn)行橫向色差校正的校正系數(shù)時，成像設(shè)備也將會進(jìn)行錯誤的強(qiáng)校正，這是因?yàn)殓R頭的圖像幀之間的差異。因此，當(dāng)安裝鏡頭裝置以替換不同尺寸的另一個鏡頭裝置時，可能發(fā)生圖像質(zhì)量的劣化。在這種情況下，期望允許成像設(shè)備適當(dāng)?shù)貓?zhí)行成像處理，而無論安裝到設(shè)備上的鏡頭的尺寸如何。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使用專用于透鏡裝置的校正系數(shù)來校正通過成像器而獲得的成像信號的橫向色差。判斷安裝到透鏡安裝部分的透鏡裝置的口徑，并且根據(jù)所判斷的尺寸來修正用于對橫向色差進(jìn)行校正的校正系數(shù)，以執(zhí)行校正處理。因此，當(dāng)利用具有不同鏡頭口徑的另一個鏡頭裝置替換該鏡頭裝置時，用于校正成像信號的橫向色差的校正系數(shù)得到修正，以允許使用適當(dāng)?shù)男Ｕ禂?shù)來校正橫向色差。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以使用適當(dāng)?shù)男Ｕ禂?shù)來校正橫向色差，而無論安裝到所關(guān)注的成像設(shè)備上的鏡頭裝置的鏡頭口徑如何，這有利于利用適當(dāng)?shù)匦Ｕ臋M向色差來執(zhí)行成像，而無論鏡頭口徑如何。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的攝像設(shè)備和鏡頭裝置的示例性系統(tǒng)構(gòu)造的示意圖；圖2是根據(jù)發(fā)明的實(shí)施例的攝像機(jī)設(shè)備的框圖，該圖示出了其示例性構(gòu)造；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的設(shè)置攝像機(jī)設(shè)備的校正系數(shù)的處理的示例的流程圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的將要被校正的位置的圖；以及圖5是示出了為何需要橫向色差校正的原因的圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將要按照以下順序詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例的細(xì)節(jié)。1.實(shí)施例的示例性系統(tǒng)構(gòu)造(圖1)2.實(shí)施例的成像設(shè)備的示例性構(gòu)造(圖2)3.校正系數(shù)設(shè)置處理的描述(圖3和圖4)1.實(shí)施例的示例性系統(tǒng)構(gòu)造現(xiàn)在將要參照圖1描述本發(fā)明的實(shí)施例的示例性系統(tǒng)構(gòu)造。
如圖1所示，作為成像設(shè)備的攝像機(jī)設(shè)備10包括鏡頭安裝部分11和鏡頭裝置，鏡頭裝置可以安裝到鏡頭安裝部分11以允許鏡頭以可互換的方式自由地使用。鏡頭安裝部分11是用于安裝1/2英寸型鏡頭裝置30的安裝部分。1/2英寸型鏡頭裝置30包括設(shè)置在鏡頭鏡筒31中的透鏡以及設(shè)置在其后端的安裝部分32。術(shù)語“1/2英寸型”表示鏡頭裝置是與其中成像器具有1/2英寸對角長度的成像面的攝像機(jī)設(shè)備一同使用的鏡頭裝置。安裝部分32是尺寸確定為安裝到攝像機(jī)設(shè)備的安裝部分11中的安裝部分。鏡頭裝置30包括設(shè)置在鏡頭鏡筒31中的存儲器33，專用于鏡頭裝置30的數(shù)據(jù)存儲在存儲器33中。存儲鏡頭類型數(shù)據(jù)和各種校正系數(shù)的數(shù)據(jù)(諸如用于對鏡頭的橫向色差進(jìn)行校正的校正系數(shù))來作為專用于鏡頭30的數(shù)據(jù)。如圖1所示，攝像機(jī)設(shè)備10的鏡頭安裝部分11被構(gòu)造為使得可以使用轉(zhuǎn)換適配器50將2/3英寸型鏡頭裝置40安裝到安裝部分。術(shù)語“2/3英寸型”表示2/3英寸型鏡頭裝置40是與其中成像器具有2/3英寸對角長度的成像面的攝像機(jī)設(shè)備一同使用的鏡頭裝置。一般來說，這種類型的鏡頭裝置具有比1/2英寸型鏡頭裝置更大的鏡頭口徑。2/3英寸型鏡頭裝置40包括設(shè)置在鏡頭鏡筒41的后端的2/3英寸型鏡頭安裝部分42。鏡頭裝置40包括設(shè)置在鏡頭鏡筒41中的存儲器43，專用于鏡頭裝置40的數(shù)據(jù)存儲在存儲器43中。存儲鏡頭類型數(shù)據(jù)和各種校正系數(shù)的數(shù)據(jù)(諸如用于對鏡頭的橫向色差進(jìn)行校正的校正系數(shù))來作為專用于鏡頭40的數(shù)據(jù)。 轉(zhuǎn)換適配器50包括鏡頭安裝部分以及主體安裝部分52，2/3英寸型鏡頭裝置安裝到鏡頭安裝部分51并且主體安裝部分52用于將適配器安裝到設(shè)計為允許安裝1/2英寸型鏡頭裝置的設(shè)備主體。轉(zhuǎn)換適配器50具有將存儲在安裝到其上的鏡頭裝置40的存儲器43 中的數(shù)據(jù)向連接到所述主體安裝部分52的成像設(shè)備的主體再現(xiàn)的功能。2.實(shí)施例的成像設(shè)備的示例性構(gòu)造現(xiàn)在將要參照圖2詳細(xì)描述攝像機(jī)設(shè)備10或成像設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造。攝像機(jī)設(shè)備10包括成像器12。圖1中示出的鏡頭安裝部分11設(shè)置在成像器12 的前方以允許鏡頭裝置30被直接安裝到設(shè)備或者允許通過轉(zhuǎn)換適配器50來安裝鏡頭裝置 40。當(dāng)具有通過如此安裝的鏡頭裝置而獲得的像高的圖像形成在成像器12的成像面上時，執(zhí)行成像處理以獲得與如所述形成的圖像的像高相對應(yīng)的成像信號。成像器12是成像面具有適合于1/2英寸型鏡頭裝置的尺寸的成像器。各種類型的成像器(諸如CCD成像傳感器和CMOS圖像傳感器)可以被用作成像器12。成像信號由連接到成像器12的讀出電路13讀出，并且所讀出的成像信號被提供給成像處理部分14。成像處理部分14可以對于成像信號執(zhí)行各種校正處理，以對信號進(jìn)行校正。例如，執(zhí)行橫向色差校正處理?？梢赃x擇執(zhí)行周邊變暗校正處理。在成像處理部分 14處的這種校正處理是在由控制部分20進(jìn)行的控制下執(zhí)行的。控制部分20通過作為通信部分的接口部分19而與安裝到設(shè)備上的鏡頭裝置通信，以從鏡頭裝置的存儲器33或43獲得校正處理所需的校正系數(shù)。在由控制部分20執(zhí)行的控制下使用由此獲得的校正系數(shù)來執(zhí)行橫向色差校正處理。當(dāng)控制部分20判斷所安裝的鏡頭裝置是2/3英寸鏡頭裝置時，執(zhí)行校正處理以修正從鏡頭裝置的存儲器獲得的校正系數(shù)，并且使用經(jīng)修正的校正處理來執(zhí)行校正計算處理。校正計算處理所需的數(shù)據(jù)被預(yù)先存儲在存儲器21中。
在由成像處理部分14校正之后，成像信號被提供給視頻轉(zhuǎn)換部分15，以將其轉(zhuǎn)換為預(yù)定格式的視頻信號，并且由于轉(zhuǎn)換而獲得的視頻信號被提供給顯示部分16并顯示在其上。通過視頻轉(zhuǎn)換部分15獲得的視頻信號也被提供給記錄部分17并且記錄在其中。此外，通過視頻轉(zhuǎn)換部分15獲得的視頻信號被提供給輸出部分18并且從設(shè)備輸出。攝像機(jī)設(shè)備10包括操作部分22，并且用戶可以對操作部分22進(jìn)行操作來進(jìn)行各種設(shè)置。當(dāng)所安裝的鏡頭裝置不具有結(jié)合在其中的存儲器時，可以顯示菜單屏幕等以允許用戶在屏幕上通過對操作部分22進(jìn)行操作來選擇校正系數(shù)。所選擇的校正系數(shù)可以被存儲在存儲器21中。3.校正系數(shù)設(shè)置處理的描述現(xiàn)在將會參照圖3中的流程圖來描述包括在由成像處理部分14執(zhí)行的橫向色差校正處理中的對校正系數(shù)進(jìn)行設(shè)置的處理。首先，控制部分20判斷安裝到攝像機(jī)設(shè)備10的鏡頭裝置是1/2英寸鏡頭裝置還是2/3英寸鏡頭裝置(步驟Sll)。例如，當(dāng)攝像機(jī)設(shè)備10的電源被打開時執(zhí)行判斷處理。 或者當(dāng)檢測到鏡頭替換操作時執(zhí)行該處理。例如，在可以從所安裝的鏡頭裝置的存儲器(存儲器33或4 讀出鏡頭類型編號時，可以通過這種數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。當(dāng)可以執(zhí)行檢測以判斷轉(zhuǎn)換適配器50是否安裝時，可以基于轉(zhuǎn)換適配器50是否安裝來作出鏡頭裝置類型的判斷。此外，當(dāng)不能如上所述地自動作出判斷時，可以通過用戶在安裝鏡頭時在操作部分22上的操作來登記鏡頭的尺寸并將其記錄在存儲器21中，并且可以通過讀出所登記的鏡頭尺寸數(shù)據(jù)來作出鏡頭裝置類型的判斷。當(dāng)在步驟Sll判斷為所安裝的裝置是1/2英寸型鏡頭裝置時，控制部分20判斷是否可以從所安裝的鏡頭裝置獲得用于對橫向色差進(jìn)行校正的校正系數(shù)Ai (步驟S12)。當(dāng)判斷為可以獲得用于對橫向色差進(jìn)行校正的校正系數(shù)Ai時，接口部分19從鏡頭裝置的存儲器33讀出所關(guān)注的校正系數(shù)Ai，并且控制部分20將由此讀出的校正系數(shù)Ai設(shè)置為用于校正的系數(shù)(步驟S13)。當(dāng)在步驟S12不能從鏡頭裝置獲得用于對橫向色差進(jìn)行校正的校正系數(shù)Ai時 (或者當(dāng)鏡頭不包括存儲器時)，可以通過用戶操作來設(shè)置校正系數(shù)Ai (步驟S14)。當(dāng)在步驟Sll判斷為所安裝的裝置是2/3英寸型鏡頭裝置時，控制部分20判斷是否能夠從所安裝的鏡頭裝置獲得用于對橫向色差進(jìn)行校正的校正系數(shù)Ai (步驟S15)。當(dāng)判斷為可以獲得用于對橫向色差進(jìn)行校正的校正系數(shù)Ai時，接口部分19從鏡頭裝置的存儲器43讀出所關(guān)注的校正系數(shù)Ai。所獲得的校正系數(shù)Ai被轉(zhuǎn)換為用于1/2英寸型成像器的校正系數(shù)Ai’(步驟S16)?？刂撇糠?0將通過轉(zhuǎn)換而獲得的校正系數(shù)Ai’設(shè)置為用于校正的系數(shù)(步驟S17)。當(dāng)在步驟S15不能從鏡頭裝置獲得用于對橫向色差進(jìn)行校正的校正系數(shù)Ai時 (或者當(dāng)鏡頭不包括存儲器時)，處理進(jìn)行到步驟S14，以通過用戶操作來設(shè)置校正系數(shù)Ai。當(dāng)在步驟S13、S14或S17設(shè)置校正系數(shù)Ai或Ai，時，處理進(jìn)行到步驟S18，在此處成像處理部分14使用由此設(shè)置的校正系數(shù)Ai或Ai’來執(zhí)行橫向色差校正處理(步驟 S18)?，F(xiàn)在將會描述橫向色差校正的示例。
根據(jù)以下示出的公式⑴來執(zhí)行橫向色差校正。
權(quán)利要求
1.一種成像設(shè)備，包括 鏡頭安裝部分；具有成像面的成像器，具有由安裝到所述鏡頭安裝部分的鏡頭裝置而獲得的像高的圖像形成在所述成像面上；成像處理部分，其對由所述成像器獲得的成像信號的橫向色差進(jìn)行校正；以及控制部分，其根據(jù)安裝到所述鏡頭安裝部分的所述鏡頭裝置的口徑來確定成像器尺寸，并且在所述成像處理部分處按照由此確定的尺寸來對用于橫向色差校正的校正系數(shù)進(jìn)行修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備，包括通信部分，其與安裝到所述鏡頭安裝部分的所述鏡頭裝置通信，其中， 所述控制部分通過保持在所述鏡頭中的數(shù)據(jù)來確定所述尺寸，所述數(shù)據(jù)通過由所述通信部分執(zhí)行的通信而獲得。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像設(shè)備，其中，所述控制部分通過由所述通信部分執(zhí)行的通信而獲得保持在所述鏡頭裝置中的校正系數(shù)的數(shù)據(jù)；并且基于所確定的尺寸來對所獲得的校正系數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以使用經(jīng)轉(zhuǎn)換的校正系數(shù)來執(zhí)行橫向色差校正。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的成像設(shè)備，其中所述成像處理部分執(zhí)行周邊變暗校正；并且所述控制部分還根據(jù)安裝到所述鏡頭安裝部分的所述鏡頭的口徑來對用于校正周邊變暗的校正系數(shù)進(jìn)行修正。
5.一種成像方法，包括以下步驟使用專用于鏡頭裝置的校正系數(shù)來對通過成像器獲得的成像信號的橫向色差進(jìn)行校正；根據(jù)安裝到鏡頭安裝部分的鏡頭裝置的口徑來確定成像器尺寸；以及根據(jù)在所述確定步驟確定的尺寸來對所述校正系數(shù)進(jìn)行修正，并且實(shí)施控制以執(zhí)行校正處理。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種成像設(shè)備和成像信號校正方法。一種成像設(shè)備，包括鏡頭安裝部分；具有成像面的成像器，具有由安裝到鏡頭安裝部分的鏡頭裝置而獲得的像高的圖像形成在成像面上；成像處理部分，其對由成像器獲得的成像信號的橫向色差進(jìn)行校正；以及控制部分，其根據(jù)安裝到鏡頭安裝部分的鏡頭裝置的口徑來判斷成像器尺寸，并且在成像處理部分處按照由此確定的尺寸來對用于橫向色差校正的校正系數(shù)進(jìn)行修正。
文檔編號H04N9/64GK102215340SQ20111008322
公開日2011年10月12日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者川瀨正干, 須藤秀和 申請人:索尼公司