(57)【要約】【課題】 画像装置における光電変換関数(OECFs)の偏差較正に適した方法および装置を提供すること。【解決手段】      OECFsの偏差を較正するための方法は、次の工程を含む。まず、第１イメージを画像装置により取得する。次に、第２イメージを取得すると同時にOECFセットを取得するために、第１イメージに対してイメージ較正プロセスを画像装置により行う。OECFセットは、少なくとも第２イメージの光電特性値及び少なくとも画像装置の電気特性値を含む。最終的に、多数のイメージ及びそれらに対応するOECFセットを得るために、上述の工程は繰り返し行なわれる。【選択図】  図５
2006300917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像装置におけるOECFs（光電変換関数）の偏差較正に適した光電変換関数の偏差を較正するための方法であって、
前記画像装置により第１イメージを取得する工程と、
第２イメージを取得すると同時に、少なくとも該第２イメージの光電特性値及び少なくとも前記画像装置の電気特性値を含む光電変換関数(OECF)セットを取得するために、前記画像装置により前記第１イメージに対してイメージ較正を行う工程とを含み、
複数のイメージ及び対応するOECFセットを取得するために、前記第１イメージを取得する工程およびイメージ較正を行う工程が繰り返し行なわれることを特徴とする光電変換関数の偏差較正方法。
【請求項２】
光源と、
該光源の照射範囲に設けられた基準対象物と、
該基準対象物の複数のイメージを取得するために、前記光源の照射範囲に設けられた画像装置と、
第1イメージを較正するために、前記画像装置に接続されたイメージ較正ユニットとを備えることを特徴とする光電変換関数の偏差較正装置。
【請求項３】
前記基準対象物の前記第１イメージは、前記画像装置により取得され、該画像装置は、前記イメージ較正ユニットにより前記第１イメージを較正した後、第２イメージを取得すると同時に、少なくとも該第２イメージの光電特性値及び少なくとも前記画像装置の電気特性値を含む光電変換関数（OECF）セットを取得し、その後、複数のOECFセットを取得するために、前記工程は繰り返し行なわれることを特徴とする請求項２に記載の偏差較正装置。
【請求項４】
前記イメージ較正は、色偏向、色温度エラー、イメージコントラスト、イメージグレースケール及び肌色安定度を含むことを特徴とする請求項３に記載の偏差較正装置。
【請求項５】
前記画像装置は、イメージを感知し該イメージのデータを取得するためのイメージセンサを備えることを特徴とする請求項２に記載の偏差較正装置。
【請求項６】
前記画像センサは、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)センサで構成されていることを特徴とする請求項５に記載の偏差較正装置。
【請求項７】
前記イメージセンサは、電荷結合素子（CCD）センサで構成されていることを特徴とする請求項５に記載の偏差較正装置。
【請求項８】
前記画像装置は、イメージディスプレイ装置を備えることを特徴とする請求項２に記載の偏差較正装置。
【請求項９】
前記イメージディスプレイ装置は、液晶ディスプレイ又は発光ダイオードディスプレイで構成されていることを特徴とする請求項８に記載の偏差較正装置。
【請求項１０】
前記画像装置は、光学測定機器を備えることを特徴とする請求項２に記載の偏差較正装置。
【請求項１１】
前記画像装置は、データ出力装置を備えることを特徴とする請求項２に記載の偏差較正装置。
【請求項１２】
前記データ出力装置は、プリンタ又はスキャナで構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の偏差較正装置。
【請求項１３】
前記光学特性値は、輝度レベル、照明、透過率、反射率、屈折率及び光周波数スペクトルを含むことを特徴とする請求項２に記載の偏差較正装置。
【請求項１４】
前記電気特性値は、電圧、電流、抵抗及び電力定格を含むことを特徴とする請求項２に記載の偏差較正装置。
【請求項１５】
前記基準対象物は、反射体で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の偏差較正装置。
【請求項１６】
前記基準対象物は、透明体で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の偏差較正装置。
【請求項１７】
前記透明体は、前記光源と前記基準対象物との間に設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の偏差較正装置。
【請求項１８】
スペース又は面において相対位置を規定し、前記画像装置から前記基準対象物を区別するための光学ベースを更に備えることを特徴とする請求項２に記載の偏差較正装置。
【請求項１９】
前記画像装置の受像範囲に前記基準対象物が収まるように、前記画像装置を調整するための較正ベースを更に備えることを特徴とする請求項２に記載の偏差較正装置。
【請求項２０】
前記イメージを伝送するための光ファイバを更に備えることを特徴とする請求項２に記載の偏差較正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電特性の偏差を較正するための方法及びその装置に関し、特に、画像装置の光電特性における偏差を較正するための方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータの計算能力の急速な向上に伴い、デジタルメディアは、創造性及び想像力を表現するための主要機器の一つとなってきている。光電感知及び関連原理に基づく画像製品の発展に伴い、種々のイメージをデジタルフォーマットに記録及び保存することができる。例えば、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ(TFT-LCD)、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカムコーダ、スキャナ及びプリンタから構成される多くの種類のデジタル画像製品がある。一般的に、出力像の最終的な画質は、フロントエンドイメージ取得装置、デジタルイメージプロセッサ及びバックエンドデジタルイメージ出力装置によって決まる。
【０００３】
デジタルイメージは、デジタル処理された後、イメージディスプレイ又はドキュメント出力として、デジタル画像装置のバックエンド機器から出力される。デジタル画像処理（DIP）は、コンピュータを用いて行われる処理であり、２次元又は３次元のイメージを処理する。まず、アナログイメージは、「デジタル化」される（即ち、アナログデータは、「０」及び「１」のデジタルデータに変換される。）。その方法は、全ての位置でのイメージを「サンプリング」し、その後、各ポイントの輝度、色及び位置を分析及び記録する。イメージの各サンプリングポイントはピクセル（画素）と呼ばれ、イメージは一組のピクセルから構成されている。更に、その位置、色及び輝度を含む各ピクセルに関連するイメージデータは、コンピュータ内にデータアレイとして保存され、処理に備える。
【０００４】
上述のデジタルデータは、フロントエンドイメージデータ入力装置、デジタル画像処理(DIP)及びバックエンドイメージデータ出力装置を通過する。DIPは、例えば、種々の画像処理ソフトウエアを用いて、カラー付加/サブストラクション、輝度又は色調整、変形又はイメージ拡大/縮小等のローカル又は全体のイメージ処理タスクの全ての種類を行なう。コンピュータが、データアレイの各エレメントに演算又はロジック計算を行なった後、その結果は、カラーディスプレイスクリーンに表示される。即ち、画質を調整するために、従来の方法では、カラー特性ファイル（International Color Consortium (ICC)により設定されたカラーデータ基準を含むファイル）を用いる精巧なカラー再生計算が行なわれるイメージデータと共にソフトウエア型（S/W-based）アプローチを用いる。即ち、従来の方法では、装置又はハードウエア(H/W-based)の特性に関してはほとんど考慮されていない。
【０００５】
更に、フロントエンドイメージデータ入力装置は、イメージ取得プロセスを行い、必要なイメージデータを取得する。同様に、バックエンドイメージデータ出力装置は、デジタルデータに基づいてイメージを表示する。しかしながら、イメージデータの入力及び出力は、装置又はハードウエアの反応特性に密接に関連している。即ち、フロントエンドイメージデータ入力装置から取得されたオリジナルイメージデータと、イメージを出力するためにバックエンドイメージ出力装置から取得されたオリジナルイメージデータとは、画質にとって同様に重要である。従って、フロントエンドイメージデータ入力装置及びバックエンドイメージ出力装置は、本質的なハードウエア特性を通じてイメージに影響を及ぼす可能性がある。イメージに影響を及ぼす一つの重要な要因は、いわゆる光電変換関数（OECFs）、略称、光電特性である。従来から、液晶ディスプレイ、デジタルカメラ及びスキャナ等の画像装置では、最終的な出力がチップ又は液晶から取得された後、ソフトウエア登録値により画像特性が調整される。画像特性は、例えばマトリックスにより示されるルックアップテーブル(LUT)により調整される。
【０００６】
以下に、一般的な光電変換の実例を示す。図１は、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ(TFT-LCD)のパネル構造を示す斜視図である。図１に示すように、薄膜トランジスタ(TFT)は、ビデオ信号を制御するための電子スイッチとして機能し、液晶は、バックライトモジュールから人間の目へ光を伝達するための光学スイッチとして機能する。光の伝搬進路において、光電変換は液晶の光電特性に基づいて行なわれる。例えば、液晶分子は、特定の電圧により回転し、従って、特定の光線透過率を有する。図２は、フリンジフィールドスイッチング（Fringe Field Switching, FFS）モード、内面切替（In-Plane Switching, IPS）モード及びツイストネマティク（Twisted Nematic, TN）モードに基づく液晶分子の光電曲線を示すグラフである（電圧及び透過率に関する光電曲線）。
【０００７】
同様に、デジタルスチルカメラ及びデジタルビデオカムコーダ等の各イメージ取得装置は、相補型金属酸化シリコン（CMOS）イメージ感知モジュールを有する。図３は、CMOSイメージセンサのピクセルアレイの回路図である（単一のCMOSイメージセンサのみを示す）。図３に示すように、各CMOSイメージセンサの操作原理は、フォトダイオードを介して入射光線から光を吸収し、光エネルギーを電気信号に変換し、イメージデータを得る。図４は、電圧及び輝度に関連する３原色（赤、緑及び青）に対応するCMOSイメージ感知ピクセルの光電特性曲線を示すグラフである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ディスプレイパネル（例えば、液晶ディスプレイ）又はセンサモジュール（例えば、電荷結合素子イメージセンサ又は相補型金属酸化膜半導体イメージセンサ）等の画像装置に設けられたイメージディスプレイ装置又はイメージ記録装置では、ハードウエアの光電特性における偏差は修正されていない。即ち、ハードウエアの光電特性の出力像への影響は放置されている。従って、装置におけるオリジナルの光電変換関数（OECFs）は、オリジナルイメージの歪みをもたらし、色収差、色温度エラー、低コントラスト、グレースケールの移動及び不安定肌色を含む画質問題に起因する。
【０００９】
即ち、従来の画像装置では、装置自体の光電特性を無視しているため、多くの場合、出力像は歪められ、ディスプレイ品質は低くなっている。更に、画質を調整するために、従来の方法では、単に、ソフトウエア及び複雑なカラー再生技術を用いるだけである。従って、画像装置の光電特性が適切に考慮されるように、本発明は、光電特性の偏差を較正するための方法及びその装置を提案する。最終的には、イメージ（像）の歪みは最小限に抑えられ、画質は、より良好にコントロールされる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
従って、本発明の少なくとも１つの目的は、光電変換関数（OECFs）の偏差を較正するための方法を提供することである。この方法は、画像装置における光電特性の偏差補正に適しており、画質への画像装置の光電偏差の影響を考慮していない従来の方法における問題を解決する。
【００１１】
本発明の少なくとも第２の目的は、光電変換関数（OECFs）の偏差を較正するための装置を提供することである。
【００１２】
このような目的及び他の利点を達成するために、本発明の目的に応じてここで実施され広く説明されるように、本発明は、OECFsの偏差を較正するための方法を提供する。OECFsの偏差を較正するための方法は次の工程を含む。まず、画像装置により第１イメージ取得する。次に、第２イメージを取得すると同時にOECFセットを取得するために、第１イメージに対してイメージ較正プロセスを画像装置により行う。OECFセットは、少なくとも第２イメージの光学特性値及び少なくとも画像装置の電気特性値を含む。最終的に、多くのイメージ及びそれらに対応するOECFセットを得るために、上述の工程は繰り返し行なわれる。
【００１３】
本発明は、また、光電変換関数（OECFs）の偏差を較正するための装置を提供する。OECFsの偏差を較正するための装置は、光源、基準対象物、画像装置及びイメージ較正ユニットを備える。基準対象物は、光源の照射範囲に設けられる。また、画像装置は、基準対象物の複数のイメージを取得するために、光源の照射範囲に設けられる。イメージ較正ユニットは、第１イメージのイメージ較正を行なうために、画像装置に接続される。
【００１４】
上述の通り、画像装置は、まず、基準対象物の第１イメージを取得する。その後、第２イメージを取得すると同時にOECFセットを得るために、イメージ較正ユニットは、第１イメージに対してイメージ較正プロセスを行う。OECFセットは、少なくとも第２イメージの光学特性値及び少なくとも画像装置の電気特性値を含む。最終的に、上述の工程は、繰り返し行なわれ、多くのOECFセットを得ることができる。
【００１５】
本発明の１つの実施例によると、イメージ較正プロセスは、色偏向、色温度エラー、イメージコントラスト、イメージグレースケール及び肌色安定度を調整する。
【００１６】
本発明の１つの実施例によると、画像装置は、イメージを感知し、イメージデータを取得するためのイメージセンサである。イメージセンサを、電荷結合素子（CCD）センサ又は相補型金属酸化膜半導体（CMOS）センサで構成することができる。
【００１７】
本発明の１つの実施例によると、画像装置はイメージディスプレイ装置である。イメージディスプレイ装置を、液晶ディスプレイ又は発光ダイオードディスプレイで構成することができる。
【００１８】
本発明の１つの実施例によると、画像装置は光学測定機器である。
【００１９】
本発明の１つの実施例によると、画像装置はデータ出力装置である。データ出力装置を、プリンタ又はスキャナで構成することができる。
【００２０】
本発明の１つの実施例によると、光学特性値を、輝度レベル、照明レベル、透過率、反射率、屈折率及び光周波数スペクトルとすることができる。
【００２１】
本発明の１つの実施例によると、電気特性値を、電圧、電流、抵抗及び電力定格とすることができる。
【００２２】
本発明の１つの実施例によると、基準対象物は反射体である。
【００２３】
本発明の１つの実施例によると、基準対象物は、光源及び画像装置の間に設けられた透明体である。
【００２４】
本発明の１つの実施例によると、OECFsの偏差を較正するための装置は、基準対象物及び画像装置の間のスペース及び面における相対位置を規定するための光学板を備える。
【００２５】
本発明の１つの実施例によると、基準対象物のイメージが画像装置の受像領域に収まるように、OECFsの偏差を較正するための装置は、更に、画像装置を調整するための較正ベースを備える。
【００２６】
本発明の１つの実施例によると、OECFsの偏差を較正するための装置は、更に、イメージを伝送するための光ファイバを備える。
【発明の効果】
【００２７】
従って、本発明は、画像装置の光電特性を十分に考慮した光電変換関数（OECFs）の偏差を較正するための方法及びその装置を提供する。結果的に、イメージの歪みは、最小限に抑えられ、画質は、より良好にコントロールされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
上述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、例示的なものであり、請求の範囲に記載された発明の更なる説明を提供することを意図とする。
【００２９】
添付図面は、本発明を更に理解するために含まれ、本明細書の一部に組み込まれ、本発明の一部を構成する。図面は、説明と共に本発明の実施例を示し、本発明の原理を説明する。
【００３０】
本発明の好ましい実施例を詳細に説明するために、添付図面に示される例に符号を用いる。同一又は同様の部分を可能な限り参照するために、同一符号を、図面及び説明に用いる。
【実施例】
【００３１】
図５は、本発明の一つの実施例によるOECFsの偏差を較正するための装置を示す。図５に示すように、光電特性の偏差を較正するための装置は、光源１０２、基準対象物１０４、画像装置１０６及びイメージ較正ユニット１０８を備える。基準対象物１０４は、光源１０２の照射範囲に設けられる。また、画像装置１０６は、基準対象物１０４の複数のイメージを取得するために、光源１０２の照射範囲に設けられる。イメージ較正ユニット１０８は、取得したイメージを較正するために、画像装置１０６に接続される。
【００３２】
本実施例では、基準対象物１０４は、例えば、反射体である。更に、装置１００は、光学ボード１１０及び較正ベース１１２を備える。光学ボード１１０は、基準対象物１０４と画像装置１０６との間に設けられ、較正プロセスの間の光の吸収又は反射の光学現象と干渉せずに、基準対象物１０４と画像装置１０６とを分離するためのスペース又は面を規定する。較正ベース１１２は、基準対象物１０４のイメージ（像）を画像装置１０６の受像領域に収めることができるように、画像装置１０６の位置、視角及び物理的な角度を設定するために用いられる。
【００３３】
図５に示すように、光源１０２は、基準対象物１０４に光を当てる。本実施例における画像装置１０６は、例えば、イメージ感知装置である。この画像装置１０６は、光源１０２から発せられ基準対象物１０４により反射された反射光を受光し、第１イメージを感知し、第１イメージデータを取得する。第１イメージは、最初の未処理のイメージ、即ち、基準対象物１０４そのもののイメージである。次に、イメージ較正ユニット１０８は、第１イメージに対してイメージ較正プロセスを行い、その後、画像装置１０６は、第２イメージを取得する。イメージ較正は、色偏向、色温度エラー、イメージコントラスト、イメージグレースケール及び肌色安定度を含む。イメージ較正プロセスの後、優れた較正されたままの第２イメージを生成するために、集束及び露出を含む他のイメージ処理を行なうことができる。
【００３４】
一方、イメージ較正ユニット１０８は、光電変換関数（OECF）セットを得る。OECFセットは、少なくとも第２イメージの光学特性値及び少なくとも画像装置１０６の電気特性値を含む。光学特性値は、輝度レベル、照明レベル、透過率、反射率、屈折率及び可視光のスペクトルを含む。電気特性値は、電圧、電流、抵抗及び電力定格を含む。
【００３５】
最終的に、複数のOECFセットを得るために、上述の工程は繰り返し行なわれる。これにより、画像装置１０６の光電特性は較正される。
【００３６】
本発明の実施例では、イメージを感知し、イメージデータを取得するための画像装置のイメージ感知装置を、電荷結合素子（CCD）又は相補型金属酸化半導体（CMOS）イメージセンサで構成することができる。
【００３７】
更に、本発明の一つの実施例では、画像装置は、イメージディスプレイ装置である。イメージディスプレイ装置を、液晶ディスプレイ又は発光ダイオードディスプレイで構成することができる。
【００３８】
本発明の一つの実施例では、画像装置を光学測定機器で構成することができる。
【００３９】
本発明の一つの実施例では、画像装置をデータ出力装置で構成することができる。データ出力装置は、プリンタ又はスキャナで構成されている。
【００４０】
図６は、本発明の別の実施例によるOECFsの偏差を較正するための装置を示す。図６に示すように、OＥCFsの偏差を較正するための装置２００は、光源２０２、基準対象物２０４、画像装置２０６及びイメージ較正ユニット２０８を備える。基準対象物２０４は、光源２０２の照射範囲に設けられている。また、画像装置２０６は、基準対象物２０４の複数のイメージを取得するために、光源２０２の照射範囲に設けられている。イメージ較正ユニット２０８は、取得されたイメージを較正するために、画像装置２０６に接続されている。
【００４１】
本実施例では、基準対象物２０４は、例えば、透明体である。装置２００は、更に、光学ボード２１０、較正ベース２１２及び光ファイバ２１４を備える。光学ボード２１０は、基準対象物２０４及び画像装置２０６の間に設けられ、スペース又は相対面での相対位置を規定し、較正プロセスの間の光学作用としての光の吸収又は反射と干渉せずに、基準対象物２０４と画像装置２０６とを分離する。較正ベース２１２は、基準対象物２０４のイメージを画像装置２０６の受像領域に収めることができるように、画像装置２０６の位置、視角及び物理的角度を設定するために使用される。
【００４２】
図６に示すように、光源２０２は、基準対象物２０４に光を当てる。本実施例における画像装置２０６は、例えば、イメージ感知装置である。画像装置２０６は、光源２０２から発せられ基準対象物２０４を介して伝達された光を受光し、第１イメージを感知し、第１イメージデータを取得する。第１イメージは、最初の未処理のイメージ、即ち、基準対象物２０４そのもののイメージである。その後、イメージ較正ユニット２０８は、第１イメージに対してイメージ較正プロセスを行い、その後、画像装置２０６は第２イメージを取得する。イメージ較正は、色偏向、色温度エラー、イメージコントラスト、イメージグレースケール及び肌色安定度を含むことができる。イメージ較正プロセスの後、優れた較正されたままの第２イメージを生成するために、集束及び露出を含む他のイメージプロセスを行うことができる。
【００４３】
一方、イメージ較正ユニット２０８は、光電変換関数（OECF）セットを取得する。OECFセットは、少なくとも、第２イメージの光学特性値及び少なくとも、画像装置２０６の電気特性値を含む。光学特性値は、輝度レベル、照明レベル、透過率、反射率、屈折率及び可視光のスペクトルを含む。電気特性値は、電圧、電流、抵抗及び電力定格を含む。
【００４４】
最終的に、複数のOECFセットを得るために、上述の工程は繰り返し行なわれる。これにより、画像装置２０６の光電特性は較正される。
【００４５】
本発明の実施例では、イメージを感知し、イメージデータを取得するための画像装置のイメージ感知装置を、電荷結合素子（CCD）又は相補型金属酸化膜半導体（CMOS）イメージセンサで構成することができる。
【００４６】
更に、本発明の一つの実施例では、画像装置はイメージディスプレイ装置である。イメージディスプレイ装置を、液晶ディスプレイ又は発光ダイオードディスプレイで構成することができる。
【００４７】
本発明の一つの実施例では、画像装置を光学測定機器で構成することができる。
【００４８】
本発明の一つの実施例では、画像装置をデータ出力装置で構成することができる。データ出力装置は、プリンタ又はスキャナで構成されている。
【００４９】
イメージの歪みを最小限に抑え、画質をより良くコントロールするために、本発明は、画像装置の光電特性に関して考慮した光電変換関数(OECFs)の偏差を較正するための方法及びその装置を提供する。
【００５０】
本発明の範囲又は精神から逸脱しない限り、本発明の構造に種々の改良及び変形が施されることは、当業者にとって明らかである。上記を考慮して、本発明は、以下の請求項及びその均等の範囲に含まれる変形や改良例を含む。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来の薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（TFT-LCD）の基本要素を示す斜視図である。
【図２】液晶分子の光電曲線を示し、電圧と透過率との関係を示す光電曲線のグラフである。
【図３】従来のCMOSイメージセンサの回路図である。
【図４】３原色（赤、緑及び青）の従来のCMOSイメージ感知ピクセルアレイの光電特性曲線を示すグラフである。
【図５】本発明の一つの実施例によるOECFsの偏差を較正するための装置を示す図である。
【図６】本発明の別の実施例によるOECFsの偏差を較正するための装置を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１００、２００  光電変換関数の偏差を較正するための装置
１０２、２０２  光源
１０４、２０４  基準対象物
１０６、２０６  画像装置
1０８、２０８  較正ユニット
１１０、２１０  光学ボード
１１２、２１２  較正ベース
２１４  光ファイバ
【図１】
2006300917.tif 000003
【図２】
2006300917.tif 000004
【図３】
2006300917.tif 000005
【図４】
2006300917.tif 000006
【図５】
2006300917.tif 000007
【図６】
2006300917.tif 000008