专利名称：具有污点软清除功能的数码相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种数码相机，具体地说，是一种具有污点软清除功能的数码相机。属于相机技术领域。
背景技术：
目前的数码相机的结构类似，大体上都是由镜头、CCD(光电耦合器件)、A/D(模/数转换器)、DSP(数字信号处理器)、内/外置存储器、LCD(液晶显示屏)、通信接口以及供电模块等部分组成。镜头在CCD的前方，将图像的光信号传递给CCD。CCD在把光信号转变为电信号，然后模数转换器将模拟信号转换成数字信号并传送到DSP，接着DSP对数字信号进行插值和压缩并转化为特定的图像格式。最后，图像文件被存储在内置存储器中。用户可以通过LCD查看拍摄到的照片，还可以将数码相机通过通信接口连接到计算机和电视机。
经对现有技术文献的检索发现，美国专利公开号20020093577，
公开日为2002年7月18日，发明名称数码相机及其控制方法。该发明描述了一套摄像装置及其控制操作，其摄像装置由镜头、图像传感器、存储器和污点检测器组成。镜头可以成像，并且将其投影到图像传感器的表面，图像传感器产生图像输出信号输出到存储器，污点检测器从存储器中读取图像进行污点检测并将结果返回到存储器。该发明通过污点检测模式下标定出污点在图像传感器表面的位置，可以在切出该污点检测模式后拍摄的照片中通过相机内部的图像处理技术将污点清除掉，得到复原的照片。此外，Olympus生产的E1单反相机已经具有除尘功能，但是使用的是相机内置的超声波来清除灰尘，采用的是物理方式。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种具有污点软清除功能的数码相机，使其通过特有的污点处理模块检测污点，并且对图像进行修复，所有操作只在数码相机内部完成，从而极大的提高了污点处理的效率和易用性。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括镜头、图像传感器、中央控制模块、通讯接口模块、存储模块、用户操作界面、电源管理模块，其连接方式为图像传感器设在镜头的后方，图像传感器通过总线接口与中央控制模块相连接，中央控制模块又通过总线接口分别和通讯接口模块、存储模块、用户操作界面、电源管理模块连接，所述的中央控制模块负责数据运算工作，同时也控制镜头、图像传感器、通讯接口模块、存储模块、电源管理模块的协同工作以及数据流和指令流的调度。
所述的电源管理模块在整个工作期间一直负责对系统的供电支持，并且自动调整照相机的用电状态。
所述的用户操作界面，或者是设置在数码相机上的模式切换旋钮上，或者是在照相机的功能菜单中设置的选项。在所述的用户操作界面上设有污点检测的选择档。
所述的中央控制模块，其内部设置污点处理子模块，污点处理子模块内嵌于中央控制模块之中，在硬件上和中央控制模块共享同样的数字信号处理芯片，在软件上采用数字图像处理技术检测和修复数字照片中的污点，作为中央控制模块内部完全封装的实体，专门处理污点问题。污点处理子模块的功能是检测并分析图片中污点的位置、大小、颜色，然后将分析的结果存储到存储模块中，并且能够从存储模块中读取这些污点信息，用来复原具有同样污点的所有其他照片，从而得到复原的照片。
本发明的工作过程是镜头把外部环境的光线聚焦到图像传感器上，图像传感器将光信号转换成电信号并发送给中央控制模块，中央控制模块对这些数字图像信号进行插值和压缩计算，然后将处理后的图像数据存储到存储模块，存储模块中的图像可以通过用户操作界面显示出来，也可以通过通信接口模块发送给计算机。通过设在用户操作界面上的污点检测的选择档，含有污点的照片被中央控制模块从存储模块中取出，并且利污点处理子模块中的图像算法进行检测和分析，分析结果将存储在存储模块的特有位置，作为污点标定的依据。由于污点是由图像传感器上附着的尘埃造成的，所以拍摄不同的照片都会在同样的位置出现污点，此后新的照片被拍摄后都会在污点处理子模块中进行污点去除处理污点处理子模块取出在存储模块中关于污点的信息，并且利用相应的污点去除算法将图片复原。另外，也可以使用这些污点信息来去除污点标定操作以前所拍摄的照片，只要那些照片的污点位置和污点标定时的污点位置一样即可。
被用来进行污点检测操作的照片应该是图像颜色单纯的照片，有利于提高检测的准确性和效率。如果图像传感器上的尘埃变动了，那么可以通过设在用户操作界面上的污点检测的选择项重复一次污点检测的操作，指定一张含有新污点的照片重新检测并记录当前的污点信息。所以无论污点如何变动，本发明都能够有效的检测和清除这些污点。
本发明的有益效果是通过数字图像处理技术对图像传感器被灰尘污染的数码相机所拍摄的图像进行了修正，使得图像能够较好的还原到没有污点影响的情形，作为一种软的方式来消除污点对照片的影响。本发明在民用影像处理以及其他对图像无特别精确要求的领域上有相当广泛的应用前景，用户使用了配备污点清除功能的数码相机就可以非常灵活的将污点对照片造成的影响降至最低。
图1为本发明实施例的结构示意图；图2为本发明实施例的控制流程图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明包括普通光学镜头1、CCD图像传感器2、中央控制模块3、通讯接口模块5、存储模块6、用户操作界面7、电源管理模块8，图像传感器2设在镜头1的后方，图像传感器2通过总线接口与中央控制模块3相连接，中央控制模块3内部含有污点处理子模块4；中央控制模块3又分别通过总线接口和通讯接口模块5、存储模块6、用户操作界面7、电源管理模块8连接。
污点处理子模块4与中央控制模块3共享同一硬件载体，污点处理子模块4内嵌于中央控制模块3之中，中央控制模块3共享同样的数字信号处理芯片，采用数字图像处理技术检测和修复数字照片中的污点，作为中央控制模块3内部完全封装的实体，污点处理子模块4检测并分析图片中污点的位置、大小、颜色，然后将分析的结果存储到存储模块6中，并且还能够从存储模块6中读取这些污点信息，用来处理具有同样污点的所有其他照片，从而得到复原的照片。
所述中央控制模块3由DSP加ARM处理器构成，负责数据运算工作，控制普通光学镜头1、CCD图像传感器、通讯接口模块、存储模块、电源管理模块的协同工作以及控制数据流和指令流的调度。
所述的中央控制模块3具有高速的数据运算能力和实时的多任务切换功能，可以进行图像压缩、白平衡、特效处理的图像处理操作。
所述通信接口模块5包括物理层和协议层，符合USB2.0传输标准。
所述存储模块6包括相机内部的存取器ROM和外部扩充存储器，外部扩充存储器采用CF卡或者SD卡。
所述用户操作界面7包括LED显示灯，LCD显示屏，功能按钮，模式切换旋钮以及软件操作界面，和所有用来接收用户操作指令和反馈用户信息的构件。
所述电源管理模块8使用5号高能电池供电，也可以结合相机外观采用专用电池。
当数码相机开始工作后，镜头1把外部环境的光线聚焦到图像传感器2上，图像传感器2将光信号转换成电信号并发送给中央控制模块3，中央控制模块3对这些数字图像信号进行插值和压缩计算，然后将处理后的图像数据存储到存储模块6，存储模块6中的图像可以通过用户操作界面7显示出来，也可以通过通信接口模块5发送给计算机或其他设备9。通过设在用户操作界面7上的污点检测的选择档，含有污点的照片被中央控制模块3从存储模块6中取出，并且利用污点处理子模块4中专门的图像算法进行检测和分析，分析结果将存储在存储模块6的特有位置，作为污点标定的依据。以后需要进行污点去除操作的时候，照片和污点信息都会被调入污点处理子模块4中进行处理。
为了说明实施例中污点去除的工作过程，可参见图2的控制流程图。
在图2中，首先从存储模块6中取出一张画面比较简单的照片(如果没有画面简单的，也可以现场拍摄一张)，然后将照片传送给污点处理子模块4，经过污点检测得到污点的位置和颜色特征，再将这些污点信息存储到存储模块6的专门位置。这样，这个数码相机就完成了污点标定和特征提取的工作。
对于被同样污点污染的其他已拍摄的照片来说，如果需要对它们进行图像复原操作，用户可以从存储模块6中取出这些照片，再取出事先保存的污点信息，在污点处理予模块4中应用这些污点信息对这些照片进行去污处理，得到复原的照片，然后将之保存在存储模块6中。
对于在污点检测工作之后拍摄的新照片，本实施例设置了污点去除功能开启和关闭的功能选项。如果用户关闭此功能，那么所拍摄的新照片将直接保存在存储模块6中；如果用户开启此功能，那么就会从存储模块6中取出事先保存的污点信息，再在污点处理子模块4中应用这些污点信息对新照片进行去污处理，得到复原的照片，然后将之保存在存储模块6中。
权利要求
1.一种具有污点软清除功能的数码相机，包括普通光学镜头(1)、CCD图像传感器(2)、存储模块(6)、用户操作界面(7)、电源管理模块(8)，其特征在于，还包括中央控制模块(3)、通讯接口模块(5)，图像传感器(2)设在镜头(1)的后方，图像传感器(2)通过总线接口与中央控制模块(3)相连接，中央控制模块(3)又分别通过总线接口和通讯接口模块(5)、存储模块(6)、用户操作界面(7)、电源管理模块(8)连接。
2.根据权利要求1所述的具有污点软清除功能的数码相机，其特征是，所述中央控制模块(3)由DSP加ARM处理器构成，负责数据运算工作，控制普通光学镜头(1)、CCD图像传感器(2)、通讯接口模块(5)、存储模块(6)、电源管理模块(8)的协同工作以及控制数据流和指令流的调度。
3.根据权利要求1或者2所述的具有污点软清除功能的数码相机，其特征是，中央控制模块(3)内部含有污点处理子模块(4)，污点处理子模块(4)与中央控制模块(3)共享同一硬件载体，污点处理子模块(4)内嵌于中央控制模块(3)之中，中央控制模块(3)共享同样的数字信号处理芯片，采用数字图像处理技术检测和修复数字照片中的污点，作为中央控制模块(3)内部完全封装的实体，污点处理子模块(4)检测并分析图片中污点的位置、大小、颜色，然后将分析的结果存储到存储模块(6)中，并且还能够从存储模块(6)中读取这些污点信息，用来处理具有同样污点的所有其他照片，从而得到复原的照片。
4.根据权利要求1所述的具有污点软清除功能的数码相机，其特征是，所述通信接口模块(5)包括物理层和协议层，符合USB2.0传输标准。
5.根据权利要求1或者3所述的具有污点软清除功能的数码相机，其特征是，所述存储模块(6)包括相机内部的存取器ROM和外部扩充存储器，外部扩充存储器采用CF卡或者SD卡。
6.根据权利要求1所述的具有污点软清除功能的数码相机，其特征是，所述用户操作界面(7)包括LED显示灯，LCD显示屏，功能按钮，模式切换旋钮以及软件操作界面，和所有用来接收用户操作指令和反馈用户信息的构件。
全文摘要
一种具有污点软清除功能的数码相机。属于相机技术领域。本发明包括普通光学镜头、CCD图像传感器、中央控制模块、通讯接口模块、存储模块、用户操作界面、电源管理模块，图像传感器设在镜头的后方，图像传感器通过总线接口与中央控制模块相连接，中央控制模块又分别通过总线接口和通讯接口模块、存储模块、用户操作界面、电源管理模块连接。本发明使得图像能够较好的还原到没有污点影响的情形，作为一种软的方式来消除污点对照片的影响。本发明在民用影像处理以及其他对图像无特别精确要求的领域上有相当广泛的应用前景，用户使用了配备污点清除功能的数码相机就可以非常灵活的将污点对照片造成的影响降至最低。
文档编号H04N5/225GK1722779SQ20051002619
公开日2006年1月18日 申请日期2005年5月26日 优先权日2005年5月26日
发明者赵群飞, 陶峰, 朱云峰, 黄泽兵, 佐藤修 申请人:上海交通大学, Pentax株式会社