产生与装置链的装置的缺陷相关的格式化信息的方法和系统

                      技术领域

本发明关于用于产生与一链中的至少一个装置的缺陷相关的格式 化信息的方法和系统。

                      方案

                      方法

本发明关于一种方法，其用于产生与一装置链中的装置相关的格 式化信息。上述装置链具体包括至少一个图象捕获装置和/或至少一个 图象恢复装置。该方法包括产生与该链的至少一个装置的缺陷相关的 格式化信息。

优选地，根据本发明，该装置能够捕获或者恢复一图象(I)。该 装置配备有至少一个固定特征和/或取决于图象(I)的一个可变特征。 该固定特征和/或可变特征可以与一个或者多个特征值，特别是焦距和 /或调焦以及相关特征的值相联系。该方法包括从一测得的字段D(H) 产生与该装置的缺陷相关的测得的格式化信息。该格式化信息可以包 括上述测得的格式化信息。

               扩充的格式化信息以及偏差

优选地，根据本发明，该方法还包括从测得的格式化信息产生与 该装置的缺陷相关的扩充的格式化信息。该格式化信息可以包括上述 扩充的格式化信息。该扩充的格式化信息与上述测得的格式化信息相 比表现出一偏差。

             模型的概念-插入-一阈值的选择以及

               达到该阈值的最简单模型的选择

优选地，根据本发明，该方法使得从该测得的格式化信息产生的 上述格式化信息由一可参数化的模型的参数来表示，其中，上述模型 是从一组可参数化的模型，特别是一组多项式中选择的。该方法还包 括在该组可参数化的模型中选择该可参数化的模型的步骤：

-确定一最大的偏差，

-根据应用的复杂程度，对该组可参数化的模型中的可参数 化的模型进行排序，

-在该组被排序的可参数化模型中选择第一个可参数化模 型，使得该偏差小于上述最大偏差。

根据本发明的一个可选的实施方式，上述扩充的格式化信息可以 由该测得的格式化信息组成。

优选地，根据本发明，该方法包括一计算算法(AC)，通过它可以 从一通用集(M)获得该测得的字段D(H)。该计算方法(AC)包括以 下步骤：

-借助于该装置捕获或者恢复上述通用集(M)以产生一图象 (I)的步骤，    

-在上述图象(I)中选择至少一个图象区域(ZI)的步骤，

-从上述图象(I)来计算一参考图象(R)的步骤，

-在上述参考图象(R)的范围内确定与上述图象区域(ZI) 相应的一个参考区域(ZR)的步骤，

-选择一个基准(B)的步骤，通过该基准，全部或者部分的 图象区域(ZI)可以由一个图象表示(RI)来表示，并且全部或者部 分的参考区域(ZR)可以由一个参考表示(RR)来表示，

-从该组可变特征中选择零个或者一个或者多个可变的特征 的步骤，以下将其称为被选择的可变特征；

该被测得的字段D(H)由该组分组组成，所述分组具有三个成员：

-一个图象区域(ZI)和/或该图象区域(ZI)的一个标志符，

-该图象区域(ZI)的图象表示(RI)，

-上述参考区域(ZR)的参考表示(RR)。

上述测得的字段D(H)还由用于该图象(I)的每个被选择的可变 特征的值组成。对技术特征的组合得到：获得一表征一缺陷的一测得 的字段。在本发明的含义范围内，此缺陷被称为模糊。

优选地，根据本发明，该参考图象(R)包括参考像素。上述参考 像素的每一个具有一个参考像素值。该方法使得为了从该图象(I)计 算上述参考图象(R)，对该图象(I)进行二次抽样，尤其是为了获得 一参考图象(R)，所述参考图象的参考像素可以采用两个参考像素值 中的一个或者另一个。

上述技术特征组合的结果是该参考图象(R)表现出与图象(I) 的相同缺陷，去除了模糊。

优选地，根据本发明，该方法使得选择一基准(B)，以允许以频 率形式进行表示，并且具体地借助于傅立叶变换来计算所述基准。

优选地，根据本发明，该方法使得选择一基准(B)以允许以微波 形式或者微波信息包形式来进行表示。

优选地，根据本发明，该方法使得选择包含少量元素的线性基础 (B)。其导致的结果是通过简单的计算获得一个达到较好近似的表示。

优选地，根据本发明，该参考表示(RR)是由数字值组成的。该 方法还包括以这样一种方式选择上述通用集(M)的步骤，即使得低于 一第一指定阈值的数字值的百分数低于一个第二预定的阈值，特别是 1％。

优选地，根据本发明，上述通用集(M)由若干元件组成，所述元 素的尺寸分布和几何位置遍布一个比较宽的频谱范围。

根据本发明，该通用集(M)的选择可以采用这样一种方式，即使 得在该基准(B)中对图象(I)的表示基本是独立于图象(I)的捕获 或者恢复条件的，除了缺陷之外；特别是在一图象捕获装置的情况下， 该表示独立于该通用集(M)相对于该图象捕获装置的方向和位置。

根据本发明，该通用集(M)是从一自然画面的量化图象建立的。

根据本发明，该方法还包括使用一用于消除部分缺陷的计算来对 该图象(I)进行预处理的步骤。

本发明的含义中的模糊表示了能够消除缺陷的该装置和该计算装 置的特征。

                   内插以格式化一任意点

优选地，本发明还包括通过从测得的格式化信息推导出与一任意 的图象区域(ZIQ)相关的格式化信息，来获得与一任意的图象区域 (ZIQ)相关的扩充的格式化信息的步骤。

                       可变焦距

优选地，根据本发明，该方法使得该装置链的装置配备有至少一 个依从于该图象的可变的特征，特别是焦距和/或光圈。每个可变特征 可以与一值相联系，以形成一个组合，所述组合由该组可变的特征和 值组成。该方法还包括下列步骤：

-选择预定组合的步骤，

-特别是通过采用用于以此方式选择的每个预定的组合的上 述计算算法(AC)，计算测得的格式化信息的步骤，。

            可变的焦距-任意区域中的格式化

根据本发明，自变量被定义为一任意的图象区域以及一个组合。 该方法还包括从测得的格式化信息推导出与一任意变量相关的扩充的 格式化信息的步骤。

对技术特征的组合得到：上述格式化信息更简洁并且能够防止测 量误差。

           偏差的阈值选择-根据此阈值的格式化

优选地，根据本发明，该方法使得为了从测得的格式化信息推导 出扩充的格式化信息：

-确定第一阈值

-该扩充的格式化信息的选择采用这样一种方式，即该偏差 低于上述第一阈值。

                  偏差加于格式化信息

优选地，根据本发明，该方法还包括使上述偏差与上述格式化 信息相联系的步骤。对技术特征的组合得到：上述格式化信息可以由 软件来使用，以获得其残余缺陷为已知的图象，所述软件用于处理由 该装置捕获的图象。对技术特征的组合得到：上述格式化信息可以由 图象处理软件来使用，以获得预期由一图象恢复装置来恢复的，具有 已知的残余缺陷的图象。

                     彩色图象的情况

优选地，根据本发明，在该图象是由多个彩色平面组成的一彩色 图象的情况下，该方法还包括通过采用用于至少两个彩色平面的该计 算算法(AC)来产生上述测得的格式化信息的步骤。

                        系统

本发明关于一种系统，其用于产生与一装置链的装置相关的格式 化信息。该装置链特别包括至少一个图象捕获装置和/或至少一个图象 恢复装置。该系统包括计算装置，其用于产生与该链的至少一个装置 的缺陷相关的格式化信息。

优选地，根据本发明，该装置能够捕获或者恢复一图象(I)。该 装置包括至少一个固定特征和/或取决于图象(I)的一个可变特征。 该固定特征和/或可变特征可以与一个或者多个特征值相联系，尤其是 指焦距和/或聚焦及相关特征值。该系统包括计算装置，其用于从一测 得的字段D(H)产生与该装置的缺陷有关的测得的格式化信息。上述 格式化信息也可以包括上述的测得的格式化信息。

                扩充的格式化信息和偏差

优选地，根据本发明，该系统还包括计算装置，用于从测得的格 式化信息产生与该装置的缺陷相关的扩充的格式化信息。上述格式化 信息可以包括上述扩充的格式化信息。该扩充的格式化信息与上述测 得的格式化信息相比表现出一偏差。

             模型的概念-插入-阈值的选择以及

             达到该阈值的最简单模型的选择

优选地，根据本发明，该系统使得从上述测得的格式化信息产生 的格式化信息由一可参数化的模型的参数来表示，所述模型是从一组 可参数化的模型，特别是一组多项式中选择的。该系统还包括选择装 置，用于通过以下操作在该组可参数化的模型中选择上述的可参数化 模型：

-确定一最大偏差，

-根据应用的复杂程度，对该组可参数化模型中的上述可参 数化模型进行排序，

-在该组被排序的可参数化模型中选择第一个可参数化模 型，使得该偏差小于该最大偏差。

优选地，根据本发明，该系统包括采用了一计算算法(AC)的计 算装置，通过该算法可以从一通用集(M)获得上述测得的字段D(H)。 上述图象捕获或者图象恢复装置包括用于捕获或者恢复该通用集(M) 的装置，于是可以产生一个图象(I)。该计算装置包括数据处理装置， 用于：

-在该图象(I)中选择至少一个图象区域(ZI)，

-从该图象(I)计算一个参考图象(R)，

-在该参考图象(R)的范围内确定一个与该图象区域(ZI) 相应的参考区域(ZR)，

-选择一个基准(B)，通过它使该图象区域(ZI)的全部或 者部分可以用一图象表示(RI)来表示，并且该参考区域(ZR)的全 部或者部分可以用一参考表示(RR)来表示，

-从该组可变特征中选择零个或者一个或者多个可变的特 征，上述特征在下文中称为被选择的可变特征；

该被测得的字段D(H)由该组分组构成，所述分组包括三个成员：

-图象区域(ZI)和/或该图象区域(ZI)的一个标志符，

-该图象区域(ZI)的图象表示(RI)，

-上述参考区域(ZR)的参考表示(RR)。

上述测得的字段D(H)还包括用于该图象(I)的每个被 选择的可变特征的值，采取的方式是使得获得表征一缺陷的 一测得的字段，上述缺陷在本发明的含义范围内被称为模糊。 优选地，根据本发明，该参考图象(R)包括参考像素。

上述参考像素的每一个具有一个参考像素值。该系统使得用 于从该图象(I)计算该参考图象(R)的该处理装置包括用 于对图象(I)进行二次采样，特别是用于获得其参考像素可 以采用两个参考像素值中的一个或者另一个的参考图象(R)。

优选地，根据本发明，该系统使上述数据处理装置能够 选择一个基准(B)，其允许采用频率形式来进行表示，并且 其特别是通过使用傅立叶变换来计算。

优选地，根据本发明，该系统使上述数据处理装置能够 选择一个基准(B)，以允许以微波形式或者微波信息包的形 式来进行表示。

优选地，根据本发明，该系统使上述数据处理装置能够选择一个 线性基准(B)，其包括少量元素。

优选地，根据本发明，该参考表示(RR)是由数字值组成的。该 系统包括数据处理装置，通过它可以以这样一种方式来选择该通用集 (M)，即使得低于第一指定阈值的数字值的百分数低于第二预定的阈 值，特别是1％。

优选地，根据本发明，该通用集(M)由若干元素组成，所述元素 尺寸分布和几何位置覆盖一个较宽的频谱范围。

优选地，根据本发明，该通用集(M)的选择方式是这样的，即使 得在基准(B)中对图象(I)的表示基本上是独立于，该图象(I)的 捕获或者恢复条件，除缺陷之外；特别是在图象捕获装置的情况下， 该表示独立于该通用集(M)相对于该图象捕获装置的方向和位置。

优选地，根据本发明，该通用集(M)是从一自然画面的量化图象 来建立的。

优选地，根据本发明，该系统还使得可以通过使用计算装置来对 图象(I)进行预处理，以消除部分缺陷。

                  插入以形成一任意的点

优选地，根据本发明，该系统还包括数据处理装置，通过它能够 获得与一任意的图象区域(ZIQ)相关的扩充的格式化信息，方法是通 过从测得的格式化信息推导与一任意的图象区域(ZIQ)相关的格式化 信息。

                        可变的焦距

优选地，根据本发明，该系统使得该装置链的装置配备有至少一 个依从于该图象的可变特征，特别是焦距和/或光圈。每个可变特征可 以与一值相联系，以形成一个组合，所述由一组可变的特征和值组成。 该系统还包括计算装置，其用于计算测得的格式化信息，特别是通过 对预先确定的组合采用该计算算法(AC)。

               可变的焦距-一任意区域中的格式化

优选地，根据本发明，该系统还包括数据处理装置，其用于从测 得的格式化信息推导出与一任意的自变量相关的扩充的格式化信息。 自变量被定义为一任意的图象区域以及一个组合。

              偏差的阈值选择-根据此阈值的格式化

优选地，根据本发明，该系统使得用于从测得的格式化信息推导 出扩充的格式化信息的该数据处理装置包括选择装置，其用于选择该 扩充的格式化信息，所采用的方式使得上述偏差低于第一阈值。

                   偏差加至格式化信息

优选地，根据本发明，该系统另外包括了数据处理装置，用于使 该偏差与上述格式化信息联系起来。

                     彩色图象的情况

优选地，根据本发明，该图象是由多个彩色平面组成的彩色的图 象。该系统还包括计算装置，用于通过对至少两个彩色的平面采用该 计算算法(AC)来产生该测得的格式化信息。

                        详细描述

通过阅读本发明的可选的实施方式的描述，本发明的其他特征和 优点将是很明显的，因为上述实施方式中提供了指示而非限制性的例 子，以及

图1示出了采用本发明的方法的一个例子，

图2示出了建立一测得的字段D(H)的例子。

图3a示出了从通用集M中得到一亮度线的例子，

图3b示出了在图象I中产生的一亮度线的例子，

图3c示出了在参考图象R上的一亮度线的例子，

图4a示出了参考表示RR的一个实际的例子，

图4b示出了适用于通用集M的一参考表示RR的实际的例子，

图4c示出了不适用于通用集M的一参考表示RR的实际的例子，

图5a示出了将参考图象R细分为参考区域ZR的例子，

图5b示出了与一具有可变特征的装置相关的测得的格式化信息的 一个例子，

图5c示出了用于产生格式化信息的系统的一个例子，

图6：与装置链P3的一装置APP的缺陷P5相关的格式化信息IF。

                      装置

特别参见图6，将给出装置APP的概念的描述。在本发明的装置中， 装置APP具体可以为：

-一图象捕获装置，例如一次性拍照装置，一数码相机，一 反射装置，一扫描仪，一传真机，一内诊镜，一便携式的摄像机，一 监视照相机，一游戏机，一集成或者连接到电话，人数字助理或者计 算机的照相机，一热感照相机或者一回波描记装置，

-一图象恢复装置，例如一屏幕，一投影仪，一电视机，虚 拟实境护目镜或者一打印机，

-一个有视觉缺陷例如散光的人，

-一个有望被模仿的装置，用以产生例如看上去类似于莱 卡相机装置所产生的图象的图象，，

-一个图象处理装置，例如聚焦软件，其具有增加模糊的边 缘效果，

-一虚拟装置，其等同于多个APP装置。

多个复杂装置APP，例如扫描仪/传真/打印机，一照片打印冲洗设 备冲洗设备(minilab)，或者一视频会议装置可以被看作一APP装置 或者多个APP装置。

                        装置链

特别参见图6，现在将给出装置链P3的概念的描述。装置链P3 被定义为一组装置APP。装置链P3的概念也可以包括顺序的概念。

下面的例子构成了装置链P3：

-一单个的装置APP，

-一图象捕获装置和一图象恢复装置，

-例如在一照片打印冲洗设备中的一拍照装置，一扫描仪或 者一打印机，

-例如一照片打印冲洗设备中的一数字拍照装置或者一打印 机，

-例如一计算机中的一扫描仪，一屏幕或者一打印机，

-一屏幕或者投影仪，以及人的眼睛，

-一个装置和希望能够被模仿的另一个装置，

-一个拍照装置和一个扫描仪，

一个图象捕获装置和图象处理软件，

—图象处理软件和图象恢复装置，

—以上各例的组合，

—另一组装置APP。

                      缺陷

特别参见图6，现描述缺陷P5的概念。装置APP的缺陷P5定 义为涉及光学系统和/或传感器和/或电子单元和/或集成到装置 APP中的软件的特征的缺陷；缺陷P5的实例包括：失真，模糊，渐 晕，色差，闪光均匀性，传感器噪声，粒度，散光和球面失真。

                      图象

特别参见图1和6，现描述图象I的概念。图象I定义为由装 置APP获取、修改或恢复的数字图象。图象I可来源于装置链P3 中的一个装置APP。图象I可以被送往装置链P3中的一个装置APP。 更通常的情况是，图象I可以来自和/或被送往装置链P3。在由按 时间顺序排列的静止图象组成的动画图象，例如视频图象中，图象 I定义为图象序列中的一幅静止图象。

                   格式化信息

特别参见图6，现描述格式化信息IF的概念。格式化信息IF 定义为相关于装置链P3中一个或多个装置APP的缺陷P5的数据， 并且允许对一已转换的图象I进行计算，转换中将缺陷P5和设备 APP考虑进去。要产生格式化信息IF，可以使用多种基于测量和/ 或参考的捕获或者恢复和/或模拟的方法。

要产生格式化信息IF，有可能使用在例如以Vision IQ的名义 与本申请同一天申请的国际专利申请中描述的方法，该申请名为“以 标准格式向图象处理装置提供格式化信息的方法和系统”。此申请描 述了以一标准格式向图象处理装置特别是软件和/或组件提供格式 化信息IF的方法。格式化信息IF相关于一装置链P3的缺陷。装置 链P3特别包括至少一个图象捕获装置和/或至少一个图象恢复装 置。该图象处理装置使用上述格式化信息IF修改源自或被送往装置 链P3的至少一个图象的品质。该格式化信息IF包括表示该图象捕 获装置的缺陷P5的数据，所述缺陷特别是失真特征，和/或表示该 图象恢复装置的缺陷的数据，特别是失真特征。

此方法包括在至少一个标准格式的字段中填入上述格式化信息 IF的阶段。该字段由一个字段名称指定。该字段包括至少一个字段 值。

为搜索格式化信息IF，有可能使用在例如以Vision IQ名义与 本申请同一天申请的国际专利申请中描述的方法，该申请名为：“改 变至少一个来自或被送往装置链的图象质量的方法”。该申请描述了 改变至少一个来自或用于装置链的图象的质量的方法。该指定装置 链包括至少一个图象捕获装置和/或至少一个图象恢复装置。在市场 上由独立的经济活动参与者逐渐引入的图象捕获装置和/或图象恢 复装置属于未确定的一组装置。该组装置中的装置存在可以由格式 化信息表征的缺陷。对于所讨论的图象，该方法包括以下步骤：

—对涉及该组装置中的装置的格式化信息源进行目录编辑的 步骤，

—在用这种方法编辑的格式化信息中自动搜索涉及指定装置 链的特定的格式化信息的步骤，

—在考虑到用这种方法获得的特定格式化信息的同时，通过图 象处理软件和/或图象处理组件自动修改该图象的步骤。

要产生格式化信息IF，可以使用在例如以Vision IQ名义与本 申请同一天申请的国际专利申请中描述的方法和系统，该申请名为： “降低图象处理装置更新频率的方法和系统”。该申请描述了降低图 象处理装置更新频率的方法，特别是软件和/或组件的更新频率。图 象处理装置使得有可能改变来自或用于装置链的数字图象的质量。 装置链具体包括至少一个图象捕获装置和/或至少一个图象恢复装 置。图象处理装置使用涉及装置链中至少一个装置的缺陷的格式化 信息。该格式化信息依赖于至少一个变量。格式化信息使得能够在 一部分变量和一部分标识符之间建立对应关系。借助于标识符，通 过考虑标识符和图象，有可能确定对应于该标识符的变量的值。技 术特征的组合使得有可能确定变量的值，特别是在图象处理装置发 布之前无法得到该变量的物理重要性和/或内容的情况下。技术特征 的组合还使得能够从空间上分隔开校正软件两次更新之间的时间。 技术特征的组合还使得生产装置和/或图象处理装置的多个经济参 与者(economic player)可以独立于其他经济参与者来更新他们的 产品，即使后者完全改变了产品的特征或是不能强迫客户更新产品。 技术特征的组合还使得能够首先以少数经济参与者和创始用户开 始，然后逐渐开始使用新的功能。

为使用格式化信息IF，可以使用在例如以Vision IQ名义与本 申请同一天申请的国际专利申请中描述的方法和系统，该申请名为： “在考虑其噪声的情况下修改数字图象的方法和系统”。该申请描述 了从数字图象和涉及装置链P3的缺陷P5的格式化信息IF计算转换 图象的方法。装置链P3包含图象捕获装置和/或图象恢复装置。装 置链P3至少包含一个装置APP。该方法包含从格式化信息IF和/或 数字图象自动确定特征数据的步骤。技术特征的组合使得在随后的 使用中，转换图象不存在明显的或令人讨厌的缺陷，特别是涉及噪 声的缺陷。

                    可变特征

现描述可变特征CC的概念。根据本发明，可变特征CC定义为 一个可测量因素，该因素可以在一幅图象I和通过同一个装置APP 获取、修改或恢复的另一幅图象之间变动，并对装置APP获取、修 改或恢复的图象的缺陷产生影响。特别是：

-对给定图象I来说是固定的全局变量，例如在获取或恢复该 图象时装置APP的特征，其与用户的调节有关或与装置APP的自动 操作相关，

-局部变量，在给定图象I中该特征是可变的，例如图象中的 x，y，或ρ，θ坐标，如果需要，可能应用随图象I的区域而不同的 局部处理。

但是对从一个装置APP到另一个装置是可变的，从一个图象I 到由同一个装置APP获取、修改或恢复的另一个图象是固定的可测 量因素，通常不被看作可变特征CC。例如具有固定焦距的装置APP 的焦距。

该格式化信息IF可依赖于至少一个可变特征CC。

通过可变特征CC，具体可以理解：

—光学系统的焦距，

—对图象进行的重新确定尺寸(数字变焦系数：部分图象的放 大；和/或欠取样：图象像素数目的减少)，

—非线性强度校正，例如灰度系数校正，

—轮廓增强，例如装置APP使用的模糊消去等级，

—传感器和电子单元的噪声，

—光学系统的光圈，

—调焦距离，

—胶片上的帧数，

—曝光不足或曝光过度，

—胶卷或传感器的灵敏度，

—打印机使用的纸类型，

—图象中传感器中心的位置，

—图象相对于传感器的旋转，

—投影仪相对于屏幕的位置，

—使用的白色平衡，

—闪光和/或其电源的激活，

—曝光时间，

—传感器增益，

—压缩，

—对比度，

—装置APP的用户使用的另一个调节，例如操作模式，

—装置APP的另一个自动调节，

—装置APP执行的另一个测量。

                     可变特征值

现描述可变特征值VCV的概念。可变特征值VCV定义为获取、 修改或恢复指定图象I时可变特征CC的值。

                  上述方法的一般描述

图1示出了根据本发明的一个系统，上述系统具有一个计算算法 AC，使用它可以产生一测量区域D(H)，所述系统还应用：

-一通用集M，其可以是一个参考画面(SR)，

-一图象I，

-从图象I计算的一参考图象R。

根据采用本发明方法的本发明系统的一个实际的例子，其提供了 一个使用装置APP或者该装置链来建立图象I的步骤，该装置链可以 包括图1中所示的图象捕获装置，或者也可以包括例如在一个投影系 统中的图象恢复装置。在一图象捕获系统的情况下，图象I可以由一 个传感器(例如一个CCD)产生，或者在一个图象恢复装置的情况下， 图象I可以显示在一投影屏幕上，或者例如再现在一打印机的一张纸 。

图象I是使用借助于装置APP或者装置链从通用集M中得到的。 装置链是一组装置，使用它可以得到一个图象。例如装置链 App1/App2/App3可以包括一图象捕获装置，一扫描仪，一打印装置， 等等。图象I因此包含与这些设备有关的缺陷，特别是失真，渐晕， 色差，模糊等等。

有可能但是没有必要在用于使用装置APP来捕获图象I的可变特 征中选择该装置APP(或者是该装置链)的可变特征CC。一装置或者 一装置链的上述可变的特征包括一装置的光学系统的焦距，聚焦，光 圈，白平衡，一组照片中的照片的数量，数字聚焦，以及部分捕获图 象的特征(英文术语为“crop(剪修)”)，等等。

根据本发明的一个实施方式，有可能但是没有必要在拍照时知道 该图象一定数量的可变特征值VCV，采用的方式是使得对这些值的了解 使上述可变特征固定化，并且简化为处理源自不具有可变特征的装置 的图象I的情况。

如图1中所示，图象I可以被细分为一定数量的图象区域ZI，上 述图象区域可以是任意形状的，并且并不需要是连接的。例如，一图 象区域ZI可能是一矩形窗口。

从图象I推导出的参考图象R必须被认为是完美的或者是准完美 的。后面我们将会看到参考图象R的一个实际的例子。与一图象区域 ZI相应的一参考区域ZR将会被定义为一区域，其位于参考图象R的范 围内，并和与其所联系的图象区域ZI具有相同的形状和相同的布置， 采用的方式使得，例如，如果区域ZI是100×100个像素的矩形窗口， 那么上述参考图象中的对应的区域ZR将由100×100个像素组成，并 且也将定位在相同的位置。

从系统设计的观点来看，图象I和R以已知的方式记录在存储器 中，并在其中被处理。

                    构建测得的字段D(H)

根据本发明的系统和/或方法的一个实际例子，规定选择基准B以 表示一图象区域ZI以及其相应的参考区域ZR。

基准B的选择将是隐含的，或者可能建立在上述格式化信息中。 在本发明的含义中，本专业技术人员能够知道可以在维数与上述像素 的数量相等的一矢量空间中表示一数字图象(例如I)。通过基准B， 可以从该术语的数学角度来非排它地理解此矢量空间和/或其矢量子 空间的基准。

下文中，频率被定义为与该基准的每个元素相关的一标志符。本 技术人员将傅立叶变换和/或微波变换理解为上述图象空间的基准的 改变。在一装置APP的情况下，对于所述装置，上述模糊缺陷仅显著 地影响了该图象的该矢量空间的子空间，将有必要仅校正属于此子空 间的图象I的组件。这样将有限选择基准B作为表示此子空间的一基 准。

在本发明的含义范围内，采用该方法的另一种方式是为了表示该 图象，选择一基准，所述基准例如从计算时间的意义来讲是最佳的。 有可能选择小维数的基准，该基准的每个要素具有少数像素的支持， 所述象素空间定位于图象I(例如，局部变化的拉普拉斯算子的样条或 者组，二阶的拉普拉斯算子，或者更高阶的导数，等等)。

该装置导致了图象I中的模糊。上述“理想的无模糊”图象与上 述模糊的图象I之间的转换是通过一模糊操作符而得到的。本专业技 术人员知道选择一模糊操作符的一种方式特别是采用线性算子，或者 换句话说采用卷积。由于图象I被空间限定在一限定的图象空间上(固 定数量的像素)，该线性算子可以以矩阵形式来表示。使变清晰等同于 对该算子求逆，并且因此，在此情形下，即是对该矩阵求逆。随后可 以选择基准B以使该矩阵近似于对角阵，或者选择保留包含了最重要 的信息的轴的子基。

以这样一种方式选择表示基准B，即使得获得与图象I和参考图象 R相关的信息，所述被简洁地表示在一表示空间中，所述表示空间适于 对所分析的缺陷或者多个缺陷进行观察并且取得模型。

在图2中描述的方法的一个实例中，我们选择了通过使用计算装 置MCB采用傅立叶变换对基准B中的该图象区域ZI和参考区域ZR进 行转换，并且分别地提取一图象表示RI和一参考表示RR，其可以例如 分别从图象区域ZI和相应的参考区域ZR的傅立叶变换的模来计算。 在数据处理配置中表示RI和/或RR的一个简单的方法是使用一个标准 化的矢量体系，其中上述矢量的每个组件是包含在ZI和/或ZR中的信 号的频率的特征(例如：第一组件表示低频率，最后的组件表征高频 率)，并且每个组件值表征在当前的频率处的信号的能量特征。

对于图象I的所有的图象区域ZI，重复进行计算图象表示RI和参 考表示RR的过程。计算装置MCDH随后提供该测得的字段D(H)。测得 的字段D(H)的每个元素则由包含三个成员的组来组成，所述组包括：

-上述图象区域的一个图象区域ZI和/或一个标志符(例如， 表示ZI的矩形的坐标)，

-相关于上述图象区域ZI的图象表示RI，

-相关于参考区域ZR的参考表示RR，其与上述图象区域ZI 相对应。

测得的区域D(H)还可以包括在创建图象I时时，上述捕获和/ 或恢复装置的该组可变特征值VCV的用于所述图象I的一个或者多个 值，其采取的方式使得获得一个测得的字段，其表示了在本发明的含 义范围内被称为模糊的缺陷。

相关于该模糊缺陷的测得的格式化信息IFM被定义为从一个D(H) 的元素和/或从可变的特征值VCV和/或从图象或者参考区域和/或从对 基准B的选择建立的任意的组合。

测得的格式化信息的一个可行的例子是采用(图象区域ZI，参 考区域ZR，基准B和可变的特征值VCV)或者(图象区域ZI，图象表 示RI，参考表示RR和可变的特征值VCV)或者任何其他组合。

                   参考R的建立

在前面的描述中我们已经看到，参考图象R的计算是在图象I的 基础上执行的。参考图象R包括参考像素，并且每个参考像素具有一 个参考像素值，其将通过二次采样由I的亮度值来计算。通过在本发 明的含义范围内的二次采样，可以理解，针对像素值个数的空间二次 采样(量化)或者针对基准中要素数量的空间二次采样，等等，其采 取的方式使得参考图象R，其没有模糊缺陷，具有与图象I同样的从上 述捕获和/或恢复系统得到的缺陷。

通用集M必须具有必要的，用于表示由该捕获和/或恢复装置引入 的模糊的特征。例如，通用集M的选择必须采用这样一种方式，以便：

-包含那些其尺寸分布和几何形状覆盖一个比较宽的范围的 元件，或者换句话说，包含一在基准B中表示的信号，特别是频率类 型的表示，必须示出该组频率的适用于分析的密集信息。由于以下事 实，即将log(幅度)表示为频率的对数，log(频率)的函数基本上是 直线，因此，可以表示该信息的密集特征。

-表现出关于其在基准B中用于改变拍摄条件(取景的改变， 旋转，照明的改变，等等)的表示的独立性，

-使用二进制值，例如在其每个点表现被量化的亮度，在此 情况下该通用集由黑白的点组成。

建立一个通用集M的一个简单的方式是使用一自然画面的量化图 象，其具有上面提到的特征。通用集M则可以是一自然画面的一个二 进制化的照片。

通用集M的捕获或者恢复也可以由一装置的仿真或者一台式测量 来代替，以便产生图象I，采取的方式使得该方法的应用领域也覆盖了 计量学的应用。

该方法还包括了在装置APP的基础上捕获和/或恢复通用集M以产 生图象I的步骤。图象I因此包含了一定数量的缺陷，特别是模糊， 其来自装置APP。由于以下事实，在图象I中具有模糊效果：

-在当前的例子中，图象I的亮度信息不是二进制的，而在 通用集M中其为二进制的，

-通用集M中的一定数量的细节不再存在于图象I中。

根据本发明的特定的方法，有可能通过理想化图象I来从I计算 一参考图象R，理想化的方式使得对通用集M的初始量化进行了考虑。 在M为二进制的情况下，参考图象R可以从一位(二进制)的图象I 的量化来计算。R随后表示该理想化的并且因此是不模糊的图象，其可 以从通用集M来获得，排除了没有在图象I中提到的细节。

事实上，由于模糊，一定数量的细节已在通用集M和图象I之间 消失，原因或者是由于它们已经被模糊破坏掉了，或者是由于模糊使 它们的级别低于或者等于图象I中的噪声。考虑到去掉图象I的模糊 的目标，恢复这些细部的希望很小。根据本发明的该方法的一个实际 的例子允许我们产生对应于图象I并且没有模糊的参考图象R，这是在 该信息即该图象I已经被真正地察觉到的意义上。需要注意地是参考 图象R和通用集M不包含同样级别的细节，这是从没有在I中察觉到 的细部将不会存在于参考图象R中这个意义上讲。此方法将使有可能 提供与模糊相关的格式化信息，使没有丢失的细部可以被去掉模糊， 而不必要尝试重建M的所有的细部。事实上，这样的尝试可能会在被 去掉模糊的图象中加入人工内容。

图3示出了：

在行3a中，通用集M的一行的亮度信号，

在行3b中，由装置APP捕获并且是在图象I中获得的同样的信号，

在行3c中，从行3b的信号获得的参考信号。

从图3a中可以明显地看出，行3a的方波信号在行3b中被变形， 然后在行3c中重新获得一个理想的波形，同时排除了没有被I察觉的 细部DET。

可以(以取决于通用集M的表示的一个或者多个位)完成对参考 图象R的量化，例如

-全局覆盖图象I，

-局部覆盖分析区域，

-通过集成有关图象I亮度的统计信息，以使优化对信噪比 的估计，并将上述信号量化为1，噪声量化为0。

图4a示出了计算装置MCR，其采用了以通用集M为基础的参考图 象R的第二个实际的例子。在图4a中，通用集M被装置APP捕获以产 生图象I。选择图象区域ZI并且计算ZI上的转换被以建立相应的参考 区域ZR。基准B中的参考区域ZR的参考表示RR必须使得如果通用集 M被正确地选择，则低于一指定的第一阈值的数字值的百分数将低于一 第二预定的阈值，特别是1％。该第一阈值可以相关于该装置的噪声， 同时上述第二阈值使有可能在频率表示的情况下，例如，覆盖由装置 APP和/或该装置链传输的频率的整个范围。是计算装置MCR使此选择 成为可能。

对于图4b，c中示出的例子，这意味着不超过1％的信号被允许低 于阈值S。图4c的特点在于通用集M不能在具有低于阈值S的能量的 频率处产生可测量的信息。图4b则示出了与装置APP的特征相适应的 一个通用集M。

上面我们已经描述了，从装置APP得到并且表示通用集M的图象I， 在其中包括了该装置和/或该装置链的所有缺陷。根据本发明的方法， 可以另外采取预先处理图象I的一个或者多个步骤(例如对失真，渐 晕，色象差，灰度系数，条纹等等的补偿)，采用这样的方式使得在I 中只保留该模糊缺陷，其随后成为装置APP和该预处理算法的特征。

               扩充的格式化信息，偏差的概念

我们已经看到与图象I相关的该测得的字段D(H)由一组测量的 格式化信息IFM1…IFMm组成。相关于一图象区域ZI的测量的格式化 信息的一个项目包括，例如：

-图象区域ZI或者该区域的一个表示符，

-图象表示RI，

-参考表示RR，

-为图象I选择的可变特征值。

该系统的使用将导致需要处理大量的图象区域，并且因此要处理 大量的信息。为了使该系统的操作更加灵活，为了加速处理和/或防止 测量误差，本发明规定从测得的格式化信息项IFM1到IFMm中推导出 扩充的格式化信息项IFE1到IFEm，其属于一个表面或者一个超曲面 SP，其能够被在一限定维数的空间中选择的一个函数所表示，例如从 有限次数的多项式类中选择的一有限阶次的多项式，或者适当次数的 一样条函数或者任意其他的插入函数。

图5示出了一个典型的简化的例子，其对应于一情况，其中上述 测得的格式化信息单独地由参考表示RR：RR1…RRp组成。图5b示出 了除了其他特征外，用于在图5a的图象R上被分析的该P参考区域ZR 的整个参考表示RR。

本发明的方法包括计算一可参数化的模型，例如一个超曲面SP。 计算SP的一个特殊的方式可以是通过通过或者接近到达所有的上述测 得的格式化信息来计算此表面。在图5b中，表面SP以一种方式，使 得：

-对表面SP的参数化在存储空间中比该组参考表示RR更紧 密，

-表面SP使有可能得到对噪声的抵御能力更强的测量，

-表面SP视情况使有可能，在不与测量区域对应的区域上插 入参考侧面RRi。

在这些条件下，该系统能够在处理一图象的过程中使用一个参数 化的模型，而不是采取大量的测得的格式化的信息。

困难在于找到一个表面SP，其穿过所有的点或者接近所有的点。 假设一偏差EC可以存在于一项测量的格式化信息IFM和一项扩充的格 式化信息IFE之间，上述IFE类似于IFM，但是从SP提取的。另外， 已确定这样的EC不允许超过一确定的阈值dS。在这些条件下，将适合 于使多项式面穿过上述测得的格式化信息IFM±dS的所有的点。

此阈值的选择将被适当地作出，其具有拍照误差，测量误差，以 及校正所需要的精度等级，等等。上述采用的方法将能够提供可被写 出的特定数量的参数化的模型的使用，如果可能的话，例如是以多项 式的形式。前提是这些模型按照其复杂程度的增加来分类。

然后，假设拥有一组测得的信息，每个模型的测试是通过优选地 从最简单的模型来启动(最低阶的多项式)，直到获得了一个模型，其 在该多项式面的交点处处，以及每项测量的格式化信息的方向上定义 了一项扩充的格式化信息，其偏差EC与该项测量的格式化信息相比低 于该阈值dS。

图5a和5b示意性地表示的方法被设计用来获得扩充的格式化信 息。然而，本发明的方法可以被限制仅将上述测得的格式化信息用作 格式化信息。也可以规定将上述测得的格式化信息和上述扩充的格式 化信息用作格式化信息。

除了这种情况之外，也可以规定使在测量的格式化信息和扩充的 格式化信息之间发现的上述偏差EC与格式化信息相关。由此上述格式 化信息能够由图象处理软件使用，以获得其残余已知的图象，不论其 用于由一图象捕获装置捕获的图象还是由一图象恢复装置恢复的图 象。

图5c中示出的系统将包括计算装置MCIFM，计算装置MCIFE和选 择装置MSIF。

                    任意的图象区域ZIQ

根据本发明的上述方法使有可能通过使用参数化的模型，例如多 项式面SP来为任意的图象区域ZIQ确定扩充的格式化信息。不过，通 过例如在测量的格式化信息的项之间采取简单的插入(线性的，双线 性的)，有可能提取用于任意的图象区域ZIQ这样的扩充的格式化信息， 而不采用可参数化的模型SP。

                 该装置链的可变特征

在前面的描述中，已经看到了格式化信息可以包括可变的特征。 在可变特征的数量有限或者在具有给定量化的单个可变特征的情况下 (例如用于一个拍照装置的三个焦距值)的情况下，本发明的本方法 的一个实施方式是将上面描述的处理重复n次。

事实上，为了实际的应用，上述信息将可以包含一可变的特征的 组合，例如焦距，聚焦，镜头光圈，快门速度，光圈等等的组合。很 难想象与不同的组合相关的上述格式化信息是怎样被计算的，更不要 说该组合的一定的特征，特别是焦距和聚焦距离，其可以连续变化。 为了确定恰当的组合的选择而分析有影响的参数的一种方式是采取一 种对主要组件中的分析，这是一项该领域人员所熟知的技术。

本发明的上述方法提供了从测得的格式化信息来得到格式化信息 的计算，方法是对于已知的可变特征的组合进行插入。一参数化模型 例如一多项式面SP的使用，将使得有必要将与所执行的测量相关的测 得的格式化信息和可变的特征值VCV引入其控制变量。通过对前述情 况的类推，在上述测得的格式化信息和上述扩充的格式化信息之间将 会存在一个偏差EC，所述信息从上述可参数化的模型中得到。此偏差 EC必须不超过一定的阈值dS，并且在这些条件下，将适合于使一超曲 面SP穿过上述测得的格式化信息IFM±dS的所有的点。所作出的此阈 值的选择将与该拍照误差，该测量误差，以及校正所需的精度等级等 等相适应。

本发明的实施将能够提供一特定数量的可参数化模型的使用，所 述模型有可能的话可以以例如多项式的形式来写出。前提是这些模型 按照复杂程度增加的顺序来分类。

然后，假设拥有的一组测得的信息，每个模型的测试是通过优选 地从最简单的模型来启动(最低阶的多项式)，直到获得了一个模型， 其在该超曲面的相交处，以及每项测量的格式化信息的方向上定义了 一项扩充的格式化信息，其偏差EC与该项测得的格式化信息相比低于 该阈值dS。

上述方法视情况提供了在上述格式化信息中包括上述偏差EC，由 此，如果有必要，可以由图象处理软件使用该信息。

                       彩色图象

根据本发明的方法，可以计算与一彩色图象相关的格式化信息。 一彩色图象可以被看作是由多个单色平面组成。传统地，一彩色图象 可以被看成是一个三色的图象，其由三个单色的图象组成，分别为红 色的，绿色的，蓝色的或者类似的波长。在一定的传感器的情况下其 也可以由四个平面组成：青色的，洋红的，黄的，黑的。计算算法AC 可以在至少两个彩色的平面上采用。建立格式化信息的一个例子包括 对每个彩色平面采用计算算法AC，采用这样一种方式，可以使用该格 式化信息和/或该扩充的格式化信息和/或该测量的格式化信息，对装 置APP和/或该捕获装置链和/或恢复装置的在本发明含义范围内的该 单色的和多色的模糊进行校正。需要注意的是，有可能根据本发明采 用的方法的一种方式，对该彩色图象的每个平面使用同样的参考图象 R。

根据本发明的该方法使有可能计算一单色的和/或多色的图象相 关的格式化信息，采取的方式使得上述格式化信息和/或上述测量的格 式化信息能够被软件使用，所述软件处理由第一图象捕获装置捕获的 图象，目的是捕获这样的图象，就缺陷而言，其品质类似于一第二图 象捕获装置。例如，有可能产生具有过时外观(怀旧外观)的图象。

同样地，根据本发明的方法的另一实施方式，该格式化信息和/或 上述测量的格式化信息可以被软件使用，以处理将由该第一恢复装置 恢复的图象，目的是捕获这样的图象，其在缺陷项方面的品质类似于 由上述第二恢复装置恢复的图象的品质。

                 应用本发明以降低成本

降低成本被定义为一种方法和系统，用于降低一装置APP或者一 装置链P3的成本，特别是一装置或者一装置链的光学系统的成本，该 方法在于：

-减少透镜的数量，和/或

-简化透镜的形状，和/或

-设计具有缺陷P5的一个光学系统，所述缺陷大于期望用于 该装置或者该装置链的光学系统的缺陷，或者从一目录中选择相同的 一个，和/或

-使用对于增加了缺陷P5的装置或者装置链来说成本比较 低的材料，组件，处理操作或者制造方法。

根据本发明的该方法和系统可以被用于降低一个装置或者一个 装置链的成本：有可能设计一个数字光学系统，产生与装置或者装置 链的缺陷相关的格式化信息IF，使用此格式化信息来启动图象处理装 置，不论其是否为集成的，改变从该装置或者该装置链得到或者被送 往该装置或者该装置链的图象的品质，其方式使得该装置或者该装置 链与该图象处理装置的组合能够以降低的成本捕获，修正或者恢复具 有期望品质的图象。