智能相機(jī)閃光燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及智能相機(jī)閃光燈，具體提供了一種用于對(duì)象選擇性的相機(jī)閃光燈的系統(tǒng)和方法。該方法的步驟可包括：使用獲取裝置獲取場景的圖像；通過指示所獲取的圖像上的至少一個(gè)點(diǎn)來選擇所述場景內(nèi)的體積；生成導(dǎo)向所述場景的具有特定參數(shù)的閃光脈沖；當(dāng)來自所選擇的體積的所述閃光脈沖的反射光到達(dá)所述獲取裝置時(shí)，同步執(zhí)行所述獲取裝置的曝光；以及在單個(gè)圖像上通過所述曝光蓄積所述反射光，以產(chǎn)生選通圖像。實(shí)施前述方法的系統(tǒng)可包括選通成像裝置，被配置為用于選擇性的視場且也可在可見光中操作。
【專利說明】智能相機(jī)閃光燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開的技術(shù)一般涉及照明和成像系統(tǒng)，具體地，涉及用于相機(jī)裝置的低光度增 強(qiáng)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在攝影中，傳統(tǒng)的相機(jī)閃光燈(可見或者不可見光譜）被用于在低光度的情況下通 過在照相時(shí)用脈沖(單脈沖或者多脈沖)照亮現(xiàn)場來改善照片質(zhì)量。典型的閃光燈源可包括 發(fā)光二極管（LED)或者可包括氣體放電燈，或者甚至可包括激光器。典型的相機(jī)包括CCD、 CMOS或具有對(duì)于每個(gè)傳感器單曝光時(shí)間單幀讀出的混合傳感器。
[0003] 諸如美國專利第7, 962, 031 B2號(hào)題為"相機(jī)閃光燈的脈沖控制"的現(xiàn)有技術(shù)是針 對(duì)在后續(xù)的去模糊或者運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償操作期間改善后續(xù)區(qū)分圖像的高頻或者邊緣分量的能力。 所描述的技術(shù)未提供用于照亮所選擇的獲取的場景圖像的體積（volume，容量）的任何方 法。
[0004] 諸如美國專利第8, 194, 126 B2號(hào)題為"選通成像"的另一現(xiàn)有技術(shù)是針對(duì)選通 (gated)相機(jī)成像體系和方法，利用激光裝置來生成朝向目標(biāo)的長持續(xù)時(shí)間的激光脈沖光 束。相機(jī)接收從目標(biāo)反射的脈沖能量。相機(jī)選通至少在其用激光裝置產(chǎn)生激光脈沖的基本 全部的持續(xù)時(shí)間內(nèi)被同步設(shè)置為"關(guān)（0FF)"，該持續(xù)時(shí)間包括激光脈沖的結(jié)束，且除了其使 用激光脈沖完成通過系統(tǒng)附近的區(qū)域并返回到相機(jī)的時(shí)間之外。然后，相機(jī)選通在其后的 "開（0N)"持續(xù)時(shí)間內(nèi)被設(shè)置為"開（0N)"，直至激光脈沖從目標(biāo)反射回來并被相機(jī)接收。激 光脈沖的寬度基本上至少與"開（0N)"持續(xù)時(shí)間相對(duì)應(yīng)。
[0005] 對(duì)比所提出的方法，現(xiàn)有技術(shù)未提供在低光度條件下的選擇性和可控制的場景體 成像，也未解決在諸如雨或雪的惡劣天氣中低光度下的成像增強(qiáng)。此外，現(xiàn)有技術(shù)未提供任 何解決方案以在低光度的條件下在某個(gè)范圍內(nèi)提供統(tǒng)一的圖像增強(qiáng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 根據(jù)所公開的技術(shù)，由此提供了一種具有用于照相的相機(jī)裝置的系統(tǒng)，其中，控制 單元使每個(gè)相機(jī)的脈沖閃光與每個(gè)相機(jī)的曝光同步，以產(chǎn)生選擇性的和可控制的場景體 積。如這里重新定義，術(shù)語"選擇性的場景體積"被認(rèn)為是照明和蓄積的所視場景的一部分， 其中，最小范圍（R min>〇m)，且其中，最大范圍（Rmax)是可應(yīng)用的。如這里重新定義，術(shù)語"可 控制的場景體積"被認(rèn)為是由用戶所選擇的和/或由控制單元自動(dòng)選擇的特定選擇性的場 景體積。此外，單個(gè)圖像幀(即，靜態(tài)圖像幀或者視頻幀)可具有幾個(gè)選擇性的和可控制的場 景體積(例如，具有不同的R min和不同的Rmax的兩個(gè)場景體積或者具有類似的Rmin和不同的 R_的兩個(gè)場景體積等)。
[0007] 前述的用戶輸入可通過選擇諸如場景中的三維（3D)框的特定體積、選擇場景中的 特定范圍以及選擇被忽略的場景中的一個(gè)或多個(gè)對(duì)象并對(duì)該被忽略的對(duì)象不施加閃光照 明來執(zhí)行。
[0008] 實(shí)施在相機(jī)中畜積的最小范圍（Rmin>〇m)提供了一種在具有惡劣天氣條件(例如， 雨、雪和霧）的低照度下或者在不同空間位置中提供增強(qiáng)圖像的方法。
[0009] 本發(fā)明的這些附加的和/或其他方面和/或優(yōu)勢在隨后的詳細(xì)說明中闡述；其可 能從詳細(xì)說明中推斷；和/或可通過本發(fā)明的實(shí)踐來習(xí)得。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 結(jié)合以下附圖，根據(jù)對(duì)其實(shí)施方式進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明將變得更容易理解： [0011] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式構(gòu)造和操作的系統(tǒng)的操作示意圖；
[0012] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式的利用典型的便攜式相機(jī)使用其閃光燈所拍 攝的照片；
[0013] 圖3A至圖3C示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式的不同選擇性的和可控制的場景 體積；
[0014] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式的由獲得改善的照片質(zhì)量的智能相機(jī)裝置所 執(zhí)行的操作的流程圖；
[0015] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式構(gòu)造和操作的設(shè)備的前視示意圖；
[0016] 圖6至圖8是根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式構(gòu)造和操作以獲得選擇性的和可控制的 場景體積的設(shè)備的前視示意圖；
[0017] 圖9是根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式構(gòu)造和操作的系統(tǒng)的操作示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 在詳細(xì)說明本發(fā)明的至少一種實(shí)施方式之前，應(yīng)理解，本發(fā)明不限于將其應(yīng)用于 以下描述中所闡述的或在附圖中示出的部件的構(gòu)造和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明可適用于其他實(shí) 施方式或者以各種方式被實(shí)踐或者實(shí)施。同樣，應(yīng)理解，本文中采用的措詞和術(shù)語是為了描 述的目的且不應(yīng)被認(rèn)為是限制。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明，所公開的技術(shù)提供了用于基于傳感器原理和有效照明同步使用 電-光技術(shù)來蓄積選擇性的和可控制的場景體積的方法和系統(tǒng)。因此，術(shù)語"目標(biāo)"或者"對(duì) 象"通常是指任何對(duì)象，"相機(jī)脈沖閃光燈"是指發(fā)出電磁能量輻射（即，任何已知波長的光 子）的任何合適的源以及"傳感器"指的是在相機(jī)中收集電磁能量輻射（即，任何已知波長的 光子）以提供信號(hào)的任何設(shè)備(例如，像素、一維（1D)像素陣列、二維（2D)像素陣列等)。"傳 感器"可基于：CM0S成像傳感器、CCD、SPAD、光二極管、混合型FPA、光電倍增管(包括圖像增 強(qiáng)器）等。
[0020] 因此，所公開的技術(shù)在相機(jī)設(shè)計(jì)中，通過改變閃光照明參數(shù)、通過改變傳感器參數(shù) 來提供信號(hào)捕獲的操作，以作為蓄積景深的功能。根據(jù)一種實(shí)施方式，該系統(tǒng)是便攜式部 件，例如，移動(dòng)電話、平板電腦、筆記本電腦或者任何其他的數(shù)字相機(jī)設(shè)計(jì)。所公開的技術(shù)不 限于便攜式和/或手持平臺(tái)的實(shí)施方式。
[0021] 本領(lǐng)域已知的選通成像系統(tǒng)在標(biāo)題為"選通成像"的美國專利第8, 194, 126 B2號(hào) 中被描述。（在自由空間中）光源脈沖被定義為

【權(quán)利要求】
1. 一種方法，包括： 使用獲取裝置獲取場景的圖像； 通過指示所獲取的圖像上的至少一個(gè)點(diǎn)來選擇所述場景內(nèi)的體積； 生成導(dǎo)向所述場景的具有特定參數(shù)的閃光脈沖； 當(dāng)來自所選擇的體積的所述閃光脈沖的反射光到達(dá)所述獲取裝置時(shí)，同步執(zhí)行所述獲 取裝置的曝光；以及 在單個(gè)圖像上通過所述曝光蓄積所述反射光，以產(chǎn)生選通圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：用一個(gè)或多個(gè)閃光脈沖和相應(yīng)的同步曝光來 重復(fù)所述生成和所述同步。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述體積由最小范圍Rmin和最大范圍Rmax限定， 且其中，所述體積的選擇通過在所獲取的圖像上指示R min和Rmax來執(zhí)行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述指示包括下列中的至少一個(gè)：觸覺事件、視 覺事件、聲音事件和預(yù)定設(shè)置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，響應(yīng)于用戶輸入來手動(dòng)執(zhí)行所述指示。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述用戶輸入包括下列中的至少一個(gè)：三維框的 選擇、特定范圍的選擇以及選擇一個(gè)或多個(gè)要忽略的對(duì)象使得所選擇的體積不包括被忽略 的對(duì)象。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述聲音事件通過用戶聲音輸入來執(zhí)行。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述用戶輸入是通過在觸摸屏上指示一個(gè)或多 個(gè)對(duì)象。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述閃光脈沖在可見光的范圍內(nèi)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述閃光脈沖在不可見光的范圍內(nèi)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)兩個(gè)以上的點(diǎn)執(zhí)行所述體積的選擇，且其中， 對(duì)各個(gè)和每個(gè)所選擇的體積獨(dú)立執(zhí)行所述曝光的同步。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述閃光脈沖的參數(shù)包括：強(qiáng)度、頻率和長度， 且其中，所述脈沖的參數(shù)基于所選擇的體積參數(shù)來調(diào)整。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于所述場景內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)識(shí)別 來自動(dòng)執(zhí)行所述體積的選擇。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，響應(yīng)于用戶輸入來手動(dòng)執(zhí)行所述體積的選擇。
15. -種系統(tǒng)，包括： 獲取裝置，被配置為獲取場景的圖像； 選擇裝置，用于通過指示所獲取的圖像上的至少一個(gè)點(diǎn)來選擇所述場景內(nèi)的體積； 光源，被配置為生成導(dǎo)向所述場景的具有特定參數(shù)的閃光脈沖；以及 計(jì)算機(jī)處理器，被配置為當(dāng)來自所選擇的體積的所述閃光脈沖的反射光到達(dá)所述獲取 裝置時(shí)，同步執(zhí)行所述獲取裝置的曝光， 其中，在單個(gè)圖像上通過所述曝光蓄積所有反射光，以產(chǎn)生選通圖像。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述體積由最小范圍Rmin和最大范圍Rmax限定， 且其中，所述體積的選擇通過在所獲取的圖像上指示R min和Rmax來執(zhí)行。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述閃光脈沖在可見光范圍內(nèi)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，對(duì)兩個(gè)以上的點(diǎn)執(zhí)行所述體積的選擇，且其 中，對(duì)各個(gè)和每個(gè)所選擇的體積獨(dú)立執(zhí)行所述曝光的同步。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述閃光脈沖的參數(shù)包括強(qiáng)度、頻率和長度， 且其中，所述脈沖的參數(shù)基于所選擇的體積參數(shù)來調(diào)整。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，基于所述場景內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)識(shí) 別來自動(dòng)執(zhí)行所述體積的選擇。
21. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，響應(yīng)于用戶輸入來手動(dòng)執(zhí)行所述體積的選擇。
22. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述用戶輸入是通過在觸摸屏上指示一個(gè)或 多個(gè)對(duì)象。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述用戶輸入包括下列中的至少一個(gè)：特定體 積的選擇、特定范圍的選擇、選擇一個(gè)或多個(gè)要忽略的對(duì)象使得所選擇的體積不包括被忽 略的對(duì)象。
【文檔編號(hào)】G03B7/00GK104253947SQ201310418701
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月30日
【發(fā)明者】約阿夫·格勞爾, 奧弗·戴維, 埃亞爾·萊維 申請人:萊威視覺有限公司