專利名稱：在數(shù)字變焦攝影期間調(diào)整圖像銳度的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開總體涉及數(shù)字變焦的技術(shù)領(lǐng)域。集成有數(shù)字攝像機功能的主機設(shè)備可以是獨立的數(shù)字攝像機或可以具有附加功能。具有數(shù)字攝像機功能的移動電子設(shè)備是主機設(shè)備的示例。
背景技術(shù)：
集成有數(shù)字攝像機功能的主機設(shè)備包括具有一個或多個光學(xué)元件的裝置和圖像傳感器。如果可以改變光學(xué)元件的裝置的焦距(通常通過機械裝置)，則光學(xué)變焦能力可用。數(shù)字變焦能力是以電子方式實現(xiàn)的，并且在無需改變一個或多個光學(xué)元件的裝置的焦距的情況下就可用。這里使用的術(shù)語“像素”(“圖像元素”的縮寫)，根據(jù)上下文而具有不同含義圖像傳感器、顯示模塊、或者圖像的數(shù)字表示。在圖像的數(shù)字表示的上下文中，像素是圖像的數(shù)字表示的最小元素。圖像傳感器將包括像素陣列，該像素陣列包括光敏材料。像素陣列是在水平行和垂直列中布置的非常精細的電子像素的陣列。這種圖像傳感器(例如，電荷耦合器件(CCD) 或互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0Q圖像傳感器)能夠接收并捕獲輻射能量，并將輻射能量轉(zhuǎn)換為變?yōu)楣鈱W(xué)圖像的視覺表示的電子信號。當將數(shù)字攝像機功能被描述為2百萬像素、 3百萬像素或4百萬像素時，這是圖像傳感器的像素陣列的中的像素數(shù)目的近似描述。這里所使用的術(shù)語“捕獲圖像”是指從像素陣列讀取的圖像，不考慮任何邊緣或邊界像素。例如，2百萬像素數(shù)字攝像機可以生成1600乘1200像素的捕獲圖像。典型地，集成有數(shù)字攝像機功能的主機設(shè)備包括顯示模塊，該顯示模塊用于顯示從捕獲圖像導(dǎo)出的預(yù)覽圖像。查看預(yù)覽圖像可以幫助主機設(shè)備的用戶使用數(shù)字攝像機功能拍攝照片，這是由于預(yù)覽圖像向用戶提供了關(guān)于數(shù)字攝像機“看到”什么的視覺反饋。顯示模塊包括像素陣列，該像素陣列是在水平行和垂直列中布置的像素的陣列。根據(jù)像素陣列的技術(shù)，像素可以包括發(fā)光材料，或者可以是如在液晶顯示器(LCD)技術(shù)中那樣可控制的， 以阻擋光或允許光以不同程度透射。顯示模塊中的像素陣列的其他技術(shù)是本領(lǐng)域公知的。 典型地，顯示模塊中的像素陣列中的像素的數(shù)目小于捕獲圖像中的像素的數(shù)目。例如，顯示器可以具有320乘240像素。通過以下操作來實現(xiàn)數(shù)字變焦對圖像進行剪裁，以保留圖像中與原始圖像相同高寬比的中心部分并丟棄圖像的其余部分。這里將所保留的部分稱作剪裁圖像，包括整個圖像被保留的情況。在Ix的數(shù)字變焦水平下，不執(zhí)行剪裁，而是保留整個圖像。因此，剪裁圖像與剪裁前的圖像相同。在^的數(shù)字變焦水平下，保留圖像的大約1/4。在3x的數(shù)字變焦水平下，保留圖像的大約1/9。集成有數(shù)字攝像機功能的主機設(shè)備可以被設(shè)計為提供兩個或更多個數(shù)字變焦水平。主機設(shè)備將被設(shè)計為使得經(jīng)由其用戶輸入組件中的至少一個而提供的輸入導(dǎo)致數(shù)字變焦從一個所提供數(shù)字變焦水平改變?yōu)榱硪粋€所提供數(shù)字變焦水平。隨著數(shù)字變焦從一個所提供數(shù)字變焦水平改變?yōu)榱硪粋€所提供數(shù)字變焦水平，剪裁圖像將改變，從而預(yù)覽圖像也將改變。隨著數(shù)字變焦從一個所提供數(shù)字變焦水平改變?yōu)榱硪粋€所提供數(shù)字變焦水平，用戶可能感知到突變。實際上，圖像包括由多種來源引起的噪聲。圖像中的噪聲可以作為例如在顏色或灰度上與相鄰像素不相關(guān)的斑點或像素。以一定的刷新率刷新預(yù)覽圖像，該刷新率可以是固定的或可變的。例如，刷新率可以被設(shè)置為在明亮照明條件下每秒15次以及在昏暗照明條件下每秒8次。因此，預(yù)覽圖像中的噪聲尤其可以被用戶察覺，這是由于噪聲從一個預(yù)覽圖像到另一個預(yù)覽圖像而有所不同，即使當預(yù)覽圖像均處于相同的所提供數(shù)字變焦水平時也是如此。

發(fā)明內(nèi)容
這里提出了多種用于處理數(shù)字變焦的多種技術(shù)，這些技術(shù)是單獨使用或以任何組合方式使用的。在單獨使用或以任何組合方式使用時，這些技術(shù)可以改進用戶在觀看由顯示模塊顯示的預(yù)覽圖像時感知的數(shù)字變焦的體驗。這些技術(shù)中的一些技術(shù)可以是以僅影響預(yù)覽圖像的方式實現(xiàn)的。這些技術(shù)中的其他技術(shù)可以是以既影響預(yù)覽圖像又影響能夠在存儲介質(zhì)中記錄的可記錄圖像的方式實現(xiàn)的。第一種技術(shù)是調(diào)整所提供數(shù)字變焦水平的數(shù)目?？偣矎?到7的任何數(shù)目的所提供數(shù)字變焦水平(例如，5或6個所提供數(shù)字變焦水平)可以提供以下二者的競爭考慮之間的合理平衡改進所提供數(shù)字變焦水平之間的轉(zhuǎn)移的平滑度；以及減少從最小所提供數(shù)字變焦水平經(jīng)過所有中間所提供數(shù)字變焦水平轉(zhuǎn)移至最大所提供數(shù)字變焦水平(或者反之亦然)所需的時間和努力。第二種技術(shù)是逐步數(shù)字變焦，其中，經(jīng)由起始提供數(shù)字變焦水平與同起始提供數(shù)字變焦水平相鄰的結(jié)束提供數(shù)字變焦水平之間的一個或多個中間變焦水平，實現(xiàn)從起始提供數(shù)字變焦水平至結(jié)束提供數(shù)字變焦水平的改變。這些中間數(shù)字變焦水平不是由主機設(shè)備提供的所提供數(shù)字變焦水平，并且，可記錄圖像在這些中間數(shù)字變焦水平下的產(chǎn)生并未被主機設(shè)備允許。然而，產(chǎn)生這些中間數(shù)字變焦水平下的預(yù)覽圖像，并且，這些預(yù)覽圖像可用于由顯示模塊顯示。第三種技術(shù)是考慮所提供數(shù)字變焦水平的分布。所提供數(shù)字變焦水平可以具有相等的變焦因子間距。備選地，所提供數(shù)字變焦水平可以是光學(xué)均勻的。第四種技術(shù)是調(diào)整預(yù)覽圖像的銳度，使得當圖像傳感器針對不同數(shù)字變焦水平產(chǎn)生不同預(yù)覽圖像時，使用圖像傳感器的預(yù)覽圖像銳度參數(shù)的不同值。通過針對較低數(shù)字變焦水平使用較低銳度值以及針對較高數(shù)字變焦水平使用較高銳度值，可以減小預(yù)覽圖像中的噪聲。


這里描述的技術(shù)是作為示例而非限制地在附圖的各個圖中示意的，在附圖中，相似的參考標記指示對應(yīng)的、相似的、或類似的元素，并且在附圖中圖1-1是示例獨立數(shù)字攝像機的前視圖；圖1-2是圖1-1所示的示例獨立數(shù)字攝像機的后視圖
圖2-1是集成有數(shù)字攝像機功能的示例移動電子設(shè)備的前視圖；圖2-2是圖2-1所示的示例移動電子設(shè)備的后視圖；圖3-1是在數(shù)字變焦水平Ix下操作示例數(shù)字攝像機功能時獲得的示例捕獲圖像的示意圖；圖3-2是作為圖3-1所示的捕獲圖像的縮小版本的示例預(yù)覽圖像的示意圖；圖4-1是在數(shù)字變焦水平下操作示例數(shù)字攝像機功能時獲得的示例剪裁圖像的示意圖；圖4-2是作為圖4-1所示的剪裁圖像的縮小版本的示例預(yù)覽圖像的示意圖；圖5-1是在數(shù)字變焦水平3x下操作示例數(shù)字攝像機功能時獲得的示例剪裁圖像的示意圖；圖5-2是作為圖5-1所示的剪裁圖像的縮小版本的示例預(yù)覽圖像的示意圖；圖6是在示例主機設(shè)備中實現(xiàn)的逐步數(shù)字變焦的簡化示例方法的流程圖示意圖；圖7是在包括處理能力的示例圖像傳感器中實現(xiàn)的逐步數(shù)字變焦的簡化示例方法的流程圖示意圖；圖8-1是作為在數(shù)字變焦水平lx、1. 25x、1. 5x、1. 75x和h下操作示例數(shù)字攝像機功能時獲得的示例剪裁圖像的縮小版本的示例預(yù)覽圖像的序列的示意圖；圖8-2是作為在數(shù)字變焦水平Ix和h下操作示例數(shù)字攝像機功能時獲得的示例剪裁圖像的縮小版本的示例預(yù)覽圖像的序列的示意圖；圖9是利用調(diào)整后的銳度值的后端加載逐步數(shù)字變焦的簡化示例方法的流程圖示意圖；圖10是集成有數(shù)字攝像機功能的示例主機設(shè)備的簡化框圖示意圖；圖11是示例片上系統(tǒng)圖像傳感器的簡化框圖示意圖；圖12是示例數(shù)字攝像機模塊的簡化框圖示意圖；以及圖13是示例顯示模塊的簡化框圖示意圖。應(yīng)當認識到，為了示意的簡明和清楚，各個圖中所示的元素不必按比例繪制。例如，為了清楚，一些元素的尺寸可能相對于其他元素而夸大。
具體實施例方式在以下具體描述中，闡述了許多具體細節(jié)，以提供對技術(shù)的透徹理解。例如，以下提供的表中的數(shù)值是出于示意的目的給出的。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實施這里描述的技術(shù)。在其他實例中，并未詳細描述公知的方法、過程、組件和電路，以便不使對技術(shù)的描述模糊。圖1-1是總體標記為100的示例獨立數(shù)字攝像機的前視圖，圖1-2是獨立數(shù)字攝像機100的后視圖。獨立數(shù)字攝像機100的鏡頭102在圖1-1中示出。顯示模塊104在圖 1-2中示出。當對獨立數(shù)字攝像機100進行操作時，由鏡頭102聚焦的光使得獨立數(shù)字攝像機100的圖像傳感器(未示出)捕獲圖像，并且，從捕獲的圖像中導(dǎo)出的預(yù)覽圖像由顯示模塊104顯示。圖2-1是集成有數(shù)字攝像機功能的示例移動電子設(shè)備的前視圖。該示例移動電子設(shè)備總體標記為200。顯示模塊204在圖2-1中示出。在圖2-1中示出了移動電子設(shè)備200的各個用戶輸入組件，包括例如鍵盤206、軌跡球208、按鈕210和麥克風(fēng)212。如果顯示模塊204包括觸摸屏，那么顯示模塊204也是用戶輸入組件。還可以想到其他用戶輸入組件。 在圖2-1中示出了移動電子設(shè)備200的各個用戶輸出組件，包括例如揚聲器214和顯示模塊204。還可以想到其他用戶輸出組件。圖2-2是移動電子設(shè)備200的后視圖。閃光燈216 和鏡頭218在圖2-2中示出。當對數(shù)字攝像機功能進行操作時，由鏡頭218聚焦的光使得圖像傳感器(未示出)捕獲圖像，并且，與捕獲圖像相關(guān)的預(yù)覽圖像由顯示模塊204顯示。由于預(yù)覽圖像不一定與剪裁圖像相同，因此生成兩個圖像。圖像傳感器可以既產(chǎn)生剪裁圖像又產(chǎn)生預(yù)覽圖像，在這種情況下，圖像傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)縮放算法。備選地，圖像傳感器可以產(chǎn)生剪裁圖像，主機設(shè)備可以通過實現(xiàn)縮放算法，根據(jù)剪裁圖像來產(chǎn)生預(yù)覽圖像。圖像傳感器可以由主機設(shè)備關(guān)于圖像傳感器是否產(chǎn)生預(yù)覽圖像來配置。在一些實施方式中，剪裁圖像由主機設(shè)備根據(jù)圖像傳感器的輸出來產(chǎn)生。這里將預(yù)覽圖像的尺寸稱作顯示尺寸。圖3-1是在數(shù)字變焦水平Ix下操作示例數(shù)字攝像機功能時獲得的示例捕獲圖像的示意圖。圖3-2是作為圖3-1所示的捕獲圖像的縮小版本的示例預(yù)覽圖像的示意圖。圖4-1是在數(shù)字變焦水平^下操作示例數(shù)字攝像機功能時獲得的示例剪裁圖像的示意圖。圖4-1所示的剪裁圖像是通過保留圖3-1所示的捕獲圖像的中心部分并丟棄捕獲圖像的其余部分來產(chǎn)生的。圖4-2是作為圖4-1所示的剪裁圖像的縮小版本的示例預(yù)覽圖像的示意圖。圖5-1是在數(shù)字變焦水平3x下操作示例數(shù)字攝像機功能時獲得的示例剪裁圖像的示意圖。圖5-1所示的剪裁圖像是通過保留圖3-1所示的捕獲圖像的中心部分并丟棄捕獲圖像的其余部分來產(chǎn)生的。圖5-2是作為圖5-1所示的剪裁圖像的縮小版本的示例預(yù)覽圖像的示意圖。以下在表1中列出了與1600乘1200像素的捕獲圖像的數(shù)字變焦水平相對應(yīng)的剪裁圖像的數(shù)字變焦水平和尺寸的一些示例。

權(quán)利要求
1.一種用于數(shù)字變焦的方法，所述方法包括控制圖像傳感器(1006、1106、1210)以根據(jù)第一剪裁圖像來產(chǎn)生第一預(yù)覽圖像，其中， 所述圖像傳感器的預(yù)覽圖像銳度參數(shù)被設(shè)置為第一值，所述第一剪裁圖像的尺寸與第一數(shù)字變焦水平和由所述圖像傳感器支持的第一變焦因子相對應(yīng)；控制顯示模塊(104、204、1014、1314)以顯示所述第一預(yù)覽圖像；控制所述圖像傳感器以根據(jù)第二剪裁圖像來產(chǎn)生第二預(yù)覽圖像，其中，所述預(yù)覽圖像銳度參數(shù)被設(shè)置為與所述第一值不同的第二值，所述第二剪裁圖像的尺寸與第二數(shù)字變焦水平和由所述圖像傳感器支持且與所述第一變焦因子不同的第二變焦因子相對應(yīng)；以及控制所述顯示模塊以顯示所述第二預(yù)覽圖像；其中，所述圖像傳感器包括處理能力(1107)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一值小于所述第二值，所述第一數(shù)字變焦水平小于所述第二數(shù)字變焦水平。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第一數(shù)字變焦水平是第一所提供數(shù)字變焦水平，所述第二數(shù)字變焦水平是第二所提供數(shù)字變焦水平。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第二所提供數(shù)字變焦水平與所述第一所提供數(shù)字變焦水平相鄰，所述方法還包括控制所述圖像傳感器以分別根據(jù)一個或多個剪裁圖像來產(chǎn)生一個或多個預(yù)覽圖像，其中，所述預(yù)覽圖像銳度參數(shù)被設(shè)置為所述第一值，所述一個或多個剪裁圖像的尺寸分別與由所述圖像傳感器支持且處于所述第一變焦因子和所述第二變焦因子之間的一個或多個中間變焦因子相對應(yīng)；以及控制所述顯示模塊一次一個地顯示所述一個或多個預(yù)覽圖像；其中，不允許以所述中間變焦因子產(chǎn)生可記錄圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，控制所述圖像傳感器以產(chǎn)生所述第一預(yù)覽圖像是在控制所述圖像傳感器以產(chǎn)生所述一個或多個預(yù)覽圖像之前進行的，并且，控制所述圖像傳感器以產(chǎn)生所述一個或多個預(yù)覽圖像是在控制所述圖像傳感器以產(chǎn)生所述第二預(yù)覽圖像之前進行的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，控制所述圖像傳感器以產(chǎn)生所述第二預(yù)覽圖像是在控制所述圖像傳感器以產(chǎn)生所述一個或多個預(yù)覽圖像之前進行的，并且，控制所述圖像傳感器以產(chǎn)生所述一個或多個預(yù)覽圖像是在控制所述圖像傳感器以產(chǎn)生所述第一預(yù)覽圖像之前進行的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一數(shù)字變焦水平是處于起始提供數(shù)字變焦水平與結(jié)束提供數(shù)字變焦水平之間的中間數(shù)字變焦水平，所述結(jié)束提供數(shù)字變焦水平與所述起始提供數(shù)字變焦水平相鄰，所述第一剪裁圖像是從捕獲圖像的處理后版本剪裁得到的，所述捕獲圖像是從所述圖像傳感器的像素陣列(1008、1108)中讀取的，并且，不允許以所述中間數(shù)字變焦因子產(chǎn)生可記錄圖像。
8.一種主機設(shè)備(100、200、1000)，包括:具有一個或多個光學(xué)元件的裝置(102、218、1004、1204)；圖像傳感器(1006、1106、1210)，包括處理能力(1107)，所述圖像傳感器包括與所述具有一個或多個光學(xué)元件的裝置光學(xué)耦合的像素陣列(1008、1108)，所述圖像傳感器被布置為從所述像素陣列中讀取捕獲圖像，所述圖像傳感器支持變焦因子的離散集合，所述圖像傳感器能夠通過將所述捕獲圖像或其處理后版本剪裁至與所述變焦因子之一相對應(yīng)的剪裁圖像尺寸并對剪裁后的捕獲圖像進行縮放，以預(yù)覽圖像銳度參數(shù)的值確定的銳度產(chǎn)生預(yù)覽圖像；處理器(1012)，耦合至所述圖像傳感器；顯示模塊(104、204、1014、1314)，耦合至所述處理器以顯示所述預(yù)覽圖像； 存儲器(1016)，耦合至所述處理器，所述存儲器包括 第一緩沖器(1020)，用于存儲從所述捕獲圖像導(dǎo)出的可記錄圖像；以及第二緩沖器(1022)，用于存儲所述預(yù)覽圖像；以及用戶輸入組件(204、206、208、210、212、10沘)，耦合至所述處理器； 其中，所述主機設(shè)備在控制所述圖像傳感器以所述變焦因子中的第一變焦因子產(chǎn)生所述預(yù)覽圖像時針對所述預(yù)覽圖像銳度參數(shù)設(shè)置第一值，并在控制所述圖像傳感器以所述變焦因子中的第二變焦因子產(chǎn)生所述預(yù)覽圖像時針對所述預(yù)覽圖像銳度參數(shù)設(shè)置第二值，其中，所述第二值與所述第一值不同。
9.一種主機設(shè)備(100、200、1000)，包括:具有一個或多個光學(xué)元件的裝置(102、218、1004、1204)；圖像傳感器(1006、1106、1210)，包括處理能力(1107)，所述圖像傳感器包括與所述具有一個或多個光學(xué)元件的裝置光學(xué)耦合的像素陣列(1008、1108)，所述圖像傳感器被布置為從所述像素陣列中讀取捕獲圖像，所述圖像傳感器支持變焦因子的離散集合； 處理器(1012)，耦合至所述圖像傳感器； 顯示模塊(104、204、1014、1314)，耦合至所述處理器；存儲器(1016)，耦合至所述處理器，所述存儲器被布置為存儲對所提供的數(shù)字變焦水平的指示(1013)，所述所提供的數(shù)字變焦水平中的每一個具有與之對應(yīng)的剪裁圖像尺寸， 所述存儲器還被布置為針對所述所提供的數(shù)字變焦水平中的每一個存儲與之關(guān)聯(lián)的銳度值以及對所述變焦因子(1030)中對應(yīng)的一個變焦因子的指示，所述存儲器包括 第一緩沖器(1020)，用于存儲從所述捕獲圖像導(dǎo)出的可記錄圖像；以及第二緩沖器(1022)，用于存儲從所述捕獲圖像導(dǎo)出的、要由所述顯示模塊顯示的預(yù)覽圖像；以及用戶輸入組件(204、206、208、210、212、10觀)，耦合至所述處理器以檢測指示所述所提供的數(shù)字變焦水平之一的輸入；其中，與所述所提供的數(shù)字變焦水平中的第一所提供數(shù)字變焦水平相關(guān)聯(lián)的銳度值不同于與所述所提供的數(shù)字變焦水平中的第二所提供數(shù)字變焦水平相關(guān)聯(lián)的銳度值，以及其中，所述存儲器存儲可執(zhí)行代碼裝置(1032)，所述可執(zhí)行代碼裝置(103 在被所述處理器執(zhí)行時，響應(yīng)于檢測到所述輸入，識別所述所提供的數(shù)字變焦水平中的哪一個由所述輸入指示，并控制所述圖像傳感器以與所識別的所提供數(shù)字變焦水平相對應(yīng)的變焦因子并以與所識別的所提供數(shù)字變焦水平相關(guān)聯(lián)的銳度值來產(chǎn)生所述預(yù)覽圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的主機設(shè)備，其中，所述所提供的數(shù)字變焦水平中的至少三個數(shù)字變焦水平形成光學(xué)均勻數(shù)字變焦水平的集合，使得對于所述集合中的任何相鄰所提供數(shù)字變焦水平對，與所述對中的較大變焦水平相對應(yīng)的剪裁圖像尺寸同與所述對中的較小變焦水平相對應(yīng)的剪裁圖像尺寸之比實質(zhì)上等于與所述集合中的任何其他相鄰所提供數(shù)字變焦水平對中的較大變焦水平相對應(yīng)的剪裁圖像尺寸同所述其他相鄰所提供數(shù)字變焦水平對中的較小變焦水平相對應(yīng)的剪裁圖像尺寸之比。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項所述的主機設(shè)備，其中，所述主機設(shè)備包括獨立數(shù)字攝像機(100)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項所述的主機設(shè)備，其中，所述主機設(shè)備包括具有數(shù)字攝像機功能的移動電子設(shè)備000)。
全文摘要
將不同銳度值指派給不同數(shù)字變焦水平，以根據(jù)剪裁圖像來產(chǎn)生預(yù)覽圖像，其中，剪裁圖像的尺寸與不同數(shù)字變焦水平相對應(yīng)。
文檔編號G06T3/00GK102461155SQ201080028186
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者洪成昊, 米格爾·羅德里格茲 申請人:捷訊研究有限公司