專利名稱：高效優(yōu)化數(shù)碼相機中的變焦設(shè)置的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于捕獲圖像數(shù)據(jù)的技術(shù)，并且更具體地涉及用于高效優(yōu)化數(shù)碼相機中的變焦設(shè)置的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
實現(xiàn)用于捕獲圖像數(shù)據(jù)的高效方法是當(dāng)代電子設(shè)備的設(shè)計者和制造商需要考慮的重要事情。然而，高效地利用電子設(shè)備來捕獲圖像數(shù)據(jù)可能給系統(tǒng)設(shè)計者帶來重大挑戰(zhàn)。例如，對提高系統(tǒng)功能和性能的日益增強的需求可能需要更多的系統(tǒng)處理能力，并且需要額外的硬件資源。在處理或硬件需求方面的增長還可能會由于增長的生產(chǎn)成本和操作的低效而導(dǎo)致相應(yīng)的不利經(jīng)濟沖擊。
此外，雖然用于執(zhí)行各種高級操作的增強的設(shè)備能力可以給系統(tǒng)用戶提供額外的益處，但是也可能使得對各種系統(tǒng)部件的控制和管理的需求增加。例如，高效捕獲數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的增強電子設(shè)備可能由于所涉及的數(shù)字數(shù)據(jù)的巨大數(shù)量和復(fù)雜性而從高效的實現(xiàn)方式中受益。
由于對系統(tǒng)資源的日益增長的需求以及數(shù)據(jù)量的大幅增加，顯然，開發(fā)用于分析圖像數(shù)據(jù)的新技術(shù)是一件相關(guān)電子技術(shù)中一件值得關(guān)注的事情。因此，出于所有上述原因，開發(fā)用于捕獲圖像數(shù)據(jù)的高效系統(tǒng)仍然是當(dāng)代電子設(shè)備的設(shè)計者、制造商及用戶需要考慮的重要事情。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，公開了用于高效優(yōu)化數(shù)碼相機中的變焦設(shè)置的系統(tǒng)和方
法。在一個實施例中，為了優(yōu)化所捕獲圖像的景深特性，景深(DOF)管理器可以利用光學(xué)變焦模塊執(zhí)行光學(xué)變焦功能，以在物理上將數(shù)碼相機的透鏡單元調(diào)節(jié)到最優(yōu)光學(xué)變焦值。DOF管理器隨后可以利用數(shù)碼變焦模塊
4執(zhí)行數(shù)碼變焦功能以補償前面的光學(xué)變焦功能，由此產(chǎn)生具有與相機用戶最初希望的表觀變焦特性相同的特性的圖像。
在本發(fā)明的一個實施例中，DOF管理器首先讀取用于光學(xué)變焦模塊的光學(xué)變焦值。DOF管理器還讀取到所希望的目標(biāo)對象的當(dāng)前對象距離。隨后，DOF管理器從先前根據(jù)指定標(biāo)準創(chuàng)建的查找表訪問最優(yōu)變焦值(光學(xué)變焦值和相應(yīng)的數(shù)碼變焦值)。DOF管理器然后將來自査找表的最優(yōu)變焦值應(yīng)用到光學(xué)變焦模塊和數(shù)碼變焦模塊。最后，數(shù)碼相機的圖像傳感器利用經(jīng)優(yōu)化的變焦值(光學(xué)變焦值和數(shù)碼變焦值)捕獲經(jīng)優(yōu)化的圖像。因此，本發(fā)明提供了用于高效優(yōu)化數(shù)碼相機中的變焦設(shè)置的經(jīng)改進的系統(tǒng)和方法。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的相機設(shè)備的一個實施例的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的圖1的捕獲子系統(tǒng)的一個實施例的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的圖1的控制模塊的一個實施例的框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的圖3的存儲器的一個實施例的框圖；圖5是圖示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的景深的示圖；圖6是圖示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的數(shù)碼變焦過程的示圖；圖7是圖示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的經(jīng)優(yōu)化的變焦值的曲線圖；圖8A-8B是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于優(yōu)化景深的方法歩驟的流程圖；以及
圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的用于優(yōu)化景深的方法步驟的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及對圖像數(shù)據(jù)捕獲技術(shù)的改進。呈現(xiàn)下面的描述以使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明，并且是在專利申請及其要求的背景中來提供下面的描述的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會很容易地清楚對所公開的實施例的各種修改，并且這里的一般原理可以被應(yīng)用到其它實施例中。因此，本發(fā)明不希望被限定到所示出的實施例，而是與符合在此描述的原理和特征的最寬范圍一致。
本發(fā)明包括用于高效優(yōu)化數(shù)碼相機中的變焦設(shè)置的系統(tǒng)和方法，并且包括執(zhí)行數(shù)碼變焦功能的數(shù)碼變焦模塊，以及控制數(shù)碼相機的透鏡單元執(zhí)行光學(xué)變焦功能的光學(xué)變焦模塊。景深管理器執(zhí)行變焦設(shè)置優(yōu)化過程以選擇用于光學(xué)變焦模塊和數(shù)碼變焦模塊的最優(yōu)變焦值，由此優(yōu)化由相機設(shè)備所捕獲的圖像的圖像質(zhì)量特性。
現(xiàn)在參考圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明的相機設(shè)備110的一個實施例的框圖。在圖1的實施例中，相機設(shè)備110可以包括但不限于捕獲子系統(tǒng)
114、系統(tǒng)總線116和控制模塊118。在圖1的實施例中，捕獲子系統(tǒng)114可以光耦合到攝影(photographic)目標(biāo)112，并且還可以經(jīng)由系統(tǒng)總線116電耦合到控制模塊118。
在替代實施例中，相機設(shè)備110可以包括除了結(jié)合圖1的實施例討論的那些組件的某些之外的其它組件，或者不包括結(jié)合圖1的實施例討論的那些組件的某些而包括其它組件。另外，在某些實施例中，或者可以在除了圖1的相機設(shè)備110以外的任何適當(dāng)類型的電子設(shè)備中體現(xiàn)本發(fā)明。例如，相機設(shè)備110或者可以被實現(xiàn)為成像設(shè)備、計算機設(shè)備或消費者電子設(shè)備。
在圖1的實施例中， 一旦系統(tǒng)用戶將捕獲子系統(tǒng)114聚焦在目標(biāo)112上并請求相機設(shè)備110捕獲與目標(biāo)112相對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)，則控制模塊118可以經(jīng)由系統(tǒng)總線116指示捕獲子系統(tǒng)114捕獲表示目標(biāo)112的圖像數(shù)據(jù)。所捕獲的圖像數(shù)據(jù)隨后通過系統(tǒng)總線116傳送到控制模塊118，控制模塊118可以作為響應(yīng)而對圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行各種處理和功能。系統(tǒng)總線116還可以在捕獲子系統(tǒng)114和控制模塊118之間雙向傳遞各種狀態(tài)和控制信號。
現(xiàn)在參考圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明的圖1的捕獲子系統(tǒng)114的一個實施例的框圖。在圖2的實施例中，捕獲子系統(tǒng)114包括但不限于快門218、透鏡單元220、圖像傳感器224、紅、綠和藍(R/G/B)放大器228、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器230、接口 232以及光學(xué)變焦控制器236。在替代實施例中，捕獲子系統(tǒng)114可以容易地包括除了結(jié)合圖2的實施例討論的那些組件的某些之外的其它組件，或者可以不包括結(jié)合圖2的實施例討論的那些組件的某些而包括其它組件。
在圖2的實施例中，捕獲子系統(tǒng)114通過沿著光路徑236、對圖像傳感器224產(chǎn)生影響的反射光來捕獲與目標(biāo)112相對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)?？梢园姾神詈掀骷?CCD)的圖像傳感器224可以作為響應(yīng)而生成表示目標(biāo)112的一組圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)隨后可以被路由通過紅、綠和藍放大器228、 A/D轉(zhuǎn)換器230以及接口 232。來自接口 232的圖像數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)總線116傳遞到用于適當(dāng)處理和存儲的控制模塊118。諸如CMOS或線性陣列之類的其它類型的圖像捕獲傳感器也可以考慮用來結(jié)合本發(fā)明捕獲圖像數(shù)據(jù)。在圖2的實施例中，透鏡單元220可以以支持由光學(xué)變焦236響應(yīng)于來自控制模塊118 (圖1)的命令而控制的機械變焦功能的任何高效方式來實現(xiàn)。下面結(jié)合圖5-9進一步討論捕獲子系統(tǒng)的使用和功能。
現(xiàn)在參考圖3，示出了根據(jù)本發(fā)明的圖1的控制模塊118的一個實施例的框圖。在圖3的實施例中，控制模塊U8包括但不限于取景器308、中央處理單元(CPU) 344、存儲器346，以及一個或多個輸入/輸出接口(I/O) 348。取景器308、 CPU 344、存儲器346和I/O 348的每個都經(jīng)由公共系統(tǒng)總線116耦合并通信，公共系統(tǒng)總線116還與捕獲子系統(tǒng)114通信。在替代實施例中，控制模塊118可以包括除了結(jié)合圖3的實施例討論的那些組件的某些之外的其它組件，或者可以不包括結(jié)合圖3的實施例討論的那些組件的某些而包括其它組件。
在圖3的實施例中，CPU 344可以被實現(xiàn)為包括任何適當(dāng)?shù)奈⑻幚砥髟O(shè)備。或者，可以利用任何其它適當(dāng)技術(shù)來實現(xiàn)CPU 344。例如，CPU344可以被實現(xiàn)為包括某些專用集成電路(ASIC)或者其它適當(dāng)?shù)碾娮釉O(shè)備。存儲器346可以被實現(xiàn)為一個或多個適當(dāng)?shù)拇鎯υO(shè)備，包括但不限于只讀存儲器、隨機存取存儲器，以及各種類型的非易失性存儲器，例如軟盤設(shè)備、硬盤設(shè)備或閃存。I/O 348可以提供用于輔助相機設(shè)備IIO與包括系統(tǒng)用戶或另外的電子設(shè)備在內(nèi)的任何外部實體之間的通信的一個或多個高效接口?？梢岳萌魏芜m當(dāng)?shù)妮斎牒?或輸出設(shè)備來實現(xiàn)1/0 348。下面將結(jié)合圖4至9進一步討論控制模塊118的操作和使用。本發(fā)明的圖3的存儲器346的一個實施例的框圖。在圖4的實施例中，存儲器346可以包括但不限于相機應(yīng)用程序412、操作系統(tǒng)414、景深(DOF)管理器416、數(shù)碼變焦模塊418、景深(DOF)參數(shù)420、變焦值422以及圖像數(shù)據(jù)424。在替代實施例中，存儲器346可以容易地包括除了結(jié)合圖4的實施例討論的那些組件之外的其它組件，或者可以不包括結(jié)合圖4的實施例討論的那些組件而包括其它組件。
在圖4的實施例中，相機應(yīng)用程序412可以包括由CPU 344 (圖3)執(zhí)行以執(zhí)行相機設(shè)備110的各種功能和操作的程序指令。相機應(yīng)用程序412的特殊性質(zhì)和功能取決于諸如相應(yīng)的相機設(shè)備110的類型和特殊應(yīng)用之類的因素而變化。在圖4的實施例中，操作系統(tǒng)414優(yōu)選地控制并協(xié)調(diào)相機設(shè)備110的低層功能。
根據(jù)本發(fā)明，DOF管理器416可以控制并協(xié)調(diào)變焦優(yōu)化過程以選擇最優(yōu)的變焦值422用于捕獲圖像數(shù)據(jù)424。變焦值422可以包括用于數(shù)碼變焦418和光學(xué)變焦236 (圖2)的具體設(shè)置。在圖4的實施例中，DOF參數(shù)420可以包括DOF管理器416優(yōu)化變焦值422所需的任何適當(dāng)?shù)闹祷蛐畔?。下面將結(jié)合圖5-9進一步討論執(zhí)行變焦優(yōu)化過程的DOF管理器416的使用。
現(xiàn)在參考圖5，示出了圖示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的景深(DOF)的示圖。圖5的示圖被呈現(xiàn)用于圖示說明的目的，并且在替代實施例中，景深可以包括除了圖5的示例示出的那些特性或參數(shù)的某些之外的其它特性或參數(shù)，或者不包括圖5的示例示出的那些特性或參數(shù)的某些而包括其它特性或參數(shù)。
在圖5的實施例中，示出了具有所定義的各種相關(guān)距離和參數(shù)的透鏡514。相機一般能夠準確地聚焦在僅一個平面上。任何其它平面上的點對象都被成像為圓盤而非點，并且平面離焦平面越遠，該圓盤越大。然而，如果該圓盤(稱為模糊斑點)足夠小，則不能與點區(qū)分開，從而可接受的清晰度區(qū)存在于焦平面任一側(cè)的兩個平面之間。該區(qū)稱為景深(DOF)。最近的平面是DOF的近極限，而最遠的平面是DOF的遠極限。足夠小的
8模糊斑點的直徑稱為散光圈(the circle of confiision)。
在圖5的示例中，在近極限526 (由距離、定義)和遠極限522 (由距離w,定義)之間示出了 DOF。對光圈大小進行控制來控制模糊斑點的
大小，并且聚焦確定DOF的位置。隨著光圈的大小減小(或者f數(shù)被增加)，散焦模糊斑點的大小減小而DOF增加。但是，在暗光的環(huán)境中，光圈可能需要增大并且快門速度減小以獲得用于充分捕獲圖像的足夠的光。因此，可以通過操作相機110使用于光學(xué)變焦236的變焦值被設(shè)置(或縮小)得盡可能遠來使DOF最大化，以捕獲所希望的目標(biāo)對象112。在圖5的示例中，離透鏡514的距離為"的目標(biāo)對象112在焦距v處處于聚焦中(例如，在圖2的圖像傳感器224上)。在距離t^和、處的目
標(biāo)對像可以分別在焦距v,和、處處于聚焦中。在焦距v處，它們被成像為
模糊斑點。景深受孔徑光闌直徑"的影響。當(dāng)模糊斑點直徑等于散光圈c時，]定義.
時，DOF的近極限和遠極限由縱軸522和縱軸526之間的距離^和^來
在圖5的示例中，可由下面的公式來定義DOF:
w廣w
乂
2
m —
其中，t^是聚焦中的較遠對象的距離，^是聚焦中的較近對象的距離，/
是焦長，w是對象距離，v是圖像距離，c是散光圈，J是光圈直徑，m是圖像放大率(等于"/v)，而W是f數(shù)(等于/AO 。
現(xiàn)在參考圖6，示出了圖示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的數(shù)碼變焦過程
的示圖。在替代實施例中，本發(fā)明可以使用各種其它配置和技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)
碼變焦過程。
在圖6的示例中，示出了全尺寸圖像614，其中，在框的中央有一示例性目標(biāo)對象(人)。圖6的示例還示出了由虛線所界定的較小框圍起來的較小的經(jīng)放大的(zoomed-in)圖像618。在圖6的實施例中，相機110可以使用數(shù)碼變焦418 (圖4)通過利用任何高效的技術(shù)在電子學(xué)上對圖像執(zhí)行數(shù)碼變焦過程。例如，在某些實施例中，數(shù)碼變焦418可以剪切或移除全尺寸圖像614中落在經(jīng)放大的圖像618的外面的區(qū)域。數(shù)碼變焦418隨后可以通過利用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)來增大經(jīng)放大圖像618的表觀(apparent)尺寸以匹配全尺寸圖像614的原始尺寸。例如，在某些實施例中，數(shù)碼變焦418可以從經(jīng)放大的圖像618復(fù)制相鄰像素，直到呈現(xiàn)了足夠的像素來將經(jīng)放大的圖像618填充為全尺寸圖像。
如上結(jié)合圖5所討論的，為了優(yōu)化所捕獲圖像的景深特性，DOF管理器416 (圖4)可以有利地將透鏡單元220 (圖2)縮小(延長焦長)至最優(yōu)的光學(xué)變焦值。根據(jù)本發(fā)明，DOF管理器416隨后可以高效地利用數(shù)碼變焦418通過利用數(shù)碼變焦418執(zhí)行數(shù)碼放大過程來補償前面的光學(xué)縮小過程，由此產(chǎn)生具有與相機用戶最初希望的表觀變焦特性相同的特性的經(jīng)放大的圖像618。下面將結(jié)合圖7-9進一步討論最優(yōu)變焦設(shè)置的推導(dǎo)。
現(xiàn)在參考圖7，示出了圖示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的經(jīng)優(yōu)化的變焦值的曲線圖。圖7的實施例是出于圖示說明的目的而呈現(xiàn)的，并且在替代實施例中，可以利用除了結(jié)合圖7的實施例討論的那些技術(shù)和配置的某些以外的其它技術(shù)和配置來優(yōu)化變焦值，或者可以不用結(jié)合圖7的實施例討論的那些技術(shù)和配置的某些而用其它技術(shù)和配置來優(yōu)化變焦值。
在圖7的曲線圖中，在縱軸上示出了用于光學(xué)變焦236 (圖2)的光學(xué)變焦值，而在水平軸上示出了數(shù)碼變焦418 (圖4)的數(shù)碼變焦值。在圖7的示例中示出了近似同心的一組六個逐漸變小的周線。在其它實施例中，可以利用任何其它數(shù)目的周線或形狀。在圖7的實施例中，每個周線表示在給定對象距離處所捕獲的圖像的不同等級的圖像質(zhì)量。在圖7的實施例中，最外面的周線表示最差的圖像質(zhì)量。圖像質(zhì)量沿著一系列相鄰周線逐漸增加，直到達到中央周線中的最優(yōu)圖像質(zhì)量。
圖7的曲線圖示出了用于標(biāo)識光學(xué)變焦236和數(shù)碼變焦418的最優(yōu)變焦設(shè)置的無約束解和受約束解。最優(yōu)變焦設(shè)置可以通過應(yīng)用任何高效的技術(shù)或標(biāo)準來標(biāo)識。例如，可以選擇與所捕獲圖像的最優(yōu)圖像質(zhì)量特性(例如最優(yōu)圖像細節(jié)或最優(yōu)景深)相對應(yīng)的最優(yōu)變焦設(shè)置。在圖7的實施例中，無約束解將最優(yōu)變焦設(shè)置標(biāo)識為中央周線中的黑色區(qū)域718。對于受約束解，曲線714圖示出了滿足相機用戶表觀上所希望的變焦設(shè)置的所有可能的變焦設(shè)置對(光學(xué)和數(shù)碼)。最優(yōu)變焦設(shè)置被標(biāo)識在曲線714接觸最高等級周線的位置722處。下面結(jié)合圖8-9進一步討論用于標(biāo)識和使用最優(yōu)變焦設(shè)置的另外的技術(shù)?，F(xiàn)在參考圖8A-8B，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于優(yōu)化景深的方法歩驟的流程圖。圖8的實施例被呈現(xiàn)用于圖示說明的目的，并且在替代實施例中，本發(fā)明可以容易地利用除了結(jié)合圖8的實施例討論的那些以外的各種其它步驟和序列。
在圖8A的步驟814中，景深(DOF)管理器416首先讀取用于控制相機設(shè)備110的透鏡單元220的光學(xué)變焦236的光學(xué)變焦值。在步驟818，相機設(shè)備110的圖像傳感器224捕獲并存儲與目標(biāo)對象112相對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)424。在步驟822， DOF管理器416讀取到目標(biāo)對象112的當(dāng)前對象距離。然后，在步驟826， DOF管理器416指示光學(xué)變焦236將光學(xué)變焦值遞減-AZ。的縮小值。
在步驟830， DOF管理器416計算用于遞增數(shù)碼變焦值的放大值+ 由此補償來自前面步驟826的光學(xué)變焦值的遞減。在步驟834，
DOF管理器416將新的數(shù)碼變焦值應(yīng)用到數(shù)碼變焦418，并且圖像傳感器224利用更新的變焦值(光學(xué)變焦值和數(shù)碼變焦值)捕獲新的圖像。圖8A的處理隨后通過連接字母"A"前進到圖8B的步驟838。
在步驟838， DOF管理器416判定剛才的變焦值與當(dāng)前更新后的變焦值(來自步驟834)的表觀變焦特性是否相同。如果表觀變焦特性不同，則圖8B的處理通過連接字母"B"返回到圖8A的步驟830。但是，如果步驟838中的表觀變焦特性相同，則在步驟842， DOF管理器416通過利用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和標(biāo)準來計算來自步驟834的新的圖像的質(zhì)量特性。
在步驟846， DOF管理器416判定是否已利用任何高效的方法將針對新圖像的質(zhì)量度量最大化。例如，在某些實施例中，可以利用圖7的周線曲線圖方法。如果針對新圖像的質(zhì)量度量未最大化，則圖8B的處理通過連接字母"C"返回到圖8A的步驟826。但是，如果步驟846中針對新圖像的質(zhì)量度量己最大化，則在步驟850中，DOF管理器416可以應(yīng)用供相機設(shè)備110使用的最終的光學(xué)變焦值和最終的數(shù)碼變焦值。
現(xiàn)在參考圖9，示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的用于優(yōu)化景深的方法步驟的流程圖。圖9的實施例被呈現(xiàn)用于圖示說明的目的，并且在替代實施例中，本發(fā)明可以容易地利用除了結(jié)合圖9的實施例討論的那些以外的
ii各種其它步驟和序列。
在圖9的實施例中，在步驟910,景深(DOF)管理器416首先讀取 用于控制相機設(shè)備110的透鏡單元220的光學(xué)變焦236的光學(xué)變焦值。在 步驟914， DOF管理器416讀取到目標(biāo)對象112的當(dāng)前對象距離。然后， 在步驟918， DOF管理器416從先前根據(jù)指定標(biāo)準創(chuàng)建的變焦值査找表 (LUT)訪問最優(yōu)變焦值(光學(xué)變焦值和對應(yīng)的最優(yōu)數(shù)碼變焦值)。在圖 9的實施例中，最優(yōu)變焦值可以是基于相關(guān)相機參數(shù)的，包括但不限于由 相機用戶設(shè)置的初始光學(xué)變焦值以及到所希望的目標(biāo)對象112的當(dāng)前目標(biāo) 距離。在步驟922， DOF管理器416將來自LUT的最優(yōu)變焦值分別應(yīng)用到 光學(xué)變焦236和數(shù)碼變焦418。最后，在步驟926，圖像傳感器224利用 經(jīng)優(yōu)化的變焦值(光學(xué)變焦值和數(shù)碼變焦值)捕獲新圖像。圖9的處理隨 后可以終止。因此，本發(fā)明提供了用于高效地優(yōu)化數(shù)碼相機中的變焦設(shè)置 的經(jīng)改進的系統(tǒng)和方法。
已經(jīng)參考某些實施例解釋了本發(fā)明。根據(jù)本公開，本領(lǐng)域技術(shù)人員將 會清楚其它實施例。例如，可以利用除了在上述實施例中描述的那些配置 和技術(shù)以外的配置和技術(shù)來實現(xiàn)本發(fā)明。另外，可以結(jié)合除了上述那些系 統(tǒng)以外的系統(tǒng)來高效地使用本發(fā)明。因此，本發(fā)明意圖涵蓋對上述實施例 的這些和其它變體，本發(fā)明僅僅由所附權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種用于優(yōu)化相機設(shè)備中的變焦設(shè)置的系統(tǒng)，包括光學(xué)變焦模塊，控制所述相機設(shè)備的透鏡單元來執(zhí)行光學(xué)變焦功能；數(shù)碼變焦模塊，執(zhí)行數(shù)碼變焦功能；以及景深管理器，執(zhí)行變焦設(shè)置優(yōu)化過程，以選擇所述光學(xué)變焦模塊和所述數(shù)碼變焦模塊的最優(yōu)變焦值，由此來優(yōu)化由所述相機設(shè)備捕獲的圖像的圖像質(zhì)量特性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)變焦功能是物理上調(diào) 節(jié)所述相機設(shè)備的所述透鏡單元的縮小功能。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述數(shù)碼變焦功能是由所述相 機設(shè)備上的軟件過程控制的放大功能。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述放大功能數(shù)字地剪切所述 圖像以產(chǎn)生經(jīng)剪切的圖像，隨后所述放大功能數(shù)字地擴展所述經(jīng)剪切的圖 像以產(chǎn)生最終的圖像。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述縮小功能優(yōu)化所述圖像質(zhì) 量特性，所述放大功能被執(zhí)行以補償所述縮小功能，以產(chǎn)生與由相機用戶 最初選擇的表觀變焦特性相同的表觀變焦特性。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像質(zhì)量特性包括所述圖 像的景深特性。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述相機設(shè)備包括具有所述光 學(xué)變焦模塊、所述透鏡單元及捕獲所述圖像的圖像傳感器的捕獲子部件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述相機設(shè)備包括具有處理器 設(shè)備的控制模塊，所述處理器設(shè)備控制所述景深管理器和數(shù)碼變焦模塊。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述景深管理器通過計算并評 估與所述圖像相對應(yīng)的圖像質(zhì)量周線來選擇所述最優(yōu)變焦值，所述最優(yōu)變 焦值包括最優(yōu)光學(xué)變焦值和最優(yōu)數(shù)碼變焦值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述景深管理器利用無約束 解來標(biāo)識所述圖像質(zhì)量周線中的所述最優(yōu)變焦值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述景深管理器利用受約束解來標(biāo)識所述圖像質(zhì)量周線中的所述最優(yōu)變焦值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述變焦設(shè)置優(yōu)化過程利用 離線技術(shù)來選擇所述最優(yōu)變焦值。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述景深管理器讀取由相機用戶設(shè)置的初始光學(xué)變焦值，所述景深管理器還讀取目標(biāo)對象相對于所述 相機設(shè)備的目標(biāo)距離。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述景深管理器參考變焦值 查找表來確定所述最優(yōu)變焦值，所述變焦值查找表是先前基于所定義的變 焦設(shè)置選擇標(biāo)準而實現(xiàn)的。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述相機設(shè)備利用所述最優(yōu) 變焦值來捕獲具有經(jīng)優(yōu)化的圖像質(zhì)量特性的所述圖像。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述變焦設(shè)置優(yōu)化過程利用 離線技術(shù)來選擇所述最優(yōu)變焦值。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述景深管理器讀取由相機 用戶設(shè)置的初始光學(xué)變焦值，所述景深管理器還讀取目標(biāo)對象相對于所述 相機設(shè)備的目標(biāo)距離，所述相機設(shè)備捕獲并存儲初始圖像。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述景深管理器執(zhí)行迭代過 程以產(chǎn)生更新的變焦值，所述迭代過程遞減所述光學(xué)變焦模塊的光學(xué)變焦 值，遞增所述數(shù)碼變焦模塊的數(shù)碼變焦值以補償對所述光學(xué)變焦值的遞 減，所述相機設(shè)備利用所述更新后的變焦值來捕獲評估圖像。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述景深管理器重復(fù)所述迭 代過程直到所述圖像質(zhì)量特性被優(yōu)化，所述相機設(shè)備隨后捕獲最終的經(jīng)優(yōu) 化的圖像。
20. —種用于優(yōu)化相機設(shè)備中的變焦設(shè)置的方法，包括 利用光學(xué)變焦模塊控制所述相機設(shè)備的透鏡單元以執(zhí)行光學(xué)變焦功能；通過利用數(shù)碼變焦模塊來執(zhí)行數(shù)碼變焦功能；以及利用景深管理器執(zhí)行變焦設(shè)置優(yōu)化過程以選擇所述光學(xué)變焦模塊和所 述數(shù)碼變焦模塊的最優(yōu)變焦值，所述變焦設(shè)置優(yōu)化過程由此來優(yōu)化由所述 相機設(shè)備捕獲的圖像的圖像質(zhì)量特性。
全文摘要
本發(fā)明公開了高效優(yōu)化數(shù)碼相機中的變焦設(shè)置的系統(tǒng)和方法。用于高效優(yōu)化數(shù)碼相機中的變焦設(shè)置的系統(tǒng)和方法包括執(zhí)行數(shù)碼變焦功能的數(shù)碼變焦模塊，以及控制數(shù)碼相機的透鏡單元以執(zhí)行光學(xué)變焦功能的光學(xué)變焦模塊。景深管理器執(zhí)行變焦設(shè)置優(yōu)化過程以選擇用于所述光學(xué)變焦模塊和所述數(shù)碼變焦模塊的最優(yōu)變焦值，由此來優(yōu)化由相機設(shè)備捕獲的圖像的圖像質(zhì)量特性。
文檔編號H04N5/225GK101600050SQ20091013738
公開日2009年12月9日 申請日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者保羅·黃, 尼考勞斯·喬治斯, 費瑞德瑞克·卡皮奧 申請人:索尼株式會社;索尼電子有限公司