智能相機閃光燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及智能相機閃光燈，具體提供了一種用于對象選擇性的相機閃光燈的系統(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點來選擇所述場景內(nèi)的體積；生成導向所述場景的具有特定參數(shù)的閃光脈沖；當來自所選擇的體積的所述閃光脈沖的反射光到達所述獲取裝置時，同步執(zhí)行所述獲取裝置的曝光；以及在單個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】智能相機閃光燈

【技術領域】
[0001] 本公開的技術一般涉及照明和成像系統(tǒng)，具體地，涉及用于相機裝置的低光度增 強的方法。

【背景技術】
[0002] 在攝影中，傳統(tǒng)的相機閃光燈(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。典型的相機包括CCD、 CMOS或具有對于每個傳感器單曝光時間單幀讀出的混合傳感器。
[0003] 諸如美國專利第7, 962, 031 B2號題為"相機閃光燈的脈沖控制"的現(xiàn)有技術是針 對在后續(xù)的去模糊或者運動補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號題為"選通成像"的另一現(xiàn)有技術是針對選通 (gated)相機成像體系和方法，利用激光裝置來生成朝向目標的長持續(xù)時間的激光脈沖光 束。相機接收從目標反射的脈沖能量。相機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)時間內(nèi)被同步設置為"關（0FF)"，該持續(xù)時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)域并返回到相機的時間之外。然后，相機選通在其后的 "開（0N)"持續(xù)時間內(nèi)被設置為"開（0N)"，直至激光脈沖從目標反射回來并被相機接收。激 光脈沖的寬度基本上至少與"開（0N)"持續(xù)時間相對應。
[0005] 對比所提出的方法，現(xiàn)有技術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。此外，現(xiàn)有技術未提供任 何解決方案以在低光度的條件下在某個范圍內(nèi)提供統(tǒng)一的圖像增強。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 根據(jù)所公開的技術，由此提供了一種具有用于照相的相機裝置的系統(tǒng)，其中，控制 單元使每個相機的脈沖閃光與每個相機的曝光同步，以產(chǎn)生選擇性的和可控制的場景體 積。如這里重新定義，術語"選擇性的場景體積"被認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)是可應用的。如這里重新定義，術語"可 控制的場景體積"被認為是由用戶所選擇的和/或由控制單元自動選擇的特定選擇性的場 景體積。此外，單個圖像幀(即，靜態(tài)圖像幀或者視頻幀)可具有幾個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的兩個場景體積或者具有類似的Rmin和不同的 R_的兩個場景體積等)。
[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或多個對象并對該被忽略的對象不施加閃光照 明來執(zhí)行。
[0008] 實施在相機中畜積的最小范圍（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)勢在隨后的詳細說明中闡述；其可 能從詳細說明中推斷；和/或可通過本發(fā)明的實踐來習得。

【專利附圖】

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

【具體實施方式】
[0018] 在詳細說明本發(fā)明的至少一種實施方式之前，應理解，本發(fā)明不限于將其應用于 以下描述中所闡述的或在附圖中示出的部件的構造和布置的細節(jié)。本發(fā)明可適用于其他實 施方式或者以各種方式被實踐或者實施。同樣，應理解，本文中采用的措詞和術語是為了描 述的目的且不應被認為是限制。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明，所公開的技術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，術語"目標"或者"對 象"通常是指任何對象，"相機脈沖閃光燈"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"指的是在相機中收集電磁能量輻射（即，任何已知波長的 光子）以提供信號的任何設備(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 強器）等。
[0020] 因此，所公開的技術在相機設計中，通過改變閃光照明參數(shù)、通過改變傳感器參數(shù) 來提供信號捕獲的操作，以作為蓄積景深的功能。根據(jù)一種實施方式，該系統(tǒng)是便攜式部 件，例如，移動電話、平板電腦、筆記本電腦或者任何其他的數(shù)字相機設計。所公開的技術不 限于便攜式和/或手持平臺的實施方式。
[0021] 本領域已知的選通成像系統(tǒng)在標題為"選通成像"的美國專利第8, 194, 126 B2號 中被描述。（在自由空間中）光源脈沖被定義為

【權利要求】
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點來選擇所述場景內(nèi)的體積； 生成導向所述場景的具有特定參數(shù)的閃光脈沖； 當來自所選擇的體積的所述閃光脈沖的反射光到達所述獲取裝置時，同步執(zhí)行所述獲 取裝置的曝光；以及 在單個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)權利要求1所述的方法，還包括：用一個或多個閃光脈沖和相應的同步曝光來 重復所述生成和所述同步。
3. 根據(jù)權利要求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：觸覺事件、視 覺事件、聲音事件和預定設置。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，響應于用戶輸入來手動執(zhí)行所述指示。
6. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，所述用戶輸入包括下列中的至少一個：三維框的 選擇、特定范圍的選擇以及選擇一個或多個要忽略的對象使得所選擇的體積不包括被忽略 的對象。
7. 根據(jù)權利要求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或多 個對象。
9. 根據(jù)權利要求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)權利要求1所述的方法，其中，對兩個以上的點執(zhí)行所述體積的選擇，且其中， 對各個和每個所選擇的體積獨立執(zhí)行所述曝光的同步。
12. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述閃光脈沖的參數(shù)包括：強度、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)權利要求1所述的方法，其中，基于所述場景內(nèi)的一個或多個對象的數(shù)據(jù)識別 來自動執(zhí)行所述體積的選擇。
14. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，響應于用戶輸入來手動執(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點來選擇所述場景內(nèi)的體積； 光源，被配置為生成導向所述場景的具有特定參數(shù)的閃光脈沖；以及 計算機處理器，被配置為當來自所選擇的體積的所述閃光脈沖的反射光到達所述獲取 裝置時，同步執(zhí)行所述獲取裝置的曝光， 其中，在單個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)權利要求15所述的系統(tǒng)，其中，對兩個以上的點執(zhí)行所述體積的選擇，且其 中，對各個和每個所選擇的體積獨立執(zhí)行所述曝光的同步。
19. 根據(jù)權利要求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)權利要求15所述的系統(tǒng)，其中，基于所述場景內(nèi)的一個或多個對象的數(shù)據(jù)識 別來自動執(zhí)行所述體積的選擇。
21. 根據(jù)權利要求15所述的系統(tǒng)，其中，響應于用戶輸入來手動執(zhí)行所述體積的選擇。
22. 根據(jù)權利要求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或 多個對象。
23. 根據(jù)權利要求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：特定體 積的選擇、特定范圍的選擇、選擇一個或多個要忽略的對象使得所選擇的體積不包括被忽 略的對象。
【文檔編號】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