智能相机闪光灯的制作方法
【专利摘要】本发明涉及智能相机闪光灯，具体提供了一种用于对象选择性的相机闪光灯的系统和方法。该方法的步骤可包括：使用获取装置获取场景的图像；通过指示所获取的图像上的至少一个点来选择所述场景内的体积；生成导向所述场景的具有特定参数的闪光脉冲；当来自所选择的体积的所述闪光脉冲的反射光到达所述获取装置时，同步执行所述获取装置的曝光；以及在单个图像上通过所述曝光蓄积所述反射光，以产生选通图像。实施前述方法的系统可包括选通成像装置，被配置为用于选择性的视场且也可在可见光中操作。
【专利说明】智能相机闪光灯
【技术领域】
[0001] 本公开的技术一般涉及照明和成像系统，具体地，涉及用于相机装置的低光度增 强的方法。
【背景技术】
[0002] 在摄影中，传统的相机闪光灯(可见或者不可见光谱）被用于在低光度的情况下通 过在照相时用脉冲(单脉冲或者多脉冲)照亮现场来改善照片质量。典型的闪光灯源可包括 发光二极管（LED)或者可包括气体放电灯，或者甚至可包括激光器。典型的相机包括CCD、 CMOS或具有对于每个传感器单曝光时间单帧读出的混合传感器。
[0003] 诸如美国专利第7, 962, 031 B2号题为"相机闪光灯的脉冲控制"的现有技术是针 对在后续的去模糊或者运动补偿操作期间改善后续区分图像的高频或者边缘分量的能力。 所描述的技术未提供用于照亮所选择的获取的场景图像的体积（volume，容量）的任何方 法。
[0004] 诸如美国专利第8, 194, 126 B2号题为"选通成像"的另一现有技术是针对选通 (gated)相机成像体系和方法，利用激光装置来生成朝向目标的长持续时间的激光脉冲光 束。相机接收从目标反射的脉冲能量。相机选通至少在其用激光装置产生激光脉冲的基本 全部的持续时间内被同步设置为"关（0FF)"，该持续时间包括激光脉冲的结束，且除了其使 用激光脉冲完成通过系统附近的区域并返回到相机的时间之外。然后，相机选通在其后的 "开（0N)"持续时间内被设置为"开（0N)"，直至激光脉冲从目标反射回来并被相机接收。激 光脉冲的宽度基本上至少与"开（0N)"持续时间相对应。
[0005] 对比所提出的方法，现有技术未提供在低光度条件下的选择性和可控制的场景体 成像，也未解决在诸如雨或雪的恶劣天气中低光度下的成像增强。此外，现有技术未提供任 何解决方案以在低光度的条件下在某个范围内提供统一的图像增强。
【发明内容】
[0006] 根据所公开的技术，由此提供了一种具有用于照相的相机装置的系统，其中，控制 单元使每个相机的脉冲闪光与每个相机的曝光同步，以产生选择性的和可控制的场景体 积。如这里重新定义，术语"选择性的场景体积"被认为是照明和蓄积的所视场景的一部分， 其中，最小范围（R min>〇m)，且其中，最大范围（Rmax)是可应用的。如这里重新定义，术语"可 控制的场景体积"被认为是由用户所选择的和/或由控制单元自动选择的特定选择性的场 景体积。此外，单个图像帧(即，静态图像帧或者视频帧)可具有几个选择性的和可控制的场 景体积(例如，具有不同的R min和不同的Rmax的两个场景体积或者具有类似的Rmin和不同的 R_的两个场景体积等)。
[0007] 前述的用户输入可通过选择诸如场景中的三维（3D)框的特定体积、选择场景中的 特定范围以及选择被忽略的场景中的一个或多个对象并对该被忽略的对象不施加闪光照 明来执行。
[0008] 实施在相机中畜积的最小范围（Rmin>〇m)提供了一种在具有恶劣天气条件(例如， 雨、雪和雾）的低照度下或者在不同空间位置中提供增强图像的方法。
[0009] 本发明的这些附加的和/或其他方面和/或优势在随后的详细说明中阐述；其可 能从详细说明中推断；和/或可通过本发明的实践来习得。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 结合以下附图，根据对其实施方式进行的详细描述，本发明将变得更容易理解： [0011] 图1是根据本发明的某些实施方式构造和操作的系统的操作示意图；
[0012] 图2是根据本发明的某些实施方式的利用典型的便携式相机使用其闪光灯所拍 摄的照片；
[0013] 图3A至图3C示出了根据本发明的某些实施方式的不同选择性的和可控制的场景 体积；
[0014] 图4是根据本发明的某些实施方式的由获得改善的照片质量的智能相机装置所 执行的操作的流程图；
[0015] 图5是根据本发明的某些实施方式构造和操作的设备的前视示意图；
[0016] 图6至图8是根据本发明的某些实施方式构造和操作以获得选择性的和可控制的 场景体积的设备的前视示意图；
[0017] 图9是根据本发明的某些实施方式构造和操作的系统的操作示意图。
【具体实施方式】
[0018] 在详细说明本发明的至少一种实施方式之前，应理解，本发明不限于将其应用于 以下描述中所阐述的或在附图中示出的部件的构造和布置的细节。本发明可适用于其他实 施方式或者以各种方式被实践或者实施。同样，应理解，本文中采用的措词和术语是为了描 述的目的且不应被认为是限制。
[0019] 根据本发明，所公开的技术提供了用于基于传感器原理和有效照明同步使用 电-光技术来蓄积选择性的和可控制的场景体积的方法和系统。因此，术语"目标"或者"对 象"通常是指任何对象，"相机脉冲闪光灯"是指发出电磁能量辐射（即，任何已知波长的光 子）的任何合适的源以及"传感器"指的是在相机中收集电磁能量辐射（即，任何已知波长的 光子）以提供信号的任何设备(例如，像素、一维（1D)像素阵列、二维（2D)像素阵列等)。"传 感器"可基于：CM0S成像传感器、CCD、SPAD、光二极管、混合型FPA、光电倍增管(包括图像增 强器）等。
[0020] 因此，所公开的技术在相机设计中，通过改变闪光照明参数、通过改变传感器参数 来提供信号捕获的操作，以作为蓄积景深的功能。根据一种实施方式，该系统是便携式部 件，例如，移动电话、平板电脑、笔记本电脑或者任何其他的数字相机设计。所公开的技术不 限于便携式和/或手持平台的实施方式。
[0021] 本领域已知的选通成像系统在标题为"选通成像"的美国专利第8, 194, 126 B2号 中被描述。（在自由空间中）光源脉冲被定义为
【权利要求】
1. 一种方法，包括： 使用获取装置获取场景的图像； 通过指示所获取的图像上的至少一个点来选择所述场景内的体积； 生成导向所述场景的具有特定参数的闪光脉冲； 当来自所选择的体积的所述闪光脉冲的反射光到达所述获取装置时，同步执行所述获 取装置的曝光；以及 在单个图像上通过所述曝光蓄积所述反射光，以产生选通图像。
2. 根据权利要求1所述的方法，还包括：用一个或多个闪光脉冲和相应的同步曝光来 重复所述生成和所述同步。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述体积由最小范围Rmin和最大范围Rmax限定， 且其中，所述体积的选择通过在所获取的图像上指示R min和Rmax来执行。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述指示包括下列中的至少一个：触觉事件、视 觉事件、声音事件和预定设置。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中，响应于用户输入来手动执行所述指示。
6. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述用户输入包括下列中的至少一个：三维框的 选择、特定范围的选择以及选择一个或多个要忽略的对象使得所选择的体积不包括被忽略 的对象。
7. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述声音事件通过用户声音输入来执行。
8. 根据权利要求5所述的方法，其中，所述用户输入是通过在触摸屏上指示一个或多 个对象。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述闪光脉冲在可见光的范围内。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述闪光脉冲在不可见光的范围内。
11. 根据权利要求1所述的方法，其中，对两个以上的点执行所述体积的选择，且其中， 对各个和每个所选择的体积独立执行所述曝光的同步。
12. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述闪光脉冲的参数包括：强度、频率和长度， 且其中，所述脉冲的参数基于所选择的体积参数来调整。
13. 根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述场景内的一个或多个对象的数据识别 来自动执行所述体积的选择。
14. 根据权利要求1所述的方法，其中，响应于用户输入来手动执行所述体积的选择。
15. -种系统，包括： 获取装置，被配置为获取场景的图像； 选择装置，用于通过指示所获取的图像上的至少一个点来选择所述场景内的体积； 光源，被配置为生成导向所述场景的具有特定参数的闪光脉冲；以及 计算机处理器，被配置为当来自所选择的体积的所述闪光脉冲的反射光到达所述获取 装置时，同步执行所述获取装置的曝光， 其中，在单个图像上通过所述曝光蓄积所有反射光，以产生选通图像。
16. 根据权利要求15所述的系统，其中，所述体积由最小范围Rmin和最大范围Rmax限定， 且其中，所述体积的选择通过在所获取的图像上指示R min和Rmax来执行。
17. 根据权利要求15所述的系统，其中，所述闪光脉冲在可见光范围内。
18. 根据权利要求15所述的系统，其中，对两个以上的点执行所述体积的选择，且其 中，对各个和每个所选择的体积独立执行所述曝光的同步。
19. 根据权利要求15所述的系统，其中，所述闪光脉冲的参数包括强度、频率和长度， 且其中，所述脉冲的参数基于所选择的体积参数来调整。
20. 根据权利要求15所述的系统，其中，基于所述场景内的一个或多个对象的数据识 别来自动执行所述体积的选择。
21. 根据权利要求15所述的系统，其中，响应于用户输入来手动执行所述体积的选择。
22. 根据权利要求15所述的系统，其中，所述用户输入是通过在触摸屏上指示一个或 多个对象。
23. 根据权利要求21所述的系统，其中，所述用户输入包括下列中的至少一个：特定体 积的选择、特定范围的选择、选择一个或多个要忽略的对象使得所选择的体积不包括被忽 略的对象。
【文档编号】G03B7/00GK104253947SQ201310418701
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年6月30日
【发明者】约阿夫·格劳尔, 奥弗·戴维, 埃亚尔·莱维 申请人:莱威视觉有限公司