多镜头阵列系统和方法

专利名称：多镜头阵列系统和方法
多镜头阵列系统和方法
DB波罗克
P-J，利尔顿
T，E-罗格斯 ON.昂德伍德
G，伊格纳尔 B-S.威尔伯恩
S，K，皮塔罗
第l/23页
优先权
本申请要求在2006年2月13日提交的发明名称为"Multi-Lens Array System and Method"的美国临时专利申请系列No. 60/772670 的优先权，该专利申请的公开内容以引用的方式并入本文中。
关于联邦资助的研究或开发的声明
在由美国内政部-代表国防部机构的国家商业中心-国防先进研 究计划机构 (U.S. Department of the Interior-National Business Center on behalf of a Department of Defense Agency-Defense Advanced Research Projects Agency)授予的 DARPA合同 No. NBCHC050090下通过政府支持提出本发明。政府在本发明中拥有某 些权利。
背景技术：
在摄影之初就存在各种形式的图像捕获系统。 一种类型的图像捕 获系统包括用于捕获几个图像的照相机的阵列，这几个图像被拼接在 一起以形成单一的单式图像或复合图像。虽然已提出和使用各种用于
5捕获图像的方法和装置，但可以相信，在本发明人之前没有人提出或 使用在所附的权利要求中描述的发明。


虽然本说明书以特别指出本发明并明确对其要求权利的权利要求 作为综述，但可以相信，从结合附图给出的某些例子的以下描述，将 更好地理解本发明，在这些附图中，相同的附图标记表示相同的元件， 并且，
图1示出示例性图像捕获和传输系统；
图2示出用于照相机的阵列的示例性支座的透视图3示出沿线3-3切取的图2的支座的剖视图4示出具有多个安装到其上面的照相机的图2的支座的透视图5示出沿线5-5切取的图4的支座的剖视图6示出适于将照相机固定到图2的支座上的示例性套圏的透视
图7示出图6的套圈的剖视图8示出被固定到机身上的图2的支座的剖视图9示出示例性镜头组件的分解图io示出图9的镜头组件的剖视图11示出穿过图9的镜头组件的透镜元件的光；
图12示出穿过适用于图9的镜头组件中的示例性的可替代透镜元 件的光；
图13示出被安装到图2的支座上的图9的镜头组件的部分剖视
图14示出示例性图像处理方法中的各操作的流程图。
具体实施例方式
本发明的某些例子的以下描述不应被用于限制本发明的范围。从 作为解释为为实施本发明构想的最佳方式中的一种的以下描述，本发明的其它的例子、特征、方面、实施例和优点将对于本领域技术人员 来说变得明显。可以认识到，本发明能够有其它不同和明显的方面， 所有这些方面均不背离本发明。因此，附图和描述在本质上应被视为 是解释性的而不是限制性的。
如图1所示并且如下面更详细地描述的那样，本例子的图像捕获
系统使用用于在图像捕获系统的视场内捕获人(12)、设施、城市或 其它地方或事物的高空广角视频图像的飞机(10)。捕获的图像的至 少一部分大致实时地被传输到地面站(14)。虽然没有示出，但可以
设置多个地面站(14)，使得至少一个地面站(14)用作其它的地面 站(14)和飞机(10)之间的中继站。
虽然图1所示的飞机(10)是无人驾驶飞机，但可以理解，可以 使用任何其它类型的飞机(10)，包括但不限于有人驾驶飞机、直升 机、飞艇、气球或其它类型的航空器。还应理解，可以在包括但不限 于陆地车辆、船只等的任何其它类型的运栽工具中使用图像捕获系统。 作为替代方案，图像捕获系统可被固定到诸如塔、建筑物等的处于固 定位置的结构上。图像捕获系统还可包括飞机或其它运载工具中的图 像捕获部分和被固定到固定位置上的图像捕获部分的组合。虽然这里 的几个例子考虑图像捕获系统为垂直取向使得其视野一般向下，但可 以理解，这里描述的图像捕获系统也可以为水平取向或被设置为任何 其它的适当的取向。可设置和使用图像捕获系统的其它方式对于本领 域技术人员来说是明显的。
如图2 5所示，本例子的图像捕获系统包含照相机支座(20)或 光具座。照相机支座(20)可包含丙烯酸、聚碳酸酯或任何其它的塑 料、铝或任何其它的金属或包含它们的组合的任何其它的(一种或多 种)材料。如图所示，照相机支座(20)具有圓顶状凸出部分(2" 和限定照相机支座(20)的圆周并沿径向向外延伸的唇状部(24)。 作为替代方案，唇状部(24)可具有任何适当的角度或其它的配置。 仅仅举例来说，唇状部(24 )可具有约46英寸 48英寸(包括两个端 值)的内径和约48英寸 50英寸(包括两个端值)的外径。作为替代方案，可以使用任何其它的内径或外径。
凸出部分(22)具有外表面(26)和内表面(28)、以及穿过该 凸出部分形成的多个开口 (30)。在本例子中，凸出部分(22)具有 271个开口 (30)，每个开口 (30)被配置为接收照相机(40)。但 是，可以理解，可以使用任意适当的数量的开口 (30)，该数量包括 但不限于小于100、大于100、大于200、大于300或任何其它的适当 的数量。虽然可以使用任何其它的直径，但本例子的各开口 (30)具 有约38mm的直径。仅仅举例来i兌，凸出部分(22)可具有约24英 寸 26英寸(包括两个端值)的内侧曲率半径和约24.125英寸~26.125 英寸(包括两个端值)的外侧曲率半径。本例子的凸出部分(22)具 有约24英寸的内侧曲率半径和约24.125英寸的外侧曲率半径。作为 替代方案，可以使用任何其它的内侧或外侧曲率半径。在另一实施例 中，凸出部分(22)具有双曲线或抛物线曲率。其它适当的配置对于 本领域技术人员来说是显而易见的。
在另一实施例中，照相机支座(20)—般为平的。在本实施例中， 各照相机(40)可瞄准共同的幻影点或者可另外取向。换句话说，在 照相机支座(20) —般平坦的情况下，照相机(40)的视线仍然可以 按与这里就弯曲照相机支座(20)描述的方式类似的方式相交，并且 这些视线可具有与这里就弯曲照相机支座描迷的相对角度关系类似的 相对角度关系。在另一实施例中，以各种尺寸设置照相机(40)。例 如，可以在相对较小的照相机(40)的阵列的中心处设置相对较大的 照相机(40)。类似地，可以设置具有不同的光学性能或其它不同性 能的几个照相机(40)。因此，应当理解，安装到照相机支座(20) 上的所有的照相机(40)不必一定是相同的。
本例子的各照相机(40 )包含将在下面详细描迷的传感器部分(42 ) 和镜头部分(44)。照相机(40)位于照相;f几支座(20)的凸出部分
(22)上，使得各镜头部分(44)沿径向向内取向。因此，应当理解， 在多个照相机(40)被固定到照相机支座(20)上的情况下，照相机
(40 )的镜头部分(44 )将具有相交的视线。本例子的各镜头部分(44 )通过相应的套圏(50)被固定到凸出部分(22)上，在图6和图7中 示出该套圈(50)的例子。如图所示，各套圏(50)具有侧壁(52)、 内凹进部分(54)和外凹进部分(56)。各侧壁(52)具有穿过该侧 壁形成的多个螺紋开口 (64)。内凹进部分(54)具有沿径向向内延 伸的内肩部(58)，而外凹进部分(56)具有沿径向向外延伸的外肩 部(60)。如图所示，套圏(50)包含限定截头圓锥体孔径的斜角部 分(62)。斜角部分(62)与内肩部(58)相邻，并相对于内肩部(58) 限定的约60。的角度。当然，可以使用任何其它适当的取向或配置。
在另一实施例中，与照相机(40)组合使用摇摄-倾斜-变焦 (pan-Uk-zoom ) ( PTZ )照相机(未示出)。这种PTZ照相机可被 安装到与照相机(40)相同的平台上。另外，或者，在替代方案中， PTZ照相机可位于其它位置。作为另一变例，与照相机组合使用诸如 在美国公开No. 2006/0028550中描述的发明名称为"Surveillance System and Method"的照相机系统之类的照相机系统，该文献的公开 内容以引用的方式并入本文中。如同上述的PTZ照相机一样，这种照 相机系统可一般与照相机(40)协同定位并且/或者可位于别处。可适 于与照相机(40)组合的其它的照相机或照相机系统对于本领域才支术
人员来说是显而易见的。
在本例子中，通过将各套圏(50)的外凹进部分(56)插入各开 口 (30)中，将套圏(50)固定到照相机支座(20)上，使得外肩部
(60)与凸出部分(22)的外表面(26)相邻。应当理解，可以重复 这一点，直到每个开口 (30)具有插入其中的相应的套圈(50)。在 一个实施例中，使用粘合剂或环氧树脂将套圏(50)固定到凸出部分
(22)上。在另一实施例中，外凹进部分(56)和开口 (30)是带螺 紋的，使得套圏(50)可被拧入开口 (30)中。可将套圏(50)固定 到照相机支座(20)上的其它方式对于本领域技术人员来说是显而易 见的，这些方式包括但不限于焊接、过盈配合或任何其它的技术。作 为替代方案，照相机支座(20)可被构建为使得与照相机支座(20) 一体化地形成套圏(50)或与其类似的结构。当然，可以使用用于将
9照相机(40)固定到照相机支座(20)上的任何其它技术或结构。换 句话说，诸如这里描述的那些的套圏(50)仅是可任选的。
在将套圏(50)固定到照相机支座(20)之前或之后，将镜头部 分(44)插入套團(50)中并固定到其上。特别地，将镜头部分(44) 插入各套圏(50)中，使得镜头部分(44)的远端或物镜端邻近内肩 部(58 )相邻。然后，通过将定位螺钉(未示出)插入通过套團(50 ) 的侧壁(52)形成的螺紋开口 (64)中并进行紧固，将各镜头部分(44) 固定到其相应的套圏(50)上。可以理解，镜头部分(44)可以为任 何商业的现货供应(COTS)镜头组件，并且各照相机(40)可以为 COTS照相机。使用定位螺钉或其它的器件可允许套團(50)容纳并 固定具有各种外径的各种类型的镜头部分(44 )。
作为替代方案，侧壁(52)的内侧可以是带螺紋的，使得镜头部 分(44)可被拧入套圏(50)中。用于将镜头部分(44)固定到套圏 (50 )上的其它适当的结构和技术对于本领域技术人员来说是显而易 见的。作为替代方案，镜头部分(44)可被配置为使得与其一体化地 形成与套圏(50)类似的结构。因此，可以理解，如这里描述的其它 部件那样，作为与镜头部分(44)分开的零件的套圏(50)仅是可任 选的。
图8示出通过夹具(70)被固定到飞机(10)的机身(80)上的 照相机支座(20)。在一个实施例中，夹具(70)包含Van Nuys， California的Pictorvision 7>司(以前为Wescam )的"Pictorvision XR，， 结构。当然，可以使用任何其它类型的夹具(70)。还应理解，夹具 (70)可具有任何各种性能。例如，夹具(70)可基本上为刚性的， 使得夹具(70)防止照相机支座(20)相对于机身(80)移动。作为 替代方案，夹具(70)可包含万向接头特征或类似的特征，从而允许 照相机支座(20)在一定程度上相对于机身(80)移动。还应理解， 夹具(70)可包含被配置为提供阻尼的衬垫、减震垫、弹性构件等或 被配置为防止振动从机身(80)传到照相机支座(20)的其它特征。 用于夹具(70)的其它适当的特征和配置对于本领域技术人员来说是显而易见的。
在本例子中，在机身(80)中设置窗口 (82)，从而允许照相机 (40)"看"透机身(80)。换句话说，各照相机(40)取向为使得 所有的照相机(40)指向由窗口 (82)提供的共用的中心孔径。更特 别地，本例子的照相机(40)具有相交的视线。如图8所示，最外面 的照相才几(40)的相交的—见线形成最大的会聚角(84)。该角(84) 的顶点可被视为"幻影点"。虽然最外面的照相机(40)的视线被示 为一般在窗口 (82)上会聚，但应理解，这些视线可在其它位置上会 聚(例如，在窗口 (82)之上、在窗口 (82)之下等)。在视线会聚 的点以外，视线通过可以被视为发散区域的区域发散。在本例子中， 被照相机(40)捕获图像的被摄体(例如，人、位置、物体、事件等) 位于该发散区域内。换句话说，"幻影点"位于照相机(40)和捕获 图像的被摄体之间。作为替代方案，视线可在接近被摄体的位置上会 聚。作为另 一替代方案，被摄体可被定位为使得被摄体位于照相机(40 ) 和"幻影点"之间。
在本例子中，窗口 (82)在两边基本上是平的，但应理解，窗口 (82)的任一边或两边可以是弯曲的，使得窗口 (82)可作为透镜元 件^皮设置。类似地，虽然本例子的窗口 (82)具有约202.9mm的直径， 但应理解，可以使用任何其它适当的直径或尺寸。
在一个实施例中，最大会聚角(84)为约92°。在另一实施例中， 最大会聚角(84)为约81°。当然，可以使用任何其它适当的最大会 聚角(84)。作为替代方案，可以配置或使用照相机支座UO)，使 得最外面的照相机(40)的视线不会聚。还应理解，最大会聚角(84) 可随照相机支座(20)的凸出部分(22)的曲率半径和/或各种其它的 因素而变。本领域技术人员还将认识到，由照相机(40)共同获得的 视场可与最大会聚角(84)成比例，或者与最大会聚角(84)具有一 些其它的关系。作为替代方案，由照相机(40)共同获得的视场可与 最大会聚角(84)不成比例。
应当理解，就照相机支座(20)被固定到移动平台(例如，飞机(10))上而言，由照相机(40)捕获的图像会具有抖动的趋势，或 者会另外受平台的移动的影响。可以通过相对于平台使照相机支座
(20)稳定化和/或通过相对于照相机支座(20)使照相机(40)稳定 化，应对这种影响。例如，可以将阻尼结构或特征加入照相机(40)、 照相机支座(20)、夹具(70)和/或其它位置中或它们之间。如上所 述，这种阻尼结构或特征可包含任意数量的以下构件弹簧、橡胶或 泡沫衬垫、气动装置、万向接头等。另外，如果完全是这样的话，那 么可以以不同的方式对图像捕获系统的不同部件进行阻尼减振。其它 的阻尼技术以及阻尼的替代方案对于本领域技术人员来说是显而易见 的。
作为替代方案，可以通过对图像的处理应对平台移动、振动等对 由照相机(40)捕获的图像的影响。除了上面对于应对类似的影响描 述的基于硬件的技术以外或作为这种技术的替代，可以执行这种"校 正"处理。例如，如下面更详细地描述的那样，由照相才几(40)捕获 的图像可被组合以形成集体的广角图像，使得由单一照相机(40)捕 获的图像可被视为较大图像的"瓦片，，。如下面更详细地描述的那样， 可以使用镶嵌(mosaicking)技术，以消除这种瓦片之间的移动(例 如， 一个瓦片相对于另一瓦片的移动或平移)；而可以使用整体移动 估计以应对集体的广角图像的移动。换句话说，可以使用镶嵌以应对 照相机(40)相互之间的移动，而可以使用整体移动估计以应对照相 机(40)相对于地面的集体移动。
在图9 11中示出示例性镜头组件(90)。在一个实施例中，上述 的镜头部分(44)包含镜头组件(90)。如图所示，并且，如下面更 详细地描述的那样，镜头组件(90)包含外壳(92)或镜头筒、多个 透镜元件(94、 96、 98)、盖子(100、 102)、衬套(104、 106)和 护圏(108、 110)。周边凸缘(120)在镜头組件(90)的物镜端附近 沿径向向外延伸。
在本例子中，镜头组件(90)被配置为使得前透镜元件(94)被 定位在远端(例如，在镜头组件(90)的物镜端)，后透镜元件(卵)被定位在近端，并且中间透镜元件(96)被定位在前透镜元件(94) 和后透镜元件(98)之间。应当理解，镜头部分(44)可包含出于任 何目的提供拆卸镜头部分(44)的选项的一个或更多个特征。例如， 可以在具有互补的(complimentary)的螺紋特征的各单独部件中配置 镜头组件(90)的外壳(92)，使得可通过将这些部件相互拧开拆卸 外壳(92)。可改变外壳(92)的其它方式对于本领域技术人员来说 是显而易见的。
如图10和图11所示，镜头組件(90)被配置为使得光(112)首 先穿过前透镜元件(94)，然后穿过中间透镜元件(96)、然后穿过 后透镜元件(98)。这向像平面(116)提供图像投影(114)。在本 例子中，当镜头组件(90)与传感器部分(42)耦合时，传感器部分
(42)位于像平面(116)内，使得图像投影(114)被传感器部分(42) 接收。虽然以下描述透镜元件(94、 96、 98)的几个示例性特征，但 应理解，透镜元件(94、 96、 98)可具有任何其它适当的配置，并且， 可以使用任意数量或类型的透镜元件。
前透镜元件(94)包含凸的第一表面(120)和基本上平的第二表 面(122)。虽然可以使用任何其它适当的曲率半径，但凸的第一表面
(120)具有约48.785mm的曲率半径。类似地，第二表面()不 必一定是基本上平的，并且可以具有任意适当的曲率半径。例如，第 二表面(122)可以为稍凹的。在本例子中，前透镜元件(94)包含 SCHOTTSK16玻璃。作为替代方案。可以使用任何其它适当的玻璃。 中间透镜元件(96)为双凹的，并包含凹的第一表面(124)和凹 的第二表面(126)。凹的第一表面(124)具有约135.35mm的曲率 半径；而凹的第二表面(126)具有约41.107mm的曲率半径。当然， 对于凹的第一表面(124)或凹的第二表面(126)中的任一个或两个， 可以使用任何其它适当的曲率半径。在本例子中，中间透镜元件(96) 包含SCHOTT F4玻璃。作为替代方案。可以使用任何其它适当的玻。
后透镜元件(98 )包含凸的第一表面(128 )和凸的第二表面(130 )。
13凸的第一表面(128)具有约115.24mm的曲率半径；而凸的第二表面 (l28 )具有约193.241mm的曲率半径。当然，对于凸的第一表面(128 ) 和凸的第二表面(130)中的任一个或两个，可以使用任何其它适当的 曲率半径。在本例子中，后透镜元件(98)包含SCHOTTSK16玻璃。 作为替代方案。可以使用任何其它适当的玻璃。
图12示出一系列的替代性透镜元件(140、 142、 144、 i46、 148、 150)。在本例子中，第一透镜元件(140)包含凸的第一表面(152) 和凹的第二表面(154 )。第二透镜元件(142 )包含凸的第 一表面(156 ) 和基本上平的第二表面(158)。第三透镜元件(144)包含凸的第一 表面(160)和基本上平的第二表面(162)。第四透镜元件(146)包 含基本上平的第一表面(164)和凹的第二表面(166)。在本例子中， 第三和第四透镜元件(144、 146)被定位为使得第四透镜元件(146) 的基本上平的第一表面(164)基本上邻近第三透镜元件(144)的基 本上平的第二表面(162)。第五透镜元件(148)包含基本上平的第 一表面(168)和凸的第二表面(170)。第六透镜元件(l50)包含凸 的第一表面(172)和凹的第二表面(174)。在本例子中，第五和第 六透镜元件(148、 150)被定位为使得第六透镜元件(150)的凸的第 —表面(168)邻近第五透镜元件(148)的凸的第二表面(HO)。当 然，透镜元件(140、 142、 144、 146、 148、 150)的这些配置仅是示 例性的，并且，可以使用任意数量的透镜元件或透镜元件配置。
图13示出如何可将镜头组件(90)固定到照相机支座(20)上的 例子。如图所示，镜头组件(卯)的物镜端的一部分通过穿过照相机 支座(20)被插入，使得镜头組件(90)的周边凸缘(U0)邻近照相 机支座(20)的外表面(26)。固定环(118)与镜头组件(卯)的物 镜端接合，并邻近照相机支座(20)的内表面(28)。固定环(118) 与周边凸缘(120)由此"夹住"照相机支座(20)，由此以夹紧的方 式将镜头组件(90)固定到照相机支座(20)上。用于将镜头组件(90) 或照相机(40)固定到照相机支座(20)上的其它适当方法对于本领 域技术人员来说是显而易见的。本例子的各照相机(40)具有以下的参数，每个参数的值仅是近 似F数为6;有效焦距为180mm;图像距离为124mm;图像尺寸为 2(M8x2048个像素(或24x24mm );光镨范围为450 700nm;长度为 200mm;视场为10.8°;入射光瞳直径为30mm;场深度范围为从1.5km 到无穷远；像素间距为12微米。当然，列出的这些参数值中的每一个 仅是示例性的，并且，可以使用任何其它适当的参数值。例如，照相 机(40)可具有落入在约300 30000nm (包括两个端值)的任何处的 光谱范围。在一个实施例中，通过组合基本上同时用照相机(40)捕 获的图像形成的图像包含约十亿个像素，使得照相机(40)共同形成 单一的"千兆像素照相机"。
在本例子中，各传感器部分(42 )包含可操作用来捕获可见光(例 如，具有约450 700nm的波长)的传感器元件(未示出)。各传感器 部分(42)可包含CCD传感器(例如，帧传送、线间传送(interline transfer)等)、CMOS传感器(例如，具有电子滚动式快门)或任 何其它类型的传感器。虽然可以使用任何其它的传感器，但是，仅仅 举例来说，传感器部分(42 )可包含Cypress Semiconductor Corporation of San Jose， California的LUPA 4000传感器。在一个实 施例中，照相机(40)被配置为获得单色图像。在另一实施例中，照 相机(40)被配置为获得多色图像。在另一变例中，传感器部分(42) 包含红外成像部件，使得照相机(40)包含红外照相机。红外照相机 (40)可包含无源的夜视部件、有源的夜视部件或它们的组合。在另 一变例中，照相机(40)可操作用来捕获红外和非红外两种图像。
本例子的传感器部分(42)被配置为提供全局快门。换句话说， 照相机(40)被配置为基本上同时、同步地全部捕获图像。应当理解， 可以以机械和/或电子的方式提供全局快门。例如，机械或电子全局快 门可导致各照相机(40)的曝光时间基本上与其它的照相机(40)同 时地开始和结束。用于实现全局快门的适当的技术对于本领域技术人 员来说是显而易见的。还应理解，全局快门不是必需的，并且，可以 使用任何适当的替代方案。仅仅举例来说，可以使用算法以将像素登记到共同的时间。如全局快门的其它替代方案那样，实现这种算法的 适当的方法对于本领域技术人员来说是显而易见的。
可以以任何适当的方式将传感器部分(42)固定到相应的镜头部 分(44)上。例如，传感器部分(42)和镜头部分(44)可包含互补 的螺紋特征，使得传感器部分(42)可被拧到相应的镜头部分(44) 上。作为替代方案，传感器部分(42)可被配置为扣到或锁到相应的 镜头部分(44)上。作为另一替代方案，传感器部分(42)可诸如通 过焊接、使用粘合剂、 一体化形成或使用其它的技术永久性地与相应 的镜头部分(44)耦合，而不是与镜头部分(44)可去除地耦合。镜 头部分(44)和传感器部分(42)之间的其它适当的结构关系对于本 领域技术人员来说是显而易见的。
可能希望诸如通过对准所有的传感器部分(42)使所有的传感器 部分(42)同步(clock)。例如，可通过旋转各传感器部分(42)直 到各传感器部分(42)的底部到照相机支座(20)的外表面(26)的 距离与其它的传感器部分(42)的底部到照相机支座(20)的外表面 (26)的距离相同，使传感器部分(42)同步。也可通过对准所有的 传感器部分(42)的各底边使得它们平行，使传感器部分(42)同步。 可以在镜头组件(90)的外壳(92)包含可拧地固定在一起的两个部 分使得各传感器部分(42)可被旋转的实施例中或在任何其它适当的 实施例中完成这种同步方法。在另一实施例中，激活传感器部分U2) 并且观察由传感器部分(42)捕获的视频。在本实施例中，可通过旋 转传感器部分(42)直到在来自相邻的传感器部分(42)的观察中捕 获的图像内的物体或特征被一致地对准，执行同步。应当理解，同步 可启动用于镶嵌算法的搜索空间。用于使传感器部分U2)同步或对 准的其它方法对于本领域技术人员来说是显而易见的。
在本例子中，当照相才几(40)位于地面之上约7.6km或约25000 英尺时(例如，照相机(40)被安装在飞机(10)中)，照相机(40) 可共同地观察和捕获约llkmxllkm的区域("足印")的图像。照 相机(40)可被配置为使得这种图像具有约0.5米的分辨率。仅仅举例来说，照相机"0)可从约7.6km的高度在约llxllkm的地面足印 内提供尺寸大于0.5米的特征的约50%的对比度。应当理解，如分辨 率那样，与照相机(40)相关的地面足印的尺寸会随照相机(40)的 高度而变。例如，在照相机(40)从7.6km的高度提供0.5m的分辨 率的一个实施例中，照相机(40 )可从18km的高度提供1.2m的分辨 率。可以使用其它适当程度的分辨率、高度和足印大小。
示例性图像捕获系统的照相机(40)包含均具有相同的有效焦距 和入射光瞳尺寸的传感器，由此以恒定的角速率对景物采样。具有透 镜的传感器很好地校正各像素线性将平面映射到各传感器阵列上的几 何畸变。当在传感器之间具有均匀的角分辨率时，对于离相应的传感 器的距离恒定的平面，可以均匀地缩放通过图像捕获系统观察的复合 景物。当被采样的景物到图像捕获系统有多个距离时，比例的变化与 到景物的距离的变化成比例。原则上，可能好象是用于各传感器入射 光瞳的坐标系统的原点共同位于共同的点上，并且，各光瞳面简单地 关于该点旋转以对整个图像捕获系统视场取样。该量可提供使得相邻 的传感器对图像捕获系统视场的或多或少的共同体积采样的手段。各 传感器可对图像捕获系统视场釆样，并且，各传感器阵列的各像素可 对各传感器样品采样。还能够使得各传感器被设计为缩放图像捕获系 统视场的体积，使得通过角度的反演对与图像捕获系统视轴方向垂直 的平面采样。
就照相机(40)被用于捕获视频图像而言，这种视频可具有任意 适当的帧速率。例如，适当的帧速率可以大于或等于约5帧每秒。作 为替代方案，可以使用包括小于5帧每秒的任意其它适当的帧速率。 各照相机(40)还可以通过使用ND4中性密度滤光片用约f2.8的孔 径以约lms的曝光时间捕获图像。其它适当的曝光时间、孔径设置和 滤光片选择对于本领域技术人员来说是显而易见的。
还可能希望对于被安装到照相机支座(20)上的照相机(40)提 供一定程度的校准。这种校准可被用于检测和/或校正传感器部分(42 ) 或镜头部分U4)的安装不准确度或不一致性。例如，可以提供校准以有利于照相机U0)的调整，使得它们各自的视线尽可能地全部在 单一的共同点上相交。还可提供校准以提供从各传感器部分(42)到 其各自的第一透镜(94)的一致距离。就出于任何原因不能理想地调 整照相机(40)而言，可以使用校准以获得要在图像处理过程中解决 的一些校正因素。换句话说，可以在图像处理过程中解决在校准过程 中发现的结构或其它不完整性，以应对会另外由这种不完整性导致的 不利影响。
在一个示例性的校准方法中，镜头部分(44)被用于将光投影到 位于照相机支座(20)后面的平面方格(checkerboard)图案(未示 出)上。方格图案包含多个正方形，每个正方形与各自的镜头部分(44) 相关。相对于照相机支座(20)调整各个镜头部分(44)，直到通过 镜头部分(44 )发射的光的中心在方格图案中处于其相应的正方形中。
在另一示例性校准方法中，准直仪(未示出)位于照相机支座(20) 的中心的下方。准直仪被配置为关于两个轴旋转。向准直仪并由准直 仪提供光，并且准直仪关于两个轴旋转，以选择性地将光引导到各个 照相机(40)中。如果需要的话，相对于照相机支座(20)调整各镜 头部分(44)，以保证当准直^f义指向相应的照相才几(40)时由准直仪 提供的光到达被固定到这种镜头部分(44)上的传感器部分(42)。 本领域技术人员可以理解，以上的校准结构和方法仅是示例性的，并 且，可以使用任何其它适当的校准技术。
还可以使用校准以解决硬件误差或偏差(例如，透镜元件(94、 96、 98)中的缺陷、传感器中的缺陷等)、某些环境因素或可能希望 在图像处理过程中考虑的其它因素。仅仅举例来说，可以在校准过程 中确定以下方面中的任一个视场上的几何畸变和/或不均匀照明；阵
列中的各像素的不均匀响应；阵列中的失灵像素；阵列中的各像素的
不均匀增益和/或偏移等。可以在校准过程中表征并在图像处理过程中 校正或另外应对这些误差或因素。
应当理解，可以组合由照相机(40)捕获的图像(例如，基本上
同时捕获的图像)以形成诸如广角视频图像的广角图像。当然，可以
18替代性地组合由照相机(40)捕获的图像以形成具有诸如较窄的视场 的任意适当的视场的图像。还应理解，可以交互式地处理并向用户呈 现由照相机(40)捕获的图像。例如，重新参照图1，从飞机(IO) 内捕获的图像可被传送到地面站(14)或其它地方的用户。在由照相 机(40)共同捕获的广角图像的至少一部分被呈现给用户的情况下， 如果该图〗象要更详细，见察，那么可以允许用户选择一部分。可以向用 户提供"虚拟摇摄-倾斜-变焦(PTZ)照相机"，该照相机可在相 对较大的广角图像内实现摇摄、倾斜和/或变焦、用于通过用户界面向 用户呈现该广角图像的选择的部分(或其中的选择的场景)。由于使 用相对高分辨率的照相机(40)的阵列以共同捕获广角图像，因此， 与使用单一照相机而不是照相机(40)的阵列以捕获相同的广角图像 的情况相比，这种广角图像的移前部分可提供更高的分辨率。
图14示出作为用于处理由照相机(40)捕获的图像的方法的一部 分可被执行的几个操作。如框(1000)所示，由照相机(40)捕获的 多个图像基本上是同时的。仅对于本例子而言，这些图像中的每一个 将被称为"瓦片图像，，。如框(1010)所示，各瓦片图像然后被登记。 这种登记可包含将各图像与捕获图像所使用的特定照相机(40)、捕 获图像的时间、由图像提供的视场内的地理位置和/或任何其它信息相 关联。然后，如框(1020)所示，各瓦片图像被锐化(sharpen)，这 种锐化可包含亮度校正、衬底增强、固定图案噪声去除、伽马校正、 失灵像素检测和内插、白色限制(whiteclip)、去翘曲、渐晕校正和 /或任何其它适当的处理。
如框(1030)所示，锐化的瓦片图像可经受角部检测。虽然使用 术语"角部检测"以指示该操作，但其意图不在于必须将操作仅限于 角部(例如，瓦片图像的角部或瓦片图像内的角部)的检测。事实上， 作为该操作的一部分，可以检测瓦片图像内的任何适当的特征。例如， 检测的瓦片图像特征可包含在预定的比例上沿所有的方向具有梯度的 图像位置。应当理解，角部检测可在图像内提供多个基准点，并且， 这种基准点对于后面的处理会是有用的。
19然后，如框(1040)所示，通过使用在框(1030)中检测的角部/ 特征检测各瓦片图像之间的移动(例如，平移、仿射、投影等)。如 上所述，可以使用镶嵌技术以消除这种瓦片图像之间的移动(例如， 一个瓦片图像相对于另一瓦片图像的移动或平移)。在本例子中，该 操作包含比较在同 一时间捕获的相邻瓦片图像内的检测的角部/特征 的相对位置。另外，如框(1050 )所示，可以执行整体移动估计和调 整。与关注相邻瓦片图像对的与框(1040)相关的镶嵌形成对比，整 体移动估计更关注这些瓦片图像的集合。特别地，整体移动估计可包 含在框(1040)中进行的多个移动或平移发现和/或校正的综合比较。 这种整体移动估计可由此被用于检测和校正在在框(1040)中发生的 移动检测和校正中出现的任何误差。
根据框(1040、 1050)执行的处理可揭示，在框(1000)中捕获 的瓦片图像在被初始捕获时相对于彼此略微地未对准。因此，本领域 技术人员容易理解，通过允许在与框(1030)对应的操作的执行中在 多于一个的瓦片图像中检测共同的角部/特征，与相邻瓦片图像相关的 视图中的一定程度的空间交叠会有利于根据框(l(MO)执行的过程。 这种交叠还可减少在图像数据中出现间隙的可能性。因此，在本例子 中，通过照相机(40)获得的图像具有一定程度的交叠。例如，由给 定的照相机(40)获得的图像可与由与该特定的照相机(40)相邻的 照相机(40)获得的图像具有约42%或43%的交叠。作为替代方案， 可以使用任何其它适当的交叠程度。
在通过上面参照框(1030、 1040、 1050)描述的处理确定了瓦片 图像的适当的相对位置之后，本发明的处理进入框(1060)，在该框 (1060)中，瓦片图像被修剪、被对准并被拼接在一起以形成集合图 像。当然，根据框(1060)产生的集合图像不需要必须包括被拼接在 一起的所有图像。例如，如在讨论框(1070)之后更好地理解的那样， 集合图像可包含几个瓦片图像的部分、单一的瓦片图像或者甚至单一 的瓦片图像的一部分。应当理解，可基本上实时地执行根据框(1060 ) 的拼接(例如，当通过照相机(40)捕获图像时进行拼接)。作为替
20代方案，可以稍后执行拼接，诸如在将图像存储一些时间之后拼接。
还应理解，可在拼接之前、之中或之后校正(orthorectify )瓦片图像 (例如，使得照相机(40)的中心看起来处于无限远)。就使用校正 (orthorectification )或类似的技术而言，可以通过使各瓦片图像内的 特征与地图或模型上的特征相关联执行拼接。可以代替(或除了 )上 面参照框(1030)讨论的角部检测，使用这种相关性。其它适当的拼 接技术对于本领域技术人员来说是显而易见的。
如上所述，用户可具有可在在框(1060 )中产生的图像内实现摇 摄、倾斜和/或变焦的"虛拟摇摄-倾斜-变焦(PTZ)照相机"。由 此可允许用户通过用户界面选择性地观察广角图像的选择的多个部分 (或其中的选择的视图)。因此，并且如框(1070)所示，用户的PTZ 选择可被接收。这种PTZ选择可指示用户希望的图像区域、视图透视 法和/或变焦水平。响应这种PTZ选择，如框(1080)所示，可以提 取与选择的PTZ视图对应的集合图像的区域。
就当根据框(1000)捕获瓦片图像时照相机(40)位于移动平台 (例如，飞行的飞机(10))中而言，应当理解，根据框(1080 )提 取的PTZ视图会趋于随平台"移动"。就不希望有这种移动并且希望 提取的PTZ视图看起来好象是被固定到具有固定位置的平台上的照 相机(40)捕获的而言，可以使用附加的处理以提供静止或固定的透 视的外观。因此，如框(1090)所示，可以执行整体移动估计和调整。 这种过程可通过基本上从提取的PTZ视图消除这种移动来解决平台 的移动。
可以以各种方式执行整体移动估计。例如，在一个实施例中，整 体移动估计方法包括随机样品合意算法(random sample consensus algorithm) (RANSAC)。例如，可以使用RANSAC以在被照相机 (40)捕获的连续的帧或图像之间提供单应映射(homography mapping )。 虽然也可以在瓦片水平上执行这一点(例如，通过使用 由单一的照相机(40)捕获的图像)，但在本例子中，在整体水平上 执行(例如，通过使用由多个照相机(40)同时捕获的图像)。整体移动估计还可至少部分地基于物理参数，诸如飞机(10)的速度和高
度，这仅仅举例而言。用于执行整体移动估计的其它适当的方法对于 本领域技术人员来说是显而易见的。类似地，用于实现整体移动调整 的适当的方法对于本领域技术人员来说是显而易见的。例如，用于提
取的PTZ图像的照相机(40)源会随平台移动而变化，由此在提取的 PTZ图像中提供固定的透视的外观。
在根据以上的示例性过程处理瓦片图像之后，并且如框(1100) 所示，被调整的PTZ视图可根据用户的选择被提供给用户。
作为另一可任选的图像处理操作，可以用与照相机(40)的视场 内的地理区域对应的地面坐标登记由照相机(40)捕获的图像。这种 "地理登记"可在特定的照相机(40)的视图或这种视图的一部分和 地图上的相应位置之间提供相关性。可通过使用任何适当的技术获得 地理登记信息。例如，可通过使用GPS技术或其它的技术获得与飞机 (10)的地理位置有关的信息，并且，为了至少获得在那时被照相机 (40 )观察的地理位置的粗略的认识，可随着时间使其与由照相机(40 ) 捕获的图像相关。仅仅举例来说，可通过解决诸如与选择的图像部分 以及高度信息相关的照相机UO)的视线取向的附加因素，提炼地理 登记信息的分辨率或精度。用于获得地理登记信息的另 一技术可包括 识别在照相机(40)的视场内检测的物体(例如，使用物体识别逻辑) 并使其与诸如永久地标等的具有已知地理位置的物体相关。用于获得 地理登记信息的其它方法对于本领域技术人员来说是显而易见的。
可以用由照相机(40)捕获的图像传送地理登记信息，或者地理 登记信息是可另外基于与由照相机(40)捕获的图像有关的数据获得 的。例如，可以在飞机(IO)内、在地面站(14)上和/或其它位置执 行地理登记。就可用图像传送地理登记信息而言，可以作为对于图像 的注解提供或者可另外提供这种地理登记信息。
作为另一可任选的处理操作，可以跟踪(自动地)受关注的人或 物体。例如，这种跟踪可包括自动调整呈现(1100)给用户的视图， 使得当人/物体移动时受关注的人/物体的中心保持基本上处于呈现的视图内。在照相机(40)被安装到可移动的平台(例如，飞机(IO)) 上的情况下，就受关注的人/物体会另外离开被安装到平台上的照相机 (40)的集合视场而言，自动跟踪可进一步转变成平台的移动(例如， 通过自动控制、通过向飞行员提供跟踪导航信息，等等)。可以在瓦 片图像水平上和/或在整体融合图像水平上出现跟踪。用于实现跟踪的 其它方法对于本领域技术人员来说是显而易见的。
还应理解，存在可启动跟踪的几种方式。例如，图像处理可包含 物体识别、面部特征识别等，使得一旦识别特定的物体、人、事件等 就启动跟踪。作为替代方案，作为跟踪的变例，可以使用物体/面部/ 事件识别以检测照相机(40)的集合视场内的特定物体/人/事件，并 且可自动提供被识别的物体/人/事件的移前(zoom-in)的视图。还可 根据通过用户界面提供的用户选择启动跟踪。例如，用户可"点击" 关注的物体，或提供一些其它形式的输入以指示关注的物体，并且被 指示的物体可因此4皮跟踪。跟踪的启动还可以是自动和手动的组合。 例如，识别算法可识别关注的人或物体，并用决定是否应跟踪人或物 体的选项通过用户界面呈现给用户。在本实施例中，为了确定是否批 准跟踪，用户可移前人或物体用于进一步的检查。如果希望跟踪，那 么用户可通过用户界面指示跟踪，并且，人或物体可因此被跟踪。应 当理解，就跟踪是可用的而言，可以使用用于启动跟踪的其它方法。
应当理解，以上的过程仅是示例性的，并且，可以修改、替代、 补充或省略这些操作中的任一个。这些操作还可被重新排序，并且， 类似地， 一个操作的输出可作为用于前面的操作的第二迭代的输入被 反馈。例如，在框(1060)中产生的集合图像可仅包含与按照框(1070) 接收的用户的PTZ选择对应的被校正和拼接的瓦片图像。因此，应当 理解，可基于用户的PTZ选择把图像处理设计成流线型，使得仅处理 与用户的指示的关注区域对应的图像数据的部分。作为替代方案，诸 如出于存储或其它的目的，用户的指示的关注区域外面的瓦片图像仍 可,皮处理。
还应理解，可以在各种位置的硬件上执行处理。例如，可以在基本上与照相机(40)共处于平台上的硬件(例如，位于飞机(IO)内) 上执行处理，使得被调整的PTZ视图从平台被传送给用户。作为替代 方案，登记的瓦片图像可从照相机(40)平台被传送给硬件执行与框
(1020、 1030、 1040、 1050、 1060、 1070、 1080、 1090、 1100)对应 的操作的远程位置。可在各种位置的硬件中分配图像处理的其它方式 对于本领域技术人员来说是显而易见的。
在本例子中，用户界面允许用户观察由一个或更多个照相机(40 ) 捕获的一个或更多个图像的至少一部分，并进一步允许用户提供诸如 上述的那些的PTZ选择作为输入。用户界面还可包含诸如交互式地图 的特征。就照相机(40)被固定到移动平台(例如，飞行的飞机(IO)) 上而言，交互式地图可提供照相机(40)的集合视场内的地理区域的 基本上实时的视觉指示。交互式地图还可允许用户选择关注的地理区 域，并且，可以响应这种选择提供这种区域的PTZ视图。交互式地图 因此可提供用于如上面描迷的那样进行PTZ选择的工具。就通过使用 交互式地图指示的关注的区域当前不在照相机(40)的视场内而言， 用户与这种地图交互作用以指示这种关注区域可实现飞机(10)运输 到指示的关注区域处于照相机(40)的视场内的位置。除了提供用于 进行PTZ选择的工具以外，交互式地图由此还可提供飞机(10)(或 其它运载工具)的遥控。交互式地图可具有任何其它适当的特征。
作为另一仅仅解释性的例子，用户界面可包含或共享与在发明名 称为"Immersive Surveillance System Interface"的美国申请公开No. 2006/0033813中描述的用户界面中的任一个的类似之处，该专利申请 以引用的方式并入本文中。例如，可以以与在该公开中描述的等矩形
(equirectangular )图像类似的方式呈现这里描迷的集合图像；使得 分别以与在该公开中描述的PTZ选择和视图类似的方式进行和呈现 这里描述的PTZ选择和视图。作为替代方案，可以以任何其它适当的 方式修改在该公开中描述的用户界面以适应于本例子及其变例。可提
理解，这里描述的图像捕获系统可与诸如在美国申请公开No.2006/0033813中描述的那些的图像捕获系统组合，并且，可以以各种 方式使通过这些组合的图像捕获系统提供的视图相关联，这种方式包 括但不限于使用在该公开中描述的相关联方法。
本领域技术人员可以理解，可以以各种方式使用利用照相机支座 (20)、照相机(40)和诸如上述的图像处理之类的图像处理的图像 捕获系统。虽然将在后面描述几个示例性的用途，但这些例子不应当 是详尽的。事实上，各种其它的用途，包括但不限于下面描述的那些 的变体，对于本领域技术人员来说是显而易见的。
一种示例性用途包含恐怖分子轰炸回扫。例如，具有照相机(40) 的照相机支座(20)可位于航空器(或其它的空运平台)内，使得当 航空器在城市上空漂浮时照相机(40)持续地捕获城市区域的图像。 为了存储和/或查看，由照相机(40)捕获的图像可被存储在位于航空 器内的存储设备中并且/或者可被传送到远程位置(例如，地面站 (14))。如果汽车炸弹或其它的设备爆炸，那么可查看由照相机(40) 捕获的图像以得到爆炸的细节。例如，用户界面可允许用户移前到出 现爆炸的图像的区域上，然后通过视频进行追溯以确定爆炸的来源。 在汽车炸弹的情况下，用户界面可允许用户"倒回"由照相机(40)
捕获的视频，以确定使用的汽车的型号、在爆炸之前汽车的驾驶路线、 汽车的产地、驾驶员的身份等。照相机(40)和用户界面还可被用于 评价爆炸之后的活动。例如，由照相机(40)捕获的视频可被监视以 寻找和跟踪逃离爆炸现场的恐怖分子。就图像捕获系统还包括固定地 遍及城市区域的其它照相机(例如，PTZ照相机等)而言，可使得通 过使用照相机(40)获得的视图与通过这些固定的照相机获得的视图 相关，以提供人、位置、事件(例如，爆炸)的附加的透视或关注的 事情。可使用照相机(40)以提供与轰炸事件或类似的事件有关的信 息的方式对于本领域技术人员来说是显而易见的。
照相机支座(20)上的照相机(40)的另一示例性用途包含出于 军事侦察或类似的目的设置战术"侦察卫星(eye in the sky )，，观察。 例如，具有照相机(40)的照相机支座(20)可位于飞机(10)内，
25使得在飞机(10)飞越敌方领土或未知的领土时照相机(40)捕获图 像。由照相机(40)捕获的图像可基本上实时地被传送到地面站(14) 的军事指挥员。应当理解，几个用户(例如，在不同的位置)可同时 观察由照相机(40)捕获的集合图像的相同或不同部分。飞机(10) 和照相机(40)可允许指挥员交互式地并且基本上实时地观察例如山 上或关注的其它远程位置上的活动或物体而不需要使用人侦察。用户 界面可最初向用户提供广角图像，然后允许用户选择关注的区域以得 到更近的高分辨率视图。与关注的区域的地理位置有关的信息也可通 过用户界面被传送给用户。除了允许这些用户在广角视频图像内实现 "虚拟摇摄-倾斜-变焦照相机"以外，用户界面还可允许这些用户 遥控飞机(IO)。作为替代方案，飞机(10)可自动跟踪移动的人(12) 或关注的物体，以提供这些人(12)或物体的持续的高分辨率的观察， 并且/或者提供与其有关的瞄准信息。其它适当的侦察用途或类似的用 途对于本领域技术人员来说是显而易见的。
另一示例性用途包含边境巡逻。在本例子中，具有照相机(40) 的照相机支座(20)可位于在边境上空持续飞行或盘旋的飞机(10) 内。由照相机(40)捕获的图像可被处理以自动检测越境人员(例如， 通过使用移动检测和/或物体识别逻辑)。在自动地或以其它方式检测 到越境人员时，被越境人员占据的广角图像的一部分可被移前，并且， 越境人员可被自动跟踪。就越境人员会另外离开飞机(10)内的照相 机(40)的集合视场而言，这种自动的跟踪也可转变成飞机(10)飞 行的控制。越境人员的图像可连同与越境人员的地理位置有关的信息 一起被传送到地面站(14),同时给出存在越境人员的报警。如同其 它的示例性用途一样，在图像捕获系统还包含固定地遍及城市区域的 其它的照相机(例如，PTZ照相机等)的情况下，可使得通过使用照 相机(40)获得的视图与通过这些固定的照相机获得的视图相关，以 提供关注的人、位置或事情的附加的透视图。作为替代方案，可以以 任何其它适当的方式在边境巡逻设置中使用照相机支座(20)和照相 机(40)的组合。类似的实现可包含视觉安全(例如，房产的监视)。已示出和描述了本发明的各个实施例，在不背离本发明的范围的 情况下，本领域技术人员可通过适当的修改实现这里描述的方法和系 统的其它适应性的改变。已提到这些可能的修改中的几个，其它的修 改对于本领域技术人员来说是显而易见的。例如，上面讨论的例子、
实施例、几何尺寸、材料、尺度、比率和步骤等是解释性的而不是必 需的。因此，应鉴于以下的权利要求考虑本发明的范围，并且不将其 理解为限于在描述书和附图中示出和描述的结构和操作的细节。
权利要求
1. 一种图像捕获系统，包括(a)具有弯曲部分的照相机支座，其中，照相机支座的弯曲部分具有穿过其中形成的多个孔径，所述孔径中的每一个被配置为与多个照相机中的一个照相机对应，并且，弯曲部分具有凹的内表面和凸的外表面；和(b)多个照相机，其中，所述照相机中的每一个具有物镜端和传感器端，所述照相机中的每一个的物镜端被固定到照相机支座的弯曲部分上，照相机具有相交的视线，照相机的视线在相交区域以外通过发散区域发散，并且，照相机被配置为捕获发散区域内的一个或更多个被摄体的图像。
2. 根据权利要求1的图像捕获系统，其中，各照相机的各物镜端的一部分穿过照相机支座的弯曲部分。
3. 根据权利要求1的图像捕获系统，还包括多个保持环，其中， 保持环中的每一个与穿过照相机支座的弯曲部分的相应照相机的物镜 端的一部分耦合。
4. 根据权利要求1的图像捕获系统，还包括与照相机支座耦合的 多个套圏，其中，各套圏可操作用来相对于照相机支座固定相应的照 相机。
5. 根据权利要求1的图像捕获系统，其中，照相机支座被固定到 平台上，并且，平台是可以相对于环境移动的。
6. 根据权利要求1的图像捕获系统，其中，照相机支座被固定到 平台上，并且，平台包含航空运载工具。
7. 根据权利要求6的图像捕获系统，其中，航空运栽工具具有机 身，并且，照相机支座被固定到机身的内部。
8. 根据权利要求7的图像捕获系统，其中，机身具有底部和设置 在底部中的窗口。
9. 根据权利要求8的图像捕荻系统，其中，照相机的视线在接近窗口的共同点上相交。
10. 根据权利要求8的图像捕获系统，其中，照相机支座的弯曲 部分具有直径，窗口具有直径，并且，照相机支座的直径比窗口的直 径大。
11. 一种图像捕获系统，包括(a) 多个照相机，其中，每个照相机包含(i) 包含镜筒和一个或更多个透镜元件的镜头组件；和(ii) 被固定到镜头组件上的传感器部分，其中，传感器部分 可操作用来捕获表示通过镜头组件获得的视图的图像数据，其中，所述多个照相机取向为具有相交的视线，并且，通过相邻 的镜头组件获得的视图的至少一部分交叠；和(b) 与传感器部分通信的处理器，其中，处理器被配置为由用 传感器部分基本上同时地捕获的图像数据产生二维图像。
12. 根据权利要求11的图像捕获系统，还包括具有弯曲部分的照 相才几支座，其中，照相^L沿照相才几支座的弯曲部分4皮定位。
13. 根据权利要求11的图像捕获系统，还包括相对于照相机位于 远程位置上的显示器，其中，显示器与处理器通信，并且，显示器可 操作用来显示所产生的二维图像的至少一部分。
14. 根据权利要求11的图像捕获系统，其中，照相机中的每一个 与快门相关联。
15. 根据权利要求14的图像捕获系统，其中，快门包含与对应于 相应的照相机的各传感器部分通信的控制逻辑。
16. 根据权利要求15的图像捕获系统，其中，快门包含与传感器 部分通信的整体快门，并且，所述多个照相机可操作用来根据整体快 门同时捕获图像。
17. —种提供图像的方法，该方法包括(a)提供多个照相机，其中，所述多个照相机被定位为具有相交 的视线，所述照相机中的每一个具有各自的镜头，并且，各视线在共 同的交点上相交；(b)用所述多个照相机捕获多个图像，其中，捕获的图像表示 被摄体的视图，共同的交点位于所述多个照相机和被摄体之间，并且，这些图像基本上同时地被捕获；(c )将所述多个图像的至少一部分拼接在一起以形成集合图像， 其中，该集合图像包含由所述多个照相机基本上同时地捕获的图像中 的至少部分；和(d)在视觉显示器上呈现集合图像的至少一部分。
18. 根据权利要求17的方法，其中，呈现的集合图像的所述至少 一部分与通过所述照相机中的至少两个获得的视图对应。
19. 根据权利要求17的方法，还包括接收指示关注的图像区域的 用户输入，其中，呈现的集合图像的至少一部分与指示的关注的图像 区域对应。
20. 根据权利要求19的方法，其中，拼接的操作包括仅拼接与指 示的关注的图像区域对应的那些图像。
全文摘要
一种图像捕获系统包括多个照相机、和照相机支座。照相机支座具有弯曲部分，并且，多个照相机被固定到弯曲部分上。照相机相对于照相机支座的弯曲部分沿径向向内取向，使得各照相机的视线相交。用多个照相机基本上同时地捕获图像。捕获的图像被拼接在一起以形成集合图像。图像捕获系统可位于航空运载工具中以提供高空环境观察，并且，捕获的图像可被传送到远程位置，用于基本上实时地观察。远程用户可指示集合图像内的关注的区域，并且，图像捕获系统可根据用户的指示呈现集合图像的一部分。
文档编号G03B37/04GK101473267SQ200780012738
公开日2009年7月1日 申请日期2007年2月13日 优先权日2006年2月13日
发明者B·S·威尔伯恩, C·N·昂德伍德, D·B·波罗克, G·伊格纳尔, P·J·利尔顿, S·K·皮塔罗, T·E·罗格斯 申请人:索尼株式会社;亚拉巴马大学