减少杂散光的方法、透镜组件、摄像机、系统以及使用的制作方法

减少杂散光的方法、透镜组件、摄像机、系统以及使用的制作方法
【专利摘要】本发明公开减少杂散光的方法、透镜组件、摄像机、系统以及使用。该方法包括：提供（301）包括透镜组件（102、202）的摄像机（100）；提供具有光圈门（204a、204b）的光圈单元（103、203），该光圈门（204a、204b）位于与该透镜组件（102、202）的光轴（OA）垂直的光圈面中，并且该光圈门（204a、204b）在该光圈面中可调节；借助于该摄像机（100）获取（303）该场景的多个图像，其中该多个图像中的每个图像利用独特光圈门设置被获取，其中该独特光圈门设置中的每一个对应于该光圈面中该光圈门（204a、204b）的位置和形状的独特组合；分析（305）该多个图像，用于生成关于该多个图像的与杂散光内容差别有关的数据；以及基于该与杂散光内容差别有关的数据产生（306）该输出图像。
【专利说明】减少杂散光的方法、透镜组件、摄像机、系统以及使用

【技术领域】
[0001] 本发明大体上涉及一种用于减少场景的输出图像中的杂散光的方法。本发明还涉 及用于减少杂散光的透射组件、具有这种透镜组件的摄像机以及被布置为执行该方法的处 理单元。此外，本发明还涉及包括摄像机和被布置为执行该方法的处理单元的系统。该系 统的摄像机包括用于减少杂散光的透镜组件。此外，本发明还涉及该摄像机和该系统的使 用。

【背景技术】
[0002] 摄像机使用于各种应用中，以便拍摄并记录静止图片和视频流。为了拍摄或记录 图像或视频流，利用所讨论的摄像机的某种形式的透镜系统收集来自待拍摄的场景的光。 然后来自该场景的光通过透镜系统被聚焦，并且聚焦的光被引导至图像传感器上，则该图 像传感器记录来自该场景的入射光。图像传感器通常由若干个像素构成。当来自场景的通 过透镜系统聚焦的光到达并且聚焦在图像传感器上时，可以针对图像传感器的每个像素记 录图像数据，结果产生像素级。重要的是，为了能够获取清晰而不模糊的图像，入射光在到 达传感器时被聚焦。然后针对每个像素所记录的像素级反过来用于表示摄像机所拍摄的场 旦 -5^ 〇
[0003] -般而言，摄像机与某种形式的光圈（aperture)或光阑（iris) -起使用，来控制 入射到摄像机外壳并继而到达所讨论的摄像机的图像传感器的光的量和光的特性。能够控 制到达传感器的光的量的能力通常是必要的，因为太多光到达传感器会导致过曝光图像， 而过曝光图像承载较少的待拍摄场景的信息。相对地，当记录黑暗场景时能够收集尽可能 多的光也是重要的。此外，景深受光圈设置影响。
[0004] 按照常规，光圈的大小以及到达图像传感器的光的相应量和特性由光阑（通常被 称为常规光阑)控制。常规光阑或者光圈可变光阑常规上由大量薄金属片制成，其中大量薄 金属片彼此紧靠地以环形方式安装，以形成相对有中心的圆形光圈。可以通过改变金属片 的相对角度来调节光圈的大小。当改变相对角度时，光圈的大小改变，但圆形形状和中央位 置基本上保持不变。
[0005] 当使用上述类型的传统光阑或光圈时，在拍摄图像时，某些光条件可能导致不期 望的光被摄像机的图像传感器记录。不期望的光将导致图像具有较低的图像质量。具体形 式的不期望的光被称为杂散光或寄生光线。杂散光通常是指不属于场景图像的光或光分 量，而已添加至所讨论的图像，添加至最可能宽的场景中。实际上，杂散光可能来自场景，也 可能不来自场景。在某些情况下，杂散光的负面效果明显。例如，当在强光照条件下使用具 有常规光阑的透镜组件时，由杂散光导致的负面效果变得明显干扰。仅仅给出几个示例，太 阳光或其它强光源可导致所讨论光源的幻像。可明显降低所获取的图像的图像质量的幻像 是光圈的表现。
[0006] 此外，光阑的金属片边缘可导致衍射，而衍射导致图像具有较低的图像质量。
[0007] 导致该杂散光到达图像传感器的另一现象是在所使用的透镜组件或摄像机的光 学部件中的内部反射。当光学部件的表面呈现出缺陷时，光可能被引导至光学部件的玻璃 中，然后被传输至不同位置的部件内。这将导致在例如透镜中的微小缺陷可能导致杂散光 到达图像传感器，而这又导致图像具有较低的图像质量。
[0008] 因此，需要一种用于在获取图像或视频流时减少杂散光的改善方法和透镜组件。


【发明内容】

[0009] 根据本发明的一方面，通过用于减少场景输出图像中的杂散光的方法至少部分 地缓解上述问题，所述方法包括：提供包括透镜组件的摄像机；提供具有光圈门（aperture gate)的光圈单元，所述光圈门位于与所述透镜组件的光轴垂直的光圈面中，并且所述光圈 门在所述光圈面中可调节；借助于所述摄像机获取所述场景的多个图像，其中所述多个图 像的每个图像是利用独特光圈门设置来获取的，其中所述独特光圈门设置中的每一个对应 于所述光圈门在所述光圈面中的位置和形状的独特组合；分析所述多个图像，用于关于所 述多个图像产生与杂散光内容（content)差别有关的数据；以及基于与所述杂散光内容差 别有关的所述数据产生所述输出图像。
[0010] 借助于本发明，可以减少场景输出图像中的杂散光的量，亦即，可以减少输出图像 中的杂散光内容。根据本发明，输出图像基于与杂散光内容差别有关的数据产生。措辞"输 出图像"应被解释为从数字或模拟的任何类型摄像机输出的任何图像。明显地，输出图像可 以基于来自单个或若干个获取的图像的图像数据，并且还可能为了改善图像质量已经受了 多种处理，或者以另外的方式更改图像特性，输出图像还可以是视频流中包括的图像。换言 之，输出图像可以是表示场景图像的任何数据，例如例如经压缩或调制的数据。
[0011] 杂散光是指添加至被记录或拍摄的场景的图像的、不属于该场景的图像的任何光 或光成分。杂散光可能来自场景内也可能来自场景外。换言之，杂散光很可能来自例如场 景内的光源，但也可能例如来自不是被拍摄场景的组成部分的光源。在任何情况中，杂散光 是添加至场景的图像中的、不属于该场景的图像的光。措辞"杂散光内容"应当广义地解释 为包括像素级以及添加至图像的杂散光的光特性。更为具体地，图像的杂散光内容是添加 至图像中的导致图像的受影响像素的像素级增加的光。应注意的是，相比于一般也添加至 所获取的图像中的噪声，添加至要考虑的图像中并且导致像素级增加的杂散光通常具有较 低的空间频率。换言之，与通常随机影响所获取的图像的较小面积的噪声相比，杂散光通常 影响所获取的图像的较大面积。
[0012] 此外，与倍增相比，杂散光是叠加性的。这导致图像的杂散光内容可以区别于具有 倍增效应的其它效应。例如，摄像机系统的不期望的特征可导致拍摄的图像中的像素级不 期望的改变。这些例如可由非同质透镜所导致的效应典型地根据缩放影响像素级，即所涉 及的像素级乘以缩放因子。这不是其中杂散光是叠加性的情况。
[0013] 措辞"场景"应被广义地解释，并可以表示被记录或拍照的任何事物，例如人、汽 车、房子等，但其也可以是地面区域、一部分墙、一部分领域等。
[0014] 摄像机是指能够获取并输出与记录或拍摄的场景有关的图像数据的任何设备。该 摄像机可以是模拟或数字的，并且可以以任何形式输出数据，只要所输出的数据表示输出 图像，如上所述。
[0015] 应注意的是，在本申请的上下文中，措辞"透镜组件"应被广义地解释，因此涵盖了 用于将来自场景的光聚焦至摄像机的图像传感器或类似部件上的任何光学部件或任何部 件。因此，透镜组件可以是包括诸如透镜和镜子的多个光学元件的非常精密的变焦透镜。透 镜组件还可以例如是用于将光聚焦至图像传感器上的单个简单透镜。
[0016] 应注意的是，在本申请的上下文中，措辞"光圈单元"可以是包括光圈门的任何类 型单元或布置，该光圈门用于控制从例如场景到达摄像机的图像传感器的光的量和特性。
[0017] 措辞"光圈门"应被解释为可以用于控制到达摄像机的图像传感器的光的量和特 性的任何开口或布置。为了给出几个非限制性示例，光圈门可以是光可以穿过的开口，其还 可以是光阻挡或不透明元件中的透明或半透明部分，或者其还可以是用于将光直接或间接 引导至摄像机的图像传感器上的反射元件或部分等。事实上，光圈门可以包括若干个共同 地控制到达摄像机的图像传感器的光的量和特性的孤立区域。换言之，光圈门可以包括若 干个孤立开口、透明或半透明部分或反射部分。光圈门还可以包括用于控制光的各种元件 的组合，亦即，光圈门可以例如是开口和透明部分或反射部分的组合。
[0018] 措辞"光圈面"应被解释为指与透镜组件的光轴垂直的平面，其包括一点，离开要 记录或拍摄的场景中的轴对象的主光线与透镜组件的光轴在该点相交。通过在光圈面中放 置光圈门，可使用来自场景中对象的所有光线，而不考虑光圈门设置。换言之，尽管使用不 同的光圈门设置，但可以获取来自场景中图像的所有点的图像信息。
[0019] 本发明基于以下实现：通过利用不同光圈门设置获取多个图像，可以产生杂散光 内容得以减少的增强的输出图像。根据本发明，这可以通过利用不同光圈门设置获取多个 图像来实现，其中不同设置对应于光圈门在光圈面中的位置和形状的独特组合。
[0020] 应注意的是，在本申请的上下文中，措辞"位置"可以指光圈门在光圈面内的任何 位置。在获取不同图像时，除更替光圈门的位置之外，还可以通过更替其形状，来进一步控 制到达摄像机的图像传感器的光的量和特性。通过控制光圈门的形状，可以利用用于影响 实际到达摄像机的图像传感器的光的附加能力，以精密的方式控制通过透镜组件进入摄像 机的光。这可以例如基于被记录或拍摄的场景更改光圈门的形状。通过基于场景更改光圈 门的形状，可以获取具有较低杂散光内容的图像。这将使得可以产生杂散光内容得以减少 的输出图像。应注意的是，在本申请的上下文中，措辞"形状"可以指光圈门的任何物理形 式。
[0021] 应注意的是，在不背离本发明范围的情况下，可以获取并使用任意数量的图像。
[0022] 通过分析所获取的图像，可以生成与不同图像的杂散光内容差别有关的数据。然 后，所生成的与杂散光内容差别有关的数据可以用来选择一个图像、多个图像或多个图像 的某些部分，或者用来创建随后用于产生杂散光内容得以减少的输出图像的改进光圈门设 置。当分析所获取的图像以生成与杂散光内容差别有关的数据时，可以采用若干种不同策 略，如下面将更详细描述的。
[0023] 例如，可以将所获取的图像中的每一个分为相邻像素的多个对应像素组。像素组 的大小大小可以根据需要改变，具体地，可以根据被添加至要考虑的图像中的杂散光内容 的性质改变。换言之，如果图像的杂散光内容具有低的空间频率并由此影响较大区域，则像 素组的大小大小通常可能增大。像素组可以例如包括单个像素、2X2、5X5、10X10、50X50 个像素或类似。然后，可以计算这些像素组的像素级平均值。然后可以利用每个对应像素 组的像素级平均值产生与杂散光内容差别有关的数据。在该示例性例子中，与杂散光内容 差别有关的数据可以由矩阵表示，其中该矩阵的每行表示所计算的每个对应像素组的平均 值。相反地，每列可以表示所计算的每个对应像素组的平均值。很明显地，数据还可以被表 示为矢量或任何其它适合形式。此外，数据可以是矢量，其中每个元素表示具有最低像素级 的图像的像素组因此被假设为具有最低杂散光内容。换言之，与杂散光内容差别有关的数 据可以简单地表示其中图像被假设为具有最低杂散光内容的每个像素组。
[0024] 类似的策略可以用于确定每个图像中所有像素的像素级，然后分析图像内所有像 素的像素级，以便确定该特定图像内所有像素的像素级平均值。然后，可以通过所获取的所 有图像的所计算平均值表示与杂散光内容差别有关的数据。换言之，确定了所获取的每个 图像的总级。在该特定情况中，与杂散光内容差别有关的数据可以由针对所获取的每个图 像具有单个值的矢量来表示。
[0025] -般而言，具有最低平均像素级或光强度平均值的图像是所获取的图像中具有最 低杂散光内容的图像。
[0026] 在下文中，将描述可以用于生成与杂散光内容差别有关的数据的另一策略。在如 上所述将所获取的图像分为相邻像素的多个对应像素组之后，然后可以针对每个像素组计 算对比值。应注意的是，在该特定情况中，每个像素组必须包括至少两个像素，这是因为针 对单个孤立像素无法定义并由此计算对比值。然后可以利用每个对应像素组的对比值产生 与杂散光内容差别有关的数据。在该示例性例子中，与杂散光内容差别有关的数据可以由 矩阵表示，其中该矩阵的每行表示所计算的每个对应像素组的对比值。相反地，每列可以表 示所计算的每个对应像素组的对比值。明显地，数据还可以被表示为矢量或任何其它适合 形式。此外，数据可以是矢量，其中每个元素表示具有最高对比值的图像的像素组，因此被 假设为具有最低杂散光内容。换言之，在该例子中，与杂散光内容差别有关的数据还可以简 单地表示其中图像被假设为具有最低杂散光内容的每个像素组。
[0027] 因此，可以以若干种不同方式表示与杂散光内容差别有关的数据。数据的实际表 示并不重要，只要该数据包括与杂散光内容差别有关的信息。事实上，与杂散光差别有关的 数据可以是能够推断杂散光内容差别的任何数据形式。"差别"只是指数据表示杂散光内容 相对或绝对差别。换言之，措辞"差别"可以简单地意指根据杂散光内容的分类。
[0028] 当基于与杂散光内容差别有关的数据产生输出图像时，可以采用若干种不同策 略，如下面将更详细描述的。事实上，用于产生输出图像的实际方式可以基于所生成的与杂 散光内容差别有关的数据，如下面将更详细描述的。
[0029] 根据优选实施例，该分析可以进一步包括将所述多个图像中的每一个图像分为对 应的像素组，计算所述多个图像中每一个图像的每个像素组中包括的像素的平均像素级， 基于所计算的所述多个图像中每一个图像的每个像素组的平均像素级生成与杂散光内容 差别有关的所述数据。通过将所获取的图像分为对应的像素组以及计算所述多个图像中每 一个图像的每个像素组的平均像素级，可以以有效方式生成并且以各种方式表示与杂散光 内容差别有关的数据，如上例示的。具有最低平均像素级的像素组通常可以被解释为具有 最低估计杂散光内容的像素组。
[0030] 根据优选实施例，该分析可以进一步包括将所述多个图像中的每一个图像分为对 应的像素组，计算所述多个图像中每一个图像的每个像素组中包括的像素的对比值，基于 所计算的所述多个图像中每一个图像的每个像素组的对比值生成与杂散光内容差别有关 的所述数据。通过将所获取的图像分为对应的像素组以及计算所述多个图像中每一个图像 的每个像素组的对比值，可以以有效方式生成并且以各种方式表示与杂散光内容差别有关 的数据，如上例示的。通过计算对比值，可以抵消来自例如非同质透镜的像素级的缩放的影 响。这是由于在计算对比值时计算了与缩放效应无关保持不变的比值的事实而导致的。具 有较高对比度的像素组通常可以被解释为具有较低杂散光内容的像素组。
[0031] 根据本发明实施例，所述产生可以进一步包括通过结合在所述获取中使用的所述 独特光圈门设置中的至少两个、基于与所述杂散光内容差别有关的所述数据创建融合的光 圈门设置，并且利用所述融合的光圈门设置获取附加图像，以及利用所述附加图像作为所 述输出图像。通过获取多个图像以及接着基于创建与杂散光内容差别有关的数据创建融合 的光圈门设置，可以获取杂散光内容得以减少的改善图像。然后，该改善图像可以有利地用 作输出图像。
[0032] 根据本发明实施例，所述产生可以进一步包括基于与所述杂散光内容差别有关的 所述数据选择所述多个图像中的一个图像，并且利用所选择的图像作为输出图像。这个优 点在于，因为可以利用所获取的图像中的一个作为输出图像，因此无需产生新的输出图像。 实际上，可以基于与杂散光内容差别有关的数据来选择具有低杂散光内容的图像或具有最 少杂散光的图像。当然，可以基于与杂散光内容差别有关的数据选择所获取的图像中的任 何图像作为输出图像。一般而言，具有整体最低级或最高对比度的图像是所获取的图像中 杂散光最少的图像。不考虑与杂散光内容差别有关的数据的表示，可以基于该数据选择被 假设具有低或最低杂散光内容的图像。
[0033] 根据本发明实施例，所述产生可以进一步包括：基于与所述杂散光内容差别有关 的所述数据确定所述多个图像中的第一图像的第一部分和所述多个图像中的第二图像的 第二部分，并且将所确定的第一部分和所确定的第二部分拼接，以形成至少一部分合并图 像，以及利用所合并的图像作为所述输出图像。
[0034] 通过确定所获取的图像中具有比剩余图像的对应部分低的杂散光内容的部分，可 以产生杂散光内容得以减少的合并图像。实际上，可以分析所获取的图像，以找到图像中具 有低杂散光内容的部分，作为完整图像的特定部分。
[0035] 这些部分可以预定，或者可以基于与杂散光内容差别有关的数据。简单的方式是 利用上述像素组作为多个部分，并且简单地选择每个对应像素组中被发现具有最低杂散光 内容的一个。可以使用的另一策略是基于与杂散光内容差别有关的数据确定包括一个或若 干个像素组的部分。每个部分的大小和形状可以改变，因此可以被调整适合需要。技术人 员应认识到，可以使用若干种用于确定这些部分的方式。实际上，优选使用所有获取的图像 中的对应部分，并且基于与杂散光内容差别有关的数据从所获取的图像中的一个图像选择 一个部分用在输出图像中。
[0036] 然后，可以将从所获取的图像中确定的具有低或最低杂散光内容的这些部分拼接 在一起，以产生输出图像，该输出图像因此可以完全或部分地由来自多个图像的多个部分 组成。另一方面，在某些情况中，可以确定，在完整图像中对应于特定光圈门设置的特定图 像相对于所获取的其余图像可以具有较低杂散光内容。根据上文，在该情况中，具有较低杂 散光内容的完整图像可以被用作输出图像。
[0037] 根据本发明实施例，所述产生可以进一步包括：选择待产生的所述输出图像的第 一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分包括至少一个像素组；基于与所述杂散 光内容差别有关的所述数据选择所述多个图像的第一子集的图像，用于产生所述第一部 分；基于与所述杂散光内容差别有关的所述数据选择所述多个图像的第二子集的图像，用 于产生所述第二部分；通过使用所述第一子集的所述图像的对应部分产生所述第一部分， 并且确定所述第一部分中每个像素的平均像素级，以及利用所确定的平均像素级作为所述 第一部分的每个对应像素的输出值；通过使用所述第二子集的所述图像的对应部分产生所 述第二部分，并且确定所述第二部分中每个像素的平均像素级，以及利用所确定的平均像 素级作为所述第二部分的每个对应像素的输出值；将所产生的第一部分和所产生的第二部 分拼接，以形成包括所产生的部分的合成图像，并利用所述合成图像作为所述输出图像。
[0038] 通过确定待产生的输出图像的第一部分和第二部分，并且基于与所述杂散光内容 差别有关的所述数据选择第一子集和第二子集，可以选择一个或若干个图像，以在产生所 述输出图像的特定部分时使用。可以利用若干种策略来选择适于产生输出图像的相应部分 的子集。通过分析与杂散光差别有关的数据，例如可以识别并由此选择在特定部分中具有 低杂散光水平的图像。通过从多个图像中选择具有相对低的杂散光水平的图像，可以为图 像的具体部分产生具有相对低杂散光内容的部分。当产生所述输出图像的各部分时，可以 确定所述对应部分中所选择的图像中每个像素的像素级。通过确定所述像素级的平均值 以及利用该平均值作为输出图像，可以提高每个像素的信噪比SNR。因此，通过针对具体部 分选择图像的适当子集，并且确定所述对应部分内每个对应像素的平均像素级，可以提高 SNR。然后，通过将改善的部分拼接在一起以形成合成输出图像，因为减少了杂散光内容同 时提高了输出图像的SNR，因此可进一步改善输出图像。
[0039] 当基于与杂散光内容差别有关的数据选择相应部分的相应子集的图像时，可以使 用若干种策略。例如，如上所述，可以确定所获取的图像中每个像素的像素级。然后可以确 定对应组内的平均像素级。然后基于该平均像素级，可以针对相应子集选择图像。例如，可 以使用阈值，然后针对要考虑的子集，可以选择要考虑的组中平均像素级低于特定阈值的 图像。
[0040] 可以利用另一策略对所获取的图像的每个对应部分的像素级进行统计分析。例 如，针对要考虑的子集，可以基于与杂散光内容差别有关的数据，选择被认为具有最低四分 位数内的像素级的图像。另一策略用于基于与杂散光内容差别有关的数据，选择要考虑的 子集的具有最低杂散光内容水平的特定数量的图像。
[0041] 因此，可以利用所选择子集的图像中每个对应像素的像素级的平均值来提高信噪 比 SNR。
[0042] 根据本发明另一方面，提供一种方法，该方法用于利用摄像机识别场景图像中的 杂散光，该摄像机包括图像传感器和透镜组件，该透镜组件包括透镜和光圈单元，该透镜用 于将光聚焦至图像传感器上，该光圈单元具有被布置在光圈面中的光圈门，所述光圈门具 有借助于所述光圈单元在所述光圈面中可调节的位置、形状和/或大小，所述方法包括：借 助于所述摄像机获取所述场景的多个图像，其中所述多个图像中的每个图像利用独特的光 圈门设置在所述多个图像中被获取，其中所述独特的光圈门设置中的每一个对应于所述光 圈面中所述光圈门的位置、形状和/或大小的独特组合；将所述多个图像中的每一个分为 对应的像素组；计算所述多个图像中每一个的所述对应像素组中包括的像素的平均像素级 或对比值；以及比较所计算的平均像素级或对比值，以识别所述多个图像中的杂散光。借助 于本发明，可以识别场景图像中的杂散光，使得可以得出与图像中存在的杂散光有关的结 论。一般而言，本发明这一方面的各特征提供了上面关于本发明之前方面论述的类似优点。 [0043] 根据本发明的另一方面，提供一种用于减少杂散光的透镜组件，所述透镜组件包 括光圈单元，该光圈单元具有被布置在与所述透镜组件的光轴垂直的光圈面中的光圈门， 所述光圈门具有在所述光圈面中可调节的位置和形状。一般而言，本发明这一方面的各特 征提供了上面关于本发明之前方面论述的类似优点。
[0044] 根据本发明的一个实施例，所述光圈单元的所述光圈门的大小适于被调节，其优 点在于通过控制光圈门的大小可以控制例如通过透镜组件到达摄像机的传感器的光的量。 [0045] 根据本发明实施例，所述光圈面可以是沿所述光轴的固定面。
[0046] 根据本发明另一实施例，所述光圈单元可以包括转盘，该转盘具有对应于所述光 圈面中所述光圈门的不同位置和/或形状的第一门和第二门，其优点在于与可以以简单的 机械且可靠的方式实现不同的光圈门设置。因此，可以旋转转盘，使得将不同门旋转至一位 置，其中在该位置利用特定的门控制例如到达摄像机的检测器的光的量和特性。此外，可以 将转盘设计为使得可以另外控制光圈门的大小。为了实现此目的，可以使用具有对应于不 同位置、形状和/大小的多个光圈门。
[0047] 根据本发明实施例，所述光圈单元可以包括液晶元件，该液晶元件适于在与所述 光圈面中的所述光圈门的不同位置和形状相对应的所述光圈面中的第一位置和所述光圈 面中的第二位置传输或阻挡光。通过在光圈门中包括液晶元件，可以以以下方式实现光圈 们，其中当激活或去激活该液晶元件的像素以便使像素挡光或半透明时光圈门的形状、位 置和大小均容易更改。当未激活像素时，液晶元件可以是透明的，或者反过来。根据该液晶 元件的分辨率，可以以更精确或不那么精确的方式控制光圈门的位置、形状和大小，这意味 着通过利用具有高分辨率的液晶元件可以精确地控制光圈门的特性。
[0048] 根据本发明实施例，所述光圈单元可以包括用于实现所述光圈门并且适于被调节 至所述光圈面中不同位置的可移动常规光阑，其优点在于，可以以简单且可靠的方式调节 光圈门的位置和大小。
[0049] 根据本发明另一实施例，所述光圈单元可以包括数字微镜器件，该数字微镜器件 适于选择性地将光在所述光圈面的第一位置中引导通过所述透镜组件以及选择性地将光 在所述光圈面的第二位置中引导通过所述透镜组件。通过利用微镜器件，可以实现如上结 合液晶元件所论述的类似优点。
[0050] 根据本发明另一方面，提供一种摄像机，该摄像机包括上述种类的透镜组件和被 布置为执行上述方法的处理单元。因此，包括该透镜组件和处理单元的该摄像机能够执行 上述方法，并且因此可以用于产生杂散光内容得以减少的输出图像。
[0051] 措辞"处理单元"应广义地被解释为指能够处理任何形式数据的任何类型的处理 器或逻辑单元。
[0052] 根据本发明另一方面，提供一种系统，该系统包括具有如上种类的透镜组件的摄 像机。该系统进一步包括被布置为执行上述方法的处理单元。
[0053] 因此，包括具有透镜组件的摄像机以及处理单元的该系统能够执行上述方法，并 且因此可以用于产生杂散光内容得以减少的输出图像。
[0054] 当研究所附权利要求以及下面的描述时，本发明的其它特征和优点将变得明显。 技术人员应认识到，在不背离本发明范围的情况下，可以合并本发明的不同特征，以创建不 同于下面描述的那些实施例的实施例。

【专利附图】

【附图说明】
[0055] 根据以下具体描述和附图，本发明的各方面，包括其具体特征和优点，将易于理 解，在附图中：
[0056] 图1是根据本发明一实施例的采用透镜组件的数字视频摄像机的示意图。
[0057] 图2a是根据本发明一实施例的其中使用第一光圈门设置的透镜组件的示意图。
[0058] 图2b是根据本发明一实施例的其中使用不同的第二光圈门设置的透镜组件的示 意图。
[0059] 图3是示出根据本发明一实施例的方法的示意流程图。
[0060] 图4是示出根据本发明一实施例的方法的一部分的部分示意流程图。
[0061] 图5是示出根据本发明一实施例的方法的一部分的部分示意流程图。

【具体实施方式】
[0062] 现在将在下文中参照示出本发明当前优选实施例的附图更充分地描述本发明。然 而，本发明可以以多种不同形式来具体体现，而不应被理解为限于这里所阐述的实施例；相 反地，提供这些实施例，是为了详细、完整，并且将本发明的精神充分地传达给技术人员。相 似的附图标记始终表示相似的部件。
[0063] 现在参照各图，具体参照图1，从概念上描述根据本发明一实施例的采用透镜组件 102的数字视频摄像机100。透镜组件102配有光圈单元103。数字视频摄像机100包括 聚焦功能，即数字视频摄像机100的焦点可以被改变为聚焦于距离该摄像机不同距离的目 标上。此外，数字视频摄像机100可以连接至数字网络112。而且，数字视频摄像机100可 以是便携式摄像机、固定式摄像机或具有摇拍/俯仰功能的摄像机。数字视频摄像机1〇〇 可以是用于诸如监视目的、机器视觉、商店监察、商业信息获取目的之类的监控应用的摄像 机。为了便于理解本发明并使本发明简化，下面提供了当本发明与数字视频摄像机100 - 起使用时的示例性实施例。为了进一步简化，在下文中不描述数字视频摄像机的与本发明 无关的标准特征。
[0064] 数字视频摄像机100包括外壳104。此外，摄像机100包括控制器107、光传感器 108、处理单元或处理器109、存储器110以及I/O端口 111。
[0065] 根据所示的实施例，I/O端口 111用于将数字视频摄像机100连接至通信网络 112。然而，数字视频摄像机100也可以直接连接至用于示出图像的监视器(未示出）或包 括用于保存图像的存储介质的记录器(未示出）。通信网络112可以是用于传送数字信息 的诸如有线或无线数据通信网络的任意类型通信网络，例如局域网（LAN)或无线局域网 (W-LAN)或者广域网（WAN)。
[0066] 根据所示实施例，光传感器108被布置为获取场景的图像。光传感器108可以例 如是电荷耦合器件（CXD)传感器、互补金属氧化物半导体（CMOS)传感器或用于记录入射光 的类似器件。光传感器108包括多个传感器像素。每个传感器像素的像素级或数据是由上 述传感器像素针对各预定波长所接收的光子数量的函数。
[0067] 现在参照图2a和图2b，在这里从概念上描述根据本发明一实施例的透镜组件 202。该透镜组件包括光圈单元203,光圈单元203又包括光圈门204a、204b。
[0068] 光圈门204a、204b被布置在与透镜组件202的光轴0A垂直的平面中。在本发明 透镜组件202的该具体实施例中，光圈单元203的光圈门204a、204b被布置在透镜组件202 的光圈平面中。这实际上意味着，针对该具体透镜组件202,光圈面由透镜组件202的光学 部件限定。在本发明的其它实施例中，光圈门204a、204b可以被放置在与光圈面不重叠的 平面中。在根据本发明的其它实施例中，透镜组件可以被构造为使光圈面沿光轴0A位于透 镜组件102、202的光学部件外部。
[0069] 现在参照图l、2a和2b，透镜组件102、202的光圈单元103、203可以包括用于控制 光圈门的位置、大小和/或形状的控制器(未示出），或者可以连接至摄像机的控制器107。 通过将光圈单元102、203连接至控制器107,光圈门204a、204b可以受控制器107控制。用 于调整光圈门的信号可以来自若干个不同源。例如，该信号可以是用户引生或基于预定运 算法则在处理单元109中生成的，该信号也可以是从远处场所经由通信网络112发送来的。
[0070] 在所描述的透镜组件102、202实施例中，光圈单元103、203包括液晶元件。光圈 单元203的液晶元件用于实现光圈门204a、204b。液晶元件被分为多个像素，像素在未激 活时是透明的，在激活时变黑，从而遮挡光。激活通常通过向所选择的待激活像素施加电流 来进行。光圈门的控制器或摄像机的控制器107可以被配置为激活液晶元件中所选择的像 素。通过激活所选择的像素，可以控制光圈门204a、204b的外形以及相应的设置。
[0071] 图2a所示的光圈单元203包括阻挡入射光进入透镜组件202的光阻挡区205以 及关于透镜组件的光轴0A沿不同方位布置的用于限定光圈门204a的两个透明区206、207。 用于限定光圈门204a的两个区206、207具有不同形状，并且具有不同大小。此外，区206、 207被不同地放置在透镜组件202的光圈面中。
[0072] 光阻挡区205通过激活光圈单元203的液晶元件中与光阻挡区205相对应的像素 来实现。
[0073] 技术人员将认识到，光圈门204a、204b可以被调整为呈现截然不同的外观。例如， 可以利用上面介绍的方案实现用于限定光圈门204b的单个透明区209,如图2b所示。图 2b所示的光圈单元203包括光阻挡区208和用于限定光圈门204b的透明区209。与图2a 的透明区206、207相比，透明区209具有不同位置、形状和大小。
[0074] 类似地，若干个透明或光阻挡区可以通过控制光圈单元203的液晶元件中的像素 来实现。
[0075] 技术人员认识到，在不背离本发明范围的情况下，可以使用用于实现光圈单元203 的光圈门204a、204b的若干种其它方案。
[0076] 用于实现光圈门204a、204b的一种方式是使用诸如DMD或DLP的微镜器件。通过 使用微镜器件，进入透镜组件202的光可以被引导通过透镜组件202,或者沿使光不穿过透 镜组件202的不同方向引导光。因为微镜器件包括多个可控制镜子或反射部件，因此被引 导通过透镜组件202的光可以被控制。当使用微镜器件时，可以如上面当液晶元件用于实 现光圈门204a、204b时所描述的，类似地控制光圈门204a、204b的外形以及相应的设置。换 言之，根据微镜器件的分辨率，可以控制光圈门204a、204b的位置、形状和大小，结果带来 位置、形状和大小的独特组合。此外，在这种情况下，通过促使光穿过透镜组件202,光圈门 可以包括用于限定光圈门204a、204b的若干个孤立区。
[0077] 用于实现光圈门的另一种方式是使用转盘，该转盘配有多个具有不同特性的开 口。然后，转盘可以例如被布置在透镜组件202的光圈面中。通过在光圈面中旋转盘，可以 将转盘的不同开口引入透镜组件202的光线路径中，从而限定光圈门204a、204b。通过提供 具有不同特性的不同开口，可以调整光圈门204a、204b的外形以及相应的设置。技术人员 将认识到，通过设计包括多个开口的盘，来控制光圈门204a、204b的若干个特性，其中这些 开口被布置为使得它们在被引入透镜组件202的光纤路径中时确定光圈门204a、204b的外 形。例如，转盘可以具有与光圈门204a、204b的不同位置、形状和大小相对应的不同开口。
[0078] 用于实现光圈门204a、204b的又一方式可以是在光圈单元203中包括可移动的常 规光阑。在这种情况下，光圈门204a、204b可以由光阑的光圈限定。然后，该光阑可以被布 置为使得其在透镜组件202的光圈面上是可移动的。通过在光圈面上移动光阑，可以实现 光圈门204a、204b的不同位置。此外，通过调节光阑的金属片，可以控制光阑的光圈的大小 和形状。因此，通过使用可移动常规光阑，可以控制光圈门204a、204b的位置、大小和形状。
[0079] 根据本发明，处理单元（109)可以被置于摄像机（100)远处。在这种情况下，摄像 机连接至处理单元（109)，意味着该处理单元可用于处理来自该摄像机的图像数据等。换言 之，本发明可以被具体体现为包括摄像机和处理单元的系统。这将在下面进行更详细的描 述。
[0080] 在下文，将参照图3示意性地描述根据本发明的用于减少杂散光的方法300的实 施例，其中图3示出了该方法的示例性步骤。为了简化原因，将描述当结合根据上面的数字 视频摄像机100使用时的本发明方法实施例的以下非限制性示例。
[0081] 在该方法的第一步骤301中，提供包括透镜组件102的摄像机100。摄像机100可 以如上所述具有若干不同类型。
[0082] 在该方法的第二步骤302中，向透镜组件提供具有光圈门的光圈单元103、203,光 圈门位于垂直于透镜组件1〇2、202的光轴0A的光圈面上。光圈门204a、204b在光圈面上 是可调节的。
[0083] 在该方法的第三步骤303中，利用摄像机100获取场景的多个图像，其中摄像机 100针对每个图像使用独特的光圈门设置。独特的光圈门设置对应于该光圈门的位置、大小 和形状的独特组合。
[0084] 在该方法的第四步骤305中，分析所获取的图像，用于生成与杂散光内容差别有 关的数据。
[0085] 在该方法的第五步骤306中，基于所生成的与杂散光内容差别有关的数据，产生 输出图像。
[0086] 在第二步骤302中，在提供包括光圈门204a、204b的光圈单元203时，在不背离如 上所述的本发明范围的情况下，可以使用用于实现光圈门204a、204b的若干种不同方案。 [0087] 在该方法的第三步骤303中，利用摄像机100获取场景的多个图像。这些图像是 利用独特的光圈门设置获取的，独特的光圈门设置对应于光圈门204a、204b在光圈面上的 位置、大小和形状的独特组合。针对所获取的每个图像使用独特的组合。
[0088] 通过利用不同的光圈门设置获取相同场景的图像，可以获得由于如上所述的杂散 光而具有不同内容的图像，尽管这些图像表示相同的场景。
[0089] 根据本发明方法可以获取多个图像，然而在不背离本发明构思的情况下，可以仅 使用两个图像。为了简单起见，以下描述是部分基于其中获取相同场景的两个图像并且根 据本发明方法处理这些图像的特殊情况。技术人员将认识到，当获取多于一个的任意数量 图像时，可以使用该方法以及其不同的实施例。例如，为了产生输出图像，可以利用不同光 圈门设置获取3个、4个、8个或甚至60个图像。数字视频摄像机100可以以比在摄像机 1〇〇的输出视频流中实际使用的帧频高的帧频获取图像。由于能够以比输出视频流高的帧 频拍摄图像，因此摄像机可以拍摄相同场景的若干个图像，然后可以根据本发明方法使用 这些图像。如果例如摄像机每秒输出25个图像或帧的视频流并且能够每秒拍摄100个帧， 则在本发明方法中可以使用四个拍摄图像，来生成单个输出图像。
[0090] 相对地，根据本发明方法，以更高帧频操作的视频摄像机100可以使用更多的图 像。
[0091] 如果相比于在输出图像流中获取的图像，所使用的摄像机100不能够获取更多的 图像，则可以使用本发明方法稍微不同的方案。在这种情况下，输出所有的图像，并且针对 输出的图像更改光圈门设置。这样做，所获取的大部分图像可以具有减少的杂散光内容，尽 管其它图像可能由于欠佳的光圈门设置而具有较高的杂散光内容。实际上，使用至少两个 不同光圈门设置，其中的一个被发现是最好的，即导致最低杂散光内容，然后被用作特定时 间段的输出图像。不久，通过获取具有不同光圈门设置的至少两个图像，可以实现新的重 复，以找出新的光圈门设置。该时间段可以预定，或者可以根据例如所获取的场景改变。该 方法300在与能够获取比输出的图像多的图像的摄像机100 -起使用时还可以重复被使 用。下面将更详细地论述这种特定情况。当通过摄像机100获取图像时，表示所获取图像 的图像数据可以被暂时存储在该摄像机的存储器110中，以易于之后被访问。
[0092] 在第四步骤305中，分析通过摄像机100获取的图像，用于生成与杂散光内容差别 有关的数据。当分析所获取的图像时，可以如
【发明内容】
部分中所论述的，使用若干种不同的 分析，来生成数据，这将在下面进一步得到证实。
[0093] 根据本发明方法300的当前优选实施例，第四步骤305包括将所获取的图像分为 相邻像素的多个相应像素组。如上所述，像素组的大小可优选选择为使得削弱噪声的影响。 例如，可以选择由25个像素组成的5X5像素区域作为像素组。在所获取的图像中选择相 应的像素组，然后可以计算像素组的像素级的平均值。在该特定示例中，计算每个像素组的 这25个像素的像素级平均值。然后，利用所计算的平均值来生成与杂散光内容差别有关的 数据。如上所述，该数据可以以若干方式来表示。
[0094] 根据本发明方法300的另一当前优选实施例，第四步骤305包括将所获取的图像 分为相邻像素的多个相应像素组，如上所述。然后，针对每个像素组计算对比值。如上所 述，在该特定情况中，每个像素组必须包括至少两个像素，这是因为针对单个孤立像素无法 定义对比值。当计算每个像素组的对比值时，确定该像素组的最高像素级a和最低像素级 b。之后，计算比值（a_bV(a+b)。因为a和b通过相同因子被缩放，因此通过计算该比值， 可以去除任何缩放效应，这意味着所计算的比值未受任何缩放效应影响。在下文中，利用对 比值计算结果生成与杂散光内容差别有关的数据。如上所述，该数据可以以若干方式来表 /_J、1 〇
[0095] 此外，通过计算对应像素组中包括的像素的平均像素级和/或对比值，以及随后 比较所计算的平均像素级和/或对比值，以识别所获取的图像中的杂散光，可以识别杂散 光。
[0096] 技术人员认识到，在不背离本发明范围的情况下，可以进行所例示的那些分析之 外的各种分析。例如，可以计算统计相关值，并且可以在生成与杂散光内容差别有关的数据 时使用统计相关值。此外，技术人员认识到，在生成该数据时还可以有利地使用其它可用的 统计方法。当本发明方法结合如上所述的数字视频摄像机1〇〇使用时，涉及分析的计算可 以优选地借助于摄像机100的处理器109来执行。
[0097] 然而，对所获取图像的分析可以通过与摄像机分离的处理器或分析单元来执行。 在这种情况下，通过摄像机所获取的图像数据利用通信网络112通过I/O端口 111从该摄 像机馈送至单独的处理器或分析单元。换言之，本发明可以具体体现为包括本发明透镜组 件以及处理单元的摄像机或者包括具有本发明透镜组件的摄像机和处理单元的系统，如上 所述。
[0098] 在第五步骤306中，基于与杂散光内容差别有关的数据产生输出图像。该输出图 像可以以若干不同方式来生成。下面将给出关于如何产生输出图像的几个非限制性示例， 其中公开了本发明方法的当前优选实施例。一般而言，当该方法结合摄像机100使用时，处 理器109可以用于基于与杂散光内容差别有关的数据生成输出图像，并且该图像数据可以 暂时存储在存储器110中。所产生的该输出图像然后可以借助于摄像机100的I/O端口 111被馈送至网络112。如上所述，该输出图像可以是视频流的一部分，或者可以是静止照 片。
[0099] 还可以依次重复本发明方法300,以便反复地确定可适合特定场景的光圈门设置。 通过依次重复方法300并且基于先前导致图像具有减少杂散光内容的设置调整光圈门设 置，可以使光圈门设置进一步适合被拍摄的场景，以便可以获取具有减少杂散光内容的图 像。当拍摄或记录静态场景或具有有限变换的场景时，可以有利地使用方法300的依次重 复，以便确定更让人满意的光圈门设置。通过反复重复方法300,可以确定适于特定场景的 特定光圈门设置。然后，可以利用方法300定期更新光圈门设置。即使在拍摄静态场景的 情况中，仍可能需要调整光圈门设置，这是因为例如场景的光照条件改变。
[0100] 另一种途径是利用本发明方法300,来确定被认为适用于特定场景的光圈门设置， 然后接着适用所确定的光圈门设置。技术人员将认识到，本发明方法300可以利用配有本 发明透镜组件102、202的摄像机100,用于确定适于具体场景的光圈门设置。此后，可以利 用基于此结果而具有固定光圈门设置的摄像机来获取该特定场景的杂散光内容得以减少 的图像。
[0101] 在本发明方法300的实施例中，产生306包括确定并创建融合的光圈门设置。该 融合光圈门设置合并了在图像获取步骤303期间使用的至少两个光圈门设置。在已确定并 创建融合光圈门设置之后，利用该融合光圈门设置获取输出图像。该融合光圈门设置是通 过合并在图像获取步骤303期间使用的两个或更多个光圈门设置来创建的。
[0102] 通过分析与杂散光内容差别有关的数据，可以得出关于有利或不利的光圈门设置 的结论，为何可以确定并选择有利设置。例如，某些独特的光圈门设置可能导致杂散光量增 加的图像，而其它独特的光圈门设置可能导致杂散光量减少或降低的图像。通过选择并合 并两个或更多个被认为例如有利的独特光圈门设置，以形成融合光圈门设置，可以获取改 善的图像，并将其用作输出图像。
[0103] 例如，当使用液晶元件时，该融合输出光圈门设置可以包括独特光圈门设置的与 来自图像获取步骤303的具有低水平杂散光的图像相对应的所有透明部分。
[0104] 在本发明方法300的实施例中，第五步骤306进一步包括在该方法之前的步骤中 选择所获取的图像中的一个，并且利用所选择的图像作为输出图像。在该方法300的该特 定实施例中，基于之前生成的与杂散光差别有关的数据选择所获取的图像中的一个。基于 该数据，可以得出哪个图像具有最低杂散光内容或低杂散光内容的结论。实际上，这可能是 具有如上所述的最低像素级、光强度或最高对比度的图像。技术人员认识到，在不背离本发 明范围的情况下，可以使用若干种用于选择图像的不同策略。该选择当然不限于具有最低 杂散光内容的图像。因此，可以基于之前生成的与杂散光内容差别有关的数据选择任何图 像。
[0105] 将参照作为图3的部分放大图的图4示意性地描述根据本发明的方法实施例。在 图4中，示出了第五方法步骤306,其中显示了所执行的步骤306的附加特征501。
[0106] 在根据该当前特定优选实施例的方法的第五步骤306中，可以将所获取的图像分 为多个部分、多个区域或多份。当将图像分为多个部分时，可以使用若干种策略。例如，可 以利用简单的矩阵或网格将图像分为多个部分，矩阵或网格用于基于所获取的图像中像素 组的位置或者基于与杂散光内容差别有关的数据将所获取的图像中之前确定的像素组聚 集到图像部分中。可以利用的另一策略是基于要考虑的图像的内容确定所有拍摄场景的不 相等动态部分。这可以通过分析之前生成的与图像的杂散光内容差别有关的数据来实现。 然后，优选以相同的方式划分所获取的图像，即以有助于该方法应用的相同方式划分所有 获取的图像。
[0107] 之后，基于之前生成的与杂散光内容差别有关的数据确定所获取的图像中相对应 部分的哪个部分具有较低的杂散光内容。如上所述，较低的杂散光内容可以例如通过计算 像素组的平均像素级或像素组的对比值来确定。实际上，如上所述，相对应部分中具有最低 平均像素级或最高对比值的部分通常是具有最低杂散光内容的部分。
[0108] 之后，将所确定的具有较低杂散光内容的部分拼接到一起，以形成输出图像。换言 之，针对输出图像的每个部分，从获取的图像的其中之一选择一个部分，并且将所选择的部 分融合，以形成场景的完整图像。实际上，这意味着输出图像可以包括来自于该场景的若干 个获取的图像的多个部分。通过基于相同场景的若干个图像产生一种拼接图像，可以产生 具有减少的杂散光内容的输出图像。
[0109] 当该方法结合数字视频摄像机100使用时，将图像分为多个部分、确定具有较低 杂散光内容的部分以及将所确定的部分拼接可以由摄像机100的处理器109来执行。如之 前所述的，可以利用摄像机的I/O端口 111将输出图像馈送至网络112。
[0110] 将参照作为图3的部分放大图的图5示意性地描述根据本发明的方法实施例。在 图5中，示出了第五方法步骤306,其中显示了所执行的步骤306的附加特征701。
[0111] 此外，在第五方法步骤306中，选择待产生的输出图像的第一部分和第二部分。如 上所述，可以以各种方式选择这些部分，例如可以利用简单的网格将之前生成的像素组分 为多个部分来选择这些部分，或者这些部分可以基于之前生成的与杂散光内容差别有关的 数据来划分。此外，一个部分可以包括单个像素组，或者一个部分可以基于被拍摄的场景来 选择。在下文中，基于与杂散光内容差别有关的数据，选择所获取的多个图像中待用于产生 输出图像的第一部分的图像的第一子集。第一子集的图像可以基于若干条件来选择。根 据一个实施例，这些图像基于与杂散光内容差别有关的数据来选择，并且为第一部分选择 被确定为杂散光的估计水平低于特定量的图像。可以利用其它策略选择第一子集的相似图 像。例如，可以选择固定数量的被确定为具有最低杂散光内容的图像，或者可以放弃固定 数量的被确定为具有最高杂散光内容的图像，从而在第一子集中不使用这些图像。针对具 体部分通过选择具有低水平杂散光的图像，可以选择适于产生输出图像的一部分的第一子 集。
[0112] 类似地，可以选择适于产生输出图像的第二部分的第二子集。
[0113] 技术人员认识到，在不背离本发明构思的情况下，可以利用各种策略基于与杂散 光内容差别有关的数据选择用于相应子集的图像。
[0114] 此外，技术人员认识到，在不背离本发明构思的情况下，可以使用任意数量的部分 和子集。
[0115] 在下文中，通过利用第一子集的图像的对应部分产生输出图像的第一部分，并且 确定该第一部分的每个对应像素的像素级的平均值以及利用所确定的平均值作为该第一 部分的每个对应像素的输出值。这样做，可以提高第一部分的每个像素的SNR。因此，通过 选择图像的适当子集并且确定每个像素的平均值，可以进一步改善该输出图像。
[0116] 为了形成输出图像，结合第一部分如上所述产生所有确定部分。如上所述，在不背 离本发明范围的情况下，可以使用任意数量的部分。然后，将所产生的这些部分拼接在一 起，以形成包括之前产生的这些部分的完整输出图像。
[0117] 当该方法结合摄像机100使用时，确定与杂散光内容差别有关的数据的操作可以 由摄像机100的处理器109来执行。此外，产生可以由摄像机100的处理器109来执行。然 后可以借助于摄像机的I/O端口 111将所产生的输出图像馈送至网络112。
[0118] 如上所述，在不背离本发明范围的情况下，可以以不同方式选择相应子集的图像。
[0119] 尽管各图可示出方法步骤的具体顺序，但这些步骤的顺序可以不同于所图示的。 此外，两个或更多个步骤可以同时或者部分同时被执行。这种改动依赖于所选择的软件和 硬件系统以及设计者的选择。所有这种改动均落入本公开范围内。此外，尽管参照本发明 少量具体示例性实施例描述了本发明，但对于技术人员来说，大量不同变更、修改等是显然 的。技术人员在实践所要求的发明时，根据附图、公开以及所附权利要求的研究，可以理解 并实施对所公开实施例的改动。此外，在权利要求中，术语"包括"不排除其它部件或步骤， 并且不定冠词"一"不排除复数。
【权利要求】
1. 一种利用摄像机（100 )识别场景的图像中的杂散光的方法（300 )，所述摄像机（100 ) 包括图像传感器（108 )和透镜组件（102、202 )，所述透镜组件（102、202 )包括用于将光聚焦 至所述图像传感器（108)上的透镜和光圈单元（103、203)，所述光圈单元（103、203)具有布 置在光圈面中的光圈门（204a、204b)，所述光圈门（204a、204b)具有借助于所述光圈单元 在所述光圈面中可调节的位置、形状和/或大小，所述方法包括： 借助于所述摄像机（100)获取（303)所述场景的多个图像，其中所述多个图像中的每 个图像是在所述多个图像内利用独特光圈门设置获取的，其中所述独特光圈门设置中的每 一个对应于所述光圈门（204a、204b)在所述光圈面中的位置、形状和/或大小的独特组合， 将所述多个图像中的每一个分为对应的像素组， 计算所述多个图像中每一个的所述对应的像素组中包括的像素的平均像素级或对比 值，以及 比较所计算的平均像素级或对比值，以识别所述多个图像中的杂散光。
2. -种用于减少场景的输出图像中的杂散光的方法（300)，包括： 根据权利要求1的方法识别杂散光，从而由所述比较而生成对应的像素组内与杂散光 内容差别有关的数据，并且 基于所述与杂散光内容差别有关的数据产生（306 )所述输出图像。
3. 根据权利要求2所述的方法（300)，其中所述产生（306)进一步包括： 基于所述与杂散光内容差别有关的数据，选择所述多个独特光圈门设置中的一个， 利用所选择的独特光圈门设置来获取附加图像，以及 利用所述附加图像作为所述输出图像。
4. 根据权利要求2所述的方法（300)，其中所述产生（306)进一步包括： 通过基于所述与杂散光内容差别有关的数据，确定所获取的图像中哪个的所述平均像 素级最低或所获取的图像中哪个的所述对比值最高，来在所述多个图像中为每个对应的像 素组选择所述独特光圈门设置中的一个， 通过合并在所述获取（303)中使用的所选择的光圈门设置中的至少两个，基于所选择 的光圈门设置创建融合光圈门设置， 利用所述融合光圈门设置获取附加图像，以及 利用所述附加图像作为所述输出图像。
5. 根据权利要求2所述的方法（300)，其中所述产生（306)进一步包括： 基于所述与杂散光内容差别有关的数据，选择所述多个图像中的一个，以及 利用所选择的图像作为所述输出图像。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中所述选择进一步包括： 通过基于所述与杂散光内容差别有关的数据确定所获取的图像中哪一个图像具有最 低总平均像素级或最高总对比值，来选择所述多个图像中的一个，以及 选择所确定的图像。
7. 根据权利要求2所述的方法（300)，其中所述产生（306)进一步包括： 基于所述与杂散光内容差别有关的数据，确定所述多个图像的第一图像的第一部分和 所述多个图像的第二图像的第二部分， 将所确定的第一部分和所确定的第二部分拼接，以形成合并图像的至少一部分，以及 利用所述合并图像作为输出图像。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中确定第一图像的第一部分和第二图像的第二部分 包括： 通过基于所述与杂散光内容差别有关的数据，确定所获取的图像中哪个的所述平均像 素级最低或所获取的图像中哪个的所述对比值最高，选择所述多个图像中的每一个的对应 的像素组的一像素组，以及 选择所确定的像素组。
9. 根据权利要求2所述的方法（300)，其中所述产生（306)进一步包括： 选择待产生的输出图像的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分包括至 少一个像素组， 基于所述与杂散光内容差别有关的数据，选择所述多个图像中用于将用于产生所述第 一部分的图像的第一子集，其中所述多个图像中的所述图像的第一子集包括所获取的图像 中的、关于所述第一部分中包括的所述至少一个像素组的平均像素级低于预定平均像素级 阈值或者关于所述第一部分中包括的所述至少一个像素组的对比值高于预定对比阈值的 至少两个图像， 基于所述与杂散光内容差别有关的数据，选择所述多个图像中将用于产生所述第二部 分的图像的第二子集，其中所述多个图像中的所述图像的第二子集包括所获取的图像中关 于所述第二部分中包括的所述至少一个像素组的平均像素级低于预定平均像素级阈值或 者关于所述第二部分中包括的所述至少一个像素组的对比值高于预定对比阈值的至少两 个图像， 通过利用所述第一子集的图像的对应部分产生所述输出图像的所述第一部分，并且确 定所述第一部分中每个像素的平均像素级，以及利用所确定的平均像素级作为所述第一部 分的每个对应像素的输出值， 通过利用所述第二子集的图像的对应部分产生所述输出图像的所述第二部分，并且确 定所述第二部分中每个像素的平均像素级，以及利用所确定的平均像素级作为所述第二部 分的每个对应像素的输出值，并且 将所产生的第一部分和所产生的第二部分拼接，以形成合成图像，以及 利用所述合成图像作为所述输出图像。
10. 根据权利要求2所述的方法（300)，其中所述产生（306)进一步包括： 选择待产生的输出图像的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分包括至 少一个像素组， 基于所述与杂散光内容差别有关的数据以及所述第一部分中包括的所述至少一个像 素组的所述平均像素级或所述对比值的统计分析，选择所述多个图像中将用于产生所述第 一部分的图像的第一子集，其中所述多个图像中的所述图像的第一子集包括至少两个图 像， 基于所述与杂散光内容差别有关的数据以及所述第二部分中包括的所述至少一个像 素组的所述平均像素级或所述对比值的统计分析，选择所述多个图像中将用于产生所述第 二部分的图像的第二子集，其中所述多个图像中的所述图像的第二子集包括至少两个图 像， 通过利用所述第一子集的图像的对应部分产生所述输出图像的所述第一部分，并且确 定所述第一部分中每个像素的平均像素级，利用所确定的平均像素级作为所述第一部分的 每个对应像素的输出值， 通过利用所述第二子集的图像的对应部分产生所述输出图像的所述第二部分，并且确 定所述第二部分中每个像素的平均像素级，利用所确定的平均像素级作为所述第二部分的 每个对应像素的输出值， 将所产生的第一部分和所产生的第二部分拼接，以形成合成图像，以及 利用所述合成图像作为所述输出图像。
11. 根据权利要求2所述的方法（300)，其中所述产生（306)进一步包括： 选择待产生的输出图像的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分包括至 少一个像素组， 基于所述与杂散光内容差别有关的数据，选择所述多个图像中将用于产生所述第一部 分的图像的第一子集，其中所述多个图像中的所述图像的第一子集包括所获取的图像中关 于所述第一部分中包括的所述至少一个像素组具有最低平均像素级或最高对比值的特定 数目的图像， 基于所述与杂散光内容差别有关的数据，选择所述多个图像中将用于产生所述第二部 分的图像的第二子集，其中所述多个图像中的所述图像的第二子集包括所获取的图像中关 于所述第二部分中包括的所述至少一个像素组具有最低平均像素级或最高对比值的特定 数目的图像， 通过利用所述第一子集的图像的对应部分产生所述输出图像的所述第一部分，并且确 定所述第一部分中每个像素的平均像素级，利用所确定的平均像素级作为所述第一部分的 每个对应像素的输出值， 通过利用所述第二子集的图像的对应部分产生所述输出图像的所述第二部分，并且确 定所述第二部分中每个像素的平均像素级，利用所确定的平均像素级作为所述第二部分的 每个对应像素的输出值， 将所产生的第一部分和所产生的第二部分拼接，以形成合成图像，以及 利用所述合成图像作为所述输出图像。
12. 一种摄像机（100)，包括： 图像传感器（108)，和 透镜组件（102、202)，包括： 用于将光聚焦至所述图像传感器（108 )上的透镜， 光圈单元（103、203)，具有布置在光圈面中的光圈门（204a、204b)， 所述光圈门（204a、204b)具有借助于所述光圈单元在所述光圈面中可调节的位置、形 状和/或大小，以及 处理单元（109)，被布置为执行根据权利要求1-11中任一项所述的方法。
13. -种系统，包括： 摄像机（100)，包括： 图像传感器（108)，和 透镜组件（102、202)，包括： 用于将光聚焦至所述图像传感器（108)上的透镜， 光圈单元（103、203)，具有布置在光圈面中的光圈门（204a、204b)， 所述光圈门（204a、204b)具有借助于所述光圈单元在所述光圈面中可调节的位置、形 状和/或大小，以及 处理单元，被布置为执行根据权利要求1-11中任一项所述的方法。
【文档编号】H04N5/225GK104125378SQ201410158078
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2013年4月25日
【发明者】约纳斯·耶尔姆斯特伦, 安德斯·约翰内松 申请人:安讯士有限公司