包括多个相机模块的拍摄设备的制造方法_3

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)或在K.Dabov, A.Foi ,V.Katkovnik和K.Egiazarian(2009)的('BM3D image denoising with shape-adaptive principal component analysis"(In Proc.Workshop on Signal Processing With Adaptive Sparse Structured R邱resentations: SPARS 09,卷49)中描述的S维块 匹配计算类装置。
[0105] 所述数字处理装置包括计算装置,该计算装置能够通过对借助传感器拍摄的P X N 个图像进行空间及时间合成来产生与所述传感器的分辨率相同的图像,其中P和N是非零的 自然数,W及N表示是相机模块的数量且大于或等于3。
[0106] 所述设备10优选地包括考虑到所述合成的降噪装置。
[0107] 在一个实施方式中,所述合成首先在空间层面上实现,随后在时间层面上实现。
[0108] 所述设备的全部相机模块同时拍摄的N个图像的空间合成可W是例如W下文献中 所描述的:Li Zhang,Sundeep Vaddadi,化 ilin Jin 和化 ree Nayar 的 "Multiple View Image Denoising'',In IEEE Computer Society ConJ^rence on Computer Vision and 化ttern R自CO即ition,2009年6月。
[0109] 在连续的空间合成的输出所得到的P个图像的时间合成可W是例如W下文献中所 描述的:A.Buades,Y.Lou, J.M Morel ,Z.Tan邑白勺('A note on multi - ima邑e denoising, Local and Non-Local Approximation in Image Processing,LNLA2009,1-15页,2009"。
[0110] M=PXN个图像的合成允许每级M的增益。对于每增益级数而言,在SNR上赢得3地。 因此,根据一个实施方式,通过利用每个体积均为1立方厘米的相机模块中的感光面对角线 为6毫米的五个传感器,N=5个图像的空间合成和P = 4个图像的时间合成,赢得了 7.5地,运 使得能够减小根据本发明的设备的大小。实际上,所获得的灵敏度与具有约32毫米对角线 的特有传感器(即沿维度X和y为本发明相机模块5倍的传感器和镜头)相同,运将需要具有4 倍焦距的镜头W获得同样的场景(即沿维度Z为4倍):为了在低光下获得同样的性能,光学 模块(传感器+镜头)在相同敏感度下的体积将是13倍(约6位方厘米而不是5立方厘米),且 不能够将设备装进口袋。
[0111] 有利地,时间合成利用所谓的"消重影"机制,W使得能够分辨出图像之间不同的 元素且因此避免将其合成。时间合成可W在去马赛克之前或者去马赛克之后的图像上进 行。
[0112] 有利地,相机模块的中屯、和距其最近的相机模块的中屯、之间的间隔小于11毫米。 当相机模块的镜头具有相当于35毫米的28毫米焦距时,运允许针对位于距设备15厘米W上 的物体而将每个相机模块拍摄的图像之间的差异限制在由每个传感器拍摄的图像的宽度 的10% W下。因此,运实现了运些图像的更好的空间合成。
[0113] 图1示出了根据本发明的一个实施方式的拍摄设备10,其中所述的相机模块21、 22、23、24、25呈十字形布置且其数量N等于5。
[0114] 图2示出了根据本发明的一个实施方式的拍摄设备10,其中所述相机模块21、22、 23被布置成一排且其数量N等于3。
[0115] 根据一个实施方式,所述在保持纹理的同时降噪的数字处理装置被至少部分地置 于移动电话或平板电脑类的设备中。在该实施方式中,对于预览(在拍摄之前显示视频W允 许对准)W及用于视频录制的视频的数字处理是在所述设备内实现的。在该实施方式中,静 止图像的处理通过W下方法执行的。优选地,一个或多个连续的原始图像被传输至移动电 话或平板电脑,其执行从原始图像至可视图像的转换且包括降噪处理,例如多个图像的空 间和/或时间合成和/或保持纹理的空间降噪。
[0116] 在变型中,在所述设备中进行预处理,例如对由不同传感器拍摄的原始图像进行 空间合成,对至少2个图像进行从原始图像至可视图像的转换,且降噪的后处理是在移动电 话或平板电脑中进行的,例如多个图像的时间合成和/或保持纹理的空间降噪。
[0117] 在变型中,一个或多个连续的原始图像或可视图像被传送至个人电脑或服务器, 其执行降噪处理W及必要时将原始图像转换成可视图像。
[0118] 降噪处理可W利用根据传感器增益而预定的参数,或者通过考虑用户的设置(降 噪水平,白平衡,对比度……)而自动地进行。
[0119] 在电话或平板电脑中的处理可W通过软件在主处理器上实现,和/或通过软件在 图形处理器上实现,和/或利用包括能够进行图像处理的硬件实现的或可编程计算装置的 组件来实现。
[0120] 根据一个变型,所述设备允许记录原始图像W及已被数字处理的可视图像,或者 允许记录原始图像来代替记录已被数字处理的可视图像。设备的用户因此能够对所记录的 原始图像应用该用户所选择的数字处理。相比在设备中所实施的空间合成和时间合成而 言,他例如能够实施设及更多图像或更少图像的空间合成和时间合成。
[0121] 图8展示了彩色传感器的光谱灵敏度,而图9展示了黑白传感器的光谱灵敏度。
[0122] 有利地,所述相机模块中的一些使用彩色传感器而其他的使用单色传感器。单色 传感器展示出的灵敏度是彩色传感器的至少=倍,因为其像素中的每一个是在整个可见光 谱带(390-700纳米)上收集光子的,而在彩色传感器的情况下,每个像素仅在对应于其所记 录的颜色的光谱带上收集光子。运在图8和图9中示出。彩色滤波的操作还导致在对应于其 所记录的颜色的光谱带中的吸收减少。单色传感器中的每个像素因此比彩色传感器的像素 采集更多的光线。
[0123] 附图还示出了根据本发明的一个实施方式的、包括录制启动按钮17的拍摄设备。
[0124] 根据本发明的拍摄设备10具有符合W下标准的尺寸:其中能使所述设备10内接于 其中的最小长方体的高度、宽度和深度的最大值应低于65毫米,该高度、宽度和深度的最小 值应低于25毫米,该设备的体积应小于65000立方毫米。因此,其可W轻松的装进包或衣服 的口袋中。运使得用户能够随身携带允许在极低光下拍摄、具有数字反射质量的拍摄设备, 其特别可W用于室内或尤其是儿童的运动场景的照片。可W在该体积下且W例如图10所展 示的尺寸来容置五个约为1立方厘米的相机模块,每个相机模块包括:感光面对角线为6毫 米的传感器;光圈为f/2.0的镜头,该镜头的相当于35毫米焦距值的焦距为28mm;电子部件, 该电子部件包括用于在保持纹理的同时降噪的数字处理装置和根据本发明的通信装置(电 子部件约10立方厘米);电池(对于5Wh的裡聚合物电池而言约为15立方厘米);刚性连接器 (包含较链装置共约1立方厘米),机械装置(约10立方厘米)。
[0125] 图4A展示了根据本发明的一个实施方式的拍摄设备10,其连接到移动电话类的设 备50。图4B展示了根据本发明的一个实施方式的拍摄设备10,其连接到平板电脑类的设备 50。移动电话或平板电脑类的该设备50包含屏幕51。根据本发明的拍摄设备IOW刚性的方 式连接到所述移动电话或平板电脑类的设备50:其不设及通过柔软的线缆的连接或是蓝 牙、Wi-Fi或NFC类的无线连接。
[0126] 图4C和图4D是分别连接到移动电话类的设备和平板电脑类的设备的根据本发明 的设备的后视图。
[0127] 刚性连接可W采取多种形式:
[0128] -连接器固定在根据本发明的设备上,并且连接到移动电话或平板电脑的相应的 连接器上,和/或
[0129] -连接器固定在根据本发明的设备上,其能够转动W使相机指向可由用户调节的 方向,并且连接到移动电话或平板电脑的相应的连接器上,和/或
[0130] -例如借助错子的机械固定,
[0131] -连接器可W是USB、微型USB、Ligthning或者其他,
[0132] -连接器使得能够在预览阶段(在拍摄前显示视频W进行对准),和/或在存储视频 阶段和/或在拍摄静止图像之后,将图像传输到移动电话或者平板电脑,和/或从移动电话 或平板电脑将命令传输至根据本发明的设备。
[0133] 刚性连接15使得能够通过持握移动电话或平板电脑类的设备50来用一只手持握 拍摄设备10和移动电话或平板电脑类的设备50的整体。刚性连接器使得能够用两只手持握 拍摄设备10和移动电话或平板电脑类的设备50的整体:一只手持握移动电话或平板电脑类 的设备50,另一只手按下拍摄设备10的拍摄按钮17。在没有该刚性连接的情况下,一只手用 相机对准和拍摄而另一只手持握移动电话或平板电脑将是十分困难的。
[0134] 图5示出了包括光学单元和传感器的相机模块。
[0135] 图6示出了根据本发明的一个实施方式的拍摄设备,该拍摄设备被人持握在手中。
[0136] 刚性连接使得能够使根据本发明的设备与移动电话或平板电脑机械地联结,还可 W允许W下情况所需的电信号的传输:
[0137] -为了在电话或平板电脑的屏幕上预览图像而从根据本发明的设备向电话或平板 电脑传输图像,运些图像可W根据与电话或平板电脑相容的格式在传输过程中被压缩和解 压缩W减小流量,所述格式例如是H264或H265/CHVC或其他格式,和/或
[0138] -从电话或平板电脑向根据本发明的设备传输命令和/或进行控制,特别是:
[0139] -拍摄命令:拍摄静止图像,视频录制的开始/结束,
[0140] -分辨率的选择,
[0141] -曝光选择:光圈、曝光时间、传感器的灵敏度、模式(光圈优先、曝光时间优先、灵 敏度优先、手动、自动等)
[0142] -白平衡的调整,
[0143] -自动聚焦的参数选择(去激活、感兴趣区的选择等),
[0144] -图像稳定性的参数选择,
[0145] -场景类型的选择:自动、风景、肖像等,
[0146] -相机的其他调整,和/或,
[0147] -从根据本发明的设备向电话或平板电脑传输命令和/或进行控制,特别是:
[0148] -位于根据本发明的设备上的拍摄命令或其他命令,其能够影响移动电话或平板 电脑的应用,
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