Устройство захвата изображений, система захвата изображений и способ управления для устройства захвата изображений

Авторы патента:


Устройство захвата изображений, система захвата изображений и способ управления для устройства захвата изображений
Устройство захвата изображений, система захвата изображений и способ управления для устройства захвата изображений
Устройство захвата изображений, система захвата изображений и способ управления для устройства захвата изображений
Устройство захвата изображений, система захвата изображений и способ управления для устройства захвата изображений
Устройство захвата изображений, система захвата изображений и способ управления для устройства захвата изображений
Устройство захвата изображений, система захвата изображений и способ управления для устройства захвата изображений

 

H01L27/14 - содержащие полупроводниковые компоненты, чувствительные к инфракрасному излучению, свету, коротковолновому электромагнитному или корпускулярному излучению, и предназначенные для преобразования энергии этих излучений в электрическую энергию или для управления электрической энергией с помощью таких излучений (компоненты, чувствительные к излучению, конструктивно связанные только с одним или несколькими электрическими источниками света H01L 31/14; соединение световодов с оптоэлектронными элементами G02B 6/42)

Владельцы патента RU 2619721:

КЭНОН КАБУСИКИ КАЙСЯ (JP)

Изобретение относится к устройству захвата изображений, системе захвата изображений и способу управления для устройства захвата изображений. Технический результат заключается в уменьшении объема данных опорной пиксельной области, которые записываются, при одновременном подавлении снижения качества при обработке коррекции изображения. Технический результат достигается за счет устройства захвата изображений, которое содержит модуль захвата изображений, который включает в себя датчик изображений, который имеет эффективную пиксельную область и опорную пиксельную область, которая выводит опорный сигнал для коррекции выходного сигнала эффективной пиксельной области. В случае, если удовлетворяется предварительно определенное условие, модуль уменьшения уменьшает объем данных для данных опорной пиксельной области, которые соответствуют опорной пиксельной области в данных изображений, полученных посредством модуля захвата изображений. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Уровень техники

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству захвата изображений, системе захвата изображений и способу управления для устройства захвата изображений.

Описание предшествующего уровня техники

[0002] Число пикселов, которое может записываться в устройства захвата изображений, такие как цифровые видеокамеры, возрастает в последние годы. Оно тесно связано со стандартами мониторов для отображения видео, записываемого посредством устройств захвата изображений. В частности, в будущем планируется переход от так называемого стандарта SD (стандартной четкости) к так называемому стандарту HD (высокой четкости) и переход к мониторам, имеющим еще более высокое разрешение.

[0003] HD-разрешение составляет, главным образом, 1920 пикселов в горизонтальном направлении на 1080 пикселов в вертикальном направлении (упоминается далее как 1920×1080 пикселов), а разрешение так называемых 4K2K-мониторов, считающихся следующим поколением, составляет 3840×2160 пикселов, что в четыре раза превышает число пикселов в HD-стандарте.

Кроме того, стандарт, разрабатываемый для цифровых кинотеатров, предоставляет 4096×2160 пикселов, что выше числа пикселов в 4K2K-стандарте. Кроме того, так называемый 8K4K-стандарт считается следующим поколением после 4K2K-стандарта, и этот стандарт обеспечивает 7680×4320 пикселов. В этом стандарте считается, что число пикселов для цифрового кинотеатра должно составлять более 8K в горизонтальном направлении.

[0004] Это изменение также сопровождается необходимостью для устройств захвата изображений иметь возможность записывать более высокое число пикселов. Например, чтобы быть совместимыми с числом записываемых пикселов в вышеуказанных телевизорах по стандарту Super High-Vision, линзы, датчики изображений, LSI обработки изображений для выполнения цифровой обработки для видеосигналов, LSI видеовывода для внешнего вывода видеосигналов и т.п. должны быть совместимыми с высоким числом пикселов. Число пикселов датчиков изображений также должно быть совместимым с числом пикселов в телевизоре по стандарту Super High-Vision.

[0005] В последние годы возникают случаи, в которых CMOS-датчики изображений, используемые в качестве датчиков изображений в устройствах захвата изображений, формируют различные типы шума вследствие своей конструкции. Конкретные примеры такого шума включают в себя FPN (шум с фиксированным спектром) в вертикальном направлении, шум в вертикальной линии, вызываемый посредством неоднородности чувствительности (PRNU), и шум, вызываемый посредством неоднородности темнового тока (DSNU). Обычно, FPN-коррекция выполняется в реальном времени в LSI обработки изображений в устройствах захвата изображений и т.п. FPN-коррекция выполняется с использованием данных, полученных из пиксельной области оптического уровня черного (OB) датчика изображений.

[0006] Тем не менее, поскольку объем информации в расчете на кадр является большим в видеосигнале, который имеет высокое число пикселов, его корректирование в реальном времени влечет за собой высокую нагрузку по обработке. Это приводит к проблемам увеличения масштаба LSI обработки изображений и повышения потребления мощности.

[0007] Выложенный патент (Япония) номер 2007-300282 раскрывает систему, в которой данные изображений из датчика изображений записываются в качестве необработанных данных, не подвергнутых обработке изображений, и затем обработка изображений выполняется впоследствии. С использованием технологии в выложенном патенте (Япония) номер 2007-30028 данные изображений могут непосредственно записываться в качестве необработанных данных без подвергания обработке коррекции, такой как FPN-коррекция в реальном времени, в силу этого позволяя уменьшать нагрузку по обработке во время захвата изображений. Обработка проявки может выполняться для необработанных данных впоследствии без наложения большой нагрузки на LSI обработки изображений.

[0008] Тем не менее, когда используется технология в выложенном патенте (Япония) номер 2007-300282, обработка коррекции, которая использует данные пиксельной OB-области, такая как FPN-коррекция, выполняется впоследствии, и, следовательно, выходные изображения из датчика изображений записываются в качестве необработанных данных, которые также включают в себя пиксельную OB-область. По этой причине необработанные данные имеют большой размер и увеличивается емкость, расходуемая в носителе записи.

Сущность изобретения

[0009] Настоящее изобретение осуществлено в свете таких обстоятельств и предоставляет технологию, в случае, если обработка коррекции, которая использует данные пиксельной OB-области, выполняется после записи данных изображений, для уменьшения объема данных пиксельной OB-области, которые записываются, при одновременном подавлении снижения качества при обработке коррекции.

[0010] Согласно аспекту настоящего изобретения, предусмотрено устройство захвата изображений, содержащее модуль захвата изображений, который включает в себя датчик изображений, который имеет эффективную пиксельную область и опорную пиксельную область, которая выводит опорный сигнал для коррекции выходного сигнала эффективной пиксельной области; модуль уменьшения, выполненный с возможностью, в случае, если удовлетворяется предварительно определенное условие, уменьшать объем данных для данных опорной пиксельной области, которые соответствуют опорной пиксельной области в данных изображений, полученных посредством модуля захвата изображений; и модуль записи, выполненный с возможностью записывать данные изображений после обработки, выполняемой посредством модуля уменьшения.

[0011] Согласно другому аспекту настоящего изобретения, предусмотрена система захвата изображений, содержащая модуль захвата изображений, который включает в себя датчик изображений, который имеет эффективную пиксельную область и опорную пиксельную область, которая выводит опорный сигнал для коррекции выходного сигнала эффективной пиксельной области; модуль уменьшения, выполненный с возможностью, в случае, если удовлетворяется предварительно определенное условие, уменьшать объем данных для данных опорной пиксельной области, которые соответствуют опорной пиксельной области в данных изображений, полученных посредством модуля захвата изображений; модуль записи, выполненный с возможностью записывать данные изображений после обработки, выполняемой посредством модуля уменьшения; и модуль управления, выполненный с возможностью управлять модулем захвата изображений, модулем уменьшения и модулем записи.

[0012] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, предусмотрен способ управления для устройства захвата изображений, которое содержит модуль захвата изображений, который включает в себя датчик изображений, который имеет эффективную пиксельную область и опорную пиксельную область, которая выводит опорный сигнал для коррекции выходного сигнала эффективной пиксельной области, причем способ управления содержит этап уменьшения, в случае, если удовлетворяется предварительно определенное условие, уменьшения объема данных для данных опорной пиксельной области, которые соответствуют опорной пиксельной области в данных изображений, полученных посредством модуля захвата изображений; и этап записи для записи данных изображений после обработки, выполняемой на этапе уменьшения.

[0013] Дополнительные признаки настоящего изобретения должны становиться очевидными из нижеприведенного описания примерных вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Краткое описание чертежей

[0014] Фиг. 1 является схемой, показывающей функциональные блоки устройства 100 захвата изображений согласно первому варианту осуществления.

[0015] Фиг. 2A является схемой, показывающей общую конфигурацию пикселов датчика 102 изображений.

[0016] Фиг. 2B является схемой, показывающей видеосигнал, полученный посредством подвергания видеосигнала, показанного на Фиг. 2A, обработке усреднения в вертикальной пиксельной OB-области, показанной на Фиг. 3A.

[0017] Фиг. 2C является схемой, показывающей видеосигнал, полученный посредством дополнительного подвергания видеосигнала, показанного на Фиг. 2B, обработке усреднения в горизонтальной пиксельной OB-области.

[0018] Фиг. 3A является концептуальной схемой обработки усреднения, выполняемой для одного столбца в вертикальной пиксельной OB-области.

[0019] Фиг. 3B является концептуальной схемой обработки для уменьшения числа битов пикселов пиксельной OB-области.

[0020] Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций обработки сжатия пиксельной OB-области согласно первому варианту осуществления.

[0021] Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций обработки сжатия пиксельной OB-области согласно второму варианту осуществления.

Подробное описание вариантов осуществления

[0022] Далее описываются варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. Следует отметить, что объем настоящего изобретения задается посредством формулы изобретения и никоим образом не ограничивается посредством вариантов осуществления, описанных ниже. Помимо этого, не все комбинации признаков, описанных в вариантах осуществления, обязательно требуются для реализации настоящего изобретения.

[0023] Первый вариант осуществления

Фиг. 1 является схемой, показывающей функциональные блоки устройства 100 захвата изображений согласно первому варианту осуществления. На Фиг. 1, оптическая линза 101 собирает основной свет. Оптическая линза 101 типично имеет механизм фокусировки для фокусировки, механизм диафрагмы для регулирования количества света и глубины резкости и механизм изменения масштаба для изменения фокусного расстояния. Следует отметить, что если линза является однофокусной линзой, механизм изменения масштаба не предоставляется. Кроме того, если линза является линзой с панорамирующей фокусировкой, фокус находится только в одной точке в бесконечности, и механизм фокусировки не предоставляется. Чтобы уменьшать стоимость линзы, предусмотрены случаи, когда позиция диафрагмы задается как одна позиция, и ND-фильтр для регулирования количества света используется в качестве замены. В настоящем варианте осуществления, любая оптическая линза может быть использована в качестве оптической линзы 101 при условии, что она пропускает свет для того, чтобы формировать изображение на датчике 102 изображений.

[0024] Датчик 102 изображений принимает падающий свет из оптической линзы 101, преобразует его в электрический сигнал и выводит электрический сигнал. Типичные примеры датчика изображений включают в себя датчик изображений на основе CCD (прибора с зарядовой связью) и CMOS-датчик изображений. Датчик изображений, который непосредственно выводит аналоговый видеосигнал, может быть использован в качестве датчика 102 изображений. Альтернативно, можно использовать датчик изображений, который внутренне выполняет обработку AD (аналого-цифрового) преобразования и выводит видеосигнал в формате цифровых данных, таком как LVDS (дифференциальная передача сигналов низкого напряжения).

[0025] Температурный датчик 103 измеряет температуру датчика 102 изображений и передает измеренную температуру в микроконтроллер 113. Разделитель 104 видеосигнала разделяет видеосигнал из датчика 102 изображений на несколько сигналов.

[0026] Схема 105 побитового сдвига и вертикального суммирования уменьшает число пикселов в разделенном видеосигнале из разделителя 104 видеосигнала посредством выполнения при необходимости такой обработки, как побитовый сдвиг, усреднение или прореживание, в частности, для пиксельной области оптического уровня черного (OB). Усреднение выполняется посредством вертикального суммирования пикселов с использованием линейного запоминающего устройства 106, которое временно сохраняет данные строки.

[0027] Информация, указывающая обработку сжатия сигналов (обработку для уменьшения числа пикселов), выполняемую посредством схемы 105 побитового сдвига и вертикального суммирования, присоединяется к каждому кадру в качестве метаданных посредством модуля 107 добавления метаданных. К этим метаданным обращаются, когда впоследствии выполняется обработка коррекции, которая использует данные пиксельной OB-области (например, коррекция шума с фиксированным спектром (FPN)).

[0028] Носитель 108 записи записывает видеосигнал, который включает в себя данные пиксельной OB-области в качестве необработанных данных. Данные пиксельной OB-области, которые записываются, сжимаются посредством схемы 105 побитового сдвига и вертикального суммирования по мере необходимости.

[0029] Модуль 109 сжатия видео уменьшает число пикселов в кадрах разделенного видеосигнала из разделителя 104 видеосигнала посредством выполнения обработки для выполнения суммирования для всего видеосигнала, обработки для прореживания части видеосигнала и т.п. Здесь, обработка сжатия видеосигналов (обработка для уменьшения числа пикселов) выполняется с тем, чтобы уменьшать число пикселов до величины, при которой модуль 110 коррекции изображений (описан ниже) может выполнять обработку коррекции, такую как FPN-коррекция в реальном времени.

[0030] Модуль 110 коррекции изображений выполняет обработку коррекции, такую как FPN-коррекция в реальном времени, для сжатого видеосигнала (уменьшенных данных изображений) из модуля 109 сжатия видео. Модуль 110 коррекции изображений вычисляет значение оценки характеристик сигналов, связанных с экспозицией, фокусом, коррекцией изображений при тряске и т.п., на основе скорректированного видеосигнала и передает значение оценки в микроконтроллер 113.

[0031] Процессор 111 проявки имеет типичные функции обработки изображений в устройстве 100 захвата изображений и выполняет различные типы обработки проявки, такие как уменьшение уровня шума, гамма-коррекция, коррекция искажений, цифровая обработка усиления и коррекция дефектов. Процессор 111 проявки включает в себя запоминающую схему для сохранения значений настроек, которые требуются в различных типах коррекции и обработки изображений.

[0032] Модуль 112 отображения отображает видео, получающееся в результате обработки проявки, выполняемой посредством процессора 111 проявки. Модуль 112 отображения типично представляет собой жидкокристаллический монитор, видоискатель и т.п., присоединенный к устройству 100 захвата изображений. Пользователь устройства 100 захвата изображений может проверять угол обзора, экспозицию и т.п. с использованием модуля 112 отображения.

[0033] Микроконтроллер 113 определяет операции оптической линзы 101, датчика 102 изображений и т.п. на основе значения оценки характеристик сигналов из модуля 110 коррекции изображений, температурной информации из температурного датчика 103 и т.п., и управляет модулем 114 управления датчиком изображений и модулем 115 управления линзами на основе определенных операций. Модуль 114 управления датчиком изображений и модуль 115 управления линзами, соответственно, управляют датчиком 102 изображений и оптической линзой 101 на основе инструкций из микроконтроллера 113.

[0034] Далее подробно описываются операции, выполняемые посредством схемы 105 побитового сдвига и вертикального суммирования, со ссылкой на Фиг. 2A-2C и Фиг. 3A и 3B. Фиг. 2A является схемой, показывающей общую конфигурацию пикселов датчика 102 изображений. Пикселы датчика 102 изображений включают в себя эффективную пиксельную область считывания изображений, которая принимает свет из линзы и преобразует его в видеосигнал, и пиксельную область оптического уровня черного (OB), которая блокирует свет из линзы и выводит уровень черного. В частности, пиксельная OB-область, размещенная выше или ниже эффективной пиксельной области считывания изображений, называется вертикальной пиксельной OB-областью, а пиксельная OB-область, размещенная слева или справа от эффективной пиксельной области считывания изображений, называется горизонтальной пиксельной OB-областью. Эти пиксельные OB-области используются, главным образом, при горизонтальной OB-фиксации для регулирования уровня черного видеосигнала, при FPN-коррекции датчика изображений и т.п.

[0035] В настоящем варианте осуществления, данные изображений записываются на носитель 108 записи без подвергания горизонтальной OB-фиксации, FPN-коррекции датчика изображений и т.п. По этой причине для надлежащей обработки и воспроизведения записанного видео впоследствии, данные из пиксельной OB-области (данные пиксельной OB-области) также должны записываться на носитель 108 записи вместе с необработанным видео, которое представляет собой необработанный видеосигнал из эффективной пиксельной области считывания изображений (данные эффективной пиксельной области считывания изображений). Тем не менее, поскольку исходное необработанное видео не подвергнуто обработке сжатия, объем данных в расчете на кадр является очень высоким. По этой причине схема 105 побитового сдвига и вертикального суммирования сжимает пиксельную OB-область в диапазоне отсутствия большого влияния на горизонтальную OB-фиксацию и FPN-коррекцию датчика изображений.

[0036] Фиг. 3A является концептуальной схемой обработки усреднения, выполняемой для одного столбца в вертикальной пиксельной OB-области. Схема 105 побитового сдвига и вертикального суммирования может усреднять пиксельную OB-область по столбцам и сжимать каждый столбец в один пиксел. Хотя не показано, аналогичное сжатие также может выполняться для горизонтальной пиксельной OB-области.

[0037] Фиг. 2B является схемой, показывающей видеосигнал, полученный посредством подвергания видеосигнала, показанного на Фиг. 2A, обработке усреднения в вертикальной пиксельной OB-области, показанной на Фиг. 3A. На Фиг. 2B вертикальная пиксельная OB-область сжата до одной строки, и объем данных уменьшен по сравнению с Фиг. 2A.

[0038] Кроме того, Фиг. 2C является схемой, показывающей видеосигнал, полученный посредством дополнительного подвергания видеосигнала, показанного на Фиг. 2B, обработке усреднения в горизонтальной пиксельной OB-области. На Фиг. 2C горизонтальная пиксельная OB-область сжата до одного столбца, и объем данных уменьшен по сравнению с Фиг. 2B.

[0039] Фиг. 3B является концептуальной схемой обработки для уменьшения числа битов пикселов пиксельной OB-области. Как показано на Фиг. 3B, схема 105 побитового сдвига и вертикального суммирования отсекает четыре младших бита из цифровых данных, первоначально включающих в себя 12-битовые пикселы, посредством выполнения побитового сдвига. Это позволяет получать данные, в которых каждый пиксел сжат до восьми битов. Объем данных пиксельной OB-области может быть дополнительно уменьшен посредством применения этой обработки уменьшения числа битов для видеосигналов, показанных на Фиг. 2A-2C.

[0040] В настоящем варианте осуществления, устройство 100 захвата изображений выполняет обработку сжатия (уменьшение объема данных) для пиксельной OB-области в диапазоне, в котором качество при обработке коррекции, которая использует пиксельную OB-область, сильно не снижается. Примеры обработки коррекции, которая использует пиксельную OB-область, включают в себя OB-фиксацию для коррекции компоненты смещения (например, изменение уровня черного) на основе данных пиксельной OB-области и FPN-коррекцию для коррекции компоненты шума (например, FPN) на основе данных пиксельной OB-области. Хотя ниже описывается только FPN-коррекция, чтобы упрощать описание, базовые идеи касательно OB-фиксации являются аналогичными базовым идеям при FPN-коррекции.

[0041] Чтобы определять величину снижения качества при обработке коррекции, которая использует пиксельную OB-область, устройство 100 захвата изображений может использовать предварительно определенные условия захвата изображений (такие параметры, как скорость срабатывания затвора, усиление и температура датчика 102 изображений), которые влияют на целевую компоненту коррекции (изменение уровня черного или FPN). Устройство 100 захвата изображений сравнивает параметры между текущим кадром (данными изображений, полученными при захвате текущего изображения) и предыдущим кадром (данными изображений, полученными при захвате предыдущего изображения) и определяет величину, до которой должна сжиматься пиксельная OB-область согласно степени изменения параметров.

[0042] Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций обработки сжатия пиксельной OB-области согласно первому варианту осуществления. Базовая идея касательно обработки сжатия состоит в том, что пиксельная OB-область сжимается тем в большей степени, чем меньше величина изменения целевой компоненты коррекции (изменение уровня черного, FPN и т.п.) относительно предыдущего кадра. В качестве одного примера в настоящем варианте осуществления, устройство 100 захвата изображений определяет величину сжатия пиксельной OB-области согласно тому, сколько из трех параметров (а именно, скорость срабатывания затвора, усиление и температура датчика 102 изображений) изменено со времени, когда захвачен предыдущий кадр. Тем не менее, критерии определения не ограничены этим и устройство 100 захвата изображений может использовать любые параметры и любые критерии при условии, что они соответствуют базовой идее, описанной выше.

[0043] Обработка этой блок-схемы последовательности операций способа начинается, когда устройство 100 захвата изображений начинает захват видео. На этапе S401 микроконтроллер 113 инициализирует переменную N, которая служит для подсчета числа параметров, которые изменены, равной 0.

[0044] На этапе S402 микроконтроллер 113 определяет то, изменена или нет скорость срабатывания затвора текущего кадра относительно предыдущего кадра. Если она изменена, микроконтроллер 113 прибавляет 1 к N на этапе S403. Если она не изменена, процедура пропускает этап S403 и переходит к этапу S404.

[0045] Скорость срабатывания затвора является временем экспонирования датчика 102 изображений, и темновой ток и т.п. датчика 102 изображений и FPN датчика 102 изображений отличаются между случаем, в котором время экспонирования составляет, например, 1/2000 секунды, и случаем, в котором оно составляет 1/2 секунды. По этой причине, если скорость срабатывания затвора изменяется, подробные данные пиксельной OB-области требуются для того, чтобы подавлять снижение качества при FPN-коррекции. Согласно блок-схеме последовательности операций способа на Фиг. 4, 1 прибавляется к N, если изменена скорость срабатывания затвора, и, как следствие, снижается величина сжатия пиксельной OB-области, и можно подавлять снижение качества при FPN-коррекции.

[0046] На этапе S404 микроконтроллер 113 определяет то, изменено или нет общее усиление в датчике 102 изображение и в устройстве 100 захвата изображений в текущем кадре относительно предыдущего кадра. Если изменено усиление усилителя и т.п. в датчике 102 изображений, изменяется FPN датчика 102 изображений, и, следовательно, подробные данные пиксельной OB-области требуются для того, чтобы подавлять снижение качества при FPN-коррекции. С учетом этого, если определено то, что усиление изменено, микроконтроллер 113 прибавляет 1 к N на этапе S405. Если усиление не изменено, процедура пропускает этап S405 и переходит к этапу S406.

[0047] На этапе S406 микроконтроллер 113 определяет то, изменена или нет температура датчика 102 изображений во время захвата текущего кадра относительно температуры во время захвата предыдущего кадра. Если температура изменяется, изменяется темновой ток и т.п. датчика 102 изображений, и изменяется FPN датчика 102 изображений, и, следовательно, подробные данные пиксельной OB-области требуются для того, чтобы подавлять снижение качества при FPN-коррекции. С учетом этого, если определено то, что температура изменена, микроконтроллер 113 прибавляет 1 к N на этапе S407. Если температура не изменена, процедура пропускает этап S407 и переходит к этапу S408.

[0048] Следует отметить, что пороговое значение может быть использовано для того, чтобы определять то, изменяется или нет параметр на некоторых или всех этапах S402, S404 и S406. Например, на этапе S404, микроконтроллер 113 может определять то, что усиление изменено, если изменение усиления превышает или равно пороговому значению Δy (дБ: децибел), и определять то, что усиление не изменено, если изменение усиления меньше Δy (дБ). Значение порогового значения Δy (дБ) является значением, уникальным для устройства 100 захвата изображений, и определяется на основе абсолютной величины FPN включенного датчика 102 изображений. Альтернативно, если усиление усилителя и т.п. в датчике 102 изображений изменено, микроконтроллер 113 может определять то, что усиление изменено независимо от значения Δy (дБ). В другом примере, на этапе S406, микроконтроллер 113 может определять то, что температура изменена, если изменение температуры превышает или равно пороговому значению Δz, и определять то, что температура не изменена, если изменение температуры меньше Δz. Значение порогового значения Δz является значением, уникальным для устройства 100 захвата изображений, и определяется на основе абсолютной величины темнового тока включенного датчика 102 изображений.

[0049] На этапе S408 микроконтроллер 113 переходит к одной из нескольких ветвей обработки согласно значению переменной N. В частности, если N=3, на этапе S409 микроконтроллер 113 инструктирует схеме 105 побитового сдвига и вертикального суммирования не сжимать данные пиксельной OB-области. Если N=2, на этапе S410 микроконтроллер 113 инструктирует схеме 105 побитового сдвига и вертикального суммирования усреднять вертикальную пиксельную OB-область, как показано на Фиг. 2B. Если N=1, на этапе S411 микроконтроллер 113 инструктирует схеме 105 побитового сдвига и вертикального суммирования усреднять вертикальную пиксельную OB-область и горизонтальную пиксельную OB-область, как показано на Фиг. 2C. Если N=0, на этапе S412 микроконтроллер 113 инструктирует схеме 105 побитового сдвига и вертикального суммирования усреднять вертикальную пиксельную OB-область и горизонтальную пиксельную OB-область, как показано на Фиг. 2C, и затем уменьшать число битов, как показано на Фиг. 3B.

[0050] Следует отметить, что способ сжатия данных пиксельной OB-области не ограничивается способом, показанным на Фиг. 2B, 2C и 3B. Например, данные пиксельной OB-области могут сжиматься посредством выполнения усреднения для пикселов в пиксельной OB-области в единицах двух пикселов.

[0051] На этапе S413 информация, указывающая обработку сжатия, выполняемую посредством схемы 105 побитового сдвига и вертикального суммирования (информация, указывающая то, как сжаты данные пиксельной OB-области), добавляется в видеосигнал в качестве метаданных посредством модуля 107 добавления метаданных. Причина этого состоит в том, что число пикселов и объем данных в расчете на кадр изменяются, когда FPN-коррекция выполняется впоследствии, и, следовательно, невозможно надлежащим образом выполнять FPN-коррекцию, пока состояние сжатия данных пиксельной OB-области не записано.

[0052] На этапе S414 устройство 100 захвата изображений записывает данные текущего кадра на носитель 108 записи вместе с метаданными. Процедура затем переходит к этапу S401, и аналогичная обработка повторяется для следующего кадра.

[0053] Как описано выше, согласно первому варианту осуществления, устройство 100 захвата изображений сжимает пиксельную OB-область согласно степени, в которой целевая компонента коррекции, которая должна быть скорректирована на основе данных пиксельной OB-области (компонента смещения или компонента шума), изменена относительно предыдущего кадра. В частности, устройство 100 захвата изображений сжимает пиксельную OB-область, если степень изменения меньше или равна пороговому значению (в примере на Фиг. 4, в случае, в котором N=2, 1 или 0), и не сжимает пиксельную OB-область в ином случае (в примере на Фиг. 4, в случае, в котором N=3). Кроме того, в случае, если пиксельная OB-область сжимается, устройство 100 захвата изображений сжимает данные пиксельной OB-области тем в большей степени, чем меньше величина изменения целевой компоненты коррекции относительно предыдущего кадра.

[0054] Соответственно, в случае, если обработка коррекции, которая использует данные пиксельной OB-области, выполняется после записи данных изображений, можно уменьшать объем данных пиксельной OB-области, который записывается, при одновременном подавлении снижения качества при обработке коррекции.

[0055] Модификации

На блок-схеме последовательности операций способа по Фиг. 4, устройство 100 захвата изображений определяет степень изменения целевой компоненты коррекции относительно предыдущего кадра на основе изменения условия захвата изображений, которое вносит вклад в формирование целевой компоненты коррекции (такого параметра, как скорость срабатывания затвора) относительно предыдущего кадра. Напротив, в модификации, описанной ниже, степень изменения целевой компоненты коррекции, включенной в полноразмерные данные изображений относительно предыдущего кадра, определяется на основе целевой компоненты коррекции, включенной в уменьшенные данные изображений, сформированные посредством модуля 109 сжатия видео.

[0056] В частности, в сочетании с обработкой коррекции, выполняемой для уменьшенных данных изображений, модуль 110 коррекции изображений обнаруживает целевую компоненту коррекции, включенную в уменьшенные данные изображений, и уведомляет микроконтроллер 113 относительно обнаруженной целевой компоненты коррекции. Микроконтроллер 113 определяет степень изменения целевой компоненты коррекции, включенной в уменьшенные данные изображений, посредством сравнения сообщенной целевой компоненты коррекции с целевой компонентой коррекции, включенной в уменьшенные данные изображений предыдущего кадра. Считается, что изменение целевой компоненты коррекции, включенной в полноразмерные данные изображений, примерно соответствует изменению целевой компоненты коррекции, включенной в уменьшенные данные изображений. С учетом этого, на основе степени изменения целевой компоненты коррекции, включенной в уменьшенные данные изображений, микроконтроллер 113 инструктирует схеме 105 побитового сдвига и вертикального суммирования уменьшать объем данных пиксельной OB-области в большей степени, чем меньше степень изменения.

[0057] Второй вариант осуществления

Во втором варианте осуществления описывается конфигурация, в которой удаляются данные пиксельной OB-области, чтобы значительно уменьшать объем данных пиксельной OB-области. Кроме того, в конфигурации, описанной ниже, в случае, если пиксельная OB-область сжата в нескольких кадрах, полученных посредством многократного выполнения захвата изображений последовательно, пиксельная OB-область не сжимается в кадре, полученном в следующем случае захвата изображений, независимо от степени изменения целевой компоненты коррекции. В настоящем варианте осуществления, базовая конфигурация устройства 100 захвата изображений является аналогичной базовой конфигурации в первом варианте осуществления (см. Фиг. 1).

[0058] Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций обработки сжатия пиксельной OB-области согласно второму варианту осуществления. Этапам на этой блок-схеме последовательности операций способа, которые служат для выполнения обработки, идентичной или аналогичной этапам на Фиг. 4, присвоены идентичные ссылки с номерами, и эти этапы не описываются.

[0059] На этапе S501, микроконтроллер 113 инициализирует переменную M, которая служит для подсчета числа последовательных кадров, в которых пиксельная OB-область сжата, равной 0.

[0060] На этапе S502 микроконтроллер 113 определяет то, превышает или равно либо нет M пороговому значению Th. Если оно превышает или равно пороговому значению, процедура переходит к этапу S409, в котором микроконтроллер 113 инструктирует схеме 105 побитового сдвига и вертикального суммирования не сжимать данные пиксельной OB-области. Таким образом, если сжатие пиксельной OB-области продолжается для числа кадров, превышающего или равного пороговому значению, определение этапа S408 не выполняется, и данные пиксельной OB-области не сжимаются независимо от того, изменено или нет условие захвата изображений. Следует отметить, что если датчик 102 изображений приводится в действие при 60 кадрах/с, пороговое значение Th задается равным, например, 60. В этом случае, кадр, имеющий записанной всю пиксельную OB-область, всегда создается однократно каждую секунду.

[0061] Если N=0 на этапе S408, процедура переходит к этапу S503, на котором микроконтроллер 113 инструктирует схеме 105 побитового сдвига и вертикального суммирования удалять пиксельную OB-область. Таким образом, в настоящем варианте осуществления, если изменение условия захвата изображений является очень небольшим (т.е. если изменение целевой компоненты коррекции является очень небольшим), пиксельная OB-область удаляется вместо сжатия.

[0062] В случае, если данные пиксельной OB-области не должны сжиматься, процедура переходит к этапу S504, на котором микроконтроллер 113 инициализирует переменную M равной 0. С другой стороны, в случае, если данные пиксельной OB-области должны сжиматься или удаляться, процедура переходит к этапу S505, S506 или S507, на котором микроконтроллер 113 прибавляет 1 к переменной M.

[0063] Как описано выше, согласно второму варианту осуществления, если N=0 на этапе S408 (т.е. если изменение условия захвата изображений является очень небольшим), устройство 100 захвата изображений удаляет данные пиксельной OB-области перед записью данных изображений. Кроме того, если пиксельная OB-область сжата в нескольких кадрах, полученных посредством многократного выполнения захвата изображений последовательно, устройство 100 захвата изображений не сжимает пиксельную OB-область в кадре, полученном в следующем случае захвата изображений, независимо от степени изменения целевой компоненты коррекции. Это позволяет значительно уменьшать объем данных пиксельной OB-области и подавлять снижение качества при обработке коррекции.

[0064] Другие варианты осуществления

Варианты осуществления настоящего изобретения также могут быть реализованы посредством компьютера системы или устройства, которое считывает и выполняет машиноисполняемые инструкции, записанные на носителе хранения данных (например, на энергонезависимом машиночитаемом носителе хранения данных), чтобы выполнять функции одного или более вышеописанных вариантов осуществления настоящего изобретения, и посредством способа, осуществляемого посредством компьютера системы или устройства, например, посредством считывания и выполнения машиноисполняемых инструкций из носителя хранения данных, чтобы выполнять функции одного или более вышеописанных вариантов осуществления. Компьютер может содержать одно или более из центрального процессора (CPU), микропроцессора (MPU) или другой схемы и может включать в себя сеть отдельных компьютеров или отдельных процессоров компьютера. Машиноисполняемые инструкции могут предоставляться в компьютер, например, из сети или носителя хранения данных. Носитель хранения данных может включать в себя, например, одно или более жесткого диска, оперативного запоминающего устройства (RAM), постоянного запоминающего устройства (ROM), устройства хранения распределенных вычислительных систем, оптического диска (такого как компакт-диск (CD), универсальный цифровой диск (DVD) или Blu-Ray-диск (BD)™), устройства флэш-памяти, карты памяти и т.п.

[0065] Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на примерные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми примерными вариантами осуществления. Объем нижеследующей формулы изобретения должен соответствовать самой широкой интерпретации, так что он заключает в себе все такие модификации и эквивалентные структуры и функции.

1. Устройство захвата изображений, содержащее:

модуль захвата изображений, который включает в себя датчик изображений, который имеет эффективную пиксельную область и опорную пиксельную область, которая выводит опорный сигнал для коррекции выходного сигнала эффективной пиксельной области;

модуль сжатия, выполненный с возможностью сжимать данные опорной пиксельной области, которые соответствуют опорной пиксельной области в данных изображений, полученных посредством модуля захвата изображений, в зависимости от степени изменения условия захвата изображений модулем захвата изображений; и

модуль записи, выполненный с возможностью записывать данные изображений после обработки, выполняемой посредством модуля сжатия.

2. Устройство захвата изображений по п. 1, в котором модуль сжатия сжимает данные опорной пиксельной области в зависимости от степени изменения условия захвата изображений для захвата текущего изображения, выполняемого посредством модуля захвата изображений относительно захвата предыдущего изображения, выполняемого посредством модуля захвата изображений.

3. Устройство захвата изображений по п. 1, в котором условие захвата изображений включает в себя по меньшей мере одно из: скорости срабатывания затвора, усиления и температуры датчика изображений.

4. Устройство захвата изображений по п. 2, в котором модуль сжатия сжимает данные опорной пиксельной области в большей степени, чем меньше степень изменения условия захвата изображений.

5. Устройство захвата изображений по п. 1, в котором модуль сжатия сжимает данные опорной пиксельной области посредством подвергания данных опорной пиксельной области обработке для уменьшения по меньшей мере одного из числа пикселов и числа битов в расчете на пиксел.

6. Устройство захвата изображений по п. 5, в котором опорная пиксельная область включает в себя пиксельную область оптического уровня черного (ОВ), и модуль сжатия уменьшает число пикселов в данных пиксельной ОВ-области посредством выполнения, по меньшей мере одного из: обработки для усреднения пикселов, которые соответствуют вертикальной пиксельной ОВ-области в данных пиксельной ОВ-области, по столбцам, и обработки для усреднения пикселов, которые соответствуют горизонтальной пиксельной ОВ-области в данных пиксельной ОВ-области, по строкам.

7. Устройство захвата изображений по п. 1, в котором модуль сжатия сжимает данные опорной пиксельной области посредством удаления данных опорной пиксельной области из данных изображений.

8. Устройство захвата изображений по п. 1, в котором модуль записи записывает информацию, указывающую то, как данные опорной пиксельной области сжаты посредством модуля сжатия вместе с данными изображений.

9. Устройство захвата изображений по п. 2, в котором в случае, если модуль сжатия выполняет сжатие для множества данных изображений, полученных посредством многократного выполнения захвата изображений последовательно, то модуль сжатия не выполняет сжатие для данных изображений, полученных при захвате следующего изображения, независимо от степени изменения условия захвата изображений.

10. Система захвата изображений, содержащая:

модуль захвата изображений, который включает в себя датчик изображений, который имеет эффективную пиксельную область и опорную пиксельную область, которая выводит опорный сигнал для коррекции выходного сигнала эффективной пиксельной области;

модуль сжатия, выполненный с возможностью сжимать данные опорной пиксельной области, которые соответствуют опорной пиксельной области в данных изображений, полученных посредством модуля захвата изображений, в зависимости от степени изменения условия захвата изображений модулем захвата изображений;

модуль записи, выполненный с возможностью записывать данные изображений после обработки, выполняемой посредством модуля сжатия; и

модуль управления, выполненный с возможностью управлять модулем захвата изображений, модулем сжатия и модулем записи.

11. Способ управления для устройства захвата изображений, которое содержит модуль захвата изображений, который включает в себя датчик изображений, который имеет эффективную пиксельную область и опорную пиксельную область, которая выводит опорный сигнал для коррекции выходного сигнала эффективной пиксельной области, причем способ управления содержит этап сжатия, на котором сжимают данные опорной пиксельной области, которые соответствуют опорной пиксельной области в данных изображений, полученных посредством модуля захвата изображений, в зависимости от степени изменения условия захвата изображений модулем захвата изображений; и этап записи, на котором записывают данные изображений после обработки, выполняемой на этапе сжатия.

12. Машиночитаемый носитель хранения данных, который хранит программу для инструктирования компьютеру осуществлять способ управления по п. 11.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству фотоэлектрического преобразования и к системе формирования изображений. Устройство фотоэлектрического преобразования согласно изобретению включает в себя пиксел, который включает в себя блок фотоэлектрического преобразования, транзистор сброса и усилительный транзистор, который выводит сигнал из блока фотоэлектрического преобразования.

Светочувствительное устройство с множественной глубиной резкости содержит два светочувствительных пиксельных слоя. Причем различные светочувствительные пиксельные слои обнаруживают световые сигналы с различными цветами.

В устройстве фотоэлектрического преобразования, содержащем множество блоков фотоэлектрического преобразования, каждый из которых имеет множество элементов фотоэлектрического преобразования, на которые падает свет, сконцентрированный посредством одной микролинзы, каждый из множества элементов фотоэлектрического преобразования включает в себя первую полупроводниковую область первого типа проводимости для сбора сигнального заряда, высота потенциального барьера относительно сигнального заряда, по меньшей мере, участка области между первыми полупроводниковыми областями элементов фотоэлектрического преобразования, размещенных рядом друг с другом и включенных в один блок фотоэлектрического преобразования, ниже, чем высота потенциального барьера, расположенного между первыми полупроводниковыми областями элементов фотоэлектрического преобразования, размещенных рядом друг с другом, и каждый из которых включен в разные блоки фотоэлектрического преобразования, размещенные рядом друг с другом, и каждая микролинза расположена с наложением на множество первых полупроводниковых областей, содержащихся в одном пикселе, относительно вида сверху блока фотоэлектрического преобразования и концентрирует свет на множестве первых полупроводниковых областей.

Устройство фотоэлектрического преобразования имеет светопринимающие элементы, расположенные на плоскости формирования изображения. Светопринимающий элемент включает в себя множество участков фотоэлектрического преобразования, выстроенных в первом направлении, параллельном плоскости формирования изображения, через изоляционный участок, и световодный участок, простирающийся по множеству участков фотоэлектрического преобразования.

Изобретение относится к устройству фотоэлектрического преобразования и системе регистрации изображения. Устройство фотоэлектрического преобразования включает в себя фотоэлектрический преобразователь, транзистор, на затвор которого подается напряжение, соответствующее зарядам, генерируемым фотоэлектрическим преобразователем, линию управления, подключенную к первому главному электроду транзистора, и блок считывания, выполненный с возможностью считывания сигнала, соответствующего напряжению затвора, и регулятор напряжения, выполненный с возможностью изменения напряжения линии управления.

Изобретение может быть использовано в медицине, кристаллографии, ядерной физике и т.д. Гибридный пиксельный фотоприемник согласно изобретению содержит первую - кремниевую подложку, на верхней (нижней) поверхности которой расположена интегральная СБИС - микросхема, включающая матрицу пикселей с КМОП электронными схемами считывания и обработки электрических сигналов, при этом на поверхности пикселей расположены контактные электроды и она содержит вторую полупроводниковую подложку n-(p-) типа проводимости, содержащую на своей верхней (нижней) поверхности сильно легированный n+(p+) слой с расположенным на нем металлическим общим катодным (анодным) электродом, а на ее нижней (верхней) поверхности расположена матрица пикселей p-i-n-диодов, которые через контактные электроды соединены с соответствующими пикселями матрицы первой кремниевой подложки, расположенной на нижней (верхней) поверхности второй подложки, при этом вторая подложка одного n-(p-) типа проводимости является общей - анодной (катодной) областью и она образует с полупроводниковыми контактными электродами p+(n+) типа проводимости, являющимися одновременно катодными (анодными) электродами, матрицу p-i-n-диодов.

Изобретение относится к твердотельному датчику изображения и системе восприятия изображения. Датчик содержит блок восприятия изображения, включающий в себя блоки пикселов, и блок считывания для считывания сигнала из блока восприятия изображения.

Твердотельное устройство формирования изображений согласно настоящему варианту осуществления включает в себя второй датчик изображений, имеющий органическую пленку фотоэлектрического преобразования, пропускающую конкретный свет, и первый датчик изображений, который уложен в слои на той же полупроводниковой подложке, что и подложка второго датчика изображений, и который принимает конкретный свет, пропущенный вторым датчиком изображений, в котором пиксель для обнаружения фокуса обеспечивается во втором датчике изображений или первом датчике изображений.

Использование: для определения положения объекта с помощью источника модулированного оптического сигнала. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит источник модулированного оптического сигнала, фотодетектор, оптически связанный с ним через устройство формирования сигнала, имеющий, по меньшей мере, первую и вторую базовые области, изолированные друг от друга и от подложки, по меньшей мере, первый набор встречно включенных дискретных диодов, сформированных в первой и второй базовых областях вдоль внутреннего края каждой базовой области у линии их раздела, по меньшей мере, первую делительную шину, сигнальную шину, по меньшей мере, первый и второй источники питания, а также преобразователь ток-напряжение, фильтр высоких частот, синхронный детектор, интегратор, генератор и регистрирующее устройство, положительный выход первого источника питания соединен с отрицательным выходом второго источника питания, образуя первый общий контакт, другими выходами первый и второй источники питания соединены с первой делительной шиной, вход преобразователя ток-напряжение соединен с сигнальной шиной, выход преобразователя ток-напряжение соединен с входом фильтра высоких частот, выход фильтра высоких частот соединен с первым входом синхронного детектора, выход синхронного детектора соединен с входом интегратора, выход интегратора соединен с общим контактом первого и второго источников питания и регистрирующим устройством, выход генератора соединен со вторым входом синхронного детектора и источником модулированного оптического сигнала, дополнительно введены третья базовая область, второй набор встречно включенных дискретных диодов, сформированных во второй и третьей базовых областях вдоль линии их раздела, вторая делительная шина, созданная вдоль внешнего края второй базовой области, третий и четвертый источники питания, сигнальная шина сформирована посередине третьей базовой области, положительный выход третьего источника соединен с отрицательным выходом четвертого источника, образуя второй общий контакт, другими выходами третий и четвертый источники питания соединены со второй делительной шиной, а выход интегратора соединен с первым и вторым общими контактами и регистрирующим устройством.

Изобретение относится к фоточувствительным полупроводниковым приборам, работающим в инфракрасной области спектра, и может быть использовано при создании одно- и многоэлементных приемников излучения с фоточувствительными элементами на основе структуры с квантовыми ямами.

Изобретение относится к области распознавания лиц и идентификации личности человека. Технический результат – повышение точности распознавания лица.

Группа изобретений относится к технологиям распознавания символов, соответствующих изображениям символов, полученных из изображения отсканированного документа или другого изображения, содержащего текст.

Группа изобретений относится к технологиям распознавания электронных документов. Техническим результатом является повышение точности распознавания символов, за счет преобразования сравниваемого изображения документа на основе разметки изображения эталонного документа.

Изобретение относится к оптическому распознаванию символов. Техническим результатом является оптимизация оптического распознавания символов за счет использования леса решений.

Изобретение относится к идентификации преобразований, которые могут применяться по меньшей мере к части изображения документа для повышения качества оптического распознавания символов (OCR).

Изобретение относится к области обработки изображений. Техническим результатом является повышение качества исходных фрагментов изображений за счет осуществления фильтрации.
Изобретение относится к средствам биометрической защиты анонимности свидетелей при судебном делопроизводстве. Техническим результатом является повышение надежности защиты анонимности свидетеля.

Изобретения относятся к способу, устройству и системе для определения автора картины. Техническим результатом является повышение надежности и гибкости определения автора картины.

Изобретение относится к способу и системе распознавания изображений лиц. Техническим результатом является повышение быстродействия распознавания изображений лиц по скетчам и повышение его универсальности.

Изобретение относится к распознаванию данных, а именно к распознаванию лица человека на цифровых изображениях, и может быть использовано в системах технического зрения для ограничения доступа к защищенным от посторонних лиц услугам, ресурсам и объектам.

Изобретение относится к области сжатия цифровых изображений. Технический результат – обеспечение управления скоростью JPEG сжатия цифрового изображения посредством генерации набора таблиц квантования.
Наверх