[發(fā)明專(zhuān)利]多鏡頭和多傳感器成像系統(tǒng)中視差保留和視差消除

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910083631.3
• 申請(qǐng)日: 2009-05-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101883289A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張冬云
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 張冬云
• 主分類(lèi)號(hào): H04N9/04
• 分類(lèi)號(hào): H04N9/04;H04N9/093;H04N5/232;H04N5/217
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

發(fā)明概述：

本發(fā)明涉及到多個(gè)鏡頭和多個(gè)傳感器的數(shù)字相機(jī)來(lái)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)連續(xù)圖像。具體的是關(guān)于數(shù)字相機(jī)使用多個(gè)鏡頭和多個(gè)傳感器具有分開(kāi)的幾何布局以便產(chǎn)生接近以至于完全逼近人眼的視覺(jué)效果。視差可以被完全消除或者保留以達(dá)到理想的視覺(jué)效果。

摘要：

本發(fā)明是基于已經(jīng)發(fā)明的多傳感器多透鏡系統(tǒng)的圖像采集與處理系統(tǒng)[1]。這種系統(tǒng)可用于提高信號(hào)的信噪比(SNR)，動(dòng)態(tài)范圍和其他接收?qǐng)D像信號(hào)的參數(shù)。在本發(fā)明中通過(guò)多鏡頭和多傳感器的基本原理和一些基本數(shù)學(xué)運(yùn)算來(lái)改進(jìn)的原來(lái)單鏡頭光學(xué)系統(tǒng)和傳感器的局限性，誤差和缺陷以提高性能。

背景：

一個(gè)圖像采集系統(tǒng)包括鏡頭和圖像傳感器即光學(xué)分系統(tǒng)和電子分系統(tǒng)。關(guān)于多鏡頭和多傳感器系統(tǒng)中在美國(guó)專(zhuān)利6611289號(hào)(2003年8月26日批準(zhǔn)，發(fā)明人Yu?et?al)進(jìn)行過(guò)描述。此專(zhuān)利的題目是“使用多個(gè)傳感器相機(jī)和多鏡頭的數(shù)碼相機(jī)”。和一個(gè)傳感器的數(shù)碼相機(jī)相比多傳感器收到的噪音將有壓制效果，其結(jié)果是接收?qǐng)D像的動(dòng)態(tài)范圍和質(zhì)量得以改善。

然而，上述發(fā)明可能無(wú)法完全模仿人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)，因?yàn)閮社R頭和傳感器國(guó)之間的距離不一定如同人一樣是6-7厘米。這實(shí)際上也是當(dāng)前的單鏡頭相機(jī)攝影現(xiàn)實(shí)和特點(diǎn)，即采取了無(wú)視差的設(shè)計(jì)。這意味著單鏡頭的相機(jī)產(chǎn)生的圖像和人眼有一定的區(qū)別。最明顯的區(qū)別是，立體的圖像信息丟失。其他一些微細(xì)的信息，如提高信號(hào)噪聲比的信息也失去了，所以產(chǎn)生的圖像嚴(yán)格的是一維的并且質(zhì)量較低。在本發(fā)明中圖像質(zhì)量得到進(jìn)一步改善，多個(gè)鏡頭和傳感器是可以排列在這樣一種方式下使產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)是不嚴(yán)格的一維。相對(duì)于單鏡頭和單傳感器照相機(jī)而言更多的一些細(xì)節(jié)得以保留，使獲得的圖像具有更接近人的視覺(jué)系統(tǒng)的真實(shí)的特性。

發(fā)明概要：

由于新型產(chǎn)品不斷發(fā)展、技術(shù)快速進(jìn)步并出現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)、電子郵件、無(wú)線(xiàn)通信等，這些新技術(shù)都有助于使數(shù)碼相機(jī)和移動(dòng)設(shè)備具有相機(jī)功能而成為最熱門(mén)的新一類(lèi)的消費(fèi)電子產(chǎn)品。但是，圖像質(zhì)量、圖像的像素?cái)?shù)和圖像的動(dòng)態(tài)范圍還有待于進(jìn)一步提高。本發(fā)明中數(shù)碼相機(jī)使用多個(gè)圖像傳感器與多個(gè)鏡頭，改善了各種數(shù)碼相機(jī)圖像質(zhì)量，而不會(huì)帶來(lái)成本的大幅增加。

本發(fā)明已考慮了數(shù)碼相機(jī)的現(xiàn)有問(wèn)題和需要，并特別是考慮了如何進(jìn)一步滿(mǎn)足數(shù)碼相機(jī)的進(jìn)一步要求，以生產(chǎn)高品質(zhì)的數(shù)字圖像。本發(fā)明以改進(jìn)的數(shù)碼相機(jī)可用兩個(gè)圖像傳感器為例，每個(gè)傳感器有自己的鏡頭，其中一個(gè)圖像傳感器是是接受的是所有可見(jiàn)光的信息具有接受黑白即亮度信息，而第二個(gè)圖像傳感器具是接受的是所有可見(jiàn)光的信息馬賽克微型波器來(lái)捕獲所有可見(jiàn)光的彩色圖像數(shù)據(jù)。同時(shí)本系統(tǒng)使用一個(gè)嵌入數(shù)字圖像處理數(shù)字處理芯片，圖像是由一個(gè)或兩個(gè)彩色圖像傳感器和黑白圖像傳感器的圖像數(shù)據(jù)，產(chǎn)生出高質(zhì)量真彩色數(shù)字圖像。

美國(guó)專(zhuān)利6611289中提到了鏡頭和傳感器獨(dú)特的配置，它有許多顯而易見(jiàn)的好處和優(yōu)勢(shì)。首先，圖像傳感器的解相度可以充分利用的。第二，每個(gè)圖像傳感器只負(fù)責(zé)接受一種顏色；從而那種昂貴的把微型彩色濾波器疊加的每一像素的工藝就可以取消了，后續(xù)的微型鏡片工藝也不是必要的。應(yīng)該注意到這種具有這種微型選擇性彩色濾波的傳感器仍然可以使用，第三，圖像從黑白(亮度)圖像傳感器捕捉的信息，可以包括所有的細(xì)節(jié)。這兩個(gè)彩色圖像傳感器可能已經(jīng)錯(cuò)過(guò)了黑白細(xì)節(jié)。此外，因?yàn)檫@些圖像傳感器解像度可充分利用，為在同一解像度的彩色圖像，該圖像傳感器可使用相對(duì)較小的像素?cái)?shù)量，或同樣數(shù)量像素的會(huì)有更高分辨率，這通常會(huì)導(dǎo)致傳輸速率高，靈敏度高，串?dāng)n少，同一空間分辨率采用低時(shí)鐘速度。此外，圖像的傳感器面積可以較小，因此可以使用較小的光學(xué)鏡頭，這特別有利于鏡頭的制造，安裝和校準(zhǔn)。

本發(fā)明是一種改進(jìn)的數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)。具體體現(xiàn)在，包括：2個(gè)圖像傳感器，安裝在一個(gè)共同的平臺(tái)它們可以位于同一段距離的關(guān)系(6-7厘米)，以接近人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)共有2個(gè)鏡頭，每一個(gè)安裝在圖像傳感器的前面；第一個(gè)圖像傳感器可接收所有可見(jiàn)顏色譜，可以是黑白的傳感器；第2個(gè)傳感器圖像可接受全面的可見(jiàn)光色譜并且具有微型彩色濾波；2個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路將2個(gè)圖像傳感器產(chǎn)生了數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化；它們是圖像相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)；改進(jìn)的數(shù)字相機(jī)還有相應(yīng)的電路在模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路之后把圖像可以進(jìn)行存儲(chǔ)和存儲(chǔ)，然后進(jìn)行數(shù)字圖像處理生產(chǎn)生最后的完整的彩色圖像。

本發(fā)明步驟可部分體現(xiàn)在如表格所示上。表格表示了如何改進(jìn)各個(gè)參數(shù)。這種表格可以全面審查所有區(qū)域中的所有鏡頭像素對(duì)象和數(shù)據(jù)。但注意，表格并沒(méi)有說(shuō)明如何在同一時(shí)間同時(shí)改進(jìn)所有的參數(shù)。本項(xiàng)發(fā)明在如隨附的說(shuō)明圖將具體描述并體現(xiàn)。

示意圖簡(jiǎn)介：