[發明專利]用于生成圖像的相機、相機系統以及方法

有效

• 申請號: 201580075943.3
• 申請日: 2015-12-15
• 公開（公告）號: CN107211092B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: K·韋伯;R·范吉爾
• 申請（專利權）人: GVBB控股有限責任公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N5/351
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;王英

一種用于在一系列幀中捕獲視頻圖像的相機包括具有像素陣列的圖像傳感器。每個像素接收圖像并在一幀期間累積表示所述圖像的電荷。所述相機還包括像素處理器，所述像素處理器用于在所述幀的中間部分期間對所述圖像傳感器的所述像素中的每個像素的像素輸出進行采樣以便產生表示所述圖像的信號。

相關申請的交叉引用

本申請要求名稱為“IMPROVED TEMPORAL RESOLUTION AND PERCEIVED IMAGESHARPNESS(改進的時間分辨率和感知圖像清晰度)”并且于2014年12月15日提交的美國臨時申請序列號62/092110的權益，所述美國臨時申請明確地通過引用以其全文結合在此。

技術領域

本公開總體上涉及圖像數據。各方面可以并入到相機中并且可以用于例如生成用于超高清(UHD)顯示器的圖像。

背景技術

超高清(UHD)顯示器用于各種各樣的應用，包括電視、個人計算機和平板計算機、智能電話以及相機取景器。這類顯示器中的降低的清晰度可能是由于圖像中對象的相對運動而發生的。針對相機取景器，“運動模糊”效果由每張圖像的相對較長的曝光時間造成(在50Hz系統中為20ms并且在59.94Hz系統中為16.6ms)。由于對象在相機成像器的圖像曝光期間移動，因此在所述對象在多個像素上擴展時細節丟失。一種解決方案是增加每秒正捕獲的幀數量，由此減少每個單獨幀的曝光時間。所有這些幀以更高的幀速率都可以被傳輸至顯示器以便傳遞更清晰的圖像，但具有較大信號帶寬代價。此外，由于相機每秒生成更多的圖像，因此由圖像傳感器每圖像接收到的光子量減少，從而引起相機的更低光敏性以及更低的信噪比。

作為每秒創建更多圖像的替代方案，還可通過使用電子快門來降低曝光，以保持每秒幀數相同并且僅縮短每張圖像的曝光時間。這減少了運動模糊(因為存在更少的時間用于移動)，而且還導致了更低的光敏性，并且另外地引入了干擾頻閃效果(即“抖動”)。使用這種方式有效地在快門被關閉時產生了幀內的零曝光(即黑度)，從而在圖像之間產生間隙。人眼將試圖幀到幀地‘跟蹤’對象運動。飛越天空的球可能是每張圖像都極其清晰的，但是因為相機圖像傳感器僅已經捕獲了短曝光時刻，因此丟失了視覺軌跡信息并且球看起來跳過了場景，從而缺乏運動平滑性。在人類視覺系統被‘訓練’用于跟蹤對象時，這導致了分心的觀看體驗。

發明內容

以下呈現了一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在標識出所有方面的關鍵性或決定性要素亦非界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是為了以簡化形式呈現一個或多個方面的一些概念以作為稍后呈現的更詳細描述的序言。

在此呈現的各方面通過捕獲在曝光期間在多個點處的圖像傳感器輸出來提供改進的圖像性能以及圖像模糊的降低。可以使用來自所述多個點的信息以便生成表示所述圖像的改進信號。

各方面可以包括一種用于在一系列幀中捕獲視頻圖像的相機、方法、裝置、系統及計算機可讀介質，所述相機包括具有像素陣列的圖像傳感器。每個像素接收可見光子并且響應于所述接收到的光子而累積電荷。像素處理器在幀的中間部分期間對所述像素中的每個像素累積的電荷進行至少一次的采樣，并且對所述樣本進行處理以便產生數字圖像，由此降低顯示器上的運動模糊。

為了完成前述和相關的目的，所述一個或多個方面包括下文中完整描述的、并且在權利要求書中所具體指明的特征。以下說明和所附附圖詳細請求保護該一個或多個方面的某些說明性特征。然而，這些特征僅指示在其中可以利用各個方面的原則的少數各種方式，并且本說明書旨在包括所有這些方面及其等同物。

附圖說明

圖1是具有取景器顯示器的示例相機系統100的框圖；

圖2A是針對細節校正信號使用中間曝光而增強的像素處理器的示例細節校正電路的框圖；

圖2B是用于確定多次中間曝光的示例減法器的框圖；