[發明專利]用于圖像捕獲的方法和設備

有效

• 申請號: 201680013068.0
• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN107409171B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: D·K·陶;A·K·沙瑪
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/235
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 邊海梅

本發明公開了用于基于由雙峰部件采集的環境光線確定的頻率來調整卷簾快門的曝光窗的設備和方法。由于環境光線的頻率的周期與所述曝光窗口之間的相互作用，閃爍的光源可使得在捕獲的圖像中造成偽影。圖像捕獲設備包括被配置為以兩種模式操作的半導體部件和被配置為基于來自所述光源的信號來補償所述閃爍的曝光窗口控制部件。在傳感器模式中，所述半導體部件可以操作以檢測環境光線的所述頻率。為了避免圖像偽影，分析所述環境光線的所述頻率，并且將曝光時間調整為所述頻率的所述周期的整數倍，使得曝光與所述閃爍光源的所述周期性照明相匹配。

技術領域

本公開整體涉及捕獲圖像，并且更具體地，涉及在圖像捕獲時補償環境照明中的偏差。

背景技術

當要求圖像捕獲設備在各種不同的環境中捕獲高質量圖像時，可能會出現性能欠佳的問題。例如，供圖像捕獲設備調用以便影響視場中對象的照明的特征部的數量相對較少。通常，可將某種類型的光源諸如閃光燈或發光二極管(LED)或其他類型的燈提供給便攜式圖像捕獲設備，使得這些設備可以向正在被捕獲的場景增加照明。

然而，照明充足的一些場景可能受到環境照明的不利影響，所述環境照明具有可能不利于提供高品質、視覺吸引力的圖像的特征。在此類情況下，從設備LED閃光單元添加額外的光可能會導致過度曝光，或者可能以其他方式加重環境光線的不利特征(例如，高度照明下的飽和度)。

例如，室內環境光線的一些來源諸如熒光燈泡具有(例如，以約60Hz AC)閃爍的照明特征。熒光燈還可具有光譜卷。LED和其他光源可例如以不同頻率(例如，100Hz至2KHz或更高)調制。此類開/關行為可對圖像的捕獲造成不利影響。短時間的相機曝光不能整合足夠的時間以通過低通濾波器對環境光線進行濾波，并且卷簾快門曝光模式使得具有照明頻率的曝光“差拍”。在一些系統中，相機可與提供環境光線的交流電源的頻率同步。然而，便攜式設備不易獲得交流電源的頻率。在其他系統中，可以分析所捕獲的圖像以確定頻率，并且隨后圖像的曝光可被限制為頻率的周期的倍數。然而，此類方法對防止所分析圖像中的偽影是沒有幫助的，并且此類方法需要主CPU進行分析和采樣，或者當后置相機在使用時檢測設備的前部的環境光線。

發明內容

本公開的實施方案描述了一種圖像捕獲設備，該圖像捕獲設備被配置為基于對來自半導體光源的信號的分析來修改卷簾快門曝光窗口，該半導體光源被配置為以照明模式作為光源以及以傳感器模式作為環境光傳感器交替操作以產生信號。

該設備包括曝光窗口控制部件，該曝光窗口控制部件在實施方案中基于來自半導體光源的信號來確定環境光線的頻率，并且基于該頻率的周期來指示初始曝光窗口的修改。初始曝光窗口還已經基于環境光線的頻率之外的標準，例如用戶可配置的設置、默認持續時間或來自傳感器的數據確定。在一些實施方案中，修改可以使得曝光窗口的持續時間為頻率的周期的整數倍。

在實施方案中，曝光窗口的修改可以避免由于環境光線的閃爍與曝光窗口的持續時間不同步(例如，不是整數倍)而導致的圖像捕獲偽影。

在實施方案中，當半導體光源處于照明模式時(例如，當捕獲圖像數據時準備照亮圖像傳感器的視場)，設備可捕獲圖像數據而不修改初始卷簾快門曝光窗口。

附圖說明

圖1和圖1A示出了根據一些實施方案工作的圖像捕獲設備。

圖2A和圖2B分別示出了根據一些實施方案的圖像傳感器中的像素的布置，以及讀出視頻圖像的幀的過程。

圖3示出了在一些實施方案中，環境光線的頻率和視頻幀的行的讀出之間的相互作用。

圖4示出了在實施方案中，每個特定行的幀的亮度水平可以隨著環境光線的頻率而變化。

圖5示出了在閃爍的環境光線中捕獲的圖像可表現出明暗帶。

圖6示出了根據一些實施方案的具有曝光窗控制部件的圖像捕獲設備。