專(zhuān)利名稱(chēng)：從場(chǎng)景到成像傳感器的動(dòng)態(tài)范圍壓縮的可調(diào)中灰過(guò)濾系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成像領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及高動(dòng)態(tài)范圍成像。
背景技術(shù)：
攝影涉及用相機(jī)捕捉場(chǎng)景。觀察被捕捉圖像通常在監(jiān)視器或打印機(jī)上 完成。動(dòng)態(tài)范圍被定義為介質(zhì)、裝置或格式能夠支持、且不損失細(xì)節(jié)的最 亮值與最暗值的對(duì)比度。
通常，場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)范圍超出了輸出裝置(例如，打印機(jī)或監(jiān)視器)的
動(dòng)態(tài)范圍能力。傳統(tǒng)打印機(jī)的正常動(dòng)態(tài)范圍大約為7比特或128:1的對(duì)比 度，并且傳統(tǒng)監(jiān)視器的正常動(dòng)態(tài)范圍大約為8比特的數(shù)據(jù)或256:1的對(duì)比 度。高動(dòng)態(tài)范圍成像涉及捕捉更大的動(dòng)態(tài)范圍，且動(dòng)態(tài)范圍壓縮涉及該較 高動(dòng)態(tài)范圍到通常是8比特或256:1的對(duì)比度的較低動(dòng)態(tài)范圍的轉(zhuǎn)換。
成像裝置還捕捉有限的灰度范圍(intensity range)，而真實(shí)世界的場(chǎng) 景常常超出該范圍。所以，實(shí)際上，動(dòng)態(tài)范圍壓縮的問(wèn)題可以被分為兩個(gè) 主要部分，捕捉時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍壓縮和處理時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍壓縮。圖1示出了 動(dòng)態(tài)范圍壓縮的各個(gè)階段。原始場(chǎng)景100具有最高的動(dòng)態(tài)范圍，其中，大 地的暗度與太陽(yáng)的亮度被高度區(qū)分開(kāi)。相機(jī)內(nèi)的在捕捉階段具有動(dòng)態(tài)范圍 壓縮的被捕捉場(chǎng)景102顯示該動(dòng)態(tài)范圍仍相對(duì)較高，所以大地仍很暗，而 太陽(yáng)仍是亮的。最后，輸出階段的輸出場(chǎng)景104具有最低的動(dòng)態(tài)范圍，其 中，大地和太陽(yáng)的反差被降低。
大多數(shù)用于動(dòng)態(tài)范圍壓縮的方法關(guān)注處理時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍壓縮，即，如 何壓縮成像傳感器的動(dòng)態(tài)范圍以匹配通常為7或8比特?cái)?shù)據(jù)的輸出裝置的 動(dòng)態(tài)范圍。
傳統(tǒng)上，攝像者已意識(shí)到成像裝置的有限動(dòng)態(tài)范圍和對(duì)捕捉階段的動(dòng) 態(tài)范圍壓縮的需要。在傳統(tǒng)的攝影中，這個(gè)問(wèn)題通過(guò)漸變中灰密度過(guò)濾器來(lái)減輕。該過(guò)濾器對(duì)各種對(duì)比度級(jí)別起作用并且被設(shè)計(jì)成主要用于戶外場(chǎng) 景或者場(chǎng)景中高對(duì)比度區(qū)域的分布模式可被預(yù)測(cè)的地方。漸變中灰密度過(guò) 濾器是圓的或方的，并被安裝在相機(jī)的前部元件的頂部。漸變中灰密度過(guò) 濾器的主要限制在于這樣的事實(shí)它們只模擬場(chǎng)景中的預(yù)定分布的高對(duì)比 度區(qū)域。
Nayar等人所著的第6,864,916號(hào)美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了用于使用低動(dòng)態(tài)范圍 圖像傳感器來(lái)獲取高動(dòng)態(tài)范圍圖像的設(shè)備和方法。場(chǎng)景的圖像由使用空間 變化的曝光功能(exposure ftmction)的圖像傳感器來(lái)捕捉?？臻g變化的曝 光功能被以多種方式實(shí)現(xiàn)，如通過(guò)將固定的空間衰減圖案用作光學(xué)掩模， 或者通過(guò)使用具有空間變化的感光性的感光元件的陣列來(lái)實(shí)現(xiàn)。然后，關(guān) 于空間變化的曝光功能，對(duì)被捕獲圖像進(jìn)行歸一化。然后，經(jīng)過(guò)歸一化的 圖像數(shù)據(jù)被內(nèi)插，以解決被飽和或變黑的像素進(jìn)而增強(qiáng)圖像傳感器的動(dòng)態(tài) 范圍。
Collins等人所著的第6,683,645號(hào)美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了包含圖像檢測(cè)單元 和過(guò)濾器單元的成像系統(tǒng)。像素圖像信號(hào)被并列地從圖像檢測(cè)單元傳遞到 過(guò)濾器單元。每個(gè)像素內(nèi)的電路元件利用與該像素處的圖像灰度的對(duì)數(shù)成 比例的幅度來(lái)生成像素圖像信號(hào)。過(guò)濾器單元執(zhí)行空間過(guò)濾操作并輸出結(jié) 果。

發(fā)明內(nèi)容
描述了一種通過(guò)實(shí)現(xiàn)相機(jī)內(nèi)的可調(diào)中灰密度過(guò)濾器(neutral density filter)來(lái)擴(kuò)展?jié)u變中灰密度過(guò)濾器步驟的設(shè)備和方法?？烧{(diào)中灰密度過(guò)濾 器通過(guò)透射式LCD來(lái)實(shí)現(xiàn)。透射式LCD被控制以形成掩模圖像(mask image)。該掩模圖像可以使用已獲取的信號(hào)來(lái)計(jì)算，其中，該已獲取的 信號(hào)隨后被反轉(zhuǎn)和模糊化。在一個(gè)實(shí)施例中，利用分離器和附加的傳感器 來(lái)獲取分離信號(hào)然后修改分離信號(hào)以用作掩模圖像。另一個(gè)分離信號(hào)通過(guò) 掩模圖像和透射式LCD來(lái)過(guò)濾。最后，具有高動(dòng)態(tài)范圍壓縮的圖像被捕 捉。
一方面，用于獲取場(chǎng)景的一個(gè)或多個(gè)圖像信號(hào)的設(shè)備包括成像傳感器，用于捕捉一個(gè)或多個(gè)圖像信號(hào)；以及內(nèi)部過(guò)濾裝置，被耦合以從成像 傳感器接收掩模圖像，其中，掩模圖像是從一個(gè)或多個(gè)圖像信號(hào)形成的。 內(nèi)部過(guò)濾裝置包括透射式液晶顯示器。所述設(shè)備是從包括相機(jī)、攝像機(jī)、
攝像放像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩電話和PDA的組中選擇的。成像傳感器是
從包括電荷耦合器件和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的組中選擇的。掩模圖像是 通過(guò)對(duì)一個(gè)或多個(gè)信號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)和模糊化形成的。
另一方面，用于獲取場(chǎng)景的信號(hào)的設(shè)備包括分離器，用于將信號(hào)分
離成第一分離信號(hào)和第二分離信號(hào)；第一成像傳感器，用于捕捉第一分離 信號(hào)；第二成像傳感器，用于接收第二分離信號(hào)并生成掩模圖像；以及內(nèi) 部過(guò)濾裝置，用于接收掩模圖像并對(duì)第一分離信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾。內(nèi)部過(guò)濾裝 置包括透射式液晶顯示器。所述設(shè)備是從包括相機(jī)、攝像機(jī)、攝像放像 機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩電話和PDA的組中選擇的。第一成像傳感器和第二 成像傳感器是從包括電荷耦合器件和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的組中選擇 的。掩模圖像是通過(guò)對(duì)第二分離信號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)和模糊化形成的。信號(hào)被連 續(xù)獲取。
又一方面，方法包括從第一信號(hào)生成掩模圖像；在內(nèi)部過(guò)濾裝置上 形成掩模圖像；以及通過(guò)使第二信號(hào)通過(guò)顯示掩模圖像的內(nèi)部過(guò)濾裝置來(lái) 使用掩模圖像過(guò)濾第二信號(hào)。內(nèi)部過(guò)濾裝置包括透射式液晶顯示器。生成 和過(guò)濾發(fā)生在成像裝置內(nèi)。成像裝置是從包括相機(jī)、攝像機(jī)、攝像放像 機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩電話和PDA的組中選擇的。所述方法還包括從場(chǎng)景 獲取第一信號(hào)。所述方法還包括在成像傳感器上接收第一信號(hào)。所述方法 還包括從場(chǎng)景獲取第二信號(hào)。所述方法還包括在成像傳感器上捕捉已過(guò)濾 的第二信號(hào)。所述方法還包括生成掩模圖像，其中，生成掩模圖像的過(guò)程 包括對(duì)第一信號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)和模糊化。第一信號(hào)和第二信號(hào)在不同時(shí)刻被獲 取。第一信號(hào)和第二信號(hào)被連續(xù)獲取。
再一方面，方法包括從場(chǎng)景獲取第一信號(hào)；在成像傳感器上接收第 一信號(hào)；將第一信號(hào)修改成掩模圖像；在內(nèi)部過(guò)濾裝置上形成掩模圖像； 從場(chǎng)景獲取第二信號(hào)；過(guò)濾第二信號(hào)；以及在成像傳感器上捕捉已過(guò)濾的 第二信號(hào)。內(nèi)部過(guò)濾裝置包括透射式液晶顯示器。所述方法發(fā)生在成像裝置內(nèi)。成像裝置是從包括相機(jī)、攝像機(jī)、攝像放像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩電話和PDA的組中選擇的。修改第一信號(hào)的過(guò)程包括反轉(zhuǎn)和模糊化。成像傳感器是從包括電荷耦合器件或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的組中選擇的。第一信號(hào)和第二信號(hào)在不同時(shí)刻被獲取。第一信號(hào)和第二信號(hào)被連續(xù)獲取。過(guò)濾發(fā)生在第二信號(hào)通過(guò)具有掩模圖像的內(nèi)部過(guò)濾裝置時(shí)。
又另一方面，方法包括從場(chǎng)景獲取信號(hào)；將信號(hào)分離成第一分離信號(hào)和第二分離信號(hào)；在第二成像傳感器處接收第二分離信號(hào)；將第二分離信號(hào)修改成掩模圖像；在內(nèi)部過(guò)濾裝置上形成掩模圖像；過(guò)濾第一分離信號(hào)；以及在第一成像傳感器上捕捉已過(guò)濾的第一分離信號(hào)。內(nèi)部過(guò)濾裝置包括透射式液晶顯示器。所述方法發(fā)生在成像裝置內(nèi)。成像裝置是從包括相機(jī)、攝像機(jī)、攝像放像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩電話和PDA的組中選擇的。修改信號(hào)的過(guò)程包括反轉(zhuǎn)和模糊化。第一成像傳感器和第二成像傳感器是從包括電荷耦合器件或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的組中選擇的。所述信號(hào)被連續(xù)獲取。過(guò)濾發(fā)生在第一分離信號(hào)通過(guò)具有掩模圖像的內(nèi)部過(guò)濾裝置時(shí)。


圖1示出了來(lái)自捕捉處理的圖像的各個(gè)階段的動(dòng)態(tài)范圍。
圖2示出了實(shí)現(xiàn)相機(jī)內(nèi)的可調(diào)中灰密度過(guò)濾器的系統(tǒng)的實(shí)施例。
圖3示出了實(shí)現(xiàn)相機(jī)內(nèi)的可調(diào)中灰密度過(guò)濾器的實(shí)施例的流程圖。
圖4示出了實(shí)現(xiàn)相機(jī)內(nèi)的可調(diào)中灰密度過(guò)濾器的系統(tǒng)的實(shí)施例。
圖5示出了實(shí)現(xiàn)相機(jī)內(nèi)的可調(diào)中灰密度過(guò)濾器的實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
描述了一種通過(guò)實(shí)現(xiàn)相機(jī)內(nèi)的可調(diào)中灰密度過(guò)濾器來(lái)擴(kuò)展?jié)u變中灰密度過(guò)濾器步驟的設(shè)備和方法?？烧{(diào)中灰密度過(guò)濾器通過(guò)透射式液晶顯示器(LCD)來(lái)實(shí)現(xiàn)。透射式LCD被控制以形成圖像的亮度掩模(luminancemask)、或逆向亮度變化(inverse luminance variation)分布。該亮度掩?？梢允褂酶鞣N方式來(lái)計(jì)算，所述方式類(lèi)似于用于處理階段的動(dòng)態(tài)壓縮的方法中的計(jì)算亮度掩模的方式。
通過(guò)此處公開(kāi)的方法，由成像傳感器捕捉的結(jié)果圖像是場(chǎng)景和掩模圖像之間的比值
傳感器-圖像=場(chǎng)景-圖像/掩模-圖像
掩模圖像"掩模-圖像"實(shí)現(xiàn)了可調(diào)中灰密度過(guò)濾器。它是通過(guò)對(duì)高斯模糊的結(jié)果進(jìn)行反轉(zhuǎn)，從估計(jì)出的"場(chǎng)景-圖像"計(jì)算出來(lái)的。標(biāo)準(zhǔn)高斯模糊的替代方案是使用諸如中值過(guò)濾器或雙邊過(guò)濾器之類(lèi)的邊緣保留模糊。另外，可以采用其他用于計(jì)算掩模圖像的方法。
圖2示出了實(shí)現(xiàn)相機(jī)內(nèi)的可調(diào)中灰密度過(guò)濾器的系統(tǒng)的實(shí)施例。場(chǎng)景
100由諸如相機(jī)或攝像放像機(jī)之類(lèi)的成像裝置200捕捉。場(chǎng)景100的第一信號(hào)202進(jìn)入相機(jī)200并通過(guò)透射式LCD 204。最初，透射式LCD 204是透明的，所以第一信號(hào)202不受影響地通過(guò)。第一信號(hào)202由諸如電荷耦合裝置(CCD)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)或其他成像傳感器裝置之類(lèi)的成像傳感器206捕捉。然后，第一信號(hào)202被處理從而使得其被修改成反信號(hào)(inverted signal) 212，也就意味著圖像的暗區(qū)域變亮，亮區(qū)域變暗。反信號(hào)212還被輕微地模糊化。反信號(hào)212是被發(fā)送到透射式LCD 204的掩模圖像208。在快門(mén)(未示出)被釋放前，通過(guò)被形成在成像傳感器206上的連續(xù)更新的圖像，掩模圖像208被形成在透射式LCD204上。在快門(mén)(未示出)被釋放后，透射式LCD 204反射掩模圖像208。然后，場(chǎng)景100再次被相機(jī)捕捉，從而使得第二信號(hào)210通過(guò)具有掩模圖像208的透射式LCD 204。第二信號(hào)210在通過(guò)透射式LCD 204上的掩模圖像208而被過(guò)濾后成為已過(guò)濾的信號(hào)210，。然后，成像傳感器206捕捉已過(guò)濾的信號(hào)210'。
圖3示出了實(shí)現(xiàn)相機(jī)內(nèi)的可調(diào)中灰密度過(guò)濾器的實(shí)施例的流程圖。在步驟300中，第一信號(hào)被從場(chǎng)景獲取。在步驟302中，第一信號(hào)通過(guò)透射式LCD并在成像傳感器上被接收。在步驟304中，第一信號(hào)被修改成掩模圖像。其中，所述修改包括反轉(zhuǎn)、模糊化和其他必要改變(如果有的話)。然后，在步驟306中，掩模圖像被形成在透射式LCD上。在步驟308中，第二信號(hào)被從場(chǎng)景獲取。在步驟310中，第二信號(hào)被過(guò)濾。其中，當(dāng)?shù)诙盘?hào)通過(guò)透射式LCD和掩模圖像時(shí)，所述過(guò)濾被執(zhí)行。在步
驟312中，已過(guò)濾的第二信號(hào)被在成像傳感器上捕捉。必要時(shí)重復(fù)獲取第
一信號(hào)的步驟以確定最佳掩模圖像，以便捕捉具有最佳的整體對(duì)比度和動(dòng)態(tài)范圍壓縮的圖像。
圖4示出了實(shí)現(xiàn)相機(jī)內(nèi)的可調(diào)中灰密度過(guò)濾器的系統(tǒng)的實(shí)施例。場(chǎng)景100由諸如相機(jī)或攝像放像機(jī)之類(lèi)的成像裝置400捕捉。場(chǎng)景100的信號(hào)410進(jìn)入相機(jī)400并被分離器402分離。信號(hào)410被連續(xù)獲取。分離器402將信號(hào)410分離成兩個(gè)分離信號(hào)410'和410"。第一分離信號(hào)410'指向透射式LCD 404。最初，透射式LCD 404是干凈的，因?yàn)槠渖蠜](méi)有掩模圖像形成。在非常短的時(shí)間段后，掩模圖像408在透射式LCD 404上形成。當(dāng)?shù)谝环蛛x信號(hào)410'通過(guò)具有掩模圖像408的透射式LCD 404時(shí)，它被過(guò)濾然后去往諸如CCD、 CMOS或其他成像傳感器之類(lèi)的第一成像傳感器406。第二分離信號(hào)410"指向第二成像傳感器416，其中，第二分離信號(hào)410"被修改，從而使得它被反轉(zhuǎn)和模糊化為反信號(hào)412。反信號(hào)412作為掩模圖像408被形成在透射式LCD 404上。由第二成像傳感器416產(chǎn)生的掩模圖像408是第一分離信號(hào)410，在其去往第一成像傳感器406的路上通過(guò)的掩模圖像408。在第一分離信號(hào)410'通過(guò)具有掩模圖像408的透射式LCD 404后，第一分離信號(hào)410'被過(guò)濾成作為被捕捉圖像的已過(guò)濾的信號(hào)414。通過(guò)第二成像傳感器416估計(jì)出的掩模圖像408的強(qiáng)度可以被實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，從而使得在第一成像傳感器406上形成的結(jié)果圖像具有最佳的整體對(duì)比度和動(dòng)態(tài)范圍壓縮。
圖5示出了實(shí)現(xiàn)相機(jī)內(nèi)的可調(diào)中灰密度過(guò)濾器的實(shí)施例的流程圖。在步驟500中，信號(hào)被從場(chǎng)景獲取。該信號(hào)被連續(xù)獲取。然后，在步驟502中，信號(hào)被分離成兩個(gè)分離信號(hào)，第一分離信號(hào)和第二分離信號(hào)。在步驟504中，第二分離信號(hào)被在第二成像傳感器處接收。在步驟506中，第二分離信號(hào)被修改成掩模圖像。在步驟508中，掩模圖像被形成在透射式LCD上。然后，第一分離信號(hào)被使用具有掩模圖像的透射式LCD過(guò)濾。在步驟510中，已過(guò)濾的第一分離信號(hào)被在第一成像傳感器上捕捉。被捕捉的第一分離信號(hào)是具有希望的對(duì)比度和動(dòng)態(tài)范圍壓縮的圖像。為了利用相機(jī)內(nèi)的可調(diào)中灰密度過(guò)濾器，用戶通常使用實(shí)現(xiàn)該過(guò)濾器的成像裝置，同時(shí)他可能使用任何其他成像裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，第一圖像被獲取以用作掩模，且第二圖像隨后被使用掩模過(guò)濾。第一圖像信號(hào)通過(guò)透射式LCD而不經(jīng)歷任何過(guò)濾，因?yàn)樯胁淮嬖谘谀?。第一圖像信號(hào)被成像傳感器接收并隨后被處理成掩模圖像。掩模圖像是通過(guò)對(duì)第一圖像信號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)并對(duì)該圖像進(jìn)行輕微的模糊化形成的，其中，所述反轉(zhuǎn)通過(guò)將第一圖像信號(hào)的暗區(qū)域修改成亮區(qū)域，將第一圖像信號(hào)的亮區(qū)域修改成暗區(qū)域來(lái)完成。多個(gè)信號(hào)可以被獲取并被用作掩模，以確定最佳掩模配
置。然后，掩模圖像被形成在透射式LCD上，從而當(dāng)?shù)诙D像信號(hào)被獲取時(shí)，它通過(guò)具有掩模的透射式LCD。這使得被捕捉圖像具有高動(dòng)態(tài)范圍壓縮。
在一個(gè)實(shí)施例中，成像裝置利用了兩個(gè)成像傳感器。然而，只有一個(gè)信號(hào)需要被獲取。當(dāng)快門(mén)被打開(kāi)時(shí)，信號(hào)被連續(xù)接收。信號(hào)被分離成兩個(gè)分離信號(hào)，第一分離信號(hào)和第二分離信號(hào)。第二分離信號(hào)被第二傳感器接收并通過(guò)反轉(zhuǎn)和模糊化被修改。修改后的信號(hào)被用作掩模圖像并被形成在透射式LCD上。然后，第一分離信號(hào)通過(guò)具有由第二分離信號(hào)形成的掩模圖像的透射式LCD并且被過(guò)濾。然后，已過(guò)濾的第一分離信號(hào)在第一傳感器上被捕捉。已過(guò)濾的第一分離信號(hào)是具有壓縮的動(dòng)態(tài)范圍的圖像。
在操作時(shí)，實(shí)現(xiàn)相機(jī)內(nèi)的可調(diào)中灰密度過(guò)濾器的成像裝置與不實(shí)現(xiàn)該過(guò)濾器的成像裝置看起來(lái)相同或十分相似。然而，具有某種形式的中灰密度過(guò)濾器的多數(shù)相機(jī)需要另外的外部附件，如手動(dòng)連接的額外鏡頭。具有內(nèi)部中灰密度過(guò)濾器的現(xiàn)有相機(jī)利用了多個(gè)在被選擇時(shí)在裝置內(nèi)移動(dòng)的鏡頭。不同于現(xiàn)有裝置，此處描述的系統(tǒng)不需要多個(gè)物理過(guò)濾器，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)具有掩模圖像的內(nèi)部透射式LCD被使用。另外，現(xiàn)有裝置不包括從已獲取的圖像中獲取掩模圖像然后將它用作過(guò)濾器的一部分的方法，而此處描述的本發(fā)明包括這樣的方法。不同于所描述的發(fā)明，現(xiàn)有裝置也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)其中掩模圖像被從單一圖像生成以用來(lái)過(guò)濾另一個(gè)分離信號(hào)的分離器和多個(gè)傳感器。另外，過(guò)去的過(guò)濾器具有預(yù)定的掩模，而此處描述的過(guò)濾器不限于預(yù)定的掩模。上述成像裝置可以是相機(jī)、攝像機(jī)、攝像放像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩電話和PDA、以及任何其他將從上述方法中受益的裝置。
該系統(tǒng)可以大大改善高動(dòng)態(tài)范圍(高對(duì)比度)場(chǎng)景中的被捕捉圖像的質(zhì)量，并且在一般的視頻/靜態(tài)相機(jī)和其他成像裝置中也有應(yīng)用。監(jiān)視攝像機(jī)在背景光照明(高對(duì)比度場(chǎng)景)的環(huán)境下或者當(dāng)被置于其他類(lèi)型的高動(dòng)態(tài)范圍的場(chǎng)景中時(shí)可以從所述系統(tǒng)中受益。
已結(jié)合細(xì)節(jié)通過(guò)具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，以幫助理解本發(fā)明的構(gòu)造和操作的原理。此處對(duì)具體實(shí)施例及其細(xì)節(jié)的這種引用不用于將所附權(quán)利要求的范圍限制在這里。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，可以對(duì)所選的用于說(shuō)明的實(shí)施例做出其他各種修改，只要它們不脫離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1. 一種用于獲取場(chǎng)景的一個(gè)或多個(gè)圖像信號(hào)的設(shè)備，包括a. 成像傳感器，用于捕捉所述一個(gè)或多個(gè)圖像信號(hào)；以及b. 內(nèi)部過(guò)濾裝置，被耦合以從所述成像傳感器接收掩模圖像，其中，所述掩模圖像是從所述一個(gè)或多個(gè)圖像信號(hào)形成的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述內(nèi)部過(guò)濾裝置包括透射式 液晶顯示器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備是從包括相機(jī)、攝像機(jī)、攝像放像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩電話和PDA的組中選擇的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述成像傳感器是從包括電荷 耦合器件和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的組中選擇的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述掩模圖像是通過(guò)對(duì)所述一 個(gè)或多個(gè)信號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)和模糊化形成的。
6. —種用于獲取場(chǎng)景的信號(hào)的設(shè)備，包括a. 分離器，用于將信號(hào)分離成第一分離信號(hào)和第二分離信號(hào)；b. 第一成像傳感器，用于捕捉所述第一分離信號(hào)；c. 第二成像傳感器，用于接收所述第二分離信號(hào)并生成掩模圖像；以及d. 內(nèi)部過(guò)濾裝置，用于接收所述掩模圖像并對(duì)所述第一分離信號(hào)進(jìn)行 過(guò)濾。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述內(nèi)部過(guò)濾裝置包括透射式 液晶顯示器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備是從包括相機(jī)、攝像 機(jī)、攝像放像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩電話和PDA的組中選擇的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述第一成像傳感器和所述第 二成像傳感器是從包括電荷耦合器件和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的組中選擇 的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述掩模圖像是通過(guò)對(duì)所述第二分離信號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)和模糊化形成的。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述信號(hào)被連續(xù)獲取。
12. —種方法，包括a. 從第一信號(hào)生成掩模圖像；b. 在內(nèi)部過(guò)濾裝置上形成所述掩模圖像；以及C.通過(guò)使第二信號(hào)通過(guò)顯示所述掩模圖像的所述內(nèi)部過(guò)濾裝置來(lái)使用 所述掩模圖像對(duì)所述第二信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述內(nèi)部過(guò)濾裝置包括透射 式液晶顯示器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述生成和過(guò)濾發(fā)生在成像 裝置內(nèi)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述成像裝置是從包括相 機(jī)、攝像機(jī)、攝像放像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩電話和PDA的組中選擇的。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括從場(chǎng)景獲取所述第一信號(hào)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在成像傳感器上接收所述第一信號(hào)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括從場(chǎng)景獲取所述第二信號(hào)
19. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在成像傳感器上捕捉已過(guò)濾的第二信號(hào)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，生成所述掩模圖像的步驟包 括對(duì)所述第一信號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)和模糊化。
21. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第一信號(hào)和所述第二信 號(hào)在不同時(shí)刻被獲取。
22. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第一信號(hào)和所述第二信 號(hào)被連續(xù)獲取。
23. —種方法，包括 a.從場(chǎng)景獲取第一信號(hào)；b. 在成像傳感器上接收所述第一信號(hào)；c. 將所述第一信號(hào)修改成掩模圖像；d. 在內(nèi)部過(guò)濾裝置上形成所述掩模圖像；e. 從所述場(chǎng)景獲取第二信號(hào)；f. 過(guò)濾所述第二信號(hào)；以及g. 在所述成像傳感器上捕捉已過(guò)濾的第二信號(hào)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述內(nèi)部過(guò)濾裝置包括透射 式液晶顯示器。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述方法發(fā)生在成像裝置內(nèi)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述成像裝置是從包括相 機(jī)、攝像機(jī)、攝像放像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩電話和PDA的組中選擇的。
27. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述修改包括反轉(zhuǎn)和模糊化。
28. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述成像傳感器是從包括電 荷耦合器件或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的組中選擇的。
29. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述第一信號(hào)和所述第二信 號(hào)在不同時(shí)刻被獲取。
30. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述第一信號(hào)和所述第二信 號(hào)被連續(xù)獲取。
31. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述過(guò)濾發(fā)生在所述第二信 號(hào)通過(guò)具有所述掩模圖像的所述內(nèi)部過(guò)濾裝置時(shí)。
32. —種方法，包括a. 從場(chǎng)景獲取信號(hào)；b. 將所述信號(hào)分離成第一分離信號(hào)和第二分離信號(hào)；c. 在第二成像傳感器處接收所述第二分離信號(hào)；d. 將所述第二分離信號(hào)修改成掩模圖像；e. 在內(nèi)部過(guò)濾裝置上形成所述掩模圖像；f. 過(guò)濾所述第一分離信號(hào)；以及g.在第一成像傳感器上捕捉已過(guò)濾的第一分離信號(hào)。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述內(nèi)部過(guò)濾裝置包括透射式液晶顯示器。
34. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述方法發(fā)生在成像裝置內(nèi)。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述成像裝置是從包括相機(jī)、攝像機(jī)、攝像放像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、蜂窩電話和PDA的組中選擇的。
36. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述修改包括反轉(zhuǎn)和模糊化。
37. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述第一成像傳感器和所述第二成像傳感器是從包括電荷耦合器件或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的組中選擇的。
38. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述信號(hào)被連續(xù)獲取。
39. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述過(guò)濾發(fā)生在所述第一分離信號(hào)通過(guò)具有所述掩模圖像的所述內(nèi)部過(guò)濾裝置時(shí)。
全文摘要
描述了一種通過(guò)實(shí)現(xiàn)相機(jī)內(nèi)的可調(diào)中灰密度過(guò)濾器來(lái)擴(kuò)展?jié)u變中灰密度過(guò)濾器步驟的設(shè)備和方法?？烧{(diào)中灰密度過(guò)濾器通過(guò)透射式LCD來(lái)實(shí)現(xiàn)。透射式LCD被控制以形成掩模圖像。該掩模圖像可以使用已獲取的信號(hào)來(lái)計(jì)算，其中，該已獲取的信號(hào)隨后被反轉(zhuǎn)和模糊化。在一個(gè)實(shí)施例中，采用分離器和附加的傳感器來(lái)獲取分離信號(hào)然后修改分離信號(hào)以用作掩模圖像。另一個(gè)分離信號(hào)通過(guò)掩模圖像和透射式LCD來(lái)過(guò)濾。最后，具有高動(dòng)態(tài)范圍壓縮的圖像被捕捉。
文檔編號(hào)H04N5/235GK101502098SQ200780013434
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2007年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者弗洛瑞娜·瑟瑞亞 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社;索尼電子有限公司