CN103491293A - 使用次要相机的快门释放 - Google Patents

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Abstract

本申请案涉及一种使用次要相机的快门释放。一种捕获图像方法包含激活第一图像传感器及用第二图像传感器捕获图像序列。做出与由所述第二图像传感器捕获的所述图像序列是否包含快门手势有关的确定。如果由所述第二图像传感器捕获的所述图像序列中包含快门手势，那么所述第一图像传感器捕获目标图像作为响应。

Description

使用次要相机的快门释放
技术领域
本发明大体上涉及光学器件，且特定来说(但不限于)，涉及数字成像。
背景技术
在许多摄影情境中，使相机尽可能地保持静止是有利的。如果无三脚架或其它支撑件，那么摄影师的自身移动会损及相片的图像质量。即使是按压物理按钮或软件产生的虚拟按钮(例如在触摸屏接口上)，也会使相机足够移动以负面影响相片。此问题可被称为手抖动或相机抖动。相机抖动会成为专用相机及具有机载相机的移动装置(例如平板计算机及智能电话)的问题。
图1说明移动装置103，其具有图像捕获按钮155以使用移动装置103的背侧上的数字图像传感器(图中未展示)来开始对情景125的图像捕获。在图1中，移动装置103的背侧上的数字图像传感器被激活且传输其视域作为移动装置的显示器上的情景125。移动装置103内的电路将图像捕获按钮150显示为供用户使用的虚拟按钮以替代物理按钮或开关(例如图像捕获按钮155)。用户可按压图像捕获按钮150以开始对情景125的图像捕获。不管用户使用图像捕获按钮150还是图像捕获按钮155来开始图像捕获，由按压图像捕获按钮引起的用户触摸均会略微移动相机，此可导致所捕获图像中的不想要的效应(例如模糊)。
已提出及销售解决此问题的许多解决方案。在一个解决方案中，通过将图像捕获延迟到用户按压图像捕获按钮150或155造成的初始影响之后而缓和由用户按压图像捕获按钮引起的相机抖动。然而，延迟图像捕获会导致用户错过期望情景或主体的拍摄，尤其在动态摄影中。相机抖动问题的另一解决方案为使分离装置(例如远程控制)将无线/远程快门信号发送到相机。所述远程快门信号允许相机开始图像捕获且不受物理影响。此解决方案的缺陷在于：远程控制的额外硬件使费用增加、不便于同时一起控制两个装置以及无法从用户的手中取出相机。
一些装置用抗抖动算法来缓和相机抖动问题，所述抗抖动算法计算两个或两个以上连续帧之间的运动估测且补偿所述帧之间的运动。此解决方案的一个缺点为需要缓冲器来存储补偿帧间的运动所需的帧。此解决方案的另一缺点为处理中会用到的额外处理资源及对应电力。此解决方案的一个最后的潜在缺点在于：如果帧之间的运动被错误估测，那么由抗抖动算法产生的图像的图像质量会降级。由于常规解决方案的缺陷，所以具有以下解决方案可为有利的，所述解决方案不利用图像捕获时间延迟、不包含大量的额外硬件且无需密集型处理及大量的电力资源。
发明内容
本发明的一个实施例涉及一种捕获图像的方法，所述方法包括：激活第一图像传感器；用第二图像传感器来捕获图像序列；确定用所述第二图像传感器捕获的所述图像序列是否包含来自用户的快门手势；以及响应于由所述第二图像传感器捕获的所述图像序列包含来自所述用户的所述快门手势的确定，用所述第一图像传感器来捕获目标图像。
本发明的另一实施例涉及一种非暂时性机器可存取存储媒体，其提供在由机器执行时将导致所述机器执行包括以下各者的操作的指令：激活第一图像传感器；用第二图像传感器来捕获图像序列；确定用所述第二图像传感器捕获的所述图像序列是否包含来自用户的快门手势；以及响应于用所述第二图像传感器捕获的所述图像序列包含来自所述用户的所述快门手势的确定，用所述第一图像传感器来捕获目标图像。
本发明的另一实施例涉及一种成像系统，其包括：第一图像传感器；第二图像传感器；以及控制电路，其经耦合以将快门信号传输到所述第一图像传感器且经耦合以从所述第二图像传感器接收图像数据，其中所述控制电路包含非暂时性机器可存取存储媒体，所述非暂时性机器可存取存储媒体提供在由所述成像系统执行时将导致所述成像系统执行包括以下各者的操作的指令：用所述第二图像传感器来捕获图像序列；确定用所述第二图像传感器捕获的所述图像序列是否包含来自用户的图像捕获图案；在用所述第二图像传感器捕获的所述图像序列中包含所述图像捕获图案时将所述快门信号从所述控制电路发送到所述第一图像传感器；以及响应于从所述控制电路接收到所述快门信号，用所述第一图像传感器来捕获目标图像。
附图说明
参考附图来描述本发明的非限制性及非穷举性实施例，其中如果无另外说明，那么相同元件符号始终指代各视图中的相同部件。
图1说明用户经由图像捕获按钮而与移动装置互动以使所述移动装置的相机开始图像捕获。
图2说明根据本发明的教示的用户在移动装置的运动感测图像传感器的视域内作手势以使用所述移动装置的主要图像传感器来开始图像捕获。
图3说明根据本发明的教示的示范性运动感测图像传感器的区段的3×3矩阵及对应快门向量。
图4为根据本发明的教示的说明示范性图像传感器系统(其包含示范性运动感测图像传感器及主要图像传感器)的框图。
图5为根据本发明的教示的说明图像捕获(其包含使来自用户的快门手势成像)的示范性开始过程的流程图。
具体实施方式
本文中描述一种系统及方法的实例，所述系统及方法使用来自第二图像传感器的一个图像或若干图像来开始第一图像传感器的图像捕获。在以下描述中，阐述许多特定细节以提供对所述实例的完全理解。然而，所属领域的技术人员将认识到，可在无需所述特定细节中的一者或一者以上的情况下实践本文中所述的技术，或可用其它方法、组件、材料等等来实践本文中所述的技术。在其它情况中，未详细展示或描述熟知结构、材料或操作以避免使某些方面不清楚。
在整个说明书中，提到“一个实例”或“一实例”是意谓结合所述实例而描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实例中。因此，在整个说明书中，出现在各种位置中的词组“在一个实例中”或“在一实例中”未必都是指相同实例。此外，特定特征、结构或特性可按任何适合方式组合在一个或一个以上实例中。在本发明中，应了解术语“快门”可意指电子快门(例如电子像素的卷帘或全局快门)、机械快门或一起用以捕获图像光的电子快门与机械快门两者。
图2说明根据本发明的教示的用户持有移动装置203。移动装置203包含运动感测图像传感器205及主要图像传感器250。如上所论述，常规图像捕获包含推动物理按钮/开关或按压通过具有触摸屏的显示器而呈现给用户的虚拟按钮。当然，常规方法包含触摸相机，这可能会产生负面影响正捕获的图像的相机抖动问题。
在图2中，用户持有移动装置203以使用主要图像传感器250来捕获情景225的图像。用户可用信号传输图像捕获图案以开始图像捕获，而不是物理接触移动装置203以使用主要图像传感器250来开始图像捕获。在一个实例中，运动感测图像传感器205捕获图像序列(两个或两个以上图像)以确定用户是否正在传达快门手势275以开始图像捕获。如果所述图像序列含有快门手势275，那么主要图像传感器250便捕获图像。在一个实例中，图像捕获图案可为手势信号，例如在运动感测图像传感器205的视域内竖起特定数目的手指。
许多移动装置(例如平板计算机及智能电话)含有适合于拍照的高分辨率(例如800万像素)的背面相机。许多移动装置也具有正面相机，其有时会具有比背面相机低的像素分辨率(例如130万像素)。正面相机通常被安装成面向与背面相机相反的方向及与移动装置的显示器(例如液晶显示器或有源矩阵有机发光二极管)相同的方向以实现视频电话会议或类似应用。然而，本发明不受限于仅含有两个图像传感器的装置，也不受限于具有大体上面向相反方向的两个图像传感器的装置。
在图2的所说明实例中，可有利的是，使主要图像传感器250为较高分辨率的背面图像传感器且使运动感测图像传感器205为较低分辨率的图像传感器。使较低分辨率的图像传感器作为使图像捕获图案(例如快门手势275)成像的图像传感器可节省电力，且较高分辨率的图像传感器可未必有效地感测到用户的快门手势。另外，可有利的是，使运动感测图像传感器205位于与移动装置203的显示器相同的所述移动装置的侧上，因此，所述显示器可将主要图像传感器250的视域内的情景225呈现给用户。
图3说明根据本发明的教示的示范性运动感测图像传感器的区段的3×3矩阵及对应快门向量。在所说明实例中，运动感测图像传感器305包含九个区段或分区且所述九个区段布置成3×3矩阵。然而，运动感测图像传感器305可包含布置成2×2矩阵、4×4矩阵或甚至更大矩阵的区段。另外，所述区段可布置成2×3矩阵或其它。此外，可通过控制运动感测图像传感器305的固件而重新布置或重新配置所述区段的布置。应了解，所述区段可仅为运动感测图像传感器305中的像素的固件分割区且在运动感测图像传感器305不发生物理改动的情况下可在固件中重新配置所述区段。运动感测图像传感器305可包含红色、绿色及蓝色滤光器以产生彩色图像，或运动感测图像传感器305可产生灰阶图像。
图3还包含与3×3矩阵对应的快门向量310，所述3×3矩阵与运动感测图像传感器305对应。应了解，运动感测图像传感器305可为运动感测图像传感器205的实例。当运动感测图像传感器305捕获图像序列以供针对快门手势(例如快门手势275)来进行分析时，可根据快门向量310来分析所述序列。例如，如果所述图像序列包含三个图像且所述图像展示用户的手在第一图像中位于区段4、在第二图像中位于区段5且在第三图像中位于区段6，那么用户的手已用手势示意匹配向量456。类似地，如果用户的手在第一图像中位于区段1、在第二图像中位于区段5且在第三图像中位于区段9，那么用户的手已用手势示意匹配向量159。
在一个实例中，用户可将快门手势编程到移动装置203中。例如，右撇子用户可希望快门手势为向量357，而左撇子用户可希望快门手势为向量159。另外，不同手势可指示不同快门命令。例如，一个手势可产生用主要图像传感器250来捕获单一图像的快门信号，而不同手势可产生捕获一组图像(例如预定时段内的五个图像)的一系列快门信号。在一个实例中，一个快门信号导致主要图像传感器250捕获多个图像。在一个实例中，快门手势可产生包含对应曝光时段的快门信号。在一个实例中，第一快门手势或图像捕获图案产生与10毫秒像素曝光时间对应的快门信号，且第二快门手势或图像捕获图案与100毫秒像素曝光时间对应。
应了解，图3中的所说明实例仅为手势可如何使相机开始图像捕获的实例。其它实例也可行，其包含用手势示意字母“Z”(向量1235789)、字母“N”(向量7415963)或其它。另外，运动感测图像传感器305可使物体或用户的身体区(例如眼睛或手)成像且将一个图像或若干图像传送到控制逻辑以确定快门手势或图像捕获图案是否呈现在所述图像或若干图像中。如上文简要论述，可使用图像捕获图案(例如手势信号，例如“翘起拇指”或“和平手势”)来开始图像捕获且运动感测图像传感器205可仅需捕获一个图像(与图像序列相反)以用主要图像传感器250来开始图像捕获。
图4说明根据本发明的教示的示范性图像传感器系统400，其包含运动感测图像传感器205及主要图像传感器250。在所说明实例中，运动感测图像传感器205包含运动感测控制电路420且运动感测控制电路420经耦合以将快门信号445传输到主要图像传感器250。所说明的运动感测图像传感器205还包含像素阵列413及读出电路410，但其它配置也可行。
像素阵列413为图像传感器或像素(例如像素P1、P2、...、Pn)的二维阵列。在一个实例中，各像素为互补金属氧化物半导体(“CMOS”)图像传感器。在一个实例中，像素阵列413包含色彩滤光器阵列，其包含红色、绿色及蓝色滤光器的彩色图案(例如拜耳图案或马赛克)。所述色彩滤光器阵列可安置于像素阵列413上。如图所说明，各像素被配置成一行(例如，行R1到Ry)及一列(例如列C1到列Cx)以采集某个人、位置或物体的图像数据，接着，可使用所述图像数据来显现所述人、位置或物体的二维图像。
在各像素已采集其图像数据或图像电荷之后，由读出电路410读出所述图像数据。读出电路410可包含放大电路、模/数转换器(“ADC”)转换电路或其它。在一个实例中，读出电路410可沿读出列线一次读出一行图像数据(图中已说明)或可使用各种其它技术来读出图像数据(图中未说明)，例如列/行读出、串行读出，或同时完全并行读出所有像素。
在图4中，读出电路410耦合到运动感测控制电路420。运动感测控制电路420耦合到像素阵列413以控制像素阵列413的操作特性。例如，运动感测控制电路420可产生用于控制图像或视频采集的一个快门信号或若干快门信号。在一个实例中，所述快门信号为全局快门信号，其用于同时使像素阵列413内的全部选定像素能够在单一采集窗期间同时捕获其相应图像数据。在一个实例中，所述快门信号为卷帘快门信号，借此在连续采集窗期间相继获取各行、各列或各群组的像素。
运动感测控制电路420可不同于在正常图像采集或成像模式期间控制像素阵列413的常规控制电路(图中未展示)。例如，运动感测控制电路420可包含以下电路：其经配置以产生仅用于像素阵列413中的一部分像素的快门信号，而非产生用于像素阵列413中的全部或几乎全部像素的快门信号(如在常规图像采集模式中)。产生仅用于像素阵列413中的一部分像素的快门信号可节省电力且可实现具有高帧速率的图像采集。实现具有更高帧速率的图像采集也可有利地使辨识由运动感测图像传感器205成像的用户手势与由主要图像传感器250开始图像捕获之间的延迟最小化。应了解，运动感测控制电路420可与常规控制电路(图中未展示)共享一些电组件。
在一个实例中，运动感测控制电路420产生仅用于像素阵列413中的一部分像素的快门信号，且接着控制读出电路410以仅读出已接收到快门信号的像素。仅读出像素阵列413中的一部分像素可节省时间且允许更大帧速率(例如大于每秒30个帧)。在一个实例中，仅从像素阵列413中读出列或行的一部分。仅读出像素的一部分为节省电力的一种潜在方式。
运动感测控制电路420可包含用于存储图像及指令的存储器以及用于执行指令的处理器。所述处理器及存储器可与运动感测图像传感器205的常规控制电路一起共享。运动感测控制电路420内的处理器或其它逻辑能够分析从读取电路接收的图像数据且分析图像数据并确定快门手势或图像捕获图案是否存在于所述图像数据中。如果快门手势或图像捕获图案存在于所述图像数据中，那么所述处理器或其它控制逻辑可将快门信号445传输到主要图像传感器250。快门信号445可为模拟信号或数字信号，其包含专用于捕获目标图像的数据(例如曝光时间)。
图5为根据本发明的教示的流程图，其说明包含使来自用户的快门手势成像的图像捕获的示范性开始过程。过程500中的一些或全部过程框的出现顺序不应被视为具限制性。相反，受益于本发明的一般技术者应了解，可依图中未说明的各种顺序或甚至并行地执行一些过程框。
在过程框505中，激活第一图像传感器(例如主要图像传感器250)。在过程框510中，用第二图像传感器(例如运动感测图像传感器205)来捕获图像序列(至少两个图像)。可以与所述第二图像传感器的常规图像捕获模式不同的运动感测模式捕获所述图像序列。所述运动感测模式可为超低电力模式，其利用与用以捕获图像的常规电路不同或部分不同的运动感测控制电路(例如运动感测控制电路420)。在过程框515中，分析由所述第二图像传感器捕获的所述图像序列以确定所述图像序列中是否包含快门手势。处理器或其它逻辑(例如FPGA)确定所述图像序列中是否包含快门手势。在一个实例中，运动感测控制电路420中包含所述处理器或其它逻辑。在一个实例中，处理器针对图像捕获图案而分析由所述第二图像传感器捕获的一个图像。
在过程框520中，响应于确定图像序列包含来自用户的快门手势而用第一图像传感器来捕获目标图像。在示范性图像传感器系统400中，运动感测控制电路420可确定快门手势包含于图像序列中且将快门信号445传输到主要图像传感器250。接着，主要图像传感器250在其接收到快门信号445时捕获目标图像。快门信号445可控制或包含第一图像传感器的曝光时间以捕获所述目标图像，且所述曝光时间可基于来自所述用户的图像捕获图案的类别而变动。例如，一些快门手势或图像捕获图案(例如手势信号)可导致主要图像传感器250用不同的曝光时间来捕获图像。
在过程框525中，如果第一图像传感器仍被激活使得第二图像传感器可保持捕获图像以用来分析快门手势，那么过程500返回到过程框510。如果第一图像传感器已不被激活(例如，用户已退出照相模式或已进入另一应用)，那么第二图像传感器被停用(过程框530)且其不再捕获图像以用来分析快门手势。
从计算机软件及硬件的角度描述了以上所解释的过程。所述技术可构成机器可执行指令，其体现于有形或非暂时性机器(例如计算机)可读存储媒体内且在被机器执行时将导致所述机器执行所述操作。另外，所述过程可体现于硬件(例如专用集成电路(“ASIC”)或其它)内。
有形非暂时性机器可读存储媒体包含任何机构，其提供(即，存储)可由机器(例如计算机、网络装置、个人数字助理、制造工具、具有一组一个或一个以上处理器的任何装置等等)存取的呈某一种形式的信息。例如，机器可读存储媒体包含可记录/不可记录媒体(例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储媒体、光存储媒体、快闪存储器装置等等)。
本发明的所说明实例的以上描述(其包含摘要中的描述内容)非意欲具穷举性或使本发明受限于所揭示的精确形式。如所属领域的技术人员所认识到，虽然本文中为了说明而描述本发明的特定实施例及实例，但可在本发明的范围内进行各种修改。
鉴于以上详细描述而对本发明做出这些修改。以下权利要求书中所使用的术语不应被理解为使本发明受限于本说明书中所揭示的特定实施例。相反，本发明的范围将完全取决于以下权利要求书，所述权利要求书将根据权利要求解释的已确立原则来理解。

Claims (24)

1.一种捕获图像的方法，所述方法包括：
激活第一图像传感器；
用第二图像传感器来捕获图像序列；
确定用所述第二图像传感器捕获的所述图像序列是否包含来自用户的快门手势；以及
响应于确定由所述第二图像传感器捕获的所述图像序列包含来自所述用户的所述快门手势，用所述第一图像传感器来捕获目标图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其中用所述第二图像传感器来捕获所述图像序列是由与所述第二图像传感器的常规图像捕获模式不同的运动感测模式促成。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述运动感测模式包含从所述第二图像传感器的不同区段采集像素数据以形成所述图像序列中的各图像，且其中确定用所述第二图像传感器捕获的所述图像序列是否包含所述快门手势包含针对与所述区段相关的用户启始的移动而分析所述图像序列。
4.根据权利要求3所述的方法，其中仅使用所述区段的各者中的可用像素的一部分来形成所述图像序列中的所述图像的各者。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述区段布置成3×3矩阵。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述运动感测模式包含以大于每秒30个帧的帧速率捕获所述图像序列。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二图像传感器被包含在移动装置上的正面图像传感器中，所述正面图像传感器面向与所述第一图像传感器面向的第二方向大致相反的第一方向。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一图像传感器具有比所述第二图像传感器高的像素分辨率。
9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在激活所述第一图像传感器之后将所述第一图像传感器的视域显示给所述用户。
10.根据权利要求1所述的方法，其中用所述第一图像传感器来捕获所述目标图像是对所述第一图像传感器从所述第二图像传感器的运动感测控制电路接收到快门信号作出的响应，且其中所述运动感测控制电路确定所述图像序列是否包含所述快门手势。
11.一种非暂时性机器可存取存储媒体，其提供在由机器执行时将导致所述机器执行包括以下各者的操作的指令：
激活第一图像传感器；
用第二图像传感器来捕获图像序列；
确定用所述第二图像传感器捕获的所述图像序列是否包含来自用户的快门手势；以及
响应于确定用所述第二图像传感器捕获的所述图像序列包含来自所述用户的所述快门手势，用所述第一图像传感器来捕获目标图像。
12.根据权利要求11所述的非暂时性机器可存取存储媒体，其中用所述第二图像传感器来捕获所述图像序列是由与所述第二图像传感器的常规图像捕获模式不同的运动感测模式促成。
13.根据权利要求12所述的非暂时性机器可存取存储媒体，其中所述运动感测模式包含从所述第二图像传感器的不同区段采集像素数据以形成所述图像序列中的各图像，且其中确定用所述第二图像传感器捕获的所述图像序列是否包含所述快门手势包含针对与所述区段相关的用户启始的移动而分析所述图像序列。
14.根据权利要求13所述的非暂时性机器可存取存储媒体，其中仅使用所述区段的各者中的可用像素的一部分来形成所述图像序列中的所述图像的各者。
15.根据权利要求13所述的非暂时性机器可存取存储媒体，其中所述运动感测模式包含以大于每秒30个帧的帧速率捕获所述图像序列。
16.根据权利要求11所述的非暂时性机器可存取存储媒体，其中所述第二图像传感器被包含在移动装置上的正面图像传感器中，所述正面图像传感器面向与所述第一图像传感器面向的第二方向大致相反的第一方向。
17.根据权利要求11所述的非暂时性机器可存取存储媒体，其中用所述第一图像传感器来捕获所述目标图像是对所述第一图像传感器从所述第二图像传感器的运动感测控制电路接收到快门信号作出的响应，且其中所述运动感测控制电路确定所述图像序列是否包含所述快门手势。
18.一种成像系统，其包括：
第一图像传感器；
第二图像传感器；以及
控制电路，其经耦合以将快门信号传输到所述第一图像传感器且经耦合以从所述第二图像传感器接收图像数据，其中所述控制电路包含非暂时性机器可存取存储媒体，所述非暂时性机器可存取存储媒体提供在由所述成像系统执行时将导致所述成像系统执行包括以下各者的操作的指令：
用所述第二图像传感器来捕获图像序列；
确定用所述第二图像传感器捕获的所述图像序列是否包含来自用户的图像捕获图案；
在用所述第二图像传感器捕获的所述图像序列中包含所述图像捕获图案时，将所述快门信号从所述控制电路发送到所述第一图像传感器；以及
响应于从所述控制电路接收到所述快门信号，用所述第一图像传感器来捕获目标图像。
19.根据权利要求18所述的成像系统，其中捕获所述图像序列包含从所述第二图像传感器的不同区段采集像素数据以产生所述图像序列中的各图像，且其中确定用所述第二图像传感器捕获的所述图像序列是否包含所述图像捕获图案包含针对与所述区段相关的用户启始的移动而分析所述图像序列。
20.根据权利要求19所述的成像系统，其中仅使用所述区段的各者中的可用像素的一部分来产生所述图像序列中的所述图像的各者。
21.根据权利要求18所述的成像系统，其中所述第二图像传感器为移动装置上的正面图像传感器，所述正面图像传感器面向与所述第一图像传感器面向的第二方向大致相反的第一方向。
22.根据权利要求18所述的成像系统，其中所述图像捕获图案为由所述用户的手形成的手符号，且其中可用所述图像序列中的一个图像来确定所述图像捕获图案。
23.根据权利要求18所述的成像系统，其中所述快门信号控制所述第一图像传感器的曝光时间以捕获所述目标图像，且所述曝光时间基于所述图像捕获图案的类别而变动。
24.根据权利要求18所述的成像系统，其包含存储于所述非暂时性机器可存取存储媒体中的另外指令，所述指令在由所述成像系统执行时将导致所述成像系统执行包括以下各者的操作：
响应于从所述控制电路接收到所述快门信号，用所述第一图像传感器来捕获第二目标图像。
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