CN105981364A - 成像设备、成像方法和成像系统 - Google Patents

成像设备、成像方法和成像系统 Download PDF

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    • H04N25/134—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements

Abstract

一种成像设备包括：颜色用成像元件、在成像元件的成像表面上形成图像光的图像的透镜、将由成像元件输出的每种颜色的模拟信号转换成数字信号以生成原始数据的A/D转换器、生成存储由A/D转换器生成的原始数据的IP包的传送处理器、以及通过网络将所生成的IP包传送给能够对原始数据执行显影处理的服务器的网络接口。

Description

成像设备、成像方法和成像系统
技术领域
本技术涉及一种成像设备、成像方法和成像系统，利用成像元件通过所述成像设备、成像方法和成像系统可以对物体进行成像。
背景技术
近年来，用于商业用途的照相机的像素数量和帧速率得到增加。因此，照相机的控制器的负载越来越大。
为了减少照相机的控制器的负载并最小化照相机，提出了下面的系统。具体地，在该系统中，由经由光缆连接至照相机的显影单元执行诸如RGB转换、颜色失真矫正、图像调整、相对由照相机的成像元件生成的原始数据进行的伽玛校正的处理(例如，参见专利文献1)。
专利文献1：日本专利申请特许公开No.2011-216948。
发明内容
待由本发明解决的问题
本技术的目的在于提供一种成像设备、成像方法和成像系统，通过该成像系统可以减少控制器上的负载，并可以实现尺寸的缩小和功率的降低。这是将提供的目的。
用于解决该问题的设备
为了解决上述问题，根据本技术的成像设备包括：颜色用成像元件；将由所述成像元件输出的每种颜色的模拟信号转换成数字信号以生成原始数据的A/D转换器；生成存储由所述A/D转换器生成的所述原始数据的IP包的传送处理器；以及通过网络将生成的所述IP包传送至能够对所述原始数据执行显影处理的服务器的网络接口。
成像设备还可以包括缓冲由A/D转换器生成的原始数据的缓冲器。
成像设备还可以包括：忙碌信息获取单元，用于获取从所述服务器传送的指示所述服务器的忙碌状态的忙碌信息；以及控制器，用于基于检测到的忙碌信息来改变所述缓冲器的输出速率。根据本技术的成像方法是包括下述操作的方法：通过A/D转换器将由颜色用成像元件输出的每种颜色的模拟信号转换成数字信号，以生成原始数据；通过传送处理器生成存储所述生成的原始数据的IP包；以及通过网络接口通过网络将所述生成的IP包传送至能够对所述原始数据执行显影处理的服务器。
基于根据本技术的另一个方面的成像系统包括：成像设备；以及可通过网络连接至所述成像设备的服务器，所述成像设备包括：颜色用成像元件，将由所述成像元件输出的每种颜色的模拟信号转换成数字信号以生成原始数据的A/D转换器，生成存储由所述A/D转换器生成的所述原始数据的IP包的传送处理器，以及通过网络将所述生成的IP包传送至所述服务器的网络接口，所述服务器包括：CPU，被配置为对所述原始数据执行显影处理。
本发明的效果
如上所述，根据本技术，可以进一步减少控制器的负载并实现尺寸的减小和功率的降低。
附图说明
图1是示出根据本技术的第一实施例的成像系统10A的整体配置的框图。
图2是示出在根据第一实施例的成像系统10(10A)中的成像设备100(100A)和网络服务器200的配置的框图。
图3是主要示出在根据第二实施例的成像系统10B中的成像设备100B的配置的框图。
图4是主要示出在根据第三实施例的成像系统10C中的成像设备100C的配置的框图。
图5是示出根据第一实施例的成像设备100A的修改的例子1的框图。
图6是示出根据第二实施例的成像设备100B的修改的例子1的框图。
图7是示出根据第三实施例的成像设备100C的修改的例子1的框图。
图8是示出根据第一实施例的成像设备100A的修改的例子2的框图。
图9是示出根据第二实施例的成像设备100B的修改的例子2的框图。
图10是示出根据第三实施例的成像设备100C的修改的例子2的框图。
图11是示出根据第一实施例的成像设备100A的修改的例子3的框图。
图12是示出根据第二实施例的成像设备100B的修改的例子3的框图。
图13是示出根据第三实施例的成像设备100C的修改的例子3的框图。
具体实施方式
在以下中，将参考附图来描述根据本技术的实施例。
<第一实施例>
【成像系统10的配置】图1是示出根据本技术的第一实施例的成像系统10A的整体配置的框图。成像系统10包括一个或多个成像设备100、网络服务器200和网络300。
在成像系统10中，成像设备100中的每个均使物体成像、从成像信号中生成原始数据、并将该原始数据发送至网络300。
网络服务器200使通过网络300由成像设备100发送的原始数据进执行显影处理、存储处理等等。也就是说，通过网络300将原始数据从各成像设备100发送至网络服务器200。
网络300可以是LAN(局域网)或可以是WAN(广域网)或可以是因特网。注意，可以提供单一成像设备100。可以提供多个网络服务器200以分布式的方式执行处理。
【成像设备的配置】图2是示出在根据第一实施例的成像系统10(10A)中的成像设备100(100A)和网络服务器200的配置的框图。
注意，在附图中，成像系统10被示出为“成像系统10A”，成像设备100被示出为“成像设备100A”。
成像设备100A包括透镜101、成像元件102、A/D转换器103、传送处理器104、网络接口105和控制器110。
透镜101是在成像元件102的成像表面上将图像光形成图像的透镜。
成像元件102根据其强度针对每种RGB将该光转换成电信号。成像元件102是例如CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器或CCD(电荷耦合装置)图像传感器。成像元件102具有例如拜耳阵列。
A/D转换器103执行A/D转换，以从由成像元件102输出的针对各RGB的模拟信号中生成每像素具有例如12个比特的原始数据。
传送处理器104从由A/D转换器103输出的原始数据中生成用于TCP/IP(传输控制协议/因特网协议)网络传送的包(IP包)。包括预先定义的网络服务器200的IP地址等的头部结构体被添加到该包。例如，使用FTP(文件传输协议)作为传输协议。
网络接口105通过网络300将由传送处理器104所生成的IP包传送至网络服务器200。
控制器110由例如硬件(诸如CPU(中央处理器)和主内存)以及软件(诸如程序)组成。控制器110可以由可编程控制器等组成。控制器110控制成像元件102、A/D转换器103、传送处理器104、网络接口105等。
在一般的成像设备(未示出)中，控制器也具有执行对于原始数据的显影处理的作用。因此，控制器要求高速CPU、大容量的主内存，等等。相比之下，在根据该实施例的成像设备100A中，对于原始数据的显影处理被配置为使用通过网络300连接至成像设备100的网络服务器200的硬件资源来执行。因此，针对显影处理的负载，成像设备100的控制器110不要求高速CPU、大容量的主内存等。因此，可以实现成像设备100的尺寸的缩小、功率的降低和成本的降低。
网络服务器200被配置为具体地包括：计算机硬件，诸如CPU(中央处理器)201、内存202、存储器203、网络接口204、用户界面205和系统总线206；以及软件，诸如操作系统和用于包括显影的图像处理的应用程序。
CPU201能够通过执行应用程序以以下方式运行网络服务器200(计算机)。
1.CPU201从在网络接口204处接收到的IP包中提取原始数据，在内存202中放大该数据以及执行显影处理以便可视。术语“显影处理”包括至少对应于成像设备100的成像元件102的RGB像素阵列(拜耳阵列，等)的像素插补处理。除了像素插补处理外，例如可以执行诸如颜色失真矫正、白平衡调整、伽玛校正、对比度调整和清晰度处理的不同类型的图像调整。
2.CPU201在用户接口205的显示设备上执行用于示出可视数据(以下简称为“图片数据”)的处理。
3.CPU 201执行将图片数据存储在存储器203中的处理。
4.CPU 201执行将由显影处理所生成的图片数据或存储在存储器203中的图片数据通过网络300传递至另一个设备的处理。
例如，内存202暂时地存储诸如操作系统和应用程序的软件、原始数据、以及进行显影处理的数据。
存储器203是例如大容量外部存储设备，诸如HDD(硬盘驱动器)、SSD(固态硬盘)和磁带记录仪。例如，存储器203存储显影前的原始数据和显影后的图片数据。
网络接口204是处理与网络300的连接的接口。
用户接口205包括输入设备和显示设备。输入设备接收来自用户的各种类型的指令、用于图像调整的各种参数的值的输入，等等。显示设备显示用于显影处理的GUI(图形用户界面)和显影后的图片数据，等等。输入设备具体为键盘、鼠标，等等。显示设备具体为液晶示出器或有机电致发光平板显示器，等等。
网络服务器200可以被配置为包括GPU(图形处理单元)和用于执行显影处理的GPGPU(通用计算图形处理单元)207等。
【成像系统10A的操作】
接下来，将描述根据本实施例的成像系统10A的操作。
首先，在成像设备100A中，通过透镜101在成像元件102的成像表面上形成图像光的图像。成像元件102输出与各RGB的光的强度对应的模拟电信号。来自成像元件102的模拟电信号被输入到A/D转换器103中。
A/D转换器103执行A/D转换，以生成来自成像元件102的模拟电信号的例如每像素12个比特的原始数据，并将该原始数据供应至传送处理器104。
传送处理器104由A/D转换器103提供的原始数据产生多个IP包，并将该IP包发送至网络300。IP包的目的地是网络服务器200。
注意，可以对在A/D转换器103获得的原始数据执行诸如像素缺陷矫正和色噪声矫正的处理。也就是说，存储在IP包中的原始数据可以是通过对单个像素的值进行特定处理而得到的数据，只要其是具有成像元件102的像素阵列的结构的原始数据。
网络服务器200的CPU201通过网络接口204接收IP包。然后，网络服务器200的CPU201从所接收的IP包中提取原始数据并在内存202中将该原始数据放大。
网络服务器200的CPU201执行显影处理，所述显影处理包括至少对在内存202中放大的原始数据进行的像素插补处理。在该显影处理中生成的图片数据被暂时存储在存储器230中。图片数据可以实时的方式在用户接口205的显示设备上显示。
为了令人满意地持续地将原始数据从成像设备100A发送至在根据该实施例的成像系统10A中的网络服务器200，A/D转换器103的输出速率和原始数据的传送速率必须持续相等。为了满足这种情况，有必要保证通过网络300在成像设备100A与网络服务器200之间的连接的充分的通信速度。
例如，A/D转换器103的输出速率取决于成像元件102的分辨率、帧速率以及进一步地原始数据的每像素的比特数量。例如，近些年来，关于用于商业用途(用于广播/电影院)的成像设备所要求的规范，进行了以下设置。具体地，成像元件具有2.5K或更高的水平分辨率、每秒23帧或更大的帧速率、和12比特或更多比特(12比特、14比特、16个比特等等)的每像素比特数量。
如上所述，在根据该实施例的成像系统10A中，成像设备100A打包原始数据，并通过网络300将该原始数据传送至网络服务器200。网络服务器200从所接收的包中提取原始数据，并执行显影处理，诸如像素插补。也就是说，在成像设备100实施的显影处理变得不必要，因此可以大大减少在成像设备100的控制器110上的负载，并可以实现成像设备100的尺寸的缩小、速度的提高和成本的降低。
<第二实施例>
图3是主要示出在根据第二实施例的成像系统10B中的成像设备100B的配置的框图。网络服务器200的配置与第一实施例的配置相同。而且，通过相同的编号标记成像设备100B中的与根据第一实施例的成像设备100A中相同部件。
根据第二实施例的成像系统10B与根据第一实施例的成像系统10A的不同在于：成像设备100B包括在A/D转换器103与传送处理器104之间的缓冲器106。缓冲器106是用于吸收A/D转换器103的输出速率与原始数据的传送速率的差的内存。
如果在成像设备100B与网络服务器200之间不能确保有足够的通信速度，添加了缓冲器的这种配置使原始数据能够令人满意地持续地从成像设备100B传递至网络服务器200。例如，可以阻止显影后图片帧的缺少。
<第三实施例>
图4是主要示出在根据第三实施例的成像系统10C中的成像设备100BC的配置的框图。网络服务器200的配置与第一实施例的配置相同。而且，，通过相同的编号标记与根据第二实施例的成像设备100B中的相同部件。
成像系统10C的成像设备100C包括忙碌信息的获取单元107。
忙碌信息获取单元107检测通过网络300从网络服务器200传递至成像设备100C的服务器忙碌信息。当检测到服务器忙碌信息时，忙碌信息获取单元107通知控制器110对应于服务器忙碌信息的状态。
当接收到来自忙碌信息获取单元107的服务器忙碌信息的状态时，控制器控制降低来自缓冲器106的原始数据的输出速率。
例如，以下是用来降低来自缓冲器106的原始数据的输出速率的方法。
1.假设服务器忙碌信息采用忙碌状态和不忙碌状态两个值的情况。控制器110响应于忙碌状态而停止缓冲器106的输出，并响应于不忙碌状态执行控制以重启输出。
2.假设服务器忙碌信息具有定量地指示网络服务器200的忙碌程度的值的情况。控制器110响应于该忙碌程度的值而停止缓冲器106的输出一段时间。通过这种方式，控制器110动态地控制缓冲器106的输出速率。
在网络服务器200接收并处理来自多个成像设备100C(参见图1中的多个成像设备100)的原始数据包的情况下，网络服务器200的CPU201的负载随着时间波动。网络服务器200的CPU201监视负载，例如原始数据的包的接收速率或连接的成像设备100C的数量。CPU201响应于所检测到的负载生成服务器忙碌信息，并执行控制以响应作为包的传送源的成像设备100C。注意，可以通过各种其它方案来替代在网络服务器200处的对服务器忙碌信息的响应控制。
例如，网络服务器200的CPU201在以下情况下将服务器忙碌信息传递至成像设备100C。
1.当正在执行来自另一成像设备100C的原始数据的显影处理时。
2.当CPU 201的空闲资源等于或小于设置比例时。
3.其它情况。
根据该实施例，可以根据网络服务器200的负载情况来控制原始数据从成像设备100C到网络服务器200的传送速率，并暂时地分配网络服务器200的负载。通过这种方式，可以加强成像系统10C的可靠性。
<修改的例子1>
接下来，将描述上述实施例的修改的例子。
图5、图6和图7是示出根据上述第一至第三实施例的成像设备100A，100B和100C的修改的例子1的框图。
如图5、图6和图7所示，在该修改的例子1中，在原始数据打包之前提供加密原始数据的加密单元108。对于加密原始数据，例如，可以使用DES(数据加密标准：标准加密)、AES(高级加密标准：通用密钥加密)或公开密钥加密。
通过这样，可以防止来自网络300的原始数据被窃听等，提高了可靠性。
<修改的例子2>
图8、图9和图10是示出上述第一至第三实施例的成像设备100A、100B和100C的修改的例子2的框图。
如图8、图9和图10所示，在该修改的例子2中，提供压缩由A/D转换器103输出的原始数据的数据压缩单元109。对于压缩原始数据，可以使用例如MPEG-2(MPEG：活动图像专家组)、AVC、XAVC或JPEG2000(JPEG：联合图象专家组)。
通过这样，可以减少原始数据的传送量。而且，可以减小缓冲器106的尺寸。
<修改的例子3>
图11、图12和图13是示出上述第一至第三实施例的成像设备100A、100B和100C的修改的例子2的框图。
如图11、图12和图13所示，在该修改的例子2中，提供压缩由A/D转换器103所输出的原始数据的数据压缩单元109和加密被压缩的原始数据的加密单元108。
通过这样，可以防止来自网络300的原始数据被窃听等，提高了可靠性。而且，可以减少原始数据的传送量。此外，可以减小缓冲器106的尺寸。
注意，在图12和图13的成像设备100B和100C中，可以在加密单元108的输出侧上设置数据压缩单元109。
注意，本技术也可以采用以下配置。
(1)一种成像设备，包括：
颜色用成像元件；
将由所述成像元件输出的每种颜色的模拟信号转换成数字信号以生成原始数据的A/D转换器；
生成存储由所述A/D转换器生成的所述原始数据的IP包的传送处理器；以及
通过网络将生成的所述IP包传送至能够对所述原始数据执行显影处理的服务器的网络接口。
(2)根据(1)所述的成像设备，还包括：缓冲由所述A/D转换器生成的所述原始数据的缓冲器。
(3)根据(2)所述的成像设备，还包括：
忙碌信息获取单元，用于获取从所述服务器传送的指示所述服务器的忙碌状态的忙碌信息；以及
控制器，用于基于检测到的忙碌信息来改变所述缓冲器的输出速率。(4)根据(1)至(3)中任何一项所述的成像设备，其中
所述成像元素具有2.5K或更高的水平分辨率。
(5)根据(1)至(4)中任何一项所述的成像设备，其中
所述原始数据具有每秒23帧或更高的帧速率。
(6)根据(1)至(5)中任何一项所述的成像设备，其中
原始数据具有12个比特或更多比特的每像素比特数量。
(7)根据(1)至(6)中任何一项所述的成像设备，还包括：
压缩原始数据的压缩单元，
其中所述传送处理器生成存储所述压缩后的原始数据的IP包。
(8)根据(1)至(6)中任何一项所述的成像设备，其还包括：
加密原始数据的加密单元，
其中传送处理器生成存储加密后的原始数据的IP包。
(9)根据(1)至(6)中任何一项所述的成像设备，其还包括：
压缩原始数据的压缩单元；以及
加密原始数据的加密单元，
其中所述传送处理器生成存储所述压缩后的原始数据和所述加密后的原始数据的IP包。
附图标记描述
10 成像系统
100 成像设备
101 透镜
102 成像元件
103 A/D转换器
104 传送处理器
105 网络接口
106 缓冲器
107 忙碌信息获取单元
108 加密单元
109 数据压缩单元
110 控制器
200 网络服务器
201 CPU
300 网络。

Claims (13)

1.一种成像设备，包括：
颜色用成像元件；
将由所述成像元件输出的每种颜色的模拟信号转换成数字信号以生成原始数据的A/D转换器；
生成存储由所述A/D转换器生成的所述原始数据的IP包的传送处理器；以及
通过网络将生成的所述IP包传送至能够对所述原始数据执行显影处理的服务器的网络接口。
2.根据权利要求1所述的成像设备，还包括：
缓冲由所述A/D转换器生成的所述原始数据的缓冲器。
3.根据权利要求2所述的成像设备，还包括：
忙碌信息获取单元，用于获取从所述服务器传送的指示所述服务器的忙碌状态的忙碌信息；以及
控制器，用于基于检测到的忙碌信息来改变所述缓冲器的输出速率。
4.根据权利要求3所述的成像设备，其中：
所述成像元素具有2.5K或更高的水平分辨率。
5.根据权利要求4所述的成像设备，其中：
所述原始数据具有每秒23帧或更高的帧速率。
6.根据权利要求5所述的成像设备，其中：
所述原始数据具有12个比特或更多比特的每像素比特数量。
7.根据权利要求1所述的成像设备，还包括：
压缩所述原始数据的压缩单元，
其中所述传送处理器生成存储所述压缩后的原始数据的IP包。
8.根据权利要求1所述的成像设备，还包括：
加密所述原始数据的加密单元，
其中所述传送处理器生成存储所述加密后的原始数据的IP包。
9.根据权利要求1所述的成像设备，还包括：
压缩所述原始数据的压缩单元；以及
加密所述原始数据的加密单元，
其中所述传送处理器生成存储所述压缩和加密后的原始数据的IP包。
10.根据权利要求9所述的成像设备，其中：
所述加密单元加密由所述压缩单元压缩后的所述原始数据。
11.根据权利要求5所述的成像设备，还包括：
压缩所述原始数据的压缩单元；以及
加密所述原始数据的加密单元，
其中所述传送处理器生成存储所述压缩和加密后的原始数据的IP包。
12.一种成像方法，包括：
通过A/D转换器将由颜色用成像元件输出的每种颜色的模拟信号转换成数字信号，以生成原始数据；
通过传送处理器生成存储所述生成的原始数据的IP包；以及
通过网络接口通过网络将所述生成的IP包传送至能够对所述原始数据执行显影处理的服务器。
13.一种成像系统，包括：
成像设备；以及
可通过网络连接至所述成像设备的服务器，所述成像设备包括：
颜色用成像元件，
将由所述成像元件输出的每种颜色的模拟信号转换成数字信号以生成原始数据的A/D转换器，
生成存储由所述A/D转换器生成的所述原始数据的IP包的传送处理器，以及
通过网络将所述生成的IP包传送至所述服务器的网络接口，所述服务器包括：
CPU，被配置为对所述原始数据执行显影处理。
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