CN114365475A - 具有可重新配置透镜组件的相机 - Google Patents

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Abstract

描述了用于具有可重新配置透镜组件的相机的系统和方法。例如，一些方法包括：自动检测附属透镜结构已经安装到图像捕获设备，图像捕获设备包括母体透镜和图像传感器，图像传感器被配置为检测通过母体透镜入射的光，使得附属透镜结构的附属透镜被定位为覆盖母体透镜；响应于检测到附属透镜结构已经被安装，从具有多个被支撑的附属透镜的集合中自动标识附属透镜；当附属透镜结构被定位为覆盖母体透镜时，存取使用图像传感器捕获的图像；基于附件透镜的标识来确定扭曲映射；将扭曲映射应用于图像以获得扭曲图像；以及传输、存储或显示基于扭曲图像的输出图像。

Description

具有可重新配置透镜组件的相机
技术领域
本公开涉及具有可重新配置的透镜组件的相机。
背景技术
诸如相机之类的图像捕获设备可以将内容捕获为图像(例如，静止图像或视频帧)。光可以经由透镜被接收和聚焦，并且可以由图像传感器转换为电子图像信号。图像信号可以由图像信号处理器(ISP)处理以形成图像，该图像可以被存储和/或编码。在一些实现方式中，多个图像或视频帧可以包括空间上相邻或重叠的内容。图像捕获设备的透镜的光学特性可能限制图像捕获设备的应用。信号处理可以应用于所捕获的图像，以得到由用于捕获图像的透镜引起的光学失真。
发明内容
本文中公开了具有可重新配置透镜组件的相机的实现方式。
在第一方面中，本说明书中描述的主题可以体现在如下的系统中，系统包括：图像捕获设备，该图像捕获设备包括母体透镜和图像传感器，该图像传感器被配置为检测通过母体透镜入射的光；附属透镜结构，该附属透镜结构包括附属透镜和保持机构，该保持机构被配置为在第一布置中将附属透镜紧固在覆盖母体透镜的位置并且被配置为在第二布置中将附属透镜与图像捕获设备断开连接，其中当保持机构处于第一布置中时，附属透镜增强在图像传感器上方的透镜堆叠的光学特性，透镜堆叠包括母体透镜；非易失性存储器，该非易失性存储器存储超过两比特数据，集成在附属透镜结构中；以及处理装置，该处理装置集成在图像捕获设备中并且被配置为当保持机构处于第一布置时，接收存储在非易失性存储器中的数据。
在第一方面中，非易失性存储器可以存储附属透镜的标识符。在第一方面中，非易失性存储器可以存储附属透镜的校准数据。在第一方面中，非易失性存储器可以存储附属透镜的光学参数。在第一方面中，系统还可以包括通信接口，该通信接口集成在附属透镜结构中，并且处理装置可以被配置为接收存储在非易失性存储器中的数据，作为信号经由通信接口传输。在第一方面中，通信接口可以包括射频标识标签，并且图像捕获设备包括射频标识读取器，该射频标识读取器被配置为从射频标识标签读取信号。在第一方面中，通信接口可以包括一个或多个电导体，该一个或多个电导体被配置为当保持机构处于第一布置中时，接触图像捕获设备上的一个或多个对应电导体。在第一方面中，处理装置可以被配置为：基于从非易失性存储器接收的数据来确定扭曲映射(warp mapping)；以及当保持机构处于第一布置中时，将扭曲映射应用于使用图像传感器捕获的图像。在第一方面中，处理装置可以被配置为自动检测保持机构何时处于第一布置中。在第一方面中，处理装置可以被配置为响应于检测到附属透镜结构已经被安装，经由用户接口提示用户确认透镜配置改变。在第一方面中，处理装置可以被配置为响应于检测到附属透镜结构已经被安装，从具有多个被支撑的附属透镜的集合中中自动标识附属透镜。在第一方面中，当保持机构处于第一布置时，透镜堆叠的视场可以被投影为图像传感器的可检测区域内的圆，并且处理装置可以被配置为当保持机构处于第一布置中时，存取使用图像传感器捕获的图像；对图像应用电子图像稳定旋转以获得稳定图像；以及从圆内将稳定图像裁剪为矩形输出图像。第一方面可以包括本段落中描述的特征的任何组合。
在第二方面中，本说明书中所描述的主题可以在方法中体现，该方法包括：自动检测附属透镜结构已安装到图像捕获设备，该图像捕获设备包括母体透镜和图像传感器，该图像传感器被配置为检测通过母体透镜入射的光，使得附属透镜结构的附属透镜被定位为覆盖母体透镜；响应于检测到附属透镜结构已经被安装，从具有多个被支撑的附属透镜的集合中自动标识附属透镜；当附属透镜结构被定位为覆盖母体透镜时，存取使用图像传感器捕获的图像；基于附属透镜的标识来确定扭曲映射；将扭曲映射应用于图像以获得扭曲图像；以及传输、存储或显示基于扭曲图像的输出图像。
在第二方面中，当附属透镜结构被定位为覆盖母体透镜时，包括附属透镜和母体透镜的透镜堆叠的视场被投影为图像传感器的可检测区域内的圆，该方法可以包括：对图像应用电子图像稳定旋转以获得稳定图像；以及从圆内将稳定图像裁剪为矩形输出图像。在第二方面中，该方法可以包括：响应于检测到附属透镜结构已经被安装，经由用户接口提示用户确认透镜配置改变。在第二方面中，自动检测附属透镜结构已经安装到图像捕获设备可以包括：使用集成在图像捕获设备中的接近传感器。在第二方面中，自动检测附属透镜结构已经安装到图像捕获设备可以包括：检测图像传感器的图像传感器覆盖的改变。在第二方面中，自动标识附属透镜可以包括：从集成在附属透镜结构中的非易失性存储器接收数据。在第二方面中，自动标识附属透镜可以包括：将图像传感器的图像传感器覆盖与关联于附属透镜的图像传感器覆盖简档进行比较。第二方面可以包括本段落中描述的特征的任何组合。
在第三方面中，本说明书中所描述的主题可以体现于如下系统中，系统包括：图像捕获设备，该图像捕获设备包括母体透镜和图像传感器，该图像传感器被配置为检测通过母体透镜入射的光；附属透镜结构，该附属透镜结构包括附属透镜和保持机构，该保持机构被配置为在第一布置中将附属透镜紧固在覆盖母体透镜的位置并且被配置为在第二布置中将附属透镜与图像捕获设备断开连接，其中当保持机构处于第一布置中时，附属透镜增强在图像传感器上方的透镜堆叠的光学特性，使得透镜堆叠的视场在图像传感器的可检测区域内投影为圆，透镜堆叠包括母体透镜；以及处理装置，该处理装置集成在图像捕获设备中并且被配置为当保持机构处于第一布置时，存取使用图像传感器捕获的图像；对图像应用电子图像稳定旋转以获得稳定图像；以及从圆内将稳定图像裁剪为矩形输出图像。
在第三方面中，处理装置可以被配置为自动检测保持机构何时处于第一布置中。在第三方面中，处理装置可以被配置为响应于检测到附属透镜结构已经被安装，经由用户接口提示用户确认透镜配置改变。在第三方面中，处理装置可以被配置为响应于检测到附属透镜结构已经被安装，从具有多个被支撑的附属透镜的集合中自动标识附属透镜。第三方面可以包括本段落中描述的特征的任何组合。
附图说明
根据以下具体实施方式当结合附图阅读时将最佳地理解本公开。应当强调，根据惯例，附图的各种特征并非按比例绘制。相反，为了清楚起见，任意扩大或缩小各种特征的尺寸。
图1A至图1D是图像捕获设备的示例的等轴视图。
图2A至图2B是图像捕获设备的另一示例的等轴视图。
图2C是图2A至图2B的图像捕获设备的横截面视图。
图3A至图3B是图像捕获系统的示例的框图。
图4A图示了包括母体透镜和图像传感器的透镜组件的示例的横截面侧视图。
图4B图示了包括安装在透镜组件上的附属透镜结构的系统的示例的横截面侧视图，该透镜组件包括母体透镜和图像传感器。
图5A图示了包括卡口机构的附属透镜结构的示例。
图5B图示了包括螺纹机构的附属透镜结构的示例。
图5C图示了包括卡扣环(snap-ring)机构的附属透镜结构的示例。
图5D图示了包括螺纹孔的附属透镜结构的示例。
图6是用于将附属透镜结构与图像捕获设备一起使用的过程的示例的流程图。
图7是使用具有图像捕获设备的附属透镜结构来改进电子图像稳定性的过程的示例的流程图。
具体实施方式
下文对用于具有可重新配置透镜的相机的系统和方法进行描述。如所构建的，单个成像头相机的功能受到其传感器分辨率和透镜视场的限制。虽然从这种单一配置可以衍生出许多用途，但是许多其他使用情形超出界限。这实际上限制了这种相机的可用性。
本文中对可重新配置透镜相机进行了描述，其中通过在主外透镜或母体透镜的前面添加附属透镜，显著更改了包括母体透镜的透镜堆叠的光学参数。例如，所得的重新配置透镜可以具有与母体透镜的视场和/或失真明显不同的视场和/或失真。例如，母体透镜可以在没有附属透镜的情况下工作，以提供一组特定模式和使用情形，而且还可以与附属透镜结合，以提供一组支持不同使用情形的不同模式。
当使用附属透镜重新配置母体透镜时，图像捕获设备(例如，包括母体透镜的主相机)使用多种可用感测模态中的一种或多种感测模态来标识重新配置透镜。例如，接近感测(例如，使用磁致动开关)可以用于检测附属透镜的存在。例如，可以检测到由添加附属透镜引起的成像传感器覆盖的改变，以检测附属透镜的存在。然后，图像捕获设备可以重新配置内部图像处理流水线以与新重新配置的透镜一起工作，从而向用户提供对新模式集合的访问。例如，这些新模式可以包括新图像处理配置和调谐。
除了将附属透镜检测为当前覆盖母体透镜之外，图像捕获设备还可以标识哪个附属透镜安装在母体透镜上(例如，构建多个附属透镜以与母体透镜一起工作并提供附加使用情形)。在一些实现方式中，特定附属透镜信息加载到与附属透镜一起存在的非易失性存储器(作为用于将附属透镜安装在母体透镜上的附属透镜结构的一部分)中可能有用。这种信息可以包括例如附属透镜标识符、附属透镜被设计为与之一起工作的母体透镜的标识、附属透镜特性(例如，光学参数)和/或附属透镜校准数据。存储在非易失性存储器中的该信息可以由图像捕获设备(例如，相机)读取(例如，使用内置到附属透镜结构中的通信接口)，并且有助于图像捕获设备重新配置其自身以与重新配置透镜一起工作。
图1A至图1D是图像捕获设备100的示例的等轴视图。图像捕获设备100可以包括：主体102，该主体102具有构造在主体102的前表面上的透镜104；各种指示器(例如，LED、显示器等)，位于主体102的表面前方；各种输入机构(诸如按钮、开关和触摸屏机构)；以及电子器件(例如，成像电子器件、功率电子器件等)，位于主体102内部，用于经由透镜104捕获图像和/或执行其他功能。图像捕获设备100可以被配置为捕获图像和视频并存储所捕获的图像和视频以用于后续显示或回放。
图像捕获设备100可以包括各种指示器，这些指示器包括LED灯106和LCD显示器108。图像捕获设备100还可以包括按钮110，该按钮110被配置为允许图像捕获设备100的用户与图像捕获设备100交互，打开图像捕获设备100，操作与图像捕获设备100的门相关联的闩锁或铰链，和/或以其他方式配置图像捕获设备100的操作模式。图像捕获设备100还可以包括麦克风112，该麦克风112被配置为接收和记录音频信号以及记录视频。
图像捕获设备100可以包括I/O接口114(例如，被隐藏，如使用虚线所指示的)。如图1B以最佳方式示出的，I/O接口114可以由图像捕获设备100的可移除门115覆盖和密封。可移除门115可以例如使用闩锁机构115a(例如，被隐藏，如使用虚线所指示的)来固定，该闩锁机构通过接合如所示出的相关联的按钮110来打开。
可移除门115还可以使用铰链机构115b固定到图像捕获设备100，允许可移除门115在允许访问I/O接口114的打开位置与阻止访问I/O接口114的关闭位置之间枢转。可移除门115还可以具有移除位置(未示出)，在该移除位置中，可移除门115与图像捕获设备100分离，也就是说，闩锁机构115a和铰链机构115b都允许可移除门115从图像捕获设备100移除。
图像捕获设备100还可以包括另一麦克风116，该另一麦克风116集成到主体102或外壳中。图像捕获设备100的前表面可以包括两个排放口，作为排放通道118的一部分。图像捕获设备100可以包括交互式显示器120，该交互式显示器120允许与图像捕获设备100交互，同时在图像捕获设备100的表面上显示信息。如所图示的，图像捕获设备100可以包括透镜104，该透镜104被配置为接收入射到透镜104上的光并且将所接收的光引导到透镜104内部的图像传感器上。
图1A至图1D的图像捕获设备100包括外部，该外部包围并保护内部电子器件。在本示例中，外部包括形成矩形立方体的六个表面(即，正面、左面、右面、背面、顶面和底面)。更进一步地，图像捕获设备100的前表面和后表面均为矩形。在其他实施例中，外部可以具有不同形状。图像捕获设备100可以由诸如塑料、铝、钢或玻璃纤维之类的刚性材料制成。图像捕获设备100可以包括与本文中所描述的特征不同的特征。例如，图像捕获设备100可以包括附加按钮或不同接口特征，诸如可互换透镜、冷靴和热靴，它们可以向图像捕获设备100添加功能特征等。
图像捕获设备100可以包括各种类型的图像传感器，诸如电荷耦合设备(CCD)传感器、有源像素传感器(APS)、互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器、N型金属氧化物半导体(NMOS)传感器和/或任何其他图像传感器或图像传感器的组合。
尽管未图示，但是在各种实施例中，图像捕获设备100可以包括其他附加电子部件(例如，图像处理器、相机系统(片上系统)等)，这些其他电子部件可以包括在图像捕获设备100的主体102内的一个或多个电路板上。
图像捕获设备100可以经由有线或无线计算通信链路(例如，I/O接口114)与诸如外部用户接口设备之类的外部设备接口或通信。用户接口设备例如可以是下文参考图3B所描述的个人计算设备360。可以使用任何数目的计算通信链路。计算通信链路可以是直接计算通信链路或间接计算通信链路，诸如可以使用包括另一设备或诸如因特网之类的网络的链路。
在一些实现方式中，计算通信链路可以是Wi-Fi链路、红外链路、蓝牙(BT)链路、蜂窝链路、ZigBee链路、近场通信(NFC)链路(诸如ISO/IEC 20643协议链路)、高级网络技术互操作性(ANT+)链路和/或任何其他无线通信链路或链路的组合。
在一些实现方式中，计算通信链路可以是HDMI链路、USB链路、数字视频接口链路、诸如视频电子标准协会(VESA)数字显示接口链路之类的显示端口接口链路、以太网链路、Thunderbolt链路和/或其他有线计算通信链路。
图像捕获设备100可以经由计算通信链路将图像(诸如全景图像或其部分)传输到用户接口设备(未示出)，并且用户接口设备可以存储、处理、显示全景图像或其组合。
用户接口设备可以是计算设备，诸如智能电话、平板计算机、平板手机、智能手表、便携式计算机、和/或另一设备或设备的组合，这些设备被配置为接收用户输入，经由计算通信链路与图像捕获设备100通信信息，或接收用户输入并且经由计算通信链路与图像捕获设备100通信信息。
用户接口设备可以显示或以其他方式呈现由图像捕获设备100获取的内容，诸如图像或视频。例如，用户接口设备的显示器可以是由图像捕获设备100捕获或创建的全景图像或视频表示的三维空间中的视口。
用户接口设备可以将诸如元数据之类的信息传达到图像捕获设备100。例如，用户接口设备可以将用户接口设备相对于所定义的坐标系的取向信息发送到图像捕获设备100，使得图像捕获设备100可以确定用户接口设备相对于图像捕获设备100的取向。
基于所确定的取向，图像捕获设备100可以标识由图像捕获设备100捕获的全景图像或视频的一部分以供图像捕获设备100发送到用户接口设备以作为视口呈现。在一些实现方式中，基于所确定的取向，图像捕获设备100可以确定用户接口设备的位置和/或用于查看全景图像或视频的一部分的尺寸。
用户接口设备可以实现或执行一个或多个应用以管理或控制图像捕获设备100。例如，用户接口设备可以包括用于控制相机配置、视频获取、视频显示或图像捕获设备100的任何其他可配置或可控制方面的应用。
用户接口设备(诸如经由应用)可以诸如响应于用户输入(诸如经由基于云的或社交媒体服务)生成和共享一个或多个图像或短视频剪辑。在一些实现方式中，用户接口设备(诸如经由应用)可以诸如响应于用户输入远程控制图像捕获设备100。
用户接口设备(诸如经由应用)可以与由图像捕获设备100捕获图像或视频同时显示由图像捕获设备100捕获的未经处理或经最低程度处理的图像或视频，诸如用于镜头取景，其在本文中可称为实时预览并且可以响应于用户输入而执行。在一些实现方式中，用户接口设备(诸如经由应用)可以诸如响应于用户输入在由图像捕获设备100捕获图像或视频的同时诸如使用标签标记一个或多个关键时刻。
用户接口设备(诸如经由应用)可以诸如响应于用户输入显示或以其他方式呈现与图像或视频相关联的标记或标签。例如，标记可以呈现在相机滚动应用中，用于视频精彩场面的位置检查和/或回放。
用户接口设备(诸如经由应用)可以以无线方式控制相机软件、硬件或两者。例如，用户接口设备可以包括可以由用户存取的基于网络的图形接口，用于从图像捕获设备100选择实况或先前记录的视频流以在用户接口设备上显示。
用户接口设备可以接收指示用户设置的信息，诸如图像分辨率设置(例如，3840像素乘以2160像素)、帧速率设置(例如，每秒60帧(fps))、位置设置和/或上下文设置，其可以响应于用户输入而指示活动，诸如山地骑行，并且可以将设置或相关信息传达到图像捕获设备100。
图2A至图2B图示了图像捕获设备200的另一示例。图像捕获设备200包括主体202和设置在主体202的相对表面上的例如呈背靠背或Janus配置的两个相机透镜204、206。
图像捕获设备可以包括电子器件(例如，成像电子器件、功率电子器件等)，该电子器件位于主体202内部，用于经由透镜204、206捕获图像和/或执行其他功能。图像捕获设备可以包括各种指示器，诸如LED灯212和LCD显示器214。
图像捕获设备200可以包括各种输入机构，诸如按钮、开关和触摸屏机构。例如，图像捕获设备200可以包括按钮216，该按钮216被配置为允许图像捕获设备200的用户与图像捕获设备200交互，以打开图像捕获设备200，以及以其他方式配置图像捕获设备200的操作模式。在一种实现方式中，图像捕获设备200包括快门按钮和模式按钮。然而，应当领会，在备选实施例中，图像捕获设备200可以包括附加按钮以支持和/或控制附加功能性。
图像捕获设备200还可以包括一个或多个麦克风218，该一个或多个麦克风218被配置为接收和记录音频信号(例如，话音或其他音频命令)以及记录视频。
图像捕获设备200可以包括I/O接口220和交互显示器222，该交互显示器222允许与图像捕获设备200交互，同时在图像捕获设备200的表面上显示信息。
图像捕获设备200可以由诸如塑料、铝、钢或玻璃纤维之类的刚性材料制成。在一些实施例中，本文中所描述的图像捕获设备200包括除了所描述的特征之外的特征。例如，代替I/O接口220和交互式显示器222，图像捕获设备200可以包括附加接口或不同接口特征。例如，图像捕获设备200可以包括附加按钮或不同的接口特征，诸如可互换透镜、冷靴和热靴，它们可以向图像捕获设备200添加功能特征等。
图2C是图2A至图2B的图像捕获设备200的横截面视图。图像捕获设备200被配置为捕获球形图像，并且因而包括第一图像捕获设备224和第二图像捕获设备226。第一图像捕获设备224限定如图2C所示的第一视场228，并且包括透镜204，该透镜204接收光并且将光引导到第一图像传感器230上。
同样，第二图像捕获设备226限定如图2C所示的第二视场232，并且包括透镜206，该透镜206接收光并且将光引导到第二图像传感器234上。为了便于捕获球形图像，图像捕获设备224、226(和相关部件)可以背靠背(Janus)配置被布置，使得透镜204、206面向大致相反方向。
透镜204、206的视场228、232分别在边界236、238的上方和下方示出。在第一透镜204后方，第一图像传感器230可以从进入第一透镜204的光捕获第一超半球形图像平面，并且在第二透镜206后方，第二图像传感器234可以从进入第二透镜206的光捕获第二超半球形图像平面。
一个或多个区域(诸如盲点240、242)可以在透镜204、206的视场228、232之外，以限定“死区”。在死区中，可以使来自透镜204、206和对应图像传感器230、234的光模糊，并且可以从捕获中省略盲点240、242中的内容。在一些实现方式中，图像捕获设备224、226可以被配置为使盲点240、242最小化。
视场228、232可以重叠。邻近图像捕获设备200的拼接点244、246(在该处视场228、232重叠)在本文中可以称为重叠点或拼接点。由远离拼接点244、246的相应透镜204、206捕获的内容可以重叠。
由相应图像传感器230、234所同时捕获的图像可以被组合以形成组合图像。组合相应图像可以包括：使由相应图像传感器230、234捕获的重叠区域相关，使所捕获的视场228、232对准，以及将图像拼接在一起以形成内聚组合图像(cohesive combined image)。
透镜204、206、图像传感器230、234或两者的对准(诸如位置和/或倾斜)的轻微改变可以改变其各自视场228、232的相对位置和拼接点244、246的位置。对准的改变可以影响盲点240、242的尺寸，这可以包括以不均等方式改变盲点240、242的尺寸。
指示图像捕获设备224、226的对准(诸如拼接点244、246的位置)的不完整或不准确信息可以降低生成组合图像的准确性、效率或两者。在一些实现方式中，图像捕获设备200可以维持指示透镜204、206和图像传感器230、234的位置和取向的信息，使得可以准确确定视场228、232、拼接点244、246或两者，从而可以提高生成组合图像的准确度、效率或两者。
透镜204、206可以彼此横向偏移，可以偏离图像捕获设备200的中心轴线，或可以横向偏移并偏离中心轴线。与具有背靠背式透镜(诸如沿着同一轴线对准的透镜)的图像捕获设备相比较，包括横向偏移透镜的图像捕获设备可以包括相对于固定透镜的镜筒的长度显著减小的厚度。例如，图像捕获设备200的总厚度可以接近单个镜筒的长度，相比之下在背靠背式结构中则是单个镜筒的长度的两倍。减小透镜204、206之间的横向距离可以改善视场228、232中的重叠。
由图像捕获设备224、226捕获的图像或帧可以组合、合并或拼接在一起以生成组合图像，诸如球形或全景图像，该组合图像可以是等角平面图像。在一些实现方式中，生成组合图像可以包括三维或时空降噪(3DNR)。在一些实现方式中，可以精确匹配沿着拼接边界的像素以使边界不连续性最小化。
图3A至图3B是图像捕获系统的示例的框图。
首先，参考图3A，示出了图像捕获系统300。图像捕获系统300包括图像捕获设备310(例如，相机或无人机)，该图像捕获设备310可以例如是图2A至图2C所示的图像捕获设备200。
图像捕获设备310包括处理装置312，该处理装置312被配置为从第一图像传感器314接收第一图像并且从第二图像传感器316接收第二图像。图像捕获设备310包括通信接口318，该通信接口318用于将图像传送到其他设备。图像捕获设备310包括用户接口320，以允许用户控制图像捕获功能和/或查看图像。图像捕获设备310包括电池322，该电池322用于为图像捕获设备310供电。图像捕获设备310的部件可以经由总线324彼此通信。
处理装置312可以被配置为执行图像信号处理(例如，滤波、色调映射、拼接和/或编码)以基于来自图像传感器314和316的图像数据来生成输出图像。处理装置312可以包括具有单个或多个处理核的一个或多个处理器。处理装置312可以包括存储器，诸如随机存取存储器设备(RAM)、闪存，或另一合适类型的存储设备(诸如非暂态计算机可读存储器)。处理装置312的存储器可以包括可以由处理装置312的一个或多个处理器访问的可执行指令和数据。
例如，处理装置312可以包括一个或多个动态随机存取存储器(DRAM)模块，诸如双数据速率同步动态随机存取存储器(DDR SDRAM)。在一些实现方式中，处理装置312可以包括数字信号处理器(DSP)。在一些实现方式中，处理装置312可以包括专用集成电路(ASIC)。例如，处理装置312可以包括定制图像信号处理器。
第一图像传感器314和第二图像传感器316可以被配置为检测特定光谱(例如，可见光谱或红外光谱)的光并且将构成图像的信息作为电信号(例如，模拟或数字信号)传送。例如，图像传感器314和316可以包括CCD或CMOS中的有源像素传感器。图像传感器314和316可以检测通过相应透镜(例如，鱼眼透镜)入射的光。在一些实现方式中，图像传感器314和316包括数模转换器。在一些实现方式中，图像传感器314和316被保持处于固定取向，具有重叠的相应视场。
通信接口318可以实现与个人计算设备(例如，智能电话、平板电脑、膝上型计算机或台式计算机)的通信。例如，通信接口318可以用于接收控制图像捕获设备310中的图像捕获和处理的命令。例如，通信接口318可以用于将图像数据传送到个人计算设备。例如，通信接口318可以包括有线接口，诸如高清晰度多媒体接口(HDMI)、通用串行总线(USB)接口或FireWire接口。例如，通信接口318可以包括无线接口，诸如蓝牙接口、ZigBee接口和/或Wi-Fi接口。
用户接口320可以包括用于向用户呈现图像和/或消息的LCD显示器。例如，用户接口320可以包括按钮或开关，该按钮或开关使得人能够手动打开和关闭图像捕获设备310。例如，用户接口320可以包括用于拍摄图片的快门按钮。
电池322可以为图像捕获设备310和/或其外围设备供电。例如，电池322可以无线充电或通过微USB接口充电。
图像捕获系统300可以实现本公开中所描述的技术中的一些或全部技术，诸如图6中所描述的过程600和/或图7中所描述的过程700。
参考图3B，示出了另一图像捕获系统330。图像捕获系统330包括经由通信链路350通信的图像捕获设备340和个人计算设备360。图像捕获设备340例如可以是图1A至图1D所示的图像捕获设备100。个人计算设备360例如可以是关于图1A至图1D所描述的用户接口设备。
图像捕获设备340包括图像传感器342，该图像传感器342被配置为捕获图像。图像捕获设备340包括通信接口344，该通信接口344被配置为经由通信链路350将图像传送到个人计算设备360。
个人计算设备360包括处理装置362，该处理装置362被配置为使用通信接口366从图像传感器342接收图像。处理装置362可以被配置为执行图像信号处理(例如，滤波、色调映射、拼接和/或编码)以基于来自图像传感器342的图像数据来生成输出图像。
图像传感器342被配置为检测特定光谱(例如，可见光谱或红外光谱)的光，并且将构成图像的信息作为电信号(例如，模拟或数字信号)传送。例如，图像传感器342可以包括CCD或CMOS中的有源像素传感器。图像传感器342可以检测通过相应透镜(例如，鱼眼透镜)入射的光。在一些实现方式中，图像传感器342包括数模转换器。来自图像传感器342的图像信号可以经由总线346传递到图像捕获设备340的其他部件。
通信链路350可以是有线通信链路或无线通信链路。通信接口344和通信接口366可以通过通信链路350实现通信。例如，通信接口344和通信接口366可以包括HDMI端口或其他接口、USB端口或其他接口、FireWire接口、蓝牙接口、ZigBee接口和/或Wi-Fi接口。例如，通信接口344和通信接口366可以用于将图像数据从图像捕获设备340传送到个人计算设备360以进行图像信号处理(例如，滤波、色调映射、拼接和/或编码)，从而基于来自图像传感器342的图像数据来生成输出图像。
处理装置362可以包括具有单个或多个处理核的一个或多个处理器。处理装置362可以包括存储器，诸如RAM、闪存，或其他合适类型的存储设备，诸如非暂态计算机可读存储器。处理装置362的存储器可以包括可以由处理装置362的一个或多个处理器访问的可执行指令和数据。例如，处理装置362可以包括一个或多个DRAM模块，诸如DDR SDRAM。
在一些实现方式中，处理装置362可以包括DSP。在一些实现方式中，处理装置362可以包括集成电路，例如，ASIC。例如，处理装置362可以包括定制图像信号处理器。处理装置362可以经由总线368与个人计算设备360的其他部件交换数据(例如，图像数据)。
个人计算设备360可以包括用户接口364。例如，用户接口364可以包括用于向用户呈现图像和/或消息并从用户接收命令的触摸屏显示器。例如，用户接口364可以包括使人能够手动打开和关闭个人计算设备360的按钮或开关。在一些实现方式中，经由用户接口364接收的命令(例如，开始记录视频、停止记录视频或捕获照片)可以经由通信链路350传递到图像捕获设备340。
图像捕获设备340和/或个人计算设备360可以用于实现本发明中所描述的技术中的一些或全部技术，诸如图6的过程600和/或图7中所描述的过程700。
图4A和图4B图示了具有(4B)和不具有(4A)附接以更改透镜组件400的光学特性的可选附属透镜470的透镜组件400的示例。
图4A图示了包括母体透镜420和图像传感器430的透镜组件400的示例的横截面侧视图。透镜组件400包括：镜筒410，该镜筒410包括多个内透镜411、412、413和414；母体透镜420；以及图像传感器430。例如，透镜组件400可以实现为图像捕获设备的一部分，诸如图1A至图1D的图像捕获设备100、图2A至图2B的图像捕获设备200、图3A的图像捕获设备310或图3B的图像捕获设备340。
透镜组件400包括位于图像捕获设备的主体中的镜筒410。镜筒410可以是图像捕获设备的主体的集成部分。镜筒410包括多个内透镜411、412、413和414。在一些实现方式中，多个内透镜411、412、413和414中的至少一个内透镜是弯曲的。在所描绘的示例中，镜筒410包括弯曲内透镜412。弯曲内透镜412可以折射通过镜筒410传播的光，以聚焦光以供图像传感器430捕获。镜筒410包括第二弯曲内透镜414。例如，内透镜411、412、413和414可以(例如，使用胶和/或台架(ledge)和凸缘(未示出))连接到镜筒410的内壁。内透镜411、412、413及414可以被取向为将光从大致平行于镜筒410的光轴416的镜筒410的第一端引导到镜筒410的第二端，其中光可以由图像传感器430检测以捕获图像。
透镜组件400包括位于镜筒与图像传感器430相反一端的母体透镜420。母体透镜420是透镜组件400的外(L1)透镜。透镜组件400可以用于在母体透镜420暴露为外透镜的情况下捕获图像。在母体透镜420作为外透镜的情况下，透镜组件400具有可以用于支持第一图像捕获模式集合的光学参数(例如，视场和失真简档)。包括透镜组件400的图像捕获设备可以包括处理装置(例如，处理装置312)，该处理装置被配置为对使用透镜组件400捕获的图像执行信号处理，该信号处理包括基于透镜组件400的光学参数来应用扭曲(warp)。例如，在母体透镜420的作为外透镜的情况下，透镜组件400可以具有窄视场或宽视场，并且可以具有许多可能失真简档(例如，直线、鱼眼或变形)中的一个失真简档(profile)。
透镜组件400在镜筒410的第二端处包括安装在图像捕获设备的主体内的图像传感器430。图像传感器430可以被配置为基于通过母体透镜420和内透镜411、412、413和414入射到图像传感器上的光来捕获图像。图像传感器430可以被配置为检测特定光谱(例如，可见光谱或红外光谱)的光并且将构成图像的信息作为电信号(例如，模拟或数字信号)传送。例如，图像传感器430可以包括电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)中的有源像素传感器。在一些实现方式中，图像传感器430包括数模转换器。例如，图像传感器430可以被配置为使用多个可选曝光时间来捕获图像数据。
图4B图示了系统450的示例的横截面侧视图，该系统450包括安装在透镜组件400上的附属透镜结构470，该透镜组件400包括母体透镜420和图像传感器430。例如，透镜组件400可以实现为图像捕获设备的一部分，诸如图1A至图1D的图像捕获设备100、图2A至图2B的图像捕获设备200、图3A的图像捕获设备310或图3B的图像捕获设备340。附属透镜结构470包括附属透镜472和保持机构480，该保持机构480被配置为在第一布置中将附属透镜472紧固在覆盖母体透镜420的位置并且被配置为在第二布置中将附属透镜472与图像捕获设备断开连接。附属透镜结构470包括接口环474，该接口环474附接到附属透镜472的基部并且被配置为当保持机构480处于第一布置时，在镜筒410的端部处将附属透镜472在母体透镜420上支撑就位。系统450包括：用于防水的O形环482。系统450包括非易失性存储器490，该非易失性存储器490集成在附属透镜结构470中，且存储多于两比特数据；以及通信接口492，该通信接口492集成在附属透镜结构470中。例如，非易失性存储器490可以存储标识附属透镜472的数据，该数据可以由图像捕获设备的处理装置经由通信接口492读取，并且用于配置图像捕获设备的图像处理流水线以处理使用附属透镜472捕获的图像。例如，系统450可以实现本发明中所描述的技术中的一些或全部技术，诸如图6中所描述的过程600和/或图7中所描述的过程700。
附属透镜结构470包括附属透镜472和保持机构480，该保持机构480被配置为在第一布置中将附属透镜472紧固在覆盖母体透镜420的位置并且被配置为在第二布置中将附属透镜472与图像捕获设备断开连接。当保持机构处于第一布置中时，附属透镜472增加在图像传感器上方的包括母体透镜420的透镜堆叠的光学特性。例如，附属透镜472可以用于为图像捕获设备提供与母体透镜420用作外透镜的视场不同的视场(例如，鱼眼、窄幅、肖像、微距或摄远)。例如，附属透镜472可以用于为图像捕获设备提供与母体透镜420用作外透镜时的光学失真不同的光学失真(例如，直线、鱼眼或变形)。例如，附属透镜472可以增强包括母体透镜420的透镜堆叠的光学特性，以便于鲁棒的图像稳定处理。例如，当保持机构480处于第一布置时，透镜堆叠的视场可以被投影为图像传感器430的可检测区域内的圆。在一些实现方式中，处理装置被配置为：当保持机构480处于第一布置时，存取使用图像传感器430捕获的图像；对图像应用电子图像稳定旋转以获得稳定图像；以及从所述圆内将经稳定图像裁剪为矩形输出图像。
保持机构480可以包括紧固机构，该紧固机构被配置为通过将保持机构480可移除地紧固到镜筒410或图像捕获设备的主体的附近另一部分来促进第一布置与第二布置之间的过渡。在图4B所描绘的示例中，采用螺纹机构将保持机构480紧固到镜筒410，并且将附属透镜472紧固在覆盖镜筒410的第一端的位置。在一些实现方式(图4B中未示出)中，保持机构480可以采用其他紧固机构来将保持环固定到图像捕获设备的主体。例如，保持机构可以包括卡口机构(例如，诸如关于图5A所描述的卡口机构)，该卡口机构被配置为促进第一布置与第二布置之间的过渡。例如，保持机构可以包括螺纹机构(例如，如关于图5B所描述的螺纹机构)，该螺纹机构被配置为促进第一布置与第二布置之间的过渡。例如，保持机构可以包括卡扣环机构(例如，如关于图5C所描述的卡扣环机构)该卡扣环机构被配置为促进第一布置与第二布置之间的过渡。例如，保持机构可以包括螺纹孔，该螺纹孔使得螺钉能够在第一布置(例如，如关于图5D所描述的第一布置)中将保持环紧固到主体。
在一些实现方式中，保持机构480粘合到附属透镜472。在一些实现方式中，附属透镜472作为被捕获的安装件被固定在保持机构480中，使得附属透镜472可以在保持机构480内旋转。例如，附属透镜472和保持机构480可以(例如，使用围绕附属透镜472的圆周的凸缘和槽接口)互锁并且一起行进，但是附属透镜472仍然可以足够松以在保持机构480内部独立转动。在一些实现方式中，附属透镜472在第一布置中通过摩擦锁定而牢固保持处于固定取向，该摩擦锁定通过在其覆盖镜筒410的第一端的位置处将保持机构480压靠在附属透镜472上而形成。
系统450包括用于防水的O形环482，该O形环482径向围绕附属透镜472定位。O形环可以由橡胶材料构成。例如，O形环482可以定位为在保持机构480、附属透镜472和图像捕获设备的主体(例如，镜筒410)之间压缩以形成防水密封件。在一些实现方式中，O形环482可以粘合到保持机构480和/或附属透镜472。
尽管未在图4B中示出，但是系统450包括处理装置(例如，处理装置312)，该处理装置集成在包括透镜组件400的图像捕获设备中。该处理装置被配置为：当保持机构处于第一布置时，接收存储在非易失性存储器490中的数据。例如，非易失性存储器490可以存储附属透镜472的标识符。例如，非易失性存储器490可以存储附属透镜472的校准数据。例如，非易失性存储器490可以存储附属透镜472的光学参数。例如，非易失性存储器490可以包括只读存储器(ROM)。例如，非易失性存储器490可以包括闪存驱动器。
在一些实现方式中，处理装置被配置为用于自动检测该保持机构480何时处于第一布置中。例如，诸如接近感测(例如，使用电容耦合、使用附属透镜结构470和透镜组件400之间的电接触、和/或使用图像捕获设备中的磁致动开关和附属透镜结构470中的磁体)的感测模态和/或检测由附属透镜472引起的图像传感器覆盖的改变，可以用于自动检测保持机构480何时处于第一布置中。在一些实现方式中，处理装置被配置为：基于从非易失性存储器490接收的数据来确定扭曲映射；以及当保持机构480处于第一布置时，将扭曲映射应用于使用图像传感器430捕获的图像。在一些实现方式中，处理装置被配置为：响应于检测到附属透镜472已经被安装，经由用户接口(例如，用户接口320)提示用户确认透镜配置改变。例如，可以在交互式显示器120中呈现确认提示。在一些实现方式中，处理装置被配置为：响应于检测到附属透镜472已经被安装，从具有多个被支撑的附属透镜的集合中自动标识附属透镜472。例如，附属透镜472可以基于由处理装置接收的存储在非易失性存储器490中的数据(例如，透镜标识符)来标识。
附属透镜结构470包括通信接口492，该通信接口492集成在附属透镜结构470中。通信接口492可以用于将数据从非易失性存储器490传送到处理装置(例如，处理装置312)。例如，处理装置可以被配置为接收存储在非易失性存储器490中的数据，作为信号经由通信接口492发送。在一些实现方式中，通信接口492包括射频标识标签，并且图像捕获设备包括射频标识读取器，该射频标识读取器被配置为从射频标识标签读取信号。在一些实现方式中，通信接口492包括一个或多个电导体，该一个或多个电导体被配置为当保持机构480处于第一布置中时，接触图像捕获设备上的一个或多个对应电导体。在一些实现方式中，通信接口492包括电容耦合。在一些实现方式中，通信接口492包括光耦合。
在一些实现方式(图4A至图4B中未示出)中，母体透镜420也可移除地附接到镜筒410。例如，这种结构可以允许在母体透镜420被刮擦的情况下更换母体透镜420。例如，母体透镜420可以使用紧固机构(例如，卡口机构、螺纹机构、卡扣环机构或螺钉)紧固在镜筒的末端处，并且附属透镜结构470可以使用紧固机构紧固在母体透镜420上，以将附属透镜结构470附接到母体透镜420的紧固机构或图像捕获设备的主体的另一部分。在一些实现方式中(图4A至图4B中未示出)，当保持机构480处于第一布置时，附属透镜结构470包括堆叠在母体透镜420上的多个透镜元件。
图5A图示了包括卡口机构的附属透镜结构500的示例。附属透镜结构500包括镜筒510(例如，与图4B的镜筒410相似)，该镜筒510可以包括母体透镜和可以弯曲的一个或多个内透镜。镜筒510是图像捕获设备的主体的一部分，该图像捕获设备包括公卡口环512，该公卡口环512可以附接到镜筒510或主体的另一部分或以其他方式与镜筒510或主体的另一部分集成。附属透镜结构500包括保持环514，该保持环514包括母卡口环。例如，保持环514可以在解锁位置被推到主体的公卡口环上，并且转动到锁定位置以将保持环514紧固到主体上并且将附属透镜516(例如，附属透镜472)紧固到覆盖镜筒510的第一端的位置。附属透镜结构500包括O形环518，该O形环518可以围绕附属透镜516径向定位并且压缩在保持环514与附属透镜516和/或主体之间以使附属透镜结构500防水。附属透镜结构500可以提供优于备选透镜组件的优点，诸如在移除和更换附属透镜的多次循环中的鲁棒的可重复使用性、过中心锁定、增强用户体验(例如，易于移除/更换)，并且保持环514可以通过使用坚固金属制成保持环514而变得牢固。缺点可能是保持环514的外径相对较大。
图5B图示了包括螺纹机构的附属透镜结构520的示例。附属透镜结构520包括镜筒530(例如，与图4B的镜筒410相似)，镜筒530可以包括母体透镜和可以弯曲的一个或多个内透镜。镜筒530是包括公螺纹接口534的图像捕获设备的主体的一部分，该公螺纹接口534可以附接到镜筒530或主体的另一部分或以其他方式与镜筒530或主体的另一部分集成。附属透镜结构520包括保持环532，该保持环532包括母螺纹接口。例如，保持环532可以拧到主体的公螺纹接口534上，以将保持环532紧固到主体并且将附属透镜536(例如，附属透镜472)紧固在覆盖镜筒530的第一端的位置。附属透镜结构520包括O形环538，该O形环538可以定位在附属透镜536内部(例如，竖直下方)并且压缩在附属透镜536与主体(例如，镜筒530)之间以使附属透镜结构520防水。附属透镜结构520可以提供优于备选透镜组件的优点，诸如低轮廓。缺点可能是螺纹错扣或剥离的风险。
图5C图示了包括卡扣环机构的附属透镜结构540的示例。附属透镜结构540包括镜筒550(例如，与图4B的镜筒410相似)，镜筒550可以包括母体透镜和可以弯曲的一个或多个内透镜。镜筒550是图像捕获设备的主体的一部分，该图像捕获设备包括公卡扣环接口554，该公卡扣环接口554可以附接到镜筒550或主体的另一部分或以其他方式与镜筒550或主体的另一部分集成。附属透镜结构540包括保持环552，该保持环552包括母卡扣环接口。例如，保持环552可以被推到主体的公卡扣环接口554上，以将保持环552紧固到主体并且将附属透镜516(例如，附属透镜472)紧固在覆盖镜筒550的第一端的位置。附属透镜结构540包括O形环558，该O形环558可以径向围绕附属透镜556定位并且压缩在保持环552与附属透镜556和/或主体之间，以使附属透镜结构540防水。附属透镜结构540可以提供优于备选透镜组件的优点，诸如易于安装。缺点就是较难以移除保持环552。
图5D图示了包括螺纹孔的附属透镜结构560的示例。附属透镜结构560包括镜筒570(例如，与图4B的镜筒410相似)，镜筒570可以包括母体透镜和可以弯曲的一个或多个内透镜。镜筒570是包括螺纹孔574的图像捕获设备的主体的一部分，该螺纹孔574可以附接到镜筒570或主体的另一部分或以其他方式与镜筒570或主体的另一部分集成。附属透镜结构560包括保持环572，该保持环572包括螺纹孔。例如，保持环572可以通过驱动螺钉580和582穿过保持环572的螺钉孔进入主体的螺钉孔574中而紧固到主体上，以将附属透镜516(例如，附属透镜472)紧固在覆盖镜筒570的第一端的位置中。附属透镜结构560包括O形环578，该O形环578可以围绕附属透镜576径向定位并且压缩在保持环572与附属透镜576和/或主体之间以使附属透镜结构560防水。附属透镜结构560可以提供优于备选透镜组件的优点，诸如将保持环572和附属透镜576稳健的紧固就位。缺点可能就是保持环572的尺寸大和美观性欠佳。
图6是用于将附属透镜结构(例如，附属透镜结构470)与图像捕获设备一起使用的过程600的示例的流程图。过程600包括：自动检测附属透镜结构已被安装到图像捕获设备，该图像捕获设备包括母体透镜和图像传感器，该图像传感器被配置为：检测通过母体透镜入射的光，使得附属透镜结构的附属透镜被定位为覆盖母体透镜；响应于检测到附属透镜结构已经被安装，从具有多个被支撑的附属透镜的集合中自动标识附属透镜；当附属透镜结构被定位为覆盖母体透镜时，存取使用图像传感器捕获的图像；基于附属透镜的标识来确定扭曲映射；将扭曲映射应用于图像以获得扭曲图像；以及基于扭曲图像来传输、存储或显示输出图像。例如，过程600可以由图像捕获设备(例如，图1A至图1D的图像捕获设备100、图2A至图2B的图像捕获设备200、图3A的图像捕获设备310或图3B的图像捕获设备340)实现。
过程600包括：自动检测610附属透镜结构(例如，附属透镜结构470)已安装到图像捕获设备，该图像捕获设备包括母体透镜(例如，母体透镜420)和图像传感器(例如，图像传感器430)，该图像传感器被配置为检测通过母体透镜入射的光，使得附属透镜结构的附属透镜(例如，附属透镜472)被定位为覆盖母体透镜。附属透镜结构的安装可以使用多种感测模态来检测610。在一些实现方式中，自动检测610附属透镜结构已经安装到图像捕获设备包括：使用集成在图像捕获设备中的接近传感器。例如，磁致动开关可以集成在包括母体透镜的透镜组件附近的图像捕获设备中，并且磁致动开关可以用于检测610集成在附属透镜结构中(例如，在附接到附属透镜的基部的塑料接口环中)的磁体的存在。例如，集成在附属透镜结构中的设备与集成在图像捕获设备中的设备之间的电容耦合可以用于检测610附属透镜结构何时被安装。例如，附属透镜结构和图像捕获设备的主体的一部分(例如，镜筒)可以包括相应电触点，当安装附属透镜结构时，这些电触点彼此接触。在一些实现方式中，自动检测610附属透镜结构已经安装到图像捕获设备包括：检测图像传感器的图像传感器覆盖的改变。例如，可以监测图像传感器覆盖，并且当安装附属透镜结构时可以检测610与附属透镜结构的安装相对应的覆盖的改变。在一些实现方式中，过程600包括：响应于检测到610附属透镜已经被安装，经由用户接口(例如，用户接口320)提示用户确认透镜配置改变。提示用户确认安装可以防止一些情形下的错误检测。
过程600包括：响应于检测到附属透镜结构已经被安装，从具有多个被支撑的附属透镜的集合中自动标识620附属透镜。在一些实现方式中，自动标识620附属透镜包括：从集成在附属透镜结构中的非易失性存储器(例如，非易失性存储器490)接收数据。例如，来自非易失性存储器的数据可以包括用于附属透镜的标识符或其他标识信息，诸如用于图像信号处理器的光学参数或配置参数。来自非易失性存储器的数据可以经由与非易失性存储器一起集成在附属透镜结构中的通信接口来接收。例如，附属透镜结构可以包括射频标识(RFID)标签，并且图像捕获设备可以包括RFID读取器，该RFID读取器被配置为从RFID标签的非易失性存储器读取数据。其他类型的通信接口可以用于从非易失性存储器接收数据，诸如电容耦合、光耦合、当安装附属透镜结构时在附属透镜结构与图像捕获设备之间的一个或多个电触点处相遇的一个或多个电导体。在一些实现方式中，当安装附属透镜结构时，由集成在图像捕获设备中的光学条形码读取器读取附属透镜结构上的条形码。在一些实现方式中，自动标识620附属透镜包括：将图像传感器的图像传感器覆盖与和附属透镜相关联的图像传感器覆盖简档进行比较。
过程600包括：在附属透镜结构被定位为覆盖母体透镜时，存取630使用图像传感器捕获的图像(例如，静止图像或视频帧)。例如，可以经由总线(例如，总线324)从图像传感器(例如，图像传感器430或图像传感器314)存取630输入图像。在一些实现方式中，可以经由通信链路(例如，通信链路350)来存取630输入图像。例如，可以经由无线或有线通信接口(例如，Wi-Fi、蓝牙、USB、HDMI、无线USB、近场通信(NFC)、以太网、射频收发器和/或其他接口)来存取630输入图像。例如，可以经由通信接口366存取630输入图像。例如，可以经由对所存取630的输入图像执行一些初始处理的前ISP来存取630输入图像。例如，输入图像可以以所定义的格式(诸如以RAW图像信号格式、YUV图像信号格式或压缩格式(例如，MPEG或JPEG压缩比特流)表示每个像素值。例如，输入图像可以使用Bayer彩色马赛克图案的格式存储。
过程600包括：基于附属透镜的标识来确定640扭曲映射。例如，扭曲映射可以包括透镜失真校正，透镜失真校正基于附属透镜的标识来确定。例如，对附属透镜的标识可以基于从集成在附属透镜结构中的非易失性存储器读取的数据来进行。在一些实现方式中，来自非易失性存储器的数据包括用于确定640扭曲映射的扭曲映射的参数(例如，透镜失真校正变换的参数)。在一些实现方式中，来自非易失性存储器的数据包括光学参数(例如，附属透镜的光学参数或包括附属透镜和母体透镜的透镜堆叠的光学参数)，并且扭曲映射基于这些光学参数来确定640。例如，扭曲映射可以包括一系列变换，诸如透镜失真校正、电子滚动快门校正和视差校正(对于使用两个或更多个图像传感器的实现方式而言)。
过程600包括：对图像应用650扭曲映射以获得扭曲图像。例如，扭曲映射可以基于图像的一个或多个对应图像部分和/或用图像捕获设备的另一图像传感器捕获的图像的一个或多个对应图像部分的线性组合来指定扭曲图像的图像部分(例如，像素或像素块)的确定。
例如，在一些使用情形下，附属透镜可以用于促进鲁棒的电子图像稳定。在一些实现方式中，当附属透镜结构被定位为覆盖母体透镜时，包括附属透镜和母体透镜的透镜堆叠的视场被投影为图像传感器的可检测区域内的圆。尽管未在图6中明确示出，但过程600还可以包括：向图像应用电子图像稳定旋转以获得稳定图像；以及从圆内将稳定图像裁剪为矩形输出图像(例如，如关于图7的过程700所描述的)。
过程600包括：基于扭曲图像来传输、存储或显示660输出图像。例如，输出图像可以传输660到外部设备(例如，个人计算设备)以供显示或存储。例如，输出图像可以与扭曲图像相同。例如，输出图像可以是通过将基于输出图像的图像拼接到来自具有重叠视场的其他图像传感器的一个或多个图像而确定的合成图像。例如，输出图像可以是基于扭曲图像的电子稳定图像。例如，输出图像可以使用编码器(例如，MPEG编码器)来压缩。例如，输出图像可以经由通信接口318传输660。例如，可以在用户接口320或用户接口364中显示660输出图像。例如，输出图像可以存储660在处理装置312的存储器中或处理装置362的存储器中。
图7是使用具有图像捕获设备的附属透镜结构来改进电子图像稳定性的过程700的示例的流程图。图像捕获设备包括母体透镜(例如，母体透镜420)和图像传感器(例如，图像传感器430)，该图像传感器被配置为检测通过母体透镜入射的光。附属透镜结构(例如，附属透镜结构470)包括附属透镜(例如，附属透镜472)和保持机构(例如，保持机构480)，该保持机构被配置为在第一布置中将附属透镜紧固在覆盖母体透镜的位置并且被配置为在第二布置中将附属透镜与图像捕获设备断开连接。在该示例中，当保持机构处于第一布置中时，附属透镜增强图像传感器上方的包括母体透镜的透镜堆叠的光学特性，使得透镜堆叠的视场在图像传感器的可检测区域内投影为圆。过程700包括：当保持机构处于第一布置时，存取710使用图像传感器捕获的图像；对图像应用720电子图像稳定旋转以获得稳定图像；以及从圆内将稳定图像裁剪730为矩形输出图像。例如，过程600可以由图像捕获设备(例如，图1A至图1D的图像捕获设备100、图2A至图2B的图像捕获设备200、图3A的图像捕获设备310或图3B的图像捕获设备340)实现。
例如，图像捕获设备可以包括集成在图像捕获设备中的处理装置。在一些实现方式中，该处理装置被配置为用于自动检测610保持机构何时处于第一布置中。在一些实现方式中，处理装置被配置为响应于检测到附属透镜结构已经被安装，经由用户接口(例如，交互式显示器120)提示用户确认透镜配置改变。在一些实现方式中，处理装置被配置为响应于检测到附属透镜结构已经被安装，从具有多个被支撑的附属透镜的集合中自动标识620附属透镜。
过程700包括：当保持机构处于第一布置时，存取710使用图像传感器捕获的图像(例如，静止图像或视频帧)。例如，可以经由总线(例如，总线324)从图像传感器(例如，图像传感器430或图像传感器314)存取710输入图像。在一些实现方式中，可以经由通信链路(例如，通信链路350)来存取710输入图像。例如，可以经由无线或有线通信接口(例如，Wi-Fi、蓝牙、USB、HDMI、无线USB、近场通信NFC、以太网、射频收发器和/或其他接口)来存取710输入图像。例如，可以经由通信接口366存取710输入图像。例如，可以经由对所存取710的输入图像执行一些初始处理的前ISP来存取710输入图像。例如，输入图像可以以所定义的格式(诸如RAW图像信号格式、YUV图像信号格式，或例如MPEG或JPEG压缩比特流的压缩格式)表示每个像素值。例如，可以使用Bayer彩色马赛克图案的格式存储输入图像。
过程700包括：对图像应用720电子图像稳定旋转以获得稳定图像。例如，电子图像稳定旋转可以应用720于图像的一部分(例如，像素或像素块)。例如，稳定图像的一部分可以基于电子图像稳定旋转来移位到稳定图像内的新地址或位置。例如，电子图像稳定旋转可以应用720于视场内的图像的所有部分。在一些实现方式中，电子图像稳定旋转可以基于包括用于捕获图像的图像传感器的图像捕获设备的角速率测量来确定。例如，电子图像稳定旋转可以根据与图像捕获相关联的时间基于运动传感器(例如，陀螺仪和/或加速度计)测量来确定。因为透镜堆叠的视场被投影为图像传感器的可检测区域内的圆，所以图像可以很好地适合于应用显著的电子图像稳定旋转，从而导致由于边缘效应引起的失真很少或没有失真。
过程700包括：从圆内将稳定图像裁剪730为矩形输出图像。例如，稳定图像可以裁剪730为矩形输出图像，以符合图像或视频编码格式或显示格式。
虽然已经结合某些实施例对本公开进行了描述，但是应当理解，本公开不限于所公开的实施例，而是相反，旨在覆盖包括在所附权利要求的范围内的各种修改和等同布置，该范围要与最宽泛的解释一致，以便涵盖法律所准许的所有这样的修改和等同结构。

Claims (20)

1.一种系统，包括：
图像捕获设备，包括母体透镜和图像传感器，所述图像传感器被配置为检测通过所述母体透镜入射的光；
附属透镜结构，包括附属透镜和保持机构，所述保持机构被配置为在第一布置中将所述附属透镜紧固在覆盖所述母体透镜的位置并且被配置为在第二布置中将所述附属透镜与所述图像捕获设备断开连接，其中当所述保持机构处于所述第一布置中时，所述附属透镜增强所述图像传感器上方的透镜堆叠的光学特性，所述透镜堆叠包括所述母体透镜；
非易失性存储器，存储超过两比特数据，所述非易失性存储器集成在所述附属透镜结构中；以及
处理装置，集成在所述图像捕获设备中并且被配置为当所述保持机构处于所述第一布置时、接收存储在所述非易失性存储器中的数据。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述非易失性存储器存储以下中的至少一项：所述附属透镜的标识符、所述附属透镜的校准数据或所述附属透镜的光学参数。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的系统，还包括通信接口，所述通信接口集成在所述附属透镜结构中，其中所述处理装置被配置为：
接收存储在所述非易失性存储器中的数据，作为信号经由所述通信接口传输。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述通信接口包括射频标识标签，并且所述图像捕获设备包括射频标识读取器，所述射频标识读取器被配置为从所述射频标识标签读取信号。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述通信接口包括一个或多个电导体，所述一个或多个电导体被配置为当所述保持机构处于所述第一布置时，接触所述图像捕获设备上的一个或多个对应电导体。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述处理装置被配置为：
基于从所述非易失性存储器接收的所述数据确定扭曲映射；以及
当所述保持机构处于所述第一布置时，将所述扭曲映射应用于使用所述图像传感器捕获的图像。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中所述处理装置被配置为：
自动检测所述保持机构何时处于所述第一布置。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述处理装置被配置为：
响应于检测到所述附属透镜结构已经被安装，经由用户接口提示用户确认透镜配置改变。
9.根据权利要求7所述的系统，其中所述处理装置被配置为：
响应于检测到所述附属透镜结构已经被安装，从具有多个被支撑的附属透镜的集合中自动标识所述附属透镜。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中当所述保持机构处于所述第一布置中时，所述透镜堆叠的视场被投影为所述图像传感器的可检测区域内的圆，并且其中所述处理装置被配置为：
当所述保持机构处于所述第一布置时，存取使用所述图像传感器捕获的图像；
对所述图像应用电子图像稳定旋转，以获得稳定图像；以及
从所述圆内将所述稳定图像裁剪为矩形输出图像。
11.一种系统，包括：
图像捕获设备，包括母体透镜和图像传感器，所述图像传感器被配置为检测通过所述母体透镜入射的光；
附属透镜结构，包括附属透镜和保持机构，所述保持机构被配置为在第一布置中将所述附属透镜紧固在覆盖所述母体透镜的位置并且被配置为在第二布置中将所述附属透镜与所述图像捕获设备断开连接，其中当所述保持机构处于所述第一布置中时，所述附属透镜增强所述图像传感器上方的透镜堆叠的光学特性，使得所述透镜堆叠的视场在所述图像传感器的可检测区域内投影为圆，所述透镜堆叠包括所述母体透镜；以及
处理装置，集成在所述图像捕获设备中并且被配置为：
当所述保持机构处于所述第一布置时，存取使用所述图像传感器捕获的图像；
对所述图像应用电子图像稳定旋转，以获得稳定图像；以及
从所述圆内将所述稳定图像裁剪为矩形输出图像。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述处理装置被配置为：
自动检测所述保持机构何时处于所述第一布置。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述处理装置被配置为：
响应于检测到所述附属透镜结构已经被安装，经由用户接口提示用户确认透镜配置改变。
14.根据权利要求12所述的系统，其中所述处理装置被配置为：
响应于检测到所述附属透镜结构已经被安装，从具有多个被支撑的附属透镜的集合中自动标识所述附属透镜。
15.一种方法，包括：
自动检测附属透镜结构已安装到图像捕获设备，所述图像捕获设备包括母体透镜和图像传感器，所述图像传感器被配置为检测通过所述母体透镜入射的光，使得所述附属透镜结构的附属透镜被定位为覆盖所述母体透镜；
响应于检测到所述附属透镜结构已经被安装，从具有多个被支撑的附属透镜的集合中自动标识所述附属透镜；
当所述附属透镜结构被定位为覆盖所述母体透镜时，存取使用所述图像传感器捕获的图像；
基于所述附属透镜的标识来确定扭曲映射；
将所述扭曲映射应用于所述图像以获得扭曲图像；以及
传输、存储或显示基于所述扭曲图像的输出图像。
16.根据权利要求15所述的方法，其中当所述附属透镜结构被定位为覆盖所述母体透镜时，包括所述附属透镜和所述母体透镜的透镜堆叠的视场被投影为所述图像传感器的可检测区域内的圆，所述方法包括：
对所述图像应用电子图像稳定旋转以获得稳定图像；以及
从所述圆内将所述稳定图像裁剪为矩形输出图像。
17.根据权利要求15至16中任一项所述的方法，包括：
响应于检测到所述附属透镜结构已经被安装，经由用户接口提示用户确认透镜配置改变。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中自动检测所述附属透镜结构已被安装到所述图像捕获设备包括：
使用集成在所述图像捕获设备中的接近传感器。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其中自动检测所述附属透镜结构已被安装到所述图像捕获设备包括：
检测所述图像传感器的图像传感器覆盖的改变。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法，其中自动标识所述附属透镜包括以下中的至少一项：
从集成在所述附属透镜结构中的非易失性存储器接收数据；或
将所述图像传感器的图像传感器覆盖与关联于所述附属透镜相的图像传感器覆盖简档进行比较。
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