專利名稱：改善視頻圖像流中的圖像的圖像質量的方法和數碼攝像機的制作方法
技術領域：
本發明涉及改善借助于數碼攝像機所捕獲的視頻圖像流中的圖像的圖像質量。
背景技術：
數碼攝像機具有捕獲可以作為視頻圖像流被連續地示出、記錄或傳送的移動圖像的能力。許多數碼攝像機具有提高圖像質量或通過改變各種設置而改變圖像屬性的能力。這些設置通常與圖像質量或圖像屬性直接相關。可影響圖像質量或圖像屬性的設置的示例為重新聚焦、改變增益、改變曝光時間、改變噪音過濾的級別和/或類型、改變白平衡、改變色彩空間、關于光軸豎直地調節圖像傳感器以減輕光暈(Vignetting)問題，等等。因此，可通過例如改變焦距、改變增益、改變曝光時間、改變噪音過濾的級別和/或類型、改變白平衡、改變色彩空間、關于光軸豎直地調節圖像傳感器等來改善圖像質量。不過，仍然需要可用于針對利用數碼攝像機捕獲的圖像而改善圖像質量或改變圖像屬性的更好的技術。

發明內容
本發明的目的就是實現所捕獲的圖像的質量改善。該目的通過根據權利要求1的用于改善借助于數碼攝像機所捕獲的視頻圖像流中的圖像的圖像質量的方法和根據權利要求11的用于改善視頻圖像流中的圖像的圖像質量的數碼攝像機來實現。在從屬權利要求中公開本方面的更多實施例。具體地，根據本發明的第一方面，提供了一種用于改善借助于數碼攝像機所捕獲的視頻圖像流中的圖像的圖像質量的方法。該方法包括借助于所述數碼攝像機捕獲第一圖像子集，輸出所述第一圖像子集的圖像作為所述視頻圖像流，在捕獲第二圖像子集的圖像之前將數碼攝像機的圖像傳感器和/或透鏡從各自的標準位置移到各自的測試位置，利用所述數碼攝像機捕獲所述第二圖像子集，其中，對所述第二圖像子集的所述捕獲穿插著對所述第一圖像子集的所述捕獲，比較所述第一圖像子集的圖像和所述第二圖像子集的圖像，基于所述比較確定所述第二圖像子集的所述圖像與所述第一圖像子集的所述圖像相比是否顯示出改善的圖像質量，如果所述第二圖像子集的所述圖像與所述第一圖像子集的所述圖像相比顯示出改善的圖像質量，則啟動對所述數碼攝像機的圖像質量改善操作。在本發明的上下文中，涉及圖像穿插捕獲的術語應當理解為，在來自第一圖像子集的圖像的捕獲中每隔一段時間捕獲來自第二圖像子集的圖像。這意味著來自第二圖像子集的第一圖像之后可以緊跟著來自第一圖像子集的第一圖像，然后緊跟著來自第二子集的第二圖像，以及分別來自第一圖像子集和第二圖像子集的交替圖像。穿插還可意味著來自第一圖像子集的兩個以上圖像之后緊跟著來自第二圖像子集的一個圖像。應當認識到，在本發明的范圍內可使用各種穿插組合。因此穿插可用于以預定的時間間隔或動態定義的時間間隔進行圖像捕獲。通過在捕獲第一圖像子集或第二圖像子集的圖像時，利用數碼攝像機的圖像傳感
4器和/或透鏡的不同位置，穿插捕獲第一圖像子集和第二圖像子集的圖像，可將來自第二圖像子集的圖像的圖像質量和來自第一圖像子集的圖像的圖像質量相比較，以確定在圖像傳感器和/或透鏡移動之后圖像質量是否改善。隨后可啟動圖像質量改善操作。可比較的圖像質量特征的示例是，視頻圖像流的圖像的總的清晰度、圖像的關注區域是否處于對焦狀態或不同像素的感光性。因此，本發明允許幀間處理，例如比較兩個圖像，以改善借助于數碼攝像機所捕獲的視頻圖像流中的圖像的圖像質量。幀間處理針對在視頻圖像流中兩個圖像/幀的捕獲之間所捕獲(但不一定會示出)的圖像而執行，或者利用來自在視頻圖像流中兩個圖像/幀的捕獲之間所捕獲(但不一定會示出)的圖像的信息而執行。與視頻圖像流的圖像相比，在視頻圖像流中的圖像的捕獲之間所捕獲的圖像是利用數碼攝像機的圖像傳感器和/或透鏡的不同位置而捕獲的。因此，借助于數碼攝像機利用數碼攝像機的位于各自的標準位置的圖像傳感器和/或透鏡而捕獲第一圖像子集，使數碼攝像機的圖像傳感器和/或透鏡位于各自的測試位置借助于數碼攝像機而捕獲第二圖像子集，其中對第二圖像子集的捕獲穿插著對第一圖像子集的捕獲。數碼攝像機的圖像傳感器通常以被顯示的圖像的雙倍幀頻運行，即每隔一個的圖像用于幀間處理，并且每隔一個的圖像被顯示或記錄為視頻圖像流。根據一個示例，數碼攝像機的圖像傳感器被布置為每秒捕獲60幀，并且視頻圖像流每秒包括30幀。因此，借助于數碼攝像機捕獲第一圖像(是在視頻圖像流中使用的圖像)，其中數碼攝像機的圖像傳感器和/或透鏡位于各自的標準位置；將圖像傳感器或透鏡的位置移到測試位置，可替代地將圖像傳感器和透鏡都移到各自的測試位置；捕獲第二圖像(通常不是在視頻圖像流中使用的圖像)；在第二圖像和第一圖像之間進行比較;確定當將圖像傳感器和/或透鏡移到各自的測試位置時，與圖像質量關聯的具體參數是否得到改善。如果在圖像傳感器和/或透鏡的移動之后，圖像質量得到改善，則可啟動圖像質量改善操作。圖像質量改善操作的示例為重新聚焦操作、相對于光軸豎直地移動圖像傳感器以改善光暈問題或者使圖像傳感器傾斜以獲得被監控圍欄的更好視圖。對第二圖像子集的捕獲可以以預定的頻率穿插著對第一圖像子集的所述捕獲。例如在第一圖像子集的每一個、每隔1個、每隔2個、每隔3個、每隔4個、每隔5個、每隔6個、每隔7個、每隔8個、每隔9個(甚至更多)的圖像之間捕獲第二圖像子集的圖像。根據本發明的一個實施例，在第一圖像子集的每個圖像之間捕獲第二圖像子集的圖像。這種配置的優點在于，在第一圖像子集的圖像的圖像質量下降之后，可迅速地啟動圖像質量改善操作。對第二圖像子集的捕獲可以依賴于可用帶寬和/或系統負載以動態頻率穿插著對第一圖像子集的所述捕獲。因此，在高系統負載或在低帶寬下，可以更稀疏地捕獲第二圖像子集的圖像。可以以預定的幀頻輸出第一圖像子集的圖像作為所述視頻圖像流。作為非限制性示例，視頻圖像流每秒可包括30幀。該方法可包括分析第一圖像子集的圖像的銳度和第二圖像子集的圖像的銳度，并比較第一圖像子集的圖像的銳度和第二圖像子集的圖像的銳度。該方法可包括基于所述比較，確定第二圖像子集的圖像的銳度相對于先前捕獲的第一子集的圖像是否得到改善。通過在來自第二圖像子集的圖像和先前捕獲的來自第一子集的圖像之間進行的銳度比較，可確定作為視頻圖像流中的幀被示出、記錄或傳送的第一圖像子集的圖像是否處于對焦或失焦狀態。該方法可進一步包括如果確定銳度得到改善，則啟動自聚焦。只有確定銳度得到改善才啟動自聚焦是有益的，因為這節約了自聚焦電機的使用時間。僅當重新聚焦是必要時才使用自聚焦電機。通過利用空間高頻分析可確定圖像的銳度。空間高頻分析示出圖像的各個部分有多少處于對焦狀態或失焦狀態。可以以技術人員所知的各種方式來確定圖像的銳度。確定銳度的示例可以是利用能夠檢測圖像的邊緣的索貝爾(Sobel)濾波器，并且之后采用用于平滑圖像的高斯濾波器，從而得到可用作銳度值的數字。可替代地，可以計算出高頻含量，并將其作為確定點。其它選項可以是主觀質量因數(SQF)，其中關于眼睛的頻率靈敏度和其它因素對確定點進行加權。該方法還可包括在捕獲第一子集的圖像之前將圖像傳感器和/或透鏡移到各自的標準位置。從標準位置到測試位置又返回的移動以及重復這種移動允許中間分析或處理，中間的意思是圖像可被交替示出、記錄或傳送和交替分析。將所述數碼攝像機的圖像傳感器從標準位置移到測試位置的步驟可進一步包括將圖像傳感器移到逼近光輸入端的第一測試位置，和將圖像傳感器移到遠離光輸入端的第二測試位置。光輸入端是圖像捕獲光路的一部分。移動圖像傳感器以在標準位置的前方和標準位置的后方進行測試的優點在于，一旦啟動自聚焦就可確定自聚焦電機的方向。這通過在重新聚焦時沿正確的方向操作電機，進一步提高了自聚焦電機的壽命。將所述數碼攝像機的透鏡從標準位置移到測試位置的步驟可進一步包括將透鏡移到逼近光輸入端的第一測試位置，和將透鏡移到遠離光輸入端的第二測試位置。光輸入端是圖像捕獲光路的一部分。移動透鏡以在標準位置的前方和標準位置的后方進行測試的優點在于，一旦啟動自聚焦就可確定自聚焦電機的方向。這通過在重新聚焦時沿正確的方向操作電機，進一步提高了自聚焦電機的壽命。該方法可進一步包括識別第一圖像子集的圖像內的特別關注區域。隨后比較第一圖像子集的圖像和第二圖像子集的圖像可以通過比較第一圖像子集的圖像中包括特別關注區域的小部分和第二圖像子集的圖像中與第一圖像子集的圖像中的關注區域相對應的小部分而進行。特別關注區域可以例如包含特別關注的對象，例如進入數碼攝像機的視場的人。特別關注的對象可以例如借助于被設置為在圖像中尋找關注對象的圖像分析過程而發現。圖像分析過程的示例可為移動檢測、人臉識別或號牌識別。如果在圖像中發現特別關注的對象，則隨后對應當何時開啟重新聚焦啟動的測試可以基于特別關注對象是否處于對焦狀態。即，可以對表示圖像傳感器所捕獲的圖像的圖像數據的小部分(對應于關注區域)執行處于對焦或失焦狀態的分析。如果隨后發現特別關注對象不再存在，則可利用完整圖像執行處于對焦或失焦狀態的測試。根據本發明的另一個方面，提供一種用于改善視頻圖像流中的圖像的圖像質量的數碼攝像機。該數碼攝像機包括圖像傳感器，被布置為捕獲圖像數據；圖像處理裝置，被布置為將所述圖像傳感器所捕獲的所述圖像數據處理成圖像，并輸出圖像作為所述視頻圖像流；移動裝置，被布置為將圖像傳感器和/或透鏡從各自的標準位置移到各自的測試位置，所述圖像處理裝置進一步被布置為，比較從所述圖像傳感器和/或所述透鏡位于各自的標準位置時所捕獲的圖像數據處理得到的第一圖像的圖像質量和從所述圖像傳感器和/
6或所述透鏡位于各自的測試位置時所捕獲的圖像數據處理得到的第二圖像的圖像質量，所述圖像處理裝置進一步被布置為，基于所述比較來確定所述第二圖像與所述第一圖像相比是否顯示出改善的圖像質量，所述圖像處理裝置進一步被布置為，如果所述第二圖像與所述第一圖像相比顯示出改善的圖像質量，則啟動對所述數碼攝像機的圖像質量改善操作。所述圖像處理裝置進一步被布置為，通過分析所述第一圖像和所述第二圖像的銳度并且隨后比較所述第一圖像和所述第二圖像的銳度，來比較第一圖像和第二圖像的圖像質量。所述圖像處理裝置還可以進一步被布置為，通過檢查所述第二圖像的銳度相對于先前捕獲的第一圖像是否得到改善，來確定所述第二圖像與所述第一圖像相比是否顯示出改善的圖像質量。此外，所述圖像處理裝置可以進一步被布置為通過啟動數碼攝像機的重新聚焦而啟動圖像質量改善操作。所述圖像處理裝置可被布置為通過利用空間高頻分析確定圖像的銳度。所述移動裝置可以進一步被布置為將圖像傳感器和/或透鏡從各自的測試位置移回各自的標準位置。


現在參照示出了本發明實施例的附圖更詳細地描述本發明的該方面和其它方面。不應當認為附圖將本發明限制于具體的實施例。相反，附圖用于解釋和理解本發明。圖1是根據本發明一個實施例的數碼攝像機的示意圖。圖加是示出了根據本發明實施例的方法的示意流程圖。圖2b是示出了根據本發明另一實施例的方法的示意流程圖。圖2c是示出了根據本發明又一實施例的方法的示意流程圖。圖3a是示出了根據本發明實施例的被捕獲的圖像和被示出、記錄或傳送的圖像的示意圖。圖北是示出了根據本發明另一實施例的被捕獲的圖像和被示出、記錄或傳送的圖像的示意圖。圖3c是示出了根據本發明又一實施例的被捕獲的圖像和被示出、記錄或傳送的圖像的示意圖。圖4是根據本發明第二實施例的連接到網絡的數碼攝像機的示意圖。圖fe是示出了根據本發明實施例的方法的示意流程圖。圖恥是示出了根據本發明另一實施例的方法的示意流程圖。圖5c是示出了根據本發明又一實施例的方法的示意流程圖。圖6是示出了根據本發明實施例的方法的示意流程圖。
具體實施例方式本發明的總的方面是使用幀間處理以改善借助于數碼攝像機所捕獲的視頻圖像流中的圖像的圖像質量。幀間處理針對在視頻圖像流中兩個圖像/幀的捕獲之間所捕獲(但不一定會示出)的圖像而執行，或者利用來自在視頻圖像流中兩個圖像/幀的捕獲之間所捕獲(但不一定會示出)的圖像的信息而執行。與視頻圖像流的圖像相比，在視頻圖像流中的圖像的捕獲之間所捕獲的圖像是利用數碼攝像機的不同的攝像機設置而捕獲的。因此，借助于數碼攝像機利用數碼攝像機的第一攝像機設置捕獲第一圖像子集，并且借助于數碼攝像機利用數碼攝像機的第二攝像機設置捕獲第二圖像子集，其中對第二圖像子集的捕獲穿插著對第一圖像子集的捕獲。數碼攝像機的圖像傳感器通常以被顯示圖像的雙倍幀頻運行，即每隔一個的圖像被用于幀間處理，且每隔一個的圖像被顯示或記錄為視頻圖像流。根據一個示例，數碼攝像機的圖像傳感器被布置為每秒捕獲60幀，并且視頻圖像流每秒包含30幀。在視頻圖像流中兩個圖像/幀的捕獲之間可改變的攝像機設置的示例是沿各個方向移動攝像機的圖像傳感器以及使圖像傳感器傾斜或沿各個方向移動攝像機的透鏡。因此，根據本發明，借助于數碼攝像機捕獲第一圖像(是在視頻圖像流中使用的圖像)，其中攝像機設置處于第一狀態；將攝像機設置改為第二狀態；捕獲第二圖像(通常不是在視頻圖像流中使用的圖像)；使用來自第二圖像的信息(或在某些情況下使用來自第一圖像和第二圖像的信息)執行處理；將攝像機設置改回到第一(初始)狀態(捕獲第一圖像時所使用的狀態)；捕獲第三圖像；再次改變攝像機設置(不一定變回到用于捕獲第二圖像所使用的位置)，捕獲第四圖像，等等。還應該注意的是，不一定需要在視頻圖像流的每個幀之間執行幀間處理。例如可使用數碼攝像機的圖像傳感器所捕獲的每隔2個、每隔3個、每隔4個、每隔5個、每隔6個、每隔7個、每隔8個或每隔9個(或更稀疏)的圖像來執行幀間處理。此外，可替代地，例如可依賴于可用帶寬和/或系統負載而使用動態頻率來執行幀間處理。下面，描述使用幀間處理以改善借助于數碼攝像機所捕獲的視頻圖像流中的圖像的圖像質量的一些不同實施例。重新聚焦啟動根據本發明的第一方面，使用幀間處理以確定應當何時或是否應當啟動數碼攝像機的重新聚焦。為了在數碼攝像機中進行重新聚焦，通常使用可達到焦點位置的爬山算法，該焦點位置產生圖像或圖像的一部分中的最高頻率含量。不過，數碼攝像機的聚焦電機具有有限的壽命，其常被表示為可以使用電機的最大周期數。典型的聚焦電機被預定為可維持兩百萬個周期。這意味著對于可操作10萬個小時(其為數碼攝像機的理想壽命)的數碼攝像機來說，每三分鐘焦點改變不超過一次。于是，為了保護聚焦電機，需要尋找一種關于何時啟動數碼攝像機的重新聚焦的方法，以避免不必要的重新聚焦啟動。聚焦電機的非限制性示例為直流式電機或步進式電機。iia^a mmm^mf^rn^m啟云力根據本發明的一個實施例，對數碼攝像機的圖像傳感器在視頻圖像流的圖像/幀的捕獲之間移動時所捕獲的圖像進行幀間處理，以確定應當何時或是否應當啟動重新聚
焦ο在圖1中示意性地示出了根據該實施例的數碼攝像機5。數碼攝像機5包括外殼10、聚焦透鏡12、聚焦電機11、圖像傳感器14、致動器13、控制器15、圖像處理裝置16、存儲器17以及I/O端口 18。透鏡12連接到聚焦電機11，聚焦電機11接著連接到控制器15并被控制器15控制。圖像傳感器14連接到致動器13，致動器13接著連接到控制器15并被控制器15控制。圖像處理裝置16被布置為從圖像傳感器14接收圖像數據且與控制器15和I/O端口 18通信。數碼攝像機5可通過I/O端口 18連接到網絡20。圖像傳感器14被布置為以預定的幀頻捕獲圖像。圖像傳感器14可為基于CMOS的傳感器或者為CCD傳感器，不過其它類型的傳感器也是可能的。預定的幀頻通常處于30幀每秒和60幀每秒之間，不過其它的幀頻也是可能的。圖像傳感器14可移動地被安裝，且可借助于致動器13或類似裝置被移動。根據該實施例，致動器13為攝像機設置改變元件。致動器的非限制性示例為電機、線性致動器或壓電致動器。圖像傳感器14可位于標準位置，并可利用致動器13被移到測試位置。標準位置應被理解為在攝像機的正常(ordinary)操作期間圖像傳感器所處的起始位置。根據該實施例，標準位置為攝像機設置的第一狀態，而測試位置為攝像機設置的第二狀態。測試位置可進一步被劃分為第一測試位置和第二測試位置。第一測試位置是沿著光軸相比于標準位置逼近數碼攝像機5的光輸入端而定位的位置。第二測試位置是沿著光軸相比于標準位置遠離數碼攝像機5的光輸入端而定位的位置。因此，在這種情況下，標準位置是第一測試位置和第二測試位置之間的位置。由圖像傳感器14捕獲的圖像數據被傳送到圖像處理裝置16。可根據技術人員所知的任意傳送方案來執行圖像數據從圖像傳感器14到圖像處理裝置16的傳送。圖像處理裝置16以預定的幀頻從圖像傳感器14接收捕獲的圖像數據。圖像處理裝置16被布置為準備和/或分析捕獲的圖像數據。圖像處理裝置16具有兩個輸出端，其中第一輸出端連接到I/O端口 18，并且第二輸出端連接到控制器15。連接到I/O端口 18的輸出端用于將待示出、記錄或傳送的圖像傳送到顯示器、記錄器或服務器等。連接到控制器15的輸出端用于發送指令給控制器15。圖像處理裝置16可并行或串行發送圖像/指令給I/O端口 18和控制器15。圖像處理裝置16還被布置為確定捕獲的圖像的銳度值(sharpness value)，并將這些值的每一個存儲在存儲器17中。圖像處理裝置16還被布置為比較在存儲器17中存儲的銳度值，以確定從一個圖像到另一個圖像銳度是否已經改變。利用空間高頻分析可確定圖像的銳度，該分析示出圖像的各個部分有多少處于對焦狀態或失焦狀態。可以以技術人員所知的各種方式確定圖像的銳度。確定銳度的示例可以是利用能夠檢測圖像的邊緣的索貝爾(Sobel)濾波器，并且之后采用用于平滑圖像的高斯濾波器，從而得到可用作銳度值的數字。可替代地，可以計算出高頻含量，并將其作為確定點。其它選項可以是主觀質量因數(SQF)，其中關于眼睛的頻率靈敏度和其它因素對確定點進行加權。控制器15連接到致動器13。控制器15被布置為借助于對致動器13的控制而移動圖像傳感器14。控制器15還連接到聚焦電機11。控制器15被布置為控制聚焦電機11，以移動數碼攝像機5中的透鏡12，從而對待捕獲的圖像重新聚焦。根據所示的實施例，I/O端口 18用于將數碼攝像機5連接到網絡20。不過，數碼攝像機5也可被直接連接到顯示器以示出圖像或連接到用于保存圖像的記錄器。根據本發明的一個實施例，上述數碼攝像機5可以以下述方式操作，以確定何時啟動聚焦電機11從而對數碼攝像機5重新聚焦。在圖加的流程圖中概括了該操作，并且圖3a圖示了根據該實施例捕獲的圖像。借助于圖像傳感器14捕獲表示第一圖像31的圖像數據010)，其中圖像傳感器14被布置于標準位置。將表示第一圖像31的圖像數據傳送到圖像處理裝置16。借助于圖像處理裝置16確定所捕獲的第一圖像31的銳度值(220)。將第一圖像31發送到I/O端口18，以示出、記錄或傳送030)。在存儲器17中存儲第一圖像31的銳度值。銳度值可暫時存儲在存儲器17中。借助于致動器13將圖像傳感器14移到測試位置(MO)。在將圖像傳感器14移到測試位置之后或期間，捕獲表示第二圖像32的圖像數據050)。將表示第二圖像32的圖像數據傳送到圖像處理裝置16。借助于圖像處理裝置16確定所捕獲的第二圖像32的銳度值(沈0)。然后在存儲器17中存儲第二圖像32的銳度值。銳度值可暫時存儲在存儲器17中。通常第二圖像32不會被示出、記錄或傳送給I/O端口 18。然后將第一圖像31和第二圖像32的銳度值互相比較，以確定作為在視頻圖像流中使用的圖像的第一圖像31是否處于對焦狀態或失焦狀態(270)。在與第二圖像32的銳度值相比較之前，可從存儲器17獲取第一圖像31的銳度值。如果確定第二圖像32沒有第一圖像31銳利，則確定第一圖像31處于對焦狀態。相反，如果確定第二圖像32比第一圖像31更加銳利，則確定第一圖像31處于失焦狀態。在第一圖像31和第二圖像32的銳度值之間進行比較之后或期間，可將圖像傳感器移回到標準位置(觀0)。在確定第一圖像31處于失焦狀態的情況下，圖像處理裝置16給控制器15發送信號，控制器15接著通過開啟聚焦電機11而啟動重新聚焦(四0)，以通過移動透鏡12且通過例如開始根據上述爬山算法查找透鏡12的焦點位置而開始重新聚焦。通過借助于圖像傳感器14捕獲表示第三圖像33的圖像數據等等而重復該過程。在該實施例中，奇數編號的圖像31、33、35作為視頻圖像流被示出、記錄或傳送，而偶數編號的圖像32、34、36僅用于進行比較和測試。在該實施例中，被示出、記錄或傳送的奇數編號的圖像31、33、35穿插著進行幀間處理的偶數編號的圖像32、34、36。根據本發明的另一個實施例，上述數碼攝像機5可以以下述方式操作，以確定何時啟動聚焦電機11從而啟動數碼攝像機的重新聚焦。在圖2b的流程圖中概括了該操作，并且圖北圖示了根據該實施例捕獲的圖像。根據該實施例，在視頻圖像流的每一個圖像的捕獲之間捕獲兩個測試圖像。借助于圖像傳感器14捕獲表示第一圖像41的圖像數據(305)，其中圖像傳感器14被布置于標準位置。將表示第一圖像41的第一圖像數據傳送到圖像處理裝置16，確定第一圖像31的銳度值(310)，之后將第一圖像41進一步發送給I/O端口 18用于第一圖像41的示出、記錄或傳送(315)。根據該實施例，現在將圖像傳感器14移到第一測試位置(320)。在將圖像傳感器14移到第一測試位置之后或期間，借助于圖像傳感器14捕獲表示第二圖像42的圖像數據(325)。將表示第二圖像42的圖像數據傳送到圖像處理裝置16，且確定銳度值(330)。將圖像傳感器14移到第二測試位置(335)。在將圖像傳感器14移到第二測試位置之后或期間，借助于圖像傳感器14捕獲表示第三圖像43的圖像數據(340)。然后也將表示第三圖像43的圖像數據傳送到圖像處理裝置16，并也確定該第三圖像43的銳度值(345)。
借助于圖像處理裝置16，將圖像傳感器14位于標準位置時所捕獲的第一圖像41的銳度值與圖像傳感器14位于第一測試位置和第二測試位置時所捕獲的第二圖像42和第三圖像43的銳度值相比較(350)。在第一圖像41、第二圖像42和第三圖像43的銳度值之間進行比較之后或期間，將圖像傳感器移回到標準位置(355)。如果確定第二圖像42或第三圖像43比第一圖像41更銳利，則啟動重新聚焦(360)。關于在各個圖像傳感器14位置處所捕獲的第一圖像41、第二圖像42和第三圖像43的銳度的信息還可用于確定聚焦電機11的方向。例如，如果在第一測試位置所捕獲的第二圖像42的銳度比在第二測試位置所捕獲的第三圖像43的銳度更佳，其中第一測試位置位于圖像傳感器14的標準位置的前方逼近數碼攝像機5的光輸入端，而第二測試位置位于圖像傳感器14的標準位置的后方遠離數碼攝像機5的光輸入端，那么聚焦電機11可以將聚焦透鏡12驅動到遠離數碼攝像機5的光輸入端的位置，以便將透鏡12移動到更靠近圖像傳感器14。聚焦電機11的方向的確定可更多地提高聚焦電機11本身的壽命。這是因為可直接沿正確的方向驅動聚焦電機11，而不是嘗試各個方向，從而減少了聚焦電機11的使用，由此使聚焦電機11的壽命延長。
通過借助于圖像傳感器14捕獲表示第四圖像44的圖像數據等等而重復該過程。根據本發明第一方面的該可替代實施例，每隔2個的圖像41、44、47作為視頻圖像流被示出、記錄或傳送，而其余的圖像42、43、45、46、48、49僅用于進行比較和測試。根據本發明的又一個實施例，上述數碼攝像機5可以以下述方式操作，以確定何時啟動聚焦電機11從而對數碼攝像機5重新聚焦。在圖2c的流程圖中概括了該操作，并且圖3c圖示了根據該實施例捕獲的圖像。借助于圖像傳感器14捕獲表示第一圖像51的圖像數據G10)，其中圖像傳感器14被布置于標準位置。將表示第一圖像51的圖像數據傳送到圖像處理裝置16，并確定銳度值G15)，之后發送第一圖像51以進一步被示出、記錄或傳送020)。將圖像傳感器14移到第一測試位置025)。在將圖像傳感器14移到第一測試位置之后或期間，捕獲表示第二圖像52的圖像數據(430)。然后將表示第二圖像52的圖像數據傳送到圖像處理裝置16，并確定銳度值(435)。現在將圖像傳感器14移回到標準位置(440)，并捕獲表示第三圖像53的圖像數據(445)。將表示第三圖像53的圖像數據傳送到圖像處理裝置16，并確定該第三圖像53的銳度值G50)，之后發送第三圖像53以進一步被示出、記錄或傳送(455)。將圖像傳感器14移到第二測試位置(460)。在將圖像傳感器14移到第二測試位置之后或期間，捕獲表示第四圖像M的圖像數據065)。然后將表示第四圖像M的圖像數據傳送到圖像處理裝置16，并確定第四圖像M的銳度值(470)。借助于圖像處理裝置16，將圖像傳感器14位于標準位置時所捕獲的第一圖像51和第三圖像53的銳度值與圖像傳感器14位于第一測試位置和第二測試位置時分別捕獲的第二圖像52和第四圖像M的銳度值相比較。在第一圖像51、第二圖像52、第三圖像53以及第四圖像M的銳度值之間進行比較之后或期間，將圖像傳感器移回到標準位置(480)。如果確定第二圖像52或第四圖像M比第一圖像51或第三圖像53更銳利(47 ，則啟動重新聚焦(485)。然后，關于在各個圖像傳感器14位置處所捕獲的第一圖像51、第二圖像52、第三圖像53以及第四圖像M的銳度的信息，可用于確定聚焦電機11的方向。例如，如果在第一測試位置所捕獲的第二圖像52的銳度比在第二測試位置所捕獲的第四圖像M的銳度更佳，其中第一測試位置位于圖像傳感器14的標準位置的前方逼近數碼攝像機5的光輸入端，而第二測試位置位于圖像傳感器14的標準位置的后方遠離數碼攝像機5的光輸入端，那么聚焦電機11可以將聚焦透鏡12驅動到遠離數碼攝像機5的光輸入端的位置，以便將透鏡12移動到更靠近圖像傳感器14。聚焦電機11的方向的確定可更多地提高聚焦電機11本身的壽命。這是因為可直接沿正確的方向驅動聚焦電機11，而不是嘗試各個方向，從而減少了聚焦電機11的使用，由此使聚焦電機11的壽命延長。然后重復如圖2c所示的步驟。借助于圖像傳感器14捕獲第五圖像55，等等。根據該實施例，每個奇數編號的圖像51、53、55作為視頻圖像流被示出、記錄或傳送，而偶數編號的圖像52、54、56僅用于進行比較和測試。應該認識到，對上述所有實施例都適用，不必要在圖像流中的圖像的每次捕獲之間重復測試以確定何時和是否應當啟動重新聚焦。例如，可以在圖像流中的每隔9個的圖像之后進行測試，即根據圖2a、圖3a、和圖2b、圖北中所示的實施例，則在圖像流中的圖像的圖像10和圖像11之間、在圖像流中的圖像的圖像20和圖像21之間等等進行測試，根據圖2c、圖3c中所示的實施例，則在圖像流中的圖像的圖像10至12之間、在圖像流中的圖像的圖像20至22之間等等進行測試。通過移動透鏡進行的重新聚焦啟動根據本發明第一方面的另一個實施例，移動透鏡本身以檢查捕獲的圖像是否處于對焦狀態或失焦狀態。在圖如和圖4b中示意性地示出了數碼攝像機的可替代實施例，其被布置為移動透鏡以檢查捕獲的圖像是否處于對焦狀態或失焦狀態。根據圖如的實施例，數碼攝像機5'包括外殼10'、聚焦透鏡12'、聚焦電機11'、致動器13'、圖像傳感器14'、控制器15'、圖像處理裝置16'、存儲器17'以及I/0端口 18'。聚焦透鏡12'連接到致動器13'和聚焦電機11'。致動器13'和聚焦電機11'都連接到控制器15'并被控制器15'控制。圖像處理裝置16'被布置為從圖像傳感器14'接收圖像且與控制器15'和I/O端口 18'通信。數碼攝像機5'可通過I/O端口18'連接到網絡20。圖像傳感器14'被布置為以預定的幀頻捕獲圖像。圖像傳感器14'可為基于CMOS的傳感器或CCD傳感器，不過其它類型的傳感器也是可能的。預定的幀頻通常處于30幀每秒和60幀每秒之間，不過其它的幀頻也是可能的。根據在圖如中所示的實施例，致動器13'被布置為移動聚焦透鏡12'和聚焦電機11'。不過，應該認識到，致動器13'也可被布置在透鏡12'和聚焦電機11'之間，由此在這種情況下，聚焦電機11'被布置為移動透鏡12'和致動器13'。透鏡12'可以位于標準位置，并可以利用致動器13'被移到測試位置。標準位置應被理解為在攝像機的正常操作期間透鏡12'所處的起始位置。根據該實施例，標準位置為攝像機設置的第一狀態，而測試位置為攝像機設置的第二狀態。測試位置可進一步被劃分為第一測試位置和第二測試位置。根據一個實施例，第一測試位置是沿著光軸相比于標準位置逼近數碼攝像機5'的光輸入端而定位的位置。根據一個實施例，第二測試位置是沿著光軸相比于標準位置遠離數碼攝像機5'的光輸入端
12而定位的位置。在這種情況下，標準位置是第一測試位置和第二測試位置之間的位置。圖像傳感器14'所捕獲的圖像數據被傳送到圖像處理裝置16'。可根據技術人員所知的任意傳送方案來執行圖像數據從圖像傳感器14'到圖像處理裝置16'的傳送。圖像處理裝置16'以預定的幀頻從圖像傳感器14'接收捕獲的圖像數據。圖像處理裝置16'被布置為準備和/或分析捕獲的圖像數據。圖像處理裝置16'具有兩個輸出端，其中第一輸出端連接到I/O端口 18'，并且第二輸出端連接到控制器15'。連接到I/0端口 18'的輸出端用于將待顯示、記錄或傳送的圖像傳送到顯示器、記錄器或服務器等。連接到控制器15'的輸出端用于發送指令給控制器15'。圖像處理裝置16'可并行或串行發送圖像/指令給I/O端口 18'和控制器15'。圖像處理裝置16'還被布置為確定捕獲的圖像的銳度值，并將這些值的每一個存儲在存儲器17'中。圖像處理裝置16'還被布置為比較在存儲器17'中存儲的銳度值，以確定從一個圖像到另一個圖像銳度是否已經改變。通過利用空間高頻分析可確定圖像的銳度，該分析示出圖像的各個部分有多少處于對焦狀態或失焦狀態。可以以技術人員所知的各種方式確定圖像的銳度。確定銳度的示例可以是利用能夠檢測圖像的邊緣的索貝爾(Sobel)濾波器，并且之后采用用于平滑圖像的高斯濾波器，從而得到可用作銳度值的數字。可替代地，可以計算出高頻含量，并將其作為確定點。其它選項可以是主觀質量因數(SQF)，其中關于眼睛的頻率靈敏度和其它因素對確定點進行加權。控制器15'被布置為通過致動器13'來控制透鏡12'的移動，還通過聚焦電機11'來控制數碼攝像機的重新聚焦。根據圖如中所示的實施例，I/O端口 18'用于將數碼攝像機5'連接到網絡20。不過數碼攝像機5'也可被直接連接到顯示器以示出圖像或連接到用于保存圖像的記錄
ο如在圖4b中所示的，還應該認識到，在聚焦電機11'得到改善從而能夠運行超過兩百萬個周期的情況下，聚焦電機本身可用作致動器的功能，由此用于移動透鏡以檢查捕獲的圖像是否處于對焦狀態或失焦狀態，并且聚焦電機本身可用作在需要時對數碼攝像機5'重新聚焦的聚焦電機。因此，致動器和聚焦電機兩者的功能可都由聚焦電機來完成。根據該實施例，聚焦電機11'為攝像機設置改變元件。根據圖4b的實施例，數碼攝像機5'包括外殼10'、聚焦透鏡12'、聚焦電機11'、圖像傳感器14'、控制器15'、圖像處理裝置16'、存儲器17'以及I/O端口 18'。聚焦透鏡12'連接到聚焦電機11'。聚焦電機1Γ連接到控制器15'并被控制器15'控制。控制器15'被布置為通過聚焦電機11'來控制透鏡12'的移動，還通過聚焦電機11'來控制對數碼攝像機的重新聚焦。在下述的說明中聲明是致動器13'被用于在標準位置和測試位置之間移動透鏡12'，不過，如根據圖4b的實施例所示，應該認識到，也可通過聚焦電機11'本身移動透鏡 12'。根據本發明的一個實施例，作為圖如和4b中的不同實施例而描繪的上述數碼攝像機5'可以以下述方式操作，以確定何時啟動聚焦電機1Γ從而對數碼攝像機5'重新聚焦。在圖fe的流程圖中概括了該操作，并且圖3a圖示了根據該實施例捕獲的圖像。
借助于圖像傳感器14'捕獲表示第一圖像31的圖像數據(500)，其中圖像透鏡12'被布置于標準位置。將表示第一圖像31的圖像數據傳送到圖像處理裝置16'。借助于圖像處理裝置16'確定所捕獲的第一圖像31的銳度值(502)。將第一圖像31發送到I/0端口 18'以示出、記錄或傳送(504)。在存儲器17'中存儲第一圖像31的銳度值。銳度值可暫時存儲在存儲器17'中。借助于致動器13'將透鏡12'移到測試位置(506)。在將透鏡12'移到測試位置之后或期間，捕獲表示第二圖像32的圖像數據(508)。將表示第二圖像32的圖像數據傳送到圖像處理裝置16'。借助于圖像處理裝置16'確定所捕獲的第二圖像32的銳度值(510)。然后在存儲器17'中存儲第二圖像32的銳度值。銳度值可暫時存儲在存儲器17'中。通常第二圖像32不會被示出、記錄或傳送給I/O端口 18'。然后將第一圖像31和第二圖像32的銳度值互相比較，以確定作為在視頻圖像流中使用的圖像的第一圖像31是否處于對焦狀態或失焦狀態(51 。在與第二圖像32的銳度值相比較之前，可從存儲器17'獲取第一圖像31的銳度值。如果確定第二圖像32沒有第一圖像31銳利，則確定第一圖像31處于對焦狀態。相反，如果確定第二圖像32比第一圖像31更加銳利，則確定第一圖像31處于失焦狀態。在第一圖像31和第二圖像32的銳度值之間進行比較之后或期間，可將透鏡12'移回到標準位置(514)。在確定第一圖像31處于失焦狀態的情況下，圖像處理裝置16'給控制器15'發送信號，控制器15'接著通過開啟聚焦電機1Γ而啟動重新聚焦(516)，以通過移動透鏡12'且通過例如開始根據上述爬山算法查找透鏡12'的焦點位置而開始重新聚焦。通過借助于圖像傳感器14'捕獲表示第三圖像33的圖像數據等等而重復該過程。在該實施例中，奇數編號的圖像31、33、35作為視頻圖像流被示出、記錄或傳送，而偶數編號的圖像32、34、36僅用于進行比較和測試。在該實施例中，被示出、記錄或傳送的奇數編號的圖像31、33、35穿插著進行幀間處理的偶數編號的圖像32、34、36。根據本發明的另一個實施例，圖4中描繪的上述數碼攝像機5'可以以下述方式操作，以確定何時啟動聚焦電機11 ‘從而啟動數碼攝像機的重新聚焦。在圖恥的流程圖中概括了該操作，并且圖:3b圖示了根據該實施例捕獲的圖像。根據該實施例，在視頻圖像流的每一個圖像的捕獲之間捕獲兩個測試圖像。借助于圖像傳感器14'捕獲表示第一圖像41的圖像數據(518)，其中透鏡12'被布置于標準位置。將表示第一圖像41的第一圖像數據傳送到圖像處理裝置16'，確定第一圖像31的銳度值(520)，之后將第一圖像41進一步發送給I/O端口 18'用于第一圖像41的示出、記錄或傳送(522)。根據該實施例，現在將透鏡12'移到第一測試位置(5M)。在將透鏡12'移到第一測試位置之后或期間，借助于圖像傳感器14'捕獲表示第二圖像42的圖像數據(5 )。將表示第二圖像42的圖像數據傳送到圖像處理裝置16'，并確定銳度值(5觀)。將透鏡12'移到第二測試位置(530)。在將透鏡12'移到第二測試位置之后或期間，借助于圖像傳感器14'捕獲表示第三圖像43的圖像數據(532)。然后也將表示第三圖像43的圖像數據傳送到圖像處理裝置16'，并也確定該第三圖像43的銳度值(534)。
借助于圖像處理裝置16'，將透鏡12'位于標準位置時所捕獲的第一圖像41的銳度值和透鏡12'位于第一測試位置和第二測試位置時分別捕獲的第二圖像42和第三圖像43的銳度值相比較(536)。在第一圖像41、第二圖像42和第三圖像43的銳度值之間進行比較之后或期間，將透鏡12'移回到標準位置(538)。如果確定第二圖像42或第三圖像43比第一圖像41更銳利，則啟動重新聚焦640)。關于在各個透鏡12'位置處所捕獲的第一圖像41、第二圖像42和第三圖像43的銳度的信息還可用于確定聚焦電機11'的方向。例如，如果在第一測試位置所捕獲的圖像42的銳度比在第二測試位置所捕獲的圖像43的銳度更佳，其中第一測試位置位于透鏡12'的標準位置的前方逼近數碼攝像機5'的光輸入端，而第二測試位置位于透鏡12'的標準位置的后方遠離數碼攝像機5'的光輸入端，那么聚焦電機1Γ最佳地將透鏡12'驅動到逼近數碼攝像機5'的光輸入端的位置，以便將透鏡12'移動到更遠離圖像傳感器14'。聚焦電機11'的方向的確定可提高聚焦電機1Γ本身的壽命。因為可直接沿正確方向驅動聚焦電機11'，而不是嘗試各個方向，從而減少了聚焦電機11'的使用，由此使聚焦電機11'的壽命延長。通過借助于圖像傳感器14'捕獲表示第四圖像44的圖像數據等等而重復該過程。根據本發明第一方面的該可替代實施例，每隔2個的圖像41、44、47作為視頻圖像流被示出、記錄或傳送，而其余的圖像42、43、45、46、48、49僅用于進行比較和測試。根據本發明的又一個實施例，圖4中描繪的上述數碼攝像機5'可以以下述方式操作，以確定何時啟動聚焦電機11 ‘從而對數碼攝像機重新聚焦。在圖5C的流程圖中概括了該操作，并且圖3c圖示了根據該實施例捕獲的圖像。借助于圖像傳感器14'捕獲表示第一圖像51的圖像數據(552)，其中透鏡12'被布置于標準位置。將表示第一圖像51的圖像數據傳送到圖像處理裝置16'，并確定銳度值(5M)，之后進一步發送第一圖像51以被示出、記錄或傳送(556)。將透鏡12'移到第一測試位置(558)。在將透鏡12'移到第一測試位置之后或期間，捕獲表示第二圖像52的圖像數據(560)。然后將表示第二圖像52的圖像數據傳送到圖像處理裝置16'，且確定銳度值(562)。現在將透鏡12'移回到標準位置(564)，并捕獲表示第三圖像53的圖像數據(566)。將表示第三圖像53的圖像數據傳送到圖像處理裝置16'，并確定該第三圖像53的銳度值(568)，之后進一步發送第三圖像53以被示出、記錄或傳送(570)。將透鏡12'移到第二測試位置(57 。在將透鏡12'移到第二測試位置之后或期間，捕獲表示第四圖像M的圖像數據(574)。然后將表示第四圖像M的圖像數據傳送到圖像處理裝置16 ‘，并確定第四圖像M的銳度值(576)。借助于圖像處理裝置16'，將透鏡12'位于標準位置時所捕獲的第一圖像51和第三圖像53的銳度值與透鏡12'位于第一測試位置和第二測試位置時分別捕獲的第二圖像52和第四圖像M的銳度值相比較。在第一圖像51、第二圖像52、第三圖像53以及第四圖像M的銳度值之間進行比較之后或期間，將透鏡12'移回到標準位置(580)。如果確定第二圖像52或第四圖像M比第一圖像51或第三圖像53更銳利(578)，則啟動重新聚焦(582)。
關于在各個透鏡12'位置處所捕獲的第一圖像51、第二圖像52、第三圖像53以及第四圖像M的銳度的信息然后可用于確定聚焦電機11'的方向。例如，如果在第一測試位置所捕獲的第二圖像52的銳度比在第二測試位置所捕獲的第四圖像M的銳度更佳，其中第一測試位置位于透鏡12'的標準位置的前方逼近數碼攝像機5'的光輸入端，而第二測試位置位于透鏡12'的標準位置的后方遠離數碼攝像機5'的光輸入端，那么聚焦電機11'將聚焦透鏡12驅動到逼近數碼攝像機5'的光輸入端的位置，以便將透鏡12'移動到更遠離圖像傳感器14'。聚焦電機11'的方向的確定可更多地提高聚焦電機11'本身的壽命。這是因為可直接沿正確方向驅動聚焦電機11，而不是嘗試各個方向，從而減少了聚焦電機11'的使用，由此使聚焦電機11'的壽命延長。然后重復如圖5c中所示的步驟。借助于圖像傳感器14'捕獲第五圖像55，等等。根據該實施例，每個奇數編號的圖像51、53、55作為視頻圖像流被示出、記錄或傳送，而偶數編號的圖像52、54、56僅用于進行比較和測試。應該認識到，不一定要在視頻圖像流中的圖像的每次捕獲之間重復測試以確定何時和是否應妝啟動重新聚焦。例如，可以在視頻圖像流中的每隔9個的圖像后進行測試，即根據圖5a、圖3a和圖5b、圖北中所示的實施例，則在視頻圖像流中的圖像的圖像10和圖像11之間、在視頻圖像流中的圖像的圖像20和圖像21之間等等進行測試，根據圖5c、圖3c中所示的實施例，則在視頻圖像流中的圖像的圖像10至12之間、在視頻圖像流中的圖像的圖像20至22之間等等進行測試。g^i^Rfeta^fMa^m^m^a根據本發明第一方面的一個實施例，重新聚焦啟動是基于來自圖像的一部分的信息，該部分是圖像中的特別關注區域。該特別關注區域可以例如包含特別關注對象，例如進入數碼攝像機5、5'的視場的人。特別關注對象可以例如借助于被設置為在圖像中尋找關注對象的圖像分析過程而被發現。圖像分析過程的示例可以為移動檢測、人臉識別或號牌識別。如果在圖像中發現特別關注對象，則隨后對應當何時開啟重新聚焦啟動的測試可以基于特別關注對象是否處于對焦狀態。即，可以對表示圖像傳感器14、14'所捕獲的圖像的圖像數據的小部分(對應于關注區域)執行處于對焦或失焦狀態的分析。如果隨后發現特別關注對象不再存在，則可利用完整圖像執行處于對焦或失焦狀態的測試。應當認識到，根據該實施例，被布置為在標準位置和測試位置之間移動圖像傳感器14的數碼攝像機5的實施例以及被布置為在標準位置和測試位置之間移動透鏡12'的數碼攝像機5'的實施例都可以使用。此外，技術人員還會認識到，比較上面所公開的，數碼攝像機5的圖像傳感器14或數碼攝像機5'的透鏡12'可被移到第一測試位置和第二測試位置的其中一個或兩個位置。在圖6中描繪了基于來自圖像的一部分的信息進行重新聚焦啟動的實施例，其中該部分是圖像中特別關注區域。借助于數碼攝像機5、5'中的圖像傳感器14、14'捕獲表示第一圖像的圖像數據(600)。將表示第一圖像的圖像數據傳送到圖像處理裝置16、16'。通過例如對所捕獲的圖像執行圖像分析以在第一圖像的圖像數據表示中識別關注對象或區域，來確定關注區域(602)。借助于圖像處理裝置16、16'確定第一圖像中的關注區域的銳度值(602)。在存儲器17、17'中存儲第一圖像中的關注區域的銳度值。將第一圖像發送到I/O端口 18、18'以示出、記錄或傳送(604)。將圖像傳感器14/透鏡12'移到測試位置(606)。在將圖像傳感器14/透鏡12'移到測試位置之后或期間，借助于數碼攝像機5,5'中的圖像傳感器14、14'捕獲表示第二圖像的圖像數據(608)。借助于圖像處理裝置16,16'確定所捕獲的第二圖像中的關注區域的銳度值(610)。然后在存儲器17、17'中存儲該銳度值。通常第二圖像不會被示出、記錄或被傳送到I/O端口 18、18'。將第一圖像中的關注區域的銳度值和第二圖像中的關注區域的銳度值進行比較，以確定第一圖像中的關注區域是否處于對焦或失焦狀態(614)。在與第二圖像中的關注區域的銳度值相比較之前，可從存儲器17、17'獲取第一圖像中的關注區域的銳度值。在銳度值的比較之后或期間，將圖像傳感器14/透鏡12'移回到標準位置(612)。如果確定第二圖像中的關注區域沒有第一圖像中的關注區域銳利，則確定第一圖像處于對焦狀態。相反，如果確定第二圖像中的關注區域更加銳利，則確定第一圖像處于失焦狀態。在確定第一圖像處于失焦狀態的情況下，圖像處理裝置16、16'給控制器15、15'發送信號，控制器15、15'接著通過開啟聚焦電機11、1Γ而啟動重新聚焦(616)，從而通過移動透鏡12、12'且通過例如開始根據上述的爬山算法查找透鏡12、12'的焦點位置而開始重新聚焦。本領域技術人員會認識到，本發明絕不限于上述的方面和實施例。例如，圖像傳感器可以在捕獲兩個圖像之間在與光軸呈90度的平面中豎直移動。為了減少晃動，第二子集用于檢查圖像是否已經移動，并且用于豎直地補償或預期在捕獲屬于第一子集的下一個圖像之前的進一步移動。在捕獲兩個圖像之間在與光軸呈90度的平面中豎直移動圖像傳感器的另一個應用是，為了從圖像傳感器表面去除灰塵的目的而在捕獲兩個視頻圖像幀之間移動圖像傳感器。通過豎直調節還可改善光暈問題，即越靠近透鏡的邊緣透鏡感光越差的事實。通過第二子集的圖像分析，可以通過在傳感器的每一個轉角中確保相同數量的“缺陷”而找到傳感器14、14'的最佳豎直位置。根據另一個示例，在捕獲兩個圖像之間執行可導致圖像傳感器傾斜(改變)的移動。這在“圍欄監控(fence monitoring) ”的應用中尤其有用。隨著傾斜稍微增大和降低，可確定初始傾斜是否仍然合適。如果需要焦距調節，則使用初始傾斜開始重新聚焦過程，從而實現得到改善的傾斜的結果。可替代地，如果“被監控的圍欄”已移動或消失，則可以在使傳感器水平、基于結果計算最佳傾斜的情況下重新開始重新聚焦過程。在視場可以改變的平移/傾斜攝像機，很可能就是這種情況。傳感器的傾斜改變會導致圖像中的遠景改變。傳感器的傾斜會依賴于傳感器傾斜的程度而產生圖像的部分放大。應用可以是傳感器沿水平方向傾斜或傳感器沿豎直方向傾斜的“圍欄監控”，從而例如使超高層建筑的視圖直立，以至于其側面豎直直立。根據又一個示例，如果被執行的圖像分析在借助于數碼攝像機而捕獲的視頻圖像流中發現了關注對象，則可以依賴于所發現的對象，利用在例如曝光或增益的圖像參數上有變化的不同的攝像機設置來捕獲第二子集。例如較小增益產生較低噪音和較好的聚焦分析結果。如果對象被曝光過度，則幾乎可能沒有用于有效的聚焦分析的高頻數據。利用修改的曝光時間，結合圖像傳感器14或透鏡12'的移動，可以改善聚焦分析，即改正的圖像參數，原因在于第二子集可用作更好地確定何時重新開始重新聚焦過程的工具。
根據又一個示例，在一些應用中，將受益于具有大的景深，即在借助于數碼攝像機所捕獲的視頻圖像流的圖像中，有一個以上對象同時處于對焦狀態。根據本發明，在捕獲第一圖像子集和第二圖像子集的圖像之間被改變的攝像機設置是焦距。然后可將第一圖像子集的圖像與第二圖像子集的圖像結合，以在視頻圖像流中產生具有較好景深的幀。雖然事實上圖像的各個對象之間具有大的距離，但所產生的圖像是具有較好景深的圖像，其中各個部分處于對焦狀態。還應該認識到，可將上述實施例結合。因此，在所附權利要求書的范圍內，許多修改和變化是可能的。
權利要求
1.用于改善借助于數碼攝像機(5；5')而捕獲的視頻圖像流中的圖像的圖像質量的方法，包括借助于所述數碼攝像機(5 ；5')捕獲第一圖像子集，輸出所述第一圖像子集的圖像作為所述視頻圖像流，將所述數碼攝像機(5 ;5')的圖像傳感器(14，14')和/或透鏡(12，12')從各自的標準位置移到各自的測試位置，所述測試位置不同于所述標準位置，當所述數碼攝像機(5 ;5')的圖像傳感器(14，14')和/或透鏡(12，12')位于所述測試位置時捕獲第二圖像子集的圖像，利用所述數碼攝像機(5 ；5')捕獲所述第二圖像子集，其中，對所述第二圖像子集的所述捕獲穿插著對所述第一圖像子集的所述捕獲，通過分析銳度比較所述第一圖像子集的圖像和所述第二圖像子集的圖像，基于所述比較確定所述第二圖像子集的所述圖像與所述第一圖像子集的所述圖像相比是否顯示出改善的圖像質量，如果所述第二圖像子集的所述圖像與所述第一圖像子集的所述圖像相比顯示出改善的圖像質量，則啟動對所述數碼攝像機(5;5')的重新聚焦操作。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，對所述第二圖像子集的所述捕獲以預定的頻率穿插著對所述第一圖像子集的所述捕獲。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，對所述第二圖像子集的所述捕獲依賴于可用帶寬和/或系統負載而以動態頻率穿插著對所述第一圖像子集的所述捕獲。
4.根據前述權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，輸出所述第一圖像子集的圖像作為所述視頻圖像流是以預定的幀頻進行。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，圖像的銳度通過利用空間高頻分析來確定。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，進一步包括在捕獲所述第一圖像子集的圖像之前將所述圖像傳感器(14，14')和/或所述透鏡(12，12')移到各自的標準位置。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其中，將所述數碼攝像機(5;5')的圖像傳感器(14，14')從標準位置移到測試位置進一步包括將所述圖像傳感器移到逼近所述數碼攝像機(5 ;5')的光輸入端的第一測試位置，和將所述圖像傳感器(14，14')移到遠離所述數碼攝像機(5 ；5')的光輸入端的第二測試位置。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的方法，其中，將所述數碼攝像機(5;5')的透鏡(12，12')從標準位置移到測試位置進一步包括將所述透鏡(12，12')移到逼近所述數碼攝像機(5 ；5')的光輸入端的第一測試位置，和將所述透鏡(12，12')移到遠離所述數碼攝像機(5 ;5')的光輸入端的第二測試位置。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的方法，進一步包括識別所述第一圖像子集的圖像內的特別關注區域，并且其中比較所述第一圖像子集的圖像和所述第二圖像子集的圖像通過比較所述第一圖像子集的圖像中包括特別關注區域的小部分和所述第二圖像子集的圖像中與所述第一圖像子集的圖像中的關注區域相對應的小部分而進行。
10.一種用于改善視頻圖像流中的圖像的圖像質量的數碼攝像機(5 ;5')，包括圖像傳感器(14，14')，被布置為捕獲圖像數據，圖像處理裝置(16，16')，被布置為將所述圖像傳感器(14，14')所捕獲的所述圖像數據處理成圖像，并輸出圖像作為所述視頻圖像流，移動裝置，被布置為將所述圖像傳感器(14，14')和/或透鏡(12，12')從各自的標準位置移到各自的測試位置，所述測試位置不同于所述標準位置，所述圖像處理裝置(16，16')進一步被布置為，通過分析銳度來比較從所述圖像傳感器(14，14')和/或所述透鏡(12，12')位于各自的標準位置時所捕獲的圖像數據處理得到的第一圖像的圖像質量和從所述圖像傳感器(14，14')和/或所述透鏡(12，12')位于各自的測試位置時所捕獲的圖像數據處理得到的第二圖像的圖像質量，所述圖像處理裝置(16，16')進一步被布置為，基于所述比較來確定所述第二圖像與所述第一圖像相比是否顯示出改善的圖像質量，所述圖像處理裝置(16，16')進一步被布置為，如果所述第二圖像與所述第一圖像相比顯示出改善的圖像質量，則啟動對所述數碼攝像機(5 ;5')的重新聚焦操作。
11.根據權利要求10所述的數碼攝像機(5;5')，其中，所述圖像處理裝置被布置為通過利用空間高頻分析確定圖像的銳度。
12.根據權利要求10或11所述的數碼攝像機(5；5')，其中，所述移動裝置進一步被布置為將所述圖像傳感器(14，14')和/或透鏡(12，12')從各自的測試位置移回各自的標準位置。
全文摘要
本發明涉及一種用于改善借助于數碼攝像機而捕獲的視頻圖像流中的圖像的圖像質量的方法。該方法包括借助于數碼攝像機捕獲第一圖像子集，輸出第一圖像子集的圖像作為視頻圖像流，在捕獲第二圖像子集的圖像之前將數碼攝像機的圖像傳感器和/或透鏡從各自的標準位置移到各自的測試位置，利用數碼攝像機捕獲第二圖像子集，其中對第二圖像子集的捕獲穿插著對第一圖像子集的捕獲，比較第一圖像子集的圖像和第二圖像子集的圖像，基于比較確定第二圖像子集的圖像是否比第一圖像子集的圖像顯示出改善的圖像質量，如果是，則啟動對數碼攝像機的圖像質量改善操作。本發明還涉及一種用于改善視頻圖像流中的圖像的圖像質量的數碼攝像機。
文檔編號H04N17/00GK102572506SQ20111040924
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月9日 優先權日2010年12月14日
發明者約納斯·耶爾姆斯特倫, 詹·松維克 申請人:安訊士有限公司