[发明专利]用于成像设备的光学变焦以及数字变焦

说明书

技术领域

本发明一般涉及摄影过程并且尤其涉及这样一种过程，其中在图像捕获过程期间执行变焦。

背景技术

在摄影术中，光具有重要的角色。在光敏传感器上生成图像需要照明。经由成像光学器件传播的光通常穿过可调整的光圈。可以将光圈调得较小，其中减少进入照相机设备的光量。当光圈调的较大时，增加进入照相机设备的光量。成像光学器件收集来自于成像目标的反射光并且将光投射到传感器上。如果自然光照对于摄影来说不够高，则可以通过附加的灯、闪光灯来增加光量。

光学变焦是一种调整成像光学器件的光学放大倍率的方法，由此，在摄影区域内的目标将根据变焦的方向而在图像传感器上的最终图像中较大或较小地形成。因此，摄影者可以通过对希望在图像中强调的目标进行对焦来选择该目标。当以此方式光学放大了该目标时，在照相机传感器中由单独像素看到的光量变的较小，从而图像变得较暗。其中当增大光学放大倍率时，使用用于光学变焦的照相机光学系统来减少落在图像传感器上的光量的现象在摄影领域内是公知的。

对于典型的成像光学器件，可以通过下列等式估计光量：

f_act＝f_n×(M+1)

其中f_act相应于实际光圈值，f_n相应于成像光学器件中设置的光圈并且M相应于变焦率。变焦率越大(即更靠近图像)，则可用光越少。例如，如果变焦率小于1∶10，则光基本上不减少。然而，具有1∶1变焦率以及16的光圈值的摄影给出了32的光圈实际值，其大于设置的光圈两倍，从而光损失是两个光圈值。

提供一些解决方案以克服光学变焦中光减少的问题。一个可能性是增大模拟信号增益，从而将放大模拟信号域中的光，但是由于因此将放大噪声，所以信噪比通常将减小。另一个可能性是增加图像曝光时间，从而可以收集到更多光子并且因此可以提供更明亮的图像。然而由于此解决方案，如果曝光时间太长则图像可能模糊。

某些照相机具有光学和数字变焦功能两者。数字变焦在光学传感器已经捕获了该图像后，通过使用数字图像处理技术来放大数字图像中的指定区域从而实现变焦。因为图像源(未变焦的图像)在那个区域具有的信息比最终缩放的区域所需要的更少，所以图像质量可能稍微受损。因此，数字变焦通常仅在光学变焦达到其最大值之后使用。然而，因为数字变焦应用于光学变焦的图像，所以在此情况中，不能防止由于光学变焦而在图像中引起的光减少。

因此，当使用光学变焦时，相关领域似乎缺乏可以更好的保持图像亮度的解决方案。

发明内容

本发明考虑当使用光学变焦时图像的可能暗化，并且因此提供一种甚至在低度光照成像情况期间产生具有更好图像质量的变焦图像的解决方案。为了完成此目的，提供一种方法、设备、控制器、计算机可执行程序和介质。

在用于数字成像的方法中，在成像设备中将图像通过成像光学器件形成在光敏图像传感器上，所述成像设备能够进行光学和数字变焦，所述方法包括用于确定可用照明的量的步骤，其中根据所述量，确定所述光学变焦和所述数字变焦之间的比率，根据该比率执行所述光学变焦和所述数字变焦。

用于数字成像的设备包括：成像光学器件和通过所述成像光学器件统对其形成图像的图像传感器，能够进行光学变焦和数字变焦两者的所述设备进一步包括：用于确定可用照明的量的装置，以及，根据所述量，所述设备能够确定所述光学变焦和所述数字变焦之间的比率，根据该比率所述设备能够执行所述光学变焦和所述数字变焦。

用于数字成像设备的控制器包括：用于光学变焦和数字变焦两者的控制装置，所述控制器包括用于确定可用照明的量的装置，并且，根据所述量，所述控制器能够确定所述光学变焦和所述数字变焦之间的比率，根据该比率所述控制器能够控制用于所述设备的所述光学变焦和所述数字变焦。

用于数字成像的计算机可执行程序，其中在成像设备中将图像通过成像光学器件形成在光敏图像传感器上，所述成像设备能够进行光学变焦和数字变焦，所述程序包括当在计算机上运行时，适合执行确定可用照明的量的步骤的代码装置，并且，根据所述量，确定所述光学变焦和所述数字变焦之间的比率，根据该比率执行所述光学变焦和所述数字变焦。

根据本发明的介质能够承载或存储上述计算机可执行程序。