[发明专利]实时获取和显示图像的设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于实时获取和显示图像的成像设备以及一种实时获取和显示图像的方法。本发明还涉及包括所阐述的成像设备的头盔、头戴式设备（head mount）、步枪瞄准器或手持设备。

直接观察系统（direct view systems）是这样的成像设备，其中通过成像部件获取图像，然后通过显示部件将图像实时提供给用户。在这样的直接观察系统中，在图像获取与图像显示之间可存在一个时间差。这个时间差通常被称为时延（latency）。直接观察系统的实例有夜视设备和望远镜观察设备。

时延是最不期望的，尤其当该直接观察系统旨在用于便携式使用时。一个原因是，当使用该直接观察系统时，使用者可处于移动中。该时延可导致使用者通过该显示部件感知到的运动与通过使用者的其他运动感官（例如，使用者的前庭系统）感知到的运动不同。如果该时延，从而感知到的运动与通过其他方式感受到的运动之间失配（mismatch）太大，则使用者可感受到恶心或晕动病。

许多直接观察系统主要是基于光学或基于光电的。例如，夜视设备可包括作为成像部件的光学器件（optics）和图像增强管（image intensifier tube）以及作为显示部件的荧光屏。在运行期间，来自低光水平场景（low light level scene）的光子被转换成光电子，被该图像增强管倍增，最后被朝向荧光屏加速，以将它们转换回可见光。这样的直接观察系统的时延通常是几毫秒，如由该荧光屏的延迟限定的，这足够低以避免使用者在便携式使用期间遭受晕动病。

背景技术

可期望具有一种直接观察系统，其中图像以数字形式在中间可得（intermediately available），即被表现在数字信号域中。这可允许该直接观察系统采用数字信号处理来改善该图像的品质，以在该图 像上叠加相关信息等等。这样的直接观察系统可使用半导体传感器来获取图像，使用信号处理器来处理该图像，以及使用电子显示器来显示该图像。

发明内容

这样的基于数字信号域的直接观察系统的总体时延可以是相对高的。不利的是，在这样的直接观察系统的便携式使用期间，使用者可遭受晕动病。

本发明的一个目的是提供一种用于以减小的时延实时获取和显示图像的成像设备以及一种以减小的时延实时获取和显示图像的方法，其中该图像以数字形式在中间可得，用于允许信号处理。

根据本发明，该目的通过提供一种用于实时获取和显示图像的成像设备来实现，所述成像设备包括：i）一个成像传感器，包括一个辐射敏感阵列，用于获取一个图像；ii）一个读出电路，连接至所述辐射敏感阵列，用于读出所述图像；iii）一个信号处理器，用于处理所述图像，以获得一个经处理的图像；以及iv）一个显示器，用于显示所述经处理的图像，所述辐射敏感阵列被布置为成行的一些传感器像素，并且所述显示器被布置为成行的一些显示器像素，并且其中所述读出电路是一个卷帘快门电路，用于依序读出所述成行的一些传感器像素，以依序提供一些像素子集，所述信号处理器被配置为用于在所述一些像素子集中的一个像素子集可得时，处理该像素子集，以提供一个经处理的像素子集，并且所述显示器被配置为在所述经处理的像素子集可得时，在相应的显示器像素子集上显示所述经处理的像素子集，以在所述成行的一些显示器像素上依序显示所述经处理的图像。

在本发明的另一方面，提供了包括所阐述的成像设备的头盔、头戴式设备、步枪瞄准器或手持设备。

在本发明的另一方面，提供了用成像设备来实时获取和显示图像的方法，所述成像设备包括：i）一个成像传感器，包括一个辐射敏感阵列，用于获取一个图像；ii）一个读出电路，连接至所述辐射敏感阵列，用于读出所述图像；iii）一个信号处理器，用于处理所述图像，以获得一个经处理的图像；以及iv）一个显示器，用于显示所述经处 理的图像，所述辐射敏感阵列被布置为成行的一些传感器像素，并且所述显示器被布置为成行的一些显示器像素，并且其中所述方法包括：用所述读出电路依序读出所述成行的一些传感器像素，以依序提供一些像素子集，在所述一些像素子集中的一个像素子集可得时，用所述信号处理器处理该像素子集，以提供一个经处理的像素子集，并且在所述经处理的像素子集可得时，用所述显示器将所述经处理的像素子集显示在相应的显示器像素子集上，用于在所述成行的一些显示器像素上依序地显示所述经处理的图像。

在本发明的另一方面，提供了一种计算机程序，所述计算机程序存储在计算机可读介质上，所述计算机程序包括用于使处理器系统执行所阐述的方法的指令。