用于使物體成像的系統和方法

專利名稱：用于使物體成像的系統和方法
技術領域：
本發明的實施例涉及成像系統和方法，并且尤其涉及能夠滿足至少具有某種程度的視力損傷的人的需求的成像系統和方法。
背景技術：
許多人遭受視力損傷或某種程度的視力喪失。對于老年人口，至少具有某種形式的與年齡相關的視力喪失或損傷的人的數量持續增長。工業事故、遺傳病和諸如糖尿病的疾病同樣導致能折磨較年輕人口的多種程度的視力喪失或損傷。對于具有視力損傷的人來說，看文本文件和其他圖像或物體是持續的挑戰。甚至具有相對較小的程度的視力損傷的人在看某些類型、形狀或尺寸的圖像的特定的細節方面也可能有困難。此外，即使對于具有正常視力的人，也可能難以察覺小的字體尺寸或者物體的微小的細節。

發明內容
低視力放大系統用于觀察靜態圖像，諸如照片或藥瓶(觀察模式)，以及橫移并閱讀打印材料，諸如報紙或雜志(閱讀模式)。這兩種模式存在相沖突的需求，尤其對于放大系統。由于任何噪聲在放大和對比度增強階段期間明顯增強，并降低圖像的透明度，所以觀察模式需要非常低的噪聲。閱讀模式需要高速曝光，以在使裝置沿被閱讀的文本移動的同時防止使字母和圖像難以辨認的模糊或拖尾。這意味著觀察和閱讀模式要求不同的優化。 尤其地，用于觀察靜態圖像的曝光應是使噪聲最小的曝光，而用于閱讀模式的曝光必須快以防止模糊。現有的產品選擇在兩種模式之間折衷并且對任一模式不是最優化的曝光。識別出這兩種模式之間的差異，本發明檢測相對運動，并動態地確定哪些設定對于正在被使用的模式是最優的。至少一些實施例涉及用于使物體成像的裝置和方法。能產生物體的圖像，并且能大體上控制圖像的參數，從而例如放大、改變或調節圖像，以便由用戶觀察。本發明的至少一個方面涉及一種成像裝置。成像裝置可包括傳感器以提供物體的圖像。傳感器可具有傳感器曝光時間和傳感器增益，并且圖像包括多幀，所述多幀中的每一幀均可描繪物體的至少一部分。成像裝置可包括運動檢測器，以確定多幀的相鄰幀之間是否存在物體的至少一部分的運動。成像裝置還可包括控制器，響應于通過運動檢測器的對在相鄰幀之間存在物體的至少一部分的運動的確定，該控制器能夠將傳感器曝光時間設定成第一值。響應于相鄰幀之間不存在物體的至少一部分的運動的確定，控制器還能夠將傳感器曝光時間設定成第二值。此外，控制器還能夠調節傳感器曝光時間、傳感器增益或兩者，以將多幀的亮度值維持在目標亮度值。本發明的另一方面涉及一種使物體成像的方法。該方法包括利用傳感器生成物體的圖像，該圖像包括描繪物體的至少一部分的多幀。該方法還可包括確定在多幀的相鄰幀之間是否存在物體的至少一部分之間的運動。響應確定的過程，該方法還包括當確定相鄰幀之間的物體的至少一部分的運動時，將傳感器的傳感器曝光時間設定成第一值的過程。 當確定相鄰幀之間沒有物體的至少一部分的運動時，該方法可包括將傳感器的傳感器曝光時間設定成大致不同于第一值的第二值。該方法還可包括調節傳感器的傳感器曝光時間和傳感器增益中的至少一個的過程，以將多幀的亮度值大致維持在目標亮度值。不管是否確定相鄰幀之間的物體的至少一部分的運動，該過程都可出現。本發明的另一方面涉及一種用在處理器上執行的指令編碼的計算機可讀介質。指令被執行時實現一種方法，該方法包括利用傳感器生成物體的圖像的過程，該圖像包括描繪物體的至少一部分的多幀。指令被執行時可包括確定在多幀的相鄰幀之間是否存在物體的至少一部分之間的運動的過程。響應確定的過程，指令在執行時可包括當確定相鄰幀之間的物體的至少一部分的運動時，將傳感器的傳感器曝光時間設定成第一值的過程。當確定相鄰幀之間沒有物體的至少一部分的運動時，指令在執行時可包括將傳感器的傳感器曝光時間設定成大致不同于第一值的第二值的過程。指令在執行時可包括調節傳感器的傳感器曝光時間和傳感器增益中的至少一個的過程，以將多幀的亮度值大致維持在目標亮度值，而不管是否確定相鄰幀之間的物體的至少一部分的運動。本發明的另一方面涉及一種包括構造成產生物體的圖像的傳感器的成像裝置，該傳感器具有傳感器曝光時間和傳感器增益，并且該圖像包括多幀。成像裝置可包括運動檢測器，以確定物體與傳感器之間是否存在相對運動。成像裝置還可包括控制器，該控制器構造成響應于通過運動檢測器的對在物體與傳感器之間存在相對運動的確定，將傳感器曝光時間設定為第一值，并響應于物體與傳感器之間沒有相對運動的確定將傳感器曝光時間設定成大致不同于第一值的第二值。控制器還可調節傳感器曝光時間和傳感器增益中的至少一個，將圖像的多幀的亮度值大致維持在目標亮度值，而不管是否檢測到物體與傳感器之間的相對運動。在不同的實施例中，在確定相鄰幀之間存在物體的至少一部分的運動的一段時間期間，控制器可將傳感器曝光時間維持為第一值，并可調節傳感器增益，以將多幀的亮度值大致維持在目標亮度值。在確定相鄰幀之間沒有物體的至少一部分的運動的一段時間的第一部分期間，控制器可將傳感器曝光時間維持為第二值，并可調節傳感器增益，以將多幀的亮度值大致維持為目標亮度值。在確定相鄰幀之間沒有物體的至少一部分的運動的一段時間的第二部分期間，控制器可將傳感器增益維持為固定增益值，并進一步將傳感器曝光值調節至固定曝光時間值，使得多幀的亮度值等于目標亮度值。在確定相鄰幀之間沒有物體的至少一部分的運動的一段時間的第三部分期間，控制器可將傳感器增益維持為預定增益值，并可將傳感器曝光時間值維持為固定曝光時間值。在有些實施例中，成像裝置包括顏色檢測器，以確定圖像為彩色圖像或黑白圖像。 控制器可調節傳感器曝光時間、增益或兩者，以取決于確定圖像為彩色圖像或黑白圖像將多幀的亮度值大致維持為不同的第一和第二目標亮度值。在一個實施例中，顏色檢測器可由控制器實現。在不同的實施例中，運動檢測器可響應于物體與傳感器之間的相對運動、以及響應于相鄰幀之間的物體的至少一部分的放大的改變，確定相鄰幀之間存在物體的至少一部分的運動。


附圖未按比例繪制。在附圖中，在不同附圖中圖示的每個相同的或幾乎相同的部件由相同的附圖標記表示。為了清楚的目的，在每個附圖中可能沒有標記每一個部件。當與附圖一起閱讀時，從以下不同實施例的說明將更充分地理解在此公開的系統和方法的前述及其他目的、特征和優點，其中圖1是根據本發明的實施例的成像裝置的第一構造的透視圖；圖2是根據本發明的另一實施例的成像裝置的下側的平面圖；圖3是根據本發明的實施例的成像裝置的第二構造的透視圖；圖4是根據本發明的實施例的成像裝置的第三構造的透視圖；圖5是描繪根據本發明的實施例的成像裝置的功能框圖；圖6是描繪根據本發明的實施例使物體成像的方法的流程圖；以及圖7是描繪根據本發明的實施例的成像裝置的操作模式的示例的方框圖。
具體實施例方式在此描述的系統和方法在它們的應用方面不局限于在以下的說明中提出或在附圖中圖示的結構的細節和部件的布置。本發明能夠有其他的實施例，并且能夠以不同的方式實踐或實現。此外，在此使用的用語和術語是為了說明，并且不應被認為是限制性的。在此的“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”和它們的變體的使用應該涵蓋其后列出的項和它們的等同物以及附加的項。不同的方面和實施例涉及使物體成像。例如，并如以下進一步討論地，成像裝置可捕獲或產生物體的圖像。可放大可能包括一系列幀的這些圖像，以便于對它們的觀察。例如，當在成像裝置與由成像裝置成像的物體之間存在相對運動時，得到的圖像可包括可視力察覺的噪聲、模糊或其他假像。這些假像可與圖像一起被放大，從而劣化放大圖像所有最終顯示的圖像質量。根據本發明，可調節圖像參數，以控制可出現在放大圖像中的不想要的假像的水平。調節諸如傳感器曝光時間或增益的參數可將可視力察覺并且不想要的假像減少至可接受的水平，這便于圖像或圖像的放大部分由用戶感知。在圖1中，圖示了成像裝置100的透視圖。在不同的實施例中，成像裝置100可包括諸如可從 Saint Petersburg，Florida 的 Freedom Scientific BLV Group, LLC.得到的成像裝置。在一個實施例中，成像裝置100可以是設計成保持在諸如桌子的相對固定的位置的固定裝置。在有些實施例中，成像裝置100可以是便攜式裝置，諸如例如可汲取蓄電池功率的手持式裝置。成像裝置100可包括專用于使物體成像的裝置，或者成像裝置100可以是便攜式或固定的多任務裝置(諸如個人數字助理或臺式計算機)的一部分。如圖1所圖示地，成像裝置100可包括至少一個顯示器105。顯示器105可包括例如液晶、等離子或其他平板顯示器，以及監視器或陰極射線管顯示器。盡管在圖1中圖示為成像裝置100的整體部件，但在一個實施例中，顯示器105可遠離成像裝置100。例如，諸如 RCA視頻連接器的線纜(圖1中未示出)可將成像裝置100連接至包括電視或計算機監視器的顯示器105。在一個實施例中，在成像裝置100為便攜式裝置的情況下，顯示器105可包括例如7英寸液晶顯示器。該示例不是限制性的，因為顯示器105可具有不同的形狀和尺寸。
顯示器105可以各種模式顯示圖像的全部或一部分。例如，顯示器105可顯示靜止圖像(例如圖像的單幀)或視頻圖像(例如一系列幀)。向顯示器105提供的圖像或由顯示器105顯示的圖像可實時或大致實時顯示。在一個實施例中，可從存儲器檢索在顯示器105上顯示的圖像，用于時移的觀察。在一個實施例中，成像裝置100包括至少一個電源開關110、電源連接器115和電源指示器120。如應理解到地，電源開關110可包括用于接通和斷開成像裝置的按鈕，電源連接器115可包括使成像裝置與外部電源連接的纜線，而電源指示器120可包括諸如發光二極管的顯示器，以向用戶指示成像裝置100能使用或已被接通。例如，電源指示器120可包括指示電池狀態的發光二極管。還應理解的是，成像裝置100可例如經由內置或外置電池或壁裝電源插座從直流或交流電源汲取功率。在有些實施例中，成像裝置100可包括前面板125。前面板125可包括用戶接口特征，諸如顏色選擇器130、放大選擇器135和停幀選擇器140。停幀選擇器140可包括按鈕， 該按鈕當被用戶啟動時暫停圖像的至少一部分的顯示。在一個實施例中，成像裝置100包括放大選擇器135，該放大選擇器135能夠例如在由成像裝置100成像的物體的尺寸的兩倍至十六倍之間增量地放大圖像的至少一部分。在另一實施例中，成像裝置100包括放大選擇器135，該放大選擇器135能夠連續地、即平滑地并且無步驟地放大圖像的至少一部分。在有些實施例中，顏色選擇器130可從不同的色彩方案選擇可形成向顯示器105 提供的圖像的一部分的背景顏色或文本顏色。例如，顏色選擇器130可包括按鈕，當該按鈕被用戶按壓時循環通過用于圖像顯示的不同的顏色選項。例如，通過調節包括白色、黑色、 黃色、紅色、品紅色或藍色的某些前景或背景顏色的對比度或其他特性，顏色選擇器130可選擇增強圖像顯示的顏色選項。參考圖1的實施例，能相對于殼體150調節顯示器105的位置及其相關的框架 145。例如，顯示器105和殼體150可相對于第一軸155樞轉。應理解的是，在其他實施例中，顯示器105可處于相對于殼體150的固定位置，并因而可能不能例如如圖1的實施例所圖示地旋轉。在圖2中，圖示了根據本發明的一個實施例的成像裝置100的下側的平面圖。在該實施例中，成像裝置100可包括至少一個成像窗205。如圖2中所圖示地，成像窗205可設置在殼體150內。在有些實施例中，殼體150還支撐至少一個傳感器210。例如，成像窗 205可包括透明透鏡，并且傳感器210可位于殼體150內，位于成像裝置100內部并被成像窗205覆蓋。在該示例中，可由傳感器210檢測到在成像窗205附近通過的物體。如在此以下進一步討論地，傳感器210可包括CMOS傳感器、監視攝像機或能產生物體的圖像的其他圖像捕獲裝置。參考圖1和2，成像窗205可位于殼體150的面板160中。例如，成像裝置100可設計用作手持式裝置。當操作時，成像裝置100可安置成使得面板160面對物體(在圖1 和2中未示出)。在該示例中，成像窗205越過物體，并且傳感器210可產生物體的圖像。 在有些實施例中，在成像裝置100與物體之間存在相對運動。該運動可能是由于成像裝置 100(或該成像裝置100的部件)相對于固定物體的運動、物體相對于固定的成像裝置100 的運動或成像裝置100和物體雙方的運動導致的。例如，物體可處于固定位置，而成像裝置 100經過物體，使得傳感器210暴露于物體達一段時間。在一個實施例中，成像裝置100和物體均處于固定位置，使得它們之間沒有相對運動。應理解的是，成像窗205和傳感器210的位置不局限于成像裝置100的任一特定部分。例如，成像窗205和傳感器210可位于殼體150不同的點，包括面板160。在一個實施例中，成像窗205和傳感器210可以是與顯示器105分開的裝置的部分。例如，有線或無線連接可允許將物體的圖像從傳感器210傳送至顯示器105。在不同的實施例中，成像窗 205不需要為平坦表面。例如，成像窗205可從成像裝置100突出或可從成像裝置100延伸。在圖3中，圖示了成像裝置100的第三構造的透視圖。參考圖1和3，能看到的是， 如圖1所圖示的成像裝置100的顯示器105可繞第一軸155樞轉到圖3所圖示的位置，面板160和成像窗205大體上在顯示器105前面。例如，在圖3中，諸如藥丸瓶的物體可越過成像窗205。在該示例中，傳感器210可捕獲或產生藥丸瓶的圖像或藥丸瓶的諸如貼到藥丸瓶上的標簽的部分。在圖4中，圖示了又一構造的成像裝置100的透視圖。在圖4所圖示的實施例中， 成像裝置100包括架子405。在不同的實施例中，架子405可相對于殼體150繞第二軸420 樞轉。例如，架子405可相對于殼體150樞轉以定位成像裝置205，使得物體可安置在成像窗205附近或經過成像窗205。架子405還可樞轉，以將顯示器105定位在適于用戶觀察圖像的位置。在替代實施例中，架子405包括第一支腳410和第二支腳415。如圖4所圖示地， 成像窗205可定位成使得傳感器210 (圖4中未示出)可捕獲大體上在第一支腳410與第二支腳415之間安置或通過的物體的圖像。應理解的是，除了圖1-4的示例所圖示的構造，成像裝置100可具有其他構造。例如，成像裝置100可包括多個傳感器210。在該替代性實施例中，傳感器210在相同的時間或在不同的時間從多個角度捕獲物體的圖像。在另一實施例中，成像裝置100包括足夠的存儲器容量，以存儲物體的圖像，諸如靜止圖像或視頻圖像。這些存儲的圖像例如可用于圖像或圖像的放大部分在顯示器105上的時移顯示(time shift display)。在圖5中，圖示了描繪根據本發明的實施例的成像裝置100的功能框圖。在這里描述的不同實施例中，成像裝置100可捕獲用于由顯示單元105顯示的至少一個物體505 的圖像。物體505可包括具有不同形狀和形式的廣泛種類的物體。例如，物體505可包括具有文本、設計或圖案的文件。在有些實施例中，物體505包括具有難以視覺察覺的極小的打印或字體的文件。物體505可包括法律或醫學文件，諸如合同或醫學處方。在一個實施例中，物體505可包括貼到藥瓶上的標簽。在另一實施例中，物體505可包括藝術品。物體 505可包括待研究的元素，諸如組織樣品或活體生物。物體的示例包括文件、圖形、標簽或圖片，并且物體實際上可以是平面的、不平的、凹形的、凸形的或三維的。應理解的是，物體 505可具有各種形狀和尺寸，并且可大于或小于成像裝置100。在不同的實施例中，傳感器210捕獲或形成物體505的圖像。例如，傳感器210在物體505處于傳感器210的操作范圍內的一段時間期間中可產生物體505的一系列圖像。 在有些實施例中，可實時地或幾乎實時地向顯示單元105提供由傳感器210產生的物體505 的圖像。在另一實施例中，圖像可以被緩沖或者存儲在存儲器510中，用于由顯示單元510 進行時移顯示。圖像可包括一系列幀。
在不同的實施例中，傳感器210包括具有可配置的增益和曝光時間值的圖像傳感器。例如，傳感器210可包括具有集成電路和像素傳感器陣列或其他光檢測器的有效像素傳感器。在一個實施例中，傳感器210包括以芯片的形式的至少一個CMOS傳感器。例如，傳感器210可包括具有例如每秒15幀的全分辨率幀速率的數百萬像素的CMOS傳感器芯片。 在一個實施例中，傳感器210包括具有8乘8mm或更小的覆蓋區的芯片。在有些實施例中，傳感器210使物體成像，并直接或經由控制器515向顯示單元 105輸出幀。例如，傳感器210可輸出原始格式或壓縮的紅色、綠色和藍色(RGB)的像素數據的幀。由傳感器210產生的像素數據可包括與物體505的圖像的至少一部分對應的像素的亮度、色度、色調或飽和度數據。在一個實施例中，傳感器210可輸出壓縮的像素數據。在不同的實施例中，可以是傳感器210的一部分的顏色檢測器520能評估亮度和色度像素數據，以將圖像識別為彩色或黑白圖像。例如，物體505可包括上面具有黑色文字的白色紙張。在該示例中，彩色檢測器520可對RGB亮度和色度像素數據采樣，并確定數據在均勻性的閾值范圍內，例如紅色、綠色和藍色像素數據之間的差比閾值差小。繼續該示例，由于缺少RGB像素數據值之間的對比度，所以顏色檢測器520可將圖像識別為黑白圖像。在一個實施例中，當RGB像素值數據的差大于閾值差值時，顏色檢測器520將由傳感器 210捕獲的圖像識別為彩色圖像。例如，當由傳感器210產生的圖像包括顏色時，紅色、綠色和藍色像素值可彼此不同足夠達到在圖像中產生特定的顏色的程度。在該示例中，當該差異或delta大于閾值時，顏色檢測器520可識別圖像的至少一部分中的顏色。在一個實施例中，顏色檢測器520可確定圖像中顏色的量，而控制器515可至少部分地基于指示顏色存在于圖像的幀的至少一部分中的顏色檢測器520的量來調節或選擇目標亮度值。例如，在從0到255變動的亮度比上，可響應指示圖像為黑白圖像的顏色檢測器520設定66的目標亮度值，并且可響應指示圖像為彩色圖像的顏色指示器520設定92 的目標亮度值。應理解的是，上述目標亮度值為示例，并且可選擇不同的目標亮度值。在不同的實施例中，成像裝置100包括至少一個運動檢測器525。在一個實施例中，運動檢測器525檢測成像裝置100與物體505之間的相對運動。例如，在物體505例如貼近傳感器210移動的同時，成像裝置100可處于固定位置。在一個示例中，當成像裝置 100經過物體505時，物體505可以是固定的。在另一示例，物體505和成像裝置100均可處于運動中。例如，運動檢測器505可包括加速度計，以確定物體505相對于成像裝置100 處于運動中。在其他實施例中，運動檢測器525可以是能夠確定在成像裝置100與物體505 之間是否存在相對運動的任一裝置或系統(包括以軟件實現的方法)。在有些實施例中，運動檢測器525至少部分地基于在由傳感器210產生的圖像的幀之間檢測到的物體運動檢測成像裝置100與物體505之間的運動。例如，由傳感器210 產生的圖像可包括多幀，每一幀均包括一系列的像素排。圖像的幀可由顯示單元105顯示成圖像的圖片(例如快照)。連續觀察的一系列幀可由顯示單元105顯示成視頻。在不同的實施例中，運動檢測器525可確定如多幀的任何兩個或兩個以上的幀中所表示地是否存在物體的至少一部分的運動。例如，相鄰幀可具有不同的放大值，使得物體的至少一部分的位置在兩幀之間變化。不管成像裝置100與物體505之間的物理運動，運動檢測器525可檢測由物體的圖像的放大引起的運動。在一個實施例中，運動檢測器525可評估圖像的幀，以推斷物體505與成像裝置100之間的相對運動的存在。例如，當在成像裝置100與物體505之間存在相對運動時，圖像的第一幀與圖像的第二幀可不同。第一與第二幀可以但不需要是圖像連續的幀。運動檢測器525可識別與圖像的部分的邊緣相關的第一幀和第二幀的像素。例如，當邊緣在第一與第二幀中具有不同的相應位置時，運動檢測器525可確定在成像裝置100 (或傳感器210) 與物體505之間存在相對運動。在不同的實施例中，運動檢測器525可至少部分地基于圖像的至少一幀的亮度值確定成像裝置100或其部件與物體505之間的運動。例如，運動檢測器525可確定第一幀的亮度值和第二幀的亮度值。在該示例中，運動檢測器525單獨地或與控制器515或傳感器210結合可確定delta值，該delta值為第一幀的亮度值與第二幀的亮度值之間的亮度值的差。當delta值(或總計的一系列delta值)例如大于閾值時，運動檢測器525可確定或識別物體505與成像裝置100之間的相對運動。在有些實施例中，運動檢測器525可通過評估來自由傳感器210產生的圖像的幀的部分的亮度數據來識別物體505與成像裝置100之間的相對運動。例如，圖像可包括一系列幀，并且可將幀分成諸如象限的區。運動檢測器525可識別第一幀的象限中的至少一個象限和第二幀的象限中的至少一個象限的亮度值以及第一幀象限與第二幀象限的亮度值之間的差的delta值。在該示例中，運動檢測器525可基于delta值與閾值的比較檢測如在幀中所描繪的物體之間的相對運動。例如，當delta值大于閾值時，相對運動可能存在。 在一個實施例中，當delta值小于閾值時，運動檢測器525可確定不存在相對運動。在不同的實施例中，運動檢測器525從連續的幀的對應象限識別亮度值。可以不同的方式劃分幀，并且不需要將幀分成象限或其他尺寸相同的部分。在有些實施例中，運動檢測器525可評估圖像的任何兩幀的對應部分，并基于亮度值檢測成像裝置100與傳感器 210之間的相對運動。此外，可由運動檢測器525對亮度值采樣，或者可從傳感器210、顏色檢測器520、控制器515或存儲器510中的任何一個接收亮度值。應理解的是，控制器515通常包括至少一個處理器、微型芯片或集成電路。控制器 515還可包括或實現傳感器210、顏色檢測器520和運動檢測器525的所有部分。在一個實施例中，控制器515控制傳感器210參數。例如，控制器515可調節傳感器210的傳感器增益或傳感器曝光時間。在另一實施例中，可同時調節傳感器增益和傳感器曝光時間。這些調節通過如下的方式改善圖像質量在傳感器210的操作期間例如通過減輕由成像裝置100 與物體505之間的相對運動引起的噪聲和模糊特性。在一個實施例中，控制器515包括能檢測圖像的幀的亮度值的現場可編程門陣列。例如，現場可編程門陣列可識別和總計幀的像素的多個像素亮度值。在另一示例中，現場可編程門陣列可識別第一幀的像素與第二幀的像素之間的多個像素亮度差值，并總計所述多個像素亮度差值以確定總計或平均的像素亮度差值。在不同的實施例中，具有便攜式成像裝置100的用戶可使成像裝置100移動經過物體505，使得傳感器210經過物體505。例如，用戶可使成像裝置100移動經過打開的藥柜。物體505可包括貼到藥柜的擱板上的藥丸瓶上的至少一個標簽。在該說明性實施例中， 由于用戶使成像裝置100移動經過藥柜，所以在成像裝置100與物體505之間存在相對運動。繼續該示例，運動檢測器525識別成像裝置100與物體505之間的相對運動。該相對運動可使得由傳感器210捕獲的圖像在由顯示單元105實時(或幾乎實時)顯示時顯得模糊或有噪聲。響應檢測到的相對運動，控制器515能調節傳感器增益和曝光時間中的至少一個，以增強圖像的可視性(viewability)。在說明性實施例中，具有可配置的增益和曝光時間的傳感器210可提供多幀，并且每一幀可描繪物體的至少一部分。運動檢測器525可例如基于成像裝置100與物體505 之間的物理運動來檢測圖像的幀之間的物體505的全部或一部分的運動，基于如在幀中所表示的物體的邊緣的檢測來檢測運動，基于整個的、部分的或平均的幀亮度值的變化來檢測運動，或基于如在圖像的幀中所表示的物體的放大來檢測運動。繼續該說明性實施例，響應運動檢測器525確定在幀之間存在物體的運動，控制器515可將傳感器曝光時間設定成第一值。例如，當傳感器曝光時間為第一值時，控制器 515可調節傳感器增益，以將亮度值維持為恒定的亮度值。在一個實施例中，傳感器曝光時間的第一值可小于早先的傳感器曝光時間。在該實施例中，控制器515可增大傳感器增益， 以維持恒定的亮度輸出。例如，傳感器210可具有每秒15幀的幀速率。在該示例中，當運動檢測器525確定在幀之間存在物體的運動時，控制器515可將傳感器曝光時間設定成幀速率的1/6的第一值。繼續該說明性實施例，響應運動檢測器525確定在幀之間沒有物體的運動，控制器515可將傳感器曝光時間設定成第二值。在該實施例的一個示例中，在運動期間可將傳感器曝光時間設定成第一值。當運動停止時，控制器515可將傳感器曝光時間從第一值變成第二值。將傳感器曝光時間從第一值變成第二值能降低可視覺察覺的并且不想要的圖像沖刷、暗黑、模糊或噪聲假像的量和量級，所述可視覺察覺的并且不想要的圖像沖刷、暗黑、 模糊或噪聲假像否則可能出現在顯示的圖像中。于是，控制器515可響應傳感器曝光值從第一值調節至第二值的改變調節傳感器增益，以維持相對恒定的亮度值。例如，如果傳感器 210具有例如每秒15幀的幀速率，則當運動檢測器525確定沒有運動時，控制器515可將幀速率的1/6的第一值變成幀速率的1/2的第二值。繼續該說明性實施例，當檢測器525確定沒有運動時，并且當控制器515將傳感器曝光值設定成第二值時，控制器515可繼續改善幀亮度值，以增強由顯示單元105顯示的圖像。例如，在傳感器210配置有第二值的一段時間的第一部分期間，控制器515可將傳感器曝光時間維持為第二值，并調節傳感器增益以控制幀亮度。在該示例中，與固定的傳感器曝光時間結合的傳感器增益調節使傳感器210產生幀，所述幀具有接近用于最佳圖像顯示的目標亮度值的亮度值。在該說明性實施例的一個示例中，在傳感器時間固定為第二值的同時，傳感器增益的變化可維持幀亮度值接近但不同于目標亮度值。在該示例中，與固定的傳感器曝光時間(為第二值)結合的另外的傳感器增益調節可產生幀，所述幀具有仍然不等于目標值的亮度值。繼續該示例，控制器515可固定傳感器增益并從第二值調節曝光時間，以驅使幀亮度值為目標亮度值。在該示例中，當幀亮度值與幀目標值匹配時，控制器515可將傳感器增益和傳感器曝光時間固定為產生匹配的幀亮度值的值。在另一實施例中，可同時調節傳感器增益和曝光時間，以使幀亮度值與目標亮度值匹配。在又一實施例中，在沒有傳感器增益和曝光時間值的組合產生匹配目標亮度值的幀亮度值的情況下，控制器515可調節目標亮度值，以匹配圖像的幀中的一幀的至少一部分的亮度值。恒定的亮度值例如可以是彩色圖像或黑白圖像的圖像幀的預定的或所需的亮度值，或者在成像裝置100與物體505之間的連續運動的時期的亮度值。具有大致與恒定亮度值類似的亮度值的圖像可適于通過顯示單元105顯示。通過當存在運動時將傳感器曝光時間設定為第一值，和當沒有運動時將傳感器曝光時間設定為第二值，并且通過調節傳感器增益或傳感器曝光時間，能將由傳感器210產生的幀的亮度值維持在或接近于更好地適于通過顯示單元105顯示的恒定亮度值。在一個實施例中，在連續運動的時期期間，傳感器 210的曝光時間可以被固定，而傳感器210的增益可被調節，以將亮度值維持在或接近恒定的亮度值，或者朝恒定的亮度值驅使亮度值。應理解的是，調節傳感器210的增益或曝光時間或兩者能改變由傳感器210捕獲的圖像的幀的亮度值。例如，對于給定的曝光時間，提高傳感器210的增益通常將增大由傳感器210捕獲的圖像的幀的亮度值，而降低傳感器210 的增益將減小亮度值。類似地，對于給定的增益值，延長傳感器210的曝光時間將增大由傳感器210捕獲的圖像的幀的亮度值，而縮短傳感器210的曝光時間將減小亮度值。因此，對傳感器增益和曝光進行調節可將幀亮度值維持為大體上恒定的水平。在一個實施例中，控制器515可將傳感器曝光時間設定成第二值，并可調節傳感器增益或進一步(從第二值)調節傳感器曝光時間，以將亮度值維持在或接近于相對恒定的目標亮度值。例如，響應在由成像裝置100產生的圖像的幀中表示的物體505與物體505 之間的從運動到沒有運動的狀態改變，控制器515可將傳感器曝光時間設定成大致不同于第一值的新的值(即第二值)。于是，控制器515可調節傳感器210參數，諸如增益或曝光時間或兩者，以維持相對恒定的亮度值。換句話說，亮度值在狀態改變之前和之后保持相對恒定。參考以上圖示的實施例，在成像裝置100使藥柜的內容成像的情況下，用戶例如可保持成像裝置100穩定，使得傳感器210使藥瓶上的標簽的一部分成像。在另一示例中， 在使成像裝置100移動之后，用戶可在柜臺上將成像裝置100安置成緊鄰物體505，使得它們在該示例中相對于彼此不移動。在另一示例中，圖像的放大可停止，使得在相鄰的幀之間沒有物體505的運動。這些示例圖示了從幀之間的運動的第一時期到幀之間沒有運動的時期的狀態改變。響應狀態改變，傳感器曝光時間可從第一值變成第二值。當運動檢測器525指示在物體505與成像裝置100之間或者在圖像的幀之間沒有或者有最低限度(例如低于閾值)的相對運動時，控制器515可調節傳感器曝光時間和增益中的至少一個，以朝較接近或等于恒定的目標亮度值的值驅使亮度值。在該示例中，在傳感器210的參數的調節之后產生的幀可具有接近或等于目標亮度值的亮度值。在一個實施例中，控制器515可調節傳感器210的增益。在該實施例中，在調節增益之后由傳感器210 產生的圖像的第一幀可具有如下亮度值，該亮度值比在增益調節之前產生的最后一幀更接近目標亮度值。在沒有相對運動的不同的實施例中，控制器515可調節傳感器210的曝光時間。在該實施例中，在作出從第一至第二值的曝光時間調節之后，可從由傳感器210產生的第二幀開始產生具有基于第二曝光時間的亮度值的幀。該幀延遲可例如由于計算和處理時間。在不同的實施例中，用戶可用成像裝置100掃描一個或多個物體505。例如，超市走廊中的用戶可橫跨一排谷物盒掃描成像裝置100。在該示例中，傳感器210可形成具有一系列幀的圖像。圖像可由控制器515放大并可提供至顯示單元515，其中放大的圖像可被顯示用于由用戶觀察。應理解的是，低視力用戶可能不能觀察谷物盒上的標記，例如以識別品牌或確定谷物成分，但所述相同的用戶也許能夠適當地觀察谷物盒的部分在顯示單元 105上的放大圖像。繼續該示例，成像裝置100可相對于一個或多個固定物體505 (例如谷物盒)處于運動中。替代性地，運動可能由于圖像的放大，使得圖像的兩幀具有不同的放大率，并且物體的該部分出現在不同的幀的相應不同的位置。運動檢測器525可檢測該運動，并向控制器105指示運動的存在。因此，在運動的時期期間，控制器515可確定第一曝光時間，以便為諸如實時視頻顯示的該圖像的顯示維持適當的亮度值。例如，可向控制器515提供第一傳感器曝光時間值或者該第一傳感器曝光時間值可由控制器515確定。在該說明性實施例中，在相對運動的時期期間，控制器515可調節傳感器增益，以在傳感器曝光時間設定為第一目標值的情況下將亮度值維持為可視覺接受的水平。在該示例中，顯示單元105可顯示視頻幀序列，該視頻幀序列形成實時或大致實時的圖像的一部分。可至少部分地基于傳感器增益、曝光時間或兩者的調節將顯示的視頻圖像的亮度值維持在或接近目標亮度值。用戶可觀察顯示單元105，并在運動的時期期間實時看到物體505的放大圖像。在一個實施例中，在該運動的時期期間，控制器515可將傳感器曝光時間維持為固定的曝光時間，并且可時期性地或連續地調節傳感器增益，以維持圖像或圖像的至少一幀的恒定的亮度值。例如，通過調節傳感器210的參數以產生具有是預定值或接近預定值的亮度值的幀，能減少顯示的圖像的諸如曝光、噪聲和模糊的假像。在一個實施例中，相對運動可在一段時間之后停止。例如，用戶可觀察他或她希望購買的特定品牌的谷物的圖像。在時間上的該點處，例如由于當運動停止時由傳感器210 成像的物體505的部分的改變，所以在運動期間部分地用于控制圖像亮度的第一曝光時間可能是不夠的。在該示例中，維持優質圖像顯示的傳感器曝光時間可從第一值跳至第二值。在有些實施例中，響應如在由成像裝置100的傳感器210產生的幀中所表示的物體505之間沒有運動的確定，控制器515可設定第二傳感器曝光時間，并調節傳感器增益和曝光時間中的至少一個，以維持恒定的圖像亮度。例如，可在傳感器曝光時間固定為第二目標值的情況下調節增益。在一個實施例中，在當控制器515確定運動確實存在時的一段時間之后的一段時間期間，控制器515可確定沒有運動存在。響應幀之間的物體的至少一部分從運動到沒有運動的狀態改變，控制器515可確定用第二目標傳感器曝光時間替換第一目標傳感器曝光時間。在一個實施例中，在控制器 515確定在物體505與傳感器210之間沒有相對運動的一段時間的第一部分期間，控制器 515在將傳感器曝光時間維持為第二傳感器曝光時間的同時可調節傳感器增益，從而例如將恒定的亮度值維持為適于顯示的水平。例如，增益可提高或降低，而曝光時間保持恒定的。在有些實施例中，進一步的亮度改善可通過隨后維持固定增益和調節傳感器曝光時間使其偏離第二目標傳感器曝光時間而實現。當成像裝置100與物體505之間沒有運動時， 與穩定的傳感器曝光時間結合的傳感器增益的這些變化可將圖像的亮度值驅使到適于由用戶進行圖像觀察的范圍。在不同的實施例中，在沒有相對運動的時期期間，與穩定的傳感器曝光時間同時的傳感器增益的調節將圖像亮度維持接近恒定的值。在該實施例的一個示例中，只要曝光時間保持固定，幀與恒定的亮度值之間的亮度差就可保持。換句話說，單獨地調節傳感器增益可將圖像亮度值維持接近但稍微不同于恒定的目標亮度值。在這點上，在該示例中，在傳感器曝光時間保持固定的同時，進一步的傳感器增益調節可能不足以驅使幀亮度值更接近目標亮度值。換句話說，在具有固定傳感器曝光時間的情況下通過調節傳感器增益獲得的圖像亮度值的粗控在如下時期的第一部分的結尾接近極限，在該時期中，控制器515確定在物體505與成像裝置100之間不存在相對運動。繼續該示例，在一個實施例中，在控制器515確定不存在相對運動的一段時間的第二部分期間，控制器515可將傳感器增益維持為固定值，并只調節傳感器曝光時間，使得傳感器曝光時間偏離其先前被設定成的第二值。沒有相對運動的時期的第二部分可跟隨沒有相對運動的時期的第一部分。在該示例中，控制器515可將傳感器增益維持為其在第一時期的結尾具有的值，并且可著手在固定的傳感器增益的時期期間從第二傳感器曝光時間延長或縮短傳感器曝光時間。在一個實施例中，控制器515在具有固定的傳感器增益的情況下調節傳感器曝光時間，以朝恒定的目標亮度值驅使圖像亮度值。這可形成幀亮度的精調諧，使得幀亮度等于恒定的亮度值。繼續該說明性實施例，控制器515可確定幀亮度值等于或足夠接近恒定的亮度值。在該示例中，由顯示單元105顯示的圖像可具有大致類似于恒定的亮度值的亮度值。在一個實施例中，在沒有相對運動的時期期間，控制器515可命令傳感器210，以將傳感器增益和傳感器曝光時間維持為它們當前的水平，因而在沒有相對運動的時期的第三部分期間維持穩定狀態的圖像亮度。因此，在一個實施例中，在運動的時期期間，控制器515可將傳感器曝光時間維持為第一值，并調節傳感器增益以朝恒定的亮度值驅使幀亮度。這可在成像裝置100與物體 505之間的相對運動期間使得由顯示單元105對圖像進行實時視覺可接受的顯示成為可能。當運動停止時，控制器515可將傳感器曝光時間維持為適于圖像的不動顯示的第二值。 在第二目標傳感器曝光時間值處，控制器515可調節傳感器增益，以將幀亮度維持接近恒定的亮度值。例如，如果在第二目標曝光時間調節增益之后，幀亮度保持不等于恒定的亮度值，則控制器515可固定傳感器增益，并從第二目標值改變傳感器曝光時間，以驅使幀亮度等于恒定的亮度值。當幀亮度等于恒定的亮度值時，控制器515可固定傳感器增益和傳感器曝光時間。在一個實施例中，在幀亮度保持不同于恒定的亮度值的情況下，可將恒定的亮度值重新限定為具有固定的傳感器增益和曝光時間的當前測量的幀亮度值。繼續該說明性實施例，在沒有相對運動的時期的第一部分期間，控制器515可將傳感器曝光時間維持為第一值，并調節傳感器增益以將幀亮度維持在或接近恒定的亮度值。在沒有相對運動的一段時間的第二部分期間，控制器515可將傳感器曝光時間維持為第二值，并調節傳感器增益以進一步朝恒定的亮度值驅使幀亮度值。例如，當幀亮度值與恒定的亮度值大致相等時(例如彼此在+/-5%內)，控制器515可將傳感器增益和傳感器曝光時間都維持為固定值。例如，控制器515在相對運動或沒有相對運動的時期期間可增大、減小或維持傳感器增益和傳感器曝光時間中的任意一個或兩者，以及其他傳感器210 參數，以將幀亮度維持在或接近恒定的亮度值，該恒定的亮度值從圖像的顯示去除噪聲、模糊、曝光過度或其他假像。所述情形可實時出現，或者在諸如多幀的像素數據的傳感器數據為將來的檢索和顯示而存儲在存儲器510或其他存儲設備中的情況下可時間后移。應理解的是，控制器515可選擇或確定任意數量的傳感器曝光時間，并且第一和第二目標傳感器曝光時間在此的示例是非限制性的。例如，在成像裝置100與物體505之間的相對運動的時期期間、或者在幀之間形成物體運動的圖像放大的時期期間，可選擇多個目標傳感器曝光時間。在不同的實施例中，可在沒有相對運動的時期期間選擇多個傳感器曝光時間。控制器515可例如基于成像裝置100與物體505之間的相對運動的速率調節傳感器210的參數，以將幀亮度值維持為恒定的亮度值。例如，維持在或接近恒定的亮度值的亮度值可包括超過一幀的平均亮度值、幀的亮度值或幀的部分的亮度值。在一個實施例中，恒定的亮度值可響應于用戶輸入。在不同的實施例中，基于如例如由顏色檢測器520所識別的圖像為彩色圖像或黑白圖像，控制器515可調節傳感器210的參數以將幀亮度維持為不同的亮度值。彩色圖像的亮度值可基于圖像中顏色的量改變。在一個實施例中，除亮度之外，控制器515可調節圖像的對比度、飽和度、色調和色度中的至少一個。在不同的實施例中，這可在例如通過控制器515處理后出現，或者例如通過控制器515調節傳感器210參數在圖像捕獲期間發生。在不同的實施例中，控制器515可取決于圖像識別為黑白圖像或彩色圖像而增大或減小目標亮度值。在不同的實施例中，控制器515可放大由傳感器210提供的圖像的至少一部分，并可將放大圖像存儲在存儲器510中。在一個實施例中，控制器515可將圖像放大至物體505 的尺寸的兩倍至十六倍之間。在另一實施例中，放大在物體505的尺寸的三倍至十五倍之間。在一個實施例中，用戶可通過沿前面板125滑動放大選擇器135(見圖1)來按連續的比例增量地調節放大幅度。于是，顯示單元105可顯示放大圖像的至少一部分。例如，用戶可用成像裝置100掃描物體505，以便實時、幾乎實時或者在稍后的時間觀察物體505的放大圖像。例如，運動速度、照明、物體505的特性或物體505與傳感器210之間的距離的變化可能在起動、連續的相對運動的時期或在相對運動的時期后的沒有相對運動的時期期間出現。全部這些變化可影響顯示器上的圖像的質量。例如，相對運動可使得圖像模糊。在該示例中，縮短傳感器曝光時間減輕模糊。縮短傳感器曝光時間還可在圖像捕獲期間減少可用于傳感器210的光的量，減小了幀亮度值。因此，在一個實施例中，可提高傳感器增益 210。所述情形可增大幀亮度值并彌補由縮短的傳感器曝光時間引起的任何亮度降低，從而維持大致恒定的亮度值。在不同的實施例中，可同時地或順次地進行增益和曝光時間的調節。盡管在一個實施例中，傳感器曝光時間縮短而增益提高，但可能有其他的組合。例如， 增益和曝光時間均可增大或減小。此外，在一個減小的同時另一個可增大，兩者可增大，或者兩者可減小，或者一個或兩個值可保持固定。應理解的是，如圖1至5所圖示的存儲器510、控制器515、顏色檢測器520、運動檢測器525、傳感器210及其他元件可具有不同的構造，并且可形成一個或多個部件或邏輯裝置的一部分。此外，這些附圖的元件例如可通過總線以不同的方式互連。在圖5中圖示了一個示例構造。可能有其他的構造。例如，控制器515、顏色檢測器520和運動檢測器525 可形成相同裝置的一部分。在圖6中，圖示了描繪使物體成像的方法600的流程圖。在一個實施例中，方法 600包括生成物體的圖像的過程(ACT6(^)。在一個實施例中，生成物體的圖像(ACT605)包括利用傳感器生成物體的圖像，其中圖像包括描繪物體的至少一部分的多幀。生成物體的圖像(ACT605)可包括產生物體的一系列幀的傳感器。例如，物體可在諸如成像裝置或掃描器的傳感器的范圍內經過。生成圖像(ACT6(^)可包括生成與物體對應的圖像的至少一幀的RGB像素數據。傳感器與物體可能或可能沒有處于相對運動中。在一個實施例中，生成物體的圖像(ACT6(^)包括生成物體的圖像，所述圖像例如可以是彩色的、黑白的或非均勻形狀的。在不同的實施例中，方法600包括確定在物體與成像裝置之間是否存在相對運動的過程(ACT610)。在一個實施例中，確定相對運動(ACT610)包括確定被成像的物體與成像裝置的傳感器之間的相對運動。例如，確定相對運動(ACT610)可包括確定在物體處于運動中的同時，成像裝置處于固定位置。在另一示例中，確定相對運動(ACT610)可包括確定物體處于諸如商品擱板上的固定位置，并且包括傳感器的成像裝置移動經過物體。在又一示例中，確定相對運動(ACT610)可包括確定成像裝置和被成像的物體雙方同時處于運動中。 在另一實施例中，確定相對運動(ACT610)包括確定在多幀的幀之間是否存在物體的至少一部分之間的運動。該運動例如可由于物體的物理運動，或由于不移動的物體的放大。在有些實施例中，確定相對運動(ACT610)包括例如經由運動傳感器檢測物理運動。在一個實施例中，檢測成像裝置與物體之間的運動(ACT610)包括評估物體的圖像的幀。例如，圖像可包括一系列幀。圖像的邊緣可出現在第一幀的第一位置和第二幀的第二位置。第一與第二位置可處于兩幀中的每一幀的不同區域。例如，邊緣可在第一幀的第一像素排中并在第二幀的第二像素排中被檢測。邊緣在幀之間的這樣的運動可指示成像裝置與被成像的物體之間的相對運動。因此，檢測成像裝置與物體之間的運動(ACT610)可包括檢測圖像的一系列幀的邊緣位置的改變。在不同的實施例中，確定相對運動(ACT610)包括檢測和評估圖像的幀的亮度值。 例如，檢測運動(ACT610)可包括檢測第一與第二幀的亮度值。相差大于閾值的幀之間或幀組之間的亮度值的差可指示相對運動。在一個實施例中，檢測成像裝置與物體之間的運動 (ACT610)包括檢測幀的象限或其他對稱或不對稱區的亮度值。幀之間這些亮度值的改變可以被平均并與閾值相比較。可至少部分地基于閾值與這些確定的亮度值、它們的平均值或差的比較檢測成像裝置與物體之間的運動(ACT610)。在有些實施例中，確定相對運動(ACT610)包括當傳感器和物體沒有處于相對物理運動中時確定運動。例如，可將不同水平的放大應用于圖像的不同的幀。該放大可使物體的至少一部分出現在圖像的兩幀或超過兩幀上的相應的不同的位置。在一個實施例中， 確定相對運動(ACT610)包括檢測例如由圖像放大引起的多幀內的物體運動。在不同的實施例中，方法600包括確定圖像是否包括顏色的過程(ACT615)。例如，確定圖像是否包括顏色(ACT615)可包括確定圖像是彩色圖像還是黑白圖像。在一個實施例中，確定圖像是否具有顏色(ACT615)包括比較RGB像素delta值。例如，當RGB像素 delta值(或其平均值)超過閾值時，可確定圖像具有顏色(ACT6M)。在另一示例中，由于 RGB像素值的均勻性可指示在圖像中缺少顏色，所以確定圖像是否包括顏色(ACT6K)可包括當RGB像素delta值(或其平均值)小于閾值時將圖像識別為黑白圖像。在不同的實施例中，方法600包括調節成像裝置中的傳感器的傳感器增益的過程 (ACT620)。調節傳感器增益(ACT620)可包括增大或減小諸如CMOS傳感器的圖像傳感器的增益值。這可改變由傳感器產生的得到的圖像的亮度值。在一個實施例中，調節傳感器增益 (ACT620)包括調節傳感器增益以朝目標亮度值驅使圖像亮度值，或將亮度值維持在或接近目標亮度值。在一個實施例中，調節傳感器增益(ACT620)包括調節傳感器增益，以便不管確定是否存在運動(ACT610)的過程的結果將幀亮度值維持為目標亮度值。幀亮度值例如可包括圖像的幀的亮度值、圖像的超過一幀的平均亮度值、圖像的至少一幀的全部或部分之間的delta亮度值、圖像的至少一幀的一部分的亮度值或圖像的一幀或多幀的一個或多個像素的亮度值。在一個實施例中，調節傳感器增益(ACT620)包括調節傳感器增益，以響應確定在圖像的幀之間存在物體的運動(ACT610)將圖像亮度維持在或接近目標值。在另一實施例中，調節傳感器增益(ACT620)包括調節傳感器增益，以響應確定在圖像的幀之間沒有物體的運動(ACT610)將圖像亮度維持在或接近目標值。在一個實施例中，方法600包括維持傳感器增益的過程(過程62幻。維持傳感器增益(ACT62Q可包括將傳感器增益維持為當前值，以便將亮度值維持為目標值或朝目標值驅使圖像亮度值。在另一實施例中，所述情形可響應確定在成像裝置與物體之間存在或不存在相對運動(ACT610)。在一個實施例中，方法600包括調節傳感器曝光時間的過程(ACT630)。例如， 調節傳感器曝光時間(ACT630)可包括調節傳感器曝光時間，以響應確定存在相對運動 (ACT610)維持亮度值。在一個實施例中，調節傳感器曝光時間(ACT630)包括調節傳感器曝光時間，以響應在相鄰幀之間沒有物體運動(ACT610)維持亮度值。在有些實施例中，方法600包括維持傳感器曝光時間的過程(ACT63Q。維持傳感器曝光時間(ACT63Q包括將傳感器曝光時間固定為當前值，以便朝目標值驅使幀亮度，或將幀亮度維持為當前值。所述情形可響應確定存在或不存在物體運動(ACT610)。在一個實施例中，方法600包括調節圖像對比度的過程(ACT640)。例如，調節圖像對比度(ACT640)可包括調節傳感器參數，以生成具有所需的對比度的圖像。調節圖像對比度(ACT640)還可包括后圖像生成處理，以調節圖像或者圖像相關的幀或像素的對比度值。 在一個實施例中，調節圖像對比度(ACT640)可響應確定圖像是彩色圖像和黑白圖像中的一種(ACT6M)而發生。在另一實施例中，調節圖像對比度(ACT640)可朝目標亮度值驅使圖像亮度值，維持亮度值，或以另外的方式從顯示的圖像減少可視覺察覺的假像。在不同的實施例中，方法600包括調節圖像飽和度的過程(ACT640。類似于調節圖像對比度(ACT640)，調節圖像飽和度(ACT640可包括調節傳感器參數，以生成具有所需的飽和度的圖像。調節圖像飽和度(ACT640還可包括后圖像生成處理，以調節圖像或者圖像相關的幀或像素的對比度值。在一個實施例中，調節圖像飽和度(ACT640可響應確定圖像是彩色圖像和黑白圖像中的一種(ACT6K)而發生。在另一實施例中，調節圖像飽和度 (ACT645)可朝目標亮度值驅使圖像亮度值，將亮度值維持在或接近目標值，或以另外的方式從顯示的圖像減少可視覺察覺的假像。在一個實施例中，方法600包括產生放大圖像的過程(ACT650)。在另一實施例中， 產生放大圖像(ACT650)包括放大圖像的至少一部分。例如，產生放大圖像(ACT650)可包括將圖像放大至如在生成過程中(ACT6(^)生成的圖像的尺寸的兩倍至十六倍之間。在另一示例中，產生放大圖像(ACT650)可包括將圖像放大至如在生成過程中(ACT6(^)生成的圖像的尺寸的三倍至十五倍之間。應理解的是，可能有其他的放大幅度。在一個實施例中， 可響應用戶按成像裝置連續的比例增量地調節放大幅度來產生放大圖像(ACT650)。在另一實施例中，產生放大圖像(ACT650)響應從控制器接收的指令而發生。在一個實施例中，產生放大圖像(ACT650)引起圖像的幀之間的物體運動。應理解的是，可奉命于控制傳感器或作為傳感器的一部分的控制器而調節 (ACT620, ACT625)或維持(ACT630、ACT63Q傳感器參數。還應理解的是，可奉命于相同的或不同的控制器調節圖像參數(ACT640、ACT645)。在一個實施例中，產生放大圖像(ACT650)包括產生具有亮度值的放大圖像，所述亮度值例如通過調節傳感器增益(ACT620)、維持傳感器增益(ACT62Q、調節傳感器曝光時間(ACT630)、和維持進行生成圖像的過程(ACT6(^)的傳感器的傳感器曝光時間(ACT635) 中的至少一個過程而保持大致類似于目標亮度值。產生放大圖像(ACT650)還可包括產生具有調節的圖像對比度(ACT640)或調節的圖像飽和度(ACT640的放大圖像。產生放大圖像(ACT650)可包括實時或幾乎實時產生放大圖像。例如，產生放大圖像(ACT650)可包括在由于成像裝置使物體成像時產生圖像。在有些實施例中，可將產生(ACT650)的放大圖像存儲在存儲器中。在另一實施例中，可存儲圖像數據，并且產生放大圖像(ACT650)可包括從存儲在存儲器中的圖像數據產生放大圖像。在一個實施例中，方法600包括向顯示器提供放大圖像的至少一部分的過程 (ACT65Q。可例如向IXD顯示器提供(ACT65Q產生(ACT650)的放大圖像的至少一部分。 向顯示器提供圖像(ACT65Q還可包括從成像裝置向不是成像裝置的一部分的電視、屏幕或監視器提供圖像。上述情形例如可通過有線或無線連接發生。向顯示器提供圖像、放大圖像或放大圖像的部分(ACT65Q可包括觀察實時向顯示器提供圖像用于由用戶觀察。應理解的是，方法600可包括比在圖6的示例中所圖示的過程更多或更少的過程。 該示例方法的過程可出現的順序能改變。這些過程可獨立地并以任一順序出現，并且不需要取決于方法600的任何其他過程的執行。可根據有限狀態機描述成像裝置100的操作。例如，在圖7中圖示了成像裝置100 的狀態，該圖7為描繪根據本發明的方面的成像裝置100的操作模式的示例的方框圖。在一個實施例中，成像裝置100包括初始化狀態705、運動檢測參考狀態710、運動檢測后續狀態715、跳躍狀態720、跟蹤狀態725、粗調狀態730和精調狀態735。在初始化狀態705中， 可校準或確定變量，諸如每秒的傳感器幀數、增益范圍、曝光時間范圍和目標亮度值。在一個實施例中，初始化狀態705在成像裝置100的起動或復位之后出現。在有些實施例中，在運動檢測參考狀態710中，可檢測圖像的兩幀之間的物體的至少一部分的運動。運動檢測參考狀態710可包括響應例如由圖像放大引起的物體運動的檢測將傳感器曝光時間設定成第一值。在一個實施例中，可在運動檢測參考狀態710中調節傳感器增益，以維持多幀所需的亮度值。在一個實施例中，運動檢測后續狀態715檢測從參考狀態710的狀態改變。例如， 在參考狀態710中檢測到的運動可停止，導致幀中沒有物體運動的時期。運動檢測后續狀態715可包括響應在運動檢測的參考狀態710的時期之后沒有運動的檢測而將傳感器曝光時間設定成第二值。在一個實施例中，跳躍狀態720表示參考狀態710與后續狀態715之間的狀態改變。例如，跳躍狀態720可檢測從運動到沒有運動或從沒有運動到運動的過渡。 在一個實施例中，跳躍狀態720包括傳感器曝光時間從第一值到第二值的實時過渡。換句話說，當成像裝置100在跳躍狀態720下操作時，傳感器曝光時間可從第一值跳躍至不連續的第二值。取決于過渡的類型，成像裝置100可進入一個或多個不同的狀態。例如，當存在運動時，成像裝置100可進入跟蹤狀態725。在一個實施例中，跟蹤狀態725響應圖像的幀內的物體運動的檢測。在檢測到該運動時，可將傳感器曝光時間設定成第一值，通過傳感器增益的調節以將一幀或多幀的亮度值維持為目標值。在一個實施例中，當不存在運動時，成像裝置100可進入粗調狀態730。處于未被檢查，由于不同的曝光時間允許更多或更少的光通過傳感器210，所以傳感器曝光時間從第一值到第二值的跳躍可引起幀亮度的跳躍。粗調狀態730可通過如下方式將幀亮度值維持在或接近目標亮度值通過調節傳感器增益以引起傳感器曝光時間的改變。例如，可增大傳感器增益以引起第二傳感器曝光時間比第一傳感器曝光時間短。所述情形通過抵消較短的傳感器曝光時間對幀亮度的影響可將幀亮度維持為當前(即第一傳感器曝光時間值)水平。在一個實施例中，成像裝置100可從粗調狀態過渡至精調狀態735。例如，粗調狀態730可獲得的幀亮度值的范圍可能由于例如第二傳感器曝光時間值而受到限制，該第二傳感器曝光時間值例如在成像裝置100于粗調狀態730下操作時可以是固定的。在該示例中，精調狀態735可在具有可以是固定的或變化的傳感器增益的情況下調節第二曝光時間值。在一個實施例中，精調狀態735可產生等于或大致等于目標亮度值的幀亮度值。在該穩定狀態下，傳感器增益和曝光時間可變成固定的。在一個實施例中，在精調狀態735產生具有類似于但不等于目標亮度值的亮度值的幀的情況下，可調節目標亮度值以匹配在精調狀態735下產生的幀的亮度值。在一個實施例中，當幀之間存在物體的至少一部分的運動時，成像裝置100進入跟蹤狀態725，而當不存在這樣的運動時，成像裝置進入粗調狀態730 和精調狀態735。當觀察靜止物體時，相同的圖像被反復地曝光、捕獲和顯示，但具有來自噪聲，主要是光子噪聲和A/D轉換噪聲的輕微的變化。這些噪聲變化在圖像中對用戶是可覺察的， 并且是不合需要的。為了解決該問題，本發明的另一實施例在成像裝置100與物體505之間不存在相對運動時反復顯示相同的數字幀。當運動出現時，該實施例的系統從觀察模式 (具有凍結圖像)過渡至具有快速曝光的閱讀模式。可將加速度計用于檢測成像裝置與物體的相對運動，以便允許模式之間迅速的過渡。應理解的是，當使物體成像時，人們通常尋求曝光時間和增益的最佳組合。例如， 對于靜止的物體和成像裝置，即使當在尺寸上明顯放大時，較長的曝光時間通常將產生具有最小的噪聲的更清楚限定的圖像。當利用較長的曝光時間時，為了避免過度曝光圖像 (即過亮并喪失對比度的圖像)，人們通常減小傳感器增益。然而，當圖像的幀指示物體運動時，長的曝光時間可導致捕獲圖像的模糊。為了減輕這樣的模糊，人們通常縮短曝光時間。由于曝光時間的縮短，所以對傳感器產生影響的光的量將減少，使得在沒有傳感器的增益的調整的情況下，圖像可能過暗并再次喪失對比度。應指出的是，在圖1至7中，列舉的項示出為單獨的單元。然而，在這里描述的系統和方法的實際實現中，它們可以是諸如數字計算機的其他電子裝置不可分離的部件。因此， 以上描述的過程可至少部分地以軟件實現，所述軟件可被包括在包括程序存儲介質的制造品中。程序存儲介質包括被包括在載波、計算機磁盤(磁性的、或光學的(例如CD或DVD)
21或兩者)、非易失性存儲器、磁帶、系統存儲器和計算機硬盤的一個或多個中的數字信號。從上文應理解的是，在此描述的系統和方法提供一種簡單有效的方式，以使物體成像。根據不同的實施例的成像裝置能夠產生或生成物體的具有一幀或多幀的圖像。可通過調節傳感器參數減少在成像生成期間由成像裝置與物體之間的相對運動引起的噪聲或模糊假像，以形成具有合乎需要的亮度的圖像。這增強所顯示的放大圖像的可視性，并例如允許用戶使便攜式裝置貼近物體，以便更好地觀察該物體。對前與后、左與右、頂與底、和較高與較低、上方與下方、之上與之下的任何引用是為了說明方便起見，并且不將本系統和方法或它們的部件限制于任何一個位置或空間取向。對在此以單數提到的系統和方法的實施例或元素或過程的任何引用還可包含包括多個所述元素的實施例，并且對在此的任何實施例或元素或過程的復數的引用還可包含僅包括單個元素的實施例。單數或復數形式的參考不用于限制當前公開的系統或方法、它們的部件、過程或元素。在此公開的任何實施例可與任何其他實施例結合，并且對“實施例”、“有些實施例”、“替代實施例”、“不同的實施例”、“一個實施例”等的引用不一定是相互排斥的，并且用于指示結合實施例描述的特定的特征、結構或特性可被包括在至少一個實施例中。這樣的如在此所使用的術語不一定全部涉及相同的實施例。任何實施例可以與在此公開的目的、 目標和需求相一致的任何方式與任何其他實施例結合。對“或者”的引用可解釋成包括的，使得利用“或者”描述的任何術語可指示所描述的項中的單個的項、超過一個的項、和所有的項的任何一個。在附圖、詳細說明或任何權利要求中的技術特征后面有附圖標記的情況下，為了單純增強附圖、詳細說明和權利要求的可理解性而包括附圖標記。因此，有沒有附圖標記對任何權利要求范圍不具有任何限制性效果。本領域的技術人員應認識到的是，在不偏離在此描述的系統和方法的精神或基本特征的情況下，它們可以其他特定形式具體化。例如，可獨立地、同時地或相繼地增大或減小傳感器增益和曝光時間。這可通過沿所需的方向驅使圖像亮度值來改善圖像顯示。此外， 可調節或維持其他傳感器參數、諸如傳感器像素尺寸、幀速率或像素亮度或色度輸出格式， 以從圖像去除假像。這樣的假像的示例包括鼠齒形、鋸齒形和塊狀假像，以及噪聲和模糊的圖像失真。因此，前述實施例在各方面被認為是所描述的系統和方法的例證而非限制。因此，在此描述的系統和方法由所附權利要求而非前述說明指示，并因此在權利要求的等同的含意和范圍內的所有的變化都被包含在權利要求中。
權利要求
1.一種成像裝置，包括傳感器，所述傳感器構造成提供物體的圖像，所述傳感器具有傳感器曝光時間和傳感器增益，并且所述圖像包括多幀，所述多幀中的每一幀均描繪所述物體的至少一部分；運動檢測器，所述運動檢測器確定所述多幀的相鄰幀之間是否存在所述物體的至少一部分的運動；控制器，所述控制器構造成響應于通過所述運動檢測器對在相鄰幀之間存在所述物體的至少一部分的運動的確定將所述傳感器曝光時間設定成第一值，并響應于相鄰幀之間沒有所述物體的至少一部分的運動的確定將所述傳感器曝光時間設定成大致不同于所述第一值的第二值；所述控制器還構造成調節所述傳感器曝光時間和所述傳感器增益中的至少一個，以將所述多幀的亮度值大致維持為目標亮度值而不管所述運動檢測器是否確定相鄰幀之間存在所述物體的至少一部分的運動。
2.根據權利要求1所述的成像裝置，其中，在確定相鄰幀之間存在所述物體的至少一部分的運動的一段時間期間，所述控制器構造成將所述傳感器曝光時間維持為所述第一值，并調節所述傳感器增益，以將所述多幀的亮度值大致維持為所述目標亮度值。
3.根據權利要求1所述的成像裝置，其中，在確定相鄰幀之間沒有所述物體的至少一部分的運動的一段時間的第一部分期間，所述控制器構造成將所述傳感器曝光時間維持為所述第二值，并調節所述傳感器增益，以將所述多幀的亮度值大致維持為所述目標亮度值。
4.根據權利要求3所述的成像裝置，其中，在確定相鄰幀之間沒有所述物體的至少一部分的運動的一段時間的第二部分期間，所述控制器還構造成將所述傳感器增益維持為固定增益值，并進一步將所述傳感器曝光時間調節至固定曝光時間值，使得所述多幀的亮度值等于所述目標亮度值。
5.根據權利要求4所述的成像裝置，其中，在確定相鄰幀之間沒有所述物體的至少一部分的運動的一段時間的第三部分期間，所述控制器構造成將所述傳感器增益維持為所述固定增益值，并將所述傳感器曝光時間維持為所述固定曝光時間值。
6.根據權利要求5所述的成像裝置，其中所述一段時間的所述第三部分在所述一段時間的所述第二部分之后，并且其中所述一段時間的所述第二部分在所述一段時間的所述第一部分之后。
7.根據權利要求1所述的成像裝置，其中所述目標亮度值是第一目標彩色亮度值和第一目標黑白亮度值中的一個，所述裝置還包括顏色檢測器，所述顏色檢測器確定所述圖像為彩色圖像還是黑白圖像；其中所述控制器構造成調節所述傳感器曝光時間和所述傳感器增益中的至少一個，以取決于確定所述圖像為彩色圖像還是黑白圖像將所述多幀的亮度值大致維持為不同的第一和第二目標亮度值，所述第一和第二目標亮度值對于彩色圖像比對于黑白圖像大。
8.根據權利要求7所述的成像裝置，其中所述控制器還構造成取決于所述運動檢測器是否確定相鄰幀之間存在所述物體的至少一部分的運動、并取決于所述圖像為彩色圖像還是黑白圖像，將所述圖像的對比度和所述圖像的飽和度中的至少一個調節至不同的值。
9.根據權利要求7所述的成像裝置，其中所述顏色檢測器由所述控制器實現。
10.根據權利要求1所述的成像裝置，其中所述運動檢測器構造成響應于所述物體與所述傳感器之間的相對運動、并響應于相鄰幀之間的所述物體的至少一部分的放大的改變，確定所述相鄰幀之間存在所述物體的至少一部分的運動。
11.根據權利要求1所述的成像裝置，其中所述控制器構造成產生比所述圖像大兩倍至十六倍之間的放大圖像，所述裝置還包括構造成顯示所述放大圖像的顯示單元。
12.根據權利要求11所述的成像裝置，其中所述圖像的放大的級別是連續的。
13.根據權利要求1所述的成像裝置，其中所述運動檢測器構造成確定作為相鄰幀的亮度之間的差的亮度值差；以及所述運動檢測器構造成當所述亮度值差大于閾值時，確定在相鄰幀之間存在所述物體的至少一部分的運動。
14.根據權利要求1所述的成像裝置，其中所述運動檢測器構造成識別相鄰幀的多個象限；確定相鄰幀的對應象限的亮度值；以及當相鄰幀的所述對應象限的亮度值之間的差超過閾值時，確定在所述相鄰幀之間存在所述物體的至少一部分的運動。
15.根據權利要求1所述的成像裝置，其中所述運動檢測器構造成至少部分地基于相鄰幀中的邊緣的位置確定所述相鄰幀之間存在所述物體的至少一部分的運動。
16.根據權利要求1所述的裝置，其中所述運動檢測器由所述控制器實現。
17.根據權利要求1所述的成像裝置，其中所述成像裝置構造成在確定沒有所述物體的至少一部分的運動的一段時間期間產生與所述圖像相同的數字幀。
18.一種使物體成像的方法，包括過程利用傳感器生成物體的圖像，所述圖像包括描繪所述物體的至少一部分的多幀；確定所述多幀的相鄰幀之間是否存在所述物體的至少一部分的運動；響應確定的過程，當確定在相鄰幀之間的所述物體的至少一部分的運動時將所述傳感器的傳感器曝光時間設定成第一值，并且當確定相鄰幀之間沒有所述物體的至少一部分的運動時將所述傳感器的所述傳感器曝光時間設定成大致不同于所述第一至的第二值；以及調節所述傳感器的所述傳感器曝光時間和傳感器增益中的至少一個，以將所述多幀的亮度值大致維持為目標亮度值而不管是否確定在相鄰幀之間的所述物體的至少一部分的運動。
19.根據權利要求18所述的方法，其中，在確定相鄰幀之間存在所述物體的至少一部分的運動的一段時間的至少一部分期間，所述方法還包括將所述傳感器曝光時間維持為第一值；以及調節所述傳感器增益，以將所述多幀的亮度值大致維持為所述目標亮度值。
20.根據權利要求18所述的方法，其中，在確定相鄰幀之間沒有所述物體的至少一部分的運動的一段時間的第一部分期間，所述方法還包括將所述傳感器曝光時間維持為所述第二值；以及調節所述傳感器增益，以將所述多幀的亮度值大致維持為所述目標亮度值。
21.根據權利要求20所述的方法，其中，在確定相鄰幀之間沒有所述物體的至少一部分的運動的一段時間的第二部分期間，所述方法還包括 將所述傳感器增益維持為固定增益值；以及將所述傳感器曝光時間調節至固定曝光時間值，使得所述多幀的亮度值等于目標亮度值。
22.根據權利要求21所述的方法，其中，在確定相鄰幀之間沒有所述物體的至少一部分的運動的一段時間的第三部分期間，所述方法還包括將所述傳感器增益維持為所述固定增益值；以及將所述傳感器曝光時間維持為所述固定曝光值。
23.根據權利要求18所述的方法，還包括 確定所述圖像為彩色圖像還是黑白圖像；以及調節所述傳感器曝光時間和所述傳感器增益中的至少一個，以取決于確定所述圖像為彩色圖像還是黑白圖像將所述多幀的亮度值大致維持為不同的第一和第二目標亮度值，所述第一和第二目標亮度值對于彩色圖像比對于黑白圖像大。
24.根據權利要求18所述的方法，還包括確定所述圖像為彩色圖像還是黑白圖像；以及響應所述圖像為彩色圖像的確定，調節所述圖像的對比度和所述圖像的飽和度中的至少一個。
25.根據權利要求18所述的方法，包括產生所述物體的圖像的放大圖像，所述放大圖像比所述圖像大兩倍至十六倍之間的倍數；以及向顯示單元提供所述放大圖像的至少一部分。
26.根據權利要求18所述的方法，包括確定作為相鄰幀的亮度之間的差的delta亮度值差；以及當所述亮度值差大于閾值時，確定在相鄰幀之間存在所述物體的至少一部分的運動。
27.根據權利要求18所述的方法，還包括 識別相鄰幀的多個象限；確定相鄰幀的對應象限的亮度值；以及當相鄰幀的所述對應象限的亮度值之間的差超過閾值時，確定在所述相鄰幀之間存在所述物體的至少一部分的運動。
28.根據權利要求18所述的方法，其中至少部分地基于相鄰幀中的邊緣的位置確定所述相鄰幀之間存在所述物體的至少一部分的運動。
29.一種用在處理器上執行的指令編碼的計算機可讀介質，所述指令在執行時實現一種方法，所述方法包括過程利用傳感器生成物體的圖像，所述圖像包括描繪所述物體的至少一部分的多幀； 確定所述多幀的相鄰幀之間是否存在所述物體的至少一部分的運動； 響應確定的過程，當確定在相鄰幀之間的所述物體的至少一部分的運動時將所述傳感器的傳感器曝光時間設定成第一值，并且當確定相鄰幀之間沒有所述物體的至少一部分的運動時將所述傳感器的所述傳感器曝光時間設定成大致不同于所述第一至的第二值；以及調節所述傳感器的所述傳感器曝光時間和傳感器增益中的至少一個，以將所述多幀的亮度值大致維持為目標亮度值而不管是否確定在相鄰幀之間的所述物體的至少一部分的運動。
全文摘要
提供用于使物體成像的系統和方法。成像裝置包括提供物體的圖像的傳感器。傳感器可包括傳感器曝光時間和傳感器增益，并且圖像包括多幀，所述多幀中的每一幀均可描繪物體的至少一部分。成像裝置包括運動檢測器，以確定多幀的相鄰幀之間是否存在物體的至少一部分的運動。成像裝置還包括控制器。響應于通過運動檢測器的在相鄰幀之間存在物體的至少一部分的運動的確定，控制器可將傳感器曝光時間設定成第一值。響應于相鄰幀之間不存在物體的至少一部分的運動的確定，控制器還可將傳感器曝光時間設定成第二值。控制器還可調節傳感器曝光時間、傳感器增益或兩者，以將多幀的亮度值設定為目標亮度值。
文檔編號H04N5/243GK102265320SQ200980147776
公開日2011年11月30日 申請日期2009年9月21日 優先權日2008年9月22日
發明者T·科納德 申請人:自由科學公司