專利名稱：：具有壓力傳感器的水下相機的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及使用水下相機捕捉數(shù)字圖像的領域，更特別地涉及使用壓カ傳感器來自動選擇水下攝影模式。
背景技術：
：水下攝影對于許多應用非常有用。例如，當潛水者探險珊瑚礁或失事船只時可能期望拍攝照片，當孩子們在游泳池中玩耍時可能喜歡給他們的朋友拍攝水下照片。為了捕捉水下照片，必須將相機封入在防水殼中以防止水損壞相機的內部部件。在水下捕捉到的照片的特性在于水會影響例如顔色再現(xiàn)、閃光、圖像銳度和空間噪聲(即粒度)的各種圖像屬性。這些圖像屬性被影響的程度是包括對象距離、水的深度、水的清澈度以及是否使用電子閃光燈來照明場景的多種因素的函數(shù)。這些因素會引起水下照片的圖像質量每張與每張顯著不同。當使用傳統(tǒng)膠卷打印捕捉到的水下照片時，通常使用所謂的場景平衡算法來分析這些照片以在圖像捕捉過程中來估計適合于校正在捕捉到的圖像中引入的任何色偏的顏色平衡校正的量。通常優(yōu)化這樣的場景平衡算法以校正當在例如日光、鎢或熒光的各種光源下的空氣中拍攝照片時所引入的色偏。將該算法應用于水下照片，它們通常會去除由水下條件所引入的色偏的一部分，但它們通常不會產(chǎn)生最佳效果。通常必要的是通過“手動平衡”圖像來產(chǎn)生最佳再現(xiàn)圖像。使用傳統(tǒng)的光學打印膠卷，不可能補償與水下攝影相關的例如閃光、銳度損失和較高水平的圖像噪聲的其他偽影。Fredlund的名稱為“Methodandapparatusforprintingdigitalimages，，的美國專利6，263，792，公開了ー種用于打印一卷膠卷的方法，其中至少一幅圖像是在水下捕捉到的。通過分析圖像或通過讀取從客戶接收的信息來識別在水下捕捉到的照片。然后以預定的方式來修改水下照片。所公開的修改包括顔色平衡調整、對比度增強和圖像噪聲抑制。該方法的缺點是使用客戶提供的信息來識別水下照片可能是麻煩的，通過分析圖像來自動識別水下圖像的過程易于產(chǎn)生誤識別的錯誤。Keelan等人的名稱為“Colorreversalphotographicelementsadaptedforunderwaterphotography”的美國專利5，382，499公開了ー種設計用于水下攝影的攝影膠卷。該專利公開了在水下攝影中出現(xiàn)的顏色平衡問題，該問題源于通過水傳輸?shù)妮^長可見波長紅光的明顯衰減。在水中每3米的光傳輸距離內吸收了了大約一半的紅光。這導致具有明顯青色色偏的水下場景，表示缺乏紅光。通過增大相對于綠光記錄層単元速度的紅光記錄層単元的速度，提供了具有改進的水下成像能力的本發(fā)明的顔色反轉攝影膠卷。該膠卷能夠合適地校正由于僅僅針對ー種特定場景物距的水下拍照條件減少的色偏。Teremy等人的名稱為“Pressuresensorcontrolforelectricallyresponsivecamerafeature”的美國專利5，710，947,公開了包括壓カ傳感器的攝影膠卷相機。針對包括相機激活開關、定向開關、膠卷傳輸計算器、水的深度傳感器和相機泄漏檢測器的壓カ傳感器描述了多種不同的應用。當使用該壓カ傳感器作為水的深度傳感器時，提供攝影顯示以表示深度。數(shù)字相機已經(jīng)變得非常普遍并且已在包括水下攝影的攝影的幾乎所有領域中很大程度上取代了傳統(tǒng)的膠卷相機。使用數(shù)字相機的水下攝影經(jīng)歷了傳統(tǒng)膠卷相機遇到的大多數(shù)相同問題，例如顏色再現(xiàn)的變化。例如CanonPowerShotSD500DigitalELPHCamera的ー些數(shù)字相機，包括可以使用用戶可選擇水下模式來手動表示相機在水下被使用。該數(shù)字相機然后可以調整顔色再現(xiàn)特性以產(chǎn)生典型的水下攝影環(huán)境。然而，需要注意的是手動選擇水下模式可能是麻煩的，此外針對水下攝影條件從圖像到圖像可以廣泛變化的事實沒有采取預防措施。
發(fā)明內容本發(fā)明提供了ー種供捕捉水下數(shù)字圖像使用的數(shù)字圖像捕捉設備，其包括防水殼；用于捕捉數(shù)字圖像的圖像傳感器；用于將場景成像到圖像傳感器上的光學系統(tǒng)；用于感測防水殼之外的壓カ的裝置；以及用于執(zhí)行以下步驟的處理器確定感測到的壓カ；使用圖像傳感器來捕捉場景的數(shù)字圖像；使用感測到的壓カ來確定數(shù)字圖像捕捉設備是否正在水下工作的指示并且相應地選擇水下攝影模式或普通攝影模式；根據(jù)所選擇的攝影模式來處理捕捉到的數(shù)字圖像；以及將經(jīng)處理的數(shù)字圖像存儲在處理器可存取存儲器中。本發(fā)明具有以下優(yōu)點可以響應于感測到的壓カ而自動選擇水下攝影模式而無需用戶干預。本發(fā)明具有另ー個優(yōu)點當數(shù)字相機以水下攝影模式工作時，可以相對于普通攝影模式自動調整包括顔色校正、銳度和降噪的各種圖像處理操作的性能，以計及水下攝影環(huán)境的特性。本發(fā)明具有又一個優(yōu)點可以在水下攝影模式下自動調整數(shù)字圖像的顔色再現(xiàn)，以計及作為深度和物距的函數(shù)的攝影條件的變化。圖I是示出了數(shù)字相機系統(tǒng)的部件的高級別圖；圖2是描述了用于處理數(shù)字相機中的數(shù)字圖像的典型圖像處理操作的流程圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的水下攝影場景；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字相機的一個實施方式的圖；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的、使用水下攝影模式來處理數(shù)字圖像的步驟的流程圖；圖6是示出了用于當數(shù)字相機在過深的深度下工作時向用戶提供警告的方法的流程圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的被使用于調整水下顔色再現(xiàn)的增益因子函數(shù)的曲線圖。需要理解的是，附圖的目的在于說明本發(fā)明的構思并且可能不是根據(jù)比例繪制的。具體實施例方式在以下描述中，將描述通常會以軟件程序進行實施的本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。本領域的技術人員將容易認識到還可以以硬件來構造這些軟件的等同物。因為圖像操作算法和系統(tǒng)是公知的，所以本描述將被特別針對形成根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的一部分或更直接地與根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法相互配合的算法和系統(tǒng)。這些算法和系統(tǒng)以及用于產(chǎn)生和處理相關圖像信號的硬件或軟件的在文中沒有具體示出或描述的其他方面可以選自現(xiàn)有技術中已知的這樣的系統(tǒng)、算法、部件和元件。給定在下面的資料中根據(jù)本發(fā)明描述的系統(tǒng)，對實施本發(fā)明是有用的在此沒有具體示出、建議或描述的軟件是傳統(tǒng)的并且在本領域的技術人員的認識范圍之內。此外，如在此使用的，用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的計算機程序可以存儲在計算機可讀存儲介質中，其可以包括例如磁盤(例如硬盤驅動器或軟盤)或磁帶的磁性存儲介質；例如光盤、光帶或機器可讀條形碼的光存儲介質；例如隨機存取存儲器(RAM)或只讀存儲器(ROM)的固態(tài)電存儲設備；或被采用來存儲具有用于控制一臺或更多臺計算機實踐根據(jù)本發(fā)明的方法的指令的計算機程序的任何其他物理設備或介質。因為用于實現(xiàn)成像設備的數(shù)字相機以及用于信號捕捉、處理和顯示的相關電路是公知的，本描述將特別針對形成根據(jù)本發(fā)明的方法和設備的一部分或更加直接地與根據(jù)本發(fā)明的方法和設備配合的元件。沒有在此具體示出或描述的元件可以選自現(xiàn)有技術中已知的元件。以軟件的形式提供將要描述的實施方式的某些方面。給定在下面的資料中根據(jù)本發(fā)明描述的系統(tǒng)，對實施本發(fā)明是有用的在此沒有具體示出、建議或描述的軟件是傳統(tǒng)的并且在本領域的技術人員的認識范圍之內。本發(fā)明包含在此描述的實施方式的組合。引用“特定實施方式”等指在本發(fā)明的至少ー個實施方式中存在的特征。単獨引用“實施方式”或“特定實施方式”等未必是指相同的實施方式；然而，這樣的實施方式不相互排斥，除非有這樣的表示或對于本領域的技術人員是非常明顯的。引用“方法”或“更多個方法”等的単數(shù)或復數(shù)使用不意在限制。應當注意的是，除非通過上下文明確指出或要求，詞語“或”在本公開中以非排他意義來使用。以下對數(shù)字相機的描述對于本領域的技術人員是熟悉的。顯然，可以具有該實施方式的多種變型并且可以對該實施方式的多種變型進行選擇以降低成本、増大特征或改善相機特性。圖I示出了包括數(shù)字相機10的數(shù)字攝影系統(tǒng)的框圖。優(yōu)選地，數(shù)字相機10是便攜式電池操作設備，足夠小以在捕捉或瀏覽圖像時可以易于用戶手持。數(shù)字相機10生成使用圖像存儲器30存儲為數(shù)字圖像文件的數(shù)字圖像。在此使用的短語“數(shù)字圖像”或“數(shù)字圖像文件”是指任何數(shù)字圖像文件，比如數(shù)字靜態(tài)圖像或數(shù)字視頻文件。在一些實施方式中，數(shù)字相機10捕捉運動視頻圖像和靜態(tài)圖像二者。數(shù)字相機10還可以包括其他功能，包括但不限制于數(shù)字音樂播放器(例如MP3播放器)、移動電話、GPS接收器或可編程數(shù)字助理(PDA)的功能。數(shù)字相機10包括具有可調整光圈的鏡頭4和可調整快門6。在優(yōu)選的實施方式中，鏡頭4是變焦鏡頭并通過變焦和聚焦電機驅動器8來控制。鏡頭4將來自于場景(未示出)的光聚焦到例如單芯片的彩色CCD(電荷耦合元件)或CMOS(互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器的圖像傳感器14上。鏡頭4是用于在圖像傳感器14上形成場景的圖像的ー種類型的光學系統(tǒng)。在其他實施方式中，光學系統(tǒng)可以使用具有可變或固定焦點的固定焦距鏡頭。通過模擬信號處理器(ASP)和模擬數(shù)字(A/D)轉換器16將圖像傳感器14的輸出轉換為數(shù)字形式并將其暫時存儲在緩沖存儲器18中。隨后處理器20使用存儲在固件存儲器28中的嵌入式軟件程序(例如固件)來操作存儲在緩沖存儲器18中的圖像數(shù)據(jù)。在ー些實施方式中，使用只讀存儲器(ROM)將軟件程序永久地存儲在固件存儲器28中。在其他實施方式中，可以通過使用例如快閃EPROM(可擦除可編程只讀存儲器)存儲器來修改固件存儲器28。在這樣的實施方式中，外部設備可以使用有線接ロ38或無線調制解調器50來更新存儲在固件存儲器28中的軟件程序。在這樣的實施方式中，還可以使用固件存儲器28來存儲圖像傳感器校準數(shù)據(jù)、用戶設置選擇和當相機關斷時必須保存的其他數(shù)據(jù)。在ー些實施方式中，處理器20包括程序存儲器(未示出)，存儲在固件存儲器28中的軟件程序在被處理器20執(zhí)行之前被拷貝到該程序存儲器中。將要理解的是，可以通過使用單個可編程處理器或通過使用多個可編程處理器來提供處理器20的功能，該可編程處理器包括ー個或更多個數(shù)字信號處理器(DSP)設備?？商孢x地，可以通過定制電路(例如專門設計用于在數(shù)字相機中使用的一個或更多個定制集成電路(IC))或通過可編程處理器和定制電路的組合來提供處理器20。將要理解的是，使用公共數(shù)據(jù)總線來制造在圖I中所示的處理器20與部分或所有的不同部件之間的連接器。例如，在一些實施方式中，可以使用公共數(shù)據(jù)總線在處理器120、緩沖存儲器18、圖像存儲器30和固件存儲器28之間進行連接。然后使用圖像存儲器30存儲經(jīng)處理的圖像。需要理解的是圖像存儲器30可以是為本領域的技術人員已知的任何形式的存儲器，其包括但不限制于可移動快閃存儲器卡、內部快閃存儲器芯片、磁性存儲器或光學存儲器。在一些實施方式中，圖像存儲器30可以包括內部快閃存儲器芯片和到例如安全數(shù)字(SD)卡的可移動快閃儲器卡的標準接ロニ者。可替選地，可以使用不同的存儲卡格式，例如微SD卡、致密閃存(CF)卡、多媒體卡(MMC)、xD卡或存儲條。圖像傳感器14由時序發(fā)生器12來控制，該時序發(fā)生器12產(chǎn)生各種時鐘信號以選擇行和像素以及使ASP和A/D轉換器16的操作同歩。圖像傳感器14可以具有例如12.4兆像素(4088X3040像素)以提供大約4000X3000像素的靜態(tài)圖像文件。為了提供彩色圖像，圖像傳感器通常覆蓋有濾色器陣列，該濾色器陣列提供具有包括不同顔色像素的像素陣列的圖像傳感器。可以以多種不同的圖案來布置不同顔色像素。作為ー個示例，可以使用如在Bayer的共同受讓美國專利3，971,065“Colorimagingarray”中描述的公知的Bayer濾色器陣列來布置不同的顔色像素，該專利的公開內容通過引用合并在本文中。作為第二個示例，可以如在Compton和Hamilton于2007年2月I日提交的名稱為“Imagesensorwithimprovedlightsensitivity”的共同受讓美國專利申請公開2007/0024931中所描述的那樣來布置不同的顔色像素，該專利的公開內容通過引用合并在本文中。這些示例并不是限制性的，可以使用許多其他顏色圖案。將要理解的是圖像傳感器14、時序發(fā)生器12以及ASP和A/D轉換器16可以是分別制造的集成電路，或者它們可以被制造為與CMOS圖像傳感器共同制造的單個集成電路。在一些實施方式中，單個集成電路可以執(zhí)行在圖I中所示的部分其他功能，包括由處理器20提供的部分功能。當由時序發(fā)生器12以第一模式致動時，圖像傳感器14用于提供較低分辨率傳感器圖像數(shù)據(jù)的動態(tài)序列以構成圖像，該預覽模式用于當捕捉視頻圖像以及還用于當預覽待捕捉的靜態(tài)圖像吋?？梢詫⒃擃A覽模式傳感器圖像數(shù)據(jù)提供為例如具有1280X720像素的HD分辨率圖像數(shù)據(jù)，或提供為例如具有640X480像素的VGA(視頻圖形陣列)分辨率圖像數(shù)據(jù)或使用與圖像傳感器的分辨率相比較具有顯著更少列和行數(shù)據(jù)的其他分辨率?？梢酝ㄟ^組合具有相同顔色的相鄰像素值，或通過消除某些像素值或通過組合某些顏色像素值并同時消除其他顔色像素值來提供預覽模式傳感器圖像數(shù)據(jù)?？梢匀缭赑arulski等人的名稱為“Electroniccameraforinitiatingcaptureofstillimageswhilepreviewingmotionimages”的共同受讓的美國專利6，292，218中所描述的那樣來處理預覽模式圖像數(shù)據(jù)，該專利通過弓I用合并在本文中。當由時序發(fā)生器12以第二模式致動時，圖像傳感器14還用于提供高分辨率的靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)?？梢詫⒆罱K模式傳感器圖像數(shù)據(jù)提供為高分辨率輸出圖像數(shù)據(jù)，最終模式傳感器圖像數(shù)據(jù)對于具有高照明水平的場景來說包括圖像傳感器的所有像素，并且可以為例如具有4000X3000像素的12兆像素的最終圖像數(shù)據(jù)。在較低照明水平下，可以通過對圖像傳感器上的顏色相同的ー些數(shù)量的像素進行“面元劃分(binning)”來提供最終傳感器圖像數(shù)據(jù)，以增強信號水平以及因此提高傳感器的“快門速度”(ISO速度)。通過由處理器20提供的控制信號來控制變焦和聚焦電機驅動器8，以提供合適的焦距設置并將場景聚焦到圖像傳感器14上。通過控制可調整光圈和可調整快門6的焦比和曝光時間、經(jīng)由時序發(fā)生器12的圖像傳感器14的曝光時間段以及ASP和A/D轉換器16的増益(即ISO速度)設置來控制圖像傳感器14的曝光水平。處理器20還控制可以對場景進行照明的閃光燈2。在本發(fā)明的一些實施方式中，閃光燈2具有可調整的相關色溫。例如，可以使用在Miller等人的名稱為“Lampwithadjustablecolor”的美國專利申請公開2008/0297027中公開的閃光燈來當數(shù)字相機10在如后面將要描述的在水下工作時產(chǎn)生具有高比例紅光的照明。如在Parulski等人的名稱為“ElectronicCamerawithRapidAutomaticFocusofanImageuponaProgressiveScanImageSensor，，的共同受讓美國專利5，668，597中所描述的那樣，可以通過使用“通過鏡頭(through-the-lens)”的自動聚焦以第一模式來聚焦數(shù)字相機10的鏡頭4，該專利通過引用合并在本文中。這通過如下方式來完成使用變焦和聚焦電機驅動器8將鏡頭4的焦點位置調整到從在近焦點位置到無限遠焦點位置之間的范圍內的多個焦點位置，而處理器20確定提供用于由圖像傳感器14捕捉的圖像的中心部分的峰值銳度值的最近焦點位置。對應于最近焦點位置的焦點距離可以用于若干個目的，例如自動設置合適的場景模式，并且可以與其他鏡頭和相機設置一起作為元數(shù)據(jù)存儲在圖像文件中。為感測數(shù)字相機10的方位，可以包括可選的傾斜傳感器42。傾斜傳感器在現(xiàn)有技術中是公知的并已經(jīng)被結合到例如電子游戲系統(tǒng)和手機的許多普通產(chǎn)品中。通常，傾斜傳感器使用加速計來感測設備的方位變化。在本發(fā)明的一個實施方式中，傾斜傳感器42提供表示相對于水平方向的傾斜角的信號?？梢允褂谜膬A斜角來表示相機相對于水平方向向上傾斜，以及可以使用負的傾斜角來表示相機相對于水平方向向下傾斜。處理器20產(chǎn)生暫時存儲在顯示存儲器36中并在圖像顯示器32上顯示的菜單和低分辨率顏色圖像。圖像顯示器32為典型的有源矩陣彩色液晶顯示器(IXD)，但是可以使用例如有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器的其他類型的顯示器。視頻接口44提供從數(shù)字相機10到例如平板HDTV顯示器的視頻顯示器46的視頻輸出信號。在預覽模式或視頻模式下，通過處理器20來操作來自緩沖存儲器18的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，以在圖像顯示器32上顯示通常為彩色圖像的動態(tài)預覽圖像序列。在預覽模式下，使用來自存儲在圖像存儲器30中的圖像數(shù)據(jù)文件的圖像數(shù)據(jù)來產(chǎn)生在圖像顯示器32上顯示的圖像。響應于由用戶控件34提供的用戶輸入而控制在圖像顯示器32上顯示的圖形用戶接口。使用用戶控件34來選擇例如視頻捕捉模式、靜態(tài)捕捉模式和預覽模式的各種相機模式，并啟動靜態(tài)圖像的捕捉和記錄動態(tài)圖像。在一些實施方式中，當用戶部分地按下作為用戶控件34之一的快門按鈕(例如圖4中所示的圖像捕捉按鈕290)時，則啟動上面描述的第一模式(即靜態(tài)預覽模式)，而當用戶完全地按下快門按鈕時，則啟動第二模式(即靜態(tài)圖像捕捉模式)。還使用用戶控件34來打開相機、控制鏡頭4并啟動照片拍攝過程。用戶控件34通常包括按鈕、搖臂開關、操縱桿或旋轉刻度盤的某種組合。在一些實施方式中，通過使用覆蓋在圖像顯示器32上的觸摸屏來提供一些用戶控件34。在其他實施方式中，可以使用另外的狀態(tài)顯示器或圖像顯示器?？梢允褂糜脩艨丶?4選擇的相機模式包括“水下攝影”模式和“定時器”模式，該“水下攝影”模式將在后面參照圖5進行描述。當選擇“定時器”模式時，在用戶完全按下快門按鈕之后并在處理器20啟動捕捉靜止圖像之前會出現(xiàn)短暫延遲(例如10秒)。如參照圖5后面將要描述的，可以使用數(shù)字相機10上的壓力傳感器25來提供用于實施本發(fā)明的深度信息。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，壓力傳感器25是感測數(shù)字相機10外部的壓力的壓力傳感器。在可替選的實施方式中，可以使用濕度傳感器來代替壓力傳感器25或除了壓力傳感器25之外可以使用濕度傳感器來確定數(shù)字相機10是否正在水下使用。連接至處理器20的音頻編解碼器22從麥克風24接收音頻信號并向揚聲器26提供音頻信號。這些部件可以將音軌與視頻序列或靜止圖像一起記錄并回放。如果數(shù)字相機10是例如組合式相機移動電話的多功能設備，則麥克風24和揚聲器26可以用于電話談話。在一些實施方式中，麥克風24能夠記錄空氣中的聲音并且還能夠當根據(jù)本發(fā)明的方法使用數(shù)字相機10記錄水下圖像時記錄水下環(huán)境中的聲音。在其他實施方式中，數(shù)字相機10包括傳統(tǒng)的空氣麥克風以及能夠記錄水下聲音的水下麥克風(水聽器)。在一些實施方式中，可以使用揚聲器26例如作為用戶接口的一部分，以提供表不已經(jīng)按下了用戶控件或已經(jīng)選擇了特定模式的各種聽得見的信號。在一些實施方式中，可以使用麥克風24、音頻編解碼器22和處理器20來提供語音識別，使得用戶可以通過語音命令而不是用戶控件34來向處理器20提供用戶輸入。還可以使用揚聲器26來通知用戶進來的電話呼叫。這可以通過使用存儲在固件存儲器28中的標準鈴聲或通過使用從無線網(wǎng)絡58中下載并存儲在圖像存儲器30中的定制鈴聲來完成。此外，可以使用振動設備(未示出)來提供進來的電話呼叫的安靜(例如，非聽得見的)通知。處理器20還提供對來自圖像傳感器14的圖像數(shù)據(jù)的另外處理，以產(chǎn)生渲染后的sRGB圖像數(shù)據(jù)，該sRGB圖像數(shù)據(jù)被壓縮并存儲在圖像存儲器30中例如公知的Exif-JPEG圖像文件的“完成”圖像文件中。數(shù)字相機10可以通過有線接口38連接至與計算機40相連的接口/再充電器48，計算機40可以是位于住宅或辦公室中的臺式計算機或便攜式計算機。有線接口38可以遵照例如公知的USB2.O接口規(guī)范。接口/再充電器48可以通過有線接口38向數(shù)字相機10中的可再充電電池組(未示出)提供電力。數(shù)字相機10可以包括無線調制解調器50，其與無線網(wǎng)絡58在射頻帶52上對接。無線調制解調器50可以使用例如公知的藍牙無線接口或公知的802.11無線接口的各種無線接口協(xié)議。計算機40可以通過因特網(wǎng)70向例如KodakEasyShareGallery的照片服務提供商72上傳圖像。其他設備(未示出)可以訪問由照片服務提供商72存儲的圖像。在可替選的實施方式中，無線調制解調器50與例如3GSM網(wǎng)絡的移動電話網(wǎng)絡(未示出)在射頻(例如無線)鏈路上進行通信，該移動電話網(wǎng)絡與因特網(wǎng)70相連以上傳來自于數(shù)字相機10的數(shù)字圖像文件?？梢詫⑦@些數(shù)字圖像文件提供給計算機40或照片服務提供商72。根據(jù)本發(fā)明，數(shù)字相機10是能夠用于捕捉水下數(shù)字圖像的水下數(shù)字相機。例如，使用數(shù)字相機10可以被探險珊瑚礁的潛水者或在游泳池中玩耍的孩子使用。為了防止對各種相機部件的損壞，數(shù)字相機10包括防水殼280(圖4)。圖2是示出了可以由數(shù)字相機10(圖I)中的處理器20執(zhí)行以處理由ASP和A/D轉換器16輸出的來自圖像傳感器14的顏色傳感器數(shù)據(jù)100的圖像處理操作的流程圖。在一些實施方式中，通過各種用戶設置175來確定處理器20所使用的用于操作關于特定數(shù)字圖像的顏色傳感器數(shù)據(jù)100的處理參數(shù)，可以響應于在圖像顯示器32上顯示的菜單通過用戶控件34來選擇用戶設置175。通過白平衡步驟95來操作已由ASP和A/D轉換器16數(shù)字轉換后的顏色傳感器數(shù)據(jù)100。在一些實施方式中，可以使用在Miki的名稱為“Whitebalanceadjustmentdeviceandcoloridentificationdevice”的共同受讓美國專利7，542，077中描述的方法來執(zhí)行該處理，該專利的公開內容通過引用合并到本文中?？梢皂憫诎灼胶庠O置90而調整白平衡，白平衡設置90可以通過用戶手動設置，或如后面參照圖5將要描述的當相機處于水下模式時可以自動設置。然后通過降噪步驟105來操縱顏色圖像數(shù)據(jù)以降低來自圖像傳感器14的噪聲。在一些實施方式中，可以使用在Gindele等人的名稱為“Noisecleaningandinterpolatingsparselypopulatedcolordigitalimageusingavariablenoisecleaningkernel，，的共同受讓美國專利6，934，056中描述的方法來執(zhí)行該處理，該專利的公開內容通過引用合并到本文中。可以響應于ISO設置110而調整降噪水平，使得在更高的ISO曝光率設置110下執(zhí)行更多的濾光。當相機處于水下模式時也可以調整降噪水平，這將在后面參照圖5進行描述。然后通過去馬賽克(demosaicing)步驟115來操縱顏色圖像數(shù)據(jù)以提供每個像素位置處的紅、綠和藍(RGB)圖像數(shù)據(jù)值。用于執(zhí)行去馬賽克步驟115的算法通常被稱為顏色濾波陣列(CFA)插值算法或“去Bayer化”算法。在本發(fā)明的一個實施方式中，去馬賽克步驟115可以使用在Adams等人的名稱為“Adaptivecolorplaneinterpolationinsinglesensorcolorelectroniccamera”的共同受讓美國專利5，652，621中描述的亮度CFA插值方法，該專利的公開內容通過引用合并到本文中。去馬賽克步驟115還可以使用在Cok的名稱為“Signalprocessingmethodandapparatusforproducinginterpolatedchrominancevaluesinasampledcolorimagesignal”的共同受讓美國專利4，642，678中描述的色度CFA插值方法，該專利的公開內容通過引用合并到本文中。在一些實施方式中，用戶可以在不同的像素分辨率模式之間進行選擇，使得數(shù)字相機可以產(chǎn)生較小尺寸的圖像文件。如在Parulski等人的名稱為“Singlesensorcolorcamerawithuserselectableimagerecordsize”的共同受讓美國專利5，493，335中所描述的，可以提供多個像素分辨率，該專利的內容通過引用合并到本文中。在一些實施方式中，可以通過用戶將分辨率模式設置120選擇為全尺寸(例如3，000X2，000像素)、中等尺寸(例如1，500X1000像素)或小尺寸(750X500像素)。在顏色校正步驟125中對顏色圖像數(shù)據(jù)進行顏色校正。在一些實施方式中，如在Parulski等人的名稱為“Methodandapparatusforimprovingthecolorrenditionofhardcopyimagesfromelectroniccameras”的共同受讓美國專利5，189，511中所描述的，可以使用3X3線性空間顏色校正矩陣來提供顏色校正，該專利的公開內容通過引用合并到本文中。在一些實施方式中，可以通過在數(shù)字相機10的固件存儲器28中存儲不同的顏色矩陣系數(shù)來提供不同的用戶可選擇顏色模式。例如，可以提供四種不同的顏色模式，使得使用顏色模式設置130來選擇以下顏色校正矩陣之一設置I(普通顏色再現(xiàn))RollI1.50—0.30—0.20IRj111gCMI=-0.401.80-0.40Gin(I)B0ll|—0,20—0.201,40」BinJ設置2(飽和顏色再現(xiàn))Rout]Γ2-00-0.60腿-Gollt=Uojoim-ojoGin(2)Bout-0.40-0.4()LBOBin%μι·IIJLiJf1mmmm#mmxm設置3(去飽和顏色再現(xiàn))權利要求1.ー種供捕捉水下數(shù)字圖像使用的數(shù)字圖像捕捉設備，包括防水殼；用于捕捉數(shù)字圖像的圖像傳感器；用于將場景成像到所述圖像傳感器上的光學系統(tǒng)；用于感測所述防水殼之外的壓カ的裝置；以及用于執(zhí)行以下步驟的處理器確定感測到的壓カ；使用所述圖像傳感器來捕捉場景的數(shù)字圖像；使用感測到的壓カ來確定所述數(shù)字圖像捕捉設備是否正在水下工作的指示并且相應地選擇水下攝影模式或普通攝影模式；根據(jù)所選擇的攝影模式來處理捕捉到的數(shù)字圖像；以及將經(jīng)處理的數(shù)字圖像存儲在處理器可存取存儲器中。2.根據(jù)權利要求I所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，所述處理器進ー步執(zhí)行將與所選擇的攝影模式有關的元數(shù)據(jù)與所存儲的數(shù)字圖像相關聯(lián)的步驟。3.根據(jù)權利要求I所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，所述處理器進ー步執(zhí)行將與感測到的壓カ有關的元數(shù)據(jù)與所存儲的數(shù)字圖像相關聯(lián)的步驟。4.根據(jù)權利要求I所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，根據(jù)所選擇的攝影模式來調整捕捉到的數(shù)字圖像的顔色再現(xiàn)。5.根據(jù)權利要求4所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，使用所述數(shù)字圖像捕捉設備中的所述處理器來調整捕捉到的數(shù)字圖像的顔色再現(xiàn)。6.根據(jù)權利要求4所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，所述處理器進ー步執(zhí)行將提供所選擇的攝影模式的指示的元數(shù)據(jù)與所存儲的數(shù)字圖像相關聯(lián)的步驟，并且其中，使用外部計算設備中的處理器來響應于相關聯(lián)的元數(shù)據(jù)而調整所存儲的數(shù)字圖像的顔色再現(xiàn)。7.根據(jù)權利要求4所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，當所述數(shù)字圖像捕捉設備以所述水下攝影模式工作時，通過施加水下顏色變換來調整捕捉到的數(shù)字圖像的顔色再現(xiàn)。8.根據(jù)權利要求7所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，響應于感測到的壓カ而調整與所述水下顏色變換相關聯(lián)的顏色再現(xiàn)特性。9.根據(jù)權利要求7所述的數(shù)字圖像捕捉設備，進一歩包括用于確定所述數(shù)字圖像捕捉設備與所述場景中的主要對象之間的物距的裝置，并且其中，當所述數(shù)字圖像捕捉設備以所述水下攝影模式工作吋，響應于所確定的物距而調整與所述水下顏色變換相關聯(lián)的顏色再現(xiàn)特性。10.根據(jù)權利要求I所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，所述根據(jù)所選擇的攝影模式來處理捕捉到的數(shù)字圖像的步驟包括響應于所選擇的攝影模式通過數(shù)字圖像銳化算法來調整施加于捕捉到的數(shù)字圖像的銳化程度。11.根據(jù)權利要求10所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，針對所述水下攝影模式降低施加于捕捉到的數(shù)字圖像的紅顏色通道的銳化程度。12.根據(jù)權利要求I所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，所述根據(jù)所選擇的攝影模式來處理捕捉到的數(shù)字圖像的步驟包括響應于所選擇的攝影模式通過降噪算法來調整施加于捕捉到的數(shù)字圖像的降噪程度。13.根據(jù)權利要求I所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，當感測到的壓カ超過預定閾值時，提供警告信號。14.根據(jù)權利要求13所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，所述警告信號包括激活信號燈、閃爍電子閃光燈或者在顯示屏上顯示消息或圖標。15.根據(jù)權利要求I所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，所述處理器進ー步執(zhí)行以下步驟當所述數(shù)字圖像捕捉設備以所述水下攝影模式工作時，使用感測到的壓カ來確定所述數(shù)字圖像捕捉設備與水的表面之間的深度，并且其中，當所確定的深度超過預定閾值吋，向用戶提供警告信號。16.根據(jù)權利要求I所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，當感測到的壓カ超過預定閾值時，使所述數(shù)字圖像捕捉設備掉電。17.根據(jù)權利要求I所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，所述處理器進ー步執(zhí)行以下步驟當所述數(shù)字圖像捕捉設備以所述水下攝影模式工作時，使用感測到的壓カ來確定所述數(shù)字圖像捕捉設備與水的表面之間的深度，并且其中，當所確定的深度超過預定閾值時，使所述數(shù)字圖像捕捉設備掉電。18.根據(jù)權利要求I所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，所述數(shù)字圖像捕捉設備是數(shù)字靜態(tài)相機。19.根據(jù)權利要求I所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，所述數(shù)字圖像捕捉設備是數(shù)字視頻相機。20.根據(jù)權利要求I所述的數(shù)字圖像捕捉設備，進一歩包括水下麥克風，并且其中，當所述數(shù)字圖像捕捉設備以所述水下攝影模式工作時，所述數(shù)字圖像捕捉設備使用所述水下麥克風來記錄水下聲音。21.根據(jù)權利要求I所述的數(shù)字圖像捕捉設備，進一歩包括用于當所述數(shù)字圖像捕捉設備在水下工作時記錄聲音的水下麥克風以及用于當所述數(shù)字圖像捕捉設備不在水下エ作時記錄聲音的空氣麥克風，并且其中，所述數(shù)字圖像捕捉設備根據(jù)所述數(shù)字圖像捕捉設備是以所述水下攝影模式工作還是以所述普通攝影模式工作來自動選擇所述水下麥克風或所述空氣麥克風。22.根據(jù)權利要求I所述的數(shù)字圖像捕捉設備，進一歩包括電子閃光照明源，并且其中，響應于所述數(shù)字圖像捕捉設備是否以所述水下攝影模式工作而調整由所述電子閃光照明源產(chǎn)生的閃光照明。23.根據(jù)權利要求21所述的數(shù)字圖像捕捉設備，其中，通過調整所述閃光照明的相關色溫或照明水平來調整所述閃光照明。24.根據(jù)權利要求21所述的數(shù)字圖像捕捉設備，進一歩包括用于確定所述數(shù)字圖像捕捉設備與所述場景中的主要對象之間的物距的裝置，并且其中，當所述數(shù)字圖像捕捉設備以所述水下攝影模式工作吋，響應于所確定的物距而調整所述閃光照明。全文摘要一種供捕捉水下數(shù)字圖像使用的數(shù)字圖像捕捉設備，包括防水殼；用于捕捉數(shù)字圖像的圖像傳感器；用于將場景成像到所述圖像傳感器上的光學系統(tǒng)；用于感測所述防水殼之外的壓力的裝置；以及處理器。所述處理器執(zhí)行以下步驟確定感測到的壓力；使用所述圖像傳感器來捕捉場景的數(shù)字圖像；使用感測到的壓力來確定所述數(shù)字圖像捕捉設備是否正在水下工作的指示并且相應地選擇水下攝影模式或普通攝影模式；根據(jù)所選擇的攝影模式來處理捕捉到的數(shù)字圖像；以及將經(jīng)處理的數(shù)字圖像存儲在處理器可存取存儲器中。文檔編號G03B17/08GK102870044SQ201180015003公開日2013年1月9日申請日期2011年3月10日優(yōu)先權日2010年3月22日發(fā)明者肯尼斯·艾倫·帕魯利斯基,托馬斯·伊?！ゑR登,約翰·蘭德爾·弗雷德隆德,凱文·愛德華·斯波爾丁申請人:伊斯曼柯達公司