Procedimiento y dispositivo para generar fotografías HDR, así como dispositivos de iluminación para uso en ellos.

Procedimiento para generar fotograffas DRI o HDR en el que imagenes individuales iluminadas diferentemente se agrupan por medio de un procesamiento de imagenes en una fotograffa HDR y en el que la iluminación tiene lugar por medio de una radiación (7) laser con distintas intensidades,

caracterizado porque la radiación (7) laser con diferentes longitudes de onda se genera de tal modo, que las radiaciones (4) parciales sean emitidas con distintas longitudes de onda cada una con determinadas intensidad distintas, porque la radiación (7) laser asf generada es dirigida sobre un objeto (8) a fotografiar y porque la radiación (9) reflejada por el objeto (8) iluminado con la radiación (7) laser es registrada de manera diferenciada por longitudes de onda para generar asf imagenes individuales con distintas intensidades de iluminación.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DE2009/000877.

Solicitante: EADS DEUTSCHLAND GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WILLY-MESSERSCHMITT-STRASSE 85521 OTTOBRUNN ALEMANIA.

Inventor/es: PEUSER,Peter, SCHERTLER,Klaus.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G03B15/03 FISICA.G03 FOTOGRAFIA; CINEMATOGRAFIA; TECNICAS ANALOGAS QUE UTILIZAN ONDAS DISTINTAS DE LAS ONDAS OPTICAS; ELECTROGRAFIA; HOLOGRAFIA.G03B APARATOS O DISPOSITIVOS PARA HACER FOTOGRAFIAS, PARA PROYECTARLAS O VERLAS; APARATOS O DISPOSITIVOS QUE UTILIZAN TECNICAS ANALOGAS UTILIZANDO ONDAS DIFERENTES DE LAS ONDAS OPTICAS; SUS ACCESORIOS (partes ópticas de estos aparatos G02B; materiales fotosensibles para la fotografía o procedimientos fotográficos G03C; aparellaje para el tratamiento de materiales fotosensibles después de la exposición G03D). › G03B 15/00 Procedimientos especiales para hacer fotografías; Aparatos para este efecto. › Combinaciones de aparatos fotográficos con aparatos de iluminación; Flash.
  • G06T5/50 G […] › G06 CALCULO; CONTEO.G06T TRATAMIENTO O GENERACIÓN DE DATOS DE IMAGEN, EN GENERAL.G06T 5/00 Perfeccionamiento o restauración de imagen. › utilizando varias imágenes, p. ej. promedio, resta.
  • H04N5/235 ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04N TRANSMISION DE IMAGENES, p. ej. TELEVISION. › H04N 5/00 Detalles de los sistemas de televisión (Detalles de los dispositivos de análisis o sus combinaciones con la producción de la tensión de alimentación H04N 3/00). › Circuitos para la compensación de las variaciones de la luminancia del objeto.

PDF original: ES-2377373_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo para generar fotograffas hdr, así como dispositivos de iluminación para uso en ellos El invento se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para generar fotograffas High Dynamic Range (HDR) . Ademas, el invento se refiere a dispositivos de iluminación ventajosos para su utilización en un procedimiento y dispositivo de esta 5 clase.

En la fotograffa y en el procesamiento de imagenes se conoce la generación de imagenes HDR o tambien Dynamic Range Increase o tecnica DRI como el procedimiento con el que a partir de una serie de imagenes individuales expuestas distintamente (serie de exposición) se puede generar de manera algorftmica una imagen nueva con una relación de contraste muy grande.

La generación HDR de imagenes conocida tambien como procedimiento DRI es utilizada en la fotograffa digital para incrementar el margen dinamico de una imagen.

El objeto del procedimiento HDR de generación de imagenes o procedimiento DRI es reproducir en una imagen el contraste total de un motivo con grandes diferencias de claridad y obtener con ello la mayor cantidad posible o todos los detalles, sirviendo como fuente varias imagenes con un margen de contraste menor que el del motivo original.

Para ello se hacen varias fotograffas de exactamente la misma parte de la imagen con diferentes tiempos de exposición. Asf se obtienen en el caso de las fotograffas expuestas durante un tiempo mayor zonas sobreexpuestas, pero tambien son visibles las zonas con una exposición pequena. En las fotograffas con los tiempos de exposición pequenos se pueden ver, por el contrario, de manera diferenciada las zonas claras, pero las zonas con una exposición debil aparecen negras.

Estas fotograffas individuales se ensamblan despues con un programa de procesamiento de imagenes en el que las zonas mas claras de una fotograffa se sustituyen con las siguientes en oscuridad. Con ello se obtiene una imagen, que puede reflejar un margen de contrastes mayor y en la que se puede ver la estructura tanto de las zonas mas claras, como tambien de las zonas oscuras.

De una manera general, las escenas con objetos movidos o en movimiento, como por ejemplo personas o animales 25 corriendo, banderas ondeantes, etc., crean dificultades.

Asf por ejemplo, para la obtención de una serie de exposiciones se hacen sucesivamente fotograffas con exposiciones de 1/25, segundo, 1/60 segundo, 1/30 segundo, 1/15 segundo, etc. Debido al mucho tiempo necesario para la obtención de la serie de exposiciones surgen las siguientes limitaciones del procedimiento:

la escena reproducida tiene que ser estatica, la escena no puede contener, por ejemplo, objetos en movimiento o que se deformen (personas corriendo, plantas en el viento, olas, etc.. son generalmente diffciles) , la camara tiene que ser instalada de una manera estatica, por ejemplo fijada a un trfpode.

A traves del documento US 2003/011 7412 A1 se conoce un procedimiento segun el preambulo de la reivindicación 1 adjunta y un dispositivo segun el preambulo de la reivindicación 7 adjunta para la obtención de fotograffas HDR. Este documento describe un procedimiento para incrementar el margen dinamico de la intensidad de la luz de una imagen por medio de la iluminación de una región con rayos laser con intensidades de iluminación distintas.

A traves del documento US 2007/0025717 A1 se conoce un procedimiento para generar fotograffas HDR con el que se obtiene un grupo de fotograffas de una escena hechas con condiciones de iluminación distintas. El grupo fotograffas es combinado despues para generar una imagen HDR.

A traves del documento US 2005/0213958 A1 se conoce un flash para una camara fotografica con una fuente de luz construida como dispositivo de laser de semiconductores. Los rayos de luz laser son dispersados de manera aproximadamente uniforme con una placa reflectora.

A traves del documento US 4 866 285 se conoce una unidad de flash de infrarrojos para una camara, que utilice una pelfcula de infrarrojos. Se preve un conjunto de ocho reflectores individuales, que posee cada uno como fuente de luz un 45 diodo laser, A traves del documento US 2004/0207734 A1 se conoce un aparato para generar una fotograffa HDR con una unidad de mando.

A traves del documento US 2007/025 3033 A1 se conocen un procedimiento y un dispositivo para mejorar la calidad de la imagen de fotograffas de camaras monocromaticas utilizando una iluminación con varias longitudes de onda.

A traves del documento US 2006/0221209 A1 se conoce un sistema de camara, que, a partir de una escena, genera con varias ópticas y varias resoluciones datos ópticos distintos.

A traves del documento US 6 239 828 B1 se conoce una unidad para generar imagenes para una impresora laser.

A traves del documento US 2007/195294 A1 se conoce un proyector portatil de video con un dispositivo para orientar la imagen proyectada de acuerdo con el estado de un elemento óptico.

A traves del documento US5 920 361 se conoce otra unidad para la proyección de imagenes.

A traves del documento EP 1 308 767 A2 se conoce un sistema de iluminación y un sistema de proyección, que lo utiliza.

Y a traves del documento WO 2006/007756 A2 se conoce un sistema de oscilador laser.

El objeto del invento es hacer posibles fotograffas HDR o DRI en las que se puedan recoger tambien con mayor facilidad objetos en movimiento y/o pudiendo estar dispuesta la camara de manera m6vil.

Este problema se soluciona con un procedimiento con los pasos de la reivindicación 1 adjunta así como con un dispositivo con las caracterfsticas de la reivindicación 7 adjunta para la realización de este procedimiento.

Las configuraciones ventajosas del in vento son objeto de las reivindicaciones subordinadas.

Con el invento se hace posible generar imagenes con una dinamica grande (imagenes HDR o DRI) por medio de un sistema generador de imagenes con una iluminación activa basada en un laser.

En especial, por medio de un impulso de iluminación laser, que contiene varias longitudes de onda con distintas intensidades o por medio de una sucesión (con preferencia extremadamente rapida) de impulsos de luz laser (con preferencia muy cortos) con distintas intensidades se pueden generar series de imagenes en un tiempo muy pequeno en comparación con la serie de iluminación del procedimiento actual conocido, de manera, que ya no existen limitaciones desde el punto de vista de la escena o del movimiento propio de la camara.

Con ello es posible obtener una fotograffa DRI o HDR de objetos muy alejados, que se mueven con rapidez, desde plataformas volantes.

Por medio de la radiación laser de un dispositivo laser se irradia el objeto a registrar con una intensidad variable y para cada intensidad de hace una fotograffa individual.

Con las distintas intensidades se es independiente de tiempos de exposición, de manera, que con ello ya es posible obtener una considerable ventaja de tiempo para la toma de las fotograffas.

La fotograffa individual puede tener lugar de manera sucesiva en el tiempo, utilizando para ello una camara con toma extremadamente rapida de las fotograffas individuales con la cadencia del impulso laser.

El softtare para el procesamiento de las imagenes ensambla la imagen total a partir de las fotograffas individuales, igual que en el procedimiento clasico, para lo que se necesita una información de la intensidad utilizada para el registro de cada fotograffa individual.

De acuerdo con una forma de ejecución del invento se puede realizar esto con un aparato de medida, que se alimenta simultaneamente con una parte de la radiación para la medición de la intensidad.

Se obtiene una información mas rapida y fiable de las intensidades necesarias para el procesamiento de las imagenes, cuando las intensidades emitidas se codifican o marcan ya correspondientemente durante su emisión.

En una forma de ejecución ventajosa del invento se puede lograr esto con una determinada secuencia en el tiempo con la que se emiten determinados impulsos laser. La sección de recepción es alimentada despues con la información de la secuencia en el tiempo, de manera, que pueda asignar a las fotograffas individuales tomadas sucesivamente la correspondiente intensidad.

Se puede obtener un procedimiento mas rapido, cuando... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para generar fotograffas DRI o HDR en el que imagenes individuales iluminadas diferentemente se agrupan por medio de un procesamiento de imagenes en una fotograffa HDR y en el que la iluminación tiene lugar por medio de una radiación (7) laser con distintas intensidades, caracterizado porque la radiación (7) laser con diferentes longitudes de onda se genera de tal modo, que las radiaciones (4) parciales sean emitidas con distintas longitudes de onda cada una con determinadas intensidad distintas, porque la radiación (7) laser así generada es dirigida sobre un objeto (8) a fotografiar y porque la radiación (9) reflejada por el objeto (8) iluminado con la radiación (7) laser es registrada de manera diferenciada por longitudes de onda para generar así imagenes individuales con distintas intensidades de iluminación.

2. Procedimiento segun la reivindicación 1, caracterizado porque la radiación (7) laser con distintas longitudes de onda es emitida junto con un impulso laser de iluminación.

3. Procedimiento segun la reivindicación 1 6 2, caracterizado porque un objeto (8) a fotografiar es iluminado con una secuencia de impulsos laser con distintas intensidades, con preferencia de tal modo, que

a) los impulsos (15a 15f) laser son emitidos en la secuencia de impulsos laser con separaciones en el tiempo inferiores o iguales a 1 ms aproximadamente, con preferencia con separaciones en el tiempo en el margen de nanosegundos o en el margen de picosegundos, con mayor preferencia en el margen de menor o igual que 100 ns aproximadamente y/o b) se generan impulsos (15a 15f) laser con anchos de impulso inferiores o iguales a 1 ms, con preferencia con anchos de impulso menores o iguales a 100 ns, que se utilizan para la exposición.

4. Procedimiento segun la reivindicación 3, caracterizado porque se generan impulsos (15a 15f) laser con longitudes de onda distintas y con distintas intensidades, siendo identificados los impulsos laser con una determinada intensidad por medio de su longitud de onda para el procesamiento de imagenes DRI o HDR.

5. Procedimiento segun la reivindicación 3 6 4, caracterizado porque los impulsos (15a 15f) laser sucesivos se generan con una secuencia determinada con distintas intensidades, siendo identificados los impulsos laser con una determinada intensidad por medio de su secuencia en el tiempo para el procesamiento de imagenes DRI o HDR.

6. Procedimiento segun la reivindicación 5, caracterizado porque la secuencia de impulsos (15a 15f) laser con distintas intensidades se genera con un oscilador (127) laser capaz de emitir una secuencia de impulsos (15a 15f) laser, siendo variada despues la amplitud de los impulsos (15a 15f) laser sucesivos procedentes del oscilador (127) laser en un amplificador (129) laser por medio de la variación de la energfa de bombeo para el amplificador laser.

7. Dispositivo (20) para generar fotograffas DRI o HDR con un dispositivo (28) de registro para registrar la radiación de luz reflejada por un objeto (8) a fotografiar, estando preparado este dispositivo (28) de registro para registrar imagenes iluminadas distintamente del objeto (8) y con una unidad (14) de procesamiento de imagenes para generar una imagen DRI o HDR a partir de varias imagenes individuales iluminadas distintamente registradas por el dispositivo (28) de registro, con una sección (22) de emisión para emitir una radiación (7) de luz con distintas intensidades sobre el objeto

(8) a fotografiar, poseyendo la sección de emisión un dispositivo (26) laser preparado para emitir como radiación de luz una radiación laser con distintas intensidades sobre el objeto (8) , caracterizado porque el dispositivo (26) laser esta configurado para marcar y/o codificar la radiación (4) laser parcial con distintas intensidades, porque el dispositivo (28) de fotograffa posee una disposición (11) de filtros, que filtra la radiación (9) reflejada por el objeto (8) basandose en las marcas, respectivamente la codificación para registrar imagenes individuales a partir de una radiación laser con una determinada intensidad, porque el dispositivo (26) laser para la marcación y la codificación de la radiación laser con distintas intensidades emite una radiación laser con longitudes de onda distintas, estando asignada a una longitud de onda una intensidad y porque la disposición (11) de filtros esta preparada para filtrar radiaciones (4) laser con distintas longitudes de onda y para generar a partir de ello imagenes individuales.

8. Dispositivo segun la reivindicación 7, caracterizado porque el dispositivo (26) laser es apropiado para la emisión de impulsos laser de un maximo de 1 ms, con preferencia maximo 100 ns, con una separación de los impulsos de maximo 1 ms , con preferencia maximo 100 ns aproximadamente.

9. Dispositivo segun la reivindicación 8, caracterizado porque el dispositivo (26) laser esta preparado para la emisión de impulsos laser con distintas intensidades.

10. Dispositivo segun la reivindicación 9, caracterizado porque el dispositivo (26) laser esta preparado para emitir impulsos laser con distintas longitudes de onda de tal modo, que los impulsos laser con distintas longitudes de onda se emitan con distintas intensidades.

11. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque el dispositivo (26) laser esta preparado para la emisión de un impulso laser, que contenga radiaciones parciales de luz con distintas longitudes de onda y con distintas intensidades.

12. Dispositivo segun la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el dispositivo (26) laser posee un laser (1) para la

emisión de una radiación primaria y al menos un dispositivo (31) de conversión de longitudes de onda para desplazar una parte de la radiación primaria a otra longitud de onda.

13. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 7 a 12 precedentes, caracterizado porque el dispositivo (32) laser posee una disposición (32) de varios laser para generar radiaciones laser con distintas intensidades, con preferencia de tal modo, que a) los varios laser (117, 119) estan preparados para emitir en distintas longitudes de onda y/o b) los varios laser (117, 119) se gobiernan de tal modo, que emitan en una secuencia en el tiempo determinada.

14. Dispositivo segun la reivindicación 7 a 13, caracterizado por un dispositivo de laser de diodos como dispositivo (26) de laser en la sección (22) de emisión, con una disposición (32) de varios laser (117, 119) de diodos agrupados con preferencia en un apilamiento (120) , estando configurados los laser (117, 119) de diodos o varios grupos de elementos (121) de laser de diodos para generar una radiación laser con distintas intensidades y a) poseyendo los laser (117, 119) de diodos distintas longitudes de onda de emisión y/o b) siendo excitados los laser (117, 119) de diodos sucesivamente para emitir con una determinada secuencia en el tiempo.

15. Dispositivo segun la reivindicación 7 a 13, caracterizado porque por medio de un dispositivo (40) de oscilador laser y amplificador laser como dispositivo (26) laser en la sección (22) de emisión, con un oscilador (127) laser para generar un rayo (128) laser, que contenga una secuencia de varios impulsos y con un amplificador (129) laser para amplificar los impulsos generados por el oscilador (127) laser así como una fuente (131) de bombeo para el amplificador (129) laser, que, para la alimentación del amplificador (129) laser, con una energfa de bombeo variable en el tiempo para amplificar los impulsos de manera variable en el tiempo.


 

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