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华为摄像领域专利分析
2024年4月12日发(作者:利思涵)
图情与信息管理
华为摄像领域专利分析
张 楹,刘 喆
专利局审查协作湖北中心,湖北武汉430000
摘要:近年来,国产手机摄像技术发展迅速,以华为为代表的国产手机以其出色的性能、极高的性价比、和优秀
的摄像技术,成为世界手机市场上的新宠。本文以专利分析的角度,分析华为手机摄像头的技术特点和发展
方向。
关键词:华为;手机;摄像头;对焦;景深;变焦;曝光;专利
中图分类号:G306
领域的申请量并不大,这主要是由于在这一领域。
大量的相机和摄像机生产商(比如索尼、奥林巴林)
等已经有了相对比较成熟的自动对焦技术,而作为
一个企业,为了保证产品的质量以及减少商业风险,
一般会倾向于使用已经成熟的技术而不是自己进行
创新。在上述的专利申请中,早期的申请如
CN200420051563.5、CN200610060354.0
机械结构。
CN200610060362.5,其主要的关注点在于摄像机的
在申请CN200420051563.5中,其申请记载的附图
如图2所示。这一申请记载了一种采用减速步进电机
控制转速,驱动摄像头转动,不用中间传动和减速机构
的技术方案其结构简单,装配方便,故障率低。
在CN200610060354.0中,其申请的记载的附图
如图3所示,这一申请记载了一种高转动精度的摄
像机,所述施力元件消除了齿轮传动回缩角的影响,
提高了摄像头转动的精度。另外,这一技术方案的
摄像机中的摄像头的水平转动和竖直转动都由电机
经齿轮传动或带传动驱动,结构简单,装配方便。
在CN200610060362.5中,其申请的记载的附图
如图4所示,这一申请记载了一种采用了蜗轮蜗杆
一级传动的技术方案,使得摄像机结构简单、紧凑、
传动平稳无噪音;且由于该蜗轮蜗杆不产生自锁,所
以无需设计离合器,减小了设计和加工的难度,同时
大大提高了系统的可靠度。
2004至2006年这一段时间内,华为公司的主要精力
还是在开通信技术的发展上,对于摄像领域的重视
程度有限。
2019年第05期
69
0引言
智能手机
[1]
,如P20、P30、NOVA、荣耀系列等
[2]
,与
OPPO和VIVO相比
[3]
,以前的华为更注重手机通信
性能的提升以及自主研发的能力,比如华为生产的
高端智能手机更多的使用的是自主研发的麒麟系列
处理器。但是随着近年来大众消费者对手机摄像功
能需求的提升,以及华为自主研发能力的提升,为了
迎合市场的需求,华为公司也转而重视手机的摄像
功能。本文将通过对华为公司相关专利的分析来了
解华为公司能手机摄像领域的投入情况。
华为公司最近推出了多款具有良好摄像功能的
以及
1自动对焦以及景深
对焦对于摄像领域来说其重要性不言而喻,对
于物体的拍摄来说正确的对焦是得到清晰图像的重
要保证,而对焦过程是一个专业性极高的过程,需要
摄影者有很丰富的摄像经验才能做到高质量的对
焦。而对于大量的手机用户,其摄像经验特别是对
焦的经验往往没有专业人士丰富,所以手机生产商
一般都会将自动对焦技术应用到手机对焦过程中,
自动对焦技术的好坏会直接影响到手机拍摄图像的
清晰度,进而进一步的影响到用户对手机的选择,因
此手机的生产厂家对于自动对焦技术的关注程度非
常高。
1.1华为公司的专利申请情况
由图1可以看出华为公司在自动对焦领域的申
请状况,由上述的图可以看出,华为公司在自动对焦
上述的技术方案相对比较简单,同时由于在
图情与信息管理
图1 对焦领域申请状况
聚焦镜片移动的步长。其依据聚焦镜片当前位置与
前后对应点对应的聚焦评估值的变化趋势,决定聚
焦镜片移动的步长;使得聚焦镜片在山顶区只进行
微调,则在找到极点时步长较小,聚焦镜片位置变动
小,聚焦评估值的变化率小,图像不易出现“虚晃”现
象。由这一技术方案可以看出,华为公司对于对焦
领域的研究已经进入了一个更深的层次,已经开始
对对焦过程中的算法进行了改进。
图2 申请CN200420051563.5实施例
图3 申请CN200610060354.0实施例
但是从2009年开始,华为公司的申请开始涉及
更复杂的技术领域,比如申请CN200910006042.5这
一申请记载了一种自动聚焦控制的方法及其装置,
所述方法为:更新聚焦镜片当前位置的聚焦评估值;
根据保存的对应点的位置编号,获取聚焦镜片当前
位置的前一个对应点和后一个对应点对应的聚焦评
估值,所述对应点为聚焦评估值与聚焦镜片位置的
对应点;获取聚焦镜片当前位置与前后对应点对应
的聚焦评估值的变化趋势;根据所述变化趋势,决定
2019年第05期
70
图4 申请CN200610060362.5实施例
同时在图1中可以看出,在2013年,华为公司在
这一领域的申请量出现了上升,在这一年申请的专
利中可以看到有CN201310469827.2(参见图5)、
CN201310519940.7(参见图6),上述的技术方案已经
涉及到的光场相机。光场相机为美国斯坦福大学电
脑科学系新加坡籍博士生吴义仁(RenNG译音),与
几名研究员提出的,这种相机在低光及影像高速移
动的情况下,仍能准确对焦拍出清晰照片。
图5 申请CN201310469827.2实施例
图6 申请CN201310519940.7实施例
光场相机与一般数码相机差不多,但内部结构
大有不同。一般相机以主镜头捕捉光线,再聚焦在
镜头后的胶片或感光器上,所有光线的总和形成相
片上的小点,显示影像。这部特制相机置于主镜头
及感光器之间,有一个布满9万个微型镜片的显微
镜阵列,每个小镜阵列接收由主镜颈而来的光线后,
传送到感光器前,析出聚焦光线及将光线资料转换,
以数码方式下。相机内置软件操作“已扩大光场”,
追踪每条光线在不同距离的影像上的落点,经数码
重新对焦后,便能拍出完美照片。而且,“光场相机”
一反传统,减低镜头孔径大小及景深,以小镜阵列控
制额外光线,展露每个影像的景深,再将微小的次影
像投射到感光器上,所有聚焦影像周围的朦胧光圈
变为“清晰”,保持旧有相机的大孔径所带来的增加
光度、减少拍照时间及起粒的情况,不用牺牲景深及
影像清晰度。
由上述可以看出,华为公司对于摄像领域技术
的掌握已经到了一个相当高的水平。在上述技术方
图情与信息管理
案的研发过程中,华为公司有了一定的技术及人员
的储备,这也为以后推出如P20以及P30这样高性
能的拍照相机,提供了一定的技术基础。
2曝光以及闪光灯的控制
曝光以及闪光灯的控制相较于对焦其更加复
杂,要拍了出亮度合适的图像需要了解的参数包括
光圈、曝光的时间、环境的光亮等。特别在低光照的
情况下,由于曝光时间会变长,还需要考虑到摄像装
置的抖动对拍摄过程的影响。如果在曝光的周期
中,拍摄装置发生的抖动,相应的防抖处理过程也会
应用到这一过程中。在对焦过程中,普通用户还可
以通过取景器来获知对焦的结果,拍摄者只用关注
距离参数,而对于亮度的处理,拍摄者需要考虑光
圈、曝光的时间、环境的光亮等多个参数。如果没有
电子装置的辅助,拍摄也只有很有经验的拍摄者才
能拍摄出高质量的图像。因此,对于亮度的自动化
处理是提升手机拍摄性能了一个重要的环节。
2.1华为公司的专利申请情况
图7为华为公司在这一领域的专利申请情况。
由图7可以得出,由于自动化的亮度处理更加的复
杂,华为公司的起步更晚,到2010年才开始出现相关
的专利申请。对于2010年申请的专利,其为
CN201010116638.3,
模式的方法和摄像设备
其技术方案为一种自动切换夜景
。其中,自动切换夜景模式
的方法包括:获取预览图像中各像素亮度的相关参
数;计算所述预览图像的亮度;在所述预览图像的亮
度低于第一门限值时,开启夜景模式。本发明实施
例通过预览图像获取所拍摄景物所在的周围环境的
亮度,当周围环境的亮度小于第一门限值时,开启摄
像设备的夜景模式,增加摄像设备中感光器的曝光
时间,以增大图像亮度,使用户自动获得具有合理亮
度的图像。这一技术方案非常简单,其实质就是本
领域常用的依据外界的亮度值来进一步的调整曝光
参数,上述技术方案非常多,而且已在照相机的拍摄
领域有大量的应用,但这一申请可以看作为华为公
司的一种初步的尝试。而在这之后,华为公司展开
了对曝光相关技术领域更深层次的研究,比如申请
CN201180001530.2,
法、装置和成像设备
其记载的方案为一种自动曝光方
,所述方法包括:获取当前环境
亮度值;根据预先设置的环境亮度范围与曝光值搜
索范围的对应关系,确定当前环境亮度值对应的当
2019年第05期
71
图情与信息管理
图7 曝光以及闪光灯领域申请状况
前曝光值搜索范围;从所述当前曝光值搜索范围中
确定最优曝光值,依据所述最优曝光值进行自动曝
光。本发明不用在曝光值全范围内查找确定曝光
值,缩小了曝光值的查找范围,因而减少了查找次
数,减少了自动曝光时间,从而可减少设备的计算
量,提高了设备性能,上述的方案已经开始更加深入
的研究曝光的调整算法,在现有曝光调整算法的基
础之上,对其进行进一步的优化以减少调整过程中
的时间损耗。申请CN201210156740.5记载根据所述
图像数据帧测光区域的亮度值切换所述终端的对焦
模式。这一技术方案将对焦与亮度进行有效的结
合,以产生更好的拍摄质量。而在双摄技术渐渐成为
主流的情况下
[4]
,华为公司也对其在曝光下的应用进
行了研究,CN201380071421.7CN201380077779.0以及
CN201380071421.7记载的技术方案为利用双摄像头
来生成高动态范围的图像,CN201380077779.0与
CN201380077778.6记载的技术方案则是用来修正图
像拍摄过程中产生的闪烁和伪像等情况。上述的专
利申请也反映出了华为公司在曝光领域的技术水平
越来越高,涉及的领域也越来越前沿,并且立足于拍
摄出高质量的高动态范围的图像。
CN201380077778.6是三篇与之相关的专利申请,
为代表的中国手机,在世界手机市场上表现抢眼,特
别是在中国市场上,华为、小米、OPPO、vivo四家的销
量已经占据市场70%以上
[5]
。华为公司作为国产优
秀的手机代表,以其业界最优的摄像技术,受到了广
大用户的青睐。
一直以来华为公司的主要客户都是运营商这样
的企业级用户,对于如何与满足个人用户对于通信
工具的需求还有许多工作要做,但是由于其雄厚的
资本以及员工对于技术的极致追求,其在这一领域
的发展十分迅速。本文通过分析华为公司在摄像领
域的两个重要步骤的专利申请情况,反映出了华为
公司在手机摄像领域由弱到强,由业余到专业的发
展过程。
参考文献
[1]项立刚.绝缘于时尚感知于实用———华为U636手机评测
[J].通信世界,2006(10):22.
[2]天骄.华为P9:“徕卡味”的手机宣传大于实际?[J].消费
者报道,2016(3):58⁃59.
[3]申晴.vivo崔献:5G时代手机仍将是万物互联核心[J].通
信世界,2019(3):30.
[4]龙雪锋,健一.破解华为荣耀6Plus平行双镜头之谜[J].摄
影之友,2015(3):154⁃157.
[5]梁景裕.热销安卓手机大对比荣耀7i/华硕ZenFoneSelfie/
2015(23):48⁃56.
nubiaZ9mini精英版/联想P1手机横评[J].消费电子,
3结语
近几年,国产手机发展迅速,以“华米OV”四家
2019年第05期
72
2024年4月12日发(作者:利思涵)
图情与信息管理
华为摄像领域专利分析
张 楹,刘 喆
专利局审查协作湖北中心,湖北武汉430000
摘要:近年来,国产手机摄像技术发展迅速,以华为为代表的国产手机以其出色的性能、极高的性价比、和优秀
的摄像技术,成为世界手机市场上的新宠。本文以专利分析的角度,分析华为手机摄像头的技术特点和发展
方向。
关键词:华为;手机;摄像头;对焦;景深;变焦;曝光;专利
中图分类号:G306
领域的申请量并不大,这主要是由于在这一领域。
大量的相机和摄像机生产商(比如索尼、奥林巴林)
等已经有了相对比较成熟的自动对焦技术,而作为
一个企业,为了保证产品的质量以及减少商业风险,
一般会倾向于使用已经成熟的技术而不是自己进行
创新。在上述的专利申请中,早期的申请如
CN200420051563.5、CN200610060354.0
机械结构。
CN200610060362.5,其主要的关注点在于摄像机的
在申请CN200420051563.5中,其申请记载的附图
如图2所示。这一申请记载了一种采用减速步进电机
控制转速,驱动摄像头转动,不用中间传动和减速机构
的技术方案其结构简单,装配方便,故障率低。
在CN200610060354.0中,其申请的记载的附图
如图3所示,这一申请记载了一种高转动精度的摄
像机,所述施力元件消除了齿轮传动回缩角的影响,
提高了摄像头转动的精度。另外,这一技术方案的
摄像机中的摄像头的水平转动和竖直转动都由电机
经齿轮传动或带传动驱动,结构简单,装配方便。
在CN200610060362.5中,其申请的记载的附图
如图4所示,这一申请记载了一种采用了蜗轮蜗杆
一级传动的技术方案,使得摄像机结构简单、紧凑、
传动平稳无噪音;且由于该蜗轮蜗杆不产生自锁,所
以无需设计离合器,减小了设计和加工的难度,同时
大大提高了系统的可靠度。
2004至2006年这一段时间内,华为公司的主要精力
还是在开通信技术的发展上,对于摄像领域的重视
程度有限。
2019年第05期
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0引言
智能手机
[1]
,如P20、P30、NOVA、荣耀系列等
[2]
,与
OPPO和VIVO相比
[3]
,以前的华为更注重手机通信
性能的提升以及自主研发的能力,比如华为生产的
高端智能手机更多的使用的是自主研发的麒麟系列
处理器。但是随着近年来大众消费者对手机摄像功
能需求的提升,以及华为自主研发能力的提升,为了
迎合市场的需求,华为公司也转而重视手机的摄像
功能。本文将通过对华为公司相关专利的分析来了
解华为公司能手机摄像领域的投入情况。
华为公司最近推出了多款具有良好摄像功能的
以及
1自动对焦以及景深
对焦对于摄像领域来说其重要性不言而喻,对
于物体的拍摄来说正确的对焦是得到清晰图像的重
要保证,而对焦过程是一个专业性极高的过程,需要
摄影者有很丰富的摄像经验才能做到高质量的对
焦。而对于大量的手机用户,其摄像经验特别是对
焦的经验往往没有专业人士丰富,所以手机生产商
一般都会将自动对焦技术应用到手机对焦过程中,
自动对焦技术的好坏会直接影响到手机拍摄图像的
清晰度,进而进一步的影响到用户对手机的选择,因
此手机的生产厂家对于自动对焦技术的关注程度非
常高。
1.1华为公司的专利申请情况
由图1可以看出华为公司在自动对焦领域的申
请状况,由上述的图可以看出,华为公司在自动对焦
上述的技术方案相对比较简单,同时由于在
图情与信息管理
图1 对焦领域申请状况
聚焦镜片移动的步长。其依据聚焦镜片当前位置与
前后对应点对应的聚焦评估值的变化趋势,决定聚
焦镜片移动的步长;使得聚焦镜片在山顶区只进行
微调,则在找到极点时步长较小,聚焦镜片位置变动
小,聚焦评估值的变化率小,图像不易出现“虚晃”现
象。由这一技术方案可以看出,华为公司对于对焦
领域的研究已经进入了一个更深的层次,已经开始
对对焦过程中的算法进行了改进。
图2 申请CN200420051563.5实施例
图3 申请CN200610060354.0实施例
但是从2009年开始,华为公司的申请开始涉及
更复杂的技术领域,比如申请CN200910006042.5这
一申请记载了一种自动聚焦控制的方法及其装置,
所述方法为:更新聚焦镜片当前位置的聚焦评估值;
根据保存的对应点的位置编号,获取聚焦镜片当前
位置的前一个对应点和后一个对应点对应的聚焦评
估值,所述对应点为聚焦评估值与聚焦镜片位置的
对应点;获取聚焦镜片当前位置与前后对应点对应
的聚焦评估值的变化趋势;根据所述变化趋势,决定
2019年第05期
70
图4 申请CN200610060362.5实施例
同时在图1中可以看出,在2013年,华为公司在
这一领域的申请量出现了上升,在这一年申请的专
利中可以看到有CN201310469827.2(参见图5)、
CN201310519940.7(参见图6),上述的技术方案已经
涉及到的光场相机。光场相机为美国斯坦福大学电
脑科学系新加坡籍博士生吴义仁(RenNG译音),与
几名研究员提出的,这种相机在低光及影像高速移
动的情况下,仍能准确对焦拍出清晰照片。
图5 申请CN201310469827.2实施例
图6 申请CN201310519940.7实施例
光场相机与一般数码相机差不多,但内部结构
大有不同。一般相机以主镜头捕捉光线,再聚焦在
镜头后的胶片或感光器上,所有光线的总和形成相
片上的小点,显示影像。这部特制相机置于主镜头
及感光器之间,有一个布满9万个微型镜片的显微
镜阵列,每个小镜阵列接收由主镜颈而来的光线后,
传送到感光器前,析出聚焦光线及将光线资料转换,
以数码方式下。相机内置软件操作“已扩大光场”,
追踪每条光线在不同距离的影像上的落点,经数码
重新对焦后,便能拍出完美照片。而且,“光场相机”
一反传统,减低镜头孔径大小及景深,以小镜阵列控
制额外光线,展露每个影像的景深,再将微小的次影
像投射到感光器上,所有聚焦影像周围的朦胧光圈
变为“清晰”,保持旧有相机的大孔径所带来的增加
光度、减少拍照时间及起粒的情况,不用牺牲景深及
影像清晰度。
由上述可以看出,华为公司对于摄像领域技术
的掌握已经到了一个相当高的水平。在上述技术方
图情与信息管理
案的研发过程中,华为公司有了一定的技术及人员
的储备,这也为以后推出如P20以及P30这样高性
能的拍照相机,提供了一定的技术基础。
2曝光以及闪光灯的控制
曝光以及闪光灯的控制相较于对焦其更加复
杂,要拍了出亮度合适的图像需要了解的参数包括
光圈、曝光的时间、环境的光亮等。特别在低光照的
情况下,由于曝光时间会变长,还需要考虑到摄像装
置的抖动对拍摄过程的影响。如果在曝光的周期
中,拍摄装置发生的抖动,相应的防抖处理过程也会
应用到这一过程中。在对焦过程中,普通用户还可
以通过取景器来获知对焦的结果,拍摄者只用关注
距离参数,而对于亮度的处理,拍摄者需要考虑光
圈、曝光的时间、环境的光亮等多个参数。如果没有
电子装置的辅助,拍摄也只有很有经验的拍摄者才
能拍摄出高质量的图像。因此,对于亮度的自动化
处理是提升手机拍摄性能了一个重要的环节。
2.1华为公司的专利申请情况
图7为华为公司在这一领域的专利申请情况。
由图7可以得出,由于自动化的亮度处理更加的复
杂,华为公司的起步更晚,到2010年才开始出现相关
的专利申请。对于2010年申请的专利,其为
CN201010116638.3,
模式的方法和摄像设备
其技术方案为一种自动切换夜景
。其中,自动切换夜景模式
的方法包括:获取预览图像中各像素亮度的相关参
数;计算所述预览图像的亮度;在所述预览图像的亮
度低于第一门限值时,开启夜景模式。本发明实施
例通过预览图像获取所拍摄景物所在的周围环境的
亮度,当周围环境的亮度小于第一门限值时,开启摄
像设备的夜景模式,增加摄像设备中感光器的曝光
时间,以增大图像亮度,使用户自动获得具有合理亮
度的图像。这一技术方案非常简单,其实质就是本
领域常用的依据外界的亮度值来进一步的调整曝光
参数,上述技术方案非常多,而且已在照相机的拍摄
领域有大量的应用,但这一申请可以看作为华为公
司的一种初步的尝试。而在这之后,华为公司展开
了对曝光相关技术领域更深层次的研究,比如申请
CN201180001530.2,
法、装置和成像设备
其记载的方案为一种自动曝光方
,所述方法包括:获取当前环境
亮度值;根据预先设置的环境亮度范围与曝光值搜
索范围的对应关系,确定当前环境亮度值对应的当
2019年第05期
71
图情与信息管理
图7 曝光以及闪光灯领域申请状况
前曝光值搜索范围;从所述当前曝光值搜索范围中
确定最优曝光值,依据所述最优曝光值进行自动曝
光。本发明不用在曝光值全范围内查找确定曝光
值,缩小了曝光值的查找范围,因而减少了查找次
数,减少了自动曝光时间,从而可减少设备的计算
量,提高了设备性能,上述的方案已经开始更加深入
的研究曝光的调整算法,在现有曝光调整算法的基
础之上,对其进行进一步的优化以减少调整过程中
的时间损耗。申请CN201210156740.5记载根据所述
图像数据帧测光区域的亮度值切换所述终端的对焦
模式。这一技术方案将对焦与亮度进行有效的结
合,以产生更好的拍摄质量。而在双摄技术渐渐成为
主流的情况下
[4]
,华为公司也对其在曝光下的应用进
行了研究,CN201380071421.7CN201380077779.0以及
CN201380071421.7记载的技术方案为利用双摄像头
来生成高动态范围的图像,CN201380077779.0与
CN201380077778.6记载的技术方案则是用来修正图
像拍摄过程中产生的闪烁和伪像等情况。上述的专
利申请也反映出了华为公司在曝光领域的技术水平
越来越高,涉及的领域也越来越前沿,并且立足于拍
摄出高质量的高动态范围的图像。
CN201380077778.6是三篇与之相关的专利申请,
为代表的中国手机,在世界手机市场上表现抢眼,特
别是在中国市场上,华为、小米、OPPO、vivo四家的销
量已经占据市场70%以上
[5]
。华为公司作为国产优
秀的手机代表,以其业界最优的摄像技术,受到了广
大用户的青睐。
一直以来华为公司的主要客户都是运营商这样
的企业级用户,对于如何与满足个人用户对于通信
工具的需求还有许多工作要做,但是由于其雄厚的
资本以及员工对于技术的极致追求,其在这一领域
的发展十分迅速。本文通过分析华为公司在摄像领
域的两个重要步骤的专利申请情况,反映出了华为
公司在手机摄像领域由弱到强,由业余到专业的发
展过程。
参考文献
[1]项立刚.绝缘于时尚感知于实用———华为U636手机评测
[J].通信世界,2006(10):22.
[2]天骄.华为P9:“徕卡味”的手机宣传大于实际?[J].消费
者报道,2016(3):58⁃59.
[3]申晴.vivo崔献:5G时代手机仍将是万物互联核心[J].通
信世界,2019(3):30.
[4]龙雪锋,健一.破解华为荣耀6Plus平行双镜头之谜[J].摄
影之友,2015(3):154⁃157.
[5]梁景裕.热销安卓手机大对比荣耀7i/华硕ZenFoneSelfie/
2015(23):48⁃56.
nubiaZ9mini精英版/联想P1手机横评[J].消费电子,
3结语
近几年,国产手机发展迅速,以“华米OV”四家
2019年第05期
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