好的,作为一名资深专利代理师,我将对目标专利与对比文件进行创造性评估。首先,明确本次分析的对象:
* **目标专利名称**:374高动态范围图像传感器CN103141081B
* **对比文件名称**:2004-04-29_US2004080652A_发明申请_US20040080652A1 Electric camera
* **本次调用模型名称**:DeepSeek最新版模型
以下是我严格按照目标专利权利要求的技术特征划分,结合说明书解释,与对比文件进行的特征比对和公开性判断。
### 特征比对表格
| 技术特征描述及公开性判断结果 | 对比文件原文引用 | 公开性论述 |
| **技术特征A**:其包括:在第一时间对第一像素单元信号进行取样以产生第一样本《直接公开》 | 说明书第[0051]段:“...two picked-up images are prepared, including an image picked up by a long-time exposure and an image picked up by a short-time exposure.”<br>说明书第[0062]段:“The exposure time of the pixels 21 read at the read timing B, on the other hand, is given as TS... indicating that the charge stored by the short-time exposure and the charge stored by the long-time exposure are read... alternately for each two lines.” | 对比文件明确公开了通过短时间曝光(short-time exposure)和长时间曝光(long-time exposure)来获取两个图像信号。获取“短时间曝光图像”必然涉及在第一时间(短曝光时间结束点)对像素单元信号进行取样以产生第一样本(短曝光样本)。这与目标专利特征A的作用相同,即获取一个曝光条件下的图像数据。因此,本领域技术人员能够毫无疑义地得出该技术特征。 |
| **技术特征B**:在第二时间对第二像素单元信号进行取样以产生第二样本《直接公开》 | 说明书第[0051]段:“...two picked-up images are prepared, including an image picked up by a long-time exposure and an image picked up by a short-time exposure.”<br>说明书第[0060]段:“The exposure time of the pixels 21 read at the read timing A is given as TL...”<br>说明书第[0062]段:“...the charge stored by the short-time exposure and the charge stored by the long-time exposure are read... alternately for each two lines.” | 同理,对比文件明确公开了获取“长时间曝光图像”。这必然涉及在第二时间(长曝光时间结束点)对像素单元信号进行取样以产生第二样本(长曝光样本)。该第二时间与第一时间不同。这与目标专利特征B的作用相同,即获取另一个不同曝光条件下的图像数据。因此,被直接公开。 |
| **技术特征C**:将第一可变加权因子应用于所述第一样本,其中所述第一可变加权因子是基于第一函数而界定《隐含公开》 | 说明书第[0047]段:“...the corresponding portion is cut out of the image picked up by the short-time shutter and, after being multiplied by an appropriate factor, the result is added to the image picked up by the low-speed shutter.”<br>附图5A-5D及其说明。 | 对比文件公开了将短曝光图像的“相应部分”(即高亮度部分)乘以一个“适当因子”(appropriate factor)后,与长曝光图像相加。这里的“乘以一个适当因子”实质上就是对短曝光样本应用一个加权因子。虽然未明确说明该因子是“可变”的或由“函数界定”,但为了从短曝光图像中切出“相应部分”并与长曝光图像平滑合成,本领域技术人员完全能够理解,这个“适当因子”不可能是固定值,而需要根据信号值(例如亮度)进行适应性调整,这种调整关系本质上就是基于某种函数(例如阈值判断、线性过渡等)界定的可变加权。因此,该技术特征被隐含公开。 |
| **技术特征D**:将第二可变加权因子应用于所述第二样本,其中所述第二可变加权因子是基于第二函数而界定《隐含公开》 | 说明书第[0047]段:“...the corresponding portion is cut out of the image picked up by the short-time shutter and, after being multiplied by an appropriate factor, the result is added to the image picked up by the low-speed shutter.”<br>附图5A-5D及其说明。 | 对比文件公开的合成方案是:用短曝光图像的高亮度部分替换长曝光图像的饱和部分。这意味着在最终合成图像中,长曝光图像的低亮度部分被完整保留(相当于权重为1),而高亮度(饱和)部分被替换(相当于权重为0)。这种“保留”和“替换”的操作,实质上就是对长曝光样本应用了一个权重值,该权重值在低亮度区域为1,在高亮度区域为0。虽然对比文件未使用“第二可变加权因子”和“第二函数”的表述,但这种根据亮度区域决定是否保留的操作,隐含了对长曝光样本应用了一个基于亮度函数(例如阶跃函数)的可变加权因子。因此,该技术特征被隐含公开。 |
| **技术特征E**:根据以下等式将所述经加权第一样本与所述经加权第二样本组合SCOMBINED(i,j)=SLONG(i,j)*M(i,j)+n*SSHORT(i,j)*(1-M(i,j))...《未公开》 | 无对应原文引用。对比文件未公开此具体数学等式。 | 对比文件第[0047]段及附图5描述的组合方式是:从短曝光图像中切出高亮度部分,乘以适当因子后,“添加”到长曝光图像中。这是一种“替换并添加”的逻辑,而非目标专利权利要求中明确限定的基于单一可变加权因子M(i,j)进行线性混合的数学模型。等式“SCOMBINED(i,j)=SLONG(i,j)*M(i,j)+n*SSHORT(i,j)*(1-M(i,j))”代表了一种特定的、连续的加权融合算法。对比文件并未公开或隐含教导这一具体算法。 |
| **技术特征F**:以及其中在第一时间对第一像素单元信号进行取样以产生第一样本且在第二时间对第二像素单元信号进行取样以产生第二样本包括:使所述第一时间与所述第二时间对准,使得所述第一时间与所述第二时间大体上同时结束《直接公开》 | 说明书第[0055]段:“With an image pick-up device according to the invention, the image picked by the long-time exposure and the image picked up by the short-time exposure can be obtained at the same time in one field scan...”<br>附图6B、7及其说明。 | 对比文件明确旨在“在一次场扫描中同时获得”长短曝光图像(第[0055]段)。附图6B和7所示的驱动时序明确显示,短曝光时间TS和长曝光时间TL的“读出时刻”(即取样时刻)是交错但安排在同一场扫描周期内的。为了实现“同时获得”,两个曝光的结束时刻(即取样时刻)必然需要被对准到同一场扫描周期内,即“大体上同时结束”。这与特征F的描述和作用完全一致。因此,被直接公开。 |
| **技术特征G**:在所述第一时间使互补MOS即CMOS图像传感器的多个偶数编号线曝光,《直接公开》 | 说明书第[0082]段:“...a similar effect can be achieved by using a C-MOS image sensor unit...”<br>结合说明书第[0055]-[0065]段及附图6B、7、8关于按线交错曝光和读出的描述。 | 对比文件在第[0082]段明确教导可以使用CMOS图像传感器达到类似效果。其核心方案是通过驱动时序控制,使得不同行的像素具有不同的曝光时间(第[0055]-[0065]段,附图6B、7、8)。虽然实施例主要描述CCD,但将这种“按行分配不同曝光时间”的方案应用于CMOS传感器对本领域技术人员而言是显而易见的。在CMOS传感器中实现“按行曝光”,自然包括使偶数编号线在第一时间曝光。因此,该技术特征被直接公开。 |
| **技术特征H**:以针对所述多个偶数编号线中的每一者中的多个空间位置中的每一者产生所述第一样本,《直接公开》 | 说明书第[0062]段:“...the charge stored by the short-time exposure and the charge stored by the long-time exposure are read on the vertical CCDs 23 alternately for each two lines.”<br>附图8及其说明。 | 对比文件公开了“每两行交替地”读取短曝光和长曝光电荷(第[0062]段)。附图8(a)展示了垂直CCD上电荷的排列,其中短曝光(TS)和长曝光(TL)的电荷是隔行分布的。这意味着,被分配了短曝光时间的那些行(例如偶数行),其行上的每个像素位置(空间位置)都产生了一个短曝光样本(即第一样本)。这与特征H的描述一致。 |
| **技术特征I**:且在所述第二时间使所述CMOS图像传感器的多个奇数编号线曝光,《直接公开》 | 同特征G、H的引用。说明书第[0082]段及第[0055]-[0065]段、附图6B、7、8。 | 同理,对比文件公开的“按行交替分配不同曝光时间”的方案,当应用于CMOS传感器时,必然包括使奇数编号线在第二时间(长曝光时间)曝光,以产生长曝光样本。这是该方案的直接、必然实施方式。因此,被直接公开。 |
| **技术特征J**:以针对所述多个奇数编号线中的每一者中的多个空间位置中的每一者产生所述第二样本《直接公开》 | 同特征H的引用。说明书第[0062]段及附图8。 | 同理,被分配了长曝光时间的那些行(例如奇数行),其行上的每个像素位置都产生了一个长曝光样本(即第二样本)。这与特征J的描述一致。 |
| **技术特征K**:通过针对所述多个偶数编号线中的每一者中的多个空间位置中的每一者对所述第一样本进行向下取样和向上取样中的一者,针对所述多个奇数编号线中的每一者中的所述多个空间位置中的每一者产生所述第一样本《隐含公开》 | 说明书第[0065]段:“The images generated from the two imaging signals ... are offset with each other by 0.5 lines in vertical direction.”<br>说明书第[0066]-[0079]段及附图9A-9D关于信号偏移(offset)和滤波(filtering)处理的描述。 | 对比文件明确指出,由于交错曝光/读出,生成的两个图像在垂直方向上偏移了0.5行(第[0065]段)。为了合成具有相同视场的图像,需要进行信号处理以使它们对准。第[0066]-[0079]段及附图9描述了通过“滤波”(filtering)从相邻行的信号生成所需行的RGB信号的过程,例如从第1.5行和第2.5行的信号生成第2.0行的信号(附图9A)。这种“滤波”处理本质上就是一种图像处理中的插值或重采样操作,其涵盖了“向上取样”或“向下取样”的概念。为了给奇数行位置生成短曝光样本(第一样本),必然需要利用来自偶数行位置的短曝光样本通过插值(向上取样)来计算。因此,该技术特征被隐含公开。 |
| **技术特征L**:通过针对所述多个奇数编号线中的每一者中的多个空间位置中的每一者对所述第二样本进行向下取样和向上取样中的一者,针对所述多个偶数编号线中的每一者中的所述多个空间位置中的每一者产生所述第二样本《隐含公开》 | 同特征K的引用。说明书第[0065]-[0079]段及附图9A-9D。 | 同理,为了给偶数行位置生成长曝光样本(第二样本),必然需要利用来自奇数行位置的长曝光样本通过插值(向上取样)来计算。附图9D展示了从第1.0行和第2.0行(长曝光信号)的信号生成第1.5行信号的过程。这正是一种基于相邻行长曝光样本进行插值以在偶数行(此处为第1.5行,可视为偶数行与奇数行之间的位置,但原理相通)产生长曝光样本的隐含公开。 |
| **技术特征M**:其中M(i,j)的值介于零与一之间,包含零和一。《隐含公开》 | 说明书第[0047]段:“...the corresponding portion is cut out ... and, after being multiplied by an appropriate factor, the result is added...”<br>附图5A-5D及其说明。 | 对比文件公开的方案中,对长曝光图像,低亮度部分完全保留(权重为1),饱和部分被完全替换(权重为0)。对短曝光图像,只有高亮度部分被使用并乘以“适当因子”后添加。虽然未明确说明该因子范围,但在数字图像处理中,为了使合成图像平滑自然,避免突兀的接缝,本领域技术人员容易想到对过渡区域的样本使用介于0和1之间的权重进行混合。因此,使用介于0和1之间(包含)的权重值M(i,j)是该技术方案隐含的、合理的扩展。 |
| **技术特征N**:其中将所述经加权第一样本与所述经加权第二样本组合包括在传感器上将所述经加权第一样本与所述经加权第二样本组合。《未公开》 | 无对应原文引用。对比文件中的信号处理(如Y/C处理/混合单元16)位于传感器之后的处理电路中。 | 对比文件的整个描述(如图1框图)表明,图像合成处理(由Y/C处理/混合单元16执行)发生在传感器(CCD图像传感器单元11)之外的处理电路中。没有任何内容提及或暗示在传感器芯片内部(on-sensor)进行加权和组合。该特征限定了组合的物理位置,对比文件未公开。 |
| **技术特征O**:其中由所述CMOS图像传感器和电荷耦合装置CCD图像传感器中的一者产生所述第一像素单元信号和所述第二像素单元信号。《直接公开》 | 说明书第[0001]段:“...using an image sensor such as a CCD image sensor...”<br>说明书第[0082]段:“...a similar effect can be achieved by using a C-MOS image sensor unit...” | 对比文件在第[0001]段明确其涉及使用CCD图像传感器等。更重要的是,在第[0082]段明确教导可以使用CMOS图像传感器单元达到类似效果。因此,对比文件已经公开了由CCD和CMOS图像传感器中的一者来产生信号。该特征被直接公开。 |
| **技术特征P**:其中在第一时间对第一像素单元信号进行取样以产生第一样本且在第二时间对第二像素单元信号进行取样以产生第二样本包括:打开CCD图像传感器上的机械快门且使所述图像传感器暴露于光《直接公开》 | 说明书第[0086]段:“The exposure time of the imaging signal read from the first output terminal 26 of the CCD image sensor unit 11, i.e. the period before reading the charge on the vertical CCDs 24 is fixed to not longer than one field.”<br>结合说明书整体关于曝光控制的描述。 | 对比文件涉及图像拾取设备,其工作必然包括打开快门使传感器曝光的过程。特别是第[0086]段提到了曝光时间的控制。对于CCD或全局快门CMOS传感器,使用机械快门或电子快门控制曝光开始和结束是本领域的公知常识。因此,获取样本包括“打开快门并使传感器曝光”这一前置步骤是必然的,被直接公开。 |
| **技术特征Q**:在第一时间将基于所述光形成的第一样本传送到存储区《直接公开》 | 说明书第[0060]-[0062]段及附图7描述了在“读时序B”将短曝光电荷读取到垂直CCD(作为临时存储区)的过程。 | 对比文件详细描述了驱动时序:在特定的读时序(如读时序B),将像素(photodiode 21)中基于光形成的电荷(短曝光样本)传送到垂直CCD 23(见第[0060]-[0062]段,附图7)。垂直CCD在此起到了临时存储区的作用。因此,该技术特征被直接公开。 |
| **技术特征R**:从所述存储区读出所述第一样本《直接公开》 | 说明书第[0029]-[0032]段描述了从垂直CCD(存储区)通过水平CCD和输出放大器读出信号的过程。 | 在将电荷传送到垂直CCD(存储区)后,对比文件描述了通过水平CCD转移并最终从输出终端读出信号的标准流程(第[0029]-[0032]段)。这明确公开了从存储区读出样本。 |
| **技术特征S**:在第二时间关闭所述机械快门《未公开》 | 无对应原文引用。对比文件实施例主要通过控制电荷转移和泄放(SUB脉冲)来控制曝光,未提及关闭机械快门的具体动作。 | 对比文件主要利用CCD的电荷转移和泄放(SUB脉冲,见图7)来控制曝光开始和结束,这是电子快门的方式。虽然特征P中“打开快门”可被广义理解,但此处明确限定“在第二时间关闭所述机械快门”这一具体动作,对比文件实施例中并未记载。对于使用电子快门的方案,不存在“关闭机械快门”这一步骤。因此,该特征未被公开。 |
| **技术特征T**:将第二样本传送到所述存储区《直接公开》 | 说明书第[0060]段及附图7描述了在“读时序A”将长曝光电荷读取到垂直CCD的过程。 | 同理,对比文件描述了在另一个读时序(如读时序A),将像素中形成的长曝光电荷(第二样本)传送到垂直CCD 23(存储区)。因此,被直接公开。 |
| **技术特征U**:从所述存储区读出所述第二样本《直接公开》 | 同特征R的引用。说明书第[0029]-[0032]段。 | 同理,长曝光样本(第二样本)在传送到垂直CCD后,也会通过相同的读出路径被读出。因此,被直接公开。 |
| **技术特征V**:其中在第一时间对第一像素单元信号进行取样以产生第一样本且在第二时间对第二像素单元信号进行取样以产生第二样本包括:使像素单元复位并使所述像素单元暴露于光《直接公开》 | 说明书第[0040]段:“In the case where the CCD image sensor unit is left exposed to light without reading the charge for a long time, therefore, all the pixels 21 are saturated...” 隐含了复位后曝光的过程。<br>结合CCD/CMOS传感器工作原理。 | 对比文件描述了像素积累电荷直至饱和的现象(第[0040]段)。要使像素开始新的曝光周期,必然包括对其复位(清除残余电荷)的步骤,这是图像传感器领域的基本操作。因此,“使像素单元复位并使所述像素单元暴露于光”是获取任何样本前必不可少的隐含步骤,被直接公开。 |
| **技术特征W**:在第一时间将基于所述光形成的第一样本传送到电容器《未公开》 | 无对应原文引用。对比文件使用CCD的垂直CCD作为电荷存储/转移单元,未提及使用电容器(如目标专利图1的电容器20)进行样本暂存。 | 目标专利此特征特指其图1所示的像素电路结构,其中使用了一个专用的电容器20来暂存短曝光样本。对比文件使用的是CCD结构,其电荷存储在像素的光电二极管和垂直CCD中,转移通过CCD沟道进行,并未公开使用独立的电容器元件来暂存特定曝光样本的技术手段。这是两种不同的电路实现方式。因此,该特征未被公开。 |
| **技术特征X**:在第二时间读出基于所述光形成的第二样本。《直接公开》 | 同特征B、T、U的引用。说明书第[0060]段等描述了在第二时间(长曝光结束时)读出长曝光样本。 | 对比文件明确公开了在长曝光时间结束后(第二时间),读出基于光形成的长曝光样本(第二样本)。具体参见特征B、T、U的论述及引用段落。因此,被直接公开。 |
### 结论与代码输出
根据上述比对分析,对比文件US20040080652A1直接公开了技术特征A、B、F、G、H、I、J、O、P、Q、R、T、U、V、X;隐含公开了技术特征C、D、K、L、M;未公开技术特征E、N、S、W。
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