CN101031033B - 摄像装置以及摄像方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供摄像装置以及摄像方法。该摄像装置分析由摄像元件得到的被摄物体的图像数据，从摄影时的曝光时间、光圈值、以及曝光灵敏度的多个组合中，选择合适的组合来进行曝光控制。作为图像数据的分析的例子，示出了如下的方法：检测图像中的特征点的移动，或检测图像中的特定的块(区域)的亮度变化，检测被摄物体的移动。作为其它的方法也提出了检测被摄物体的脸部的方法。本发明也可以与抖动减轻模式组合。

Description

摄像装置以及摄像方法

技术领域

本发明涉及具有减轻抖动、被摄物体模糊的影响的功能的数字相机或摄像机等摄像装置。

背景技术

近年来，能够使摄影镜头或摄像元件移动来光学地校正抖动的带防抖功能的数字相机已经商品化。并且，可以暂时存储图像信息进行电子校正的带电子式的防抖功能的数字相机也已经商品化。

在日本特开平7-123317号公报中，关于抖动校正装置，提及了在能够进行光学校正的光学防抖功能、和能够进行电子校正的电子式的防抖功能之间的切换方法。

在日本特开平7-123317号公报的抖动校正装置中，虽然能够减少因抖动引起的模糊图像，但不能排除因被摄物体模糊引起的图像模糊。

另一方面，作为减轻上述被摄物体模糊的方法，一般被人们所公知的是将摄影的ISO灵敏度设定为高灵敏度来进行摄影的方法。但是，如果过度地提高ISO灵敏度，则摄像时产生的随机噪声或固定模式噪声也变大，画质劣化也是公知的事实。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供摄像装置和摄像方法，该摄像装置和摄像方法即使在存在相机抖动和被摄物体抖动中的任一方的情况下，也能够降低抖动的影响，并且不会导致画质恶化。本发明的摄像装置分析通过摄像元件得到的被摄物体的图像数据，从摄影时的曝光时间、光圈值以及曝光灵敏度的多个组合中选择合适的组合来进行曝光控制。

作为图像数据的分析方法之一，可以采用检测被摄物体的移动速度的方法。此时，例如有检测图像中的特征点的移动的方法、或检测图像中的特定块(区域)的亮度变化的方法。

作为图像数据的分析的其他方法之一，也可以采用检测被摄物体的脸部的方法。此时，例如如果脸部区域大，则选择适合于高画质下的摄影的曝光时间、光圈值以及曝光灵敏度的组合。

并且，摄像装置有时具有使如上述现有技术中记载的那样的防抖功能工作的抖动减轻模式。此时，也可以使选择的曝光时间、光圈值以及曝光灵敏度的多个组合在抖动减轻模式的情况下和不是抖动减轻模式的情况下不同。

在本发明中，检测抖动的部件(抖动检测部)、检测移动的部件(移动检测部)、检测两部的部件(脸部检测部)可统称为图像数据分析部。也就是说，在提到图像数据分析部时，依据上下文，可以指抖动检测部、移动检测部、脸部检测部中任意一个或更多个。

在曝光时间、光圈值以及曝光灵敏度的多个组合的选择时，也可以考虑被摄物体的亮度。

即使是当前选择的摄影模式，也可以影响到曝光时间、光圈值以及曝光灵敏度的组合的选择。

并且，也可以将上述曝光时间、光圈值以及曝光灵敏度的组合的选择与像素混合相组合。例如，在根据上述脸部的检测结果和/或当前的设定，不需要高画质时，可以通过像素混合来提高摄像元件的有效灵敏度。像这样提高了有效灵敏度时，选择适合于该提高后的灵敏度的曝光时间和光圈值的组合。

本发明也可以作为摄像方法的发明来理解。

根据本发明，可以提供排除了抖动以及被摄物体模糊的双方的影响，并且不会导致画质恶化的摄像装置。

根据下面的说明、所附权利要求以及附图，本发明的装置和方法的上述以及其他特征、方面的优点将变得更易于理解。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的带防抖功能的摄像装置的主要结构框图。

图2是表示基于被图1的摄像装置的信息输入部所读取的信息的防抖处理的流程图的一例的图。

图3是表示图1的摄像装置的与设定为抖动减轻模式时的被摄物体亮度/被摄物体移动对应的曝光控制的区域的图。

图4是图1的摄像装置针对广角/望远状态的非抖动减轻模式时的标准的曝光控制程序线图。

图5是图1的摄像装置针对广角/望远状态的设定为抖动减轻模式时的普通灵敏度曝光控制程序线图。

图6是图1的摄像装置针对广角/望远状态的设定为抖动减轻模式时的中等灵敏度曝光控制程序线图。

图7是图1的摄像装置针对广角/望远状态的设定为抖动减轻模式时的高灵敏度曝光控制程序线图。

图8是图1的摄像装置的摄像处理的流程图。

图9是表示本发明的第二实施方式的摄像装置的与设定为抖动减轻模式时的被摄物体亮度/被摄物体移动对应的曝光控制的区域的图。

图10是图9的摄像装置的摄像处理的流程图。

图11是本发明的第三实施方式的摄像装置的主要结构框图。

图12是表示基于由图11的摄像装置的信息输入部所获取的信息的防抖处理的流程图的一例的图。

图13是表示由图11的摄像装置的摄像元件得到的原始图像数据的RGB像素的马赛克(mosaic)排列的一例的图。

图14是表示将图13的原始图像数据进行了像素混合时的1个像素的图。

图15是图11的摄像装置针对广角/望远状态的设定为抖动减轻模式时的像素混合处理的高灵敏度曝光控制程序线图。

图16是图11的摄像装置的摄像处理的流程图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的优选实施方式。

本发明的第一实施方式中，摄像装置为抖动减轻模式时，分析从通过摄像元件得到的图像数据得到的信息，检测被摄物体的移动速度，选择与该速度相符的光圈值和快门速度的关系(曝光程序)。

如图1所示，本发明的第一实施方式的带防抖功能的摄像装置(以下记为摄像装置)1具有摄影光学系统16、摄像元件2、摄像控制部3、AE信号处理部4、内置存储器6、外部存储器8、显示部9、图像处理部7、特征点检测部12、特定亮度块检测部13、移动量计算部14、抖动检测部10、抖动校正致动器11、控制部5以及操作部15。

摄像元件2对通过摄影光学系统16而获取的被摄物体像进行光电转换。摄像控制部3是摄像部，控制摄像元件2，处理从摄像元件2输出的摄像信号。AE信号处理部4从是测光部，根据基于摄像元件2的摄像信号的图像数据求出被摄物体亮度信息22(图2)。内置存储器6暂时存储上述图像数据。外部存储器8由用于存储上述图像数据的可自由装卸在摄像装置1上的存储卡等构成。显示部9由获取上述图像数据并显示图像的LCD构成。图像处理部7基于上述摄像信号而生成被摄物体的图像数据。

特征点检测部12是移动检测部/信息输入部，检测被摄物体的特征点。特征点检测部12基于存储在内置存储器6中的被摄物体像的图像数据，例如被摄物体为人时，每隔规定时间检测在脸部识别处理中利用的眼睛、鼻子以及口部分的位置作为该人物的特征点。该特征点的位置信息被读取到移动量计算部14，当规定时间内的上述特征点的位置的改变在规定量以上时，判断为存在被摄物体模糊(被摄物体移动)，算出其移动速度矢量作为被摄物体的移动信息23。并且，因为检测出的被摄物体的移动信息23也受到摄像时的摄影光学系统16的焦距、以及基于抖动或摄像装置的摇拍(panning)动作的抖动检测部10的输出的影响，所以也把上述这些信息考虑在内，来判断移动的大小。特征点检测部12例如可以作为独立的电路元件来实现，也可以作为由控制部5执行的特定的程序模块来实现。

特定亮度块检测部13同样是移动检测部/信息输入部，检测被摄物体的特定亮度块的亮度变化。特定亮度块检测部13内置在AE信号处理部4中，将存储在内置存储器6中的被摄物体像的图像数据划分成一定数量的块(block)，在各块内将亮度成分累计，或对按照每个颜色成分累计的数据进行亮度变换作为该块的亮度值。每隔一定的时间检测上述块的亮度值，当各块的亮度值变化了规定值以上时，判断为被摄物体移动。如上所述每隔一定的时间间隔检测各块的亮度值，读取到移动量计算部14中，算出被摄物体的移动速度(移动量)作为被摄物体的移动信息23。并且，因为检测出的被摄物体的移动信息23也受到摄像时的摄影光学系统16的焦距、以及基于抖动或摄像装置的摇拍动作的抖动检测部10的输出的影响，所以还把上述这些信息也考虑在内，来判断移动的大小。亮度块检测部13例如可以作为独立的电路元件来实现，也可以作为由控制部5执行的特定的程序模块来实现。

移动量计算部14作为移动检测部，基于特征点检测部12或特定亮度块检测部13的输出，通过运算提取出被摄物体的移动信息23(图2)。并且，在本实施方式中，被摄物体的移动信息23使用上述韵特征点检测部12或特定亮度块检测部13的任意一方的输出来计算。移动量计算部14例如可以作为独立的电路元件来实现，也可以作为由控制部5执行的特定的程序模块来实现。

抖动检测部10作为抖动检测部/信息输入部，由检测摄像装置的抖动(移动)、输出照相机(摄像装置)的抖动信息21的姿态传感器构成。

抖动校正致动器11是为了使抖动减轻而驱动摄像元件2的校正部件。抖动校正致动器11在抖动减轻模式时，基于抖动检测部10的输出而被后述的控制部5的抖动校正部26驱动控制，在曝光动作中使摄像元件2的成像面上的被摄物体像相对位置向消除抖动的方向移动。

控制部5通过总线与图1所示的上述的各控制要素连接，是负责摄像装置1的整体控制的摄像控制部。控制部例如可以由CPU实现。

操作部15作为信息输入部，是设定摄影模式、输入包含抖动减轻模式在内的各摄影模式信息24的模式设定开关，并且作为摄影开始指示部，由指示摄影开始的快门释放开关等构成的操作开关构成。

如图2所示，如前所述由抖动检测部10检测出的抖动信息21、从摄像元件2的摄像信号检测出的被摄物体亮度信息22、由移动量计算部14算出的被摄物体移动信息23、包含通过操作部15输入而设定的抖动减轻模式设定的摄影模式信息24、以及摄影光学系统16的焦距信息25被取入作为输入部的信息输入部20。信息输入部20由例如数据总线来实现。这些被取入的照相机信息被输入到控制部5。

控制部5内置了曝光灵敏度设定部28、灵敏度曝光控制部(普通、中等、高灵敏度曝光控制部)27、曝光控制切换部29、以及抖动校正部26。这些例如由程序模块来实现。

曝光灵敏度设定部28设定摄像元件2的曝光灵敏度(ISO灵敏度)。灵敏度曝光控制部27基于多种的曝光控制程序线图(图4～7)进行曝光控制(普通曝光控制、中等灵敏度用曝光控制、以及高灵敏度用曝光控制)。曝光控制切换部29对该普通曝光控制、中等灵敏度用曝光控制、以及高灵敏度用曝光控制进行切换。抖动校正部26在设定为抖动减轻模式时进行作为校正部件的抖动校正致动器11的驱动控制。

参照图2～7，对具有上述的结构的本实施方式的摄像装置1摄影时的抖动控制以及曝光控制动作进行说明。

如图2所述，在摄像装置1中，基于控制部5的控制，在非抖动减轻模式时，或抖动减轻模式时，取入所述的从信息输入部20输入的抖动信息21、被摄物体亮度信息22、被摄物体移动信息23、摄影模式信息24、以及焦距信息25。特别是在抖动减轻模式时，通过曝光控制切换部29的控制来选择并执行由抖动校正部26进行的抖动减轻处理和/或由灵敏度曝光控制部27进行的曝光控制。

例如，在抖动减轻模式没有被设定的状态下(非抖动减轻模式)，不通过抖动校正部26进行校正致动器11的驱动控制。而且，使用光学系统16的焦距信息，对广角端或望远端状态使用图4所示的针对非抖动减轻模式的标准曝光控制程序线图(P线图标准)，进行根据规定的摄影灵敏度来决定快门速度和光圈值的曝光控制。

在图4的标准曝光控制程序线图(P线图标准)中，对于广角状态(由实线表示)和望远状态(由虚线表示)设定了比较低的曝光灵敏度的摄影灵敏度值Sv。如果闪光强制发光被设定为自动发光模式，则在广角端时以抖动界限点PW进行闪光发光，或在望远端时以抖动界限点PT的快门速度进行闪光发光。并且，上述抖动界限点PW或PT时的快门速度被赋予焦距的倒数值(1/f)。并且，在快门速度的低速侧光圈Fno被切换到开放侧。

另一方面，在设定为抖动减轻模式的状态下，基于抖动信息21，通过抖动校正部26驱动控制抖动校正致动器11。进而，通过灵敏度曝光控制部27，基于被摄物体移动信息23，选择图5-图7所示的普通曝光控制程序线图、中等灵敏度曝光控制程序线图、以及高灵敏度曝光控制程序线图中的一个。通过所选择的曝光控制程序，根据需要切换摄影灵敏度，决定快门速度和光圈值，执行曝光控制。

具体来说，如图3所述，当设定为抖动减轻模式时，控制部5无论被摄物体的亮度是暗、普通、明亮，都对被摄物体的移动信息23的静止、普通、快速这三种类别分别使用3个区域。区域A是普通灵敏度曝光程序工作域，区域B是中等灵敏度曝光程序工作域，区域C是高灵敏度曝光程序工作域。对于光学系统16的各个广角端(由实线表示)，或望远端状态(由虚线表示)，在上述区域A中，使用图5所示的普通灵敏度的曝光控制程序线图(P线图A)。在上述区域B中，使用图6所示的中等灵敏度的曝光控制程序线图(P线图B)。在上述区域C中，使用图7所示的高灵敏度的曝光控制程序线图(P线图C)。

在图5的抖动减轻模式状态下的普通灵敏度的曝光控制程序线图中，对于广角状态(由实线表示)和望远状态(由虚线表示)仍然设定比较低的规定的摄影灵敏度值Sv。由于进行抖动校正，所以进行闪光发光的广角端的抖动界限点PW或望远端的抖动界限点PT的快门速度对于图4的线图向低速侧移动。进而，对于图4的线图，最长快门速度被限制为1/2到1/8。通过这样使最长快门速度变快，只要是习惯使用照相机的人，就能够在所有的亮度范围内进行抑制了抖动的摄影。因此，由于是图3的静止状态的范围的摄影状态，所以能够减轻抖动、被摄物体模糊。并且，由于摄影灵敏度维持在低灵敏度，所以在摄像时发生的随机噪声或固定模式的噪声不会增大，不会产生画质的恶化。

在图6的抖动减轻模式状态下的中等灵敏度的曝光控制程序线图中，对于广角状态(由实线表示)和望远状态(由虚线表示)，在被摄物体亮度为明亮的范围内设定较低的规定的摄影灵敏度值Sv。但是，为了维持广角端的抖动界限点PW或望远端的抖动界限点PT的快门速度，摄影灵敏度被切换到中等灵敏度侧ISO400。并且，被摄物体的移动如图3所示是普通的状态，同样地抖动、被摄物体模糊被减轻。如上所述使摄影灵敏度稍微提高，抑制了在尽可能抑制了噪声引起的图像质量的恶化的状态下的被摄物体模糊的发生。

在图7的抖动减轻模式状态下的高灵敏度的曝光控制程序线图中，对于广角状态(由实线表示)和望远状态(由虚线表示)，在被摄物体亮度为明亮的范围内设定较低的规定的摄影灵敏度值Sv。但是，从比被赋予了焦距的倒数值(1/f)的快门速度慢的范围的更亮的状况提高摄影灵敏度。由此，对于图3所示的快速移动的被摄物体(例如，行进中的赛车等)也可以降低被摄物体模糊。进而，随着被摄物体亮度变暗，最终上升到ISO 1600，抑制被摄物体模糊的发生，可摄影的亮度范围也扩展到低亮度侧。通过把上述摄影灵敏度的上升限定在不会防碍防止被摄物体模糊的范围内，从而抑制了伴随灵敏度上升的噪声的发生引起的图像质量的恶化。

基于图8的流程图说明包含摄像装置1的上述抖动校正以及曝光控制在内的摄影处理。

当图8的摄影处理开始时，在控制部5的控制下执行以下各步骤的处理。首先，在步骤S1中检查第一级快门释放(1R)的接通信号。在检测到接通信号时，进入到步骤S2，检查是否设定为抖动减轻模式。如果设定为抖动减轻模式，则在步骤S3中由抖动检测部10检测出的照相机的抖动量(抖动信息21)被依次输入到控制部5中，抖动校正部26开始动作，抖动校正致动器11被向消除抖动的方向驱动控制。

接下来，在步骤S4中，由摄像控制部3对摄像元件2的摄像信号进行变换，根据写入在内置存储器6中的图像数据，由AE信号处理部4生成AE信号(各块亮度信息)，写入到内置存储器6中。在步骤S5中，通过公知的对比度方式，把内置于摄影光学系统16中的对焦镜头AF驱动到对焦于被摄物体的位置上。在步骤S6中，基于上述AE信号(各块亮度信息)，调用被摄物体移动信息检测处理的子程序，求出被摄物体移动信息23。并且，步骤S6的被摄物体移动信息检测处理除了基于各块亮度信息来检测被摄物体移动之外，也可以基于所述的特征点检测部12的输出信号，例如通过作为被摄物体的人物的脸部识别处理来检测特征点的移动状态，从而检测被摄物体的移动。

在步骤S7中检查第二级快门释放(2R)的接通信号，如果检测到接通信号，则进入到步骤S8。如果没有检测到则返回到步骤S1。

在步骤S8中，再次检查是否设定为抖动减轻模式，如果没有设定为抖动减轻模式则进入到步骤S9，如果设定为抖动减轻模式则进入到步骤S10。

在步骤S9中，设定图4所示的标准曝光控制程序线图(P线图标准)作为曝光控制程序线图，跳到步骤S15。在步骤S10、S11中，判断在步骤S6中求出的被摄物体移动信息23是比规定值快、还是普通速度、还是比规定值慢(或为静止)，在比规定值快时进入到步骤S11。在为普通速度时进入到步骤S13，在比规定值慢(或为静止)时进入到步骤S14。

在步骤S11中，设定图7所示的高灵敏度曝光控制程序线图(P线图C)作为曝光控制程序线图，跳到步骤S15。在步骤S13中，设定图6所示的中等灵敏度曝光控制程序线图(P线图B)作为曝光控制程序线图，跳到步骤S15。在步骤 S14中，设定图5所示的普通灵敏度曝光控制程序线图(P线图A)作为曝光控制程序线图，跳到步骤S15。

在步骤S15中，基于上述设定的任意的曝光控制程序线图，设定快门速度和光圈值，在步骤S16中执行摄像元件2的曝光。

在步骤S17中，基于由摄像元件2取入的摄像信号而生成的图像信号被暂时记录到内置存储器6中，进而变换成希望的格式(JPEG、TIFF)，然后再次被记录到内置存储器6中。控制部5将记录在内置存储器6中的图像信号记录到外部存储器8中，结束本子程序。

根据本实施方式的摄像装置1，基于抖动信息21和被摄物体的亮度信息22、以及被摄物体的移动信息23等，适当地选择对由抖动引起的被摄物体像在摄像元件2上的相对位置偏移进行校正的抖动校正部26、和把摄像元件2的灵敏度校正到高灵敏度侧的曝光控制部27中的任意一方或双方，使其动作。由此，能够减轻或排除抖动以及被摄物体模糊的影响，并且能够抑制根据需要通过高灵敏度曝光摄影而拍摄的全部图像的画质恶化。

并且，在本摄像装置1中，通过抖动校正部26来校正由抖动引起的被摄物体像在摄像元件2上的相对位置偏移，但也可以构成为：基于检测出的被摄物体的移动信息23，由抖动校正部26通过抖动校正致动器(校正部件)11来校正由于被摄物体的移动引起的在摄像元件2上的相对位置偏移。

接下来，参照图9、10对本发明的第二实施方式的摄像装置进行说明。

在上述的第一实施方式中，分析从摄像元件得到的图像数据得到的信息来检测被摄物体的移动速度，选择对应于该速度的光圈值和快门速度的关系(曝光程序)。在本第二实施方式中，除了被摄物体的移动速度以外也考虑其亮度。

图9是表示本实施方式的摄像装置的设定为抖动减轻模式时的与被摄物体亮度/被摄物体移动对应的曝光控制的区域的图。图10是本实施方式的摄像装置的摄像处理的流程图。

本实施方式的摄像装置与所述第一实施方式的摄像装置相比，设定为抖动减轻模式时的基于被摄物体的亮度的曝光控制动作不同，除了该曝光控制动作之外，具有与第一实施方式的摄像装置1相同的结构和功能。

在本实施方式的摄像装置中，如所述图2所示的普通、中等、高灵敏度曝光控制部27对于被摄物体的移动和被摄物体的亮度应用如图9所示的程序工作区域。即在被摄物体的亮度为暗的状态时，控制部5对被摄物体移动速度为快、普通、静止的全部状态，均执行沿着作为高亮度曝光程序工作区域的所述图7所示的高灵敏度曝光控制程序线图(P线图C)的曝光控制。在被摄物体的亮度为普通的状态或明亮的状态时，控制部5对被摄物体的移动慢(或静止)的状态，执行沿着所述图5所示的普通灵敏度曝光控制程序线图(P线图A)的曝光控制。在该被摄物体亮度状态下被摄物体的移动速度为普通时，执行沿着所述图6所示的中等灵敏度曝光控制程序线图(P线图B)的曝光控制。进而，在上述被摄物体亮度状态下被摄物体的移动速度为快时，控制部5执行沿着所述图7所示的高灵敏度曝光控制程序线图(P线图C)的曝光控制。

如上所述在本实施方式的摄像装置中，对于被摄物体的亮度为普通或明亮的状态，进行与第一实施方式的情况相同的曝光控制，但是被摄物体的亮度为暗时，因为快门速度显著降低，所以抖动校正部26不能校正抖动，并且即使为普通的移动或慢速的移动的状态，也不能减轻被摄物体模糊。因此，在本实施方式中，在被摄物体的亮度为暗时，对于任意的被摄物体移动状态，均执行沿着高灵敏度曝光控制程序线图(P线图C)的曝光控制，从而限制快门速度的降低，减轻抖动。

接下来，基于图10的流程图对包含本实施方式的摄像装置的曝光控制在内的摄影处理进行说明。

如图10所示的本实施方式的摄像装置的摄影处理在所述第一实施方式的摄像装置1的摄影处理中，在步骤S28的抖动减轻模式设定状态的检查处理和步骤S31的被摄物体的移动是否为快速的检查处理之间，插入了步骤S30的被摄物体的亮度是否为暗的检查处理。除此以外的步骤的处理与图8所示的步骤的处理相同。

在本实施方式的情况下，在步骤S30的检查处理中参照被摄物体的亮度信息22，在判断其亮度为暗时，跳到步骤S32。在步骤S32中，设定如图7所示的高灵敏度曝光控制程序线图(P线图C)作为曝光控制程序线图。另一方面，在上述亮度为普通或明亮时，进入到步骤S31，以下，与第一实施方式的情况相同，进行被摄物体的移动的检查，选择对应于各移动状态的曝光控制程序线图。

根据本实施方式的摄像装置，可以得到与所述第一实施方式的摄像装置1相同的效果，特别在本实施方式中，在被摄物体的亮度为暗时，对于任意的被摄物体移动状态均执行沿着高灵敏度曝光控制程序线图(P线图C)的曝光控制，从而能够减轻抖动。

接下来，参照图11～图16对本发明的第三实施方式的摄像装置进行说明。在本发明的第三实施方式中，在摄像装置为抖动减轻模式时，分析由设定的摄影模式和摄像元件得到的图像，根据得到的被摄物体的脸部的大小判断所要求的画质。而且考虑所要求的画质，如果合适则进行像素的混合来提高摄像元件的实效灵敏度，选择适合于该灵敏度的光圈值和快门速度的关系。

该第三实施方式中的摄像装置1是带防抖功能的照相机等摄像装置，如图11所示很多结构与图1所示的第一实施例相同。但是，本实施方式不包含特征点检测部12、特定亮度块检测部13、以及移动量计算部14。并且，控制部5的功能的一部分与第一实施例不相同。除此以外的要素与第一实施方式相同所以省略其说明。关于控制部5的功能在后面叙述。

如图12所示，如前所述由抖动检测部10检测出的抖动信息21、从摄像元件2的摄像信号检测出的被摄物体亮度信息22、包含由操作部12输入且设定的抖动减轻模式设定在内的摄影模式信息24、以及摄影光学系统13的焦距信息25被取入输入信息部20。这些照相机信息被输入到控制部5。

控制部5除了进行如图11所示的各控制要素的控制的摄像控制部之外，还内置了像素混合控制部31、曝光灵敏度设定部28、灵敏度曝光控制部27、抖动校正部26、脸部检测部30以及曝光控制切换部29。这些例如由程序模块来实现。

像素混合控制部31对摄像元件2的规定的像素进行混合处理。像素混合控制部31将由摄像元件2获得的原始图像数据的规定的多个信号混合并读出，作为像素混合图像数据而输出。图13是表示摄像元件2的混合前的原始图像数据的RGB像素的马赛克排列的一例的图，图14是表示将图13的原始图像数据进行了像素混合时的1个像素的图。

在图14中，针对原始图像数据的各颜色(R、G、B)，将摄像元件2上的像素的规定数量、例如每9个像素的像素数据混合，将合计的电荷作为各一个像素的电荷输出。例如，将图13的原始图像数据中的9个像素R1合计为一个像素R1。将其他的各9个像素G1、G2、B1也分别合计作为各一个像素的G1、G2、B1。因此，如果入射到摄像元件2上的光为相同亮度，则与没有像素混合时相比，像素混合后的图像数据具有9倍的摄像灵敏度。如果像这样执行上述像素混合处理，则曝光灵敏度提高。对于摄像元件2的像素，除了上述9个像素以外，还可以针对每任意自然数N个像素进行像素混合，该混合像素数越大则摄像灵敏度越高。并且，进行像素混合时，对从摄像元件2输出的每个像素的模拟信号直接进行相加运算，所以即使是相同的亮度，与没有进行像素混合时相比，信号的量变多，相对地相对于信号量的噪声电平降低，从而能够将噪声引起的画质的恶化抑制到最小限度。

曝光灵敏度设定部28依赖于像素混合控制部31的输出，来设定摄像元件2的曝光灵敏度(ISO灵敏度)。灵敏度曝光控制部27基于多种曝光控制程序线图(图4、5、15)进行曝光控制。

抖动校正部26在设定为抖动减轻模式时进行作为校正部件的抖动校正致动器11的驱动控制。

脸部检测部30从通过摄像元件2获得的图像数据中检测被摄物体(人物)中的脸部信息。上述脸部检测部30是按照如下的公知技术来执行处理的部分：进行取入到内置存储器6中的被摄物体的图像数据的特征点检测，当检测到人物的眼睛、鼻子、口时，自动检测出上述图像数据中存在人脸部分。并且，在上述的例中限于人脸，但不限于此，也可以检测动物的眼睛等使用相同的自动检测处理。可以根据该脸部检测部30的检测结果从上述脸部的大小检测出当前的摄影模式是肖像摄影模式，或虽然没有设定为肖像摄影模式，但是是包含比较大的人的摄影。在这样的情况下，可以判断为希望肖像摄影以高画质来摄影。

曝光控制切换部29切换上述曝光灵敏度设定以及上述曝光控制。曝光控制切换部29根据例如由脸部检测部30得到的被摄物体的脸部信息，判断是否执行上述像素混合处理，变更曝光灵敏度，切换上述曝光控制。并且，在已设定了通过指定光圈值或快门速度中的任意一方来设定的摄影模式的情况下，与脸部信息无关，都禁止上述像素混合读出。

参照图4、图5、以及图15等对具有上述的结构的本实施方式的摄像装置1摄影时的抖动控制以及曝光控制动作进行说明。

并且，图4、图5、以及图15表示针对广角/望远状态的各种控制的曝光控制程序线图。如第一实施方式中说明的那样，图4是非抖动减轻模式时的标准的曝光控制程序线图，图5是设定为抖动减轻模式时的普通灵敏度曝光控制程序线图(P线图A)。并且，图15同样是设定为抖动减轻模式时的基于像素混合处理的高灵敏度曝光控制程序线图(P线图D)。

在摄像装置1中，基于控制部5的控制，在非抖动减轻模式时或抖动减轻模式时，分别如图12所示，取入从所述的信息输入部20输入的抖动信息21、被摄物体亮度信息22、摄影模式信息24、以及焦距信息25。特别是在抖动减轻模式时，执行由抖动校正部26进行的抖动减轻处理和/或由像素混合控制部31和灵敏度曝光控制部27进行的曝光控制。

首先，在没有设定为抖动减轻模式的状态(非抖动减轻模式)下，不进行通过抖动校正部26进行的校正致动器11的驱动控制。而且，对广角端或望远端状态(根据焦距信息)使用第一实施方式中使用的图4所示的对非抖动减轻模式使用的标准曝光控制程序线图，执行基于规定的摄影灵敏度来决定快门速度和光圈值的曝光控制。

另一方面，在设定为抖动减轻模式时，由控制部5基于抖动信息21，通过抖动校正部26对抖动校正致动器11进行驱动控制。进而，通过控制部5的曝光控制切换部29，根据摄影模式和脸部检测部30的输出和被摄物体的亮度等，选择图5的普通灵敏度的曝光控制程序线图(P线图A)、或图15的基于像素混合处理的高灵敏度的曝光控制程序线图(P线图D)中的任意一方。根据该选择，切换摄影灵敏度，决定快门速度和光圈值，执行曝光控制。

具体而言，在抖动减轻模式时，在设定的摄影模式是要求高画质的特定模式的情况(例如，设定为风景摄影模式、微摄影模式、肖像摄影模式的情况下、或光圈优先模式、快门速度优先模式)下，不论脸部检测部30的输出如何，都不进行像素混合处理。而且，选择图5的普通灵敏度的曝光控制程序线图(P线图A)。

除了上述特定模式之外，在通过脸部检测部30在被摄物体图像内检测出比较大的人脸时，或被摄物体的亮度为规定值以上时，同样为了不降低画质，也选择图5的普通灵敏度的曝光控制程序线图(P线图A)。

但是，在摄影模式不是上述特定模式，并且在被摄物体图像内没有比较大的人脸时、被摄物体亮度为规定值以下时，进行像素混合处理，并且选择图15的高灵敏度的曝光控制程序线图(P线图D)。

在图15的高灵敏度的曝光控制程序线图(P线图D)中，对于广角状态(由实线表示)和望远状态(由虚线表示)分别通过像素混合处理来将灵敏度提高到9倍。进而，在被摄物体的亮度为暗的状态下，通过像素混合处理将灵敏度提高到ISO 3200，以便维持抖动界限点PW、PT。通过如上述那样提高摄影灵敏度，从而减轻抖动和被摄物体模糊双方。而且，如前所述在像素混合处理中，直接对从摄像元件2输出的模拟信号进行相加运算，所以即使是相同亮度，与没有进行像素混合的情况相比，信号的量多，相对于信号量的噪声的电平相对地变低。因此，可以将噪声引起的画质的恶化抑制到最小限度。

基于图16的流程图对摄像装置1的包含上述的抖动校正和曝光控制的摄影处理进行说明。

当图16的处理开始时，基于控制部5的控制，执行以下的各步骤的处理。首先，在步骤S41中检查第一级快门释放(1R)的接通信号。当检侧出接通信号时，进入到步骤S42，检查是否设定为抖动减轻模式。如果设定为抖动减轻模式，则在步骤S43中，将由抖动检测部10检测出的照相机的抖动量(抖动信息21)依次输入到控制部5，抖动校正部26开始工作，将抖动校正致动器11向消除抖动的方向驱动控制。

接下来，在步骤S44中，由摄像控制部3对摄像元件2的摄像信号进行变换，根据写入在内置存储器6中的图像数据，由AE信号处理部4生成AE信号(各块的亮度信息)，写入内置存储器6中。在后述的曝光运算时使用该AE信号。在步骤S45中，通过公知的对比度方式，将内置于光学系统16中的对焦镜头AF驱动到对焦于被摄物体的位置上。

在步骤S46中检查第二级快门释放(2R)的接通信号，如果检测到接通信号，则进入到步骤S47。如果没有检测到则返回到步骤S41。

在步骤S47中，检查是否设定为抖动减轻模式，如果没有设定为抖动减轻模式则进入到步骤S48，如果设定为抖动减轻模式则进入到步骤S49。

在步骤S48中，设定图5所示的标准曝光控制程序线图(P线图标准)作为曝光控制程序线图，跳到步骤S56。

在步骤S49中，检查根据摄影模式信息23所设定的模式是否是特定模式(例如，快门速度优先摄影模式、或光圈优先摄影模式、进而风景摄影模式、微摄影模式、以及肖像摄影模式)中的任意一个。如果是其中的任意一个摄影模式，则跳到步骤S53，通过提高灵敏度以便不降低摄影画质。如果不是上述的任意一个摄影模式，则进入步骤S50。

在步骤S50中，通过脸部检测部30检查存储在内置存储器6中的被摄物体的图像数据中是否存在人脸的图像，在存在时进入到步骤S51，进而检查该脸部图像的相对大小。如果该脸部的图像在规定大小以上，则即使没有特别指定肖像摄影模式，也判断为需要抑制画质的降低，进入不进行灵敏度提高的步骤S53。在上述图像数据中没有人脸的像，或即使有也是比较小的像时，判断为也可以稍微降低画质，进入到步骤S52。

在步骤S52中，进而检查被摄物体亮度信息22，如果在规定值以下，则为了通过像素混合来提高灵敏度，进入到步骤S54，如果是规定值以上，则进入到步骤S53。

在步骤S54中，设定图15所示的高灵敏度曝光控制程序线图作为曝光控制程序线图，进入到步骤S55，进行执行像素混合处理的指示。此处，通过所述的像素混合处理进行与被摄物体亮度对应的灵敏度提高。

在步骤S53中，设定图5所示的不进行灵敏度提高的普通灵敏度曝光控制程序线图作为曝光控制程序线图，进入到步骤S56。

在步骤S56中，基于上述设定的曝光控制程序线图，设定快门速度和光圈值，在步骤S57中执行摄像元件2的曝光。

在步骤S58中，基于由摄像元件2取入的摄像信号而生成的图像信号被暂时记录在内置存储器6中，进而变换成希望的格式(JPEG、TIFF)，然后再次记录到内置存储器6中。控制部5将存储在内置存储器6中的图像信号记录到外部存储器8，结束本子程序。

如上所述，本实施方式的摄像装置1是通过抖动校正和像素混合进行曝光控制的带防抖功能的摄像装置，通常在照相机等摄像装置中，在光圈优先模式、快门速度优先模式中是手动的摄影模式，需要反映照相机操作者的拍摄意图。从而，照相机侧无法相应地自动提高灵敏度。并且，即使在风景模式、微摄影模式、以及肖像模式等表现细的细节或色调的摄影模式中，从噪声的观点来看，也不希望照相机侧自动地提高灵敏度。所以，在本实施方式中，在光圈优先模式、快门速度优先模式、风景模式、微摄影模式、以及肖像模式时，不过度地进行摄像时的灵敏度提高，而只通过抖动校正部来降低抖动，所以在摄像时产生的随机噪声或固定模式噪声不会增加，画质不会恶化。并且，在夜景或暗处的摄影中，在摄像时通过抖动校正部和像素混合来进行曝光控制。从而，可以大幅度降低抖动和被摄物体模糊，也可以抑制因灵敏度提高引起的噪声。

如上所述示出和描述了被认为是本发明的优选实施方法的内容，但是当然应理解，在不脱离本发明的精神的情况下，可以容易地在形式上或在细节上进行各种变形和变更。因此，本发明不限于上面描述和例示的精确形式，而是构成为涵盖可以落入所附权利要求的范围内所有变形。

Claims (2)

1.一种摄像方法，其特征在于，该摄像方法包括：

通过摄像元件对被摄物体进行摄像得到图像数据；

根据通过上述摄像元件得到的图像数据检测被摄物体中的脸部信息；

根据上述检测出的被摄物体的脸部信息，切换上述摄像元件的曝光灵敏度；以及

根据摄影时的曝光时间、光圈值、以及曝光灵敏度的组合，对为了在上述摄像元件中得到合适的曝光量而进行曝光控制的多个曝光控制进行切换，来进行曝光控制，从而进行摄像，

在上述脸部信息为存在满足预先设定的大小的脸部时，禁止将来自上述摄像元件的多个信号混合并读出的像素混合读出。

2.一种摄像装置，其特征在于，该摄像装置包括：

摄像元件，其对被摄物体进行摄像得到图像数据；

脸部检测部，其根据通过上述摄像元件得到的图像数据检测被摄物体中的脸部信息；

曝光控制切换部，其根据由上述脸部检测部得到的被摄物体的脸部信息，选择用以进行曝光控制的多个曝光灵敏度中的一个曝光灵敏度以及基于所述曝光灵敏度的多个曝光控制选项中的一个，所述曝光控制选项为摄影时的曝光时间、光圈值以及曝光灵敏度的组合，所述曝光控制用于在上述摄像元件中得到合适的曝光量；以及

灵敏度曝光控制部，其利用所述曝光控制切换部所选择的曝光灵敏度以及所述曝光控制选项进行所述曝光控制，

在上述脸部信息为存在满足预先设定的大小的脸部时，禁止将来自上述摄像元件的多个信号混合并读出的像素混合读出。

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