CN101510960A - 一种手机摄像方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够有效提高手机摄像系统预览速率且不降低拍摄质量的手机摄像方法及装置，适用于多媒体芯片具有ISP功能的手机摄像系统。其主要方案包括：预览参数设置步骤，该步骤用于设置预览时的曝光时间和增益；预览步骤，该步骤用于根据所述预览曝光时间和增益进行图像预览；实际拍摄参数设置步骤，该步骤用于在预览结束后、实际拍摄前设置实际拍摄时的曝光时间和增益；实际拍摄步骤，该步骤用于根据所述设置的实际拍摄曝光时间和增益进行拍摄。本发明对预览单独设置曝光时间和增益，满足了提高预览速率的需要，同时对预览结束后实际拍摄参数的设置提供了专门的解决方案，从而能够实现从预览到实际拍摄的快速过渡。

Description

一种手机摄像方法及装置

技术领域

本发明属于手机摄像技术领域，尤其涉及一种手机摄像操作方法及装置。

背景技术

在手机摄像系统中由于实际的频率、光线等诸多因素的影响，常使得预览速率较慢。目前手机摄像头的像素越来越高，而高像素除了带来高摄像质量之外，也更容易导致预览桢率的下降。手机用户通常都希望预览图像能够达到一定的桢率，这就要求我们设计一种方案，使得预览的桢率能够达到较高的要求。

影响预览图像桢率的因素主要有两个：一是sensor(摄像头)的工作频率，但摄像头的工作频率是固定的；二是当前的曝光时间(et)，曝光时间越长，则桢率越低。

由上面的分析可知，要提高预览图像的帧率，必须修改当前的曝光时间，即必须减少预览时的曝光时间。而预览图像的亮度是由曝光时间和增益(gain)共同决定的，曝光时间增加则亮度增加，曝光时间减少则亮度也减小；增益增大则亮度增大，增益减小则亮度也减小。因此，要提高预览速率并保持亮度不变，就必须减少预览时的曝光时间，并提高增益。然而增益的增加又会导致图像产生噪点，影响拍摄质量。

目前现有技术中，尚不存在有效的技术手段，既能够提高手机摄像系统的预览速率，又不会导致拍摄质量下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够有效提高手机摄像系统预览速率、且不会导致拍摄质量下降的手机摄像方法及装置，本发明方法及装置适用于多媒体芯片具有ISP功能(图像处理功能)，从而能够处理自动曝光的手机摄像系统。

为解决上述技术问题，本发明手机摄像方法包括如下步骤：

预览参数设置步骤，该步骤用于设置预览时的曝光时间和增益；

预览步骤，该步骤用于根据预览参数设置步骤设置的所述曝光时间和增益进行图像预览；

实际拍摄参数设置步骤，该步骤用于在预览结束后、实际拍摄前设置实际拍摄时的曝光时间和增益；

实际拍摄步骤，该步骤用于根据实际拍摄参数设置步骤设置的所述曝光时间和增益进行实际拍摄。

本发明利用手机拍摄时可以停顿的特点，分别设置预览和实际拍摄时的参数，这样在设置预览参数时，可充分考虑到预览的需要，使预览速率能够达到用户的需求；而在预览结束之后设置实际拍摄参数时，可充分考虑实际拍摄的需要，保证拍摄质量。

为了确定地提高预览速率，在所述预览参数设置步骤中，所述曝光时间和增益的设置，应满足得到令用户满意的预览速率和亮度的要求。

为了保证拍摄质量，在所述实际拍摄参数设置步骤中，所述曝光时间和增益的设置，应满足得到良好的实际拍摄效果的要求。

在所述实际拍摄参数设置步骤中，设置实际拍摄时的曝光时间和增益的方法具体可以包括：

A、初步设置实际拍摄时的增益，该增益在摄像头芯片允许设置的增益范围内；

B、根据步骤A中设置的增益，求得对应的曝光时间值；

C、判断步骤B中求得的曝光时间值是否在该手机摄像系统允许设置的曝光时间范围内，是则认为拍摄参数设置成功，否则重新设置增益直至对应的曝光时间处于该手机摄像系统允许设置的曝光时间范围内。

步骤A中，初步设置的所述增益可以为摄像头芯片允许设置的最小增益，以尽量寻求使摄像系统噪点最小化。

步骤B中，根据增益求对应的曝光时间的方法为：

${\mathrm{ET}}_{\mathrm{new}}=\frac{G_{\mathrm{cur}}{\mathrm{ET}}_{\mathrm{cur}}}{f\left(Y_{\mathrm{cur}}\right)G_{\mathrm{new}}},$

其中，ET_new表示新的曝光时间，G_cur表示当前增益，ET_cur表示当前曝光时间值，G_new表示新的增益；而

$f\left(Y_{\mathrm{cur}}\right)=\frac{\ln (M-Y_{\mathrm{cur}})-\ln \left(M\right)}{\ln (M-Y_{\mathrm{new}})-\ln \left(M\right)},$

其中，Y_cur表示当前亮度，Y_new表示新的亮度，M表示手机摄像系统允许的设置的最大亮度。

采用以上方法，根据增益求对应的曝光时间能够实现从预览到实际拍摄的快速过渡。

进一步地，为了维持预览与实际拍摄时亮度不变，Y_cur可以等于Y_new。

步骤C具体可以包括如下分步骤：

C1、判断步骤B中得到的曝光时间值是否在摄像头芯片允许设置的曝光时间范围内，是则认为实际拍摄参数设置成功，以步骤A中设置的所述增益为实际拍摄时的增益，以步骤B中得到的所述曝光时间为实际拍摄时的曝光时间；否则执行步骤C2；

C2、重新设置增益，该增益的设置应保证对应的曝光时间较此前的曝光时间更趋近于摄像头芯片允许设置的曝光时间范围；

C3、根据步骤C2中设置的增益，求得对应的曝光时间值；

C4、判断步骤C3中得到的曝光时间值是否在摄像头芯片允许设置的曝光时间范围内，是则认为实际拍摄参数设置成功，否则返回步骤C2。

本发明方法在所述步骤B之后、步骤C之前还可以进一步包括步骤C0：

C0、如果当前为室外拍摄模式且步骤B中求得的曝光时间值为0，则将实际拍摄曝光时间设置为该手机摄像系统允许设置的最小曝光时间值，此时实际拍摄参数设置结束；如果当前不为室外拍摄模式或者曝光时间不为0，则执行步骤C。

步骤C0是为了解决上述可能出现的特殊情况。

如果当前拍摄模式为室内模式，则为了消除flicker现象，本发明方法在所述步骤C之后，还尽可以进一步包括步骤D：

D、将步骤C中最后确定的所述曝光时间值取整，使其等于室内电灯的电流周期的一半的整数倍，并以该取整后的曝光时间值作为最终的曝光时间值。由于国内电流周期的一半通常为0.01s，因此，此处应使曝光时间值等于0.01s的整数倍。

更进一步地，如果当前拍摄模式为室内模式，则在所述步骤D之后，本发明方法还可以包括步骤E：

E、按照如下公式对步骤C中认定的增益进行修正：

$G_{\mathrm{new}}=\frac{G_{\mathrm{cur}}{\mathrm{ET}}_{\mathrm{cur}}}{f\left(Y_{\mathrm{cur}}\right){\mathrm{ET}}_{\mathrm{new}}},$

其中，G_cur表示步骤C中最后确定的所述增益，ET_cur表示步骤C中最后确定的所述曝光时间，ET_cur表示取整后的曝光时间。

为解决上述技术问题，本发明手机摄像装置包括以下模块：

预览参数设置模块，该模块用于设置预览时的曝光时间和增益；

预览模块，该模块用于根据预览参数设置模块设置的所述曝光时间和增益进行图像预览；

实际拍摄参数设置模块，该模块用于在预览结束后、实际拍摄前设置实际拍摄时的曝光时间和增益；

实际拍摄模块，该模块用于根据实际拍摄参数设置步骤设置的所述曝光时间和增益进行实际拍摄。

本发明的有益效果为：

本发明利用手机拍摄时可以停顿的特点，在进入预览时设置较大的增益和较小的曝光时间，以保证在亮度不降低的情况下，增大预览帧率，从而预览速率能够达到令用户满意的要求；在预览结束后，实际拍摄前则重新设置增益和曝光时间，该重新设置的增益和曝光时间应满足实际拍摄的要求，通常为保证拍摄质量，增益设置的较低。因此，采用本发明提供的方法及装置，一方面能够有效提高手机拍摄系统的预览速率，另一方面不会导致实际拍摄质量的下降。而且本发明实施简便，便于实际推广应用。

附图说明

图1是本发明实施例的设置实际拍摄参数流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本发明适用于多媒体芯片具有ISP功能，从而能够处理自动曝光的手机摄像系统。

本发明手机摄像方法具体包括如下步骤：

1、在进入预览的时候，设置预览时的曝光时间和增益，该曝光时间和增益的设置，应满足得到令用户满意的预览速率和亮度的要求；通常，为了提高预览速率并保证亮度，此时的增益较现有技术中预览时所用的增益更高，而曝光时间则更短；

2、根据第1步设置的曝光时间和增益进行图像预览；

3、在预览结束后、实际拍摄前设置实际拍摄时的曝光时间和增益；该曝光时间和增益的设置，应满足得到良好的实际拍摄效果的要求；

4、根据第3步设置的所述曝光时间和增益进行实际拍摄。

本发明手机摄像装置包括预览参数设置模块、预览模块、实际拍摄参数设置模块和实际拍摄模块；其中，预览参数设置模块用于设置预览时的曝光时间和增益；预览模块用于根据预览参数设置模块设置的所述曝光时间和增益进行图像预览；实际拍摄参数设置模块用于在预览结束后、实际拍摄前设置实际拍摄时的曝光时间和增益；实际拍摄模块用于根据实际拍摄参数设置步骤设置的所述曝光时间和增益进行实际拍摄。

图1是本发明在预览结束后，设置实际拍摄参数的一个实施例的流程示意图，如图所示，设置实际拍摄时所用的增益和曝光时间具体包括如下步骤：

1、设置一个新的gain，该新的gain设置为摄像头芯片允许设置的最小增益，以使噪点最小化，并按照以下公式计算相应的曝光时间et1：

${\mathrm{ET}}_{\mathrm{new}}=\frac{G_{\mathrm{cur}}{\mathrm{ET}}_{\mathrm{cur}}}{f\left(Y_{\mathrm{cur}}\right)G_{\mathrm{new}}},$

其中，ET_cur表示新的曝光时间，G_cur表示当前增益，ET_cur表示当前曝光时间值，G_new表示新的增益；而

$f\left(Y_{\mathrm{cur}}\right)=\frac{\ln (M-Y_{\mathrm{cur}})-\ln \left(M\right)}{\ln (M-Y_{\mathrm{new}})-\ln \left(M\right)},$

其中，Y_cur表示当前亮度，Y_new表示新的亮度，M表示手机摄像系统允许的设置的最大亮度。

2、判断当前模式，如果是室外模式且et1为0，则将曝光时间et设为1(本实施例中，假设手机摄像系统允许设置的最小曝光时间为1)退出；否则判断et1是否大于摄像头芯片允许设置的最大曝光时间et_max，如果是，则重新设置gain，该gain在摄像头芯片允许设置的增益范围内，并执行步骤3，否则执行步骤6。

3、根据重新设置的gain，得到新的曝光时间et2。

4、判断步骤3得到的新的曝光时间et2是否大于摄像头芯片允许设置的最大曝光时间et_max，大于则执行步骤5，否则执行步骤6。

5、判断此前重新设置gain的次数即循环次数是否大于预设的最大循环次数，是则认为出现错误并退出；否则将gain增加一个较小的定值并返回步骤3；其中最大循环次数和较小的定值均可根据实际处理时的需要或结合经验来确定。

6、判断et2是否小于摄像头芯片允许设置的最小曝光时间et_min，是则执行步骤7，否则，若当前拍摄模式为室外则以et2作为实际拍摄所用曝光时间退出，若是室内则为了消除flicker现象需要执行步骤8。

7、判断此时的循环次数是否大于所述预设的最大循环次数，是则认为出现错误并退出；否则将gain减小一个较小的定值并返回步骤3。

8、对et2取整，使其等于室内电灯的电流周期的一半的整数倍，并以该取整后的曝光时间值作为最终的曝光时间值，并执行步骤9。国内电流通常为50赫兹，电流周期的一半为0.01s，因而此处应使曝光时间值等于0.01s的整数倍。

9、按照如下公式对此前确定的增益进行修正：

$G_{\mathrm{new}}=\frac{G_{\mathrm{cur}}{\mathrm{ET}}_{\mathrm{cur}}}{f\left(Y_{\mathrm{cur}}\right){\mathrm{ET}}_{\mathrm{new}}},$

其中，G_cur表示此前确定的增益，ET_cur表示取整前确定的曝光时间，即et2，ET_cur表示取整后的曝光时间。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应注意的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求记载的技术方案及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1、一种手机摄像方法，其特征在于包括如下步骤：

预览参数设置步骤，该步骤用于设置预览时的曝光时间和增益；

预览步骤，该步骤用于根据预览参数设置步骤设置的所述曝光时间和增益进行图像预览；

实际拍摄参数设置步骤，该步骤用于在预览结束后、实际拍摄前设置实际拍摄时的曝光时间和增益；

实际拍摄步骤，该步骤用于根据实际拍摄参数设置步骤设置的所述曝光时间和增益进行实际拍摄。

2、根据权利要求1所述的手机摄像方法，其特征在于：

在所述预览参数设置步骤中，所述曝光时间和增益的设置，应满足得到令用户满意的预览速率和亮度的要求。

3、根据权利要求1或2所述的手机摄像方法，其特征在于，在所述实际拍摄参数设置步骤中，设置实际拍摄时的曝光时间和增益的方法包括：

A、初步设置实际拍摄时的增益，该增益在摄像头芯片允许设置的增益范围内；

B、根据步骤A中设置的增益，求得对应的曝光时间值；

C、判断步骤B中求得的曝光时间值是否在该手机摄像系统允许设置的曝光时间范围内，是则认为拍摄参数设置成功，否则重新设置增益直至对应的曝光时间处于该手机摄像系统允许设置的曝光时间范围内。

4、根据权利要求3所述的手机摄像方法，其特征在于，在步骤B中，根据增益求对应的曝光时间的方法为：

${\mathrm{ET}}_{\mathrm{new}}=\frac{G_{\mathrm{cur}}{\mathrm{ET}}_{\mathrm{cur}}}{f\left(Y_{\mathrm{cur}}\right)G_{\mathrm{new}}},$

其中，ET_new表示新的曝光时间，G_cur表示当前增益，ET_cur表示当前曝光时间值，G_new表示新的增益；而

$f\left(Y_{\mathrm{cur}}\right)=\frac{\ln (M-Y_{\mathrm{cur}})-\ln \left(M\right)}{\ln (M-Y_{\mathrm{new}})-\ln \left(M\right)},$

其中，Y_cur表示当前亮度，Y_new表示新的亮度，M表示手机摄像系统允许的设置的最大亮度。

5、根据权利要求3或4所述的手机摄像方法，其特征在于：

步骤A中，初步设置的所述增益为摄像头芯片允许设置的最小增益。

6、根据权利要求3或4所述的手机摄像方法，其特征在于，所述步骤C具体包括如下分步骤：

C1、判断步骤B中得到的曝光时间值是否在摄像头芯片允许设置的曝光时间范围内，是则认为实际拍摄参数设置成功；否则执行步骤C2；

C2、重新设置增益，该增益的设置应保证对应的曝光时间较此前的曝光时间更趋近于摄像头芯片允许设置的曝光时间范围；

C3、根据步骤C2中设置的增益，求得对应的曝光时间值；

C4、判断步骤C3中得到的曝光时间值是否在摄像头芯片允许设置的曝光时间范围内，是则认为实际拍摄参数设置成功，否则返回步骤C2。

7、根据权利要求3或4所述的手机摄像方法，其特征在于，该方法在步骤B之后、步骤C之前还包括步骤C0：

C0、如果当前为室外拍摄模式且步骤B中求得的曝光时间值为0，则将实际拍摄曝光时间设置为该手机摄像系统允许设置的最小曝光时间值，此时实际拍摄参数设置结束；如果当前不为室外拍摄模式或者曝光时间不为0，则执行步骤C。

8、根据权利要求3或4所述的手机摄像方法，其特征在于，如果当前拍摄模式为室内模式，则本发明方法在所述步骤C之后，还包括步骤D：

D、将步骤C中最后确定的所述曝光时间值取整，使其等于室内电灯的电流周期的一半的整数倍，并以该取整后的曝光时间值作为最终的曝光时间值。

9、根据权利要求8所述的手机摄像方法，其特征在于，该方法在所述步骤D之后，还包括步骤E：

E、按照如下公式对步骤C中认定的增益进行修正：

$G_{\mathrm{new}}=\frac{G_{\mathrm{cur}}{\mathrm{ET}}_{\mathrm{cur}}}{f\left(Y_{\mathrm{cur}}\right){\mathrm{ET}}_{\mathrm{new}}},$

其中，G_cur表示步骤C中最后确定的所述增益，ET_cur表示步骤C中最后确定的所述曝光时间，ET_cur表示取整后的曝光时间。

10、一种手机摄像装置，其特征在于包括以下模块：

预览参数设置模块，该模块用于设置预览时的曝光时间和增益；

预览模块，该模块用于根据预览参数设置模块设置的所述曝光时间和增益进行图像预览；

实际拍摄参数设置模块，该模块用于在预览结束后、实际拍摄前设置实际拍摄时的曝光时间和增益；

实际拍摄模块，该模块用于根据实际拍摄参数设置步骤设置的所述曝光时间和增益进行实际拍摄。