CN103002224B - 摄像装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像装置及其控制方法。该摄像装置包括：摄像单元，其拍摄被摄体图像；补偿单元，其在显示单元依次显示基于由所述摄像单元连续拍摄图像而获得的图像数据的图像时，进行与拍摄场景相对应的曝光补偿；照明控制单元，其控制用于照明被摄体的照明设备；以及控制单元，其在所述补偿单元进行曝光补偿并且所述显示单元依次显示基于由所述摄像单元连续拍摄图像而获得的图像数据的图像时接通处于关闭状态的所述照明设备的情况下，控制减少所述补偿单元的曝光补偿的补偿量，并且然后接通所述照明设备。

Description

摄像装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及摄像装置中的摄像灯的接通/关闭控制。

背景技术

传统地，在诸如夜景的黑暗场景的静止图像拍摄中，可以通过从诸如电子闪光灯的发光设备发光以增加被摄体的照度(illuminance)来拍摄背景和被摄体。电子闪光灯具有高照度但发出闪光，因此，在被摄体总需要被照明(如运动图像拍摄中)时无效。为了在运动图像拍摄中同时拍摄背景和被摄体，存在接通摄像灯以增加被摄体照度来进行拍摄的摄像装置。例如，日本专利特开第2007-318673号公报公开了一种传感器照相机，其确定环境亮度(brightness)，并且当亮度等于或低于预定值时，接通照明单元并控制照明单元的光量。

然而，当环境亮度被确定以控制照明单元的光量时，如日本专利特开第2007-318673号公报公开的照相机，伴随灯接通时的曝光变化的辉度(luminance)的会聚可能被记录下来，从而降低运动图像质量。例如在能够从静止图像模式一键切换至运动图像记录的照相机中，在照明单元的自动控制和运动图像记录同时执行时，可能发生这种情况。将参照图4A至4E说明该状态。在静止图像模式中，显示单元显示作为由图像传感器周期性地拍摄的图像的所谓的实时取景图像。作为实时取景图像，显示单元显示如下图像，即，针对该图像进行曝光补偿，使得即使在人存在于黑暗环境中的夜景中也能够容易地看见人，如图4A所示。当在曝光补偿状态中指定运动图像记录的开始时，在运动图像记录开始时，照明单元根据环境亮度而发出光。然而，如果维持曝光补偿以使实时取景图像明亮，则人变得比所需要的更加明亮，如图4C所示。之后，曝光被会聚以优化过度明亮的人的辉度。这种曝光变化发生在指定运动图像记录的开始之后。因此，在图4C至4E中的所有状态被记录为运动图像，从而降低运动图像质量。

发明内容

本发明被设计为解决上述问题，并且防止在拍摄运动图像的情况下降低照明灯接通操作时的运动图像质量。

根据本发明的第一方面，提供了一种摄像装置，该摄像装置包括：摄像单元，其拍摄被摄体图像；补偿单元，其在显示单元依次显示基于由所述摄像单元连续拍摄图像而获得的图像数据的图像时，进行与拍摄场景相对应的曝光补偿；照明控制单元，其控制用于照明被摄体的照明设备；以及控制单元，其在所述补偿单元进行曝光补偿并且所述显示单元依次显示基于由所述摄像单元连续拍摄图像而获得的图像数据的图像时接通处于关闭状态的所述照明设备的情况下，控制减少所述补偿单元的曝光补偿的补偿量，并且然后接通所述照明设备。

根据本发明的第二方面，提供了一种摄像装置的控制方法，该摄像装置包括：摄像单元，其拍摄被摄体图像；补偿单元，其在显示单元依次显示基于由所述摄像单元连续拍摄图像而获得的图像数据的图像时，进行与拍摄场景相对应的曝光补偿；以及照明控制单元，其控制用于照明被摄体的照明设备，所述控制方法包括以下步骤：在所述补偿单元进行曝光补偿并且所述显示单元依次显示基于由所述摄像单元连续拍摄图像而获得的图像数据的图像时接通处于关闭状态的所述照明设备的情况下，控制减少所述补偿单元的曝光补偿的补偿量，并且然后接通所述照明设备。

根据以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的摄像装置的框图；

图2是示出根据实施例的摄像装置的操作的流程图；

图3A至图3F是示出本发明实施例中的效果的图；

图4A至图4E是示出传统技术中的问题的图；

图5是示出灯接通和关闭操作的流程图；

图6A至图6C是示出增加关闭辉度的操作的图；

图7A至图7D是示出在灯接通时的闪动(hunting)的图；

图8A至图8C是示出本发明实施例中防止闪动效果的图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的实施例。图1是示出用作根据本发明的摄像装置的实施例的数字照相机的功能布置的框图。

操作单元101包括由本实施例中的数字照相机的操作员操作以将各种指令输入到数字照相机的开关、按钮等。操作单元101包括快门开关和触摸传感器(其使得能够通过触摸显示设备来操作)。

控制单元102控制图1所示的各个单元的操作，并根据来自操作单元101的指令控制各个单元。图像传感器103拍摄被摄体图像。图像传感器103接收已经通过透镜108a和曝光机构109a的光，并且输出与光量相对应的信号。

A/D转换单元104针对从图像传感器103输出的模拟图像信号进行采样、增益调整、A/D转换等，并且输出数字图像信号。图像处理单元105针对从A/D转换单元104输出的数字图像信号进行各种图像处理，并且输出处理后的数字图像信号。例如，图像处理单元105将从A/D转换单元104接收的数字图像信号转换为YUV图像信号，并且输出YUV图像信号。

发光处理单元106根据来自控制单元102的指令进行发光单元107(稍后描述)的照明控制。注意，以下的实施例将说明控制单元102进行发光单元107的接通/关闭确定(照明确定)的情况。然而，发光处理单元106可以接收来自控制单元102的信息以进行发光单元107的接通/关闭确定(照明确定)。发光单元107包括诸如LED的能够长期连续发光的光源(下文中称为灯)。发光单元107接收来自发光处理单元106的指令以接通/关闭灯。EF处理单元110计算电子闪光单元111的发光量，并且控制电子闪光单元111的发光。电子闪光单元111包括能够发出闪光的光源(下文中称为电子闪光灯)。电子闪光单元111接收来自EF处理单元110的发光指令并且发出闪光。

AF处理单元108通过根据来自控制单元102的指令驱动透镜108a来调节焦点。

AE处理单元109通过根据来自控制单元102的指令驱动曝光机构109a来控制曝光。注意，AE处理单元109通过根据来自控制单元102的指令控制图像传感器的快门速度(电荷累积时间)、A/D转换单元104的增益(拍摄感光度)等来控制曝光。

显示单元115由液晶、有机EL等形成显示画面，并且显示设置曝光信息、当前实时取景图像等。注意，实时取景图像是当显示单元115依次显示基于由图像传感器103连续拍摄图像而获得的图像数据的图像时的图像。显示单元115依次显示基于由图像传感器103连续拍摄图像而获得的图像数据的图像的状态，将被称为“在实时取景图像显示期间”。格式转换单元112将从图像处理单元105输出的数字图像信号(图像数据)的格式转换为诸如JPEG的格式，并且将转换后的数字图像信号输出到图像记录单元113。图像记录单元113进行如下处理，即将从格式转换单元112接收的格式转换后的图像数据记录在数字照相机的内部存储器(未示出)、插入在数字照相机中的外部存储器等上。

外部连接单元114用于连接外部设备，并且能够将图像数据发送到所连接的外部设备。通过将图像数据发送到经由外部连接单元114连接的外部显示设备，外部显示设备也能够显示实时取景图像。

将参照图2和图3A至图3F说明在使用根据实施例的数字照相机拍摄图像时的操作。

<处理序列>

当数字照相机的操作员接通包括在操作单元101中的电源开关时，控制单元102检测到该操作并将电力供给到数字照相机的各个构成单元。然后，图2所示的流程图开始。当数字照相机的各个构成单元通电时，快门打开，图像传感器103经由透镜108a和曝光机构109a接收光。也就是说，对实时图像进行曝光(步骤S201)。在曝光时图像传感器中累积的电荷被读出，并且作为模拟图像信号输出到A/D转换单元104(步骤S202)。

A/D转换单元104针对从图像传感器103输出的模拟图像信号进行采样、增益调整、A/D转换等，并且输出数字图像信号。图像处理单元105针对从A/D转换单元104输出的数字图像信号进行各种图像处理，并且输出处理后的数字图像信号。在这种情况下，针对图像分析并行执行块分割处理，获得各个块的色调、色度和辉度(步骤S203)。

所获得的各个块的辉度被传送到控制单元102。控制单元102使用基于预定的条件确定的权重来计算各个块的辉度的加权平均，从而获取用作画面内的辉度值的Bv值。控制单元102基于所获取的Bv值计算曝光控制值。针对如图3A所示的人存在于黑暗环境的夜景的拍摄场景，还计算用于补偿曝光控制值的曝光补偿值，使得如图3B所示能够容易地看见人(步骤S204)。也就是说，在步骤S204中，控制单元102执行与拍摄场景相对应的曝光补偿。AE处理单元109基于反映曝光补偿值的曝光控制值控制曝光，并且将被摄体辉度值会聚至期望的辉度值(步骤S205)。步骤S201至S205总是在反馈处理中执行。之后，控制单元102确定是否按下了运动图像按钮(步骤S206)。

如果在该状态下按下了运动图像按钮，则控制单元102基于在步骤S204中获取的Bv值进行灯接通/关闭确定(步骤S207)。注意，稍后将描述灯接通/关闭确定。

如果控制单元102确定接通灯，则其指示AE处理单元109不反映迄今已反映的曝光补偿值。在接收到来自控制单元102的指令时，AE处理单元109取消曝光补偿处理并且控制曝光，如图3C所示(步骤S209)。在取消曝光补偿处理之后，控制单元102指示发光处理单元106接通灯。在接收到来自控制单元102的指令时，发光处理单元106接通灯，如图3D所示(步骤S210)。通过基于在曝光补偿处理已经被取消并且灯接通的状态下执行曝光所获取的图像数据的辉度值来控制曝光，辉度被会聚到期望的辉度值(步骤S211)。

此时，会聚速度被设置为与在步骤S205中辉度被会聚至期望的辉度值时使用的会聚速度不同。在步骤S205中，辉度值在拍摄之前的实时取景图像显示期间(下文中也被称为“在实时取景期间”)会聚。会聚速度被设置为使得实时取景图像的闪烁几乎不明显。这是因为，如果辉度值被急剧会聚，则辉度在实时取景图像之间显著改变。如稍后将要描述的，在步骤S212中，在步骤S211中辉度值会聚之后，运动图像记录开始。在步骤S211中，优先缩短按下运动图像按钮之后直到运动图像记录开始的时间。因此，辉度值会聚速度被设置为高于步骤S205中的会聚速度，如图3E所示。在运动图像记录期间曝光变化时，会聚速度被设置为使闪烁不太显眼，如同在静止图像模式下的实时取景期间。因此，在步骤S211中的会聚速度高于在运动图像记录期间的会聚速度。控制单元102在辉度值变得稳定的状态下开始运动图像记录，如图3F所示(步骤S212)。此时，控制单元102基于图像数据确定辉度值是否稳定。作为选择，从灯刚接通之后的辉度值到使辉度值稳定所花费的时间的前提下设置的时间经过时，运动图像记录可以开始。

然后，针对在会聚和曝光时获得的运动图像进行各种图像处理，从而输出处理后的数字图像信号。格式转换单元112将从图像处理单元105输出的数字图像信号(图像数据)的格式转换为诸如MPEG的格式，并且将格式转换后的图像数据输出到图像记录单元113。图像记录单元113将格式转换后的图像数据记录在预定的存储器上。

在以上处理中，曝光补偿处理被取消(不进行曝光补偿)，然后灯被接通。也可以减少曝光补偿的补偿量，并且然后接通灯。

将说明步骤S207中的灯接通/关闭确定。图5是示出灯接通/关闭控制的流程图。

在图5中，首先，获取表示画面内的辉度值的Bv值(步骤S601)。在步骤S204中计算Bv值。确定灯现在是否关闭(步骤S602)。如果灯关闭并且所获取的Bv值是等于或大于灯接通Bv值，则确定保持关闭状态(步骤S611)。如果Bv值小于灯接通Bv值，则确定接通灯(步骤S604)。到该步骤的处理对应于步骤S207中的灯接通/关闭确定。

下面的描述甚至包括在另一情形下的灯接通/关闭确定。

在根据步骤S604的确定结果接通灯之后，处理等待辉度值的会聚(等待直到辉度值稳定在稳定的水平)。然后，从曝光稳定之后的图像数据获取会聚辉度Bvl(步骤S605)。

将会聚辉度Bvl与针对默认的关闭Bv值(关闭条件)被设置为场景中的辉度变化的范围(margin)的ConvergeBvTH进行比较(步骤S606)。如果会聚辉度Bvl等于或低于ConvergeBvTH(图6A)，则关闭Bv值保持默认值(步骤S610)。如果确定会聚辉度Bvl几乎达到关闭Bv值(Bvl＞ConvergeBvTH：图6B)，则关闭Bv值被设置为通过将会聚辉度增加预定的辉度而获得的值，如图6C所示(步骤S607)。如果在步骤S607中增加关闭Bv值时，关闭Bv值变得过大，则在操作员实际想关闭灯的场景中可能无法关闭灯。为了防止这种情况，确定通过将会聚辉度增加预定的辉度而获得的值Light_OffBv是否超过上限值OffBvUpTH(步骤S608)。如果Light_OffBv超过上限值OffBvUpTH，则将OffBvUpTH设置为Light_OffBv(步骤S609)。

如果在步骤S602中确定灯接通，则确定Bv值是否大于关闭Bv值(步骤S612)。如果Bv值等于或小于关闭Bv值，则确定保持灯接通(步骤S615)。如果Bv值大于关闭Bv值，则确定关闭灯，并且关闭Bv值返回到默认值(步骤S614)。

如图7A至7D所示，这能够抑制在灯接通时被摄体过度曝光并再次关闭灯的闪动。能够实现如图8A至图8C所示的适当的灯接通操作。

如上所述，即使在从静止图像模式一键切换至开始运动图像记录时，用于运动图像记录的灯被接通的情况下，运动图像记录也在灯接通时的曝光变化稳定之后开始。因此，能够防止运动图像质量的下降。

在取消曝光补偿处理之后接通灯。此外，在灯刚接通之后的辉度值会聚速度被设置为高于在实时取景期间的会聚速度。在防止运动图像质量下降的同时，运动图像记录能够快速开始。

此外，通过根据在将灯从关闭状态切换到接通状态时被摄体辉度值的变化来改变用于确定关闭灯的阈值，能够防止闪动。

在以上实施例中，已经描述了在静止图像模式中按下运动图像按钮的情况。然而，本发明不限于静止图像模式，只要运动图像拍摄从在实时取景期间进行曝光补偿的状态开始即可。

发光处理单元106和发光单元107可以是可附加至数字照相机的外部照明设备。作为选择，发光单元107的光源可以用作电子闪光单元111的光源。

控制单元102可以执行由发光处理单元106和EF处理单元110执行的处理。

当在运动图像记录之前的实时取景期间进行曝光补偿时，可以省略步骤S209中的处理，以仅改变会聚速度。

在即将开始运动图像记录前的辉度值的会聚中，能够通过将会聚速度设置为高于正常速度来缩短会聚时间。然而，如果辉度值即使以正常速度也能够在十分短的会聚时间内会聚，则不可以增加会聚速度。

在即使在运动图像记录前的实时取景期间进行曝光补偿，灯接通时的曝光变化也较小的情况下，也就是说，被摄体辉度即使在灯接通时也不超过预定值的情况下，可以不取消曝光补偿处理。

虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的结构和功能。

Claims (7)

1.一种摄像装置，该摄像装置包括：

摄像单元，其拍摄被摄体图像；

补偿单元，其在显示单元依次显示基于由所述摄像单元连续拍摄图像而获得的图像数据的图像时，进行与拍摄场景相对应的曝光补偿；

照明控制单元，其控制用于照明被摄体的照明设备；以及

控制单元，其控制所述补偿单元和所述照明控制单元，

其中，在所述补偿单元进行曝光补偿并且所述显示单元依次显示基于由所述摄像单元连续拍摄图像而获得的图像数据的图像时接通处于关闭状态的所述照明设备的灯的情况下，所述控制单元控制所述补偿单元的曝光补偿的补偿量，以减少在接通所述照明设备的灯之前在所述照明设备的灯的关闭状态中使用的补偿量，并且然后接通所述照明设备的灯。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，在所述补偿单元进行曝光补偿并且所述显示单元依次显示基于由所述摄像单元连续拍摄图像而获得的图像数据的图像时接通处于关闭状态的所述照明设备的灯的情况下，所述控制单元控制不进行所述补偿单元的曝光补偿，并且然后接通所述照明设备的灯。

3.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述控制单元基于在接通所述照明设备的灯之后由所述摄像单元拍摄图像而获得的图像数据，来改变是否关闭所述照明设备的灯的条件。

4.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述控制单元基于从由所述摄像单元拍摄图像而获得的图像数据中获取的被摄体辉度，来确定是否接通所述照明设备的灯，并且基于从在接通所述照明设备的灯之后由所述摄像单元拍摄图像而获得的图像数据中获取的被摄体辉度，来改变是否关闭所述照明设备的灯的条件。

5.根据权利要求4所述的摄像装置，该摄像装置还包括：

运动图像记录单元，其基于由所述摄像单元拍摄图像而获得的图像数据进行运动图像记录，

其中，所述控制单元确定在所述运动图像记录单元的运动图像记录开始之前是否接通所述照明设备的灯。

6.根据权利要求5所述的摄像装置，其中，在伴随着所述运动图像记录单元的运动图像记录开始而接通所述照明设备的灯的情况下，所述控制单元控制在接通所述照明设备的灯之后进行曝光控制，并且然后开始所述运动图像记录单元的运动图像记录。

7.一种摄像装置的控制方法，该摄像装置包括：摄像单元，其拍摄被摄体图像；补偿单元，其在显示单元依次显示基于由所述摄像单元连续拍摄图像而获得的图像数据的图像时，进行与拍摄场景相对应的曝光补偿；以及照明控制单元，其控制用于照明被摄体的照明设备，所述控制方法包括以下步骤：

在所述补偿单元进行曝光补偿并且所述显示单元依次显示基于由所述摄像单元连续拍摄图像而获得的图像数据的图像时接通处于关闭状态的所述照明设备的灯的情况下，控制所述补偿单元的曝光补偿的补偿量，以减少在接通所述照明设备的灯之前在所述照明设备的灯的关闭状态中使用的补偿量，并且然后接通所述照明设备的灯。