CN103299227B - 图像捕获设备和图像捕获方法 - Google Patents

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Abstract

一种图像捕获设备包括：图像捕获单元，其通过镜头捕获主体图像并将该主体图像转换为电信号；图像显示单元，其显示图像；指定接受单元，其被提供在图像显示单元的显示表面上，并接受对图像显示单元上显示的图像上的多个位置的指定；范围‑查找单元，其通过使用多个二维图像传感器进行与所述主体的距离的范围查找；区域设定单元，其对于包括通过指定接受单元指定的多个位置的部位设定从范围‑查找结果获得的范围‑查找区域；位置确定单元，其基于范围‑查找区域的距离确定焦点对准的位置；以及连续拍摄单元，其在对焦对准位置处进行图像捕获。

Description

图像捕获设备和图像捕获方法
技术领域
本发明涉及图像捕获设备和图像捕获方法。
背景技术
诸如数字静态照相机的电子图像捕获设备，通常包括自动对焦（AF）单元，该自动对焦单元自动地对焦在物体上。作为用于AF单元的AF控制方法，爬山（hill-climbing）AF控制被广泛地使用（参见，例如，日本经审查的专利申请公开第S39-5265号）。通过基于从图像传感器输出的视频信号计算邻近像素的亮度差的积分，以及通过使用亮度差的积分作为用于评估对焦程度的AF评估值，来进行爬山AF控制。处于焦点对准（in-focus）状态时，物体的边缘部分是高对比的，且因此相邻像素的亮度差较大；因此，AF评估值较大。反之，在失焦状态，物体的边缘部分是模糊不清的，且因此相邻像素的亮度差较小；因此，AF评估值小。在AF操作期间，AF单元使得镜头移动、同时一个接一个地获得一连串AF评估值，并且使得镜头停在充当具有最大AF评估值的对焦对准位置的位置处，或者换言之，停在峰值位置处。
近几年，提供了一种实现对于以下场景有效的功能的技术，该场景包括视野中大量的焦距，如同在拍摄花朵的靠近（close-up）照片的情况中。该技术允许用户通过使得相机基于关于物体的信息自动地确定从相机到多个点的焦距来在拍摄之后选择对焦在期望的区域上的图像，在当对焦移动到每个所述距离时进行高速连续的拍摄，并将该拍摄得到的图像存储为具有多图片格式的电子文件。
在日本专利申请特开第H04-158322中公开了以下技术（自动跟踪特性），该技术用于获得对焦区域中的亮度分布的平均值（重心），通过比较不同帧（frame）之间的平均值来检测物体的移动，通过跟踪该移动使该对焦区域移动到新的对焦区域，以及在新的对焦区域中检测对焦对准的位置。
在日本专利申请公开第2010-128395中建议了一种图像捕获设备，其基于由用户在屏幕上指定的线来确定自动对焦区域，从而使得可以准确地指定对焦目标物体。
然而，根据在日本经审查的专利申请公开第S39-5265等中公开的传统AF技术，在高速连续拍摄之前进行AF范围-查找扫描。已知该AF范围-查找扫描是耗时的，这是因为AF范围-查找扫描是通过当对焦镜头在整个区域上移动的同时获得AF评估值且一个接一个地选择峰值位置来进行的，其中该对焦镜头是可移动。
日本专利申请公开第H04-158322或第2010-128395中公开的允许指定要被对焦的物体的技术在自动对焦中涉及的处理时间上同样是耗时的，这可能导致丧失拍摄图像的良好机会。
本发明是鉴于上述情景而构思的，且本发明提供了一种图像捕获设备和图像捕获方法，通过该设备和方法，用户可以在与快速范围-查找处理相关联地在期望的瞬间、连续地拍摄想要的照片。
发明内容
本发明的目的是至少部分地解决传统技术中的问题。
一种图像捕获设备，包括：图像捕获单元，其通过镜头捕获主体图像并将该主体图像转换为电信号；图像显示单元，其基于来自所述图像捕获单元的电信号来显示图像；指定接受单元，其被提供在所述图像显示单元的显示表面上，并且接受对所述图像显示单元上显示的图像上的多个位置的指定；范围-查找单元，其通过使用多个二维图像传感器进行与所述主体的距离的范围查找；区域设定单元，其对于包括通过所述指定接受单元指定的多个位置的部位，设定从自所述范围查找单元输出的范围查找结果获得的范围-查找区域；位置确定单元，其基于由所述区域设定单元设定的范围-查找区域的距离，确定多个对焦对准位置；以及连续拍摄单元，其在由所述位置确定单元确定的多个对焦对准位置处进行图像捕获。
一种用于在图像捕获设备中捕获图像的图像捕获方法，该图像捕获设备包括：图像捕获单元，其通过镜头捕获主体图像并将该主体图像转换为电信号；图像显示单元，其基于来自所述图像捕获单元的电信号来显示图像；指定接受单元，其被提供在所述图像显示单元的显示表面上，并且接受对所述图像显示单元上显示的图像上的多个位置的指定；以及范围-查找单元，其通过使用多个二维图像传感器进行与所述主体的距离的范围查找。所述图像捕获方法包括：使得控制所述图像捕获设备的控制单元执行以下步骤：作为区域设定单元，对于包括通过所述指定接受单元指定的多个位置的部位，设定从自所述范围查找单元输出的范围查找结果获得的范围-查找区域；作为位置确定单元，基于由所述区域设定单元设定的范围-查找区域的距离，确定多个对焦对准位置；以及作为连续拍摄单元，在由所述位置确定单元确定的多个对焦对准位置处进行图像捕获。
通过阅读以下本发明的目前优选实施例的详细描述，当关于附图一起考虑时，将会更好地理解本发明的上述及其它目的、特性、优点和技术和工业的意义。
附图说明
图1是示出根据一个实施例的数字静态相机的外观的示例的俯视图；
图2是示出该数字静态相机的外观的示例的前视图；
图3是示出该数字静态相机的外观的示例的后视图；
图4是示出该数字静态相机的内部系统的示例性配置的框图；
图5是示出包括在该数字静态相机中的范围-查找单元的内部配置的图；
图6是图像传感器的基底的内部框图；
图7是示出图像传感器的图像-信号获得时序的时序图；
图8A是用于解释范围-查找和光测量（photometry）的基本原理（使用线传感器的范围-查找方法）的图；
图8B是用于解释范围-查找和光测量的基本原理（使用线传感器的范围-查找方法）的图；
图9是示出布置在图像传感器上的二维区域的示例的配置图；
图10是解释由数字静态相机的范围-查找单元进行的范围-查找处理的图；
图11是示出作为范围-查找单元的图像传感器之一的电荷耦合器件（CCD）内部的分割的区域的示例的图；
图12是示出从取景器模式到高速连续拍摄的处理流程的流程图；
图13是用于解释根据第一实施例的区域选择处理的流程图；
图14是用于解释根据第二实施例的区域选择处理的流程图；
图15是用于解释光测量和范围-查找处理的流程图；
图16是用于解释图15中示出的光测量和范围-查找处理中的光测量的流程图；
图17是用于解释图15中示出的光测量和范围-查找处理中的范围-查找处理的流程图；
图18A是用于解释根据第一实施例从范围-查找处理到区域设定处理的处理的图；
图18B是用于解释根据第一实施例从范围-查找处理到区域设定处理的处理的图；
图18C是用于解释根据第一实施例从范围-查找处理到区域设定处理的处理的图；
图18D是用于解释根据第一实施例从范围-查找处理到区域设定处理的处理的图；
图18E是用于解释根据第一实施例从范围-查找处理到区域设定处理的处理的图；
图18F是用于解释根据第一实施例从范围-查找处理到区域设定处理的处理的图；
图18G是用于解释根据第一实施例从范围-查找处理到区域设定处理的处理的图；
图18H是用于解释根据第一实施例从范围-查找处理到区域设定处理的处理的图；
图19A是用于解释根据第二实施例从范围-查找处理到区域设定处理的处理的图；
图19B是用于解释根据第二实施例从范围-查找处理到区域设定处理的处理的图；
图19C是用于解释根据第二实施例从范围-查找处理到区域设定处理的处理的图；
图19D是用于解释根据第二实施例从范围-查找处理到区域设定处理的处理的图；
图19E是用于解释根据第二实施例从范围-查找处理到区域设定处理的处理的图；
图19F是用于解释根据第二实施例从范围-查找处理到区域设定处理的处理的图；
图19G是用于解释根据第二实施例从范围-查找处理到区域设定处理的处理的图；
图20A是示出可以在触摸面板上进行的“轻击（tap）”操作的图；
图20B是示出可以在触摸面板上进行的“按压-并-保持（press-and-hold）”操作的图；
图20C是示出可以在触摸棉棒上进行的“拖拽（drag）”操作的图。
具体实施方式
参照附图详细描述根据本发明的示例性实施例的图像捕获设备和图像捕获方法。
[实施例的概述]
根据示例性实施例的一个方面，图像捕获设备和图像捕获方法的特征在于，包括图像显示屏上的触摸面板的图像捕获设备通过使用二维图像传感器作为范围-查找单元来进行多-目标自动对焦（以下，自动对焦被称作为“AF”），通过首先进行的触摸操作来确定第一对焦-目标对象，随后通过拖拽操作拖出（draw）包括其它对焦-目标对象的轨迹来确定除了第一对焦-目标对象以外的其它对焦-目标对象，并且最终通过分离操作来确定最后的对焦-目标对象，并且因此能够通过单个手势操作在多个点处选择物体的位置。
[数字静态相机的配置]
首先参照以下的图1至图5描述根据一个实施例的数字静态相机的配置。
[数字静态相机的外观]
图1至图3是分别示出根据第一实施例的数字静态相机的外观的示例的俯视图、前视图、后视图的图。如图1所示，在数字静态相机的顶面上提供有释放开关（release switch）SW1、模式转盘SW2以及触摸面板子（sub）液晶显示器（LCD）1。如图2所示，数字静态相机在前表面上包括：包括拍摄镜头的镜头筒单元7、光学取景器4、闪光灯发光单元3、范围-查找单元5、用于远程控制的光接收单元6、以及存储卡槽和电池槽的盖2。如图3所示，该数字静态相机在后表面包括电源开关13、包括触摸面板的LCD监视器10、充当AF的信号的AF发光二极管（LED）8、频闪（strobe）LED9、光学取景器4、广角缩放开关SW3、长焦缩放开关SW4、自定时设定/复原开关SW5、菜单开关SW6、向上/闪光灯开关SW7、向右开关SW8、显示开关SW9、向下/宏开关SW10、向左/图像-查看开关SW11、OK开关SW12、以及使得能够快速访问拍照设定的快速访问开关SW13。同时，上述的元件的功能类似于已知的数字静态相机的功能。
[数字静态相机的示例性系统配置]
图4是示出数字静态相机内部的示例性系统配置的框图。如图4所示，数字静态相机被配置从而使得由数字静态相机处理器104来控制元件（以下，称为“处理器104”）。处理器104包括第一电荷耦合器件（CCD1）-信号处理块104-1、第二CCD（CCD2）-信号处理块104-2、中央处理单元（CPU）块104-3、本地静态随机存取存储器（SRAM）104-4、通用串行总线（USB）块104-5、串行块104-6、JPEG编解码器块104-7、调整大小104-8、电视-信号显示块104-9、以及存储卡控制器块104-10，其通过总线互相连接。
CCD1-信号处理块104-1向时序生成器（TG）102-4供应垂直同步信号VD和水平同步信号HD。CCD2-信号处理块104-2通过过滤处理将输入信号转换为亮度数据和色差数据。
配置处理器104的CPU块104-3以控制由语音记录电路115-1执行的语音记录操作。语音由麦克风115-3转化为音频信号，其被输入到麦克风放大器115-2中，该放大器115-2输出放大的信号。语音记录电路115-1根据从CPU块104-3输入的指令来记录该放大的信号。
CPU块104-3还控制语音再现电路116-1的操作。语音再现电路116-1被配置以再现记录在适当的存储器中的语音信号，将该语音信号输入到音频放大器116-2中，并且使得扬声器116-3根据从CPU块104-3输入的指令来输出语音。
CPU块104-3还被配置以通过控制闪光灯电路114的操作使得闪光灯发光单元3发出亮光。CPU块104-3还控制范围-查找单元5的操作。
CPU块104-3连接到外部提供给处理器104的子CPU109。子CPU109通过LCD驱动器111控制由子LCD1进行的显示。子CPU109还被连接到、并控制AF LED、频闪LED9、光接收单元6、由开关SW1至SW13形成的操作键单元、以及蜂鸣器113。
本地SRAM104-4临时地存储控制操作等中涉及的数据。USB块104-5连接到USB连接器122，通过该连接器122，USB块104-5与诸如个人计算机（PC）的外部设备进行USB通信。串行（serial）块104-6经由串行驱动器电路123-1连接到RS-232C连接器123-2，以与诸如PC的外部设备进行串行通信。JPEG编解码器块104-7进行JPEG压缩和解压缩。调整大小块104-8通过内插来增加/减少图像数据大小。电视-信号显示块104-9经由LCD驱动器117连接到LCD监视器10，并经由视频放大器118连接到视频插座119。电视-信号显示块104-9将图像数据转换为视频信号，以在外部显示设备（诸如LCD监视器或电视）上显示。存储卡控制器块104-10连接到接触点，其中存储卡槽121中有存储卡，且控制存储捕获的图像数据的该存储卡。
用于临时存储要经受各种处理的图像数据的同步动态RAM（SDRAM）103也被外部提供给处理器104，并且经由总线连接到处理器104。要存储在SDRAM103中的图像数据的示例包括“原始-RGB图像数据”，其经由前端集成电路（F/E-IC）102从CCD101输入，并且已经由CCD1-信号处理块104-1进行过白平衡校正和伽马校正（gamma correction），“YUV图像数据”，由CCD2-信号处理块104-2已经对其进行过亮度-数据转换/色差-数据转换，以及“JPEG图像数据”，由JPEG编解码器块104-7已经对其进行过JPEG压缩。
RAM107、内置存储器120和只读存储器（ROM）108也被外部提供到处理器104，并经由总线连接到处理器104。ROM108存储可以被CPU块104-3读取的以程序代码编写的控制程序、用于控制其操作的参数等。当通过电源开关13的操作来接通对数字静态相机的电源供应时，控制程序被从ROM108加载到本地SRAM104-4或还没用作主存储器的RAM107。CPU块104-3根据控制程序来控制设备中每个元件的操作。内置存储器120是被用作存储捕获的图像数据的存储器的存储器。该内置存储器120被提供从而使得即使当存储卡槽121中没有插入存储卡时也可以存储存储捕获的图像数据。
控制程序包括各种处理程序，诸如“范围-查找处理单元”，其具有用于处理来自范围-查找单元5的输出（范围-查找的结果）以及设定范围-查找区域的范围-查找-区域设定功能；“指定接受单元”，其基于通过触摸屏输入的信息来确定用户在触摸面板上触摸的位置并接受该输入信息；“脸部-区域检测单元”，其检测SDRAM103中存储的图像数据中的主体的脸部区域（脸部区域是包括主体的脸部的轮廓的区域）；“图像-显示处理单元”，其显示在触摸面板上指定的区域或LCD上的图像数据；“连续拍摄处理单元”，其具有所谓的高速连续拍摄功能，用于以高速连续地捕获静态图像；以及“镜头位置确定单元”，其具有确定对焦对准位置以用于将距离列表中的距离数据（稍后将描述）转换为各自的对焦镜头7-2a的对焦对准位置的功能。
镜头筒单元7包括缩放光学系统7-1，其包括缩放镜头7-1a、包括对焦镜头7-2a的对焦光学系统7-2、包括光圈（diaphragm）7-3a的光圈单元7-3、以及包括机械快门7-4a的机械快门单元7-4。缩放光学系统7-1、对焦光学系统7-2、光圈单元7-3以及机械快门单元7-4被配置为分别由缩放马达7-1b、对焦马达7-2b、光圈马达7-3b以及机械快门马达7-4b驱动。所述马达被配置从而使得每个马达的操作由马达驱动器7-5控制，马达驱动器7-5由处理器104的CPU块104-3控制。
镜头筒单元7包括拍摄镜头，通过该拍摄镜头，主体图像将被形成在充当图像传感器的CCD101上。CCD101将主体图像转换为图像信号并将所述图像信号输入到F/E-IC102。如已知的，前端IC F/E-IC102包括相互关联的双采样（CDS）102-1，其进行相互关联的双采样用于图像噪声减少、调整增益的自动增益控制器（AGC）102-2、以及进行A/D转换的模数（A/D）转化器102-3，这些的每个对图像信号进行预定的处理以将图像信号转换为数字信号并将数字信号输入到处理器104的CCD1-信号处理块104-1。这些信号处理操作经由TG102-4由从处理器104的CCD-1信号处理块104-1输出的VD/HD信号来控制。
范围-查找单元5仅包括CPU。因此，范围-查找单元5可与数字静态相机中的其它处理不同步地操作。图5是范围-查找单元5的内部配置图。
（范围查找单元的配置）
如图5所示，镜头阵列11包括以彼此集成的方式形成的镜头12a和12b。镜头12a和12b是范围-查找镜头且形状和焦距相同。镜头12a的光轴14a和镜头12b的光轴14b彼此平行。光轴14a和光轴14b之间的距离构成基线长度D。
这里，如图5所示，假定Z轴沿着光轴14a和14b，Y轴垂直于Z轴且在从光轴14a指向光轴14b的方向上，以及X轴在与Z轴和Y轴两者垂直的方向上。镜头12a和12b布置在X-Y平面内，从而使得镜头12a和12b的中心位于Y轴上。在该布置中，沿其形成视差Δ的方向称为Y轴。
图像传感器15是捕获图像的传感器，并具体化为互补金属氧化半导体（CMOS）或CCD，其通过半导体工艺在晶片上形成大量的光接收元件（像素）来制造。本实施例将使用CCD来进行描述。在图像传感器15上，提供图像捕获区域16a和图像捕获区域16b，以彼此分开。主体图像分别通过范围-查找镜头12a和12b被形成在图像捕获区域16a和16b。
图像捕获区域16a和图像捕获区域16b是大小和形状相同的矩形区域；图像捕获区域16a和16b被提供从而使得矩形区域的中心对角线几乎与各个镜头12a和12b的光轴14a和14b一致。在本实施例的范围-查找单元5中，图像捕获区域16a和图像捕获区域16b被提供为彼此分开。当图像捕获区域没有彼此分开时，需要提供壁等，以使图像捕获区域16a和16b彼此分开，从而防止应进入图像捕获区域16a和16b之一的光束进入另一个图像捕获区域。然而根据本实施例的范围-查找单元5不需要这样的结构。
在图像传感器15之下提供包括数字信号处理器（DSP）（未示出）的基底18。图6示出该基底18的内部框图。在图6所示的配置中，图像传感器15被配置以由处理器204控制。
处理器204包括CCD-信号处理块204-1、CPU块204-2、存储器控制器块204-3以及外部接口（I/F）块204-4，其经由总线彼此连接。存储YUV图像数据的SDRAM205被外部提供到处理器204，SDRAM205经由总线与该处理器204连接。存储控制程序的ROM206也被外部提供到处理器204，ROM206经由总线与该处理器204连接。
在基底18中，来自图像传感器15的CCD201-1和CCD201-2的主体图像的图像信号分别输入到F/E-IC202和F/E-IC203中。在本实施例中，范围-查找单元5包括两个图像传感器，每个图像传感器具有第一范围-查找传感器F/E-IC202和第二范围-查找传感器F/E-IC203。如之前已经描述的，F/E-IC是前端集成电路的简称，且F/E-IC202和F/E-IC203分别包括：执行相关双采样的CDS202-1和CDS203-1；调整增益的AGC202-2和AGC203-2；以及进行用于将图像信号转换为数字信号的A/D转换的A/D转换器202-3和203-3，所述数字信号被输入到处理器204的CCD-信号处理块204-1。这些信号处理操作根据VD/HD/CLK信号、经由TG202-4和TG203-4控制，VD/HD/CLK信号是从处理器204的CCD-信号处理块204-1输出的同步信号。
ROM206中存储的控制程序被配置，从而使得CCD-信号处理块204-1可以对两个图像传感器201-1和201-2的每个进行控制程序的控制操作。控制程序包括：范围-查找-处理单元块，用于对图像传感器201-1和201-2的每个进行范围-查找处理；以及光测量-处理单元块，用于对每个图像传感器进行光测量处理。
由图像传感器进行的图像信号的捕获时序与VD信号同步地被控制。在本实施例中，捕获时序被设定为以每秒30帧（fps）的帧速率来驱动。图7是捕获时序的时序图，示出可以通过设定电子快门的捕获时序来控制曝光。
外部I/F块204-4允许输出范围查找（距离分布）的结果和光测量的结果，输出从两个图像传感器输入的图像数据，以及执行与数字静态相机的通信。因此，能够使得数字静态相机中除了范围-查找单元5以外的元件进行计算以获得输出数据。
[范围查找和光测量的基本原理]
以下将描述范围查找和光测量的基本原理。首先，通过使用图8A和8B中所示的线传感器的范围-查找方法的示例来描述范围查找的基本原理。
首先考虑以下的情况，其中如图8A和8B所示，从主体311反射的光被两个具有彼此相同的光学系统的数字静态相机312a和312b捕获。通过镜头313a获得的第一主体图像314a和通过镜头313b获得的第二主体图像314b分别到达线传感器315a和线传感器315b，从而使得该主体上的同一点在线传感器315a和315b上移位视差Δ，在所述线传感器上主体图像314a和314b由多个光接收元件（像素）接收并被转换为电信号。这里，镜头313a和313b的光轴之间的距离被称作为基线长度，其由D表示；镜头和主体之间的距离由A表示；镜头的焦距由f表示。当A>>f时，等式（1）成立。
A=Df/Δ(1)
由于镜头的基线长度D和焦距f是已知的，因此如果检测到视差Δ，则与主体的距离A可被计算出。从两个图像的视差Δ确定距离A的方法被称为三角测量术。每个线传感器被提供在中心部分，在该处，镜头的分辨率在整个视野上是高的。因此，焦点将在视野的中心部分。
[将由本实施例的范围查找单元执行的范围查找和光测量]
本实施例的范围查找单元5包括二维图像传感器且二维地执行上述的原理。图9是示出图像传感器15上提供的二维区域的配置的图。通过对每个区域确定由第一范围-查找传感器（CCD201-1）获得的检测结果和由第二范围-查找传感器（CCD201-2）获得的检测结果之间的差来确定视差。例如，如图10所示，在水平方向上每次以若干像素移动所述区域的同时，确定与图9所示的第一范围-查找传感器CCD201-1的区域“A1”、和对应于“A1”的第二范围-查找传感器CCD201-2的区域“A2”之间的移位对应的像素数目，以找到像素数目最小的位置，由此确定所述区域的视差。通过使用视差Δ从公式1确定距离A。在一些情况下，无法确定该距离；这会发生在诸如天空的某个主体上，从其不能获得视差。在这种情况下，由于不能进行范围查找，因此距离A被设定为零。
与此相反，本实施例的范围-查找单元5具有光测量功能，这是因为范围-查找单元5可以改变曝光量。在本实施例中，整个视野通过多-分割图像传感器的图像捕获区域而被分割成多个区域，且每个区域的亮度被测量。图11示出CCD201-1和CCD201-2的任何一个中的分割的区域，CCD201-1和CCD201-2是范围-查找单元5的图像传感器。例如，从CCD201-2输出的图像信号经由F/E-IC203传送到CCD-信号处理块204-1。通过相加分割的区域的Y值（其来自SDRAM205中存储的YUV图像数据）（亮度）以及执行乘以目标像素数目来获得每个区域的评估值。基于从所述评估值获得的分割的区域的亮度分布来计算适当的曝光量，由此检测主体的亮度。如果主体的被检测到的亮度相对于适当的曝光量更亮或者暗，则处理器104控制机械快门单元7-4并且改变电子快门的设定，由此改变曝光量。
[传统数字静态相机的操作概述]
在解释如以上配置的数字静态相机的操作之前，以下描述传统数字静态相机的操作的概述。
设定图1所示的模式转盘SW2为记录模式使得数字静态相机在记录模式中开始。当模式转盘SW2被设定时，CPU检测到图4中所示的操作键单元（SW1至SW13）的模式转盘SW2的状态已经进入记录模式，并控制马达驱动器7-5移动镜头筒单元7到可以捕获图像的位置。此外，CPU接通对元件的供电，元件诸如是CCD101、F/E-IC102以及LCD监视器10，从而使得所述元件开始工作。当对每个元件供电时，开始取景器模式中的操作。
在取景器模式中，通过镜头入射在图像传感器（CCD101）上的光被转换为电信号，并被作为模拟RGB信号发送到CDS电路102-1、AGC102-2以及A/D转换器102-3。由A/D转换器102-3转换为数字信号的每个信号被CCD2-信号处理块104-2中的YUV转换器转换为YUV信号，并由存储器控制器（未示出）写入SDRAM103。YUV信号由存储器控制器读出并经由电视-信号显示块104-9发送到电视或LCD监视器10，以在其上显示。以30fps（以1/30秒的间隔）进行该处理序列。因此，在取景器模式中进行图像显示，在该取景器模式中每1/30秒更新图像。
[根据本实施例的数字静态相机的操作]
以下描述根据本实施例的数字静态相机的操作。以下通过第一实施例和第二实施例描述作为本实施例特性的高速连续拍摄过程（process）。
（第一实施例）
首先描述由根据本实施例的数字静态相机执行的高速连续拍摄处理的第一实施例。图12是示出从取景器模式到第一实施例的高速连续拍摄的处理流程的流程图。以下将按照流程图进行描述。
在供电接通之后立即地，数字静态相机处于取景器模式。在取景器模式中，首先通过使用范围-查找单元5执行范围-查找处理（S12-1）。参照图15和16的流程图描述范围-查找处理。
首先，CPU块204-2根据范围-查找单元5内部的ROM206中存储的控制程序（范围-查找处理单元）执行光测量处理（S15-1）。该光测量处理（S15-1）在图16的流程图中示出。
首先，如上所述地，基于通过曝光获得的图像信号计算出用于自动曝光的评估值，随后该评估值通过YUV转换在CCD-信号处理块204-1处被转换（S16-1）。
随后，从评估值获得主体的Y值（亮度）的分布，并且设定用于取得适当曝光的曝光量（快门速度）（S16-2）。
最后，这样设定的曝光量被应用到范围-查找传感器TG202-4和TG203-4（S16-3）。同时，光测量的结果优选地被存储在SDRAM205中，从而使得当数字静态相机开始图像捕获时，光测量的结果可以经由外部I/F块204-4从范围-查找单元5发出。这允许消除需要数字静态相机中的除了范围-查找单元5以外的元件用以执行光测量，从而减少了处理时间。
参考回到图15，第一和第二范围-查找传感器基于上述光测量设定中设定的曝光设定进行曝光从而获得图像信号，基于所述图像信号执行范围-查找处理（S15-2）。在图17的流程图中示出范围查找处理（S15-2）。
在图17中，首先，处理控制等待VD信号以向两个范围-查找传感器（即第一和第二范围-查找传感器）提供曝光时序（S17-1）。
随后，基于通过曝光以及在CCD-信号处理块204-1处进行的YUV转换而获得的图像信号，对如图9中所示的这类区域进行范围查找的计算（S17-2）。在本实施例中，49（=7x7）个区域被平均地布置在图像捕获区域上。根据区域的数目，通过将区域数目设定为较大值，可以输出对分钟主体（minutersubject）的范围查找而计算的结果。
随后，基于范围-查找计算的结果，进行距离-分布生成处理（S17-3）。例如，图18A所示的情景被分成如图18B所示的49个区域，并生成如图18C中所示的距离分布。图18C中的每个数值是距离的倒数（以1/米表示）。如上所述进行范围查找。
参考回到图12，检测在触摸面板上是否进行了触摸操作。可在触摸面板上进行的触摸操作包括三类操作：“轻击”操作、“按压-并-保持”操作以及“拖拽”操作，如图20A至20C所示。在第一实施例中，“触摸”意味着（c）或拖拽操作的开始，并且“检测是否进行了触摸操作”意味着开始拖拽操作。反之，当用户完成该拖拽操作并将他的/她的手指从触摸面板上移开时检测到“分开（detached）”。
当检测到触摸操作时（S12-2处是），在轨迹存储处理（S12-3）中将被触摸的点的坐标存储在SDRAM103中。当用户在触摸面板上拖拽他的/她的手指时，触摸面板上被触摸的点的坐标改变。通过记录所述坐标，可以存储通过用户的拖拽操作生成的轨迹。
基于存储的坐标，在LCD监视器10上显示由拖拽操作生成的轨迹（S12-4）。图18D示出LCD上显示轨迹的状态的示例。
当没有检测到分开操作时（S12-5处否），重复地执行轨迹存储处理（S12-3）和轨迹显示处理（S12-4）。
当检测到分开操作时（S12-5处是），则进行用于从由拖拽操作生成的轨迹选择与范围查找区域重叠的部位的区域选择处理（S12-6）。（以下，从范围-查找单元输出的范围查找的结果计算的区域被称作为“范围-查找区域”）。在图13的流程图中示出该区域选择处理。
首先，提取与由拖拽操作生成的轨迹重叠的范围-查找区域（S13-1）。例如，图18F示出一种状态，其中已经通过提取与图18E所示的范围-查找区域重叠的区域来选择了多个区域。
随后，在各自的范围-查找区域中、在与相机类似距离处的物体被确定为同一主体，并且对所述区域进行区域结合处理（S13-2）。该处理包括基于从范围-查找单元5输出的距离分布，提取具有在距离的倒数中的彼此类似的值的范围-查找区域，并将提取的区域结合为单个区域。图18G示出这样结合的区域的示例。更具体地，根据本实施例的数字静态相机从该情景获得如图18G所示的五个区域A至E以及相对于所述区域的范围查找的结果。通过取相对于所述被结合的区域的范围查找结果的平均获得的平均值被存储在SDRAM103中作为结合的区域的范围-查找计算的结果。
最后，范围-查找区域被显示如图18G所示，从而使得每个结合的区域通过例如框被显示为对焦区域，对此将要确定对焦对准位置（S13-3）。已经如上描述了区域选择处理。
参考回到图12，通过使用已经在区域选择处理中设定的多个区域上的范围查找的结果，生成距离列表（S12-7）。例如，从图18所示的情景中提取出所述五个区域。因此，将要提取所述五个区域的距离数据。图18H示出以距离的倒数显示的五个区域的距离列表。
当生成了距离列表时（S12-8处是），开始基于该距离列表进行高速连续拍摄的连续拍摄处理（S12-9）。当在LCD监视器10上显示的捕获图像上显示的对焦区域的任何一个框经由触摸面板轻击或触摸时，或响应于预定的开关操作，开始高速连续拍摄处理。
在第一实施例中，对每个距离进行一系列操作，包括：将距离列表中的距离数据转换为各自对焦镜头7-2a的对焦对准位置，将对焦镜头移动到所述位置，以及随后的图像捕获。以这种方式进行操作使得能够仅对用户期望的距离以高速进行高速连续拍摄拍摄而无需进行爬山AF操作，由此减少图像捕获中所涉及的处理时间。对于曝光，可以通过使用事先在取景器模式中由数字静态相机中除了范围-查找单元5以外的元件获得的光测量结果，或通过使用由范围-查找单元5获得的光测量的结果来捕获图像。然而，使用由使用二维图像传感器的范围-查找单元5获得的光测量结果——其中二维图像传感器更合适高速处理——加速了图像捕获中涉及的处理。此外，使用由范围-查找单元5获得的光测量结果产生了不丧失拍摄照片的良好机会的效果。
此外，仅在特定范围-查找区域的对焦对准位置处进行高速连续拍摄。因此，从照片中排除了对用户不必要的图像，从而使得将在连续拍摄中优化照片的数目。
已经描述了可以通过数字静态相机执行的高速连续拍摄处理的第一实施例。
（第二实施例）
下面描述可以通过数字静态相机执行的高速连续拍摄处理的第二实施例。从取景器模式到第二实施例的高速连续拍摄的基本处理流程与参照图12中的流程图在第一实施例中描述的实质上相同。使用范围-查找单元5的范围-查找处理也与参照图15、16和17在第一实施例中描述的实质上相同。以下描述除了从取景器模式到高速连续拍摄的基本处理流程之外的第二实施例的特征的处理。
首先，当接通对数字静态相机的供电时，数字静态相机被设定在取景器模式中。在取景器模式中首先通过使用范围-查找单元5执行范围-查找处理（S12-1）。该范围-查找处理与参照图15和16和17的流程图描述在第一实施例中描述的实质上相同，并且省略重复的描述。在范围查找处理中，例如图19A中的情景被分成如图19B所示的49个区域，并生成如图19C中所示的距离分布。距离分布中的每个数值被显示为距离的倒数（以1/米表示）。
随后，确定是否在触摸面板上进行了触摸操作。同样在第二实施例中，“触摸”意味着如上所述的拖拽操作，并且“检测是否进行了触摸操作”意味着如上所述开始拖拽操作。反之，“分开”是相反的操作，并在当用户完成该拖拽操作并将他的/她的手指从触摸面板上移开时检测到。
当检测到触摸操作时（S12-2处是），在轨迹存储处理（S12-3）中将被触摸的点的坐标存储在SDRAM103中。当在触摸面板上拖拽该被触摸的点时，该被触摸的点的坐标改变。通过记录所述坐标，可以存储通过用户进行的拖拽操作所画的轨迹。
基于SDRAM103中存储的坐标，在LCD监视器10上显示拖拽操作的轨迹（S12-4）。图19D示出LCD上显示轨迹的状态的示例。当没有检测到分开操作时（S12-5处否），重复地执行轨迹存储处理（S12-3）和轨迹显示处理（S12-4）。
当检测到分开操作时（S12-5处是），则进行用于从由拖拽操作生成的轨迹选择与范围查找区域重叠的部位的区域选择处理（S12-6）。
参照图14中的流程图描述该区域选择处理。
首先，确定脸部区域是否在拖拽-画出（drag-drawn）轨迹上（S14-1）。在数字静态相机的技术领域中已经知道用于检测脸部区域的多种方法。在第二实施例中，将使用其中一种方法。以下描述用于检测脸部区域的传统方法。
（1）通过利用肤色区域将色彩图像转换为马赛克图像并提取脸部区域的方法。该方法的示例在1995年发表在Journal of the Institute of TelevisionEngineers,Vol.49,No.6,第787页至797页的“Proposal of the Modified HSVColour System Suitable for Human Face Extraction”中有所描述。
（2）通过使用部分的几何形状特征，诸如正面人脸的头发、眼睛和嘴，来提取正面人脸区域。在1991年发表在Journal of the Institute of Electronics,Information and Communication Engineers,Vol.74-D-II,No.11，第1625页至1627页的“Extraction of Face Regions from Monochromatic Photographs”中描述了该方法的示例。
（3）通过利用由多个帧之间的人物微妙动作生成的人物画像的轮廓边缘从运动图片中提取正面人物画像。该方法的示例在1991年发表在ImageLaboratory,1991-11的“Face Area Detection for Mobile TV and its Effect”中有所描述。
通过使用如以上描述的那些用于检测脸部区域的任何一个方法，在取景器模式中对由数字静态相机获得的图像数据进行脸部检测。如果检测到脸部区域（S14-2处是），则脸部区域被选择。通过与从范围-查找单元5输出的距离分布进行比较，提取与脸部区域重叠的范围查找区域（S14-3）。
图19E示出已经检测到脸部区域的状态。在图19E中所示的示例中，检测到四个脸部。对于脸部区域A至D的每个，计算接近脸部区域的范围-查找区域的平均值。所述平均值被存储在SDRAM103中作为范围查找计算的结果。
如果没有检测到脸部区域（S14-2处否），则如同在第一实施例中，提取与拖拽-画出轨迹重叠的范围-查找区域（S14-5）。提取与范围-查找区域重叠的区域，并且在各自的范围-查找区域中、在距离相机相似距离处的主体被确定为同一主体，由此对所述区域进行结合处理（S14-6）。该处理包括基于从范围-查找单元5输出的距离分布，提取距离的倒数中的彼此类似的范围-查找区域，并将所提取的区域结合为单个区域。使用各自区域的范围查找的结果，对被结合的区域的距离分布中的值取平均。随后，该平均值被存储在SDRAM103中作为范围-查找计算的结果。
最后，检测到的区域（或结合的区域）如图19E中所示以如下方式被显示：使得每个区域用例如框显示为对焦区域，对此将要确定对焦对准区域（S14-4）。以上已经描述了区域选择处理。
参考回到图12，通过使用在区域选择处理中设定的多个区域上的范围查找的结果，生成距离列表（S12-7）。因为所述四个脸部区域A至D（图19F）是从图19A中所示的情景中提取的，因此将要提取出所述四个区域的距离数据。图19G示出所述四个区域的距离列表。
当生成了距离列表时（S12-8处是），开始基于该距离列表进行高速连续拍摄的连续拍摄处理（S12-9）。当在LCD监视器10上显示的捕获图像上显示的对焦区域的任何一个框经由触摸面板轻击或触摸时，或响应于预定的开关操作，开始高速连续拍摄处理。
同样在第二实施例中，如同在第一实施例中，对每个距离进行一系列操作，包括：将距离列表中的距离数据转换为各自对焦镜头7-2a的对焦对准位置，将对焦镜头移动到所述位置，以及随后的图像捕获。以这种方式进行操作使得能够仅对用户期望的距离以高速进行高速连续拍摄而无需进行爬山AF操作，由此减少高速连续拍摄中所涉及的处理时间。尽管在第二实施例中特别地检测脸部区域，还优选提供一种具有脸部优先模式的实际数字静态相机，其能够在确定脸部区域的模式和确定除了脸部区域以外的其它对象的模式之间切换。对于曝光，可以通过使用事先在取景器模式中由数字静态相机中除了范围-查找单元5以外的元件获得的光测量结果，或通过使用由范围-查找单元5获得的光测量的结果来捕获图像。然而，使用由使用二维图像传感器的范围-查找单元5获得的光测量结果——其中二维图像传感器更合适高速处理——加速了图像捕获中涉及的处理。此外，使用由范围-查找单元5获得的光测量结果产生了不丧失拍摄照片的良好机会的效果。
此外，仅在特定范围-查找区域的对焦对准位置处进行高速连续拍摄。因此，从照片中排除了对用户不必要的图像，从而能够最优化将在连续拍摄中获得的照片的数目。
已经描述了可以通过根据本实施例的数字静态相机执行的高速连续拍摄处理的第二实施例。
尽管已经关于特定实施例通过全面和清楚的公开描述了本发明，所附权利要求并不因此受到限制并应被解释为包括所有本领域技术人员能够理解地、清楚地落入这里提出的基本教导的范围内的所有修改和可替换的解释。

Claims (7)

1.一种图像捕获设备，包括：
图像捕获单元，其通过镜头捕获主体图像并将该主体图像转换为电信号；
图像显示单元，其基于来自所述图像捕获单元的电信号来显示图像；
指定接受单元
其被提供在所述图像显示单元的显示表面上，
其接受对所述图像显示单元上显示的图像上的多个位置的指定；
范围-查找单元，其通过使用多个二维图像传感器进行到主体的距离的范围查找；
区域设定单元，其对于包括通过所述指定接受单元指定的多个位置的部位，设定从自所述范围查找单元输出的范围查找结果获得的范围-查找区域；
位置确定单元，其基于由所述区域设定单元设定的范围-查找区域的距离，提取具有在距离的倒数中的彼此类似的值的范围-查找区域，将提取的区域结合为单个区域，并基于结合的区域确定多个对焦对准位置；以及
连续拍摄单元，其在由所述位置确定单元确定的多个对焦对准位置处进行图像捕获。
2.根据权利要求1所述的图像捕获设备，还包括检测所述主体的脸部区域的脸部-区域检测单元，其中
所述区域设定单元，当脸部-区域检测单元已经检测到脸部区域时，将与被检测到的脸部区域重叠的区域设定为范围-查找区域。
3.根据权利要求1所述的图像捕获设备，其中
所述指定接受单元同时接受由在所述指定接受单元上进行的触摸-和-拖拽操作指定的多个位置的指定。
4.根据权利要求3所述的图像捕获设备，其中
当由触摸-和-拖拽操作指定的多个位置被指定接受单元接受时，所述多个位置通过下述被确定：首先进行确定第一位置的触摸操作；随后进行拖拽操作，该拖拽操作确定所述多个位置从而除了所述第一位置以外的所述多个位置被包括在由拖拽操作生成的轨迹中，以及最后进行确定最终位置的分开操作。
5.根据权利要求1所述的图像捕获设备，其中
在所述图像显示单元上显示的图像上显示指示对焦区域的框，在该对焦区域中，要在包括通过所述指定接受单元从用户同时指定的多个位置的部位中确定对焦对准位置。
6.根据权利要求1所述的图像捕获设备，其中
所述指定接受单元包括触摸面板。
7.一种用于在图像捕获设备中捕获图像的图像捕获方法，该图像捕获设备包括：
图像捕获单元，其通过镜头捕获主体图像并将该主体图像转换为电信号；
图像显示单元，其基于来自所述图像捕获单元的电信号来显示图像；
指定接受单元
其被提供在所述图像显示单元的显示表面上，
其接受对所述图像显示单元上显示的图像上的多个位置的指定；以及
范围-查找单元，其通过使用多个二维图像传感器进行到主体的距离的范围查找；所述图像捕获方法包括：
使得控制所述图像捕获设备的控制单元执行以下步骤：
作为区域设定单元，对于包括通过所述指定接受单元指定的多个位置的部位，设定从自所述范围查找单元输出的范围查找结果获得的范围-查找区域；
作为位置确定单元，基于由所述区域设定单元设定的范围-查找区域的距离，提取具有在距离的倒数中的彼此类似的值的范围-查找区域，将提取的区域结合为单个区域，并基于结合的区域确定多个对焦对准位置；以及
作为连续拍摄单元，在由所述位置确定单元确定的多个对焦对准位置处进行图像捕获。
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