CN103299238A - 成像装置及其发光量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能够以高精度快速地确定辅助光发光量的成像装置。包括用于发射辅助光的发光单元（12）的数码相机具有发光量确定单元（19）。发光量确定单元（19）获取通过在不发射辅助光的状态下成像而得到的非发光拍摄图像，并获取通过在发射辅助光的状态下成像而得到的预发光拍摄图像。发光量确定单元（19）计算在对于非发光拍摄图像和预发光拍摄图像共享的每个区域中的非发光拍摄图像和预发光拍摄图像之间的亮度差。发光量确定单元（19）基于每个区域的亮度差来针对每个区域计算出评价值，并且基于每个区域的评价值来确定在成像期间从发光单元（12）发射的辅助光的量。若针对所有区域的亮度差存在正负符号的混合，则发光量确定单元（19）将针对计算出的亮度差具有负符号的分割区域周围的分割区域计算出的评价值改变为不对成像期间的发光量确定产生影响的值。

Description

成像装置及其发光量控制方法

技术领域

本发明涉及成像装置，以及成像装置的发光量控制方法。

背景技术

用于对被摄体发射辅助光（闪光）并拍摄图像的数码相机正被广泛地使用。

在这些数码相机中，作为执行图像拍摄时控制辅助光的发射量的方案，已知了一种预备发光控制方案。

预备发光控制方案是这样一种方案：在基本图像拍摄之前，顺序地执行非发光图像拍摄（其中不执行辅助光发射）和预发光图像拍摄（其中执行预备发光（预发光）使得发射预定量的辅助光），并基于通过非发光图像拍摄所拍摄到的图像和通过预发光图像拍摄所拍摄到的图像之间的亮度差来计算出基本图像拍摄所需的辅助光发射量。

在预备发光量控制方案中，具体来说，例如，按以下方式来得到用于基本图像拍摄的发光量。

首先，将通过非发光图像拍摄所拍摄到的图像和通过预发光图像拍摄所拍摄到的图像分割为对两个图像来说是共同的多个区域，并且针对每个区域计算出通过非发光图像拍摄所拍摄到的图像与通过预发光图像拍摄所拍摄到的图像之间的亮度差。接着，将针对每个区域计算出的亮度差乘以为每个区域设置的权重系数，由此对每个区域计算出评价值。接着，具有大评价值的区域被选择为主被摄体区域，并且确定基本图像拍摄所需的发光量以使得主被摄体区域具有合适的亮度。

在这个预备发光量控制方案中，在主被摄体的背景中存在光源的场景中，在预发光图像拍摄期间该光源已经移动的情况下，在数码相机的抖动已经改变了拍摄图像中的光源位置的情况下等，不可能执行满意的图像拍摄。

在预发光图像拍摄期间光源已经移动的情况下，以及在数码相机的抖动改变了拍摄图像中的光源位置的情况下，在预发光图像拍摄所拍摄到的图像中包括光源的区域的亮度差变大。因此，该区域的评价值变大，由此包括光源的区域被错误地选择为主被摄体区域。若存在这种错误的选择，则用于基本图像拍摄的发光量被主被摄体的背景光源拉低（drag），使得发光量被设置的较小，由此不能执行满意的图像拍摄。

专利文献1公开了一种使用预备发光控制方案的相机以及基于与被摄体的距离、成像光学系统的光圈、以及ISO敏感度等来确定发光量的所谓的自主闪光（flash-matic）方案。在该相机中，将通过预备发光控制方案确定的发光量与通过自主闪光方案确定的发光量相比较来确定被摄体状态，并且根据所确定的被摄体状态来确定通过这些方案确定的发光量中的哪一个将用作用于图像拍摄的发光量。

根据专利文献1中公开的相机，由于通过两种调光方案中的任何一个确定的发光量被设置为用于基本图像拍摄的辅助光发射量，因此可以准确地确定用于基本图像拍摄的辅助光发射量。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开No.:2004-264783

发明内容

本发明要解决的问题

但是在专利文献1中公开的相机中，在预备发光控制方案中，将会出现发光量根据如上所述的光源移动而减小的可能性。在出现发光量减小的情况下，不可能精确地确定被摄体状态，因此，不可能精确地确定对发光量的控制。同样，由于需要同时执行根据预备发光控制方案的发光量的计算和根据自主闪光方案的发光量的计算，因此确定发光量要花费很长的时间。

考虑上述情况而开发出本发明，目的是提供一种能够以高精度快速地确定辅助发光量的成像装置，并提供该成像装置的发光量控制方法。

解决问题的手段

根据本发明的成像装置是一种具有在图像拍摄期间发射辅助光的发光单元的成像装置，该成像装置包括：拍摄图像数据获取单元，其获取通过非发光图像拍摄得到的非发光拍摄图像数据和通过预发光图像拍摄得到的预发光拍摄图像数据，其中在非发光图像拍摄中，图像拍摄是在没有从发光单元发射出辅助光的状态下执行的，而在预发光图像拍摄中，图像拍摄是在从发光单元发射出辅助光的状态下执行的；亮度差计算单元，其针对非发光拍摄图像数据和预发光拍摄图像数据共同的每个分割区域计算出非发光拍摄图像数据与预发光拍摄图像数据之间的亮度差；评价值计算单元，其基于每个分割区域的亮度差计算出每个分割区域的评价值；发光量确定单元，其基于每个分割区域的评价值来确定基本图像拍摄期间要从发光单元发射出的辅助光的发光量；以及评价值改变控制单元，在亮度差计算单元计算出的所有分割区域的亮度差同时包括负亮度差和正亮度差的情况下，评价值改变控制单元执行控制，以改变对特定区域计算出的评价值，所述特定区域是计算出的亮度差为负的分割区域或计算出的亮度差为正的分割区域周围的分割区域中的至少一部分。

根据本发明的成像装置的发光量控制方法是一种针对具有在图像拍摄期间发射辅助光的发光单元的成像装置的发光量控制方法，该方法包括：拍摄图像数据获取步骤，其获取通过非发光图像拍摄得到的非发光拍摄图像数据和通过预发光图像拍摄得到的预发光拍摄图像数据，其中在非发光图像拍摄中，图像拍摄是在没有从发光单元发射出辅助光的状态下执行的，而在预发光图像拍摄中，图像拍摄是在从发光单元发射出辅助光的状态下执行的；亮度差计算步骤，其针对非发光拍摄图像数据和预发光拍摄图像数据共同的每个分割区域计算出非发光拍摄图像数据与预发光拍摄图像数据之间的亮度差；评价值计算步骤，其基于每个分割区域的亮度差来计算出每个分割区域的评价值；发光量确定步骤，其基于每个分割区域的评价值来确定在基本图像拍摄期间要从发光单元发射出的辅助光的发光量；以及评价值改变控制步骤，在亮度差计算步骤计算出的所有分割区域的亮度差同时包括负亮度差和正亮度差的情况下，该评价值改变控制步骤执行控制以改变对特定区域计算出的评价值，该特定区域是计算出的亮度差为负的分割区域或计算出的亮度差为正的分割区域周围的分割区域中的至少一部分。

发明的有益效果

根据本发明，可以提供一种能够以高精度快速地确定辅助光发射量的成像装置，以及成像装置的发光量控制方法。

附图说明

图1是示出了用于说明本发明的实施例的数码相机的示意性结构的示意图。

图2是用于说明图1中的数码相机的发光量确定单元19所进行的发光量确定控制的示意图。

图3是示出了通过非发光图像拍摄所拍摄到的非发光拍摄图像数据（图3A）和以及通过预发光图像拍摄所拍摄到的预发光拍摄图像数据（图3B）的示例的示意图。

图4是示出了权重数据的一个示例的示意图。

图5是示出了权重数据的一个示例的示意图。

图6是说明亮度差为正的区域和亮度差为负的区域彼此相邻存在的示意图。

图7是用于说明图像拍摄期间图1中的数码相机的操作的流程图。

图8是示出了亮度差为负的分割区域周围的分割区域的权重值的变化的示例的示意图。

图9是示出了亮度差为负的分割区域周围的分割区域的权重值的变化的示例的示意图。

图10是示出了亮度差为负的分割区域周围的分割区域的权重值的变化的示例的示意图。

图11是示出了亮度差为负的分割区域周围的分割区域的权重值的变化的示例的示意图。

图12是示出了亮度差为负的分割区域周围的分割区域的权重值的变化的示例的示意图。

具体实施方式

下面，将参照附图来描述本发明的实施例。

图1是示出了用于说明本发明的实施例的数码相机的示意性结构的示意图。作为成像装置，有诸如数码相机和数码摄像机之类的成像装置、安装在装备有相机的便携式电话上成像模块等。这里，将描述数码相机作为一个示例。

附图中示出的数码相机的成像系统包括：包括聚焦透镜的光学系统1、诸如CCD型图像传感器或MOS型图像传感器之类的固态图像传感元件5、设在光学系统1和固态图像传感元件5之间的光圈2、红外线截止滤光器3、以及光学低通滤光器4。

通常控制数码相机的整个电气控制系统的系统控制单元11对在图像拍摄期间发射辅助光的发光单元12进行控制，并且控制透镜驱动单元8使得透镜驱动单元将聚焦透镜的位置调节到焦点位置或者执行变焦透镜的变焦，并且通过光圈驱动单元9来控制光圈2的打开量，由此调节曝光量。

同样，系统控制单元11通过图像传感元件驱动单元10来驱动固态图像传感元件5，使得固态图像传感元件输出通过光学系统1拍摄到的被摄体图像来作为拍摄图像信号。系统控制单元11通过操作单元14接收来自用户的指令信号。操作单元14包括用于向数码相机发出图像拍摄指令的快门按钮等。

发光单元12由对被摄体发射作为辅助光的闪光的发光装置构成。

数码相机的电气控制系统还包括：模拟信号处理单元6，其与固态图像传感元件5的输出端连接，并且执行诸如相关双采样处理之类的模拟信号处理；以及A/D转换电路7，其将从模拟信号处理单元6输出的拍摄图像信号转换为数字信号，并且模拟信号处理单元和A/D转换电路均由系统控制单元11控制。

此外，数码相机的电气控制系统包括：主存储器16；与主存储器16连接的存储器控制单元15；数字信号处理单元17，其用于进行插值计算、伽马校正计算、RGB到YC转换处理等，由此生成拍摄图像数据；压缩/解压缩单元18，其将数字信号处理单元17生成的拍摄图像数据压缩为JPEG格式，或者对已被压缩的图像数据解压缩；发光量确定单元19，其确定将从发光单元12发射的辅助光的发光量；外部存储器控制单元20，其与可拆卸的记录介质21连接；以及显示控制单元22，其与安装在相机的背面上的液晶显示单元23等连接。

存储器控制单元15、数字信号处理单元17、压缩/解压缩单元18、发光量确定单元19、外部存储器控制单元20、以及显示控制单元22均通过控制总线24和数据总线25彼此连接，并且受来自系统控制单元11的命令控制。

发光量确定单元19获取通过非发光图像拍摄所拍摄到的非发光拍摄图像数据和通过预发光图像拍摄所拍摄到的预发光拍摄图像数据，其中在非发光图像拍摄中，在没有从发光单元12发射出辅助光的状态下由固态图像传感单元5执行图像拍摄，而在预发光图像拍摄中，在从发光单元12发射出（自由地发射出）辅助光的状态下由固态图像传感元件5执行图像拍摄。接着，发光量确定单元19根据非发光拍摄图像数据与预发光拍摄图像数据之间的亮度差来得到来自根据预发光的主被摄体的反射光的量，并且基于该反射光的量来确定用于基本图像拍摄的发光量。

图2是用于说明图1中的数码相机的发光量确定单元19所执行的发光量确定控制的示意图。如图2所示，发光量确定单元19获得非发光图像拍摄期间被摄体的亮度与预发光图像拍摄期间被摄体的亮度之差，并且计算预发光期间的光量的几倍对基本图像拍摄是必须的，由此确定用于基本图像拍摄的发光量。

下面，将具体地描述发光量确定单元19的处理内容。

图3是示出了通过非发光图像拍摄所拍摄到的非发光拍摄图像数据（图3A）和通过预发光图像拍摄所拍摄到的预发光拍摄图像数据（图3B）的示例的示意图。这里，附图中示出了在系统控制单元11已经执行控制使得在非发光图像拍摄之后接着执行预发光图像拍摄并且预发光图像拍摄期间数码相机发生了抖动的情况下的非发光拍摄图像数据和预发光拍摄图像数据。

图3中示出的非发光拍摄图像数据30和预发光拍摄图像数据40均包括人像31（其是主被摄体）、装饰有灯泡的圣诞树32、以及房子33。

首先，发光量确定单元19将非发光拍摄图像数据30和预发光拍摄图像数据40分割为对两个图像数据来说是共同的多个区域B（图3的示例中为96个区域）。

接着，发光量确定单元19针对非发光拍摄图像数据30和预发光拍摄图像数据40计算出每个区域B的图像数据的平均亮度值（平均亮度）。

接着，发光量确定单元19针对每个区域B计算出非发光拍摄图像数据30与预发光拍摄图像数据40之间的平均亮度值差，即，亮度差。

接着，发光量确定单元19从主存储器16中读取出对应的权重数据，其中主存储器16已经存储了包括为96个区域B设置的权重值的权重数据。然后，发光量确定单元19将上述针对每个区域B计算出的亮度差乘以针对相应区域B设置的权重值，由此对每个区域B计算出评价值。

同样，作为权重数据，可以使用根据用户的设置、图像拍摄的场景等确定的数据，例如，如图4所示的权重值对于所有的96个区域B都恒定的数据，以及如图5所示的96个区域B中的中央的权重值大而向着外围权重值变小的数据。

发光量确定单元19将所有区域B当中评价值等于或大于阈值的区域确定为包括主被摄体的区域。接着，基于包括主被摄体的区域的评价值，发光量确定单元19确定用于基本图像拍摄的发光量。

具体地，发光量确定单元19计算出需要预发光期间的光量的几倍能使预发光拍摄图像数据40的包括主被摄体的区域的平均亮度达到目标亮度（合适的亮度），并且将发光亮计算结果转换为发光时间，并终止发光量确定处理。将此处确定的发光时间通知给系统控制单元11，并且在执行基本图像拍摄时，系统控制单元11使得从发光单元12发射辅助光的时间为该发光时间。

根据该流程，发光量确定单元19确定了用于基本图像拍摄的辅助光发射量（发光时间）。然而，如图3所示，在诸如圣诞树32之类的明亮光源的位置在非发光图像拍摄和预发光图像拍摄之间发生了变化的情况下，仅通过上述处理很难准确地确定发光量。以下将描述原因。

要注意到在图3中被虚线包围并且对于非发光拍摄图像数据30和预发光拍摄图像数据40共同的9个区域B。在非发光拍摄图像数据30中，9个区域B的中央区域B以及该中心区域以下的一个区域B中包括了圣诞树32。但是在预发光拍摄图像数据40中，9个区域B的左下方区域B以及该左下方区域上方的一个区域中包括了圣诞树32。

若如上所述地改变圣诞树32的位置，则针对9个区域B的每一个计算出的亮度差在左下方区域B和该左下方区域上方的一个区域B中变为正，而在中央区域B和该中央区域下方的一个区域B中变为负，使得同时存在具有正亮度差和负亮度差的区域B。同时，在不改变圣诞树32的位置的情况下（被摄体不移动并且相机不抖动），仅通过预发光的反射光使所有9个区域B中的亮度差变为正，使得不存在任何具有负亮度差的区域B。

通过将上述针对每个区域B计算出的亮度差乘以针对相应区域B设置的权重值，得到每个区域B的评价值。因此，如果对于区域B计算出的亮度差的值增加，则相应区域B的评价值也自然地增加。在圣诞树32的位置不变的情形下，以下可能性很高：即，亮度差的值较大的区域将会是包括主被摄体的区域B。因此，若基于对各个区域B得到的评价值来确定用于基本图像拍摄的发光量，则可以精确地确定用于基本图像拍摄的发光量。

但是，在如图3所示地改变圣诞树32的位置的情况下，明亮的光源出现在原本什么都没有的区域。因此，在预发光拍摄图像数据40中，不仅实际具有预发光的反射光的区域的亮度差的值增加，包括圣诞树32的区域B的亮度差的值也增加了。换而言之，尽管实际上仅有少许来自包括圣诞树的区域的预发光的反射光，但其误识别为具有预发光的反射光。若在该情形下计算评价值，则在预发光拍摄图像数据40中，尽管包括圣诞树32的区域B实际上仅有少许预发光的反射光，但该区域B的评价值增加。换言之，在应该仅基于预发光的反射光计算出评价值并且应该确定基本发光量的区域中，由于除预发光的反射光以外的其他光的影响，不可能得到准确的基本发光量。在图3的情况下，根据情况，有可能将圣诞树32误识别为主被摄体，并且基本图像拍摄期间的发光量被圣诞树32的亮度拉低，使得确定的发光量变小，导致曝光不足，由此不可能执行满意的图像拍摄。

此外，在本实施中，如图6所示，在所有的区域B同时包括具有正亮度差的区域B和具有负亮度差的区域B的情况下，发光量确定单元19从所有的区域B中确定出可能被误识别为主被摄体的区域B（在下文中被称为特定区域），并且执行控制，使针对特定区域计算出的评价值变为对用于基本图像拍摄的发光量的确定没有影响的值（小于阈值）。

如图3所示，特定区域是在预发光拍摄图像数据40中存在圣诞树32的区域。在该特定区域的范围内，必然存在非发光拍摄图像数据30中的有圣诞树32的区域（具有负亮度差的区域B）。换言之，在具有负亮度差的区域B周围的区域（例如，相应区域B周围的8个区域或该相应区域B的上、下、左、右4个区域B当中除了具有负亮度差的区域以外的区域）中，必然存在特定区域。

接着，发光量确定单元19从所有的区域B中检测出具有负亮度差的区域B，将检测到的区域B周围的区域B确定为特定区域，并且执行控制以减小针对特定区域计算出的评价值。

作为减小评价值的控制方法，有通过将相应的亮度差乘以校正系数或者从相应的亮度差中减去校正系数来减小针对特定区域计算出的亮度差的方法。同样，有通过将相应的权重值乘以校正系数或从相应的权重值中减去校正系数来减小针对特定区域设置的权重值的方法。此外，有通过将相应的评价值乘以校正系数或从相应的评价值中减去校正系数来减小针对特定区域计算出的评价值的方法。

若执行如上所述的控制来减小针对特定区域计算出的评价值，则针对特定区域计算出的评价值变为对用于基本图像拍摄的发光量的确定没有影响的值（小于阈值），使得特定区域不会被误识别为包括主被摄体的区域。因此，可以仅基于包括主被摄体的区域B的评价值来确定用于基本图像拍摄的发光量，防止曝光不足，并且使满意的图像拍摄成为可能。

接着，将描述图像拍摄期间图1中的数码相机的操作。图7是用于说明图像拍摄期间图1所示的数码相机的操作的流程图。在下文中，将要描述的是把执行控制来减小针对特定区域设置的权重值作为用于减小特定区域的评价值的控制的情况。同样，将要描述如图4所示的权重值在所有区域中恒定的数据被用作权重数据的情况。

若将数码相机设置为图像拍摄模式，则根据系统控制单元11的控制，开始固态图像传感元件5的连续图像拍摄。在数字信号处理单元17中处理顺序地从固态图像传感元件5输出的拍摄图像信号，由此生成拍摄图像数据，并且将基于拍摄图像数据的图像顺序地显示在显示单元23上。数码相机的用户可以通过顺序地显示在显示单元23上的图像（通过透镜的图像（through-the-lens image））来在图像拍摄期间检查被摄体。

若用户按下操作单元14中包括的快门按钮，由此发出图像拍摄指令，系统控制单元11则在没有从发光单元12发射出辅助光的状态下通过固态图像传感元件5来执行图像拍摄（非发光图像拍摄）（步骤S1）。在数字信号处理单元17中处理通过非发光图像拍摄从固态图像传感元件5输出的拍摄图像信号，由此生成非发光拍摄图像数据，并且将该非发光拍摄图像数据暂时存储在主存储器16中。

非发光图像拍摄后，系统控制单元11在从发光单元12发射出（自由地发射出）辅助光的状态下通过固态图像传感元件5执行图像拍摄（预发光图像拍摄）（步骤S2）。在数字信号处理单元17中处理通过预发光图像拍摄而从固态图像传感元件5输出的拍摄图像信号，由此生成预发光拍摄图像数据，并且将该预发光拍摄图像数据暂时存储在主存储器16中。

若预发光图像拍摄终止，发光量确定单元19则从主存储器16中获取非发光拍摄图像数据和预发光拍摄图像数据，并将非发光拍摄图像数据和预发光拍摄图像数据分割为对于这两个图像数据共同的多个区域（步骤S3）。同样，在所述多个区域中，所有的区域不需要具有相同的大小，可以同时存在具有不同大小的区域。

接着，对于非发光拍摄图像数据的每个分割区域，发光量确定单元19计算出相应分割区域中的像素数据的亮度的平均值（平均亮度值），并且对于预发光拍摄图像数据的每个分割区域，发光量确定单元19计算出对应的分割区域中的像素数据的亮度的平均值（平均亮度值）（步骤S4）。

接着，发光量确定单元19从针对相应分割区域计算出的预发光拍摄图像数据的平均亮度值中减去针对相应分割区域计算出的非发光拍摄图像数据的平均亮度值，由此计算出亮度差（步骤S5）。

接着，发光量确定单元19确定在步骤S5中计算出的亮度差为正的分割区域和在步骤D5中计算出的亮度差为负的分割区域是否同时存在（步骤S6）。在具有正亮度差的分割区域和具有负亮度差的区域同时存在的情况下，发光量确定单元19进行到步骤S7，而在仅存在具有正亮度差的分割区域的情况下，发光量确定单元19进行到步骤S8。

在步骤S7中，发光量确定单元19确定具有负亮度差的分割区域周围的分割区域作为特定区域，并且执行将针对特定区域设置的权重值乘以校正系数的处理，由此减小相应的权重值。

例如，在步骤S7中，如图8所示，具有负亮度差的分割区域B1和B2周围的10个分割区域的权重值从1减小到0.1。

在步骤S7后的步骤S8中，发光量确定单元19将针对每个分割区域计算出的亮度差乘以针对相应分割区域设置的权重值（在已经执行了步骤S7的处理的情况下为校正的权重值），由此计算每个分割区域的评价值。

接着，发光量确定单元19将在步骤S8中计算出的评价值等于或大于阈值的分割区域确定为包括主被摄体的分割区域（步骤S9）。

接着，发光量确定单元19基于被确定为包括主被摄体的区域的分割区域的评价值，计算出用于基本图像拍摄的发光量，使得主被摄体具有合适的亮度（目标亮度），并且将发光量转换为发光时间，并且将发光时间通知给系统控制单元11（步骤S10）。

若从发光量确定单元19接收关于发光时间的信息，则系统控制单元11在使辅助光从发光单元12发射达相应的发光时间的同时，使固态图像传感元件5执行基本图像拍摄。通过基本图像拍摄得到的拍摄图像数据被记录在记录介质21中，图像拍摄操作序列结束。此外，发光量确定单元19的功能可以由系统控制单元11来执行。

如上所述，根据图1中示出的数码相机，即使在被摄体在非发光图像拍摄和预发光图像拍摄之间发生了移动，或者数码相机发生了抖动，并且由此可能会出现对主被摄体的误识别的情况下，执行控制以使得针对具有负亮度差的分割区域周围的分割区域（特定区域）计算出的评价值减小。因此，可以防止特定区域被误识别为包括主被摄体的区域，并且可以执行满意的图像拍摄而不会曝光不足。

这种效果在某个视角中包括高亮度光源的情况下的图像拍摄场景中尤其显著。例如，在户外图像拍摄期间存在诸如天空、云、或者太阳之类的高亮度被摄体的情况下，在总体较暗而在某个部分有照明的情况下等，可以得到显著的效果。

在出现曝光不足的情况下，该数码相机通过消除曝光不足的原因（增加包括光源的区域的评价值），而不是通过简单地增加发光量来处理曝光不足。因此，与通过简单地增加发光量的情况相比，可以极大地改善发光量的确定的精度。

在预备发光控制方案中，由于在预发光图像拍摄期间辅助光的发光量较小，所以在被摄体在非发光图像拍摄和预发光图像拍摄之间发生了移动、或者数码相机发生了抖动的情况下，很容易出现对主被摄体的误识别。根据图1所示的数码相机，即使将预发光图像拍摄的辅助光发光量设置为较小，也可以防止对主被摄体的误识别。因此，可以期待诸如减小耗电量和降低成本的优点。

此外，根据图1所示的数码相机，仅在被摄体在非发光图像拍摄和预发光图像拍摄之间发生了移动、或者数码相机发生了抖动的特殊情况下，才执行改变评价值的控制，而在除该特殊情况以外的正常图像拍摄期间，不改变评价值。因此，与相关技术相比，可以改善特殊情况下的图像拍摄质量，而不影响除该特殊情况外的正常图像拍摄期间的图像拍摄质量。

此外，在上述描述中，发光量确定单元19将具有负亮度差的分割区域周围的所有分割区域（除了具有负亮度差的分割区域）确定为特定区域；然而，可以将具有负亮度差的分割区域周围的一些分割区域确定为特定区域。在该情况下，发光量确定单元19根据图像拍摄状况，从具有负亮度差的分割区域周围的分割区域中确定出作为特定区域的分割区域。在下文中，将要描述根据图像拍摄状况确定特定区域的三种方法。

（第一模式）

发光量确定单元19确定被摄体中包括的诸如光源之类的明亮部分在非发光图像拍摄和预发光图像拍摄之间的移动方向。接着，发光量确定单元19从具有负亮度差的分割区域周围的区域当中确定在相应的移动方向上与具有负亮度差的分割区域相邻的分割区域为特定区域。此外，发光量确定单元19确定在与相应的移动方向相反的方向上与具有负亮度差的分割区域相邻的分割区域为非特定区域。

可以通过比较具有负亮度差的分割区域周围的分割区域中包括的非发光拍摄图像数据和预发光拍摄图像数据的亮度值分布，来确定被摄体中包括的明亮部分的移动方向。

例如，可以考虑如图9所示的非发光拍摄图像数据中包括的光源K在预发光拍摄图像数据中移动到左方的情况。

在该情况下，发光量确定单元19确定在左方与具有负亮度差的分割区域B1和B2相邻的分割区域60和61为特定区域，将特定区域的权重值从1.0改变为0.1，并且确定在右方与分割区域B1和B2相邻的分割区域62和63为非特定区域，并将针对非特定区域设置的权重值保持为1.0。

在图9中，对于其他分割区域，根据距分割区域60和61的距离，逐渐增加权重值。但是，这种改变不是必须的，可以不执行。

例如，若执行如图9所示的改变权重值的控制，则即使在分割区域62和63中包括了主被摄体的一部分的情况下，也可以防止该部分被误识别为不是主被摄体。因此，可以改善发光量的确定精度。

（第二模式）

在图1所示的数码相机中，提供了用于检测数码相机的运动（抖动）的运动检测单元，发光量确定单元19根据数码相机在非发光图像拍摄和预发光图像拍摄之间的运动方向来确定特定区域。

例如，可以考虑数码相机的抖动方向是如图10中的箭头所示的向左下方倾斜的方向的情况。

在该情况下，发光量确定单元19从具有负亮度差的分割区域B1和B2周围的分割区域当中确定在与数码相机的抖动方向相反的方向上与分割区域B1和B2相邻的分割区域70和71为特定区域，并且将特定区域的权重值从1.0改变为0.1。发光量确定单元19确定在数码相机的抖动方向上与分割区域B1和B2相邻的分割区域72和73为非特定区域，并且不改变非特定区域的权重值。

在图10中，对于其他分割区域，根据距分割区域70和71的距离来逐渐增加权重值。但是，这种改变不是必须的，可以不执行。

例如，若执行如图10所示的改变权重值的控制，则即使在分割区域72和73中包括了主被摄体的一部分的情况下，也可以防止该部分被误识别为不是主被摄体。因此，可以改善发光量的确定精度。

（第三模式）

在图1所示的数码相机中，提供了用于检测被摄体的运动的被摄体运动检测单元，并且发光量确定单元19根据被摄体在非发光图像拍摄和预发光图像拍摄之间的运动方向来确定特定区域。可以通过比较非发光拍摄图像数据和预发光拍摄图像数据来检测被摄体的运动。

例如，可以考虑被摄体的运动方向是图11中的箭头所示的向左下方倾斜的方向的情况。

在该情况下，发光量确定单元19从具有负亮度差的分割区域B1和B1周围的分割区域当中确定在被摄体的运动方向上与分割区域B1和B2相邻的分割区域80和81为特定区域，并且将特定区域的权重值从1.0改变为0.1。同样，发光量确定单元19确定在与被摄体的运动方向相反的方向上与分割区域B1和B2相邻的分割区域82和83为非特定区域，并且不改变非特定区域的权重值。

在图11中，对于其他分割区域，根据距分割区域80和81的距离来逐渐增加权重值。但是，这种改变不是必须的，可以不执行。

例如，若执行如图11所示的改变权重值的控制，则即使在分割区域82和83中包括了主被摄体的一部分的情况下，也可以防止该部分被误识别为不是主被摄体，可以进一步改善发光量的确定精度。

在图1所示的数码相机中，可以提供用于检测预发光拍摄图像数据中包括的主被摄体的主被摄体检测单元，并且发光量确定单元19可以根据主被摄体的位置来确定特定区域。

主被摄体检测单元可以通过使用以下方法来检测主被摄体：利用已知的脸部检测处理从预发光拍摄图像数据中检测出人的脸部等作为主被摄体的方法，获取关于对数码相机设置的自动对焦（AF）区域的信息并且检测AF区域中的被摄体作为主被摄体的方法，以及获取关于从对焦信息中获得的被摄体距离等的信息并且检测最短距离内的被摄体作为主被摄体的方法。

在图7的步骤S6的结果为是的情况下，数码相机的主被摄体检测单元检测预发光拍摄图像数据中包括的主被摄体，并且将包括主被摄体的分割区域通知给发光量确定单元19。

当在步骤S7确定特定区域时，发光量确定单元19不将包括主被摄体检测单元通知的主被摄体的分割区域确定为特定区域，并且不对这些分割区域执行权重值的改变。

例如，如图12所示，对于具有负亮度差的分割区域B1和B2周围的分割区域当中的分割区域90和91是包括主被摄体检测单元检测出的主被摄体的情况下，发光量确定单元19不改变分割区域90和91的权重值，而是将其他分割区域的权重值从1.0改变为0.1。

通过这样做，可以防止包括主被摄体的分割区域的评价值被减小，并且可以改善发光量的确定精度。同样，可以通过第一至第三模式的组合来执行参照图12描述的处理。

在到目前为止描述的所有实施例中，对于被确定为非特定区域的区域，可以控制评价值使得它们大于正常时间期间的评价值。

此外，在到目前为止描述的所有实施例中，可以根据特定区域的亮度差的幅值来改变特定区域的评价值的变化量。

若特定区域的亮度差大，则评价值也大。为此，若根据特定区域的亮度差的幅值增加了特定区域的评价值的减小量（例如，根据特定区域的亮度差的幅值减小了要与权重值相乘的校正系数），则可以确定地防止特定区域的评价值的增加。

此外，在至今为止描述的所有实施例中，可以根据关于特定区域生成的亮度差变为负的区域的亮度差的幅值来改变特定区域的评价值的改变量。

若具有负亮度差的区域的亮度差（绝对值）较大，则特定区域的亮度差也较大。为此，若根据具有负亮度差的区域的亮度差的幅值来增加特定区域的评价值的减小量，则可以确定地防止增加特定区域的评价值。

此外，在到目前为止描述的所有实施例中，对于具有极大亮度差的分割区域，发光量确定单元19可以确定那些分割区域已经被强光照射，并且可以将那些分割区域从用于基本图像拍摄的发光量计算对象中排除。通过这样做，可以以更高的精度执行对发光量的控制。

此外，在到目前为止描述的所有实施例中，亮度差的计算可以被相反地执行，即，可以通过从非发光拍摄图像数据30中减去预发光拍摄图像40来计算出亮度差，并且可以通过将亮度差乘以权重值来计算出评价值，计算出的评价值小于阈值的分割区域可被确定为包括主被摄体的分割区域，并且可以根据相应分割区域的评价值来确定用于基本图像拍摄的发光量。

在该情况下，若被摄体或数码相机没有运动，则对所有分割区域计算出的亮度差变为负，而在被摄体或数码相机有运动的情况下，所有的分割区域则同时包括具有正亮度差的区域和具有负亮度差的区域。

因此，在所有的分割区域同时包括具有正亮度差的区域和具有负亮度差的区域的情况下，发光量确定单元19可以确定具有正亮度差的分割区域周围的分割区域中的至少一部分为特定区域，并且执行增加对这些特定区域计算出的评价值的处理。

通过像这样做，如上所述，可以防止对主被摄体的误识别并且可以执行满意的图像拍摄。

如上所述，在本说明书中，公开了以下项目。

公开的成像装置是一种具有在图像拍摄期间发射辅助光的发光单元的成像装置，该成像装置包括：拍摄图像数据获取单元，其获取通过非发光图像拍摄得到的非发光拍摄图像数据和通过预发光图像拍摄得到的预发光拍摄图像数据，其中在非发光图像拍摄中，图像拍摄是在没有从发光单元发射出辅助光的状态下执行的，而在预发光图像拍摄中，图像拍摄是在从发光单元发射出辅助光的状态下执行的；亮度差计算单元，其针对非发光拍摄图像数据和预发光拍摄图像数据所共通的每个分割区域来计算出非发光拍摄图像数据与预发光拍摄图像数据之间的亮度差；评价值计算单元，其基于每个分割区域的亮度差来计算出每个分割区域的评价值；发光量确定单元，其基于每个分割区域的评价值来确定基本图像拍摄期间要从发光单元发射出的辅助光的发光量；以及评价值改变控制单元，在亮度差计算单元计算出的所有分割区域的亮度差同时包括负亮度差和正亮度差的情况下，评价值改变控制单元执行控制，以改变针对特定区域计算出的评价值，该特定区域是计算出的亮度差为负的分割区域或计算出的亮度差为正的分割区域周围的分割区域的至少一部分分割区域。

公开的成像装置是这样的成像装置，其中，特定区域是计算出的亮度差为负的分割区域或计算出的亮度差为正的分割区域周围的分割区域中的一部分分割区域，并且其中，评价值改变控制单元根据图像拍摄状况确定特定区域。

公开的成像装置是这样的成像装置，其中图像拍摄状况是以下中的任何一个：被摄体中包括的明亮部分在非发光图像拍摄和预发光图像拍摄之间的移动方向，成像装置在非发光图像拍摄和预发光图像拍摄之间的运动方向，以及被摄体在非发光图像拍摄和预发光图像拍摄之间的运动方向。

公开的成像装置是还包括主被摄体检测单元的成像装置，主被摄体检测单元从预发光拍摄图像数据中检测主被摄体，其中评价值改变控制单元不对包括了主被摄体的分割区域执行改变评价值的控制。

公开的成像装置是这样的成像装置，其中评价值改变控制单元根据针对具有负亮度差的分割区域或者具有正亮度差的分割区域计算出的亮度差的幅值来控制评价值的改变量。

公开的成像装置是这样的成像装置，其中评价值改变控制单元根据针对特定区域计算出的亮度差来控制评价值的改变量。

公开的成像装置的发光量控制方法是一种针对具有在图像拍摄期间发射辅助光的发光单元的成像装置的发光量控制方法，该方法包括：拍摄图像数据获取步骤，用于获取通过非发光图像拍摄得到的非发光拍摄图像数据和通过预发光图像拍摄得到的预发光拍摄图像数据，其中在非发光图像拍摄中，图像拍摄是在没有从发光单元发射出辅助光的状态下执行的，而在预发光图像拍摄中，图像拍摄是在从发光单元发射出辅助光的状态下执行的；亮度差计算步骤，用于针对非发光拍摄图像数据和预发光拍摄图像数据共同的每个分割区域计算非发光拍摄图像数据与预发光拍摄图像数据之间的亮度差；评价值计算步骤，用于基于每个分割区域的亮度差来计算出每个分割区域的评价值；发光量确定步骤，用于基于每个分割区域的评价值来确定在基本图像拍摄期间要从发光单元发射出的辅助光的发光量；以及评价值改变控制步骤，在亮度差计算步骤计算出的所有分割区域的亮度差同时包括负亮度差和正亮度差的情况下，该步骤执行控制以改变对特定区域计算出的评价值，该特定区域是计算出的亮度差为负的分割区域或计算出的亮度差为正的分割区域周围的分割区域中的至少一部分的分割区域。

公开的成像装置的发光量控制方法是这样的成像装置的发光量控制方法，其中，特定区域是计算出的亮度差为负的分割区域或计算出的亮度差为正的分割区域周围的分割区域的一部分，并且其中，在评价值改变控制步骤中，根据图像拍摄状况来确定特定区域。

公开的成像装置的发光量控制方法是这样的成像装置的发光量控制方法，其中图像拍摄状况是以下中的任何一个：被摄体中包括的明亮部分在非发光图像拍摄和预发光图像拍摄之间的移动方向，成像装置在非发光图像拍摄和预发光图像拍摄之间的运动方向，以及被摄体在非发光图像拍摄和预发光图像拍摄之间的运动方向。

公开的成像装置的发光量控制方法是这样的成像装置的发光量控制方法，其还包括主被摄体检测步骤，该步骤从预发光拍摄图像数据中检测主被摄体，其中在评价值改变控制步骤中，不对包括主被摄体的分割区域执行改变评价值的控制。

公开的成像装置的发光量控制方法是这样的成像装置的发光量控制方法，其中在评价值改变控制步骤中，根据针对亮度差为负的分割区域或亮度差为正的分割区域计算出的亮度差的幅值来控制评价值的改变量。

公开的成像装置的发光量控制方法是这样成像装置的发光量控制方法，其中在评价值改变控制步骤中，根据针对特定区域计算出的亮度差来控制评价值的改变量。

工业实用性

根据本发明，可以提供一种能够以高精度快速地确定辅助光发射量的成像装置，以及该成像装置的发光量控制方法。

尽管已经参照具体的实施例详细地描述了本发明，但对本领域的技术人员显而易见的是，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下施加各种变形和修改。

本申请基于在2011年1月6日提交的日本专利申请公开No.2011-1551，其内容通过引用方式并入于此。

参考数字和标号的描述

5固态图像传感元件

11系统控制单元

12发光单元

19发光量确定单元

Claims (12)

1.一种成像装置，其具有在图像拍摄期间发射辅助光的发光单元，所述成像装置包括：

拍摄图像数据获取单元，其获取通过非发光图像拍摄得到的非发光拍摄图像数据和通过预发光图像拍摄得到的预发光拍摄图像数据，其中在所述非发光图像拍摄中，图像拍摄是在没有从所述发光单元发射出辅助光的状态下执行的，而在所述预发光图像拍摄中，图像拍摄是在从所述发光单元发射出辅助光的状态下执行的；

亮度差计算单元，其针对所述非发光拍摄图像数据和所述预发光拍摄图像数据共同的每个分割区域来计算所述非发光拍摄图像数据与所述预发光拍摄图像数据之间的亮度差；

评价值计算单元，其基于每个分割区域的亮度差计算出每个分割区域的评价值；

发光量确定单元，其基于每个分割区域的评价值来确定基本图像拍摄期间要从所述发光单元发射出的辅助光的发光量；以及

评价值改变控制单元，在所述亮度差计算单元计算出的所有分割区域的亮度差同时包括负亮度差和正亮度差的情况下，所述评价值改变控制单元执行控制，以改变针对特定区域计算出的评价值，所述特定区域是计算出的亮度差为负的分割区域或计算出的亮度差为正的分割区域周围的分割区域中的至少一部分分割区域。

2.如权利要求1所述的成像装置，

其中，所述特定区域是计算出的亮度差为负的分割区域或计算出的亮度差为正的分割区域周围的分割区域中的一部分分割区域，并且

其中，所述评价值改变控制单元根据图像拍摄状况确定所述特定区域。

3.如权利要求2所述的成像装置，其中所述图像拍摄状况是以下中的任何一个：被摄体中包括的明亮部分在所述非发光图像拍摄和所述预发光图像拍摄之间的移动方向，所述成像装置在所述非发光图像拍摄和所述预发光图像拍摄之间的运动方向，以及被摄体在所述非发光图像拍摄和所述预发光图像拍摄之间的运动方向。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的成像装置，还包括主被摄体检测单元，其从所述预发光拍摄图像数据中检测主被摄体，

其中所述评价值改变控制单元不对包括了所述主被摄体的分割区域执行改变评价值的控制。

5.如权利要求1至4中任一项所述的成像装置，其中所述评价值改变控制单元根据针对亮度差为负的分割区域或者亮度差为正的分割区域计算出的亮度差的幅值来控制所述评价值的改变量。

6.如权利要求1至4中任一项所述的成像装置，其中所述评价值改变控制单元根据针对所述特定区域计算出的亮度差来控制所述评价值的改变量。

7.一种成像装置的发光量控制方法，该成像装置具有在图像拍摄期间发射辅助光的发光单元，所述成像装置的发光量控制方法包括：

拍摄图像数据获取步骤，用于获取通过非发光图像拍摄得到的非发光拍摄图像数据和通过预发光图像拍摄得到的预发光拍摄图像数据，其中在所述非发光图像拍摄中，图像拍摄是在没有从所述发光单元发射出辅助光的状态下执行的，而在所述预发光图像拍摄中，图像拍摄是在从所述发光单元发射出辅助光的状态下执行的；

亮度差计算步骤，用于针对所述非发光拍摄图像数据和所述预发光拍摄图像数据共同的每个分割区域计算非发光拍摄图像数据与预发光拍摄图像数据之间的亮度差；

评价值计算步骤，用于基于每个分割区域的亮度差，计算出每个分割区域的评价值；

发光量确定步骤，用于基于每个分割区域的评价值来确定在基本图像拍摄期间要从所述发光单元发射出的辅助光的发光量；以及

评价值改变控制步骤，在所述亮度差计算步骤计算出的所有分割区域的亮度差同时包括负亮度差和正亮度差的情况下，所述评价值改变控制步骤执行控制以改变对特定区域计算出的评价值，所述特定区域是计算出的亮度差为负的分割区域或计算出的亮度差为正的分割区域周围的分割区域中的至少一部分分割区域。

8.根据权利要求7所述的成像装置的发光量控制方法，

其中，所述特定区域是计算出的亮度差为负的分割区域或计算出的亮度差为正的分割区域周围的分割区域中的一部分分割区域，并且

其中，在所述评价值改变控制步骤中，根据图像拍摄状况来确定所述特定区域。

9.如权利要求8所述的成像装置的发光量控制方法，其中所述图像拍摄状况是以下中的任何一个：被摄体中包括的明亮部分在所述非发光图像拍摄和所述预发光图像拍摄之间的移动方向，所述成像装置在所述非发光图像拍摄和所述预发光图像拍摄之间的运动方向，以及被摄体在所述非发光图像拍摄和所述预发光图像拍摄之间的运动方向。

10.如权利要求7至9中任一项所述的成像装置的发光量控制方法，还包括主被摄体检测步骤，用于从所述预发光拍摄图像数据中检测主被摄体，

其中在所述评价值改变控制步骤中，不对包括所述主被摄体的分割区域执行改变评价值的控制。

11.如权利要求7至10中任一项所述的成像装置的发光量控制方法，其中在所述评价值改变控制步骤中，根据针对亮度差为负的分割区域或亮度差为正的分割区域计算出的亮度差的幅值来控制所述评价值的改变量。

12.如权利要求7至10中任一项所述的成像装置的发光量控制方法，其中在所述评价值改变控制步骤中，根据针对所述特定区域计算出的亮度差来控制所述评价值的改变量。

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