CN104836996A - 图像处理设备和图像处理设备的控制方法 - Google Patents

图像处理设备和图像处理设备的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种图像处理设备和图像处理设备的控制方法。在进行间隔运动图像拍摄的图像处理设备中，顺次进行间隔摄像和变亮合成，从而可以在无需为了向运动图像设置特殊效果所需的先进技术和烦琐过程的情况下，获得有效间隔运动图像。

Description

图像处理设备和图像处理设备的控制方法
技术领域
本发明涉及一种图像处理设备，尤其涉及一种在间隔运动图像拍摄处理中通过使用多个所拍摄图像来进行变亮合成处理(lighten compositeprocessing)的图像处理设备。
背景技术
近年来，随着数字照相机技术的进步和数字照相机的广泛普及，数字照相机已被用于各种摄像用途，从而诞生了包括以下方法的新的视觉表现方法，这些方法在胶片照相机主导的时代是无法实现的。这些例子的其中一个包括：使用被固定至三脚架的数字照相机经由间隔摄像所拍摄到的多个静止图像来生成一种新类型的图像。在该背景下，日本特开2013-62740讨论了已知为变亮合成的合成处理。该变亮合成用于获得摄像画面内的萤火虫的增强了光迹的照片以及随着地球的周日运动而穿过夜空的星星的光迹的照片、以及运动图像，作为一系列这类图像。
通常利用安装在个人计算机(PC)等中的专用软件来实现变亮合成。更具体地，拍摄者通常使用该软件对使用数字照相机经由间隔摄像所拍摄到的并导入PC的大量图像实现变亮合成。
然而，在该方法中，拍摄者需要导入通过使用数字照相机的间隔摄像所拍摄到的大量图像。因此，例如，由于拍摄者必须将大量拍摄图像复制至PC，因而拍摄者必须除了知道如何使用数字照相机以外，而且还必须知道如何使用PC和该软件。如果拍摄者想要进行高级图像处理，则挑战水平高，因此难以进行。
发明内容
本发明涉及一种能够通过简单操作根据多个顺序拍摄的图像来生成表现残像的运动图像的图像处理设备和该图像处理设备的控制方法。
根据本发明的一个方面，一种图像处理设备，包括：获取部件，用于顺次获取图像数据；合成部件，用于进行用以在图像数据之间的相应区域中选择具有较大值的数据的变亮合成，以生成合成图像数据；调整部件，用于进行用以降低从所述合成部件所输出的合成图像数据的亮度的调整处理；以及生成部件，用于生成包括各自作为从所述合成部件所输出的合成图像数据的帧的运动图像数据，其中，所述合成部件输出通过对所述获取部件顺次获取到的图像数据和从所述调整部件所输出的经过了所述调整处理的合成图像数据进行所述变亮合成所生成的新合成图像数据。
根据本发明的另一方面，一种图像处理设备，包括：获取部件，用于顺次获取图像数据；合成部件，用于进行用以在图像数据之间的相应区域中选择具有较大值的数据的变亮合成，以生成合成图像数据；调整部件，用于进行用以降低从所述合成部件所输出的合成图像数据的亮度的调整处理，并且将由此得到的合成图像数据输出至所述合成部件；以及生成部件，用于通过使用对所述获取部件顺次获取到的图像数据顺次进行所述合成部件的所述变亮合成和所述调整部件的所述调整处理所获得的图像数据，来生成运动图像数据。
根据本发明的另一方面，一种图像处理设备，包括：获取部件，用于顺次获取图像数据；合成部件，用于进行用以在图像数据之间的相应区域中选择具有较大值的数据的变亮合成，以生成合成图像数据；调整部件，用于进行用以降低从所述合成部件所输出的合成图像数据的亮度的调整处理；以及生成部件，用于生成包括各自作为从所述合成部件所输出的合成图像数据的帧的运动图像数据，其中，所述生成部件具有以下两种模式：用以生成包括通过对所述获取部件顺次获取到的图像数据重复使用所述合成部件和所述调整部件所获得的帧的运动图像数据的模式；以及用以生成包括通过在不使用所述调整部件的所述调整处理的情况下重复使用所述合成部件所获得的帧的运动图像数据的模式。
根据本发明的另一方面，一种图像处理方法，包括以下步骤：获取步骤，用于顺次获取图像数据；合成步骤，用于进行用以在图像数据之间的相应区域中选择具有较大值的数据的变亮合成，以生成合成图像数据；调整步骤，用于进行用以降低通过所述变亮合成所输出的合成图像数据的亮度的调整处理；以及生成步骤，用于生成包括各自作为通过所述变亮合成所输出的合成图像数据的帧的运动图像数据，其中，在用以生成合成图像数据的所述变亮合成中，输出通过对所述获取步骤中顺次获取到的图像数据和进行所述调整处理所输出的经过了所述调整处理的合成图像数据进行所述变亮合成所生成的新合成图像数据。
根据本发明的另一方面，一种图像处理方法，包括以下步骤：获取步骤，用于顺次获取图像数据；合成步骤，用于进行用以在图像数据之间的相应区域中选择具有较大值的数据的变亮合成，以生成合成图像数据；调整步骤，用于进行用以降低通过所述变亮合成所输出的合成图像数据的亮度的调整处理；以及生成步骤，用于通过使用对顺次获取到的图像数据顺次进行所述变亮合成和所述调整处理所获得的图像数据，来生成运动图像数据。
根据本发明的又一方面，一种图像处理方法，包括以下步骤：获取步骤，用于顺次获取图像数据；合成步骤，用于进行用以在图像数据之间的相应区域中选择具有较大值的数据的变亮合成，以生成合成图像数据；调整步骤，用于进行用以降低通过所述变亮合成所输出的合成图像数据的亮度的调整处理；以及生成步骤，用于生成包括各自作为通过所述变亮合成所输出的合成图像数据的帧的运动图像数据，其中，生成运动图像数据的所述生成步骤包括以下两种模式：用以生成运动图像数据作为通过对顺次获取到的图像数据重复所述变亮合成和所述调整处理所获得的帧的模式；以及用以生成运动图像数据作为通过在不进行所述调整处理的情况下重复所述变亮合成所获得的帧的模式。
通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1是示出根据本发明典型实施例的图像处理设备的结构的框图。
图2A和2B是示出根据第一典型实施例的用于获得残像效果的处理的过程的图。
图3A和3B是示出根据第一典型实施例的用于获得更长的残像效果的处理的过程的图。
图4是根据本发明第二典型实施例的星迹的图像。
图5是示出根据本发明第二典型实施例的轨迹残像模式的处理过程的流程图。
图6A和6B是示出根据第二典型实施例的用于获得残像效果的处理的过程的流程图。
图7是示出根据本发明第二典型实施例的用于生成星迹的前半部分的亮度调整的图。
图8是示出根据本发明第二典型实施例的用于生成星迹的后半部分的亮度调整的变形例的图。
具体实施方式
下面参考附图说明本发明的典型实施例。
图1是示出根据本发明典型实施例的图像处理设备的结构的框图。
图1中的图像处理设备100例如是数字照相机。
图像处理设备100包括摄像镜头103、具有光圈功能的机械快门101、具有用于将光学图像转换成电信号的图像传感器的摄像单元22、以及用于将从摄像单元22所输出的模拟信号转换成数字信号的模拟-数字(A/D)转换器23。摄像单元22的图像传感器具有但不局限于下面的结构：以拜耳排列规则地配置R、G和B像素。系统控制单元50使用时序发生电路来控制摄像单元22、摄像镜头103和快门101。
快门101不局限于机械快门，并且可以是电子快门，其中利用该电子快门，可以通过控制图像传感器的复位定时来控制储存时间。利用该结构，可以使用数字照相机来拍摄诸如运动图像等的图像。
图像处理单元24对来自A/D转换器23或者存储器控制单元15的数据进行处理。该处理包括诸如像素插值处理和阴影校正等的各种类型的校正处理、以及白平衡(WB)处理、γ校正处理和颜色转换处理。图像处理单元24可以进行图像剪裁和变焦处理来实现电子变焦功能。阴影校正处理是对来自A/D转换器23或者存储器控制单元15的数据所进行的用以校正图像区域中的亮度水平从而减少阴影的处理。该阴影是由于摄像镜头103的特性和诸如像差等的摄像单元22的特性所引起的。对经过了阴影校正处理的图像数据进行WB处理，以将白色设置为图像区域中的白色基准。在本典型实施例的阴影处理中，根据摄像单元22的图像传感器中的像素的二维坐标(位置)，向各像素施加增益。在本典型实施例的WB处理中，向拜耳排列的R、G1、G2和B信号施加不同的增益。图像合成单元54包括用于合成多个图像数据的合成处理电路。在本典型实施例中，不仅可以进行单纯相加合成或者相加平均合成，而且还可以进行变亮或者变暗合成处理。在变亮或者变暗合成处理中，通过在要合成的多个图像数据的区域中选择具有最亮值或者最暗值的图像，来生成单个图像数据。图像合成单元54可以与图像处理单元24一体地构成。
在图像处理单元24中，使用所拍摄图像数据进行预定计算处理，并且系统控制单元50进行通过镜头(TTL)系统的自动调焦(AF)处理、自动曝光(AE)处理和电子闪光(EF)处理。
存储器控制单元15控制A/D转换器23、图像处理单元24和存储器32。
在图像处理单元24进行处理或者不进行处理的情况下，通过存储器控制单元15将来自A/D转换器23的数据写入存储器32中。
由薄膜晶体管(TFT)液晶显示器(LCD)构成的显示单元28通过存储器控制单元15显示已写入存储器32中的要显示的数据。
可以使用显示单元28来实现实时取景显示和电子取景器功能。更具体地，通过摄像单元22以预定周期重复曝光和读出，来顺次获取顺次拍摄的图像数据。然后，通过图像处理单元24和存储器控制单元15等，将所获取到的图像数据顺次显示在显示单元28上。
根据需要，显示单元28可以通过来自系统控制单元50的指示来使显示变为ON(打开)和OFF(关闭)。通过使显示变成关闭，数字照相机100可以以更低的电力消耗来工作。
存储器32存储所拍摄的静止图像和运动图像，并且具有大小足以存储预定数量的静止图像和预定时间段的运动图像的存储容量。
因此，可以将大量图像快速写至存储器32以实现多个所拍摄的静止图像的连续摄像和全景摄像。
还可以使用存储器32作为系统控制单元50的工作区。
系统控制单元50整体控制数字照相机100，并且执行存储在非易失性存储器56中的上述程序以实现下述的本典型实施例的各处理。将从非易失性存储器56读出的程序、以及用于使系统控制单元50工作的常数和变量加载至由随机存取存储器(RAM)所构成的系统存储器52上。系统控制单元50还控制存储器32和显示单元28等以进行显示控制。
系统计时器53是用于测量各种控制所使用的时间和内部时钟的时间的计时器单元。
程序代码被写入由闪速只读存储器(ROM)所构成的非易失性存储器56中，并且顺次进行读取并通过系统控制单元50来执行。非易失性存储器56包括用于存储系统信息的区域和用于存储用户设置信息的区域。因此，每当启动设备时，都可以读取以恢复各种信息和设置。
操作单元70包括触摸面板以及各种按钮，其中这些按钮包括诸如快门开关(SW1和SW2)、菜单按钮、设置按钮、微距按钮、闪光设置按钮、单拍/连拍/自拍切换按钮、菜单移动+(加号)按钮、菜单移动-(减号)按钮、拍摄图像质量选择按钮、曝光补偿按钮和日期/时间设置按钮等。
通过对操作单元70进行操作来发出用于开始诸如AF处理、AE处理和自动白平衡(AWB)处理等的操作的指示。更具体地，通过在快门按钮操作的中途接通的快门开关SW1来触发该操作。
通过对操作单元70进行操作，还发出用于开始包括曝光处理、显影处理、压缩/解压缩处理和记录处理等的一系列操作的指示。更具体地，通过在完成快门按钮的操作时接通的快门开关SW2来触发该操作。
电源单元30由诸如碱性电池或者锂电池等的一次电池、诸如镍镉(NiCd)电池、镍氢(NiMH)电池和Li离子电池等的二次电池、或者交流(AC)适配器等构成。通过电源控制单元80来控制电源单元30。
用于诸如存储卡和硬盘等的记录介质的接口18包括用于连接至存储卡和硬盘等的连接器。
挡板102覆盖数字照相机100的摄像镜头103和摄像单元22，以防止摄像镜头103和摄像单元22被污染或损坏。
说明用于合成多个图像数据的合成处理。图像合成单元54可以进行包括相加合成处理、相加平均合成处理、变亮合成处理和变暗合成处理这四种类型的合成处理。这里，将合成之前的图像数据的各像素值定义为I_i(x，y)(其中，i＝1～N，并且x、y表示图像区域中的坐标)。将通过合成N个图像所获得的图像的像素值定义为I(x，y)。像素值可以是从图像处理单元24所输出的拜耳排列的R、G1、G2和B信号各自的值。像素值还可以是从一组R、G1、G2和B信号所获得的亮度信号的值(亮度值)。作为对拜耳排列的信号预先所进行的插值处理的结果，可以针对具有R、G和B信号的各像素来计算亮度值。例如，可以使用以下的特征为R、G和B信号的加权相加的公式来计算亮度值：
Y＝0.3×R+0.59×G+0.11×B，
其中，Y表示亮度值。对通过在多个数据之间根据需要进行诸如位置匹配等的处理所关联的像素值进行上述各处理。更具体地，将相加合成处理表示为：
I(x，y)＝I_1(x，y)+I_2(x，y)+…+I_N(x，y)，
其中，通过针对各像素进行N个图像的像素值的相加处理，来获得合成图像数据。将相加合成处理表示为：
I(x，y)＝(a1×I_1(x，y)+a2×I_2(x，y)+…+aN×I_N(x，y))/N，
其中，ak表示加权系数，并且通过针对各像素进行N个图像的像素值的加权相加处理，来获得合成图像数据。将变亮合成处理表示为：
I(x，y)＝max(I_1(x，y)、I_2(x，y)、…、I_N(x，y))，
其中，通过针对各像素选择N个图像的最大像素值，来获得合成图像数据。将变暗合成处理表示为：
I(x，y)＝min(I_1(x，y)、I_2(x，y)、…、I_N(x，y))，
其中，通过针对各像素选择N个图像的最小像素值，来获得合成图像数据。
通过下面的过程来进行本典型实施例的变亮合成处理。首先，通过来自用户的指示开始间隔摄像。然后，将多个所拍摄图像中的作为处理对象的第一个图像在存储器32的合成存储区域中设置为初始值。将第二个图像和合成存储区域中所设置的第一个图像在相应像素的亮度方面相互进行比较，并且将较亮像素写回至合成存储区域中。对所有像素进行该处理，并且将根据第一个图像和第二个图像所获得的合成图像存储在合成存储区域中。然后，对于第三个图像及其之后的图像重复上述处理。更具体地，在相应像素的亮度方面，将要处理的图像与合成存储区域中的合成图像进行比较，从而将较亮(并非较暗的)像素写回至合成存储区域，并且对所有像素进行该处理。
因此，基于以上定义按照以下将上述处理表示为：
I2(x，y)＝max(I_1(x，y)，I_2(x，y))，
I3(x，y)＝max(I2(x，y)，I_3(x，y))，
…
I(x，y)＝IN(x，y)＝max(IN-1(x，y)，I_N(x，y))。
在本典型实施例中，通过使用经过了变亮合成的图像来生成间隔运动图像。首先，通过来自用户的指示开始间隔运动图像拍摄。通过上述处理，从所拍摄的第一个图像开始对拍摄图像顺次进行变亮合成处理，并且利用由此得到的图像作为间隔运动图像中的第一个图像来顺次生成运动图像。以星空为例说明由此所拍摄的由此得到的间隔运动图像。将起初被描述为点的星星的运动记录为间隔运动图像，以逐渐形成轨迹。考虑所有这些情况，通过变亮合成所获得的间隔运动图像可以以轨迹形式表现星星的运动。在本典型实施例中，将用于获得包括各自通过针对拍摄图像的变亮合成处理所获得的运动图像帧的运动图像的模式称为星空轨迹模式。
然而，在该方法(模式)中，当在可以观察到很多星星的环境下长时间拍摄间隔运动图像时，在图像区域中记录大量星迹，因此星星可能逐渐增加并最终充满间隔运动图像。结果，难以看见星星的运动。因此，在本典型实施例中，进一步提供了星空轨迹残像模式。在该模式下，以星星的亮度随着运动图像上的帧的增加而降低的方式来进行合成处理，以实现好象星迹正在移动的视觉效果。利用该方法，防止星星淹没在大量轨迹中，由此可以在运动图像上更加容易地检查星座如何移动。因此，通过使用间隔运动图像，可以实现超过了人观看东西的自然能力的表现。
在星星的摄像时，由于所拍摄的星星图像的亮度受到环境亮度和天气等的影响，因而相同处理根据环境可能产生所获得的不同长度的轨迹。因此，在本典型实施例中，根据用户设置、摄像条件和摄像环境等，改变变亮合成处理。更具体地，根据与星迹的长度有关的设置和包括Bv值的图像(环境)的亮度，来控制变亮合成处理。在本典型实施例中，通过操作单元70所进行的用户设置或者基于Bv值的判断，可以将星迹的长度设置成1(短)～4(长)这四级中的一个。对于设置1或2，使用第一合成方法，而对于设置3或4，使用第二合成方法。
参考图2A、2B、3A和3B说明根据本典型实施例的用于生成变亮合成运动图像的方法。图2A是示出在将星迹设置得相对短(上述设置1或2)时所进行的合成处理的图像。图2B是示出该合成处理的流程图。在图2A中，按照从左到右的顺序排列第一个所拍摄图像到第七个所拍摄图像的拍摄图像。在摄像时，可以通过系统控制单元50进行图2B和3B的流程图所示的操作，或者可以在除摄像以外的定时，通过从存储器32读取用于生成运动图像的图像数据来进行这些操作。当通过针对操作单元70的用户设置选择了变亮合成处理模式时，开始图2B的流程图中的将星迹的长度设置得相对短的处理(星空轨迹残像模式)。通过系统控制单元50或者在来自系统控制单元50的指示下通过各单元，进行该处理中的各步骤的操作。
在步骤S200，进行用于拍摄第一个图像或者从存储器32读出第一个图像的操作。该图像用作间隔运动图像中的第一帧，并且系统控制单元50将该图像输出给稍后步骤进行显示或记录的电路。然后，在步骤S201，利用与同轨迹的长度有关的设置相对应的调整参数(增益)，对步骤S201～S204所生成的第一个图像或者第(N-1)个合成图像(N≥3)进行增益下降处理。以下面的方式设置施加于图像数据的增益：与设置1相比，在轨迹被设置得更长的设置2中，降低增益下降水平(接近1)。用于调整图像数据的亮度的处理不局限于向图像数据中的各像素施加增益以降低亮度的根据本典型实施例的增益下降处理，还可以是诸如γ处理等的利用数字信号来调整亮度的任意调整处理。
在步骤S202，进行用于拍摄第N个图像数据(N≥2)或者从存储器32读出第N个图像数据的操作。与第一个图像数据的情况不同，不直接使用该图像数据作为间隔运动图像中的图像。在拍摄第N个图像时，在步骤S203，对所拍摄的第N个图像数据和步骤S201所生成的经过增益下降处理之后的第(N-1)个图像进行变亮合成。因此，将第N个图像中所拍摄到的星星与增益下降处理之后的第(N-1)个图像进行合成。将由此得到的数据定义为间隔运动图像中的第N个帧(图像数据)。在每当拍摄或者读出图像数据时显示或记录运动图像数据的情况下，在步骤S204，显示单元28将第N个合成图像显示在显示介质上，或者记录单元(系统控制单元50)将该合成图像记录在记录介质200中。
在步骤S205，判断是否发出了用于终止摄像或者图像读取的指示。当发出了该指示时(步骤S205为“是”)，终止该处理。当没有发出该指示时(步骤S205为“否”)，处理返回至步骤S201，并且再次顺次进行拍摄图像获取操作、变亮合成处理和亮度调整处理(增益下降处理)。可以基于用于预先定义要拍摄的图像的数量和摄像时间的设置信息，发出用于终止摄像或者图像读取的指示，或者可以通过用户的操作来发出该指示。在步骤S201的第(N-1)个合成图像中，第一个图像中所拍摄到的星星总共经过了(N-1)次增益下降处理。因此，该处理可以实现使星星逐渐变暗的表现。变暗量依赖于各处理中的增益下降量。通过由此重复变亮合成处理和增益下降处理，可以生成星迹如流星一样移动的间隔运动图像。
在上述方法中，通过增益下降处理使首先变暗的星星快速变暗，并且流星视觉效果变低。为了解决该问题，在本典型实施例中，当将星迹设置得相对长(设置3和4)时，进行图3A和3B所示的变亮合成处理(星空残像模式)。在图3A中，如图2A一样，按照从左到右的顺序排列第一个所拍摄图像到第七个所拍摄图像的拍摄图像。当通过针对操作单元70的用户设置选择了变亮合成处理模式时，开始图3B的流程图中的将星迹的长度设置得相对长(3或4)的处理。通过系统控制单元50或者在来自系统控制单元50的指示下通过各单元，进行该处理中的各步骤的操作。
在步骤S301，进行用于拍摄第一个图像或者从存储器32读出第一个图像的操作。该图像用作间隔运动图像中的第一帧，并且系统控制单元50将该图像输出给稍后步骤进行显示或记录的电路。然后，对第一个图像进行亮度调整处理。在本典型实施例中，在步骤S302，利用与同轨迹的长度有关的设置相对应的增益，进行增益下降处理。以下面的方式设置施加于图像数据的增益：与设置3相比，在轨迹被设置得更长的设置4中，降低增益下降水平(接近1)。用于调整图像数据的亮度的处理不局限于向图像数据中的各像素施加增益以降低亮度的根据本典型实施例的增益下降处理，还可以是诸如γ处理等的利用数字信号调整亮度的任意调整处理。
在步骤S303，进行用于拍摄第N个图像数据(N≥2)或者从存储器32读出第N个图像数据的操作。与第一个图像数据的情况不同，不直接使用该图像数据作为间隔运动图像中的图像。在拍摄第N个图像时，在步骤S304，对所拍摄的第N个图像数据和步骤S308所生成的第(N-1)个合成图像数据进行变亮合成处理(第一变亮合成处理)。当N＝2时，对第二个所拍摄图像数据和步骤S302所生成的第一增益下降图像进行变亮合成处理。这样，将第N个图像中所拍摄到的星星与通过步骤S307的增益下降处理和第二变亮合成所获得的第(N-1)个合成图像进行合成。将由此得到的数据定义为间隔运动图像中的第N个帧(图像数据)。在每当拍摄或者读出图像数据时显示或记录运动图像数据的情况下，在步骤S305，显示单元28将第N个合成图像显示在显示介质上，或者记录单元(系统控制单元50)将该合成图像记录在记录介质200中。
在步骤S306，系统控制单元50判断是否发出了用于终止摄像或者图像读取的指示。当系统控制单元50判断为发出了该指示时(步骤S306为“是”)，终止该处理。当系统控制单元50判断为没有发出该指示时(步骤S306为“否”)，处理进入步骤S307。可以基于预先定义要拍摄的图像的数量和摄像时间的设置信息来发出用于终止摄像或者图像读取的指示，或者可以通过用户的操作来发出该指示。在步骤S307，对作为显示/记录对象的第N个合成图像进一步进行亮度调整(增益下降)处理。然后，在步骤S308，对步骤S308(第二变亮合成)中的通过第二变亮合成所获得的第(N-1)个合成图像以及第N个增益下降合成图像进行变亮合成处理。然后，处理返回至步骤S303，并且拍摄或者从存储器32读出下一第(N+1)个图像。在步骤S304，对第(N+1)个图像和通过第二变亮合成所获得的第N个变亮合成图像进行变亮合成处理。
通过重复上述的步骤S303～S308的处理，在保持相同亮度两个周期的同时降低单个位置处的星星的增益以使其变暗，从而可以实现较长的星迹。
如上所述，在本典型实施例中，通过重复变亮合成处理和亮度调整处理，来生成运动图像帧。因此，可以生成利用残像表现被摄体的轨迹的运动图像。这样，可以在防止被摄体的轨迹导致视觉上不期望的图像的同时，生成利用残像获得令人印象深刻的被摄体的运动的效果。
此外，通过根据作为被摄体的轨迹所要设置的残像的长度来控制合成处理，可以以各种长度来表现残像。
用于利用残像来表现被摄体的轨迹的合成方法不局限于如本典型实施例中的变亮合成处理。当被摄体暗于背景时，可以通过变暗合成处理来获得同样的轨迹和残像效果。通过加权相加合成处理对各图像进行加权和亮度调整，也可以实现残像效果。例如，代替变亮合成处理，通过例如向更加新的图像赋予更大的权重所进行的相加，可以进行加权相加合成处理，以实现残像效果。在该处理中，可以通过调整亮度调整时的增益并且改变合成图像的组合来调整残像的长度。
在本典型实施例中，说明了用于通过在第一个所拍摄图像和第二个所拍摄图像之间单纯保持星星的亮度相同来实现长度更长且易看见的流星的方法。本发明的范围包括进一步用于合成第三个所拍摄图像以实现长度甚至更长且易看见的方法。
第二典型实施例的表现方法与第一典型实施例中的星星的轨迹的表现方法的不同在于：从初始亮度开始，逐渐使星星的轨迹单纯变暗。图4是示出根据本典型实施例的通过用于生成合成运动图像帧的方法所获得的运动图像帧的图像。图4示出在摄像时从左下向右上移动的星星中的仅一个星星的轨迹。如图4所示，即使在星星的实际亮度在整个摄像过程中几乎无变化时，也利用降低后的亮度来合成最新拍摄到的帧中位于右上部分处的星星。以下面的方式来调整亮度：星星的亮度在之前几个周期所拍摄到的帧中达到峰值，然后在此后的帧中再次降低。利用这种表现方法，可以形成看起来像流星一样的自然星迹残像。
参考图5、6A和6B的流程图，说明本典型实施例中的用于生成合成运动图像帧的方法。通过第一典型实施例中所述的方法来生成图4所示的后半部分的轨迹(逐渐变暗)，而通过本典型实施例特有的方法来生成图4所示的前半部分的轨迹(逐渐变亮)。基于用于顺次处理通过摄像所顺次获取到的图像的过程，来说明本典型实施例。另外，还可以在除摄像以外的定时，通过从存储器32读出用于生成运动图像的图像数据来进行该处理。在通过针对操作单元70的用户设置选择了变亮合成处理模式之后，通过用户指示来开始一系列操作(星空轨迹残像模式)。通过系统控制单元50或者在来自系统控制单元50的指示下通过各单元，来进行该流程图中的操作。
在步骤S500，拍摄或者从存储器32读出第N个拍摄帧(图像)。在步骤S501，利用系统控制单元50、图像处理单元24和图像合成单元54等，进行用于生成如图4所示的前半部分的轨迹的处理。在步骤S502，利用系统控制单元50、图像处理单元24和图像合成单元54等，进行用于生成如图4所示的后半部分的轨迹的处理。在步骤S503，通过变亮合成处理来对步骤S501和S502所获得的具有前半部分和后半部分的轨迹的合成图像数据进行合成。在每当拍摄或者读出图像数据时显示或记录运动图像数据的情况下，在步骤S504，显示单元28将第N个合成图像显示在显示介质上，或者记录单元(系统控制单元50)将该合成图像记录在记录介质200中。当然，可以进行显示和记录这两者。
在显示或者记录最新运动图像帧之后，在步骤S505，系统控制单元50判断是否完成了摄像或者图像读取。当系统控制单元50判断为未完成摄像或者图像读取时(步骤S505为“否”)，处理返回至步骤S500。当系统控制单元50判断为完成了摄像或者图像读取时(步骤S505为“是”)，终止该处理。
接着，参考图6A中的流程图，详细说明步骤S501所进行的用于生成图4所示的前半部分的轨迹的处理。在步骤S600，从预先存储包括用于生成前半部分的轨迹所需的k个帧的最新帧(图像数据)的存储器32，读出直到第(N-(k-1))个帧为止的帧。
在步骤S601，对第N个帧、第(N-1)个帧、……、第(N-(k-1))个帧进行亮度调整处理，以使得星星的亮度按照该顺序逐渐增大。由于利用增益上升的亮度调整处理导致低的信噪(SN)比、由此生成含有噪声的图像，因而大体上通过增益下降而不是通过增益上升来进行该亮度调整处理。例如，当k＝3时，以下面的方式进行该亮度调整处理：第N个帧、第N-1个帧和第N-2个帧分别具有30％、60％和100％的亮度。
在步骤S602，对亮度调整处理之后的k个帧进行变亮合成处理。因此，由此得到的合成运动图像包括具有以星星的亮度从最新帧到第k个帧逐渐增大所绘制的轨迹的k个帧。
参考图6B的流程图，详细说明步骤S502所进行的用于生成图4所示的后半部分的轨迹的处理。在步骤S610，当拍摄或者读出第N个帧时，从存储器32读出用于生成后半部分的轨迹的最新帧(第(N-k)个帧)。在步骤S611，如第一典型实施例一样，根据用户设置、摄像条件和摄像环境等，将星迹的长度设置成1(短)～4(长)这四级中的一个。当设置了设置1或2时(步骤S611为“是”)，处理进入步骤S612。在步骤S612和S613，利用与图2B中相同的方法来进行用于生成后半部分的轨迹的处理。当设置了设置3或4时(步骤S611为“否”)，处理进入步骤S614。在步骤S614～S616，利用与图3B中相同的方法来进行用于生成后半部分的轨迹的处理。更具体地，在步骤S612，进行调整处理以使包含直到先前帧为止的合成图像数据变暗。在步骤S613，对由此得到的帧和第(N-k)个帧进行变亮合成处理。在步骤S614，对第(N-k)个帧和包含直到先前帧为止的合成帧进行变亮合成(第一变亮合成)。在步骤S615和S616，将通过对第一变亮合成之后的帧进行增益下降所获得的帧以及包含直到先前帧为止的通过变亮合成(第二变亮合成)所获得的帧存储在存储器32中，以准备与下一最新帧的合成处理。步骤S503中要与包括前半部分的轨迹的运动图像帧进行合成的帧是第一变亮合成之后的合成帧。
通过上述处理，如第一典型实施例一样，根据设置来生成后半部分的轨迹。
参考图7说明要设置的增益下降量。图7是示出各运动图像帧中的残留亮度的表，其中横轴表示所拍摄图像，并且纵轴表示运动图像帧。在该表中，用于形成前半部分的轨迹的帧数量k是3。在第一个帧中，作为变亮合成所要使用的残留亮度(增益下降70％)，将所拍摄图像设置成具有30％。在第三个帧中，将第三个所拍摄图像、第二个所拍摄图像和第一个所拍摄图像分别设置成具有30％、60％和100％的残留亮度以用于变亮合成。换句话说，与所表现的轨迹的前半部分相对应的星星的图像通常保持具有预定增益下降率。
根据用于通过上述图像处理生成运动图像帧的方法，在例如在天空从日落时间开始变暗、并且星星逐渐出现的状态下拍摄运动图像的情况下，从最初的图像开始对图像进行增益下降处理。由此得到的运动图像可以具有在最初的运动图像帧中低、在接着的几个帧中增大、然后在天空实际变暗时再次降低的亮度，从而给予观看运动图像的用户不自然的印象。因此，在本典型实施例中，当开始轨迹残像模式下的运动图像拍摄、并且通过合成来生成运动图像帧时，最初的拍摄帧不进行本典型实施例中用于生成前半部分的轨迹的亮度调整，而且与第二个运动图像帧及其后的运动图像帧进行合成。这样，在保持最初的摄像帧中的背景的亮度的情况下，顺次进行变亮合成。结果，可以防止最初的运动图像帧和包含受最初的运动图像帧的影响的预定数量的帧的合成运动图像帧具有不自然的暗背景。
如图7那样，图8是示出各运动图像帧中的残留亮度的表，其中，横轴表示所拍摄图像，并且纵轴表示运动图像帧。在该表中，用于形成前半部分的轨迹的帧数量k是3。为了解决上述问题，将第一个帧设置成具有被设置成亮度保持为100％(无增益下降)以用于变亮合成的第一个所拍摄图像。这样，背景的亮度没有下降，因此整个图像不会变暗。在第二个帧中，第一个所拍摄图像的亮度保持为100％，并且第二个所拍摄图像的亮度被设置成30％。即使在对图像进行变亮合成的情况下，仍保持亮部分，从而防止画面变暗。通过由此以上述方法将第一个所拍摄图像的增益下降量设置成不同于其它所拍摄图像的增益下降量，即使在天空从日落时间开始逐渐变暗、并且星星逐渐出现的状态下拍摄图像的情况选，也可以自然地描绘运动图像。
如上所述，在本典型实施例中，通过重复变亮合成处理和亮度调整处理，获得运动图像帧。因此，可以生成利用残像表现被摄体的轨迹的运动图像。因此，可以在防止被摄体的轨迹导致视觉上不期望的图像的同时，获得利用残像来获得令人印象深刻的被摄体的运动的效果。
此外，进行变亮合成以在以下面的方式进行控制的同时作为残像来提供被摄体的轨迹：帧的权重形成拱形(升高、然后在峰值之后下降)。因此，可以实现作为残像保留的如流星一样的更加自然的星迹的表现。在无需增益上升的情况下，生成轨迹图像，因此可以生成该轨迹图像而不会由于低SN比而成为含有噪声的图像。
其它实施例
本发明不局限于诸如以摄像作为重要用途的数字照相机等的设备，并且还可应用于诸如移动电话、PC(笔记本电脑、台式电脑或者平板电脑等)和游戏机等的内部设置有或者在外部连接摄像装置的任何设备。因此，本说明书中的术语“摄像设备”旨在包括具有摄像功能的任何设备。
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

Claims (17)

1.一种图像处理设备，包括：
获取部件，用于顺次获取图像数据；
合成部件，用于进行用以在图像数据之间的相应区域中选择具有较大值的数据的变亮合成，以生成合成图像数据；
调整部件，用于进行用以降低从所述合成部件所输出的合成图像数据的亮度的调整处理；以及
生成部件，用于生成包括各自作为从所述合成部件所输出的合成图像数据的帧的运动图像数据，
其中，所述合成部件输出通过对所述获取部件顺次获取到的图像数据和从所述调整部件所输出的经过了所述调整处理的合成图像数据进行所述变亮合成所生成的新合成图像数据。
2.一种图像处理设备，包括：
获取部件，用于顺次获取图像数据；
合成部件，用于进行用以在图像数据之间的相应区域中选择具有较大值的数据的变亮合成，以生成合成图像数据；
调整部件，用于进行用以降低从所述合成部件所输出的合成图像数据的亮度的调整处理，并且将由此得到的合成图像数据输出至所述合成部件；以及
生成部件，用于通过使用对所述获取部件顺次获取到的图像数据顺次进行所述合成部件的所述变亮合成和所述调整部件的所述调整处理所获得的图像数据，来生成运动图像数据。
3.一种图像处理设备，包括：
获取部件，用于顺次获取图像数据；
合成部件，用于进行用以在图像数据之间的相应区域中选择具有较大值的数据的变亮合成，以生成合成图像数据；
调整部件，用于进行用以降低从所述合成部件所输出的合成图像数据的亮度的调整处理；以及
生成部件，用于生成包括各自作为从所述合成部件所输出的合成图像数据的帧的运动图像数据，
其中，所述生成部件具有以下两种模式：用以生成包括通过对所述获取部件顺次获取到的图像数据重复使用所述合成部件和所述调整部件所获得的帧的运动图像数据的模式；以及用以生成包括通过在不使用所述调整部件的所述调整处理的情况下重复使用所述合成部件所获得的帧的运动图像数据的模式。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的图像处理设备，其中，还包括指示部件，所述指示部件用于发出基于来自用户的设置的指示，
其中，所述调整部件基于来自所述指示部件的指示来设置用以调整合成图像数据的参数。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的图像处理设备，其中，所述调整部件基于所述获取部件所获取到的图像数据的亮度来设置用以调整合成图像数据的参数。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的图像处理设备，其中，还包括指示部件，所述指示部件用于发出基于来自用户的设置的指示，
其中，所述合成部件基于来自所述指示部件的指示来控制所述变亮合成中所要使用的图像数据的组合。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的图像处理设备，其中，所述合成部件基于所述获取部件所获取到的图像数据的亮度来控制所述变亮合成中所要使用的图像数据的组合。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的图像处理设备，其中，
所述合成部件对第N个图像数据和通过对直到第(N-1)个图像数据为止的图像数据进行所述变亮合成和所述调整处理所生成的第三图像数据，来进行所述变亮合成，以及
所述合成部件对进行了所述变亮合成的第一图像数据进行所述调整处理所得到的第二图像数据和通过直到第(N-1)个图像数据为止的图像数据所生成的第二图像数据进行所述变亮合成，以生成与直到第N个图像数据为止的图像数据相对应的所述第三图像数据。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的图像处理设备，其中，
所述调整部件对预定数量的图像数据进行所述调整处理，以使得稍后所拍摄的图像数据具有较低的亮度，以及
所述合成部件对所述调整部件调整后的所述预定数量的图像数据进行所述变亮合成。
10.根据权利要求9所述的图像处理设备，其中，所述调整部件对于通过所述合成部件的所述变亮合成生成运动图像帧时最初获取到的图像数据不进行所述调整处理。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的图像处理设备，其中，所述获取部件以预定周期重复进行利用摄像部件的曝光以及读取，以获取多个图像。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的图像处理设备，其中，还包括记录部件，所述记录部件用于将从所述合成部件所输出的合成图像数据顺次记录至记录介质中。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的图像处理设备，其中，还包括显示部件，所述显示部件用于将从所述合成部件所输出的合成图像数据顺次显示在显示介质上。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的图像处理设备，其中，所述调整部件通过向图像数据施加增益来调整亮度。
15.一种图像处理方法，包括以下步骤：
获取步骤，用于顺次获取图像数据；
合成步骤，用于进行用以在图像数据之间的相应区域中选择具有较大值的数据的变亮合成，以生成合成图像数据；
调整步骤，用于进行用以降低通过所述变亮合成所输出的合成图像数据的亮度的调整处理；以及
生成步骤，用于生成包括各自作为通过所述变亮合成所输出的合成图像数据的帧的运动图像数据，
其中，在用以生成合成图像数据的所述变亮合成中，输出通过对所述获取步骤中顺次获取到的图像数据和进行所述调整处理所输出的经过了所述调整处理的合成图像数据进行所述变亮合成所生成的新合成图像数据。
16.一种图像处理方法，包括以下步骤：
获取步骤，用于顺次获取图像数据；
合成步骤，用于进行用以在图像数据之间的相应区域中选择具有较大值的数据的变亮合成，以生成合成图像数据；
调整步骤，用于进行用以降低通过所述变亮合成所输出的合成图像数据的亮度的调整处理；以及
生成步骤，用于通过使用对顺次获取到的图像数据顺次进行所述变亮合成和所述调整处理所获得的图像数据，来生成运动图像数据。
17.一种图像处理方法，包括以下步骤：
获取步骤，用于顺次获取图像数据；
合成步骤，用于进行用以在图像数据之间的相应区域中选择具有较大值的数据的变亮合成，以生成合成图像数据；
调整步骤，用于进行用以降低通过所述变亮合成所输出的合成图像数据的亮度的调整处理；以及
生成步骤，用于生成包括各自作为通过所述变亮合成所输出的合成图像数据的帧的运动图像数据，
其中，生成运动图像数据的所述生成步骤包括以下两种模式：用以生成运动图像数据作为通过对顺次获取到的图像数据重复所述变亮合成和所述调整处理所获得的帧的模式；以及用以生成运动图像数据作为通过在不进行所述调整处理的情况下重复所述变亮合成所获得的帧的模式。
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