CN1075312C - 具有显示移动速度和手晃动的显示器的摄像机 - Google Patents
具有显示移动速度和手晃动的显示器的摄像机 Download PDFInfo
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Abstract
一种摄像机，可检测出上下和左右手晃动和拍摄移动以进行稳定拍摄。该摄像机当检测出的信号为一具有预定的频率成分的周期波形时，就判定检测信号为手晃动，当检测出的信号为一不具有频率成分的恒定幅值波形时，就判定检测信号为移动。该摄像机鉴别检测出的手晃动程度和移动速度是否不小于一个参考值和一个参考速度，并在如电子取景器的显示器上以定量的数值显示鉴别后的检测出的手晃动程度和移动速度。摄像机同时按照鉴别的结果显示警告信息以使拍摄者意识到当前的拍摄状态。
Description
本发明涉及到一种可稳定地拍摄被摄体的摄像机，具体地，涉及到一种具有显示移动速度和手晃动显示器的摄像机。通过检测摄像机使用者的手晃动和移动速度并显示检测内容使得使用者意识到它们，就可使得以在稳定的拍摄条件下拍摄被摄体。
由于摄像机变得紧凑和变轻，拍摄者的一只手被用来当作摄像机的支持物，这样，当使用摄像机拍摄被摄体时，图像就有可能因为拍摄者的手晃动而抖动，结果，大多数摄像机采用手晃动校正系统来纠正由于手晃动导致的图像抖动。
作为相关技术，有名为“具有手晃动显示电路的图像装置”的美国专利No4,862,277。在上述美国专利中，由摄像机获得的一个单帧视频信号被存储起来，并由此得到这个存储的单帧信号和前一帧视频信号之间的差值信号。通过分别与不同的阈值比较此差值信号的大小，就可以确定手晃动的程度，并且按照事先确定的手晃动程度，警告指示灯分段点亮，以对拍摄者进行手晃动警告，使得他或她可在稳定的条件下拍摄被摄物。
另外，最近的采用高放大倍率，如8-,10-,12-,20倍等普通变焦，以及20-,64-倍等数字变焦的摄像机可以按照变焦的放大倍率来自适应地校正手晃动，因而，使用此类摄像机拍摄被摄物的使用者由于手晃动的校正很难在屏幕上感觉到图像的抖动。然而，如果一个物体以某一个预定速度或更高的速度被拍摄时，由于在重放时重放图像运动太快，此类采用手晃动校正系统的摄像机不能够获得所希望的图像。
为解决以上问题，本发明的目的就是提供一种具有显示移动速度和手晃动的显示器的摄像机，通过分别检测例如摄像机的移动速度和手晃动等拍摄状态并加以分别的显示，使得使用者意识到检测内容的方式，使得使用者得以完成所希望的稳定拍摄。
为达到本发明的以上目的，提供一种摄像机，包括：用于检测所述的摄像机的运动并输出检测信号的传感器部分；用于响应从所述的传感器部分输出的检测信号，通过所述的检测信号的波形模式来鉴别所述摄像机的运动是由于手晃动还是由于拍摄移动来检测所述的摄像机的手晃动程度和移动速度的检测器部分；用于响应从所述的检测器部分检测出的所述移动速度程度和手晃动程度来输出控制信号用于显示移动速度的程度和手持晃动的程度的鉴别控制器；用于响应从所述鉴别控制器输出的所述控制信号来显示检测到的移动速度和手晃动程度的显示器。
优选的实施例参照以下图叙述：
图1是按照本发明的摄像机的显示移动速度和手晃动的显示器的框图。
图2A和2B是表示了图1传感器部分的检测信号的波形图。
图3A,3B和3C是表示了图1中监视器的表示模式的状态图。
优选的本发明实施例将参照图1描述。
一个如图1所示的装置表示了按照本发明的摄像机的用于显示移动速度和手晃动的显示器。它包括一个传感器部分11用于检测晃动和上下左右移动。传感器部分11包括多个陀螺传感器，即在实施例中为两个陀螺传感器111和112。一个放大器部分12以预定的放大系数放大对应于摄像机的上下左右晃动和移动的从传感器部分11输出的检测信号。放大器部分12包括多个放大器，在本实施例中为两个放大器以对应所述多个陀螺传感器111和112。另外，图1的显示器包括一个手晃动程度检测器13和一个移动速度检测器14，通过接收从放大器部分12来的已放大的检测信号输出来分别检测摄像机的移动速度和手晃动。一个鉴别控制器15分别判别从手晃动检测器13和移动速度检测器14来的手晃动程度和移动速度是否比预先设定的参考值和参考速度大，并且按照判别结果输出一个用于显示警告信息的控制信号和检测到的手晃动程度和运动速度。一个屏幕上显示部分(OSD)16按照从鉴别控制器15输出的控制信号以及所述警告信息输出来对应于晃动程度和移动速度输出OSD数据。一个监视器17接收从OSD部分16输出的OSD数据并显示之。一个电子取景器或液晶显示器用来作为监视器17。
在拍摄中，拍摄者在注视摄像机上所带的电子取景器时以随机速度移动，在这种情况下，传感器部分11检测到摄像机的上、下、左、右运动，两个院螺传感器111和112组成的传感器部分11检测出角速度，这种传感器利用角运动量来检测角运动。此时使用一个关于垂直于旋转轴的至少一个轴的惯性空间作为参照系。也就是说，第一个陀螺传感器111当摄像机上下运动时检测出一个角速度，而第二个陀螺传感器112当摄像机左右运动时检测出一个角速度。从传感器部分11输出的检测信号由图2A和2B表示。
图2A是当摄像机由于手晃动引起的运动时传感器部分11的检测信号。而图2B是当摄像机同时由手晃动和移动引起的运动时传感器部分11的检测信号。
参照图2A，当摄像机上下左右晃动时，从传感器部分11输出的检测信号成为一个频率为大约0.5-1.5HZ的周期波形。同样，当摄像机拍摄时上下或左右移动时，从传感器部分11输出的检测信号成为恒定幅值的波形而不含有频率成分。参照图2B，检测到的信号成为一个周期波形或恒定幅值波形，对应于摄像机的上下或左右晃动或移动，并与一参照输出相比呈上下或左右对称的相同模式。也就是说，当摄像机向上运动时，传感器部分11的输出模式与当摄像机向下运动时的输出模式相同。当摄像机向左和向右运动时，其输出模式也相同。结果摄像机的手晃动和移动就可以按照检测信号的波形模式来鉴别出。因而，可以从陀螺传感器111和112的输出信号中检测出摄像机的手晃动校正部分，移动判断部分和移动部分。
从传感器部分11中的两个陀螺传感器111和112来的检测信号分别输入到对应的放大器121和122。放大部分12的两个放大器121和122按预定的放大系数放大输入的检测信号并输出放大结果到手晃动检测器13和移动速度检测器14。手晃动程度检测器13通过从两个放大器121和122输出的放大的检测信号的波形模式来确定摄像机的运动是由于上下还是左右抖动引起。手晃动程度检测器13靠检测到的信号是否为具有恒定频率成分的周期波形来判定抖动。手晃动程度检测器13对图2B中手晃动校正部分中的已经确定为抖动的检测信号进行积分并检测出手晃动程度。移动速度检测器14通过从两个放大器121和122输出的放大的检测信号的波形模式来判定摄像机的运动是否由上下或左右移动引起。移动速度检测器14积分图2B中摄像机移动部分的检测信号来检出移动速度。鉴别控制器15把从手晃动程度检测器13和移动速度检测器14来的检测出的手晃动程度和移动速度与预先设定的参考值和参考速度分别作比较，来鉴别是否手晃动程度和移动速度与所述参考值和参考速度相同。鉴别控制器15控制OSD部分16以使得监视器17定量地显示手晃动程度。鉴别控制器15以这样一种方式控制OSD部分16，即使得检测到的移动速度以数值的形式在监视器17上显示。另外，鉴别控制器15还以这样一种方式控制OSD部分16，即当检测到的手晃动程度不小于参考值时，显示一个警告信息在监视器17上，以通知使用者有严重晃动；以及当移动速度不小于参考速度时，显示一个警告信息在监视器17上以使使用者减慢摄像机的移动速度。其间，OSD部分16在鉴别控制部分15的控制下在摄像机上所附带的诸如电子取景器或液晶显示器构成的监视器上显示如图3A-3C所示的图像。
图3A表示由电子取景器构成的监视器17，它包括一个用于显示手晃动程度和移动速度的窗口以及一个用于显示警告信息的窗口。图3B表示了一个在手晃动程度和移动速度窗口中表示手晃动程度和移动方向的图案例子。图3C表示了图3B的图案细部。
参照图3A,OSD部分16分别在监视器17上预定位置指定手晃动程度和移动速度表示窗口及警告信息表示窗口。另外，OSD部分16在监视器17上的手晃动程度和移动速度表示窗口上定量地表示晃动程度以及移动方向。也就是说，参照图3B，移动速度的方向在手持晃动程度和移动速度表示窗口内以箭头形方向指示器形式表示。方向指示器通过以一个预定的角度从一个具有预定半径的圆的圆心等分其圆周的方式在上下、左右对角线上示出。参考图3C，作为一个例子，圆周的圆心按45°被分为8块，运动方向表示在其中一个分块上。当然，圆周也可以按更细的角度划分。这些等分线被分成预定的分段，来通过来自中心的指示器分段地表示摄像机的手晃动程度的大小和方向。摄像机的移动用直至预先确定的分段来表示，并且指示器划分为该预定分段，指向移动方向。另外，当前移动速度的大小以数字的形式在手晃动程度和移动速度表示窗口内显示。这样，本发明就通过使拍摄者在注视方向及运动速度的情况下拍摄目标而完成了稳定的拍摄。
其间，OSD部分16在晃动程度不小于一个参考值时因而无法得到稳定的图像时在监视器17的警告信息窗口内显示一个警告信息(例如，严重晃动)。OSD部分16在移动速度不小于一个参考值时在监视器17的警告信息窗口内显示一个警告信息(例如，运动太快)，这样，拍摄者就可以按预定的速度移动而拍摄目标。
如上所述，按照本发明的摄像机使用摄像机的运动检测信号的波形模式来鉴别手晃动和移动，并且显示手晃动程度以及移动速度来使得拍摄者轻易地辨认它们。当手晃动程度和移动速度不低于参考值和参考速度时，警告信息就会显示来使得摄影者意识到这种拍摄状态来确保完成一个所希望的稳定拍摄。
尽管这里描述的是本发明的特定实施例，但很明显，不超出本发明的精神和范围可以做出许多变型。
Claims (13)
1．一种摄像机，包括：
用于检测所述的摄像机的运动并输出检测信号的传感器部分；
用于响应从所述的传感器部分输出的检测信号，通过所述的检测信号的波形模式来鉴别所述摄像机的运动是由于手晃动还是由于拍摄移动来检测所述的摄像机的手晃动程度和移动速度的检测器部分；
用于响应从所述的检测器部分检测出的所述移动速度程度和手晃动程度来输出控制信号用于显示移动速度的程度和手持晃动的程度的鉴别控制器；
用于响应从所述鉴别控制器输出的所述控制信号来显示检测到的移动速度和手晃动程度的显示器。
2．按照权利要求1的摄像机，其中所述的传感器部分包括多个用于检测摄像机的上下运动和左右运动的传感器。
3．按照权利要求2的摄像机，其中所述的传感器部分进一步包括一个用于按预定的放大因数放大所述检测信号并输出放大后的检测信号的放大部分。
4．按照权利要求1的摄像机，其中所述的检测器部分当所述检测信号是一个具有预先确定的频率成分的周期波形时，就判别该检测信号为手晃动；当所述检测信号是一个具有恒定幅值而不具有频率成分的波形时，就判别该检测信号为移动。
5．按照权利要求4的摄像机，其中所述的检测部分包括：
手晃动程度检测器，用于积分所述被判别为手晃动的检测信号并输出积分结果作为手晃动程度，以及
移动速度检测器，用于积分所述被判别为移动的检测信号并输出积分结果作为移动速度。
6．按照权利要求1的摄像机，其中所述的鉴别控制器进一步包括与所述摄像机的移动速度和手晃动对应的分别的参考值。
7．按照权利要求6的摄像机，其中所述的鉴别控制器当在所述的检测器部分检测到的移动速度和手晃动程度超过一个对应的参考值时发出一个警告信号给显示器。
8．按照权利要求7的摄像机，其中所述的显示器进一步包括显示警告信号的显示窗口。
9．按照权利要求1所述的摄像机，其中所述的显示器包括显示手晃动程度的显示窗口和显示移动速度的显示窗口。
10．按照权利要求9的摄像机，其中所述的显示器定量地显示所述检测的手晃动程度。
11．按照权利要求9的摄像机，其中所述的显示器以数字的形式显示所述检测的移动速度。
12．按照权利要求11的摄像机，其中所述的显示器以方向指示器的方式显示所述移动速度的方向。
13．按照权利要求9的摄像机，其中所述的显示器通过一个预先设定半径的圆以及具有从原点出发的大小和方向的指示器来表示手晃动程度的大小和方向。
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