CN107920200B - 图像模糊校正装置及其控制方法和摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及图像模糊校正装置及其控制方法和摄像装置。在设置了支持摇摄的摇摄辅助模式的情况下，摄像装置检测抖动校正信号和拍摄画面内的图像的运动量。设置被摄体的面部检测位置的搜索范围(S510)，并且基于面部检测结果来进行改变被摄体矢量(运动矢量)的计算处理的处理。如果获取到所述被摄体的面部检测位置(S511和S512中为“是”)，则进行基于所述面部检测位置、根据第一检测范围内的运动矢量计算被摄体矢量的第一计算处理(S513)。另外，如果未获取到所述被摄体的面部检测位置(S511中为“否”)并且可以检测到被摄体矢量(S514中为“是”)，则进行基于所述拍摄画面内所设置的焦点检测框、根据第二检测范围内的运动矢量计算被摄体矢量的第二计算处理(S515)。

Description

图像模糊校正装置及其控制方法和摄像装置
技术领域
本发明涉及用于校正归因于照相机抖动或被摄体抖动的图像模糊的图像模糊校正装置及其控制方法。
背景技术
作为拍摄技术之一的摇摄是在拍摄者例如沿水平方向转动照相机以追踪移动被摄体的运动的同时拍摄该被摄体，并且设置范围为数秒的较长快门速度以获得被摄体的动态感。摇摄一般需要拍摄技巧和经验，因此被认为是对于初学者而言较难的拍摄技术。其第一个原因是：在移动照相机以追踪被摄体的运动的同时技巧性地拍摄该被摄体是困难的。其第二个原因是：初学者难以知道应该设置多长的快门速度来获得被摄体的动态感。随着快门速度变慢，由于背景流动的量增加，因此动态感增加。然而，容易发生照相机抖动或被摄体抖动。
日本特开2006-317848公开了如下方法，其中，该方法检测被摄体的速度和照相机移动的速度之间的差异，并使用照相机抖动校正功能来校正与该差异相对应的偏差量以简单地实现摇摄。在紧挨着拍摄之前，追踪被摄体的照相机中所包括的角速度传感器检测照相机针对摇摄的角速度，并且对被摄体的角速度和照相机的平摇速度之间的差进行校正。
作为用于检测像面上的被摄体图像的移动量的方法，已知使用运动矢量的检测的基于相关运算的相关法和块匹配等。在块匹配中，例如将输入的图像信号分割成各自具有适当大小的多个块区域，并以块为单位计算与先前帧的特定范围内的像素的差。对这些差的绝对值的总和具有最小值的先前帧的块进行搜索，并且画面之间的相对偏差表示该块的运动矢量。
在现有技术中，存在以下可能性：根据诸如低对比度等的拍摄条件，可能无法检测到正确的运动矢量，或者可能检测到具有低可靠度的矢量。在针对人物的摇摄的情况下，手和脚的运动是不规则的，因此，可能检测到具有低可靠度的运动矢量。如果使用人物的全身(包括其手和脚)的运动矢量，则可能错误地计算出要计算的被摄体的角速度，并且作为替代，可能存在过度校正的趋势，因此被摄体抖动可能变得显著。
发明内容
本发明提高了针对被摄体人物等的摇摄的可靠性。根据本发明的实施例的装置是使用校正单元来校正图像模糊的图像模糊校正装置，其中所述图像模糊校正装置具有：计算单元，其被配置为在设置了特定模式的情况下，通过获取摄像装置或镜头装置的抖动检测信号和拍摄画面内的图像的运动量、并且获取被摄体的面部检测位置来计算所述被摄体的运动量，并计算表示所述被摄体相对于所述摄像装置的移动的角速度数据；以及控制单元，其被配置为基于所计算出的角速度数据来控制所述校正单元。其中，所述计算单元在获取到所述面部检测位置的情况下进行第一计算处理以及在未获取到所述面部检测位置的情况下进行第二计算处理，其中，在所述第一计算处理中，在相对于所述面部检测位置的第一检测范围内计算所述被摄体的运动量，以及在所述第二计算处理中，在相对于所述拍摄画面内所设置的焦点检测框的位置的第二检测范围内计算所述被摄体的运动量。
一种摄像装置，其具有使用校正单元来校正图像模糊的图像模糊校正装置，其中，所述图像模糊校正装置包括：计算单元，其被配置为在设置了特定模式的情况下，通过获取所述摄像装置或镜头装置的抖动检测信号和拍摄画面内的图像的运动量、并且获取被摄体的面部检测位置来计算所述被摄体的运动量，并计算表示所述被摄体相对于所述摄像装置的移动的角速度数据；以及控制单元，其被配置为基于所计算出的角速度数据来控制所述校正单元，以及其中，所述计算单元在获取到所述面部检测位置的情况下进行第一计算处理以及在未获取到所述面部检测位置的情况下进行第二计算处理，其中，在所述第一计算处理中，在相对于所述面部检测位置的第一检测范围内计算所述被摄体的运动量，以及在所述第二计算处理中，在相对于所述拍摄画面内所设置的焦点检测框的位置的第二检测范围内计算所述被摄体的运动量。
一种图像模糊校正装置所执行的控制方法，其中，所述图像模糊校正装置使用校正单元来校正图像模糊，所述控制方法包括以下步骤：计算步骤，用于在设置了特定模式的情况下，通过获取摄像装置或镜头装置的抖动检测信号和拍摄画面内的图像的运动量、并且获取被摄体的面部检测位置来计算所述被摄体的运动量，并计算表示所述被摄体相对于所述摄像装置的移动的角速度数据；以及基于所计算出的角速度数据来控制所述校正单元，其中，在所述计算步骤中，包括在获取到所述面部检测位置的情况下的第一计算处理以及在未获取到所述面部检测位置的情况下的第二计算处理，其中，在所述第一计算处理中，在相对于所述面部检测位置的第一检测范围内计算所述被摄体的运动量，以及在所述第二计算处理中，在相对于所述拍摄画面内所设置的焦点检测框的位置的第二检测范围内计算所述被摄体的运动量。
根据以下(参考附图)对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的摄像装置的整体结构图。
图2是根据本发明的实施例的模糊校正系统的控制框图。
图3是用于说明摇摄时的运动矢量的检测的图。
图4是示出摇摄时的被摄体矢量的检测的图。
图5是用于说明根据本发明的实施例的人物的摇摄期间的处理的图。
图6是用于说明根据本发明的实施例的除人物以外的被摄体的摇摄期间的处理的图。
图7是用于说明根据本发明的实施例的摇摄期间所进行的处理的图。
图8是根据本发明的实施例的被摄体角速度的计算处理的流程图。
图9是根据本发明的实施例的快门速度的计算处理的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图来详细说明本发明的典型实施例。本发明适用于配备有图像模糊校正装置的摄像装置，诸如紧凑型数字照相机、摄像机、监视照相机和web照相机等。在本说明书中，将作为支持用户的摇摄的技术而使用可移动光学构件的移动来减少被摄体移动速度和平摇速度(或倾斜速度)之间的差的方法称为摇摄辅助。将设置摇摄辅助以支持用户的摇摄的模式称为摇摄辅助模式。注意，尽管在本说明书中，将使用可移动光学构件的移动来减少被摄体移动速度和平摇速度(或倾斜速度)之间的差的方法的模式称为摇摄辅助模式，但任何模式都是可能的，只要其中实现了该方法即可。
图1是示出根据本发明的实施例的摄像装置的结构的示例的框图。尽管将在本实施例中说明镜头装置(可更换镜头100)可以安装在照相机主体部131上的摄像系统的示例，但本发明还可以适用于镜头单元与照相机主体部一体化的摄像装置。
可更换镜头100包括拍摄透镜单元101。拍摄透镜单元101包括主摄像光学系统102、可以改变焦距的变焦透镜组103、以及移位透镜组104。移位透镜组104是可移动光学构件，其中该可移动光学构件用于对由于摄像装置的抖动所引起的图像相对于光轴的抖动进行校正，并对当摄像装置沿与拍摄透镜单元101的光轴垂直的方向移动时所引起的图像模糊进行光学校正。变焦编码器(编码器)106检测变焦透镜组(其也被称为变焦透镜)103的位置。位置检测单元105检测移位透镜组(其也被称为移位透镜)104的位置。
可更换镜头100包括角速度传感器109。角速度传感器109是用于检测抖动并输出抖动检测信号的检测单元的示例。通过镜头控制单元110获取来自角速度传感器109的抖动检测信号(角速度检测信号)以供信号处理。镜头控制单元110包括用于镜头系统控制的微型计算机，并控制可更换镜头100中所包括的各单元。用于校正图像模糊的驱动单元107按照来自镜头控制单元110的控制命令来驱动移位透镜104。放大电路(AMP)108对位置检测单元105的输出进行放大，并将位置检测信号输出至镜头控制单元110。可更换镜头100包括针对照相机主体部131的安装接触部113。
镜头控制单元110包括用于控制照相机抖动的校正的照相机抖动校正控制单元111和用于控制摇摄辅助模式的摇摄控制单元112。图1表示具有控制单元111和112的功能块的镜头控制单元110的内部处理。尽管镜头控制单元110还进行通过驱动调焦透镜的焦点调节的控制和光圈的控制等，但为了简化说明而省略了该控制。另外，在照相机抖动的实际校正中，例如针对在关于照相机的姿势的垂直方向和水平方向上彼此正交的两个轴，进行抖动检测和图像模糊校正。由于除了检测方向的差异以外，针对这两个轴的抖动检测和图像模糊校正被配置为彼此相同，因此以下将仅对一个轴提供说明。根据本实施例的摄像装置包括图像模糊校正装置，其中该图像模糊校正装置采用图像模糊的光学校正以通过在与光轴方向不同的方向(例如，与光学方向正交的方向)上驱动可移动光学构件，来校正图像模糊。
照相机主体部131包括用于调节曝光时间的快门114和诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器等的图像传感器115。模拟信号处理电路(模拟前端或AFE)116处理图像传感器115的输出，并将处理后的结果输出至照相机信号处理电路117。照相机信号处理电路117包括用于检测图像的运动的运动矢量检测单元118。运动矢量检测单元118获取从图像传感器115输出的不同拍摄时间的图像信号，并检测视角内的被摄体或背景的运动。照相机主体部131包括定时发生器(TG)120，并且设置图像传感器115和模拟信号处理电路116的操作定时。照相机主体部131的操作单元130包括电源开关和释放开关等。
照相机主体部131包括照相机控制单元122。照相机控制单元122包括微型计算机，其中该微型计算机用于控制整个照相机系统以通过从存储器读取预定程序并执行该程序来进行各种控制。照相机控制单元122包括快门控制单元125、用于计算主被摄体的角速度的被摄体角速度计算单元126、以及摇摄快门速度计算单元127。图1表示具有功能块的照相机控制单元122的内部处理。驱动器121按照照相机控制单元122的控制命令来驱动快门驱动马达119。存储卡128是记录了所拍摄视频数据的记录介质。显示单元129例如包括液晶面板(或LCD)，从而使得能够监视正在拍摄的图像并在画面上显示所拍摄的图像。照相机主体部131包括针对可更换镜头100的安装接触部123。镜头控制单元110和照相机控制单元122在预定的定时经由安装接触部113和123进行串行通信。
将说明图1的摄像装置的操作的概要。当用户将可更换镜头100安装在照相机主体部131上并且使用操作单元130接通摄像装置的电源时，照相机控制单元122检测到状态的改变。照相机控制单元122进行向照相机主体部131的电路的电源供给及其初始设置。另外，向可更换镜头100供电，并且镜头控制单元110对可更换镜头110进行初始设置。然后，在预定的定时开始镜头控制单元110和照相机控制单元122之间的通信。例如，通过该通信，从照相机控制单元122向镜头控制单元110发送摄像装置的诸如状态和拍摄设置等的信息。另外，从镜头控制单元110向照相机控制单元122发送可更换镜头100的焦距信息和角速度信息等。
如果尚未通过使用操作单元130的用户操作选择摇摄辅助模式，则进行照相机抖动校正操作。即，角速度传感器109检测由于可更换镜头100中的照相机抖动等而在照相机上产生的抖动。照相机抖动校正控制单元111获取抖动检测信号，并通过控制移位透镜104的驱动来校正相机抖动。以下将说明摄像装置的抖动校正功能。
图2是与抖动校正操作有关的结构的图。向图1所共享的组成元件赋予相同的附图标记，并将省略其说明。图2的单元201～208表示照相机抖动校正控制单元111的具体组成元件。偏移去除单元201是例如配置有高通滤波器的滤波器运算单元。偏移去除单元201去除角速度传感器109的输出中所包括的DC成分。增益/相位计算单元202被配置为放大器和相位补偿滤波器，其中该放大器以预定增益来对通过偏移去除单元201去除了DC成分的角速度数据进行放大。积分器203具有改变任意频带中的特性的功能。积分器203对增益/相位计算单元202的输出进行积分，并且计算移位透镜104的驱动量。
防抖动(图像模糊校正)控制判断单元204根据照相机信息获取单元225的输出来切换用于驱动移位透镜104的控制信号。如果设置了摇摄辅助模式，则防抖动控制判断单元204采用摇摄控制单元112所计算出的积分器224的输出。另外，如果设置了除摇摄辅助模式以外的模式，则防抖动控制判断单元204采用照相机抖动校正控制单元111所计算出的积分器203的输出。
移位透镜104向位置检测单元104的输出由放大电路108放大、并由A/D转换器206转换为数字数据。该数字数据作为负输入被发送至减法器205。减法器205获取防抖动控制判断单元204的输出作为正输入，从该输出中减去来自A/D转换器206的数字数据，并将减法结果(偏差数据)输出至控制器207。控制器207包括放大器和相位补偿滤波器，其中该放大器用于以预定增益来放大输入数据。控制器207使用放大器和相位补偿滤波器对作为减法器205的输出的偏差数据进行信号处理，然后将结果输出至脉宽调制(PWM)单元208。脉宽调制单元208基于控制器207的输出数据对PWM波形进行调制以改变脉冲波的占空比，并将结果供给至抖动校正系统的驱动单元107。驱动单元107是用于驱动移位透镜104的音圈型马达，并且根据脉宽调制单元208的输出使移位透镜104在与光轴垂直的方向上移动。
接着，将对摇摄控制单元112进行说明。如果用户利用操作单元130进行用以设置摇摄辅助模式的操作，则照相机控制单元122切换至摇摄辅助的控制。从照相机控制单元122向镜头控制单元110发送摇摄辅助模式的设置信息，并且镜头控制单元110转变为摇摄辅助模式的控制。照相机信息获取单元225获取了摇摄辅助模式的设置信息和释放信息。角速度输出单元211获取偏移去除单元201的输出，并将可更换镜头100中所包括的角速度传感器109的角速度数据输出至照相机控制单元122。被摄体角速度获取单元222获取由以下要说明的照相机主体部131中所包括的被摄体角速度计算单元126所计算出的主被摄体的角速度数据。该角速度数据是经由安装接触部113和通信控制单元210所获取的。减法器223通过接收作为正输入的偏移去除单元201的输出和作为负输入的被摄体角速度获取单元222的输出，来进行减法。即，减法器223计算在可更换镜头100中检测到的角速度数据和在照相机主体部131中检测到的主被摄体的角速度数据之间的差，并将该差(偏差数据)输出至积分器224。积分器224对偏差数据进行积分，并将积分后的数据输出至防抖动控制判断单元204。
这里，将说明用于计算主被摄体的角速度的方法。在被设置为摇摄辅助模式的照相机主体部131中，照相机信号处理电路117中所包括的运动矢量检测单元118从所拍摄视频的信息中检测并输出主被摄体的运动矢量。同时，照相机控制单元122从镜头控制单元110接收可更换镜头100中所包括的角速度传感器109所检测到的角速度数据。
作为从运动矢量检测单元118输出的运动矢量，获得拍摄者尝试拍摄的主被摄体的矢量和流动背景的矢量这两种类型的矢量，以进行摇摄。由于在这种情况下摇摄是目标，因此采用所检测到的两种类型的运动矢量中的主被摄体的矢量。将使用图3和4来说明采用主被摄体的矢量的方法。图3示出摇摄时所拍摄到的场景的图像的示例。在该示例中，运动矢量检测块302在画面中排列成8行和8列。在各检测块中检测一个先前帧的图像和当前帧的图像之间的运动量，并且检测被摄体301的矢量和背景的矢量。
图4是使用直方图显示由运动矢量检测单元118所检测到的运动矢量的图。横轴表示运动量(单位：像素)，以及纵轴表示次数(频率)。在本实施例中，为了正确地区分被摄体矢量和背景矢量，使用作为角速度传感器109的输出的角速度数据。如果拍摄者可以使用摄像装置很好地拍摄并追踪被摄体，则被摄体矢量约为0像素。然而，如果拍摄者在拍摄中经验不足，则被摄体的运动量会增大，并且被摄体矢量移动远离0像素，然后难以在被摄体矢量和背景矢量之间进行区分。因此，在本实施例中，将作为角速度传感器109的输出的角速度数据转换为像面移动量403。在转换处理中，使用摄像光学系统的焦距或帧频的数据。将像面移动量403的值的特定范围(背景范围)404中存在的矢量群判断为背景矢量402。另外，将存在于特定范围404外部的矢量群判断为被摄体矢量401。注意，如果在拍摄画面内存在多个被摄体，则假设存在多个被摄体矢量。在这种情况下，采用与照相机聚焦框(参见图5的焦点检测框602)最接近的被摄体矢量。这样做的原因是，与摇摄无关地，拍摄者将聚焦框放在其想要拍摄的主被摄体上。将以这种方式判断出的被摄体矢量的值确定为像面上的主被摄体的移动量。注意，在本实施例中直方图所用的角速度数据可以是作为照相机主体部131中所包括的角速度传感器124的输出的角速度数据。
将参考图5来说明人物的摇摄期间的运动矢量处理。图5示出全身包括在视角中的人物的摇摄图像的示例。图5的水平方向被设置为X方向，并且垂直方向被设置为Y方向。针对运动矢量的检测块302，假设从作为基准位置的左上角起的X方向的正(向右)方向为列的增加方向，并且假设Y方向的负(向下)方向为行的增加方向。视角内存在被摄体601a和另一被摄体601b，并且两者都是人物。被摄体601a在被摄体601b的前方(或者更接近照相机)。假设拍摄者将被摄体601a设置为主被摄体，并且(例如，在单点AF框的情况下)将焦点检测框602放在被摄体601a上。
在本实施例中，在从焦点检测框602的中心位置起的特定范围内设置面部检测搜索范围(其也被简称为搜索范围)604。照相机控制单元122在搜索范围604中对被摄体(人物或动物等)进行面部检测处理，并且基于面部检测结果来改变被摄体矢量累加方法。在对人物的摇摄时，被摄体601a的手和脚的运动是不规则运动，因此作为结果，所检测到的运动矢量很有可能是具有低可靠性的矢量。另一方面，由于面部和身体正进行稳定的运动，因此可以检测到具有高可靠性的运动矢量。因此，在本实施例中，在对人物的摇摄时，将能够以高可靠性检测到运动矢量的部位检测为面部，并且使用面部图像附近的部位的被摄体矢量。
将使用图5来说明搜索范围604的具体示例。搜索范围604被设置为在以焦点检测框602的中心位置作为原点的状态下、Y方向是长边方向并且X方向是短边方向的矩形范围。例如，搜索范围604可以被设置为Y方向的视角为80％并且X方向的视角为40％的焦点检测范围。注意，如果拍摄者沿垂直方向把持照相机(垂直保持状态)，则以Y方向为短边方向、并且以X方向为长边方向来设置搜索范围。在判断照相机的姿势时，使用由未示出的照相机主体部131中包括的加速度传感器所生成的检测信息。可以判断出加速度传感器的三个轴(X轴、Y轴和Z轴)中受重力方向影响的轴。例如，如果拍摄者在照相机的水平保持状态下进行拍摄，则该照相机在Y轴方向上受到重力的影响，因此加速度传感器在Y轴上的输出与其在X轴和Z轴上的输出不同的状态被判断为水平保持状态。
照相机控制单元122使用焦点检测框602来设置搜索范围604。即，如果视角中存在多个被摄体601a和601b，则拍摄者仅将焦点检测框602放在作为进行其想要停止的图像的运动的主被摄体的被摄体601a上。因此，可以检测已放置焦点检测框602的被摄体601a而非被摄体601b的运动矢量。
接着，将说明被摄体矢量的累加方法。假设面部检测位置603在图5的搜索范围604内的情况。在这种情况下，与面部检测位置603最接近的检测块是第3行第4列的一个检测块。在将该检测块用作起始块的情况下，位于该块的上、下、左和右侧的检测块是累加对象，即：第2行第4列(上)的检测块、第4行第4列(下)的检测块、第3行第3列(左)的检测块以及第3行第5列(右)的检测块。即，选择在起始块的四个正交方向上与该起始块邻接的检测块。然而，具有在距起始块(第3行第4列的检测块)的运动矢量值预定阈值的范围内的运动矢量值的检测块是累加对象。即，如果检测块的运动矢量的值在阈值(例如，3个像素)±起始块(第3行第4列的检测块)的运动矢量的范围内，则可以对这些值进行累加。这样做的原因是为了防止被摄体矢量的错误计算。例如，在位于起始块的左侧的第3行第3列的检测块和位于起始块的右侧的第3行第5列的检测块中，如果被摄体601a的面部小，则面部区域不会与检测块重叠，然后很有可能将背景的运动量进行累加。在这样的情况下，如果检测块的运动矢量的值不在距起始块的运动矢量值预定阈值的范围内，则将这些检测块排除在累加对象之外。
另外，在诸如低对比度等的拍摄条件的情况下，存在错误地检测出具有低可靠性的检测块的运动矢量的可能性。因此，在本实施例中，在被摄体矢量的累加对象中不包括该检测块。此外，如果与被摄体的面部区域相对应的检测块的数量远小于检测块的总数，则用于判断被摄体矢量的第一阈值(例如，1)可以被设置成小于针对人物以外的被摄体而设置的第二阈值(例如，4)。
将参考图6来说明对人物以外的移动体(车辆)的摇摄。图6的水平方向被设置为X方向，并且其垂直方向被设置为Y方向。在移动体(车辆)的摇摄中，被摄体701的运动是沿特定方向的稳定运动。被摄体701与多个检测块302重叠，因此可以检测出多个被摄体矢量。因此，选择与焦点所在的焦点检测框602的位置接近的检测块(第5行第7列的检测块)作为起始块。在起始块周围的圆形形状(同心圆形状)中进行检测块的搜索和累加。然而，在低对比度时可能存在表示具有低可靠性的运动矢量的结果的检测块。在这种情况下，为了降低运动矢量的错误检测的可能性，在被摄体矢量的累加对象中不包括该检测块的检测结果。
如上所述，在本实施例中，通过对面部检测的结果和搜索范围604进行组合，可以计算出用户想要的主被摄体矢量(运动矢量)。例如，即使拍摄画面内存在多个被摄体601a和601b(参见图5)，也可以根据图像中进行拍摄者想要停止的运动的被摄体601a的面部图像周围的矢量来计算主被摄体矢量。可以使用所计算出的主被摄体矢量来以与角速度数据被转换为像面移动量的情况相反的顺序计算被摄体的角速度。
图7～9是用于说明本实施例中的设置摇摄辅助模式时所进行的处理的流程图。当照相机控制单元122和镜头控制单元110的各CPU从存储器读取程序并执行该程序时，实现以下处理。
首先，将对图7的处理进行说明。
(S501)模式判断处理
照相机控制单元122判断拍摄者是否已经利用操作单元130进行了设置摇摄辅助模式的操作。如果设置了摇摄辅助模式，则该处理进入S502，以及如果设置了除摇摄辅助模式以外的模式，则在没有控制摇摄辅助模式的设置的情况下结束处理。
(S502)镜头判断处理
照相机控制单元122判断安装在照相机主体部131上的可更换镜头100是否是适用于摇摄辅助模式的可更换镜头。如果镜头是适用于摇摄辅助模式的可更换镜头，则处理进入S503，以及如果镜头不是适用于摇摄辅助模式的可更换镜头，则处理进入S506。注意，使用从镜头控制单元110发送至照相机控制单元122的信号来进行对可更换镜头100是否与摇摄辅助模式相对应的判断。
(S503)运动矢量检测处理
运动矢量检测单元118检测拍摄画面内的图像的运动量作为运动矢量，并将检测结果输出至照相机控制单元122。
(S504)像面移动量计算处理
照相机控制单元122使用来自可更换镜头100中所包括的角速度传感器109的角速度数据、摄像光学系统的焦距和帧频的数据，来计算像面上的移动量(参见图4)。
(S505)被摄体角速度计算处理
被摄体角速度计算单元126计算被摄体的角速度。将在图8的S508～S521中说明该计算处理的详情。
(S506)快门速度计算处理
摇摄快门速度计算单元127计算用于摇摄辅助的快门速度。将在图9的S522～S529中说明该计算处理的详情。
(S507)移位透镜驱动控制
照相机控制单元122使用S505中计算出的被摄体的角速度和S506中计算出的用于辅助摇摄的快门速度，来确定在图像传感器115的曝光时间段期间所驱动的移位透镜104的驱动量。镜头控制单元110获取所确定的驱动量，并控制移位透镜104的驱动。
接着，将参考图8来说明图7的被摄体角速度计算处理(S505)。
(S508)直方图生成处理
被摄体角速度计算单元126进行与针对S503中所检测到的所有运动矢量的直方图的生成有关的算术运算。
(S509)照相机的姿势和位置的获取
被摄体角速度计算单元126获取照相机的姿势和位置的检测信息。在照相机姿势判断处理中，从设置在照相机主体部131中的加速度传感器的三个轴(x轴、y轴和z轴)的输出中检测受重力方向影响的轴。可以基于加速度传感器的输出来判断用户正沿哪个方向把持照相机。
(S510)搜索范围的设置
被摄体角速度计算单元126根据S509中所获取的照相机的姿势和位置，来设置相对于焦点检测框602的中心位置的搜索范围604。
(S511)面部检测的判断
被摄体角速度计算单元126判断在S510中设置的搜索范围604内是否存在面部检测结果。如果在搜索范围604内存在面部检测结果，则处理进入S512，以及如果在搜索范围604内不存在面部检测结果，则处理进入S514。
(S512)面部检测位置的获取
由于在搜索范围604内存在面部检测结果，因此被摄体角速度计算单元126获取视角内的被摄体人物的面部检测的位置，以使用面部检测块附近的块的运动矢量来计算被摄体的角速度。
(S513)被摄体矢量计算1(第一计算处理)
被摄体角速度计算单元126将S512中所获取的面部检测位置处的检测块附近的检测块(检测范围)或上、下、左和右侧(四个正交方向)与该位置最接近的检测块设置为累加对象。然而，如果检测范围内的运动矢量位于距最接近面部检测位置的检测块的运动矢量预定阈值(例如，±3个像素)的范围内，则作为累加对象来计算被摄体矢量。注意，将作为累加对象的矢量的数量(第一累加数)设置为A1。
(S514)对是否可以检测到被摄体矢量的判断
被摄体角速度计算单元126判断是否可以检测到被摄体矢量。如果被摄体矢量被判断为可检测，则处理进入S515，以及如果不能检测到被摄体矢量，则处理进入S518。这里，对于被摄体矢量的检测的判断标准，如果图4所示的被摄体矢量的频率大于或等于预定阈值(例如，频率为4)，则该被摄体矢量被判断为可检测。如果被摄体矢量的频率小于预定阈值，则该被摄体矢量被判断为不可检测。
(S515)被摄体矢量计算2(第二计算处理)
被摄体角速度计算单元126通过将最接近焦点检测框602的检测块附近的同心圆中的检测块(检测范围)的运动矢量进行累加，来计算被摄体矢量。注意，将所要累加的运动矢量的数量(第二累加数)设置为A2，并且将A2设置为大于S513中的A1。
(S516)被摄体角速度的计算
被摄体角速度计算单元126使用S513或S515中所计算出的被摄体矢量，来计算被摄体角速度。以与在S504中使用摄像光学系统的焦距和帧频的数据将作为角速度传感器109的输出的角速度数据转换为像面上的移动量的情况相反的顺序来将被摄体矢量转换为被摄体角速度。
(S517)被摄体抖动校正量的计算
减法器223计算从照相机控制单元122发送至镜头控制单元110的被摄体角速度数据和可更换镜头100中所包括的角速度传感器109的角速度数据(偏移去除单元201的输出)之间的差。由积分器224对所计算出的差进行积分。因此，计算出抖动校正控制的目标控制值(被摄体抖动校正量)。
(S518)角速度的获取
在S514中未检测到被摄体矢量的情况下，镜头控制单元110将移位透镜104的控制切换为照相机抖动校正控制。进行获取作为可更换镜头100中所包括的角速度传感器109的输出的角速度数据的处理。
(S519)偏移的去除
偏移去除单元201具有高通滤波器，并且具有在任意频带中改变其特性的功能。通过阻止角速度数据中所包括的低频成分并输出高频带信号，来去除混到角速度数据中的DC成分。
(S520)增益和相位的计算
增益/相位计算单元202的放大器以预定增益来放大S519中去除了偏移的角速度数据，并且其相位补偿滤波器进行信号处理。
(S521)照相机抖动校正量的计算
通过积分器203对经过了S520中的信号处理的角速度数据进行积分，因此计算出照相机抖动校正控制的目标控制值(照相机抖动校正量)。此后，S517或S521转到返回处理。
接着，将参考图9来说明图7的快门速度计算处理(S506)。
(S522)背景流动量的获取
摇摄快门速度计算单元127利用操作单元130来获取拍摄者所设置的背景流动量的值。
(S523)焦距的获取
照相机控制单元122经由安装接触部113和123来获取从可更换镜头100中所包括的镜头控制单元110发送的焦距数据。
(S524)对照相机主体部中的角速度传感器的存在的判断
判断在照相机主体部131上是否安装了角速度传感器124。如果在照相机主体部131上安装了角速度传感器124，则处理进入S525，以及如果在照相机主体部131上没有安装角速度传感器124，则处理进入S526。
(S525)照相机主体部中的角速度的获取
通过照相机主体部131中的角速度传感器124获取角速度数据。然后，处理进入S528。
(S526)校正透镜的安装判断
照相机控制单元122使用从镜头控制单元110获取的信息来判断在可更换镜头100中是否安装了移位透镜104。如果在可更换镜头100中安装了作为图像模糊校正透镜的移位透镜104，则处理进入S527。如果在可更换镜头100中没有安装移位透镜104，则角速度传感器被判断为既没安装在可更换镜头100又没安装在照相机主体部131中，并且该处理转到返回处理。
(S527)可更换镜头中的角速度的获取
在可更换镜头100中安装了移位透镜104这一事实表示，在可更换镜头100中安装了角度传感器109。在这种情况下，通过角速度传感器109获取角速度数据。然后，处理进入S528。
(S528)被摄体角速度的获取
获取S516中计算出的被摄体的角速度数据。注意，在S514中未检测到被摄体矢量的情况下所获取的被摄体角速度为0度/秒(dps)。
(S529)快门速度的计算
摇摄快门速度计算单元127使用S522～S528中所获取的每条数据、基于式(1)来计算用于辅助摇摄的快门速度。
TV＝α/f/(ωg-ωs)……(1)
在式(1)中，TV表示快门速度，α表示背景流动效果的系数，f表示焦距，ωg表示照相机角速度，以及ωs表示主被摄体角速度。
此后，S529转到返回处理。注意，如果在S526中判断为在可更换镜头100中没有安装移位透镜104，则可以使用S508中的直方图的背景矢量来计算背景角速度，并且可以使用所计算出的值来计算用于辅助摇摄的快门速度。可选地，可以针对快门速度设置预先通过摇摄快门速度计算单元127编程的值(例如，1/60秒)。
从可更换镜头100接收到的角速度数据与照相机摇摄速度相对应。因此，如果计算出所接收到的角速度数据和使用主被摄体在像面上的移动量和摄像光学系统的当前焦距所计算出的角速度数据之间的差，则结果为表示主被摄体相对于照相机的移动的角速度数据。照相机控制单元122将所计算出的主被摄体的角速度数据发送至镜头控制单元110。镜头控制单元110根据照相机的设置数据来计算移位透镜104的驱动量，并进行抖动校正控制。
根据本实施例，在摇摄辅助中，通过对被摄体的面部检测位置和被摄体矢量的计算结果进行组合，可以提高对被摄体人物等的摇摄的成功率。
虽然已经参考典型实施例说明了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的典型实施例。以下权利要求书的范围应被给予最广泛的理解，以便包含所有这样的修改以及等同结构和功能。
本申请要求2016年10月7日提交的日本专利申请2016-198955的权益，其通过引用而全文并入于此。

Claims (12)

1.一种图像模糊校正装置，其使用校正单元来校正图像模糊，所述图像模糊校正装置包括：
计算单元，其被配置为在设置了特定模式的情况下，通过获取摄像装置或镜头装置的抖动检测信号和拍摄画面内的图像的运动量、并且获取被摄体的面部检测位置来计算所述被摄体的运动量，并计算表示所述被摄体相对于所述摄像装置的移动的角速度数据；以及
控制单元，其被配置为基于所计算出的角速度数据来控制所述校正单元，
其中，所述计算单元在获取到所述面部检测位置的情况下进行第一计算处理以及在未获取到所述面部检测位置的情况下进行第二计算处理，其中，在所述第一计算处理中，在相对于所述面部检测位置的第一检测范围内计算所述被摄体的运动量，以及在所述第二计算处理中，在相对于所述拍摄画面内所设置的焦点检测框的位置的第二检测范围内计算所述被摄体的运动量。
2.根据权利要求1所述的图像模糊校正装置，其中，所述计算单元获取所述摄像装置的姿势的检测信息，并设置与所述面部检测位置有关的搜索范围。
3.根据权利要求1所述的图像模糊校正装置，其中，
所述图像的运动量是从不同拍摄时刻的图像信号中所获取到的运动矢量，以及
所述计算单元在所述第一计算处理中通过将所述第一检测范围内所包括的运动矢量进行累加，来计算所述被摄体的运动量。
4.根据权利要求3所述的图像模糊校正装置，其中，
所述计算单元在所述第一计算处理中利用第一累加数来计算所述被摄体的运动矢量，以及所述计算单元在所述第二计算处理中利用比所述第一累加数大的第二累加数来计算所述被摄体的运动矢量。
5.根据权利要求4所述的图像模糊校正装置，其中，在所述第一计算处理中所述第一检测范围内的运动矢量的值是所述面部检测位置的运动矢量、或者所述第一检测范围内的运动矢量的值相对于最接近所述面部检测位置的位置处的运动矢量的值在阈值范围内的情况下，所述计算单元作为累加对象来计算所述被摄体的运动矢量。
6.根据权利要求3所述的图像模糊校正装置，其中，所述计算单元在所述第一计算处理中对所述运动矢量进行累加的方向与所述计算单元在所述第二计算处理中对所述运动矢量进行累加的方向不同。
7.根据权利要求6所述的图像模糊校正装置，其中，所述计算单元在所述第一计算处理中对在四个正交方向上与所述面部检测位置邻接的位置的运动矢量进行累加，以及在所述第二计算处理中对所述焦点检测框的位置周围的圆形检测范围内的运动矢量进行累加。
8.根据权利要求1所述的图像模糊校正装置，其中，所述特定模式是支持摇摄的模式。
9.一种摄像装置，其具有使用校正单元来校正图像模糊的图像模糊校正装置，
其中，所述图像模糊校正装置包括：
计算单元，其被配置为在设置了特定模式的情况下，通过获取所述摄像装置或镜头装置的抖动检测信号和拍摄画面内的图像的运动量、并且获取被摄体的面部检测位置来计算所述被摄体的运动量，并计算表示所述被摄体相对于所述摄像装置的移动的角速度数据；以及
控制单元，其被配置为基于所计算出的角速度数据来控制所述校正单元，以及
其中，所述计算单元在获取到所述面部检测位置的情况下进行第一计算处理以及在未获取到所述面部检测位置的情况下进行第二计算处理，其中，在所述第一计算处理中，在相对于所述面部检测位置的第一检测范围内计算所述被摄体的运动量，以及在所述第二计算处理中，在相对于所述拍摄画面内所设置的焦点检测框的位置的第二检测范围内计算所述被摄体的运动量。
10.根据权利要求9所述的摄像装置，其中，还包括：
检测单元，其被配置为检测所述摄像装置的抖动的角速度；
快门速度计算单元，其被配置为在设置了所述特定模式的情况下，使用所述检测单元所检测到的角速度的数据和所述被摄体的角速度的数据来计算快门速度；以及
快门控制单元，其被配置为基于所计算出的快门速度来控制快门。
11.根据权利要求9所述的摄像装置，其中，
在所述摄像装置的主体部上能够安装镜头装置，
所述摄像装置包括：
快门速度计算单元，其被配置为在设置了所述特定模式的情况下，使用所述镜头装置中设置的检测单元所检测到的角速度的数据和所述被摄体的角速度的数据来计算快门速度；以及
快门控制单元，其被配置为基于所计算出的快门速度来控制快门。
12.一种图像模糊校正装置所执行的控制方法，其中，所述图像模糊校正装置使用校正单元来校正图像模糊，所述控制方法包括以下步骤：
计算步骤，用于在设置了特定模式的情况下，通过获取摄像装置或镜头装置的抖动检测信号和拍摄画面内的图像的运动量、并且获取被摄体的面部检测位置来计算所述被摄体的运动量，并计算表示所述被摄体相对于所述摄像装置的移动的角速度数据；以及
基于所计算出的角速度数据来控制所述校正单元，
其中，在所述计算步骤中，包括在获取到所述面部检测位置的情况下的第一计算处理以及在未获取到所述面部检测位置的情况下的第二计算处理，其中，在所述第一计算处理中，在相对于所述面部检测位置的第一检测范围内计算所述被摄体的运动量，以及在所述第二计算处理中，在相对于所述拍摄画面内所设置的焦点检测框的位置的第二检测范围内计算所述被摄体的运动量。
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