CN112166374B - 控制装置、摄像装置、移动体以及控制方法 - Google Patents

控制装置、摄像装置、移动体以及控制方法 Download PDF

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Abstract

随着到确定的被摄体的距离的变化，有时会导致无法稳定地进行摄像控制。控制装置可以包括电路，其构成为：针对第一图像内的包含有被摄体的区域即第一区域，应用第一对比度评估滤波器，从而将对第一区域的对比度值进行评估的第一对比度评估值导出；根据第一对比度评估值来执行摄像装置的对焦控制；根据摄像装置对第一图像进行拍摄时摄像装置与被摄体之间的第一距离以及摄像装置对第二图像进行拍摄时摄像装置与被摄体之间的第二距离对第二对比度评估滤波器进行确定；针对第二图像内的包含有被摄体的区域即第二区域，应用对比度评估滤波器，从而将对第二区域的对比度值进行评估的第二对比度评估值导出；根据第二对比度评估值来执行摄像装置的对焦控制。

Description

控制装置、摄像装置、移动体以及控制方法
【技术领域】
本发明涉及一种控制装置、摄像装置、移动体以及控制方法。
【背景技术】
专利文献1中公开有：根据与摄影模式相关联的空间频率对根据到被摄体的距离而确定的对焦位置进行校正。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开2017-68195号公报
【发明内容】
【发明所要解决的技术问题】
随着到特定的被摄体的距离的变化，有时会无法稳定地进行自动聚焦控制、自动曝光控制以及自动白平衡等摄像控制。
【用于解决技术问题的手段】
本发明的一个方面所涉及的控制装置可以包括电路，电路构成为：针对由摄像装置拍摄的第一图像内包含有被摄体的区域即第一区域，应用第一对比度评估滤波器，从而将对第一区域的对比度值进行评估的第一对比度评估值导出。电路可以构成为：根据第一对比度评估值来执行摄像装置的对焦控制。电路可以构成为：根据摄像装置对第一图像进行拍摄时摄像装置与被摄体之间的第一距离以及摄像装置对第二图像进行拍摄时摄像装置与被摄体之间的第二距离，对第二对比度评估滤波器进行确定。电路可以构成为：针对第二图像内包含有被摄体的区域即第二区域，应用第二对比度评估滤波器，从而将对第二区域的对比度值进行评估的第二对比度评估值导出。电路可以构成为：根据第二对比度评估值来执行摄像装置的对焦控制。
第一对比度评估滤波器可以具有包含第一空间频率的频带。第二对比度评估滤波器可以具有包含第二空间频率的频带，其中第二空间频率不同于第一空间频率。
对第二对比度评估滤波器进行确定可以包括根据第一距离与第二距离的比以及第一对比度评估滤波器的信息，对第二对比度评估滤波器进行确定。
电路可以构成为：当摄像装置与被摄体之间的距离比预设的距离长时，控制摄像装置的聚焦镜头对焦于无限远处。
本发明的一个方面所涉及的控制装置可以包括电路，电路构成为：根据由摄像装置拍摄的第一图像内包含有被摄体的区域即第一区域的图像信息，将第一区域的第一评估值导出。电路可以构成为根据第一评估值来执行摄像装置的第一摄像控制。电路可以构成为根据由摄像装置对被摄体进行拍摄的第二图像内的包含有被摄体的区域即第二区域的图像信息，将第二区域的第二评估值导出。电路可以构成为：根据摄像装置对第一图像进行拍摄时摄像装置与被摄体之间的第一距离、摄像装置对第二图像进行拍摄时摄像装置与被摄体之间的第二距离、第一评估值以及第二评估值来执行摄像装置的第二摄像控制。
执行第二摄像控制可以包括：根据第一距离、第二距离以及第一评估值将第二区域的预测的评估值即预测评估值导出，并根据预测评估值以及第二评估值来执行摄像装置的摄像控制。
将预测评估值导出可以包括根据第一距离与第二距离的比以及第一评估值将预测评估值导出。
将第一评估值导出可以包括将对第一区域的辉度进行评估的第一辉度评估值导出作为第一评估值。执行第一摄像控制可以包括根据第一辉度评估值来执行摄像装置的曝光控制。将第二评估值导出可以包括将对第二区域的辉度进行评估的第二辉度评估值导出作为第二评估值。执行第二摄像控制可以包括根据第一距离、第二距离、第一辉度评估值以及第二辉度评估值来执行摄像装置的曝光控制。
执行第二摄像控制可以包括根据第一距离、第二距离以及第一辉度评估值将第二关注区域的预测的辉度评估值即预测辉度评估值导出，并根据预测辉度评估值以及第二辉度评估值来执行摄像装置的曝光控制。
将预测辉度评估值导出可以包括根据第一距离与第二距离的比以及第一辉度评估值将预测辉度评估值导出。
将第一评估值导出可以包括将第一区域的第一色温度导出作为第一评估值。执行第一摄像控制可以包括根据第一色温度来执行摄像装置的白平衡控制。将第二评估值导出可以包括将第二区域的第二色温度导出作为第二评估值。执行第二摄像控制可以包括根据第一距离、第二距离、第一色温度以及第二色温度来执行摄像装置的白平衡控制。
执行第二摄像控制可以包括：根据第一距离、第二距离以及第一色温度将第二区域的预测的色温度即预测色温度导出，并根据预测色温度以及第二色温度来执行摄像装置的曝光控制。
将预测色温度导出可以包括根据第一距离与第二距离的比以及第一色温度将预测色温度导出。
本发明的一个方面所涉及的摄像装置可以包括上述控制装置以及图像传感器。
本发明的一个方面所涉及的移动体可以是包括上述摄像装置并移动的移动体。
移动体可以沿着摄像装置的摄像方向移动，直至到被摄体的距离从第一距离变至第二距离。
移动体可以是飞行体。飞行体可以沿着摄像装置的摄像方向上升或者下降，直至到被摄体的距离从第一距离变至第二距离。
本发明的一个方面所涉及的控制方法可以包括针对由摄像装置拍摄的第一图像内由摄像装置选择的被摄体的区域即第一关注区域，应用第一对比度评估滤波器，从而将对第一关注区域的对比度值进行评估的第一对比度评估值导出的阶段。控制方法可以包括根据第一对比度评估值来执行摄像装置的对焦控制的阶段。控制方法可以包括根据摄像装置对第一图像进行拍摄时摄像装置与被摄体之间的第一距离以及摄像装置对第二图像进行拍摄时摄像装置与被摄体之间的第二距离，对第二对比度评估滤波器进行确定的阶段。控制方法可以包括针对第二图像内由摄像装置选择的被摄体的区域即第二关注区域，应用第二对比度评估滤波器，从而将对第二关注区域的对比度值进行评估的第二对比度评估值导出的阶段。控制方法可以包括根据第二对比度评估值来执行摄像装置的对焦控制的阶段。
本发明的一个方面所涉及的控制方法可以包括根据由摄像装置拍摄的第一图像内的包含有被摄体的区域即第一区域的图像信息，将第一区域的第一评估值导出的阶段。控制方法可以包括根据第一评估值来执行摄像装置的第一摄像控制的阶段。控制方法可以包括根据由摄像装置对被摄体进行拍摄的第二图像内的包含有被摄体的区域即第二区域的图像信息，将第二区域的第二评估值导出的阶段。控制方法可以包括根据摄像装置对第一图像进行拍摄时摄像装置与被摄体之间的第一距离、摄像装置对第二图像进行拍摄时摄像装置与被摄体之间的第二距离、第一评估值以及第二评估值来执行摄像装置的第二摄像控制的阶段。
本发明的一个方面所涉及的程序可以是一种用于使计算机作为上述控制装置发挥作用的程序。
根据本发明的一个方面，能够抑制以下情况：伴随到确定的被摄体的距离的变化，导致无法稳定地进行自动聚焦控制、自动曝光控制、自动白平衡等摄像控制。
此外，上述发明内容未列举本发明的必要的全部特征。此外，这些特征组的子组合也可以构成发明。
【附图说明】
图1是示出无人驾驶航空器及远程操作装置的外观的一个示例的图。
图2是示出无人驾驶航空器的功能块的一个示例的图。
图3A是用于说明对比度评估滤波器的图。
图3B是用于说明对比度评估滤波器的图。
图4是示出无人驾驶航空器沿着摄像装置的摄像方向移动情形的图。
图5是示出摄像控制部进行的AF控制过程的一个示例的流程图。
图6A是用于说明辉度评估值的图。
图6B是用于说明辉度评估值的图。
图7是示出摄像控制部进行AE控制过程的一个示例的流程图。
图8是示出摄像控制部进行AWB控制过程的一个示例的流程图。
图9是用于说明硬件配置的一个示例的图。
【具体实施方式】
以下，通过发明的实施方式来对本发明进行说明，但是以下的实施方式并不限定权利要求书所涉及的发明。此外，未必有实施方式中所说明的所有特征组合对于发明的解决方案是必须的。对本领域普通技术人员来说，显然可以对以下实施方式加以各种变更或改良。从权利要求书的描述显而易见的是，加以了这样的变更或改良的方式都可包含在本发明的技术范围之内。
权利要求书、说明书、说明书附图以及说明书摘要中包含作为著作权所保护对象的事项。任何人只要如专利局的文档或者记录所表示的那样进行这些文件的复制，著作权人就无法异议。但是，在除此以外的情况下，保留一切的著作权。
本发明的各种实施方式可参照流程图及框图来描述，这里，框可表示(1)执行操作的过程的阶段或者(2)具有执行操作的作用的装置的“部”。特定的阶段和“部”可以通过可编程电路和/或处理器来实现。专用电路可以包括数字和/或模拟硬件电路。可以包括集成电路(IC)和/或分立电路。可编程电路可以包括可重构硬件电路。可重构硬件电路可以包括逻辑与、逻辑或、逻辑异或、逻辑与非、逻辑或非、及其它逻辑操作、触发器、寄存器、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)等存储器元件等。
计算机可读介质可以包括能够存储由合适设备执行的指令的任何有形设备。其结果是，其上存储有指令的计算机可读介质包括一种包括指令的产品，该指令可被执行以创建用于执行流程图或框图所确定的操作的手段。作为计算机可读介质的示例，可以包括电子存储介质、磁存储介质、光学存储介质、电磁存储介质、半导体存储介质等。作为计算机可读介质的更具体的示例，可以包括floppy(注册商标)disk、软磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或者闪存)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、静态随机存取存储器(SRAM)、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多用途光盘(DVD)、蓝光(RTM)光盘、记忆棒、集成电路卡等。
计算机可读指令可以包括由一种或多种编程语言的任意组合描述的源代码或者目标代码中的任意一个。源代码或者目标代码包括传统的程序式编程语言。传统的程序式编程语言可以为汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、与机器相关的指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者Smalltalk(注册商标)、JAVA(注册商标)、C++等面向对象编程语言以及“C”编程语言或者类似的编程语言。计算机可读指令可以在本地或者经由局域网(LAN)、互联网等广域网(WAN)提供给通用计算机、专用计算机或者其它可编程数据处理装置的处理器或可编程电路。处理器或可编程电路可以执行计算机可读指令，以创建用于执行流程图或框图所指定操作的手段。作为处理器的示例，包括计算机处理器、处理单元、微处理器、数字信号处理器、控制器、微控制器等。
图1表示无人驾驶航空器(UAV)10及远程操作装置300的外观的一个示例。UAV10包括UAV主体20、万向节50、多个摄像装置60以及摄像装置100。万向节50及摄像装置100为摄像系统的一个示例。UAV10，即移动体，是指包括在空中移动的飞行体、在地面上移动的车辆、在水上移动的船舶等的概念。在空中移动的飞行体是指不仅包括UAV、还包括在空中移动的其它的飞行器、飞艇、直升机等的概念。
UAV主体20包括多个旋翼。多个旋翼为推进部的一个示例。UAV主体20通过控制多个旋翼的旋转而使UAV10飞行。UAV主体20使用例如四个旋翼来使UAV10飞行。旋翼的数量不限于四个。另外，UAV10也可以是没有旋翼的固定翼机。
摄像装置100为对包含在所期望的摄像范围内的被摄体进行拍摄的摄像用相机。万向节50可旋转地支撑摄像装置100。万向节50为支撑机构的一个示例。例如，万向节50使用致动器以俯仰轴为中心可旋转地支撑摄像装置100。万向节50使用致动器进一步分别以滚转轴和偏航轴为中心可旋转地支撑摄像装置100。万向节50可通过使摄像装置100以偏航轴、俯仰轴以及滚转轴中的至少一个为中心旋转，来变更摄像装置100的姿势。
多个摄像装置60是为了控制UAV10的飞行而对UAV10的周围进行拍摄的传感用相机。两个摄像装置60可以设置于UAV10的机头、即正面。并且，其它两个摄像装置60可以设置于UAV10的底面。正面侧的两个摄像装置60可以成对，起到所谓的立体相机的作用。底面侧的两个摄像装置60也可以成对，起到立体相机的作用。可以根据由多个摄像装置60所拍摄的图像来生成UAV10周围的三维空间数据。UAV10所包括的摄像装置60的数量不限于四个。UAV10包括至少一个摄像装置60即可。UAV10也可以在UAV10的机头、机尾、侧面、底面及顶面分别包括至少一个摄像装置60。摄像装置60中可设定的视角可大于摄像装置100中可设定的视角。摄像装置60也可以包括单焦点镜头或鱼眼镜头。
远程操作装置300与UAV10通信，以远程操作UAV10。远程操作装置300可以与UAV10进行无线通信。远程操作装置300向UAV10发送表示上升、下降、加速、减速、前进、后退、旋转等与UAV10的移动有关的各种指令的指示信息。指示信息包括例如使UAV10的高度上升的指示信息。指示信息可以表示UAV10应该位于的高度。UAV10进行移动，以位于从远程操作装置300接收的指示信息所表示的高度。指示信息可以包括使UAV10上升的上升指令。UAV10在接受上升指令的期间上升。在UAV10的高度已达到上限高度时，即使接受上升指令，也可以限制UAV10上升。
图2示出UAV10的功能块的一个示例。UAV10包括UAV控制部30、存储器37、通信接口36、推进部40、GPS接收器41、惯性测量装置42、磁罗盘43、气压高度计44、温度传感器45、湿度传感器46、万向节50、摄像装置60及摄像装置100。
通信接口36与远程操作装置300等其它装置通信。通信接口36可以从远程操作装置300接收包括对UAV控制部30的各种指令的指示信息。存储器37存储UAV控制部30对推进部40、GPS接收器41、惯性测量装置(IMU)42、磁罗盘43、气压高度计44、温度传感器45、湿度传感器46、万向节50、摄像装置60及摄像装置100进行控制所需的程序等。存储器37可以为计算机可读记录介质，可以包括SRAM、DRAM、EPROM、EEPROM、USB存储器及固态硬盘(SSD)等闪存中的至少一个。存储器37可以设置在UAV主体20的内部。其可以设置成可从UAV主体20上拆卸下来。
UAV控制部30按照储存在存储器37中的程序来控制UAV10的飞行及拍摄。UAV控制部30可以由CPU或MPU等微处理器、以及MCU等微控制器等构成。UAV控制部30按照经由通信接口36从远程操作装置300接收到的指令来控制UAV10的飞行及拍摄。推进部40推进UAV10。推进部40包括多个旋翼和使多个旋翼旋转的多个驱动电机。推进部40按照来自UAV控制部30的指令，经由多个驱动电机使多个旋翼旋转，以使UAV10飞行。
GPS接收器41接收表示从多个GPS卫星发送的时间的多个信号。GPS接收器41根据所接收的多个信号来计算出GPS接收器41的位置(纬度及经度)、即UAV10的位置(纬度及经度)。IMU42检测UAV10的姿势。IMU42检测UAV10的前后、左右以及上下的三轴方向的加速度和俯仰轴、滚转轴以及偏航轴的三轴方向的角速度，作为UAV10的姿势。磁罗盘43检测UAV10的机头的方位。气压高度计44检测UAV10的飞行高度。气压高度计44检测UAV10周围的气压，并将检测到的气压换算为高度，以检测高度。温度传感器45检测UAV10周围的温度。湿度传感器46检测UAV10周围的湿度。
摄像装置100包括摄像部102及镜头部200。镜头部200为镜头装置的一个示例。摄像部102具有图像传感器120、摄像控制部110、存储器130及测距传感器140。图像传感器120可以由CCD或CMOS构成。图像传感器120拍摄经由多个镜头210成像的光学图像，并将所拍摄的图像输出至摄像控制部110。摄像控制部110可以由CPU或MPU等微处理器、MCU等微控制器等构成。摄像控制部110可以根据来自UAV控制部30的摄像装置100的操作指令来控制摄像装置100。摄像控制部110是电路的一个示例。存储器130可以为计算机可读记录介质，可以包括SRAM、DRAM、EPROM、EEPROM、USB存储器及固态硬盘(SSD)等闪存中的至少一个。存储器130储存摄像控制部110对图像传感器120等进行控制所需的程序等。存储器130可以设置于摄像装置100的壳体内部。存储器130可以设置成可从摄像装置100的壳体上拆卸下来。
测距传感器140对到被摄体的距离进行测距。测距传感器140可以是红外传感器、超声波传感器、立体相机、TOF(Time Of Flight，飞行时间)传感器等。
镜头部200包括多个镜头210、多个镜头驱动部212以及镜头控制部220。多个镜头210可以起到变焦镜头、可变焦距镜头及聚焦镜头的作用。多个镜头210中的至少一部分或全部被构成为能够沿着光轴移动。镜头部200可以是被设置成能够相对摄像部102拆装的可更换镜头。镜头驱动部212经由凸轮环等机构构件使多个镜头210中的至少一部分或全部沿着光轴移动。镜头驱动部212可以包括致动器。致动器可以包括步进马达。镜头控制部220按照来自摄像部102的镜头控制指令来驱动镜头驱动部212，以经由机构构件使一个或多个镜头210沿着光轴方向移动。镜头控制指令例如为变焦控制指令及聚焦控制指令。
镜头部200还包括存储器222和位置传感器214。镜头控制部220按照来自摄像部102的镜头操作指令，经由镜头驱动部212来控制镜头210向光轴方向的移动。镜头控制部220按照来自摄像部102的镜头操作指令，经由镜头驱动部212来控制镜头210向光轴方向的移动。镜头210的一部分或者全部沿光轴移动。镜头控制部220通过使镜头210中的至少一个沿着光轴移动，来执行变焦操作和聚焦操作中的至少一个。位置传感器214检测镜头210的位置。位置传感器214可以检测当前的变焦位置或聚焦位置。
镜头驱动部212可以包括抖动校正机构。镜头控制部220可以经由抖动校正机构使镜头210在沿着光轴的方向或垂直于光轴的方向上移动，来执行抖动校正。镜头驱动部212可以由步进电机驱动抖动校正机构，以执行抖动校正。另外，抖动校正机构可以由步进电机驱动，以使图像传感器120在沿着光轴的方向或垂直于光轴的方向上移动，来执行抖动校正。
存储器222存储经由镜头驱动部212而移动的多个镜头210的控制值。存储器222可以包括SRAM、DRAM、EPROM、EEPROM及USB存储器等闪存中的至少一个。
在这样构成的摄像装置100中，在对确定的被摄体进行追踪的同时，会对焦于确定的被摄体，或者执行曝光控制及白平衡控制。在该情况下，到被摄体的距离变远时，关注区域(ROI)变小，有时会无法适当地进行自动聚焦(AF)、自动曝光(AE)或者自动白平衡(AWB)等摄像控制。
因此，根据本实施方式所涉及的摄像装置100，按照到被摄体的距离对AF控制、AE控制或者AWB控制等摄像控制进行调整。
摄像控制部110针对由摄像装置100拍摄的图像应用对比度评估滤波器，从而将图像的对比度评估值导出。摄像控制部110根据对比度评估值对对焦于确定的被摄体上的聚焦镜头的位置进行确定来执行对比度AF。摄像控制部110对对比度评估值达到峰值的聚焦镜头的位置进行确定来执行对比度AF。
对比度评估滤波器可以是将每个空间频率的对比度评估值乘以每个空间频率的评估系数，并对乘以了评估系数的各个对比度评估值进行求和，从而将图像的对比度评估值导出的滤波器。对比度评估滤波器可以是对每个空间频率的对比度评估值进行加权，并对加权后的对比度评估值进行求和，从而将图像的对比度评估值导出的滤波器。例如，如图3A所示，摄像控制部110可以将空间频率f0的评估系数最高的第一对比度评估滤波器400应用于图像中，从而将对比度评估值导出。空间频率f0根据图像传感器120的像素间距、镜头210的光学性能等预先设定。图像500表示由摄像装置100拍摄的图像，图像500内的框表示关注区域510。
例如，如图4所示，搭载有摄像装置100的UAV10沿着摄像装置100的摄像方向550移动以远离被摄体600。在该情况下，如图3B所示，若摄像装置100的视角固定，则图像500内的被摄体600的大小变小，图像500内的关注区域510随之变小。
若图像500内的被摄体600变小，则关注区域510内的图像的空间频率会极端地变小或变大。因此，摄像控制部110将空间频率f0的评估系数最高的对比度评估滤波器应用于图像中，将对比度评估值导出，对比度评估值会发生变化。因此，导致无法稳定地进行基于对比度评估值的对比度AF。
因此，摄像控制部110按照到被摄体的距离使对比度评估滤波器的中心空间频率移位。到被摄体的距离越长，摄像控制部110可以使对比度评估滤波器的中心空间频率越向高频侧移位。摄像控制部110按照到被摄体的距离使评估系数最高的空间频率移位。到被摄体的距离越长，摄像控制部110可以使评估系数最高的空间频率越向高频侧移位。
摄像控制部110针对由摄像装置100拍摄的第一图像内由摄像装置100选择的被摄体的区域即第一关注区域，应用第一对比度评估滤波器400，从而将对第一关注区域的对比度值进行评估的第一对比度评估值导出。第一关注区域是第一区域的一个示例。摄像控制部110可以使用户从由摄像装置100拍摄的第一图像中确定被摄体，从而设定第一关注区域。摄像控制部110可以通过按照预设的条件进行图像匹配，从由摄像装置100拍摄的第一图像中确定预设的被摄体。摄像控制部110可以将包含被确定的被摄体的区域设定为第一关注区域。第一对比度评估滤波器400可以是在预设的空间频率即第一空间频率f0上具有评估系数峰值的滤波器。第一对比度评估滤波器400具有包含第一空间频率f0的频带。
摄像控制部110根据第一对比度评估值来执行摄像装置的对焦控制。摄像控制部110可以根据第一对比度评估值来执行对比度AF控制。摄像控制部110可以使聚焦镜头移动的同时，对第一对比度评估值达到峰值时聚焦镜头的位置进行确定，并使聚焦镜头向被确定的位置移动来执行对焦控制。
当到被摄体的距离相对较近时，即使到被摄体的距离发生变化，关注区域510内的图像的空间频率极端地变小或变大的可能性也较低。因此，当到被摄体的距离相对较近时，可以不按照到被摄体的距离使对比度评估滤波器的中心空间频率移位。因此，当到被摄体的距离包含于从最近到第一基准距离X1的第一距离范围701内时，摄像控制部110可以不使对比度评估滤波器移位，并在第一空间频率f0中应用具有评估系数峰值的第一对比度评估滤波器400，从而将图像的对比度评估值导出。
另外，当到被摄体的距离非常远时，即使到被摄体的距离发生变化，关注区域510内的图像的空间频率极端地变小或变大的可能性也同样较低。在该情况下，摄像控制部110使聚焦镜头固定在对焦于无限远处的位置上即可。因此，当到被摄体的距离包含于超过预设的第二基准距离X2的第三距离范围703内时，摄像控制部110可以将聚焦镜头固定在对焦于无限远处的位置上。
当到被摄体的距离包含于从第一基准距离X1到第二基准距离X2的第二距离范围内时，摄像控制部110可以按照到被摄体的距离使对比度评估滤波器的中心空间频率移位。
UAV10沿着摄像装置100的摄像方向移动。UAV10可以沿着摄像装置100的摄像方向移动直至到被摄体的距离从第一距离变至第二距离。UAV10可以沿着摄像装置100的摄像方向上升或者下降直至到被摄体的距离从第一距离变至第二距离。摄像装置100的摄像方向为竖直向下时，UAV10可以在竖直方向上上升或者下降直至到被摄体的距离从第一距离变至第二距离。
摄像控制部110根据摄像装置100对第一图像进行拍摄时摄像装置100与被摄体600之间的第一距离以及移动后的摄像装置100对第二图像进行拍摄时摄像装置与被摄体之间的第二距离对第二对比度评估滤波器进行确定。当到移动后的被摄体的距离包含于第二距离范围内时，摄像控制部110根据摄像装置100对第一图像进行拍摄时摄像装置100与被摄体600之间的第一距离以及移动后的摄像装置100对第二图像进行拍摄时摄像装置与被摄体之间的第二距离对第二对比度评估滤波器401进行确定。摄像控制部110可以根据第一距离与第二距离的比以及第一对比度评估滤波器的信息对第二对比度评估滤波器进行确定。第一对比度评估滤波器的信息可以是表示第一对比度评估滤波器的特性的信息。第一对比度评估滤波器的信息可以是表示具有评估系数峰值的空间频率的信息。第一距离可以是预设的第一基准距离X1。第二距离可以是从移动后的摄像装置100到被摄体的距离XC。摄像控制部110可以将XC/X1与第一空间频率f0相乘，从而将第二空间频率f1导出。第二空间频率f1不同于第一空间频率f0。摄像控制部110可以对在导出的第二空间频率f1上具有评估系数峰值的第二对比度评估滤波器401进行确定。随着到被摄体的距离变长，摄像控制部110可以选择第二对比度评估滤波器401，以使具有评估系数峰值的空间频率变高。第二对比度评估滤波器401具有包含第二空间频率f1的频带。
当到被摄体的距离为第二距离时，摄像控制部110针对由摄像装置100拍摄的第二图像内由摄像装置100选择的被摄体的区域即第二关注区域，应用第二对比度评估滤波器401，从而将对第二关注区域的对比度值进行评估的第二对比度评估值导出。第二关注区域是第二区域的一个示例。摄像控制部110根据第二对比度评估值来执行摄像装置的对焦控制。摄像控制部110可以根据第二对比度评估值来执行对比度AF控制。摄像控制部110可以使聚焦镜头移动的同时，对第二对比度评估值达到峰值时聚焦镜头的位置进行确定，并使聚焦镜头向被确定的位置移动来执行对焦控制。
当摄像装置100与被摄体之间的距离比第二基准距离X2长时，摄像控制部110可以控制摄像装置的聚焦镜头对焦于无限远处。
图5是示出摄像控制部110所执行的AF控制过程的一个示例的流程图。图5所示的流程图示出UAV10沿着摄像装置100的摄像方向远离被摄体600的同时，摄像装置100对被摄体600进行拍摄时的AF控制过程。
摄像控制部110在由摄像装置100拍摄的图像中对关注区域进行确定(S100)。摄像控制部110利用与预设的第一空间频率f0相对应的对比度评估滤波器来执行对比度AF(S102)。与第一空间频率f0相对应的对比度评估滤波器是在第一空间频率f0上具有评估系数峰值的滤波器。对比度评估滤波器可以是将每个空间频率的对比度评估值乘以每个空间频率的评估系数，并将相乘的各个对比度评估值的总和作为图像的对比度评估值输出的滤波器。
然后，UAV10开始移动(S104)。UAV10可以沿着摄像装置100的摄像方向向远离被摄体的方向移动。摄像控制部110获取到被摄体的当前距离XC(S106)。摄像控制部110可以获取从测距传感器140到被摄体的距离。摄像控制部110对当前距离XC是否比第一基准距离X1远进行判定(S108)。
若当前距离XC比第一基准距离X1近，则摄像控制部110执行普通的对比度AF。即，摄像控制部110利用与预设的第一空间频率f0相对应的对比度评估滤波器来执行对比度AF。
另一方面，若当前距离XC比第一基准距离X1远，则摄像控制部110对与第二空间频率f1相对应的对比度评估滤波器进行确定，第二空间频率f1为第一基准距离X1与距离XC的比再与第一空间频率f0的乘积(S110)。摄像控制部110利用与第二空间频率f1相对应的对比度评估滤波器来执行对比度AF(S112)。
UAV10进一步沿着摄像装置100的摄像方向移动。摄像控制部110进一步获取到被摄体的当前距离XC(S114)。摄像控制部110对距离Xc是否比第二基准距离X2远进行判定(S116)。若距离XC比第二基准距离X2近，则摄像控制部110重复步骤S110以后的处理。
若距离XC比第二基准距离X2远，则摄像控制部110将聚焦镜头固定在对焦于无限远处的位置上(S118)。
如上所述，根据本实施方式，当UAV10沿着摄像装置100的摄像方向离开的同时，摄像装置100对被摄体进行拍摄时，能够保持对比度评估值恒定的同时执行AF控制。
摄像控制部110对于AF控制以外的摄像控制也可以按照到被摄体的距离进行调整。摄像控制部110可以根据由摄像装置100拍摄的第一图像内由摄像装置选择的被摄体的区域即第一关注区域的图像信息，将第一关注区域的第一评估值导出。摄像控制部110可以根据第一评估值来执行摄像装置的第一摄像控制。摄像控制部110可以根据由摄像装置对被摄体进行拍摄的第二图像内由摄像装置选择的被摄体的区域即第二关注区域的图像信息，将第二关注区域的第二评估值导出。摄像控制部110可以根据摄像装置对第一图像进行拍摄时摄像装置与被摄体之间的第一距离、摄像装置对第二图像进行拍摄时摄像装置与被摄体之间的第二距离、第一评估值以及第二评估值来执行摄像装置的第二摄像控制。
摄像控制部110可以根据第一距离、第二距离以及第一评估值将第二关注区域的预测的评估值即预测评估值导出，并根据预测评估值以及第二评估值来执行摄像装置的摄像控制，从而执行第二摄像控制。摄像控制部110可以根据第一距离与第二距离的比以及第一评估值将预测评估值导出。
到被摄体的距离发生变化，导致关注区域的预测辉度、预测色温度等预测评估值发生变化。例如，距离变长，则辉度降低。距离变长，则会受到瑞利散射的影响，例如，图像的蓝色增加，色温度增高。预测评估值可以预先通过实验而得到并用距离函数进行表示。摄像装置100可以将摄像装置100的周围环境的每个函数存储在存储器130中。
摄像控制部110可以将对第一关注区域的辉度进行评估的第一辉度评估值导出作为第一评估值。摄像控制部110可以根据第一辉度评估值来执行摄像装置的曝光控制。摄像控制部110可以根据第一辉度评估值来确定第一曝光控制值。摄像控制部110可以根据第一曝光控制值来确定光圈值及曝光时间。
摄像控制部110可以将对第二关注区域的辉度进行评估的第二辉度评估值导出作为第二评估值。摄像控制部110可以根据第一距离、第二距离、第一辉度评估值以及第二辉度评估值来执行摄像装置的曝光控制。
摄像控制部110可以根据第一距离、第二距离以及第一辉度评估值将第二关注区域的预测的辉度评估值即预测辉度评估值导出，并根据预测辉度评估值以及第二辉度评估值来执行摄像装置的曝光控制。摄像控制部110可以根据第一距离与第二距离的比以及第一辉度评估值将预测辉度评估值导出。辉度评估值可以是图像的辉度值。可以将到被摄体的距离为预设的距离(例如，第一基准距离X1)时的图像的辉度评估值设为1。
摄像控制部110可以将第一关注区域的第一色温度导出作为第一评估值。摄像控制部110可以根据第一色温度来执行摄像装置的白平衡控制。摄像控制部110可以将第二关注区域的第二色温度导出作为第二评估值。摄像控制部110可以根据第一距离、第二距离、第一色温度以及第二色温度来执行摄像装置的白平衡控制。摄像控制部110可以根据第一距离、第二距离以及第一色温度将第二关注区域的预测的色温度即预测色温度导出，并根据预测色温度以及第二色温度来执行摄像装置的曝光控制。摄像控制部110可以根据第一距离与第二距离的比以及第一色温度将预测色温度导出。
随着到被摄体的距离变长，由摄像装置100拍摄的图像中的被摄体的辉度降低。辉度与到被摄体的距离的平方成比例地降低。因此，摄像控制部110考虑到辉度与到被摄体的距离的平方成比例地降低，以对辉度评估值进行预测作为预测辉度评估值，并根据预测辉度评估值来执行曝光控制。
例如，如图6A所示，到被摄体的当前距离为XC1时，将辉度评估值设为1。如图6B所示，到被摄体的当前距离为XC2时，摄像控制部110对1/(XC2/XC1)2和预测辉度评估值进行预测。
图7是示出摄像控制部110进行AE控制过程的一个示例的流程图。图7所示的流程图表示当UAV10沿着摄像装置100的摄像方向远离的同时，摄像装置100对被摄体进行拍摄时的AE控制过程。
摄像控制部110在由摄像装置100拍摄的图像中对关注区域进行确定(S200)。UAV10沿着摄像装置100的摄像方向移动。摄像控制部110获取到被摄体的当前距离XC(S202)。摄像控制部110对关注区域的第一辉度评估值进行确定来执行AE(S204)。摄像控制部110可以确定关注区域510内的辉度值作为第一辉度评估值。摄像控制部110可以确定关注区域510内的平均辉度值作为第一辉度评估值。摄像控制部110可以根据关注区域的第一辉度评估值来确定第一曝光控制值，并根据第一曝光控制值来确定光圈值及曝光时间从而执行AE。
然后，摄像控制部110进一步获取到被摄体的当前距离XC(S206)。摄像控制部110对当前距离XC是否比第一基准距离X1远进行判定(S208)。若当前距离XC比第一基准距离X1近，通常，可以根据关注区域510内的辉度值来执行曝光控制。
另一方面，若当前距离XC比第一基准距离X1远，摄像控制部110根据上一次确定的第一辉度评估值及上一次的距离XC1与本次距离XC2的比将第二辉度评估值导出，并根据第二辉度评估值来执行AE(S210)。摄像控制部110可以将上一次的第一辉度评估值乘以上一次的距离XC1与本次距离XC2的比的平方的倒数(1/(XC2/XC1)2)，从而将第二辉度评估值导出。摄像控制部110考虑到被摄体的距离的变化，将预测的第二辉度评估值导出，并暂时根据第二辉度评估值来执行AE。然后，摄像控制部110根据由摄像装置100拍摄的图像的关注区域的辉度评估值来执行AE。根据预测的第二辉度评估值执行AE，从而能够使由摄像装置100拍摄的图像的辉度保持稳定。
图8是示出摄像控制部110进行AWB控制过程的一个示例的流程图。图8所示的流程图表示当UAV10沿着摄像装置100的摄像方向远离的同时，摄像装置100对被摄体进行拍摄时的AWB控制过程。
摄像控制部110在由摄像装置100拍摄的图像中对关注区域进行确定(S300)。UAV10沿着摄像装置100的摄像方向移动。摄像控制部110获取到被摄体的当前距离XC(S302)。摄像控制部110对关注区域的第一色温度进行确定来执行AWB(S304)。摄像控制部110根据关注区域内的RGB积分值对白色(无彩色)区域和该区域中的色温度进行确定。为了对基于光源色调的被摄体外观的变化进行修正，根据确定的色温度，对与RGB各个通道的像素值相乘而得出的白平衡(WB)系数进行确定。由此，摄像控制部110可以执行AWB。
然后，摄像控制部110进一步获取到被摄体的当前距离XC(S306)。摄像控制部110对当前距离XC是否比第一基准距离X1远进行判定(S308)。若当前距离XC比第一基准距离X1近，通常，可以根据关注区域510内的色温度来执行AWB。
另一方面，若当前距离XC比第一基准距离X1远，摄像控制部110根据上一次确定的第一色温度以及上一次的距离XC1与本次距离XC2的比将第二色温度导出，并根据第二色温度来执行AWB(S310)。摄像控制部110可以针对上一次的距离XC1与本次距离XC2的比，根据预设的函数将第二色温度导出。摄像控制部110可以将第一色温度乘以针对上一次的距离XC1与本次距离XC2的比并根据预设的函数所导出的系数，从而将第二色温度导出。
摄像控制部110考虑到被摄体的距离的变化将预测的第二色温度导出，并暂时根据第二色温度来执行AWB。然后，摄像控制部110根据由摄像装置100拍摄的图像的关注区域的色温度来执行AWB。根据预测的第二色温度执行AWB，从而能够使由摄像装置100拍摄的图像的白平衡保持稳定。
以上，根据本实施方式所涉及的摄像装置100，能够防止到确定的被摄体的距离的变化所导致的无法稳定地进行AF控制、AE控制、AWB控制等摄像控制的发生。
图9表示可全部或部分地体现本发明的多个方面的计算机1200的一个示例。安装在计算机1200上的程序能够使计算机1200作为与本发明的实施方式所涉及的装置相关联的操作或者该装置的一个或多个“部”而起作用。或者，该程序能够使计算机1200执行该操作或者该一个或多个“部”。该程序能够使计算机1200执行本发明的实施方式所涉及的过程或者该过程的阶段。这种程序可以由CPU1212执行，以使计算机1200执行与本说明书所述的流程图及框图中的一些或者全部方框相关联的确定操作。
根据本实施方式的计算机1200包括CPU1212和RAM1214，它们通过主机控制器1210相互连接。计算机1200还包括通信接口1222、输入/输出单元，它们通过输入/输出控制器1220与主机控制器1210连接。计算机1200还包括ROM1230。CPU1212根据存储在ROM1230和RAM1214中的程序进行操作，从而控制每个单元。
通信接口1222经由网络与其他电子设备通信。硬盘驱动器可以储存计算机1200内的CPU1212所使用的程序及数据。ROM1230在其中储存运行时由计算机1200执行的引导程序等、和/或依赖于计算机1200的硬件的程序。程序通过CR-ROM、USB存储器或IC卡之类的计算机可读记录介质或者网络来提供。程序安装在也作为计算机可读记录介质的示例的RAM1214或ROM1230中，并通过CPU1212执行。这些程序中记述的信息处理由计算机1200读取，并引起程序与上述各种类型的硬件资源之间的协作。可以随着计算机1200的使用而实现信息的操作或者处理，从而构成装置或方法。
例如，当在计算机1200和外部设备之间执行通信时，CPU1212可以执行加载在RAM1214中的通信程序，并且基于通信程序中描述的处理，命令通信接口1222进行通信处理。在CPU1212的控制下，通信接口1222读取存储在诸如RAM1214或USB存储器之类的记录介质中提供的发送缓冲区中的发送数据，并将读取的发送数据发送到网络，或者将从网络接收的接收数据写入记录介质上提供的接收缓冲区等。
另外，CPU1212可以使RAM1214读取存储在诸如USB存储器等外部记录介质中的文件或数据库的全部或必要部分，并对RAM1214上的数据执行各种类型的处理。接着，CPU1212可以将处理过的数据写回到外部记录介质中。
诸如各种类型的程序、数据、表格和数据库的各种类型的信息可以存储在记录介质中并且接受信息处理。对于从RAM1214读取的数据，CPU1212可执行在本公开的各处描述的、包括由程序的指令序列确定的各种类型的操作、信息处理、条件判断、条件转移、无条件转移、信息的检索/替换等各种类型的处理，并将结果写回到RAM1214中。此外，CPU1212可以检索记录介质内的文件、数据库等中的信息。例如，在记录介质中储存具有分别与第二属性的属性值建立了关联的第一属性的属性值的多个条目时，CPU1212可以从该多个条目中检索出与指定第一属性的属性值的条件相匹配的条目，并读取该条目内储存的第二属性的属性值，从而获取与满足预定条件的第一属性相关联的第二属性的属性值。
上述程序或软件模块可以存储在计算机1200上或计算机1200附近的计算机可读存储介质上。此外，连接到专用通信网络或因特网的服务器系统中提供的诸如硬盘或RAM之类的记录介质可以用作计算机可读存储介质，从而可以经由网络将程序提供到计算机1200。
应该注意的是，权利要求书、说明书以及附图中所示的装置、系统、程序以及方法中的动作、顺序、步骤以及阶段等各项处理的执行顺序，只要没有特别明示“在…之前”、“事先”等，且只要前面处理的输出并不用在后面的处理中，则可以任意顺序实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的操作流程，为方便起见而使用“首先”、“接着”等进行了说明，但并不意味着必须按照这样的顺序实施。
以上使用实施方式对本发明进行了说明，但是本发明的技术范围并不限于上述实施方式所描述的范围。对本领域普通技术人员来说，显然可对上述实施方式加以各种变更或改良。从权利要求书的描述显而易见的是，加以了这样的变更或改良的方式都可包含在本发明的技术范围之内。
【符号说明】
10 UAV
20 UAV主体
30 UAV控制部
36 通信接口
37 存储器
40 推进部
41 GPS接收器
42 惯性测量装置
43 磁罗盘
44 气压高度计
45 温度传感器
46 湿度传感器
50 万向节
60 摄像装置
100 摄像装置
102 摄像部
110 摄像控制部
120 图像传感器
130 存储器
200 镜头部
210 镜头
212 镜头驱动部
214 位置传感器
220 镜头控制部
222 存储器
300 远程操作装置
1200 计算机
1210 主机控制器
1212 CPU
1214 RAM
1220 输入/输出控制器
1222 通信接口
1230 ROM

Claims (19)

1.一种控制装置，其特征在于，包括电路，电路构成为：针对由摄像装置拍摄的第一图像内的包含有被摄体的区域即第一区域，应用第一对比度评估滤波器，从而将对所述第一区域的对比度值进行评估的第一对比度评估值导出；
根据所述第一对比度评估值来执行所述摄像装置的对焦控制；
根据所述摄像装置对所述第一图像进行拍摄时所述摄像装置与所述被摄体之间的第一距离以及所述摄像装置对第二图像进行拍摄时所述摄像装置与所述被摄体之间的第二距离对第二对比度评估滤波器进行确定；
针对所述第二图像内的包含有所述被摄体的区域即第二区域，应用所述第二对比度评估滤波器，从而将对所述第二区域的对比度值进行评估的第二对比度评估值导出；
根据所述第二对比度评估值来执行所述摄像装置的对焦控制。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述第一对比度评估滤波器具有包含第一空间频率的频带，所述第二对比度评估滤波器具有包含第二空间频率的频带，其中所述第二空间频率不同于所述第一空间频率。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，对所述第二对比度评估滤波器进行确定包括：
根据所述第一距离与所述第二距离的比以及所述第一对比度评估滤波器的信息对所述第二对比度评估滤波器进行确定。
4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述电路进一步构成为：当所述摄像装置与所述被摄体之间的距离比预设的距离长时，控制所述摄像装置的聚焦镜头对焦于无限远处。
5.一种控制装置，其特征在于，包括电路，电路构成为：
根据由摄像装置拍摄的第一图像内的包含有被摄体的区域即第一区域的图像信息，将所述第一区域的第一评估值导出；
根据所述第一评估值来执行所述摄像装置的第一摄像控制；
根据通过所述摄像装置对所述被摄体进行拍摄的第二图像内的包含有所述被摄体的区域即第二区域的图像信息，将所述第二区域的第二评估值导出；
根据所述摄像装置对所述第一图像进行拍摄时所述摄像装置与所述被摄体之间的第一距离、所述摄像装置对所述第二图像进行拍摄时所述摄像装置与所述被摄体之间的第二距离、所述第一评估值以及所述第二评估值来执行所述摄像装置的第二摄像控制。
6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，执行所述第二摄像控制包括：
根据所述第一距离、所述第二距离以及所述第一评估值将所述第二区域的预测的评估值即预测评估值导出，并根据所述预测评估值以及所述第二评估值来执行所述摄像装置的摄像控制。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，将所述预测评估值导出包括：
根据所述第一距离与所述第二距离的比以及所述第一评估值，将所述预测评估值导出。
8.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，将所述第一评估值导出包括将对所述第一区域的辉度进行评估的第一辉度评估值导出作为所述第一评估值；
执行所述第一摄像控制包括根据所述第一辉度评估值来执行所述摄像装置的曝光控制；
将所述第二评估值导出包括将对所述第二区域的辉度进行评估的第二辉度评估值导出作为所述第二评估值；
执行所述第二摄像控制包括根据所述第一距离、所述第二距离、所述第一辉度评估值以及所述第二辉度评估值来执行所述摄像装置的曝光控制。
9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，执行所述第二摄像控制包括：
根据所述第一距离、所述第二距离以及所述第一辉度评估值将所述第二区域的预测的辉度评估值即预测辉度评估值导出，并根据所述预测辉度评估值以及所述第二辉度评估值来执行所述摄像装置的曝光控制。
10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，将所述预测辉度评估值导出包括：
根据所述第一距离与所述第二距离的比以及所述第一辉度评估值将所述预测辉度评估值导出。
11.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，将所述第一评估值导出包括将所述第一区域的第一色温度导出作为所述第一评估值；
执行所述第一摄像控制包括根据所述第一色温度来执行所述摄像装置的白平衡控制；
将所述第二评估值导出包括将所述第二区域的第二色温度导出作为所述第二评估值；
执行所述第二摄像控制包括根据所述第一距离、所述第二距离、所述第一色温度以及所述第二色温度来执行所述摄像装置的白平衡控制。
12.根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，执行所述第二摄像控制包括：
根据所述第一距离、所述第二距离以及所述第一色温度将所述第二区域的预测的色温度即预测色温度导出，并根据所述预测色温度以及所述第二色温度来执行所述摄像装置的曝光控制。
13.根据权利要求12所述的控制装置，其特征在于，将所述预测色温度导出包括：
根据所述第一距离与所述第二距离的比以及所述第一色温度将所述预测色温度导出。
14.一种摄像装置，其特征在于，包括根据权利要求1至13中任一项所述的控制装置；以及图像传感器。
15.一种移动体，其特征在于，包括根据权利要求14所述的摄像装置并移动。
16.根据权利要求15所述的移动体，其特征在于，所述移动体沿着所述摄像装置的摄像方向移动，直至到所述被摄体的距离从所述第一距离变至所述第二距离。
17.根据权利要求16所述的移动体，其特征在于，所述移动体是飞行体，
所述飞行体沿着所述摄像装置的摄像方向上升或者下降，直至到所述被摄体的距离从所述第一距离变至所述第二距离。
18.一种摄像装置的控制方法，其特征在于，包括：针对由摄像装置拍摄的第一图像中的被摄体的区域即第一区域，应用第一对比度评估滤波器，从而将对所述第一区域的对比度值进行评估的第一对比度评估值导出的阶段；
根据所述第一对比度评估值来执行所述摄像装置的对焦控制的阶段；
根据所述摄像装置对所述第一图像进行拍摄时所述摄像装置与所述被摄体之间的第一距离以及所述摄像装置对第二图像进行拍摄时所述摄像装置与所述被摄体之间的第二距离，对第二对比度评估滤波器进行确定的阶段；
针对所述第二图像内由所述摄像装置选择的所述被摄体的区域即第二区域，应用所述第二对比度评估滤波器，从而将对所述第二区域的对比度值进行评估的第二对比度评估值导出的阶段；以及
根据所述第二对比度评估值来执行所述摄像装置的对焦控制的阶段。
19.一种控制方法，其特征在于，包括：根据由摄像装置拍摄的第一图像内的包含有被摄体的区域即第一区域的图像信息，将所述第一区域的第一评估值导出的阶段；
根据所述第一评估值来执行所述摄像装置的第一摄像控制的阶段；
根据所述由摄像装置对所述被摄体进行拍摄的第二图像内的包含有所述被摄体的区域即第二区域的图像信息，将所述第二区域的第二评估值导出的阶段；
根据所述摄像装置对所述第一图像进行拍摄时所述摄像装置与所述被摄体之间的第一距离、所述摄像装置对所述第二图像进行拍摄时所述摄像装置与所述被摄体之间的第二距离、所述第一评估值以及所述第二评估值来执行所述摄像装置的第二摄像控制的阶段。
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