CN1252985C - 图象拾取设备和照相机抖动校正方法 - Google Patents
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Abstract
在根据本发明的图象拾取设备中，控制器包括基于图象拾取面上有效区的大小和响应照相机抖动抽取的高效区的大小，检测用在校正照相机抖动中的剩余区的剩余区计算单元。因此，这一图象拾取设备即使当发生超出剩余区的大的照相机抖动时，也能防止发生照相机抖动校正达到校正末端的麻烦。
Description
技术领域
本发明涉及用于在图象信号上实现照相机抖动校正的图象拾取设备和照相机抖动校正方法。
背景技术
所引用的专利文献1迄今为止已经公开了照相机抖动校正设备，包括：用于检测由于摄像机本体的振动使图象倾斜(pitch)或偏转(yaw)的量的倾斜和偏转量检测装置；用于生成校正信号以便基于来自倾斜和偏转量检测装置的检测输出，校正图象的倾斜或偏转的校正信号生成装置，该校正信号生成装置的校正范围设置成自由可变；校正装置，其经过操作以响应从校正信号生成装置生成的校正信号来校正图象的倾斜和偏转；操作范围检测装置，用于检测校正装置的操作范围；以及校正范围设置装置，用于基于来自操作范围检测装置的检测输出，可变地设置校正范围。
上述相关技术的图象拾取设备能通过扩展当校正照相机抖动时抽取的有效区来拍摄广角图象。在那种情况下，尽管在有效区中的图象必须被转换成具有电视信号分辨率的图象，但也可以通过将该有效区扩展到图象拾取面的整体区的大小来实现广角图象。
[引用专利文献1]
日本公开专利申请No.7-327160
然而，要求上述相关技术图象拾取设备随镜头的放大率增加而要求校正大的照相机抖动。当随着图象变为广角图象以及发生超出剩余区(surplus area)的大的照相机抖动，用来校正照相机抖动的剩余区减小时，不利之处在于将出现照相机抖动校正到达校正末端的麻烦。为此的原因在于，在校正末端突然限制照相机抖动校正，以便固定图象抽取区。
根据引用的专利文献1，由于校正装置的操作范围是线性积分输出以及这一线性积分输出表示当与剩余区大小无关地指定恒定积分系数时获得的输出，在其达到校正末端的同时限制线性积分输出，因此，不利之处在于将发生图象突然达到校正末端的麻烦。
发明内容
鉴于上述，本发明的目的是提供一种图象拾取设备，其中即使当输入超出剩余区的大的照相机抖动信号时，也能防止图象到达校正末端的麻烦。
本发明的另一目的是提供能减少通过输入大的照相机抖动信号，在校正末端突然限制照相机抖动校正时导致的麻烦的图象拾取设备。
本发明的另一目的是提供能以高速执行传统的照相机抖动校正的图象拾取设备。
本发明的另一目的是提供能防止甚至当输入超出剩余区的大的照相机抖动信号时，发生图象到达校正末端的麻烦的照相机抖动校正方法。
本发明的另一目的是提供能减少当输入大的照相机抖动信号，在校正末端突然限制照相机抖动校正时发生的麻烦的照相机抖动校正方法。
本发明的另一目的是提供能以高速执行老套照相机抖动校正的照相机抖动校正方法。
根据本发明的一个方面，提供一种图象拾取设备，包括：图象拾取装置；照相机抖动检测装置，用于检测照相机抖动以便提供照相机抖动检测信号；以及校正装置，用于通过使用由照相机抖动检测装置检测的照相机抖动检测信号，校正由图象拾取装置获得的图象拾取信号的照相机抖动，其中，校正装置包括用于基于图象拾取面上有效区的大小和响应照相机抖动抽取的高效区的大小，检测用在照相机抖动校正中的剩余区的剩余区检测装置。
根据本发明，剩余区检测装置从最后一个校正处理的校正量计算当前剩余区的大小。积分系数控制装置基于剩余区的大小和输入的照相机抖动信号的大小间的差值，计算照相机抖动信号的积分系数。
因此，将由此计算的积分系数和最后一次校正处理的校正量相乘，以及对由此相乘的结果和照相机抖动信号进行积分。因此，能通过使用由此计算的校正量来校正图象拾取信号的照相机抖动。
根据本发明的另一方面，提供一种照相机抖动校正方法，包括步骤：用于获得图象拾取信号的图象拾取步骤；用于检测照相机抖动检测信号的照相机抖动检测步骤；校正步骤，用于通过使用在照相机抖动检测步骤检测的照相机抖动检测信号，校正从图象拾取步骤获得的图象拾取信号的照相机抖动，其中，校正步骤包括剩余区检测步骤，用于基于图象拾取面上有效区的大小和响应照相机抖动抽取的高效区大小，检测用在照相机抖动校正中的剩余区。
根据本发明，剩余区检测步骤从最后一个校正处理的校正量计算当前剩余区的大小。积分系数控制步骤基于剩余区的大小和输入的照相机抖动信号的大小间的差值，计算照相机抖动信号的积分系数。
因此，将由此计算的积分系数和最后一次校正处理的校正量相乘，以及对由此相乘的结果和照相机抖动信号进行积分。因此，能通过使用由此计算的校正量来校正图象拾取信号的照相机抖动。
附图说明
图1是表示与应用于本发明的实施例的图象拾取设备一起使用的照相机抖动校正设备的示意性框图；
图2是表示与应用于本发明的实施例的照相机抖动校正设备一起使用的控制器的积分单元的示意性框图；
图3A和3B是分别表示图象拾取面上的有效区(effective area)、高效区(efficient area)和剩余区的图，其中，图3A表示图象拾取面上的有效区和高效区，图3B表示图象拾取面上的剩余区；
图4是表示输入到积分系数计算单元中的输入信号和积分系数间的关系的图；
图5是在说明应用于本发明的实施例的照相机抖动校正控制操作时参考的流程图；
图6表示线性积分输出和非线性积分输出的比较结果；
图7表示相对于图象拾取面的剩余区的积分系数表。
具体实施方式
现在将参考附图来描述根据本发明的实施例的图象拾取设备和照相机抖动校正方法。
[系统配置]
附图的图1以框图的形式表示与应用于本发明的实施例的图象拾取设备一起使用的照相机抖动校正设备。
如图1所示，图象拾取设备1以模拟信号的形式输出图象拾取面上的整个区(有效区)的图象。模数转换器(ADC)2将从图象拾取设备1输出的模拟信号转换成数字信号。校正电路3根据从控制器5输出的校正量，从有效区的一个部分抽取一个区域(高效区)。照相机抖动检测单元4检测施加到图象拾取设备上的照相机抖动。照相机抖动检测单元4能基于适当的装置，诸如陀螺传感器和图象识别，通过使用检测方法检测照相机抖动。控制器5基于用在校正照相机抖动中的剩余区和从照相机抖动检测单元4输出的照相机抖动信号，计算用于从有效区抽取高效区的校正量，以及将由此计算的校正量输出到校正电路3。
图2是表示应用于本发明的实施例的照相机抖动校正设备的控制器5中的积分单元的示意性框图。
如图2所示，照相机抖动信号输入21获得从图1所示的照相机抖动检测单元4输出的照相机抖动信号。积分器22求照相机抖动信号输入21和来自乘法器24的信号的积分。校正输出23输出由积分器22积分的信号。乘法器24将从积分系数计算单元26获得的积分系数与来自延迟设备25的信号相乘。延迟设备25延迟校正输出23的信号。积分系数计算单元26基于来自减法器28的、从剩余区计算单元27获得的剩余区的大小与输入的照相机抖动信号的大小间的差值，计算用于与乘法器24一起使用的积分系数。剩余区计算单元27在通过延迟设备25获得的校正量的基础上，计算能用来校正图象拾取面上的照相机抖动的剩余区的大小。
[剩余区的计算]
图3A和3B是表示图象拾取面上的有效区、高效区和剩余区的示意图。
图3A表示表示图象拾取面上的有效区、高效区、照相机抖动矢量和剩余区。
假定有效区31具有高度ah和宽度aw，高效区32具有高度bh和宽度bw，以及最后一个校正矢量为[vx-1，vy-1]，那么，对有效区31和高效区32不是公共的区域表示能用来校正照相机抖动的剩余区33，如图3B所示。有效区31和高效区32的大小不是固定的，可以响应适当的因子诸如变焦镜头放大率而动态地改变。那时，在能用来校正照相机抖动的区域中，靠近校正末端的侧面的高度sy能用下述方程式(1)表示，以及靠近校正末端的宽度sx能用下述方程式(2)表示。
sy＝(ah-bh)/2-|vy-1| …(1)
sx＝(aw-bw)/2-|vx-1| …(2)
[计算积分系数]
图4是表示积分系数计算单元输入和积分系数间的关系的图。
如图4所示，积分系数相对于积分系数计算单元输入单调地增加。假定f表示能满足上述关系的函数，tx表示在纵向方向中输入的照相机抖动的大小，ty表示在水平方向中输入的照相机抖动的大小，ky表示纵向方向的积分系数，以及kx表示水平方向的积分系数，那么能用下述方程式(3)表示纵向方向的积分系数ky以及能用下述方程式(4)表示水平方向的积分系数kx：
ky＝f(sy-ty) …(3)
kx＝f(sx-tx) …(4)
如果存在能校正的大的区域，那么应当增加积分系数以便增加校正效率。如果另一方面，存在能校正的小的区域，那么应当减小积分系数以便减小校正效率。在剩余长度很短以致积分系数将达到校正末端的情况下，通过降低校正效率，能减小积分系数将达到校正末端的可能性。
[校正量的计算]
能由上述积分系数计算水平方向或纵向方向的校正矢量(vy0，vx0)。假定(mvx，mvy)表示照相机抖动运动矢量，那么纵向方向校正矢量vy0能用下述方程式(5)表示，以及能用下述方程式(6)表示水平方向校正矢量vx0：
vy0＝mvy+ky*vy-1 …(5)
vx0＝mvx+kx*vx-1 …(6)
[控制操作的流程图]
图5是在说明应用于本发明的实施例的照相机抖动校正控制操作中的参考的流程图。
每次执行照相机抖动校正控制操作时，从在控制器5中提供的存储器(未示出)读出图5所示的这一流程图。
参考图5，在操作开始后，在步骤S1，由最后一个校正量计算当前剩余区的大小。更具体地说，图2所示的剩余区计算单元27根据从延迟设备25提供的最后一个校正量来计算当前剩余区的大小。
然后，控制进入下一步骤S2，随即由上述剩余区的大小和输入的照相机抖动的大小之间的差值，计算照相机抖动信号的积分系数。更具体地说，积分系数计算单元26由剩余区的大小和输入的照相机抖动的大小间的差值，计算照相机抖动信号的积分系数。
然后，控制进入下一步骤S3，随即使由此计算的积分系数和最后一次校正的量彼此相乘。更具体地说，乘法器24将由此计算的积分系数与最后一次校正量相乘。
然后，控制进入下一步骤S4，随即对上述相乘结果和照相机抖动信号积分。更具体地说，积分器22求上述相乘结果和照相机抖动信号的积分。
用这种方式，控制器5计算校正量，校正电路3基于在控制器5的控制下由此计算的计算量来校正照相机抖动。
[积分输出的比较]
图6是显示当将现有技术中的积分输出和本发明的积分输出比较时获得的比较结果的图。
如图6所示，积分输入61表示当其设置成DC分量时获得的积分输出。根据现有技术系统，获得线性积分输出62，并且其表示当与剩余区大小无关地指定恒定的积分系数时获得的输出。根据本发明的系统获得非线性积分输出63，并且其表示当响应剩余区大小动态地改变积分系数时获得的输出。同时，线性积分输出62达到校正末端64，其被受限，因此发生图象突然达到校正末端64的麻烦。另一方面，由于在非线性输出63达到校正末端64前减小校正的效率，即使当非线性积分输出63达到校正末端64并从而受限制时，也能防止图象突然达到校正末端64。
图7是表示相对于剩余区的积分系数表的图。通过剩余区计算单元27(见图2)和积分系数计算单元26(图2)，预先计算图7所示的表，然后将其存储在控制器5中提供的存储器(未示出)中。
如图7所示，在表中，当剩余区71的积分系数计算单元输入(像素)为“100”时，积分系数72输出为“1.00”；当剩余区71的积分系数计算单元输入(像素)为“90”时，积分系数72输出为“0.95”；当剩余区的积分系数计算单元输入(像素)为“80”时，积分系数72输出为“0.90”；当剩余区71的积分系数计算单元输入(像素)为“70”时，积分系数72输出为“0.85”当剩余区71的积分系数计算单元输入(像素)为“60”时，积分系数72输出为“0.80”；当剩余区71的积分系数计算单元输入(像素)为“50”时，积分系数72输出为“0.70”；当剩余区71的积分系数计算单元输入(像素)为“40”时，积分系数72输出为“0.60”；当剩余区71的积分系数计算单元(像素)为“30”时，积分系数72输出为“0.50”；当剩余区71的积分系数计算单元输入(像素)为“20”时，积分系数72输出为“0.40”；当剩余区71的积分系数计算单元输入(像素)为“10”时，积分系数72输出为“0.20”；当剩余区71的积分系数计算单元输入(像素)为“0”时，积分系数72输出为“0.00”。
根据本发明的实施例，由于检测用于校正照相机抖动所需的剩余区的大小，以及响应剩余区的大小和输入的照相机抖动信号的大小间的差值改变用来积分照相机抖动信号的积分系数，所以可减小当响应输入大的照相机抖动信号，在校正末端突然限制照相机抖动校正时引起的麻烦。
根据本发明，在包括图象拾取装置、用于检测照相机抖动以便提供照相机抖动检测信号的照相机抖动检测装置、用于通过使用由照相机抖动检测装置检测的照相机抖动检测信号校正从图象拾取设备获得的图象拾取信号的照相机抖动的校正装置的图象拾取设备中，因为校正装置包括用于基于图象拾取面上有效区的大小和响应照相机抖动所抽取的高效区的大小，检测用在照相机抖动校正中的剩余区的剩余区检测装置，所以可以通过检测校正照相机抖动所需的剩余区大小，以及响应剩余区大小控制照相机抖动信号，从而减小当响应输入的大的摄像机抖动信号，在校正末端突然限制照相机抖动校正时引起的麻烦。
在根据本发明的图象拾取设备中，由于校正装置包括用于线性或非线性地积分照相机抖动检测信号的积分装置，以及用于响应剩余区大小和照相机抖动检测信号的大小间的差值动态地改变用来积分照相机抖动检测信号的积分系数的积分系数控制装置，所以可通过检测校正照相机抖动所需的剩余区大小以及响应该剩余区大小和照相机抖动检测信号的大小间的差值来改变积分系数，从而减小当响应输入大的照相机抖动信号，在校正末端突然限制照相机抖动校正时引起的麻烦。
在根据本发明的图象拾取设备中，由于校正装置包括具有相对于剩余区大小的积分系数表，所以通过使用在由剩余区计算单元和积分系数计算单元计算后存储在存储器中的剩余区和积分系数，以高速执行老套照相机抖动校正处理。
根据本发明，在包括用于获得图象拾取信号的图象拾取步骤、用于检测照相机抖动检测信号的照相机抖动检测步骤、以及用于通过使用在照相机抖动检测步骤检测的照相机抖动检测信号来校正从所述图象拾取步骤获得的图象拾取信号的照相机抖动的校正步骤的多个步骤的照相机抖动校正方法中，由于校正步骤包括用于基于图象拾取面上的有效区的大小以及响应照相机抖动抽取的高效区的大小，检测用在照相机抖动校正中的剩余区的剩余区检测步骤，所以可通过检测校正照相机抖动所需的剩余区的大小以及响应该剩余区大小控制照相机抖动信号，减小响应输入大的照相机抖动信号在校正末端突然限制照相机抖动校正而引起的麻烦。
另外，在根据本发明的照相机抖动校正方法中，由于校正步骤包括用于线性或非线性地积分照相机抖动检测信号的积分步骤，和用于响应剩余区的大小和照相机抖动检测信号的大小间的差值，动态地改变用来积分照相机抖动检测信号的积分系数的积分系数控制步骤，所以可通过检测用于校正照相机抖动所需的剩余区的大小和响应该剩余区大小和照相机抖动检测信号的大小间的差值来改变积分系数，从而减小当响应输入大的照相机抖动信号在校正末端突然限制照相机抖动检测时引起的麻烦。
在根据本发明的照相机抖动校正方法中，由于校正步骤通过使用具有相对于剩余区大小的积分系数的表来校正照相机抖动，所以通过使用由剩余区计算单元和积分系数计算单元计算后存储在存储器中的剩余区和积分系数，能以高速执行老套照相机抖动校正处理。
已经参考附图描述了本发明的优选实施例，应理解，本发明不限于该精确的实施例，在不背离附后权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可以实现各种改变和改进。
Claims (6)
1.一种图象拾取设备，包括：
图象拾取装置；
照相机抖动检测装置，用于检测照相机抖动，以便提供照相机抖动检测信号；以及
校正装置，用于通过使用由所述照相机抖动检测装置检测的所述照相机抖动检测信号，校正由所述图象拾取装置获得的图象拾取信号的照相机抖动，其中，所述校正装置包括用于基于图象拾取面上有效区的大小和响应照相机抖动抽取的高效区的大小，检测用在照相机抖动校正中的剩余区的剩余区检测装置。
2.如权利要求1所述的图象拾取设备，其特征在于，所述校正装置包括用于线性或非线性地积分所述照相机抖动检测信号的积分装置，以及用于响应所述剩余区的大小和所述照相机抖动检测信号的大小间的差值，动态地改变用来积分所述照相机抖动检测信号的积分系数的积分系数控制装置。
3.如权利要求2所述的图象拾取设备，其特征在于，所述校正装置包括一表，该表具有相对于所述剩余区的大小的积分系数。
4.一种照相机抖动校正方法，包括步骤：
用于获得图象拾取信号的图象拾取步骤；
用于检测照相机抖动检测信号的照相机抖动检测步骤；
校正步骤，用于通过使用在所述照相机抖动检测步骤检测的所述照相机抖动检测信号，校正从所述图象拾取步骤获得的所述图象拾取信号的照相机抖动，其中，所述校正步骤包括剩余区检测步骤，用于基于图象拾取面上有效区的大小以及响应照相机抖动抽取的高效区大小，检测用在照相机抖动校正中的剩余区。
5.如权利要求4所述的照相机抖动校正方法，其特征在于，所述校正步骤包括用于线性或非线性地积分所述照相机抖动检测信号的积分步骤，以及用于响应所述剩余区的大小和所述照相机抖动检测信号的大小间的差值，动态地改变用来积分所述照相机抖动检测信号的积分系数的积分系数控制步骤。
6.如权利要求5所述的照相机抖动校正方法，其特征在于，所述校正步骤通过使用具有相对于所述剩余区的大小的积分系数的表来校正照相机抖动。
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