CN1829290A - 补偿照相机自动曝光的移动通信终端及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种移动通信终端中对照相机自动曝光进行补偿的方法。该方法包括：基于输入的当前图像帧的平均亮度值和特定的目标亮度值，确定假定误差值；基于所确定的假定误差值选择收敛系数值；基于所确定的收敛系数值来确定自适应滤波器的权重值；以及基于所选择的权重值、所确定的假定误差值以及当前图像帧的曝光值，来确定下一图像帧的曝光值。

Description

补偿照相机自动曝光的移动通信终端及其方法
技术领域
本发明涉及移动通信终端，并且更具体地，涉及一种用于补偿照相机自动曝光，从而缩减自动曝光补偿的时间，并提高曝光补偿的稳定性的移动通信终端及其方法。
背景技术
移动通信终端除简单的无线通信功能外，包括多种功能，例如照相机功能、多媒体功能等。尤其因为终端装备有高分辨率的数字照相机和彩色LCD(液晶显示器)屏幕，照相机和多媒体功能逐渐变得更加流行。
而且，通常在彩色LCD上显示图形数据，例如表示各种信息(如，接收特性、电池容量、消息、响铃/振动等)的图标和菜单。还可以在彩色LCD上显示利用照相机拍摄的图片以及通过MPEG-4(运动图像专家组4)编解码器(编码器和解码器)解码的流图像数据。
此外，移动终端数字照相机使用CCD(电荷耦合器件)、CMOS(互补金属氧化物半导体)等作为拍摄装置，并且还包括AE(自动曝光)功能，其自动调节相对于数字照相机所拍摄的图像的光量。
现有技术的用于补偿照相机自动曝光的移动终端方法，在所拍摄的图像的平均亮度值超过特定域值范围时，调节镜头的孔径开口时间。这样，控制了要拍摄的图像的光量，以便显示优化的图像。也就是说，在现有技术的补偿方法中，通过加长孔径开口时间来增加拍摄的图像的光量，同时通过缩减孔径开口时间来减少光量。
然而，在现有技术的补偿方法中，对自动曝光进行补偿以达到特定的目标亮度值所需的时间过长。而且对自动曝光进行补偿以达到特定的目标亮度值的稳定性降低。
发明内容
因此，本发明的一个目的是针对上述的和其他问题。
本发明的另一目的是，通过基于当前图像帧的平均亮度值和特定的目标亮度值之间的差值来确定收敛系数值，并基于所确定的收敛系数值更新自适应滤波器的权重，来缩减自动曝光补偿所需的时间。
本发明的又一目的是通过确定该收敛系数值，并根据所确定的收敛系数值更新自适应滤波器的权重，来稳定地补偿自动曝光。
为实现这些和其他优点，并根据本发明的一个方面，如在此具体实施并广泛描述的，提供一种用于补偿照相机自动曝光的移动通信终端。该终端包括：减法器，其配置来基于输入的当前图像帧的平均亮度值和目标亮度值来输出假定误差值(presumptive error value)；收敛系数选择器，其配置以基于输出的假定误差值来选择收敛系数值；权重运算器，其配置来基于所选择的收敛系数值、输入的当前图像帧的曝光值和输出的假定误差值，来确定自适应滤波器的权重值；以及加法器，其配置以基于所确定的权重值、输入的当前图像帧的曝光值以及输出的假定误差值，来输出下一图像帧的曝光值。
根据本发明的另一方面，提供一种移动通信系统中补偿照相机的自动曝光的方法。该方法包括：基于输入的当前图像帧的平均亮度值和特定的目标亮度值，确定假定误差值；基于所确定的假定误差值选择收敛系数；基于所选择的收敛系数值确定自适应滤波器的权重值；以及基于所确定的权重值、所确定的假定误差值以及当前图像帧的曝光值，来确定下一图像帧的曝光值。
根据本发明的又一方面，提供一种照相机，其包括：收敛系数选择器，其配置以基于假定误差值来选择收敛系数值，该假定误差值是输入的当前图像帧的平均亮度值和特定的目标亮度值之间的差值；权重运算器，其配置来基于所选择的收敛系数值来确定自适应滤波器的权重值；以及加法器，其配置以通过将该当前图像帧的假定误差值、当前图像帧的曝光值以及该收敛系数值相乘，并将所选择的收敛系数值加到乘得的结果，来确定下一图像帧的曝光值。
从结合附图的本发明下面的详细说明中，本发明的前述的及其他目的、特征、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
所包括的附图提供了对本发明的进一步理解，其被结合并构成本申请的一部分，附图图示了本发明的实施例，并且与本说明书一起作用来解释本发明的原理。
在附图中：
图1是示出根据本发明实施例的用于补偿照相机自动曝光的移动通信终端的框图；
图2是示出图1中所示的自动曝光补偿器的详细结构的框图；
图3是示出用于补偿照相机的自动曝光的方法流程图，该照相机设置在根据本发明的移动通信终端中；以及
图4A和4B是示出该方法的测试结果的图，该方法用于补偿设置在根据本发明的移动通信终端中的照相机的自动曝光。
具体实施方式
现将详细参考本发明的优选实施例，其例子示出在附图中。
下面，将提供对关于补偿照相机自动曝光的移动通信终端及方法的详细说明，通过该终端及方法可以缩减补偿自动曝光的时间，并提高自动曝光补偿的稳定性。这是通过基于当前图像帧的平均亮度值和特定的目标亮度值来确定收敛系数值，并基于所确定的收敛系数值来更新自适应滤波器的权重而实现的。此外，本发明的自动曝光补偿可以应用到具有照相机的移动装置或任何其他装置。
首先参考图1，其是示出根据本发明实施例的用于补偿照相机自动曝光的移动通信终端的框图。如图所示，该移动通信终端包括：CCD(电荷耦合器件)部分100，其用于将通过照相机镜头所拍摄的图像数据转换成模拟数据；AFE(模拟前端)部分200，其用于将输出的模拟图像数据转换成数字图像数据；波检测器300，其用于检测输出的数字图像数据的亮度值；以及曝光值补偿器400，其用于根据所检测的亮度值对该数字图像数据的曝光值进行补偿。还包括曝光值指定器500，其基于所检测的曝光值来确定电子快门速度值。
下面将详细解释根据本发明实施例如上配置的用于补偿照相机自动曝光的移动通信终端的工作原理。
首先，当用户选择照相机拍摄功能时，移动终端启动比如CCD部分100、AFE部分200、波检测器300、曝光值补偿器400以及曝光值指定器500等装置。此外，该CCD部分100将通过照相机镜头所拍摄的图像数据转换成模拟值，并且AFE部分200将该模拟图像数据转换成数字图像数据，并将所转换的数字图像数据输出。
波检测器300对以帧单元输入的数字图像数据进行划分。也就是说，波检测器300将当前帧划分成特定数目的区域，并检测所划分区域的各自亮度值。然后波检测器300将所检测的亮度值乘以特定权重。从而，基于该已经乘以了权重的亮度值，确定输入的当前帧的平均亮度值。然后，将确定的平均亮度值输出到曝光值补偿器400。然后，曝光值补偿器400基于输出的平均亮度值和特定的目标亮度值，来检测数字图像数据的补偿的曝光值。
现在参考图2，图2是示出图1中所示的曝光值补偿器400的结构的框图。如图所示，曝光值补偿器400包括：减法器440，用于输出假定误差值，该值是目标亮度值和输入的当前图像帧的平均亮度值之间的差值；收敛系数选择器430，用于基于输出的假定误差值来选择收敛系数值；以及权重运算器420，用于基于所选择的收敛系数值和输入的当前图像帧的曝光值以及输出的假定误差值来确定权重值。
该曝光值补偿器还包括加法器450，用于基于所确定的权重值、输入的当前图像帧的曝光值以及输出的假定误差值，输出下一图像帧的曝光值。该曝光值补偿器400进一步设置有FIR(有限脉冲响应)滤波器410，用于将所确定的权重值应用到输入的当前图像帧的曝光值，并用于将应用了该权重值的当前图像帧的曝光值输出。
下面，图3是示出补偿照相机自动曝光的方法的流程图，该照相机设置在根据本发明的移动通信终端中。如图所示，该方法包括：确定输入的当前图像帧的平均亮度值(S300)，基于所确定的平均亮度值和特定的目标亮度值检测假定误差值(S310)，基于所确定的假定误差值选择收敛系数值(S320)，基于所确定的收敛系数值确定自适应滤波器的权重值(S330)，以及基于所确定的权重值、假定误差值以及当前图像帧的曝光值确定下一图像帧的曝光值(S340)。
现在，将图2和3，更详细地说明对设置在根据本发明的移动通信终端中的照相机自动曝光进行补偿的方法。
首先，减法器440确定输入的当前图像帧的平均亮度值和目标亮度值D(N)之间的差值，并将该差值输出作为假定误差值E(N)(S310)。然后，收敛系数选择器430基于输出的假定误差值选择收敛系数值μ，并将所选择的收敛系数值μ输出(S320)。在此处，收敛系数值μ是指根据实验测量的假定误差值的具体值。此外，对于当前图像帧的平均亮度值和目标亮度值之间较大的差值，设置相对大的值作为收敛系数值，以使平均值快速收敛到目标亮度值。
此外，权重运算器420基于输出的收敛系数值、假定误差值以及输入的当前帧的曝光值U(N)，来确定要应用到输入的当前帧的权重W(N)值，从而自适应滤波器410能够基于如下面的公式1所示通过权重运算器420所确定的权重值，来使用该权重值(S330)。在这里，优选地使用FIR滤波器作为自适应滤波器410。
W(N+1)＝W(N)+μ·U(N)·E(N)--------------------------(公式1)
结果，加法器450将假定误差值E(N)除以更新的权重值中的最后权重值WN，并将除得的假定误差值和输入的当前图像帧的曝光值相加，以便输出下一帧的曝光值(S340)。在这里，所述最后权重值WN优选地具有更新的权重值中的最大值。
此外，即使估算相对于当前图像帧曝光值的FIR滤波器410的输出值来作为下一帧的亮度值，但由于必须估算下一帧的曝光值，因此没有利用该FIR滤波器的输出值，而仅是参考假定误差值和收敛系数值更新FIR滤波器410的系数。
然后，曝光值指定器500(见图1)基于所检测的曝光值指定照相机的电子快门速度值。这样，根据本发明，如图4A和4B所示，当前图像帧的平均亮度值快速收敛到特定的目标亮度值。
更具体的，图4A和4B是示出对根据本发明实施例的照相机的自动曝光进行补偿的方法测试结果的图。举例来说，图4A图示了以比图4B中更高亮度的设置所拍摄的对象。也就是说，图4A图示了在外部以更多的光拍摄的对象，而图4B图示了在内部以较少的光拍摄的对象。如图4A和4B二者所示，输入的当前图像帧的平均亮度值(图中的粗线)收敛到特定目标亮度值的速度，快于根据现有技术的当前图像帧的平均亮度值(图中的细线)收敛的速度。因此，可以稳定地维持特定的目标亮度值。
如上所述，根据本发明，通过根据当前图像帧的平均亮度值与特定的目标亮度值之间的差值来确定收敛系数值，以及基于所确定的收敛系数值来更新自适应滤波器的权重，有效地缩减了补偿自动曝光的时间。并且还稳定地维持了目标亮度值。
由于本发明可以以多种形式实施，而不脱离本发明的精神或实质特征，因此应当理解，除非另有说明，上述的实施例不受前面说明的任何细节的限制，而是应当在其如所附权利要求中所限定的精神和范围内广泛地理解，并且因此落在权利要求范围内或其等效范围内的所有变换或修改，都为本发明所覆盖。

Claims (20)

1.一种补偿照相机自动曝光的移动通信终端，该移动通信终端包括：
减法器，其配置以基于输入的当前图像帧的平均亮度值和目标亮度值来输出假定误差值；
收敛系数选择器，其配置以基于输出的假定误差值来选择收敛系数值；
权重运算器，其配置以基于所选择的收敛系数值、输入的当前图像帧的曝光值和输出的假定误差值，来确定自适应滤波器的权重值；以及
加法器，其配置来基于所确定的权重值、输入的当前图像帧的曝光值以及输出的假定误差值，来输出下一图像帧的曝光值。
2.如权利要求1所述的终端，其中该收敛系数选择器基于输出的假定误差值选择多个预定的收敛系数值中的一个。
3.如权利要求1所述的终端，其中该自适应滤波器是FIR(有限脉冲响应)滤波器。
4.一种移动通信终端中用于补偿照相机自动曝光的方法，该方法包括：
基于输入的当前图像帧的平均亮度值和特定的目标亮度值，确定假定误差值；
基于所确定的假定误差值选择收敛系数值；
基于所选择的收敛系数值确定自适应滤波器的权重值；以及
基于所确定的权重值、所确定的假定误差值以及当前图像帧的曝光值来确定下一图像帧的曝光值。
5.如权利要求4所述的方法，进一步包括确定输入的当前图像帧的平均亮度值。
6.如权利要求5所述的方法，其中确定该平均亮度值的步骤包括：
将输入的当前图像帧划分为多个特定区域，并检测相对于这多个划分的区域的亮度值；
将所检测的亮度值乘以特定权重值；以及
检测已经乘以了权重值的所检测的亮度值的平均亮度值。
7.如权利要求6所述的方法，其中对该多个特定区域的每一个不同地设置该特定的权重值。
8.如权利要求4所述的方法，其中该假定误差值是平均亮度值与特定的目标亮度值之间的差值。
9.如权利要求8所述的方法，其中该特定的目标亮度值是由用户选择的亮度值。
10.如权利要求4所述的方法，其中确定下一图像帧的曝光值的步骤包括：
将该假定误差值除以特定权重值；以及
将当前图像帧的曝光值加到除得的假定误差值，并且将已经加了该假定误差值的当前帧的曝光值确定作为下一图像帧的曝光值。
11.如权利要求10所述的方法，其中该特定的权重值是在将当前图像帧划分为N个编号的特定区域时要应用到第N个区域的权重。
12.如权利要求11所述的方法，其中该特定的权重值具有应用到该多个特定区域的权重值中的最大值。
13.如权利要求4所述的方法，进一步包括基于假定误差值和特定的收敛系数值来更新要应用到当前图像帧的权重值。
14.如权利要求13所述的方法，其中该特定的收敛系数值是特定于该假定误差值的值。
15.如权利要求13所述的方法，其中在更新权重值时，通过W(N+1)＝W(N)+μ·U(N)·E(N)来获得要更新的权重值，
其中W(N)是指应用到当前图像帧的权重值，μ是指收敛系数值，U(N)是指当前图像帧的曝光值，而E(N)是指假定误差值。
16.一种照相机，包括：
收敛系数选择器，其配置来基于假定误差值来选择收敛系数值，该假定误差值是输入的当前图像帧的平均亮度值和特定的目标亮度值之间的差值；
权重运算器，其配置以基于所选择的收敛系数值来确定自适应滤波器的权重值；以及
加法器，其配置以通过将当前图像帧的假定误差值、当前图像帧的曝光值以及该收敛系数值相乘，并将所选择的收敛系数值加到相乘得到的结果，来确定下一图像帧的曝光值。
17.如权利要求16所述照相机，进一步包括波检测器，其配置以确定输入的当前图像帧的平均亮度值。
18.如权利要求17所述照相机，其中该波检测器通过将输入的当前帧划分成多个特定区域，并检测相对于这多个划分的区域的亮度值，将所检测的亮度值乘以特定的权重值，并确定已经乘以了该权重值的所检测的亮度值的平均亮度值，从而确定平均亮度值。
19.如权利要求18所述照相机，其中对这多个特定区域的每一个不同地设置该特定的权重值。
20.如权利要求16所述的照相机，其中该特定的目标亮度值是由用户所选择的亮度值。
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