JP4149467B2 - カメラの露出調節方法 - Google Patents

Description

本発明は、カメラに係るもので、詳しくは、被写体を撮影するときに露出モード（ＥＸＰＯＳＵＲＥ ＭＯＤＥ）を自動に調節するカメラの露出調節方法に関するものである。

近来、移動通信システムは、音声信号又は文字信号だけではなく、イメージ（ＩＭＡＧＥ）を送受信し得るマルチメディア通信を提供している。このような趨勢の移動通信市場の環境に呼応して、移動通信用携帯端末機もマルチメディア通信利用に適合するようにカメラが内蔵された携帯端末機が市販されており、多くの移動通信加入者によって使われている。

カメラが内蔵された携帯端末機（以下、「カメラフォン」という）とは、小型カメラが内蔵された携帯端末機であって、被写体を撮影してイメージを携帯端末機に内蔵されたメモリに保存し、又は撮影したイメージを呼設定された相手に伝送し得る携帯端末機を意味する。

前記カメラフォンのカメラを利用して被写体を撮影する場合、良い画質を有するイメージを撮影するためには、被写体の照度（ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ）が適切でなければならない。被写体の照度が適切ではない場合は、イメージにノイズが発生してイメージの明るさと色感が低下する。特に、低照度の被写体を撮影する場合、イメージの画質は一層低下するため、該当照度に合う露出モードの設定が要求される。

従って、従来カメラフォンのカメラは、被写体の適切な照度を測定するために被写体の光量を測定する光量センサーを別途に備えて照度を測定し、手動で適切な低照度撮影時に適切な露出モードであるダークモード（ＤＡＲＫＮＥＳＳ ＭＯＤＥ）又はナイトショットモード（ＮＩＧＨＴ ＳＨＯＴ ＭＯＤＥ）に設定して撮影する。

図１０は、従来のカメラフォンのカメラにより低照度の被写体を撮影する方法を示したフローチャートである。

使用者は、 図１０に示したように、カメラフォンのカメラにより被写体をプレビュー（ＰＲＥＶＩＥＷ）して（Ｓ１０）プレビューイメージを撮影するかを判断する（Ｓ２０）。

もし、低照度の被写体を撮影しようとする場合、使用者は、露出モードを手動でダークモードに設定する（Ｓ３０）。該過程（Ｓ３０）で手動で露出モード設定をしないと、使用者は、前記光量センサーにより被写体の光量を測定して前記プレビューイメージの該当照度を確認することができる（Ｓ４０）。

次いで、前記イメージの確認された照度値が所定レベルより低照度であると判断（Ｓ５０）されると、使用者は、前記カメラフォンの該当入出力部を通じて露出時間を増加させる露出モード（ダークモード又はナイトショットモード）に露出を手動調節する（Ｓ６０）。

次いで、使用者は、前記過程（Ｓ６０）で調節された露出（ダークモード）に被写体をプレビュー（Ｓ１０）して被写体を撮影（Ｓ７０）する。

一方、前記過程（Ｓ６０）で露出時間を増加させることは、携帯端末機で撮影する被写体のイメージが秒当たり撮影フレーム数（ＦＲＡＭＥ ＰＥＲ ＳＥＣＯＮＤ）を減少させることを意味する。例えば、プレビューイメージが秒当たり３０フレームを撮影するものであるが、これと比較して光量測定結果によって確認された照度値が低照度であると判断されて３０ＦＰＳから秒当たり１５フレームを撮影する１５ＦＰＳに変更したならば、露出時間が倍に増加され、被写体の照度が適正であるため、画質の良いイメージを撮影することができる。

然るに、手動で露出を調節して被写体を撮影しなければならない従来のカメラの露出調節方法においては、使用者が手動で露出を調節しなければならないという問題を解決し、自動転換機能を実現するためには被写体の光量を測定するための別途のセンサーを具備しなければならないという問題があった。また、被写体の照度が合わない場合は、カメラの露出を手動で調節しなければならないため、不便で、且つ煩雑であるという不都合があった。その他にも、被写体が動く場合、手動で露出を調節してその瞬間動作を捕捉して撮影することが難しいという不都合があった。

従って、本発明の目的は、露出を自動調節することで、被写体を迅速かつ便利に撮影するカメラの露出調節方法を提供することにある。

前記のような本発明の目的を達成するために、本発明に係るカメラの露出調節方法は、現在の露出により被写体のイメージをプレビューする過程と、前記プレビューしたイメージから少なくとも１つ以上のデータを抽出する過程と、前記抽出されたデータを分析する過程と、前記分析結果により露出を調節する過程と、を含むことを特徴とする。

好ましくは、前記データは、前記プレビューイメージから抽出された各フレームの明るさレベル分布を含む。

好ましくは、前記データは、前記プレビューイメージから抽出された各フレームに対するカメラセンサーの電子シャッタースピード値及びゲイン値を含む。好ましくは、前記照度判断は、前記抽出された少なくとも１つ以上のデータを分析する。

好ましくは、前記プレビューイメージの照度は、前記各フレームから抽出されたデータを分析することにより判断する。

好ましくは、前記露出は、前記少なくとも１つ以上の抽出されたフレームを分析した結果が連続して所定回数以上一致する場合に調節される。

好ましくは、前記少なくとも１つ以上の抽出されたフレームを分析した結果が連続して所定回数以上一致しない場合、現在の露出が維持される。

上記目的を達成するために、本発明は、例えば、以下の手段を提供する。
（項目１）
現在の露出により被写体のイメージをプレビューする過程と、
前記プレビューされたイメージから少なくとも１つ以上のデータを抽出する過程と、
前記抽出されたデータを分析する過程と、
前記分析結果により露出を調節する過程と、
を含むことを特徴とするカメラの露出調節方法。
（項目２）
前記データが、前記プレビューイメージからフレーム毎に又は数個のフレーム毎に抽出されることを特徴とする項目１記載のカメラの露出調節方法。
（項目３）
前記データが、前記プレビューイメージから抽出された各フレームの明るさレベル分布を含むことを特徴とする項目１記載のカメラの露出調節方法。
（項目４）
前記データが、前記プレビューイメージから抽出された各フレームに対するカメラセンサーの電子シャッタースピード値及びゲイン値を含むことを特徴とする項目１記載のカメラの露出調節方法。
（項目５）
少なくとも１つ以上の抽出されたデータを分析することを特徴とする項目１に記載のカメラの露出調節方法。
（項目６）
前記プレビューイメージの照度が、前記各フレームから抽出されたデータを分析することにより判断されることを特徴とする項目１に記載のカメラの露出調節方法。
（項目７）
前記抽出されたデータの分析が、
少なくとも１つ以上のフレームに対する明るさレベル分布を分析することにより、前記プレビューイメージから抽出された少なくとも１つ以上のフレームの照度を判断することを特徴とする項目１に記載のカメラの露出調節方法。
（項目８）
前記抽出されたデータの分析が、
少なくとも１つ以上のフレームに対するカメラセンサーの電子シャッタースピード値及びゲイン値を分析することにより、前記プレビューイメージから抽出された少なくとも１つ以上のフレームの照度を判断することを特徴とする項目１記載のカメラの露出調節方法。
（項目９）
前記抽出されたデータの分析過程により、前記プレビューイメージから抽出された各フレームに対する照度が予め設定された臨界値を基準として暗いか、又は明るいかを判断すること特徴とする項目７又は８に記載のカメラの露出調節方法。
（項目１０）
前記臨界値が、
前記プレビューイメージの現在の露出モードに応じて異なるように設定されることを特徴とする項目９記載のカメラの露出調節方法。
（項目１１）
前記臨界値が、
現在の露出モードにより所定マージンを置いて露出調節が行われるようにすることを特徴とする項目９記載のカメラの露出調節方法。
（項目１２）
前記露出が、少なくとも１つ以上の抽出されたフレームを分析した結果が連続して所定回数以上一致する場合に調節されることを特徴とする項目１に記載のカメラの露出調節方法。
（項目１３）
前記露出が、前記分析結果から前記プレビューイメージの照度が暗いと判断されたとき、現在の露出モードより大きい露出に調節されることを特徴とする項目１２に記載のカメラの露出調節方法。
（項目１４）
前記露出が、前記分析結果から前記プレビューイメージの照度が明るいと判断されたとき、現在の露出モードより小さい露出に調節されることを特徴とする項目１２に記載のカメラの露出調節方法。
（項目１５）
少なくとも１つ以上の抽出されたフレームを分析した結果が連続して所定回数以上一致しない場合、現在の露出が維持されることを特徴とする項目１に記載のカメラの露出調節方法。
（項目１６）
現在の露出により被写体のイメージをプレビューする過程と、
前記プレビューされたイメージから少なくとも１つ以上のフレームを抽出する過程と、
前記抽出されたフレームから第１データを抽出する過程と、
前記抽出されたフレームから第２データを抽出する過程と、
前記第１データを分析して該当フレームの照度を判断する過程と、
前記第２データを分析して該当フレームの照度を判断する過程と、
前記第１データと第２データの分析結果が一致する場合、一致する回数をカウントする過程と、
前記分析結果に応じて露出を調節する過程と、
を含むことを特徴とするカメラの露出調節方法。
（項目１７）
前記第１データが、前記抽出された各フレームの明るさレベル分布に関するデータに該当することを特徴とする項目１６に記載のカメラの露出調節方法。
（項目１８）
前記第２データが、前記抽出された各フレームのカメラセンサーの電子シャッタースピード値及びゲイン値に関するデータに該当することを特徴とする項目１６に記載のカメラの露出調節方法。
（項目１９）
前記第１データが、前記プレビューイメージの各フレームに該当する各ピクセルの明るさレベルによって分布された明るさレベル分布を予め設定された臨界値を基準として分析されることを特徴とする項目１６記載のカメラの露出調節方法。
（項目２０）
前記第２データが、前記抽出された各フレームからカメラセンサーの電子シャッタースピード値とゲイン値によって予め設定された臨界値を基準として分析されることを特徴とする項目１６記載のカメラの露出調節方法。
（項目２１）
前記臨界値が、前記プレビューイメージの現在の露出モードに応じて異なるように設定されることを特徴とする項目１９又は２０に記載のカメラの露出調節方法。
（項目２２）
前記臨界値が、現在の露出モードによって所定マージンを置いて露出調節が行われるようにすることを特徴とする項目２１記載のカメラの露出調節方法。
（項目２３）
前記抽出された各フレームの照度が、明るいか又は暗いと判断されることを特徴とする項目１６に記載のカメラの露出調節方法。
（項目２４）
前記露出が、前記第１及び第２分析が連続して所定回数以上一致する場合に調節されることを特徴とする項目１６に記載のカメラの露出調節方法。
（項目２５）
前記露出が、前記分析結果から前記プレビューイメージの照度が暗いと判断されたとき、現在の露出モードより大きい露出に調節されることを特徴とする項目２４に記載のカメラの露出調節方法。
（項目２６）
前記露出が、前記分析結果から前記プレビューイメージの照度が明るいと判断されたとき、現在の露出モードより小さい露出に調節されることを特徴とする項目２４に記載のカメラの露出調節方法。
（項目２７）
少なくとも１つ以上の抽出されたフレームを分析した結果が連続して所定回数以上一致しない場合、現在の露出が維持されることを特徴とする項目１６に記載のカメラの露出調節方法。

本発明は、周辺の環境によって照度が随時変化する被写体を撮影する場合も、最適の露出モードを自動変換できるため、画質の状態が良好なイメージを撮影できるという効果がある。特に、低照度の環境下にある被写体を撮影する時に、最適の画質を維持したイメージを撮影できるだけでなく、露出モードを手動で操作する必要が無く、動いている被写体の瞬間動作を迅速かつ簡易に捕捉して撮影し得るという効果がある。

また、本発明は、プレビューイメージから明るさレベル分布、カメラセンサーから電子シャッタースピード値及びゲイン（ＧＡＩＮ）値を抽出して現在の照度を確認するため、ハードウェア的な側面において、別途に光量センサーを必要としないという効果がある。従って、本発明に係るカメラフォンを設計する時に回路が簡単で、装置を小型化することで、生産コストの節減及び生産単価を低減し得るという効果がある。

本発明は、カメラを備えた移動通信端末機により実現される。しかしながら、本発明は、イメージの画質を改善するために使用されるデジタルカメラ、その他のカメラが内蔵された他の家電機器及び他の通信装置などにも適用することができる。

以下、図面を参照して、本発明の技術的思想をカメラフォンに適用した実施形態を中心に説明する。

本発明の趣旨は、被写体の照度によって明るさレベル分布、カメラセンサーの電子シャッタースピード値及び明るさのゲイン値が変化する点を利用し、予め設定したアルゴリズムによって露出を自動調節して撮影することで、イメージの画質を改善する方案を提案することにある。

本発明に係るイメージ画質を改善するために露出を自動調節するカメラフォンは、前記方法のアルゴリズムを実現するプログラムソフトウェアと前記プログラムの演算及び命令を実行して制御するマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）と、前記プログラム及びイメージが保存される記憶装置と、ＬＣＤとキーボタンの入出力装置などの基本的なハードウェアと、を包含して構成されている。

図１は、本発明に係るカメラフォンの露出調節方法を示したフローチャートである。

図３は、本発明に係る被写体のプレビューイメージから抽出されたフレームを分析して照度を判断するサブルーチンを示したフローチャートである。

図１及び図３に示したように、使用者が撮影しようとする被写体を選定した後、現在設定された露出モードでカメラの撮影シャッターを押して被写体をプレビュー（Ｓ１００）する。そして、使用者は、前記プレビューした被写体を撮影するか否かを判断する（Ｓ１２０）。

該過程（Ｓ１２０）で撮影しない場合、前記プログラムによって前記ＭＰＵがプレビューイメージから照度判断の対象となるＮ個のフレームを抽出する（Ｓ２２０）。次いで、前記各フレーム（Ｎ個）から照度判断に必要な明るさレベル分布（Ｓ２４０）とカメラセンサーの電子シャッタースピード値及びゲイン値（Ｓ２６０）が抽出される。

前記照度判断のデータ（Ｓ２４０、Ｓ２６０）を分析して前記フレーム（Ｎ個）毎に照度を判断する（Ｓ３００）。即ち、該判断（Ｓ３００）は、第１フレームに対する照度判断（Ｓ３７０）から第Ｎフレームに対する照度判断（Ｓ３９０）までＮ番の照度が判断される。

前記判断（Ｓ３００）は、現在の露出モードによって異なるように設定された臨界値（ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ）を基準に判断される。また、該判断は、前記プレビューイメージから抽出された各フレームの明るさレベル分布の分布度を分析して照度を判断（Ｓ３２０）する過程と、前記プレビューイメージから抽出された各フレームのカメラセンサーの電子シャッタースピード値及びゲイン値を分析して照度を判断（Ｓ３３０）する過程とに区分される。

次いで、前記照度判断（Ｓ３２０、Ｓ３３０）が一致する場合（Ｓ３４０）、前記ＭＰＵがその回数をカウンティング（ＣＯＵＮＴＩＮＧ）（Ｓ３５０）する。前記照度判断（Ｓ３２０、Ｓ３３０）が連続に一致して前記カウンティング（Ｓ３５０）回数が所定回数（ｘ）以上になると（Ｓ４２０）、自動に該当露出モードに露出モードが調節される（Ｓ４４０）。

該過程（Ｓ４４０）において、前記ＭＰＵの制御によってカメラフォンの露出が適正な露出モードに調節され、前記カメラフォンが調節された露出に適した露出モードで被写体を再びプレビューすると（Ｓ１２０）、使用者は、前記入出力装置の該当キーボタンを押してプレビューした被写体を撮影する（Ｓ１４０）。

以下、このような本発明に対し、好ましい実施形態として提案された表１の自動露出調節アルゴリズムと共に表２〜表７及び図１〜図９を参照し、より詳細に説明する。

先ず、下記の表１に関して説明する。表１は、提案された４つの露出モードを設定して自動露出調節変換アルゴリズムを作ったものである。各露出モードは、秒当たり撮影フレーム数（ＦＰＳ）によってそれぞれの露出モードを区分したものである。即ち、４つの露出モードは、ノーマル露出モード（ＮＯＲＭＡＬ ＥＸＰＯＳＵＲＥ ＭＯＤＥ）とロング露出モード（ＬＯＮＧ ＥＸＰＯＳＵＲＥ ＭＯＤＥ）に大別される。このように区分された露出モードのうち前記ノーマル露出モードは３０ＦＰＳ（ＦＲＡＭＥ ＰＥＲ ＳＥＣＯＮＤ）と１５ＦＰＳに再び区分され、また、前記ロング露出モードは７．５ＦＰＳと３．７５ＦＰＳ（ＥＸＴＲＡ ＬＯＮＧ ＥＸＰＯＳＵＲＥ ＭＯＤＥ）に再び区分されて、合計４つの露出モードに区分される。

表１に示すように、本発明の実施形態として提案された自動露出調節アルゴリズムは、被写体の照度によってノーマル露出モードからロング露出モードに露出が自動に調節される場合、即ち、１）３０ＦＰＳから７．５ＦＰＳに、２）３０ＦＰＳから３．７５ＦＰＳに、３）１５ＦＰＳから７．５ＦＰＳに、４）１５ＦＰＳから３．７５ＦＰＳに露出が調節される。反対に、被写体の照度によりロング露出モードからノーマル露出モードに露出が自動に調節される場合、６）７．５ＦＰＳから３０ＦＰＳに、７）３．７５ＦＰＳから３０ＦＰＳに、８）７．５ＦＰＳから１５ＦＰＳに、９）３．７５ＦＰＳから１５ＦＰＳに露出が自動に調節される。

その他にも、ロング露出モードからエクストラロング露出モードに露出が自動に調節される場合、５）７．５ＦＰＳから３．７５ＦＰＳに、反対に１０）３．７５ＦＰＳから７．５ＦＰＳに被写体の照度によってそれぞれ自動に露出が調節される。

結果的に、前記表１のアルゴリズムから分かるように、一つの露出モードから他の露出モードに変換される「場合の数」は全部で１０である。

次いで、前記のように提案された露出の自動調節アルゴリズムの中から現在設定された露出が１５ＦＰＳノーマル露出モードから７．５ＦＰＳロング露出モードに調節される場合を仮定して説明するようにする。また、被写体の現在の照度が２０ルクス（ＬＵＸ）であると仮定する。

図２は、現在のノーマル露出モード（１５ＦＰＳ）からロング露出モード（７．５ＦＰＳ）に露出が調節されることにより、イメージ画質を改善する本発明に係るカメラの露出調節方法を示したフローチャートである。

図２は、図１の好ましい実施形態であって、現在の露出モード（１５ＦＰＳ）にプレビューしたイメージを照度判断して自動に該当露出モード（ロング露出モード７．５ＦＰＳ）に調節して被写体を撮影することを示したフローチャートである。従って、前記図面の同様な参照番号は同様の作用及び動作をする過程に該当する。

図２に示したように、本発明に係るカメラフォンのカメラが現在設定された露出（１５ＦＰＳノーマル露出モード）に被写体をプレビュー（ＰＲＥＶＩＥＷ）し、前記プログラムの実行によって前記ＭＰＵは、前記プレビューイメージから現在の照度判断に必要なデータを抽出する（Ｓ２００）。

前記データは、プレビューイメージから抽出される明るさレベル分布（Ｓ２４０）と、カメラセンサーの電子シャッタースピード値及び明るさのゲイン値（Ｓ２６０）を意味する。この時、前記データは、前記プレビューイメージの各フレーム（１５個のフレーム）毎に又は数個のフレーム毎に抽出することができる。前記提案した実施形態においては、カメラフォンの負荷を考慮して１５個のフレームの中で５個のフレーム（１、４、７、１０、１３番フレーム）から前記データが抽出された（Ｓ２２０）。

次いで、該抽出された各フレーム（１、４、７、１０、１３番フレーム）の明るさレベル分布（Ｓ２４０）と、カメラのセンサーのレジスタに保存されている電子シャッタースピード値及び明るさのゲイン値（Ｓ２６０）とをそれぞれ分析して照度が判断される（Ｓ３００）。

該判断（Ｓ３００）は、各フレーム（１、４、７、１０、１３番フレーム）から抽出されたデータを分析して照度を判断する（Ｓ３１０、Ｓ３６０、Ｓ３６２、Ｓ３６４、Ｓ３６６）。従って、前記実施形態の場合、合計５回にわたって前記データ分析と照度を判断する。

図３は、図１の照度判断のサブルーチンであって、前記抽出されたフレームの照度判断データ（Ｓ２４０、Ｓ２６０）を分析し、各抽出されたフレーム（Ｓ２２０）の照度を判断するフローチャートである。

表２（１５ＦＰＳ）、表３（７．５ＦＰＳ）、表４（３．７５ＦＰＳ）は、前記照度判断（Ｓ３２０）のデータであって、被写体をプレビューしたイメージの明るさレベルを０〜２５５段階に区分する時、各照度によって分布された明るさレベル分布である。前記各表のデータ抽出に使用したプレビューイメージの大きさは、１９２＊１４４で、総２７６４８ピクセルデータから各明るさレベルの分布が抽出された。従って、各表の縦軸は明るさレベルを、横軸は被写体の照度をそれぞれ意味する。

そして、図４は表２を、図５は表３を、図６は表４をそれぞれグラフに図示した明るさレベルの分布図である。

以下、前記表２と図３〜図４を参照して前記判断（Ｓ３２０）に対し、詳細に説明する。

前記フレームの明るさレベル分布が予め設定された現在の露出モード（１５ＦＰＳ）の臨界値１００を基準に、総２７６４８ピクセルデータの明るさレベル分布の中で８３％以上左側に分布しているかが判断される（Ｓ３２３）。前記臨界値１００は、図４に示したように、照度が４３．５ルクスである時の前記ピクセルデータが最も多く分布される明るさレベルで採取したものである。前記照度（４３．５ルクス）は、一般的に明るい所に位置した机下の陰部分の明るさ程度に該当する。

従って、現在の被写体の照度（２０ルクス）が前記臨界値１００の該当照度（４３．５ルクス）より暗いため、前記フレーム（１番）の明るさレベル分布は、図４に示したように、臨界値１００を基準に左側に分布される。従って、前記イメージ（１番フレーム）の現在の照度（２０ルクス）が低照度であると判断される（Ｓ３２９）。

反対に、図４に示したように、明るさレベル分布が臨界値１００を基準に、若し、総２７６４８ピクセルデータの明るさレベル分布の中で８３％以上が右側に分布すると、前記ＭＰＵは、前記イメージ（１番フレーム）の現在の照度が明るいと判断し（Ｓ３２８）、その他の場合は、現在の露出モードを維持する（Ｓ３２７）。

前記判断（Ｓ３２０）をした後、より正確な照度判断のために前記フレーム（１番）のカメラセンサーの電子シャッタースピード値及びゲイン値（Ｓ３３１）を分析して現在の被写体の照度（２０ルクス）を判断する（Ｓ３３０）。

表５は、現在の露出モード（１５ＦＰＳ）におけるカメラセンサーの特性によって、照度に応じて変化する１６真数電子シャッタースピード値とゲイン値である。

図７は、表５のデータに基づいて、横軸は照度（ルクス）に設定し、縦軸は前記１６真数を１０真数に変換して図示したグラフである。

表５と図７を参照して前記判断（Ｓ３３０）に対し、より詳細に説明するようにする。

現在の露出モード（１５ＦＰＳ）の照度（４３．５ルクス）によって予め設定されたそれぞれの臨界値（０ｘ７６８、０ｘ３９）を基準に、前記ＭＰＵは、現在の照度（２０ルクス）の前記フレーム（１番）に対する前記電子シャッタースピード値（０ｘ７６８）及びゲイン値（０ｘ２１）と比較（Ｓ３３１）して、前記フレーム（１番）のイメージの明るさを判断する（Ｓ３３０）。

即ち、前記電子シャッタースピード値（０ｘ７６８）が前記臨界値（０ｘ７６８）より大きいか、又は同様であると、前記イメージ（１番フレーム）は暗いもので、反対に小さいと、明るいものである（Ｓ３３３）。次いで、前記ゲイン値（０ｘ２１）が前記臨界値（０ｘ３９）より小さいか、又は同様であると、前記イメージ（１番フレーム）は暗いもので（Ｓ３３４）、反対に大きいか、又は同様であると、明るいものである（Ｓ３３５）。

従って、前記電子シャッタースピード値（０ｘ７６８）が前記臨界値（０ｘ７６８）と同様で（Ｓ３３３）、また前記ゲイン値（０ｘ２１）が前記臨界値（０ｘ３９）より小さいため（３３４）、前記フレーム（１番）に対する前記判断（Ｓ３３０）は暗いと判断される（Ｓ３３８）。

このような照度判断（Ｓ３３０）は、前記電子シャッタースピード値の分析による判断と前記ゲイン値の分析による判断とが互いに一致する時のみに有効な判断となる。但し、ゲイン値の分析による照度判断（Ｓ３３４、Ｓ３３５）において、照度が瞬間的に急変（ＩＮＳＴＡＮＴ ＦＬＵＣＴＵＡＴＩＯＮ）してもセンサーの該当レジスタのゲイン値が敏感に変化しない。前記のようなゲイン値の特性は、照度の変化に敏感なカメラセンサーの電子シャッタースピード値照度が急変する場合に発生するサチュレーション（ＳＡＴＵＲＡＴＩＯＮ）現象を防止する役割をする。

前記フレーム（１番）に対する照度判断（Ｓ３１０）において、前記明るさレベル分布の分析による判断（Ｓ３２０）と前記電子シャッタースピード値及びゲイン値の分析による判断（Ｓ３３０）とが互いに一致して照度が暗いと判断される（Ｓ３４０）。従って、照度判断の一致回数がカウンティング（ＣＯＵＮＴＩＮＧ）される（Ｓ３５０）。

このような判断（Ｓ３１０）は、前記抽出された残りのフレーム（４、７、１０、１３番フレーム）にも継続に適用される（Ｓ３６０、Ｓ３６２、Ｓ３６４、Ｓ３６６）。従って、該判断（Ｓ３６０、Ｓ３６２、Ｓ３６４、Ｓ３６６）の結果、前記フレーム（４、７、１０、１３番フレーム）の分析に対する各照度判断（Ｓ３２０、Ｓ３３０）が３回以上連続に一致する場合（Ｓ４２０）、露出が自動調節される（Ｓ４４０）。

即ち、現在のノーマル露出モード（１５ＦＰＳ）でプレビューしたイメージは、前記のような判断により低照度（２０ルクス）と判断され、ロング露出モード（７．５ＦＰＳ）に露出が自動調節される（Ｓ４００）。

次いで、前記ＭＰＵの制御によって前記露出モード（７．５ＦＰＳ）が被写体の現在の照度（２０ルクス）に適合するように調節された（Ｓ４００）後、前記カメラフォンのカメラが調節された露出（７．５ＦＰＳ）に被写体を再びプレビューすると（Ｓ１００）、使用者は、該プレビューした被写体を撮影する（Ｓ１４０）。

若し、前記フレーム（１、４、７、１０、１３番フレーム）に対する各照度判断（Ｓ３２０、Ｓ３３０）が連続して３回以上一致しないと、現在の照度が適正で、現在の露出モード（１５ＦＰＳ）が維持されるか、又は照度判断のための前記過程（Ｓ１２０、Ｓ２００、Ｓ３００、Ｓ４００）が繰り返される。

以上、ノーマル露出モード（１５ＦＰＳ）からロング露出モード（７．５ＦＰＳ）に露出が調節される場合に対し説明したが、被写体の照度が非常に低照度（１０．３１ルクス）の場合にノーマル露出モード（１５ＦＰＳ）からエクストラロング露出モード（３．７５ＦＰＳ）に露出が調節される場合に対し、説明すると次のとおりである。

表３は、現在の露出モード（７．５ＦＰＳ）に被写体をプレビューした場合、照度によるイメージの明るさレベル分布である。

図５は、表３をグラフに図示した明るさレベルの分布図である。

表６は、現在の露出モード（１５ＦＰＳ）におけるカメラセンサーの特性によって、照度によって変化する１６真数電子シャッタースピード値と１６真数ゲイン値である。

図８は、表６のデータに基づいて、横軸は照度（ルクス）に設定し、縦軸は前記１６真数を１０真数に変換して図示したグラフである。

表３、６と図１、３〜５、７〜８を参照して説明する。

先ず、前記説明した実施形態のような過程を経てノーマル露出モード（１５ＦＰＳ）からロング露出モード（７．５ＦＰＳ）に現在の露出が調節される。前記図２及び図３過程を通じて変換された現在の露出モード（７．５ＦＰＳ）に本発明に係るカメラフォンのカメラが被写体を再びプレビューする（Ｓ１００）。

もし、使用者が前記プレビューイメージを撮影しないと（Ｓ１２０）、前記カメラフォンのＭＰＵは、前記プレビューイメージから照度判断のための３つのフレーム（１、３、５番フレーム）を抽出する（Ｓ２２０）。そして、前記説明した方法のように、先ず、各フレーム（１、３、５番フレーム）の明るさレベル分布（Ｓ３２１）を分析して臨界値（１２０）を基準に前記フレームの照度を判断する（Ｓ３２０）。

次いで、前記各フレームのカメラセンサーの電子シャッタースピード値及びゲイン値（Ｓ３３１）を分析して、前記ＭＰＵがプログラムの演算命令に従ってそれぞれの臨界値（０ｘ４ｆ０、０ｘ４ｃ）を基準に前記フレームの照度を判断する（Ｓ３４０）。前記臨界値は、実験によって求められたもので、１５５ルクスの照度に該当する値であり、該照度（１５５ルクス）は一般的に明るいと感じる程度の明るさである。

好ましくは、表３及び図５に示したように、被写体の現在の照度（１０．３１ルクス）に該当する明るさレベル分布が臨界値１２０を基準に８３％以上が左側に分布して、前記イメージ（１番フレーム）が暗いと判断される（Ｓ３２０）。

次いで、表６及び図８に示したように、現在の照度（１０．３１ルクス）に該当するセンサーの電子シャッタースピード値（０ｘ２０１８）が臨界値（０ｘ０４ｆ０）より大きい（Ｓ３３３）ため、前記イメージが暗く（Ｓ３２９）、かつ、現在の照度に該当するセンサーのゲイン値（０ｘ２２）が臨界値（０ｘ０４ｆ０）より小さい（Ｓ３３４）、前記イメージが暗いと判断される（Ｓ３３８）。

従って、前記イメージ（１番フレーム）に対する前記照度判断（Ｓ３２０、Ｓ３３０）は、暗いと判断が一致して（Ｓ３４０）、該判断一致の回数がカウンティングされる（Ｓ３５０）。その他、抽出されたフレーム（３、５番）に対してこのようにそれぞれ前記判断（Ｓ３２０、Ｓ３３０）をして照度判断の一致回数が連続して３回以上になると（Ｓ４２０）、現在の被写体の照度は低照度の状態に該当する。従って、前記ＭＰＵが現在の露出モード（７．５ＦＰＳ）より大きい露出を有するエクストラロング露出モード（３．７５ＦＰＳ）に露出を自動調節し（Ｓ４４０）、前記カメラフォンのカメラは、変換された前記露出モード（３．７５ＦＰＳ）に被写体を再びプレビューする。そして、使用者は、前記カメラフォンの入出力装置のキーボタンを押してプレビューした被写体を撮影する（Ｓ１４０）。

以上、説明したように、現在のノーマル露出モード（１５ＦＰＳ）からエクストラロング露出モード（３．７５ＦＰＳ）への露出調節は、先ず、ロング露出モード（７．５ＦＰＳ）に調節され、次いで、該調節された方法と同様の過程を通じてロング露出モード（７．５ＦＰＳ）からエクストラロング露出モード（３．７５ＦＰＳ）に調節される。

表４は、現在の露出モード（３．７５ＦＰＳ）に被写体をプレビューした場合、照度によるイメージの明るさレベル分布である。そして、図６は、表４をグラフに図示した明るさレベルの分布図である。

表７は、現在の露出モード（３．７５ＦＰＳ）におけるカメラセンサーの特性によって、照度によって変化する１６真数電子シャッタースピード値と１６真数ゲイン値である。

図９は、表７のデータに基づいて、横軸は照度（ルクス）に設定し、縦軸は前記１６真数を１０真数に変換して図示したグラフである。

以下、表４、７と図１、３、６、９を参照し、現在設定された露出モード（３．７５ＦＰＳ）に、現在の露出（３．７５ＦＰＳ）より小さい露出を有するロング露出モード（７．５ＦＰＳ）に、又はノーマル露出モード（１５ＦＰＳ）に露出が自動に調節されて被写体を撮影する好ましい実施形態に関して説明する。

前記ＭＰＵは、前記露出モード（３．７５ＦＰＳ）にプレビューしたイメージ（Ｓ１００）からフレーム（１、２、３番フレーム）を抽出して（Ｓ２２０）各フレームを分析して照度判断をする（Ｓ３００）。

但し、該判断（Ｓ３００）において、前記各フレームに対する明るさレベル分布の判断（Ｓ３２０）とカメラセンサーの電子シャッタースピード値及びゲイン値の判断（Ｓ３３０）において、照度が１９１ルクスに該当するそれぞれの臨界値１１９と臨界値（０ｘ０２７８、０ｘ４ｂ）を基準に、前記ＭＰＵが前記フレーム（１、２、３番フレーム）の照度を判断する。

また、前記各臨界値の基準となる照度（１９１ルクス）は、実験によって得られたものであって、該照度は、普通より明るい程度である。しかしながら、前記照度（１９１ルクス）を１５５ルクスの照度と比較してみる時、肉眼で区別するのは難しい程度の明るさである。

以上、ノーマル露出モード（１５ＦＰＳ）からロング露出モード（７．５ＦＰＳ）に、またエクストラロング露出モード（３．７５ＦＰＳ）に現在の露出が調節される場合の実施形態に対して説明したが、前記説明した図１及び図３の方法によって前記表１のアルゴリズムから提案された各露出モードに現在の露出が調節されることができる。

その他にも、前記露出モード変換過程において、照度判断の基準値となる臨界値は、現在の露出モード（１５ＦＰＳ、７．５ＦＰＳ、３．７５ＦＰＳ）毎にそれぞれ異なるように設定される。これは、照度判断の基準値である各臨界値間に適当なマージン（ＭＡＲＧＩＮ）が形成されることを意味する。

該マージンは、特定臨界値に該当する照度にある特定被写体のプレビューイメージが二つの露出モード間で随時行ったり来たりする異常動作を防止することができる。

例えば、現在のノーマル露出モード（１５ＦＰＳ）からロング露出モード（７．５ＦＰＳ）に調節される場合、図４に示したように、現在の露出モード（１５ＦＰＳ）の明るさレベル分布の臨界値は１００である。反対に、現在のロング露出モード（７．５ＦＰＳ）からノーマル露出モード（１５ＦＰＳ）に調節される場合、図５に示したように、現在の露出モード（７．５ＦＰＳ）の明るさレベル分布の臨界値は１２０である。従って、前記各臨界値間のマージンが明るさレベル単位に２０だけ形成されるため、前記露出モード（１５ＦＰＳ、７．５ＦＰＳ）間に随時行ったり来たりする異常動作を防止することができる。また、前記臨界値に対するマージンは、センサーの電子シャッタースピード値とゲイン値にも同様に形成されて前記のように同一の作用をする。

その他に、表１のようなアルゴリズムを適用して手動で該当露出モードを設定して現在の露出を調節することもできる。

以上、本発明に係るカメラ露出調節方法をカメラフォンに適用された例を中心に説明してきたが、カメラのその自体にも本発明の技術的思想を実現することができる。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。

露出モードを自動に設定することで、被写体を迅速かつ便利に撮影するカメラの露出調節方法を提供する。

本発明に係るカメラの露出調節方法は、現在の露出により被写体のイメージをプレビューする過程と、前記プレビューしたイメージから少なくとも１つ以上のデータを抽出する過程と、前記抽出されたデータを分析する過程と、前記分析結果により露出を調節する過程と、を含む。

本発明に係るカメラの露出調節方法を示したフローチャートである。 本発明の第１実施形態として、現在のノーマル露出モード（１５ＦＰＳ）からロング露出モード（７．５ＦＰＳ）に露出が調節される本発明に係るイメージ画質改善方法実施形態を示したフローチャートであるである。 図１において抽出されたフレームを分析して照度を判断するサブルーチンを示したフローチャートである。 現在の露出モードが１５ＦＰＳである時、プレビューイメージの照度による明るさレベルを示した分布図である。 現在の露出モードが７．５ＦＰＳである時、プレビューイメージの照度による明るさレベルを示した分布図である。 現在の露出モードが３．７５ＦＰＳである時、プレビューイメージの照度による明るさレベルを示した分布図である。 現在の露出モードが１５ＦＰＳである時、プレビューイメージの照度によるセンサーの電子シャッタースピード値及びゲイン値を示したグラフである。 現在の露出モードが７．５ＦＰＳである時、プレビューイメージの照度によるセンサーの電子シャッタースピード値及びゲイン値を示したグラフである。 現在の露出モードが３．７５ＦＰＳである時、プレビューイメージの照度によるセンサーの電子シャッタースピード値及びゲイン値をしめたグラフである。 従来のカメラの露出調節方法を示したフローチャートである。

Claims (17)

1. 被写体を撮影するカメラフォンの露出を調節する方法であって、
   該方法は、
   現在の露出により該被写体のイメージをプレビューすることであって、該プレビューされたイメージは、１つ以上のフレームを含む、ことと、
   該プレビューされたイメージの該１つ以上のフレームのうちの少なくとも１つから複数のタイプのデータを抽出することであって、該複数のタイプのデータは、該被写体の該イメージの照度に関連する、ことと、
   該データが抽出されたフレームのうちの少なくとも１つのフレームに対して、該複数のタイプのデータに従って該被写体の該イメージの照度を決定することと、
   該複数のタイプのデータの各々に従って決定された該照度が少なくとも２つのフレームのうちのいずれかにおいて一致する回数を決定することと、
   該複数のタイプのデータの各々に従って決定された該照度が連続するフレームにおいて一致する回数が所定の回数以上である場合に該露出を調節し、該一致する回数が該所定の回数よりも少ない場合に該露出を維持することと
   を包含する、方法。
2. 前記抽出されたデータは、前記プレビューされたイメージの明るさレベル分布と、カメライメージセンサーの電子シャッタースピードと、該カメライメージセンサーのゲイン値とのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記データは、前記プレビューされたイメージの前記１つ以上のフレームの各々から抽出され、該１つ以上のフレームの各々の照度は、該抽出されたデータを分析することによって決定される、請求項１に記載の方法。
4. 前記データは、前記プレビューされたイメージの前記１つ以上のフレームのサブセットから抽出され、該１つ以上のフレームの該サブセットの各々の照度は、該抽出されたデータを分析することによって決定される、請求項１に記載の方法。
5. 前記被写体の前記イメージの前記照度は、少なくとも１つの臨界値に従って、明るい、暗い、現在の露出を維持のうちの１つとして判断される、請求項１に記載の方法。
6. 前記少なくとも１つの臨界値は、前記プレビューされたイメージの現在の露出に従って設定される、請求項５に記載の方法。
7. 前記複数のタイプのデータによる前記被写体の前記イメージの前記照度は、該データが抽出されたフレームの各々に対して決定される、請求項１に記載の方法。
8. 前記複数のタイプのデータによる前記被写体の前記イメージの前記照度は、該データが抽出されたフレームのサブセットに対して決定される、請求項１に記載の方法。
9. 前記複数のタイプのデータは、前記プレビューされたイメージの明るさレベル分布と、カメライメージセンサーの電子シャッタースピードと、該カメライメージセンサーのゲイン値とを含み、前記被写体の前記イメージの前記照度を明るい、暗い、現在の露出を維持のうちの１つとする第１の判断は、第１の臨界値を用いて該明るさレベル分布に従って実行され、該被写体の該イメージの該照度を明るい、暗い、現在の露出を維持のうちの１つとする第２の判断は、第２の臨界値を用いて該カメライメージセンサーの電子シャッタースピードと該カメライメージセンサーのゲイン値とに従って実行され、該第１の判断および該第２の判断は、該複数のタイプのデータが抽出されたフレームのうちの少なくとも１つのフレームに対して実行されて、該複数のタイプのデータが抽出されたフレームのうちの該少なくとも１つのフレームのうちのいずれかに対して該第１の判断が該第２の判断に整合した場合にカウントがインクリメントされ、該カウントが所定の回数以上である場合に該露出は調節され、該カウントが該所定の回数よりも少ない場合に該露出は維持される、請求項１に記載の方法。
10. 被写体を撮影するカメラフォンの露出を調節する方法であって、
    該方法は、
    現在の露出により該被写体のイメージをプレビューすることであって、該プレビューされたイメージは、１つ以上のフレームを含む、ことと、
    該プレビューされたイメージの該１つ以上のフレームのうちの少なくとも１つのフレームから第１の照度インジケータを抽出することと、
    該プレビューされたイメージの該１つ以上のフレームのうちの該少なくとも１つのフレームから第２の照度インジケータを抽出することと、
    該１つ以上のフレームのうちの該少なくとも１つのフレームに対して、該第１の照度インジケータに従って該被写体の第１の照度を決定することと、
    該１つ以上のフレームのうちの該少なくとも１つのフレームに対して、該第２の照度インジケータに従って該被写体の第２の照度を決定することと、
    該１つ以上のフレームのうちの１つに対して該決定された第１の照度が該決定された第２の照度に整合する回数のカウントを維持することと、
    該カウントが所定の回数以上である場合に該カウントに従って該露出を調節し、該カウントが該所定の回数よりも少ない場合に該露出を維持することと
    を包含する、方法。
11. 前記第１の照度インジケータは、明るさレベル分布である、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第２の照度インジケータは、カメライメージセンサーの電子シャッタースピード値およびゲイン値である、請求項１０に記載の方法。
13. 前記第１の照度インジケータは、第１の所定の臨界値を用いて前記１つ以上のフレームのうちの前記少なくとも１つのフレームの各ピクセルの明るさレベル分布に従って分析され、前記第２の照度インジケータは、第２の所定の臨界値を用いて該１つ以上のフレームのうちの該少なくとも１つのフレームに対応するカメライメージセンサーの電子シャッタースピードおよびゲイン値に従って分析される、請求項１０に記載の方法。
14. 前記第１の臨界値と前記第２の臨界値とは、前記プレビューされたイメージの現在の露出に従って異なるように設定される、請求項１０に記載の方法。
15. 前記第１の照度インジケータおよび前記第２の照度インジケータは、前記プレビューされたイメージの前記１つ以上のフレームの各々から抽出され、前記第１の照度および前記第２の照度は、該１つ以上のフレームの各々に対して決定される、請求項１０に記載の方法。
16. 前記第１の照度および前記第２の照度の各々は、明るい、暗い、現在の露出を維持のうちの１つとして判断される、請求項１０に記載の方法。
17. 被写体のイメージを格納するメモリデバイスと、
    撮影された被写体に関連する情報を表示するＬＣＤと、
    使用者が該撮影された被写体に関連する情報を入力または受信することを可能にする入出力部と、
    マイクロプロセッサ部と
    を備える、カメラフォンであって、
    該マイクロプロセッサ部は、プログラムを実行して、
    現在の露出により該被写体のイメージをプレビューすることであって、該プレビューされたイメージは、１つ以上のフレームを含む、ことと、
    該プレビューされたイメージの該１つ以上のフレームのうちの少なくとも１つから複数のタイプのデータを抽出することであって、該複数のタイプのデータは、該被写体の該イメージの照度に関連する、ことと、
    該データが抽出されたフレームのうちの少なくとも１つのフレームに対して、該複数のタイプのデータに従って該被写体の該イメージの照度を決定することと、
    該複数のタイプのデータの各々に従って決定された該照度が少なくとも２つのフレームのうちのいずれかにおいて一致する回数を決定することと、
    該複数のタイプのデータの各々に従って決定された該照度が連続するフレームにおいて一致する回数が所定の回数以上である場合に該露出を調節することと、
    該複数のタイプのデータの各々に従って決定された該照度が連続するフレームにおいて一致する回数が該所定の回数よりも少ない場合に該露出を維持することと
    を実行するように適合されている、カメラフォン。