TWI554098B - 錄影裝置與錄影方法 - Google Patents

Description

錄影裝置與錄影方法

本發明是有關於一種錄影裝置與錄影方法，且特別是有關於一種自動調整對焦參數的錄影裝置與錄影方法。

越來越多電子裝置(如：數位相機或手機等，以下稱為錄影裝置)提供錄影的功能。使用者持續使用錄影功能時，被攝目標與錄影裝置間的相對距離可能在錄影期間改變。

請參見第1圖，其係被攝目標與錄影裝置間的相對距離改變之示意圖。假設被攝目標4在第一時點t1的位置在第1圖的上方，之後被攝目標4在第二時點t2移動至第1圖的左側。其中，被攝目標4與錄影裝置3間的相對距離(d)，亦相對應的由第一距離D1改變為第二距離D2。隨著相對距離(d)的改變，錄影裝置3內部的變焦鏡頭也需要調整其對焦參數，方能錄得清晰的拍攝畫面。

除了第1圖的情形外，變焦鏡頭也可能因為握持錄影裝置的使用者移動位置，導致被攝目標4與錄影裝置3間的相對距離變化而無法錄得清晰的拍攝畫面。或者，使用者在錄影過程改變被攝目標(由第一被攝目標改為第二被攝目標)時，因為第一被攝目標、第二被攝目標與錄影裝置間的相對距離不同，變焦鏡頭也需要對應調整。

為了使錄影效果較為清晰，許多錄影裝置均提供持續自動對焦(continue autofocus，簡稱為CAF)的功能。簡言之，具有持續自動對焦功能的錄影裝置，變焦鏡頭的位置會不斷的隨著被攝目標4的移動而調整。連帶的，變焦鏡頭的焦距將會被調整 至能使被攝目標清晰顯示的設定。

在錄影期間，具有持續自動對焦功能的錄影裝置需要動態因應被攝目標的移動而調整變焦鏡頭的位置，進而找出適合的焦距。此種動態調整變焦鏡頭的過程，需不斷改變變焦鏡頭的位置。在調整變焦鏡頭位置的同時，錄影裝置3仍須透過變焦鏡頭進行錄影。如此一來，在持續進行錄影的過程中，動態調整變焦鏡頭位置的作法，將導致在調整變焦鏡頭過程所拍攝的錄影內容產生抖動現象。

根據本發明之一方面，提出一種錄影裝置，包含：一主拍攝模組，根據一主對焦參數而對一被攝目標進行錄影；一副拍攝模組，對該被攝目標拍攝複數張副拍攝畫面；以及一控制器，電連接於該主拍攝模組與該副拍攝模組，其係根據一副對焦參數而選擇性更新該主對焦參數，其中該副對焦參數係根據該等副拍攝畫面而得出。

根據本發明之另一方面，提出一種錄影方法，一種錄影方法，應用於具有一主拍攝模組與一副拍攝模組之錄影裝置，該錄影方法係包含以下步驟：根據一主對焦參數而對一被攝目標錄影；於錄影時對該被攝目標拍攝複數張副拍攝畫面；以及根據一副對焦參數而選擇性更新該主對焦參數，其中該副對焦參數係根據該等副拍攝畫面而得出。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

4‧‧‧被攝目標

3、1‧‧‧錄影裝置

11‧‧‧主拍攝模組

13‧‧‧副拍攝模組

15‧‧‧控制器

17‧‧‧顯示面板

S11~S19‧‧‧步驟

2‧‧‧拍攝模組

21‧‧‧變焦鏡頭

23‧‧‧感測器

25‧‧‧致動模組

25a‧‧‧致動器

25b‧‧‧致動器驅動晶片

第1圖，其係被攝目標與錄影裝置間的相對距離改變之示意圖。

第2圖，其係本發明實施例之錄影裝置的方塊圖。

第3圖，其係本發明之拍攝方法的流程圖。

第4圖，其係拍攝模組內部的方塊圖。

本發明提出一種使用兩個拍攝模組的錄影裝置。錄影裝置中的一個拍攝模組作為主要相機(main camera)，稱為主拍攝模組。另外一個拍攝模組作為副相機(sub camera)，稱為副拍攝模組。主拍攝模組用於對被攝目標進行錄影，副拍攝模組則輔助主拍攝模組設定主對焦參數。易言之，在整個錄影過程中，主拍攝模組所對應的主對焦參數會根據不同情形，由主拍攝模組拍攝的主拍攝畫面或由副拍攝模組拍攝的副拍攝畫面產生。

請參見第2圖，其係本發明實施例之錄影裝置的方塊圖。本發明的錄影裝置1包含：主拍攝模組11、副拍攝模組13、控制器15、顯示面板17。其中，控制器15電連接於主拍攝模組11、副拍攝模組13與顯示面板17。此外，錄影裝置1還可包含電連接於控制器15的儲存單元19。

主拍攝模組11與副拍攝模組13的內部結構大致相似。主對焦參數相當於主拍攝模組11內之變焦鏡頭的焦距。因此，對主對焦參數進行設定，相當於改變主拍攝模組11內之變焦鏡頭的位置。同理，副對焦參數相當於副拍攝模組13內之變焦鏡頭的焦距。因此，對副對焦參數進行設定，相當於改變副拍攝模組13內之變焦鏡頭的位置。

主拍攝模組11與副拍攝模組13設置在錄影裝置1的同一側，且主拍攝模組11與副拍攝模組13的視角大部分重疊。主拍攝模組11用於拍攝主拍攝畫面、副拍攝模組13用於拍攝副拍攝畫面。一般說來，主拍攝模組11的解析度高於副拍攝模組13的解析度。因此，顯示面板17則用於顯示主拍攝模組11所擷取的主拍攝畫面，提供使用者觀看。另一方面，副拍攝畫面僅用於估測副拍攝模組13是否正確對焦，顯示面板17並不會顯示副拍攝畫面。

剛開始進行錄影時，錄影裝置1根據主拍攝模組11所拍攝的主拍攝畫面與自動對焦演算法(Auto focus algorithm)決定主對焦參數。此處將剛開始錄影或錄影前，根據多張主拍攝畫面與自動 對焦演算法而得出的主對焦參數的數值定義為第一主錄影焦距。

另一方面，錄影裝置1亦根據多張副拍攝模組13所拍攝之副拍攝畫面與自動對焦演算法，決定剛開始進行錄影時的副對焦參數。在錄影過程中，錄影裝置1持續拍攝副拍攝畫面，並根據拍攝得出的副拍攝畫面與自動對焦演算法計算應如何調整副對焦參數。被調整得出的副對焦參數代表當被攝目標移動或改變而改變與錄影裝置1間的相對距離時，副拍攝模組13因應實際的相對距離而應採用的副焦距設定。

本發明的錄影裝置1可使用控制器或主/副拍攝模組執行自動對焦演算法。此處搭配之自動對焦演算法的類型並不需要被限定。例如：連續自動對焦(continue auto focus)演算法、登山(Hill climbing)演算法、竭盡式搜尋(exhaustive search)演算法、斜度預測(slope predict)演算法等，均可被採用。

其後，當被攝目標產生移動或改變而導致錄影裝置1需重新對焦方能清楚的錄影時，錄影裝置1僅以主拍攝模組11拍攝主拍攝畫面，但不會根據主拍攝畫面產生新的主對焦參數。本發明利用副拍攝模組13所拍攝的副拍攝畫面配合自動對焦演算法的執行，持續偵測並更新副對焦參數。取得更新後的副對焦參數後，再由控制器15判斷是否要根據副對焦參數更新主對焦參數。

承上，在利用副拍攝模組13拍攝副拍攝畫面，以及將副拍攝畫面搭配自動對焦演算法取得副對焦參數的同時，主拍攝模組11仍維持使對主對焦參數的設定值(以下稱為第一主錄影焦距)進行錄影。換言之，主拍攝模組11在錄影過程取得的主拍攝畫面，並不會用於產生主對焦參數。

之後，控制器15再透過轉換公式或查找對照表的方式，依據副對焦參數產生新的主對焦參數的設定值(以下稱為第二主錄影焦距)。採用此種做法時，主拍攝模組11可快速切換至合適的主焦距設定。據此，主拍攝模組11可以減少反覆調整主對焦參 數的時間。根據本發明的構想，能在最短的時間內調整主對焦參數，進而改善主拍攝模組11在對主對焦參數的調整過程中，因為調整主變焦鏡頭之位置而產生之影像抖動的情形。

需留意的是，由於被攝目標與錄影裝置的相對距離在錄影過程中可能多次變動，及/或被攝目標可能改變，代表主拍攝模組11所使用的主對焦參數需要進行多次的調整。這些對主對焦參數反覆調整的過程，同樣可以依循本發明的構想。其中，主拍攝模組11使用每一次被更新後的主對焦參數(第一主錄影焦距)錄影。之後藉由對副對焦參數的調整，再產生用於下一次用於更新的主對焦參數(第二主錄影焦距)。

主拍攝模組11的主對焦參數可選用多種主焦距設定之一者，副拍攝模組13的副對焦參數可選用多種副焦距設定之一者。這些主焦距設定與副焦距設定對應於不同的拍攝距離。這些拍攝距離相當於實際拍攝被攝目標時，被攝目標與錄影裝置間的相對距離。此外，由於主拍攝模組11與副拍攝模組13在錄影裝置1上的相對位置為已知。因此，拍攝距離、主焦距設定與副焦距設定間，存在對應關係。

副拍攝模組13所拍攝的副拍攝畫面，將搭配自動對焦演算法的執行，針對被攝目標與錄影裝置1間的相對距離，找出適合的副焦距設定作為副對焦參數。當副對焦參數選用合適的副焦距設定後，即可透過此種對應關係，得出主對焦參數所應使用的主焦距設定。此處將根據對應得出之主對焦參數的設定定義為第二主錄影焦距。

在得出第二主錄影焦距後，錄影裝置1可直接根據第二主錄影焦距而更新主對焦參數。或者，為了避免過度頻繁的調整主對焦參數，可另外設定更新條件。並且，只有在更新條件成立時，才確定將主對焦參數由第一主錄影焦距更新為第二主錄影焦距。反之，若更新條件不成立時，則維持使用第一主錄影焦距作為主對焦參數。

基於前述的對應關係，控制器15可以透過參數轉換或者查表方式，得出第二主錄影焦距。承上，根據本發明的構想，控制器15可根據預先儲存的轉換公式，對副拍攝模組13的副對焦參數進行參數轉換後，得出第二主錄影焦距。例如，假設副對焦參數加上一個偏差量後，可作為相對應之主對焦參數。

或者，本發明可利用儲存單元19儲存主對焦參數與副對焦參數間的對照表。藉由對照表，控制器15可確認調整得出之副對焦參數對應於對照表中的哪一個主對焦參數的設定值。之後，再進一步以與副對焦參數相對應之主對焦參數的設定值作為第二主錄影焦距。

以下為一對照表的舉例。其中，各欄位由左而右依序代表：拍攝距離、主對焦參數、副對焦參數。此處將拍攝範圍區分為數個級距。針對不同的錄影裝置，可自由定義級距所對應的拍攝範圍以及級距數量的多寡。

首先找出拍攝距離為無限遠時，應該如何調整主對焦參數，方能使主拍攝模組11拍攝出清晰之主拍攝畫面。以及，將這個情況下的主對焦參數定義為第一主焦距設定。同理，找出拍攝距離為無限遠時，找出應該如何調整副對焦參數，方能使副拍攝模組13拍攝出清晰之副拍攝畫面。接著，將這個情況下的主對焦參數定義為第一副焦距設定。據此，可得出下表中的第二列。

其餘關於多種拍攝距離之範圍與多個主焦距設定、副焦距設定間的對應關係亦可類推得出。此對照表可在錄影裝置出廠前，預先建立並儲存在儲存單元19內。或者，錄影裝置1可提供設定功能，由使用者自行定義後儲存於儲存單元19。

需留意的是，前述對照表僅用於說明拍攝距離、主對焦參數、副對焦參數間的對應關係。實際應用時，拍攝距離、主對焦參數、副對焦參數的表示方式並不需要被限定。例如，主對焦參數與副對焦參數可以變焦鏡頭的實際焦距表示，也可以調整變焦鏡頭時的步階(step)表示等。

附帶一提的是，主拍攝模組11與副拍攝模組13可選擇使用主動式對焦或被動式對焦。再者，本發明所述的自動對焦演算法並不需要被限定。

請參見第3圖，其係本發明之拍攝方法的流程圖。首先，主拍攝模組11拍攝複數張主拍攝畫面(步驟S11)；接著，根據主拍攝畫面與自動對焦演算法產生第一主錄影焦距(步驟S12)。其中，第一主錄影焦距是第一主焦距設定至第N主焦距設定的其中一個設定值。根據應用的不同，錄影裝置1可由控制器15根據主拍攝畫面執行自動對焦演算法後產生第一主錄影焦距，或者，錄影裝置1也可由主拍攝模組11根據主拍攝畫面執行自動對焦演算法後產生第一主錄影焦距。

在第一錄影焦距產生後，主拍攝模組11以第一主錄影焦距作為主對焦參數，且主拍攝模組11根據主對焦參數而開始對被攝物體進行錄影與拍攝(步驟S13)。在主拍攝模組11進行錄影的錄影期間，副拍攝模組13將拍攝複數張副拍攝畫面(步驟S14)。由副拍攝模組13拍攝得出的副拍攝畫面搭配自動對焦演算法後，可對應產生副對焦參數(步驟S15)。其中，副對焦參數將 對應於第一副焦距設定至第N副焦距設定的其中一個設定值。副拍攝模組13可內建執行自動對焦演算法的晶片，或者，由控制器15執行自動對焦演算法。其後，控制器15可以根據副對焦參數，經由公式轉換或查表等方式得出與主拍攝模組11對應之第二主錄影焦距(步驟S16)。之後，控制器15根據第一主錄影焦距與第二主錄影焦距判斷更新條件是否成立(步驟S17)。

更新條件可定義為：當第二主錄影焦距與第一主錄影焦距間的差值大於一預設門檻時，視為更新條件成立。反之，則視為更新條件不成立。第二主錄影焦距與第一主錄影焦距間的差值，代表將第二主錄影焦距與第一主錄影焦距相減後，再取其絕對值後的數值。

與更新條件成立相對應之實際情形可包含下列幾種情形。其一為，被攝物體移動其位置，導致被攝物體與錄影裝置1之間的相對距離改變幅度過大。其二為，握持錄影裝置1的使用者自己移動位置，導致被攝物體與錄影裝置之間的相對距離改變幅度過大。其三為，使用者改變拍攝的目標。例如，在錄影的初期原本以第一被攝目標為錄影的主體，但在錄影過程中改為第二被攝目標做為錄影的主體。

若判斷更新條件不成立時，代表主拍攝模組11所採用之第一主錄影焦距，仍可清楚的對被攝目標進行錄影。此時，便不調整主對焦參數。

附帶一提的是，主對焦參數代表主拍攝模組11內之主變焦鏡頭與主感測器的相對距離。主變焦鏡頭與主感測器的相對位置會根據被攝目標與錄影裝置1間的相對距離而決定。但是，主變焦鏡頭的對焦位置，與被攝目標與錄影裝置1間的相對距離之對應關係，並不一定成等比例。因此，控制器15可能會將相對距離區分為多個級距。再者，控制器15亦可針對不同級距的相對距離，以不同數值的預設門檻判斷更新條件。例如，當相對距離較遠時，使用較大的預設門檻。預設門檻的選擇，可由錄影裝置1的生產廠商或使用者自行定義。

承上，若判斷第二主錄影焦距與第一主錄影焦距間的差值 大於預設門檻時，代表被攝目標的位置變化量較大。連帶的，若維持使用第一主錄影焦距拍攝時，錄影效果的清晰度不佳。此時，控制器15將利用第二主錄影焦距更新整主對焦參數(步驟S18)。其後，主拍攝模組11便根據第二主錄影焦距對被攝目標進行錄影(步驟S19)。

請參見第4圖，其係拍攝模組內部的方塊圖。主拍攝模組11與副拍攝模組13的內部架構均與第4圖類似。每一個拍攝模組2各自包含變焦鏡頭21、感測器23、致動模組25。其中致動模組25與感測器23均電連接至控制器。致動模組25進一步包含致動器25a與致動器驅動晶片25b。

為便於說明，可將主拍攝模組11內部的元件定義為主變焦鏡頭、主感測器、主致動模組(包含主致動器與主致動器晶片)。以及，將副拍攝模組13內部的元件定義為副變焦鏡頭、副感測器、副主致動模組(包含副致動器與副致動器晶片)。

本發明的主/副拍攝模組根據被動式對焦方式產生對焦參數。首先，主/副拍攝模組擷取主/副拍攝畫面。其次，主/副拍攝畫面將搭配自動對焦演算法，用於判斷主/副拍攝模組是否正確對焦。如前所述，自動對焦演算法可由控制器執行，或由主/副拍攝模組執行。

根據前述說明可以得知，在錄影期間，本發明的錄影裝置不需要實際控制主拍攝模組11進行對焦流程。透過對閒置(未實際用於錄影)之副拍攝模組13進行對焦流程，由副拍攝模組13或控制器15產生與被攝目標之移動或改變後位置相對應的副對焦參數。其後，主控制器再根據副對焦參數而得出可更新主對焦參數的第二主錄影焦距。

得出第二主錄影焦距後，主對焦參數可迅速的由第一主錄影焦距更新為第二主錄影焦距。其中，第二主錄影焦距對應於移動後或改變後的被攝目標。因此，當主拍攝模組11採用第二主錄影焦距時，主拍攝模組11已經可清晰的拍攝移動或改變後的被攝目標。

由於主對焦參數不需要經過反覆測試即可清楚的對焦，本發明的做法能減少反覆調整主變焦鏡頭之位置而影響主拍攝模組11進行錄影時之畫質的期間。因此，本發明的錄影裝置與錄影方法，能改善錄影過程因為被攝目標移動或改變而產生之錄影畫面抖動的缺失。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧錄影裝置

11‧‧‧主拍攝模組

13‧‧‧副拍攝模組

15‧‧‧控制器

17‧‧‧顯示面板

19‧‧‧儲存單元

Claims (15)

1. 一種錄影裝置，包含：一主拍攝模組，根據一主對焦參數而對一被攝目標進行錄影；一副拍攝模組，對該被攝目標拍攝複數張副拍攝畫面；以及一控制器，電連接於該主拍攝模組與該副拍攝模組，其係根據一副對焦參數而選擇性更新該主對焦參數，其中該副對焦參數係根據該等副拍攝畫面而得出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之錄影裝置，其中該主拍攝模組在錄影前拍攝複數張主拍攝畫面後，根據該等主拍攝畫面得出之該主對焦參數而錄影。
3. 如申請專利範圍第2項所述之錄影裝置，其中該副對焦參數係由該控制器根據一自動對焦演算法與該等副拍攝畫面而得出，且該主對焦參數係由該控制器根據該自動對焦演算法與該等主拍攝畫面而得出。
4. 如申請專利範圍第2項所述之錄影裝置，其中該副對焦參數係由該副拍攝模組根據一自動對焦演算法與該等副拍攝畫面而得出，且該主對焦參數係由該主拍攝模組根據該自動對焦演算法與該等主拍攝畫面而得出。
5. 如申請專利範圍第1項所述之錄影裝置，其中該主拍攝模組係以一第一主錄影焦距作為該主對焦參數；該控制器根據該副對焦參數得出一第二主錄影焦距；該控制器選擇性根據該第二主錄影焦距更新該主對焦參數。
6. 如申請專利範圍第5項所述之錄影裝置，其中於一更新條件成立時，該控制器選擇以該第二主錄影焦距作為該主對焦參數；以及於該更新條件不成立時，該控制器維持以該第一主錄影焦距作為該主對焦參數，其中該更新條件係指，該第二主錄影焦距與該第一主錄影焦距間的差值，大於一預設門檻。
7. 如申請專利範圍第5項所述之錄影裝置，其中該控制器係 對調整後之該副對焦參數進行參數轉換後得出該第二主錄影焦距。
8. 如申請專利範圍第5項所述之錄影裝置，其中更包含：一儲存單元，電連接於該控制器，其中該儲存單元係儲存一對照表，且該控制器係根據該副對焦參數而查找該對照表，並據以得出該第二主錄影焦距。
9. 如申請專利範圍第8項所述之錄影裝置，其中該對照表係包含與該主拍攝模組對應之複數個主焦距設定，以及與該副拍攝模組對應之複數個副焦距設定間的對應關係。
10. 一種錄影方法，應用於具有一主拍攝模組與一副拍攝模組之錄影裝置，該錄影方法係包含以下步驟：根據一主對焦參數而對一被攝目標錄影；於錄影時對該被攝目標拍攝複數張副拍攝畫面；以及根據一副對焦參數而選擇性更新該主對焦參數，其中該副對焦參數係根據該等副拍攝畫面而得出。
11. 如申請專利範圍第10項所述之錄影方法，其中更包含以下步驟：在錄影前拍攝複數張主拍攝畫面；以及根據該等主拍攝畫面而得出該主對焦參數。
12. 如申請專利範圍第10項所述之錄影方法，其中根據該副對焦參數而選擇性更新該主對焦參數之步驟係包含以下步驟：錄影時以一第一主錄影焦距作為該主對焦參數；根據該副對焦參數得出一第二主錄影焦距；以及選擇性根據該第二主錄影焦距更新該主對焦參數。
13. 如申請專利範圍第12項所述之錄影方法，其中選擇性根據該第二主錄影焦距更新該主對焦參數之步驟係包含以下步驟：於一更新條件成立時，選擇以該第二主錄影焦距作為該主對焦參數；以及於該更新條件不成立時，維持以該第一主錄影焦距作為該主對焦參數，其中該更新條件係指，該第二主錄影焦距與該第一主 錄影焦距間的差值，大於一預設門檻。
14. 如申請專利範圍第12項所述之錄影方法，其中根據該副對焦參數得出該第二主錄影焦距之步驟係指：對調整後之該副對焦參數進行參數轉換後得出該第二主錄影焦距。
15. 如申請專利範圍第12項所述之錄影方法，其中根據該副對焦參數得出該第二主錄影焦距之步驟係指：儲存一對照表；以及根據該副對焦參數而查找該對照表，並據以得出該第二主錄影焦距，其中該對照表係包含複數個主焦距設定與複數個副焦距設定間的對應關係。