專(zhuān)利名稱(chēng)：攝像機(jī)和攝像機(jī)中的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及攝像機(jī)和攝像機(jī)中的方法。特別地，本發(fā)明涉及的 在使用脈沖閃光燈時(shí)確定攝像機(jī)設(shè)置。
曰
疋
背景技術(shù)：
攝像機(jī)電話(huà)通常具有用于在黑暗環(huán)境中照亮物體的白光發(fā)光二極管
(LED)。從LED輸出的光很弱，由此有必要使用很長(zhǎng)的曝光時(shí)間。曝光時(shí) 間太長(zhǎng)是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)橛脩?hù)的手的顫抖會(huì)導(dǎo)致圖像模糊。最新的技術(shù)進(jìn) 步提供了更強(qiáng)大的LED。這些LED即使在很短的脈沖也可以產(chǎn)生大量光線(xiàn)。 此外，在功率耗散限制了 LED的效率時(shí)，還可以用很短的脈沖來(lái)達(dá)到較高 的亮度級(jí)。
對(duì)象的亮度取決于環(huán)境光以及來(lái)自L(fǎng)ED的光。LED的效果是隨著與對(duì) 象的距離以及對(duì)象的反射率而改變的。由于這些條件通常是未知的，因此， 為了正確曝光而對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行調(diào)整的處理是非常困難的。
在使用連續(xù)照明的LED時(shí)，攝像機(jī)會(huì)自動(dòng)調(diào)整曝光設(shè)置。由于攝像機(jī) 可以在點(diǎn)亮LED時(shí)捕獲若干圖像幀并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，因此，這種自動(dòng)調(diào) 整是可能的。但是，在與脈沖LED—起使用時(shí)，由于物體的亮度來(lái)得非常 突然，因此，這種方法是不可行的。
整LED功率。光傳感J對(duì)來(lái)自物體的反射光積分:并且在達(dá);j預(yù)定k通i:
時(shí)由某個(gè)電子電路來(lái)關(guān)閉閃光燈。
但是，這種解決方案存在著某些缺陷。預(yù)定光通量必需設(shè)置在足夠低 的等級(jí)，以便確保在設(shè)備的最大預(yù)期范圍內(nèi)具有足夠光通量。其結(jié)果是只 有在以最大工作范圍使用LED的時(shí)候，我們才能充分利用LED的能力。在 大多數(shù)情況，這樣做會(huì)造成性能浪費(fèi)。
舉個(gè)例子，如果將最大工作范圍設(shè)置成2米，那么在l米處只能使用 LED潛力的25%。
而另一個(gè)問(wèn)題則涉及白平衡。典型的室內(nèi)環(huán)境是用色溫約為2800K的 鴒絲燈泡(與日光相比要偏紅得多)照明的。典型的白光LED的色溫約為7000K。由于我們不知道LED能對(duì)場(chǎng)景的整體照明做出多大程度的貢獻(xiàn)， 因此，白平衡處理將會(huì)變得非常困難。
在理想情況下，LED應(yīng)該始終是以最大功率使用的，并且還應(yīng)該調(diào)整 攝像機(jī)曝光設(shè)置(增益和曝光時(shí)間)，以便與環(huán)境相匹配。
發(fā)明概述
本發(fā)明的目的是提供一種具有增強(qiáng)型攝像機(jī)設(shè)置功能的攝像機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的第 一個(gè)方面，該目標(biāo)是通過(guò)一種用于在攝像機(jī)中確定使 用脈沖閃光燈時(shí)的攝像機(jī)設(shè)置的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該攝像機(jī)包括一個(gè)光源。 該光源被適配成發(fā)光來(lái)照亮對(duì)象。該對(duì)象還被環(huán)境光照亮。該方法包括以 下步驟在用光源發(fā)出的連續(xù)光以及環(huán)境光照亮對(duì)象時(shí)，捕獲對(duì)象的第一 圖像數(shù)據(jù)，在用環(huán)境光而沒(méi)有用來(lái)自光源的光照亮對(duì)象時(shí)，捕獲同一對(duì)象 的第二圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)從第 一 圖像數(shù)據(jù)中減去第二圖像數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建差值圖 像數(shù)據(jù)。該方法還包括以下步驟根據(jù)所創(chuàng)建的差值圖像數(shù)據(jù)來(lái)確定攝像 機(jī)設(shè)置。在使用光源發(fā)出的脈沖閃光照亮對(duì)象以捕獲對(duì)象的第三圖像時(shí)， 使用所確定的攝像機(jī)設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，該目標(biāo)是通過(guò)一種包含光源的攝像機(jī)實(shí)現(xiàn) 的。該光源被適配成發(fā)光來(lái)照亮對(duì)象。該攝像機(jī)還包括被適配成捕獲圖像 數(shù)據(jù)形式的對(duì)象圖像的圖像捕獲單元。該圖像捕獲單元被適配成捕獲用光 源發(fā)出的連續(xù)光照亮的對(duì)象以及用環(huán)境光照亮的對(duì)象的第 一 圖像數(shù)據(jù)。該 圖像捕獲單元還被適配成捕獲用環(huán)境光而不是用來(lái)自光源的光照亮的同 一對(duì)象的第二圖像數(shù)據(jù)。該攝像機(jī)還包括通過(guò)從第 一 圖像數(shù)據(jù)中減去第二 圖像數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建差值圖像數(shù)據(jù)的圖像處理單元。更進(jìn)一步，該攝像機(jī)還包 括攝像機(jī)設(shè)置單元，它被適配成根據(jù)所創(chuàng)建的差值圖像數(shù)據(jù)來(lái)確定攝像機(jī) 設(shè)置，其中所確定的攝像機(jī)設(shè)置是在使用所發(fā)出的脈沖閃光照亮對(duì)象以捕 獲對(duì)象的第三圖像時(shí)使用的。
由于差值圖像數(shù)據(jù)是通過(guò)從第 一 圖像數(shù)據(jù)中減去第二圖像數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng) 建的，因此，光源的單獨(dú)效果將被確定，而這將會(huì)是用于確定使用脈沖閃 光燈光源時(shí)的攝像機(jī)設(shè)置的重要基礎(chǔ)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以捕獲更好的圖像。
本發(fā)明的另 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以使用作為光源的白光LED的全部潛力。 附圖簡(jiǎn)述圖l是示出了攝像機(jī)的示意性框圖。
圖2a是只使用環(huán)境光捕獲的圖像。
圖2b是與圖2a相同對(duì)象的圖像，但是該圖像是用與圖2a相同的環(huán) 境光加上來(lái)自攝像機(jī)的連續(xù)光捕獲的。
圖3a和3b是與圖2a和2b中的圖像相對(duì)應(yīng)的圖像，但是該圖像處于 較亮的環(huán)境光狀況之中。
圖4a是應(yīng)用于圖2的示例的圖像的差值圖像。
圖4b是與圖4a相同的差值圖像，但是該圖像是放大的。
圖5是被劃分成矩陣的圖4的圖像。
圖6a是區(qū)域圖像。
圖6b是將閾值應(yīng)用于圖6a中的區(qū)域圖像的圖像。
圖7是示出了攝像機(jī)中的方法的流程圖。
圖8是示出了包含攝像機(jī)的便攜式電子設(shè)備的示意性框圖。
圖9是是示出了包含攝像機(jī)的移動(dòng)終端的示意性框圖。
優(yōu)選實(shí)施例詳述


圖1示出了一個(gè)可以包含在便攜式電子設(shè)備、例如移動(dòng)終端中的攝像 機(jī)IOO。該攝像機(jī)100包括光源110。光源110被適配成發(fā)出脈沖閃光， 并且還發(fā)出連續(xù)光。在本文中，術(shù)語(yǔ)"連續(xù)光"被定義成是在某個(gè)長(zhǎng)于照 相所花時(shí)間的時(shí)段中發(fā)出的光，其中該時(shí)段優(yōu)選是若干秒，例如2秒。連 續(xù)光模式可以用于協(xié)助取景器，以便幫助用戶(hù)能夠瞄準(zhǔn)攝像機(jī)。在本模式 中，光源110通?？梢栽跀?shù)秒中以相對(duì)較低的功率點(diǎn)亮，否則功率耗散和
熱耗散將會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題。作為替換，光源110可以發(fā)出用于測(cè)量目的的 很短的光脈沖，其中舉例來(lái)說(shuō)，所述測(cè)量可以與紅眼減小功能相結(jié)合，所 述光脈沖既可以結(jié)合連續(xù)取景器的光而被發(fā)出，也可以是單獨(dú)發(fā)出的。由 于與在捕獲高分辨率的靜止圖像時(shí)相比更長(zhǎng)的積分時(shí)間以及較高的增益 設(shè)置在取景器模式下是可以接受的，因此，較為有利的是使用較低功率的 連續(xù)取景器光。在圖l中，從光源110發(fā)出的光是用虛線(xiàn)120表示的。作 為替換實(shí)施例，攝像機(jī)110還可以包括第二光源。在這個(gè)替換范例中，光 源110被適配成發(fā)出脈沖閃光，并且第二光源被適配成發(fā)出連續(xù)光。但是， 在以下描述中，本發(fā)明是結(jié)合具有一個(gè)光源110的實(shí)施例來(lái)進(jìn)行描述和討 論的。對(duì)光源110以及酌情使用的第二光源來(lái)說(shuō)，它們可以用發(fā)光二極管 (LED)或是其他任何適當(dāng)?shù)墓庠磥?lái)代表，例如電燈泡。攝像機(jī)IOO還包括圖像捕獲單元130,它被適配成捕獲對(duì)象140的圖 像數(shù)據(jù)形式的圖像。在圖l中，所述捕獲處理是用虛線(xiàn)145表示的。
圖2a示出了僅僅使用環(huán)境光捕獲的對(duì)象的圖像，而圖2b描述的則是 與圖2a中的對(duì)象相同的對(duì)象的圖像，但是該圖像是用與圖2a中相同的環(huán) 境光加上光源110發(fā)出的連續(xù)光捕獲的，其中在本示例中，所述光源用低 功率LED代表。
圖3a和3b描述的是與圖2a和2b中的圖像相對(duì)應(yīng)的圖像，但是該圖 像處于更亮的環(huán)境照明條件下。圖3a描述的是僅僅用較亮的環(huán)境光捕獲 的對(duì)象的圖像，圖3b描述的則是用相同的較亮環(huán)境光加上光源110發(fā)出 的連續(xù)光捕獲的對(duì)象的圖像，其中在本示例中，所述光源同樣是用低功率 LED代表的。
在圖2a和2b的示例中，環(huán)境光是非常^f效弱的，而在圖3a和3b的示 例中則相對(duì)較強(qiáng)。這樣做示出了在使用光源110發(fā)出的連續(xù)光時(shí)預(yù)測(cè)對(duì)象 亮度的困難。在圖2a和2b中，光源110發(fā)出的連續(xù)光的效果是很強(qiáng)的， 而在圖3a和3b中則是非常微弱的。應(yīng)該指出的是，在圖2a和2b中，墻 壁右邊的部分被環(huán)境光很好地照亮，而來(lái)自光源110發(fā)出的連續(xù)光的附加 光線(xiàn)則會(huì)產(chǎn)生很小的差值。
圖2和3的示例全都顯示了用于取景的光源110發(fā)出的連續(xù)光的效 果。如果照片是通過(guò)使用光源110以高得多的功率發(fā)出的脈沖閃光拍攝 的，那么必須確定場(chǎng)景的亮度，以便設(shè)定曝光設(shè)置。在這里必須考慮到的 是，并非圖像的所有部分都會(huì)被光源110以相同的方式照亮，這種情況有 可能是因?yàn)榫嚯x變化造成的。
來(lái)自攝像機(jī)光源的連續(xù)光通常被用于照亮某個(gè)對(duì)象，以便在拍攝照片 之前進(jìn)行取景。通常，攝像機(jī)的光源是以遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其可能最大值的功率使 用的(例如10—20%的最大值)。以很低的功率來(lái)使用攝像機(jī)光源以節(jié)省能 量，從而避免過(guò)熱以及避免傷害到被拍照的人的眼睛。
在使用脈沖閃光的時(shí)候，為了在捕獲對(duì)象140的圖像之前以更精確的 方式來(lái)調(diào)整攝像機(jī)100中的攝像機(jī)設(shè)置，有必要了解在光源100發(fā)光而沒(méi) 有可用環(huán)境光的情況下的圖像是什么樣的，也就是有必要了解光源110發(fā) 出的光的效果。由于來(lái)自光源110的光在環(huán)境光較強(qiáng)的情況下對(duì)于場(chǎng)景的 相對(duì)貢獻(xiàn)要小于其在環(huán)境光較弱的情況下的相對(duì)貢獻(xiàn)，因此，上述了解是 必需的。由此，在這里可以創(chuàng)建一個(gè)包含了差值圖像數(shù)據(jù)的差值圖像。
為了創(chuàng)建差值圖像數(shù)據(jù)，圖像捕獲單元130使用光源IIO發(fā)出的發(fā)射光來(lái)捕獲對(duì)象14 0的第 一 圖像數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所發(fā)出的光可以是連續(xù)光，
并且可以?xún)?yōu)選地以很低的功率使用，例如在上述取景器模式中。相應(yīng)地，
對(duì)象140是由環(huán)境光以及攝像機(jī)100的光源IIO發(fā)出的光兩者照亮的。
更進(jìn)一步，圖像捕獲單元130捕獲同一對(duì)象140的第二圖像數(shù)據(jù)，但 是所述數(shù)據(jù)是在沒(méi)有使用從光源IIO發(fā)出的任何光線(xiàn)的情況下捕獲的，也 就是說(shuō)，在這種情況下，僅僅用環(huán)境光照亮對(duì)象140。第一圖像和第二圖 像可以按照任何順序來(lái)捕獲，因?yàn)樵擁樞驅(qū)Ρ景l(fā)明而言是無(wú)關(guān)緊要的。
攝像機(jī)100還包括圖像處理單元150。圖像處理單元150通過(guò)從第一 圖像數(shù)據(jù)中減去第二圖像數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建差值圖像數(shù)據(jù)，也就是通過(guò)從由環(huán)境 光以及從攝像機(jī)100發(fā)出的光照亮的第一圖像中減去環(huán)境光照亮的第二 圖像。因此，這個(gè)差值圖像數(shù)據(jù)表示僅僅使用發(fā)射光的效果。
圖4a和4b顯示的是應(yīng)用于上文中的圖2示例圖像的差值圖像，也就 是將圖2a的圖像從圖2b的圖像中減去。圖4a描述的是圖2中的示例的 差值圖像，圖4b描述的則是為了將效果可視化而被放大的同一圖像。圖 4的這個(gè)差值圖像代表的是在沒(méi)有環(huán)境光而僅僅存在光源IIO發(fā)出的光線(xiàn) 的情況下的圖像是什么樣的。
攝像機(jī)100還包括攝像機(jī)設(shè)置單元160，它被適配成為攝像機(jī)100確 定曝光設(shè)置和其他攝像機(jī)設(shè)置，例如曝光時(shí)間、光圈、圖像傳感器增益、 白平衡設(shè)置，并且還設(shè)置光源100的發(fā)射光。然后，攝像機(jī)設(shè)置單元160 根據(jù)所創(chuàng)建的差值圖像數(shù)據(jù)來(lái)確定一個(gè)或多個(gè)攝像機(jī)設(shè)置。所確定的攝像 機(jī)設(shè)置將會(huì)在使用脈沖閃光捕獲第三圖像(也就是攝像機(jī)10Q的用戶(hù)實(shí)際 希望捕獲的圖像)的時(shí)候使用。優(yōu)選地，所述確定是針對(duì)線(xiàn)性圖像數(shù)據(jù)執(zhí) 行的。原始圖像數(shù)據(jù)是線(xiàn)性的，然而由于在數(shù)據(jù)上應(yīng)用了伽馬曲線(xiàn)，因此， 經(jīng)過(guò)處理的圖像數(shù)據(jù)則是非線(xiàn)性的。
在為攝像機(jī)IOO確定曝光設(shè)置的時(shí)候，可以使用差值圖像數(shù)據(jù)作為選 擇所關(guān)注的圖像的那些部分的基礎(chǔ)。舉個(gè)例子，差值圖像數(shù)據(jù)可以用于確 定從對(duì)象140反射的光的程度。該信息可以在確定曝光設(shè)置的時(shí)候使用。 所變更的設(shè)置可以是傳感器增益、光圈、光源100的功率、例如LED功率 或是其他任何影響輸出圖像亮度等級(jí)的設(shè)置。
在捕獲對(duì)象140的第一圖像數(shù)據(jù)的時(shí)候，當(dāng)使用光源IIO發(fā)出的連續(xù) 光時(shí)，由于連續(xù)與脈沖閃光之間的比值沒(méi)有改變，因此該比值是已知的。 該比值是由應(yīng)用于光源110的電功率總量確定的，并且由此可以得到精確 控制。而反射光的強(qiáng)度則會(huì)因?yàn)榄h(huán)境(與場(chǎng)景的距離，場(chǎng)景反射等等)而改變。因此，如果可以測(cè)量來(lái)自連續(xù)發(fā)射光的反射光，那么來(lái)自脈沖發(fā)射 光的反射光也是可以確定的。
這種確定可以通過(guò)將差值圖像數(shù)據(jù)乘以低功率發(fā)射連續(xù)光與高功率 發(fā)射脈沖光之間的功率比值，并且隨后只加上第二圖像數(shù)據(jù)、即環(huán)境光圖 像的數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行。舉例來(lái)說(shuō)，該處理可以由圖像處理單元150或是攝像機(jī)
100內(nèi)部的其他任何適當(dāng)?shù)膯卧獊?lái)執(zhí)行。
光源IIO發(fā)出的光對(duì)距離很短的對(duì)象會(huì)產(chǎn)生很大的影響，而其對(duì)距離
很遠(yuǎn)的對(duì)象則幾乎沒(méi)有影響。因此，調(diào)整曝光設(shè)置變得非常重要，由此可 以在短距離對(duì)象中實(shí)現(xiàn)預(yù)期亮度等級(jí)，同時(shí)忽視那些代表了遠(yuǎn)距離對(duì)象的 圖像部分。
差值圖像可以分成多個(gè)區(qū)域，并且優(yōu)選是數(shù)量很少的區(qū)域，例如6x 4方形矩陣，以便于所述確定處理。圖5顯示來(lái)自圖4的圖像在被分成6 x4的方形矩陣的情況下是什么樣的。每一個(gè)方形都保持了它所^f義表的圖 像部分的亮度值的平均值。為了可視化，在這里對(duì)圖5進(jìn)行了放大。
本發(fā)明不但可以解決在以完整光源110的功率照明時(shí)預(yù)測(cè)對(duì)象亮度 的問(wèn)題，而且還解決了預(yù)測(cè)特定狀況下的反射光的空間分布的問(wèn)題。為了 確定使用哪些區(qū)域進(jìn)行曝光評(píng)估，創(chuàng)建一個(gè)關(guān)注圖像區(qū)域。第二圖像(也 就是環(huán)境光圖像)是以與差值圖像相同的方式分成區(qū)域的。關(guān)注圖像的區(qū) 域是通過(guò)用劃分成區(qū)域的第二圖像去劃分同樣劃分成區(qū)域的差值圖像來(lái) 創(chuàng)建的。由于該操作顯示了環(huán)境光和光源IIO發(fā)出的光之間的比值而不是 差值，因此，該操作將會(huì)識(shí)別出那些受光源IIO發(fā)出的光的影響最大的區(qū) 域。舉個(gè)例子，這個(gè)操作可以由圖像處理單元150或攝像機(jī)100內(nèi)部的其 他任何適當(dāng)?shù)膯卧獊?lái)執(zhí)行。關(guān)注圖像區(qū)域?qū)?huì)顯示受光源IIO發(fā)出的光影 響最深的對(duì)象部分。在圖6a中描述了一個(gè)出于可視化目的而被放大的關(guān) 注圖像區(qū)域。為了確定所關(guān)注的是哪些區(qū)域，在關(guān)注圖像區(qū)域上應(yīng)用了一 個(gè)閾值，從而將超出該閾值的差值圖像數(shù)據(jù)區(qū)域用作確定攝像機(jī)設(shè)置的基 礎(chǔ)。圖6b描述了這樣一個(gè)圖像，在該圖像中，在圖6a的關(guān)注圖像區(qū)域上 應(yīng)用了一個(gè)閾值，以便挑選出關(guān)注區(qū)域，并且其中白色區(qū)域代表的即為關(guān) 注區(qū)域。由于期望結(jié)果是由人眼判定的，因此，在成像系統(tǒng)中確定準(zhǔn)確目 標(biāo)值的處理通常包括大量的實(shí)驗(yàn)工作。期望結(jié)果取決于藝術(shù)方面以及主觀(guān) 方面的評(píng)估質(zhì)量。因此，準(zhǔn)確的閾值應(yīng)該通過(guò)試驗(yàn)方法確定，以〗更實(shí)現(xiàn)期 望的結(jié)果。但是應(yīng)該指出，可以預(yù)計(jì)該闊值相對(duì)較低(例如在1024單位 數(shù)值范圍的圖像亮度值上通常低于100)。當(dāng)然，來(lái)自關(guān)注區(qū)域的數(shù)據(jù)不但是來(lái)自差值圖像和環(huán)境光圖像的，而且還是來(lái)自所指示的關(guān)注區(qū)域(在 圖6b中為白色)。
諸如LED之類(lèi)的白光源的色溫通常會(huì)因?yàn)橹圃炖щy而在一個(gè)很大的 范圍上變化。如果沒(méi)有解決這個(gè)問(wèn)題，那么這些變化將會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生白平衡 非常糟糕的圖像。在現(xiàn)有技術(shù)中，應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題的典型方法是測(cè)量光源并 將其分類(lèi)為具有相似顏色屬性的批次，但是這種方法非常麻煩并且成本也
很高。 i 、",、、 ，、、、日5。 、 ， 、，{ 口. . i ,
的光源110的顏色特性來(lái)解決，因此，本方法則無(wú)需進(jìn)行這種分類(lèi)，與此 同時(shí)還在白平衡方面實(shí)現(xiàn)了更高的精確度，其中所述存儲(chǔ)器170可以位于 攝像機(jī)100中，或者如果所述攝像機(jī)包含在主機(jī)中，那么該存儲(chǔ)器可以包 含在攝像機(jī)100的主機(jī)中，例如便攜式電子設(shè)備或移動(dòng)終端。該數(shù)據(jù)可以 通過(guò)制造攝像機(jī)100、便攜式電子設(shè)備或移動(dòng)終端的過(guò)程中的^f交準(zhǔn)過(guò)程而 被保存在存儲(chǔ)器170中。所述校準(zhǔn)將會(huì)增強(qiáng)攝像機(jī)100捕獲的圖像的圖像 質(zhì)量，并且能夠更大限度地容忍光源100的顏色特性，如上所述，這同時(shí) 也意味著成本的降低。關(guān)注圖像區(qū)域可以作為設(shè)置攝像機(jī)10Q中的白平衡 的基礎(chǔ)使用，由此，白平衡設(shè)置僅僅是以超出閾值的關(guān)注區(qū)域的值以及已 存儲(chǔ)的光源110的顏色特性為基礎(chǔ)的。在執(zhí)行自動(dòng)白平衡處理的時(shí)候，如 果知道光源110的色溫，那么將會(huì)是非常有價(jià)值的。由于上述方法提供了 關(guān)于圖像中與光源IIO發(fā)出的光相比受環(huán)境光影響最深的部分的信息，因 此，與依賴(lài)于整個(gè)圖像的平均值的方法相比，它提供了更好的基礎(chǔ)來(lái)確定 良好的色彩再現(xiàn)。舉例來(lái)說(shuō)，如果基于差值和關(guān)注圖像區(qū)域的計(jì)算顯示光 源IIO發(fā)出的光具有優(yōu)勢(shì)，那么白平衡算法可以根據(jù)已存儲(chǔ)的個(gè)別光源 110的顏色特性而確定使用固定白平衡設(shè)置。
現(xiàn)在將參考圖7所述的流程圖來(lái)描述用于在攝像機(jī)100中確定使用脈 沖閃光時(shí)的攝像機(jī)設(shè)置的方法步驟。該攝像機(jī)110可以包含在便攜式電子 設(shè)備或移動(dòng)終端中。該方法包括以下步驟
701. 當(dāng)用光源IIO發(fā)出的光以及環(huán)境光照亮對(duì)象140時(shí)，捕獲對(duì)象 140的第一圖像數(shù)據(jù)。光源IIO發(fā)出的連續(xù)光可以是連續(xù)的，并且可以在 捕獲第一圖像時(shí)以很低的功率使用。
702. 在用環(huán)境光而沒(méi)有用來(lái)自光源110的光照亮對(duì)象時(shí)，捕獲同一 對(duì)象140的第二圖像數(shù)據(jù)。
703. 通過(guò)從第一圖像數(shù)據(jù)中減去第二圖像數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建差值圖像數(shù)據(jù)。該差值圖像可以分成多個(gè)區(qū)域，其中每一個(gè)區(qū)域都保持了它所代表的圖像 部分的亮度值的平均值。
704. 在本步驟中，在確定任何攝像機(jī)設(shè)置之前可以對(duì)差值圖像進(jìn)行 處理,其中舉例來(lái)說(shuō)，該圖像是由圖像處理單元150進(jìn)行處理的。舉例來(lái) 說(shuō)，差值圖像數(shù)據(jù)可以用于確定從對(duì)象140反射的光的程度。在這種情況 下，差值圖像數(shù)據(jù)將會(huì)和連續(xù)光與高功率發(fā)射脈沖閃光之間的功率比值相 乘，然后，該差值圖像數(shù)據(jù)將被添加到第二圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中。在另一個(gè) 實(shí)施例中，第二圖像被分成了多個(gè)區(qū)域，其中每一個(gè)區(qū)域都保持了它所代 表的圖像部分亮度值的平均值，并且關(guān)注圖像區(qū)域是通過(guò)用劃分成區(qū)域的 第二圖像劃分同樣劃分成區(qū)域的差值圖像來(lái)創(chuàng)建的。在關(guān)注圖像區(qū)域上可 以應(yīng)用一個(gè)閾值，由此，包含了超出該閾值的圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域?qū)?huì)作為用 來(lái)確定攝像機(jī)設(shè)置的基礎(chǔ)。
705. 根據(jù)所創(chuàng)建的差值圖像數(shù)據(jù)來(lái)確定攝像機(jī)設(shè)置，其中所述所確 定的攝像機(jī)設(shè)置是在通過(guò)使用發(fā)射脈沖閃光照亮對(duì)象來(lái)捕獲該對(duì)象的第 三圖像的時(shí)候使用的。該攝像機(jī)設(shè)置可以用曝光時(shí)間、光圈、圖像傳感器 增益、白平衡和/或光源發(fā)射光的設(shè)置來(lái)代表。
在一個(gè)實(shí)施例中，光源的顏色特性被保存在攝像機(jī)或是任何攝像機(jī)主 機(jī)的存儲(chǔ)器中，例如便攜式電子設(shè)備或移動(dòng)終端，并且所要確定的攝像機(jī) 設(shè)置是白平衡。在這種情況下，白平衡確定是以超出閾值的關(guān)注區(qū)域值以 及已存儲(chǔ)的光源顏色特性為基礎(chǔ)的。
現(xiàn)在將從攝像機(jī)100中那些用以執(zhí)行圖1所述的用于確定使用脈沖閃 光時(shí)的攝像機(jī)設(shè)置的方法步驟的不同部件和單元的角度來(lái)描述攝像機(jī) 100。
攝像機(jī)100包括光源110,該光源被適配成發(fā)光來(lái)照亮對(duì)象140。光 源IIO被適配成發(fā)出脈沖閃光來(lái)照亮對(duì)象140,并且可以被適配成發(fā)出連 續(xù)光來(lái)照亮對(duì)象140。所述光源可以用LED來(lái)代表。
該攝像機(jī)還包括圖像捕獲單元130，它被適配成捕獲圖像140的圖像 數(shù)據(jù)形式的圖像。該圖像捕獲單元130還被適配成捕獲由光源IIO發(fā)出的 光照亮的對(duì)象140以及由環(huán)境光照亮的對(duì)象140的第一圖像數(shù)據(jù)。所述光 源可以被適配成發(fā)出連續(xù)光，并且可以在捕獲第 一圖像時(shí)以很低的功率使 用。更進(jìn)一步，該圖像捕獲單元130還被適配成捕獲由環(huán)境光而不是來(lái)自 光源110的光照亮的同一對(duì)象的第二圖像數(shù)據(jù)。
攝像機(jī)IOO還包括圖像處理單元150，它被適配成通過(guò)從第一圖像數(shù)據(jù)中減去第二圖像數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建差值圖像數(shù)據(jù)。該圖像處理單元150還可以 被適配成將差值圖像數(shù)據(jù)乘以連續(xù)光與高功率發(fā)射脈沖閃光的功率比值， 然后與第二圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)相加。在一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理單元150還 被適配成將差值圖像分成多個(gè)區(qū)域，其中每一個(gè)區(qū)域都保持了它所代表的
圖像部分亮度值的平均值。在另一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理單元150被適配
成用第二圖像來(lái)劃分差值圖像，以便創(chuàng)建第四圖像，以及通過(guò)將第四圖像 劃分成多個(gè)區(qū)域來(lái)創(chuàng)建關(guān)注圖像區(qū)域。在這個(gè)實(shí)施例中，圖像處理單元
150還可以被適配成將閾值應(yīng)用于關(guān)注圖像區(qū)域，以便將包含了超出該閾 值的圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域用作確定攝像機(jī)設(shè)置的基礎(chǔ)。
攝像機(jī)100還包括攝像機(jī)設(shè)置單元160，它被適配成根據(jù)所創(chuàng)建的差 值圖像數(shù)據(jù)來(lái)確定攝像機(jī)設(shè)置。所確定的攝像機(jī)設(shè)置將會(huì)在使用發(fā)射脈沖 閃光照亮對(duì)象以捕獲對(duì)象140的第三圖像的時(shí)候使用。該攝像^/L設(shè)置可以 用曝光時(shí)間、光圏、圖像傳感器增益、白平衡和/或光源發(fā)射光的設(shè)置來(lái) 代表。該攝像機(jī)100還可以包括被適配成存儲(chǔ)光源110的顏色特性的存儲(chǔ) 器170。在這種情況下，所要確定的攝像機(jī)設(shè)置可以是白平衡，并且該攝 像機(jī)設(shè)置單元可以被適配成以超出閾值的關(guān)注區(qū)域值以及已存儲(chǔ)的光源 顏色特性為基礎(chǔ)來(lái)確定白平衡。
攝像機(jī)100可以包含在圖8所述的便攜式電子設(shè)備800或是圖9所示 的移動(dòng)終端900中。
本攝像機(jī)設(shè)置機(jī)制可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)處理器以及用于執(zhí)行本發(fā)明 的功能的計(jì)算機(jī)程序代碼來(lái)實(shí)施，其中該處理器可以是圖1所述的攝像機(jī) 100中的處理器180。上述程序代碼還可以作為計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來(lái)提供， 例如以攜帶了在被載入攝像機(jī)100時(shí)將會(huì)執(zhí)行本方法的計(jì)算機(jī)程序代碼 的數(shù)據(jù)載體的形式來(lái)提供。這其中的一個(gè)此類(lèi)載體可以采用CD ROM碟片 的形式。但是，諸如記憶棒之類(lèi)的其他數(shù)據(jù)載體同樣是可行的。此外，計(jì) 算機(jī)程序代碼還可以作為服務(wù)器上的純程序代碼提供，并且可以從遠(yuǎn)端下 載到攝像機(jī)100。
應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)"包含/包括"旨在規(guī)定所陳 述的特征、整體、步驟或組件的存在性，但并不排除存在或添加一個(gè)或多 個(gè)其他特征、整體、步驟組件或是其組合。
本發(fā)明并不局限于上述優(yōu)選實(shí)施例。各種替換方案、修改和等價(jià)物都 是可以使用的。因此，上述實(shí)施例不應(yīng)該被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限 制，本發(fā)明的范圍是由所附權(quán)利要求來(lái)限定的。
權(quán)利要求
1. 一種用于在攝像機(jī)(100)中確定使用脈沖閃光燈時(shí)的攝像機(jī)設(shè)置的方法，其中該攝像機(jī)包括光源(110)，該光源被適配成發(fā)光照亮對(duì)象(140)，并且該對(duì)象還被環(huán)境光照亮，該方法包括以下步驟在用光源發(fā)出的光和環(huán)境光照亮對(duì)象時(shí)，捕獲(701)該對(duì)象的第一圖像數(shù)據(jù)，在用環(huán)境光而沒(méi)有用來(lái)自光源的光照亮對(duì)象時(shí)，捕獲(702)同一對(duì)象的第二圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)從第一圖像數(shù)據(jù)中減去第二圖像來(lái)創(chuàng)建(703)差值圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)所創(chuàng)建的差值圖像數(shù)據(jù)來(lái)確定(705)攝像機(jī)設(shè)置，其中所確定的攝像機(jī)設(shè)置將在通過(guò)使用光源發(fā)出的脈沖閃光照亮對(duì)象來(lái)捕獲對(duì)象的第三圖像的時(shí)候使用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，在捕獲第一圖像時(shí)，光源發(fā)出的 光用連續(xù)光代表。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，差值圖像數(shù)據(jù)被用于確定從對(duì)象 反射的光的程度，該方法還包括以下步驟將差值圖像數(shù)據(jù)與連續(xù)光和發(fā)射脈沖閃光之間的功率比相乘，然后將 其添加給第二圖像的數(shù)據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求的方法，還包括以下步驟 將差值圖像分成多個(gè)區(qū)域，其中每一個(gè)區(qū)域都保持了它所代表的圖像部分亮度值的平均值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，還包括以下步驟將第二圖像分成多個(gè)區(qū)域，其中每一個(gè)區(qū)域都保持了它所代表的圖像 部分亮度值的平均值，以及通過(guò)用劃分成區(qū)域的第二圖像劃分同樣劃分成區(qū)域的差值圖像來(lái)創(chuàng) 建關(guān)注圖像區(qū)域。
6 . 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，還包括以下步驟將閾值應(yīng)用于關(guān)注圖像區(qū)域，以便將包含了超出該閾值的圖像數(shù)據(jù)的 區(qū)域用作確定攝像機(jī)設(shè)置的基礎(chǔ)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，光源的顏色特性保存在攝像機(jī)或 任何攝像機(jī)主機(jī)的存儲(chǔ)器中，例如便攜式電子設(shè)備或移動(dòng)終端，并且所要 確定的攝像機(jī)設(shè)置是白平衡，該方法包括以下步驟根據(jù)超出閾值的關(guān)注區(qū)域值以及已存儲(chǔ)的光源顏色特性來(lái)確定白平衡。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求的方法，其中，光源用發(fā)光二 極管(LED )代表。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l-8中任一權(quán)利要求的方法，其中，攝像機(jī)設(shè)置用 曝光時(shí)間、光圈、圖像傳感器增益、白平衡和/或光源發(fā)射光的設(shè)置來(lái)代 表。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求的方法，其中，在捕獲第一 圖像時(shí)，光源是以很低的功率使用的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一權(quán)利要求的方法，其中，攝像機(jī)包含 在便攜式電子設(shè)備中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一權(quán)利要求的方法，其中，攝像機(jī)包含 在移動(dòng)終端中。
13. —種攝像機(jī)中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)程序代碼， 其中在將所述代碼載入攝像機(jī)時(shí)，所述代碼促使置于攝像機(jī)中的計(jì)算機(jī)內(nèi) 部的處理裝置控制執(zhí)行權(quán)利要求1 - 12中任一權(quán)利要求的步驟。
14. 一種攝像機(jī)(100)，包括被適配成發(fā)光來(lái)照亮對(duì)象(140)的光 源(IIO),該攝像機(jī)還包括圖像捕獲單元(130)，它被適配成捕獲該對(duì)象 的圖像數(shù)據(jù)形式的圖像，該圖像捕獲單元(130)被適配成捕獲由光源發(fā)出的光照亮的對(duì)象以 及由環(huán)境光照亮的對(duì)象的第 一 圖像數(shù)據(jù)，該圖像捕獲單元(130)還被適配成捕獲由環(huán)境光而不是光源發(fā)出的 光照亮的同 一對(duì)象的第二圖像數(shù)據(jù)，該攝像機(jī)還包括圖像處理單元(150 )，它被適配成通過(guò)從第一圖像數(shù) 據(jù)中減去第二圖像數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建差值圖像數(shù)據(jù)，該攝像機(jī)還包括攝像機(jī)設(shè)置單元(160 )，它被適配成根據(jù)所創(chuàng)建的差 值圖像數(shù)據(jù)來(lái)確定攝像機(jī)設(shè)置，其中所確定的攝像機(jī)設(shè)置將在使用光源發(fā) 出的脈沖閃光照亮對(duì)象以捕獲該對(duì)象的第三圖像的時(shí)候使用。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的攝像機(jī)，其中，光源被適配成發(fā)出連續(xù)光， 并且光源在捕獲第 一圖像時(shí)發(fā)出的光用連續(xù)光代表。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的攝像機(jī)，其中，圖像處理單元還被適配成將 差值圖像數(shù)據(jù)與連續(xù)光和發(fā)射脈沖閃光之間的功率比值相乘，然后將其加 入第二圖像數(shù)據(jù)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14-16中任一權(quán)利要求的攝像機(jī)，其中，圖像處 理單元還被適配成將差值圖像分成多個(gè)區(qū)域，其中每一個(gè)區(qū)域都保持了它所代表的圖像部分亮度值的平均值。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的攝像機(jī)，其中，圖像處理單元還被適配成將第二圖像分成多個(gè)區(qū)域，其中每一個(gè)區(qū)域都保持了它所代表的圖像部分亮 度值的平均值，以及通過(guò)用劃分成區(qū)域的第二圖像劃分同樣劃分成區(qū)域的 差值圖像來(lái)創(chuàng)建關(guān)注圖像區(qū)域。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17-18中任一權(quán)利要求的攝像機(jī)，其中，圖像處 理單元還被適配成將閾值應(yīng)用于關(guān)注圖像區(qū)域，以便使用包含了超出該閾 值的圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域作為確定攝像機(jī)設(shè)置的基礎(chǔ)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19的攝像機(jī)，該攝像機(jī)還包括被適配成存儲(chǔ)光源 顏色特性的存儲(chǔ)器，其中所要確定的攝像機(jī)設(shè)置是白平衡，該攝像機(jī)設(shè)置 單元還被適配成根據(jù)超出閾值的關(guān)注區(qū)域值以及已存儲(chǔ)的光源顏色特性 來(lái)確定白平衡。
21. 根據(jù)權(quán)利要求14-20中任一權(quán)利要求的攝像機(jī)，其中，光源用 發(fā)光二極管(LED )來(lái)代表。
22. 根據(jù)權(quán)利要求14-21中任一權(quán)利要求的攝像機(jī)，其中，攝像機(jī) 設(shè)置用曝光時(shí)間、光圏、圖像傳感器增益、白平衡和/或光源發(fā)射光的設(shè) 置來(lái)代表。
23. 根據(jù)權(quán)利要求14-22中任一權(quán)利要求的攝像機(jī)，其中，在捕獲 第一圖像時(shí)，光源是以很低的功率使用的。
24. 根據(jù)權(quán)利要求14-23中任一權(quán)利要求的攝像機(jī)，其中，該攝像 機(jī)包含在便攜式電子設(shè)備中。
25. 根據(jù)權(quán)利要求14-24中任一權(quán)利要求的攝像機(jī)，其中，該攝像 機(jī)包含在移動(dòng)終端中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在攝像機(jī)中確定使用脈沖閃光燈時(shí)的攝像機(jī)設(shè)置的方法。該攝像機(jī)包括光源。該光源被適配成發(fā)光來(lái)照亮對(duì)象。該對(duì)象還被環(huán)境光照亮。該方法包括以下步驟在用光源發(fā)出的連續(xù)光以及環(huán)境光照亮對(duì)象時(shí)，捕獲對(duì)象的第一圖像數(shù)據(jù)，在用環(huán)境光而沒(méi)有用來(lái)自光源的光照亮對(duì)象時(shí)，捕獲同一對(duì)象的第二圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)從第一圖像數(shù)據(jù)中減去第二圖像數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建差值圖像數(shù)據(jù)。該方法還包括以下步驟根據(jù)所創(chuàng)建的差值圖像數(shù)據(jù)來(lái)確定攝像機(jī)設(shè)置。在使用光源發(fā)出的脈沖閃光照亮對(duì)象以捕獲對(duì)象的第三圖像時(shí)，使用所確定的攝像機(jī)設(shè)置。
文檔編號(hào)H04N5/235GK101536493SQ200780041684
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月8日
發(fā)明者M·沃納森 申請(qǐng)人:索尼愛(ài)立信移動(dòng)通訊股份有限公司