專利名稱：成像設備和成像模式控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種成像設備和成像模式控制方法。
背景技術：
在使用諸如CCD(電荷耦合器件)的固體圖像拾取器件的現(xiàn)有技術成像設備中，輸入到圖像拾取器件的光的量(曝光量)通過孔徑或電子快門速度來調(diào)節(jié)。也就是說，當對明亮的場景成像時，進行調(diào)節(jié)以減少啄光量，從而通過使圖像拾取器件的輸出信號飽和而不會發(fā)生所謂的"過度曝光"。相反，在暗場景中，進行調(diào)節(jié)以增加曝光量，從而不會發(fā)生所謂的"膝光不足"。
然而，當對高對比度的場景成像(例如，逆光成像或者室內(nèi)/室外同時成像)時，會出現(xiàn)下迷的問題。也就是說，由于使用的固體圖像拾取器件的動態(tài)范圍不足，通過僅調(diào)節(jié)曝光量，亮部分飽和而導致"過度曝光"，并且在曝光量不足的暗部分中導致"曝光不足"，從而難以正確地再現(xiàn)這兩個部分。
為了解決這個問題，開發(fā)了 一種在場內(nèi)使用兩個不同的電子快門速度的方法(例如，見日本專利申請公l艮No. 6-141229)。根據(jù)這種方法，電子快門速度針對每個場改變以分別對亮區(qū)域中的信息和暗區(qū)域中的信息成像，并且各條獲得的信息被組合成一個圖像。作為以上方法的應用，已知 一 種能夠以寬動態(tài)范圍拍攝圖像的成像設備(寬動態(tài)范圍照相機)。
已公知寬動態(tài)范圍照相機的兩種工作狀態(tài)合成成像模式，其中執(zhí)行寬動態(tài)范圍成像；和正常成像模式，其中不執(zhí)行寬動態(tài)范圍成像。然而，從合成成像模式獲得的圖像中的高對比度常常丟失，并且已知如果在亮度差小的情況下切換到合成成像模式，則獲得圖像對比度降低的不自然的圖像。為了改善這種情況，開發(fā)了一種在亮度差小 的情況下自動切換到正常成像模式并且在亮度差大的情況下自動切換
到合成成像模式的方法(例如，見日本專利申請公報No. 2002-84449(US5，455,621))。

發(fā)明內(nèi)容
如果正常成像模式下的曝光時間通常是固定的，例如如以上專利 文獻2中所示為"l/60秒"，則在亮區(qū)域和暗區(qū)域之間的亮度差大于 等于預定值的情況下成像模式能夠切換到合成成像模式。然而，在能 夠使用快門速度優(yōu)先曝光的成像設備中，用戶能夠把正常成像模式下 的曝光時間(對應于電子快門速度)設置為希望的時間，例如"1/60 秒"和"1/120秒"。這里，快門速度優(yōu)先膝光指的是在固定到所設 置的電子快門速度(曝光時間)的同時控制曝光。如果在這種成像設備 中像專利文獻2中一樣僅使用固定的亮度差，則作為從正常成像模式 切換到合成成像模式的條件，從獲得最佳合成圖像的觀點來看，這種 條件未必是合適的。例如，即使在應該應用寬動態(tài)范圍的場景中，成 像模式也可能沒有切換到合成成像模式，或者相反，在不應該應用寬 動態(tài)范圍的場景中，成像模式可能切換到合成成像模式。
這個問題出現(xiàn)在如下的成像系統(tǒng)中，當使用兩個不同的電子快門 速度產(chǎn)生合成圖像時，該成像系統(tǒng)對長時間曝光時間和短時間曝光時 間有時間限制。這是因為，在這種系統(tǒng)中，分割一個場(1/60秒)以分 配長時間膝光時間和短時間曝光時間，因此，分配給每個場的最大曝 光時間受到限制，由此預先決定了曝光倍率(exposure rate)。
例如，如圖1和圖2所示，采樣如下的示例正常成像模式下的 膝光時間被設置為1/60秒，合成成像模式下的最大曝光時間被設置 為長時間膝光時間1/64秒以及短時間啄光時間1/1200秒。在這種成 像系統(tǒng)中，考慮如下的情況通過把正常成像模式下的電子快門速度 (啄光時間)設置為1/60秒來拍攝圖像的狀態(tài)(見圖l)被切換到合成成 像模式(見圖2)。在這種情況下，通過把長時間曝光時間設置為1/64秒并把短時間曝光時間設置為1/1200秒以保持正常成像模式下的膝 光時間(1/60秒)，從而開始合成成像模式。此時，長時間膝光時間和 短時間曝光時間的膝光倍率為大約19倍<1/64) +(1/1200)，這表示 能夠應用合成成像模式下的合適曝光的被攝體是那些亮部分和暗部分 之間的亮度差(亮度倍率)為大約19倍以上的被攝體。
另一方面，考慮如下的情況通過把正常成像模式下的電子快門 速度設置為1/120秒來拍攝圖像的狀態(tài)(見圖3)被切換到合成成像模 式(見圖4)。在這種情況下，通過把長時間曝光時間設置為1/120秒 并把短時間曝光時間設置為1/1200秒以保持正常成像模式下的膝光 時間(1/120秒)，從而開始合成成像模式。此時，長時間啄光時間和 短時間曝光時間的曝光倍率為大約10倍[2(1/120) +(1/1200)，這表 示能夠應用合成成像模式下的合適曝光的被攝體是那些亮部分和暗部 分之間的亮度差(亮度倍率)為大約IO倍以上的被攝體。
因此，在正常成像模式下的快門速度由于快門速度優(yōu)先曝光等而 能夠改變?yōu)槿魏沃档某上裨O備中，使得在合成成像模式下獲得合適圖 像的最小亮度差(亮度倍率)根據(jù)設置的快門速度而改變。因此，根據(jù) 如專利文獻2中一樣的僅使用亮度差(亮度倍率)作為從正常成像模式 向合成成像模式進行切換的條件的方法，難以適當?shù)貜恼３伞较竽Ｊ?切換到合成成像模式，從而幾乎不能獲得合適的合成圖像。
鑒于以上問題而做出本發(fā)明，希望提供一種能夠在與正常成像模 式下可變地設置的快門速度(曝光時間)對應的適當切換條件下從正常 成像模式切換到合成成像模式的新的改進的成像設備和成像模式控制 方法。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種成像設備，包括成像處理單
元，能夠選擇性地執(zhí)行在一個單位時段中產(chǎn)生一個曝光圖像信號的正
常成像模式下的成像操作、以及合成成像模式下的成像操作，在合成
成像模式下，在單位時段中產(chǎn)生曝光時間相對較長的長時間曝光圖像 信號和曝光時間相對較短的短時間膝光圖像信號，并且通過將長時間
曝光圖像信號和短時間曝光圖像信號進行合成來產(chǎn)生動態(tài)范圍比至少長時間曝光圖像信號或短時間詠光圖像信號的動態(tài)范圍寬的合成圖像
信號；和控制單元，基于在正常成像模式下由成像處理單元成像的被攝體的亮部分和暗部分的亮度倍率與作為合成成像模式下的長時間啄光時間和短時間爆光時間的比的曝光倍率的比較結果，把成像處理單元的成像模式從正常成像模式切換到合成成像模式。
所述控制單元可以對通過把曝光倍率乘以根據(jù)短時間曝光圖像信號的靈敏度(sensitivity)或S/N特性設置的增益而獲得的值與亮度倍率進行比較，并且如果亮度倍率大于等于通過把曝光倍率乘以所述增益而獲得的值，則所述控制單元把成像模式從正常成像模式切換到合成成像模式。
所述控制單元可以對亮度倍率和一閾值進行比較，該閾值代表需要從正常成像模式切換到合成成像模式的亮度倍率的下限，如果亮度倍率大于等于所述閾值，則所述控制單元比較亮度倍率和曝光倍率，
并且如果亮度倍率大于等于曝光倍率，則所述控制單元把成像模式從
正常成像模式切換到合成成像模式。
當從正常成像模式切換到合成成像模式時，所述控制單元可以根據(jù)在正常成像模式下設置的曝光時間設置合成成像模式下的長時間曝光時間。
根據(jù)本發(fā)明的另 一實施例，提供了 一種成像設備的成像^=莫式控制方法，該成像設備能夠選擇性地執(zhí)行在一個單位時段中產(chǎn)生一個曝光圖像信號的正常成像模式下的成像操作、以及合成成像模式下的成像操作，在合成成像模式下，在單位時段中產(chǎn)生曝光時間相對較長的長時間曝光圖像信號和曝光時間相對較短的短時間曝光圖像信號，并且通過將長時間曝光圖像信號和短時間曝光圖像信號進行合成來產(chǎn)生動態(tài)范圍比至少長時間曝光圖像信號或短時間曝光圖像信號的動態(tài)范圍寬的合成圖像信號，該方法包括下述步驟通過檢測正常成像模式下的曝光圖像信號計算被攝體的亮部分和暗部分的亮度倍率；計算曝光倍率，該曝光倍率是合成成像模式下的長時間曝光時間和短時間曝光時間的比；和基于亮度倍率和曝光倍率的比較結果，把成像設備的成像模式從正常成像模式切換到合成成像模式。
根據(jù)以上結構，在一種能夠選擇性地執(zhí)行正常成像模式下的成像操作和合成成像模式下的成像操作的成像設備中，通過執(zhí)行正常成像模式下的成像操作對被攝體進行成像以產(chǎn)生曝光圖像信號，通過檢測該曝光圖像信號計算被攝體的亮部分和暗部分的亮度倍率，計算作為合成成像模式下的長時間曝光時間和短時間曝光時間的比的曝光倍率，比較亮度倍率和曝光倍率，基于比較結果把成像設備的成像模式從正常成像模式切換到合成成像模式。因此，通過不僅使用亮度倍率還使用根據(jù)在正常成像模式下可變地設置的快門速度(曝光時間)而改變的曝光倍率作為模式切換的確定標準，能夠控制從正常成像模式向
合成成像模式的切換。
根據(jù)上迷本發(fā)明的實施例，能夠根據(jù)在正常成像模式下可變地設置的快門速度(曝光時間)在適當?shù)那袚Q條件下將成像模式從正常成像模式切換到合成成像模式。


圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的正常成像模式下的曝光的
示例的說明圖2是示出根據(jù)該實施例的合成成像模式下的曝光的示例的說明
圖3是示出根據(jù)該實施例的正常成像模式下的曝光的另 一示例的說明圖4是示出根據(jù)該實施例的合成成傳4莫式下的曝光的另 一示例的說明圖5是根據(jù)該實施例的合成處理的說明圖6是示出根據(jù)該實施例的成像設備的結構的框圖7是示出根據(jù)該實施例的成像設備的成像操作的整體處理的流
程圖8是示出根據(jù)該實施例的成像模式的自動切換確定處理的具體示例的流程圖9是根據(jù)該實施例的亮部分和暗部分的檢測處理的說明圖；以
及
圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的成像模式的自動切換確 定處理的具體示例的流程圖。
具體實施例方式
在下文中，參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。要注意，在 本說明書和附圖中，具有基本相同的功能和結構的構成要素由相同的 附圖標記表示，并省略對這些構成要素的重復解釋。
將按照下面所示的次序進行說明
1、 第一實施例(使用曝光倍率的切換模式)
2、 第二實施例(使用通過把爆光倍率乘以增益而獲得的值的切換 模式)
<第一實施例>
首先，將描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的成像設備和成像方法。在 下面的描述中，采用能夠拍攝動態(tài)圖像的監(jiān)視攝像機作為成像設備的 示例。然而，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的成像設備不限于這樣的示例， 本發(fā)明可以應用于任何成像裝置，諸如拍攝靜止圖像的數(shù)字靜止照相 機、拍攝動態(tài)圖像的數(shù)字視頻攝像機和具有照相機功能的移動電話。
接下來，將參照圖8詳細描迷根據(jù)本實施例的從正常成像模式至 合成成像模式的自動切換確定處理。圖8是示出圖7中的成像模式的 自動切換確定處理(S50)的具體示例的流程圖。
如圖8所示，控制單元100首先對在S30獲得的亮度倍率(YM) 和閾值(Xl)進行比較以確定亮度倍率(YM)是否大于等于閾值 (X1)(S52:模式切換的一次確定)。這里，閾值(X1)是表示需要從正常 成像模式切換到合成成像模式的亮度倍率的下限的值。根據(jù)成像設備 的性能，閾值(Xl)被設置為需要使用合成成像模式的最低亮度倍率 值。如果例如當亮度倍率為大約5倍時成像設備的性能即使在正常成 像模式下在拍攝圖像中也既不引起過度曝光又不引起曝光不足，則將 閾值(X1)設置為例如6。
因此，在步驟S52能夠確定正常成像模式下正被成像的被攝體的 亮度倍率是否是使得需要應用合成成像模式的亮度倍率。因此，當在 正常成像模式下對具有使得不必應用合成成像模式的低亮度倍率的被 攝體進行成像時，能夠防止錯誤地切換到合成成像模式。
如果作為S52的一次確定的結果亮度倍率(YM)小于閾值(X1)， 則不必切換到合成成像模式，并且控制單元100前進至S58并將合成 成像模式切換標記保持為OFF(S58)。該切換標記是代表從正常成像模式向合成成像模式進行切換的標記，并存儲在例如控制單元100的 RAM中。另一方面，如果亮度倍率(YM)大于等于閾值(X1)，則這意 味著正被成像的被攝體具有需要應用合成成像模式的最低亮度倍率， 因此，控制單元100前進至S54。
接下來，在S54,控制單元100對亮度倍率(YM)和在S40獲得 的曝光倍率(EM)進行比較以確定亮度倍率(YM)是否大于等于爆光倍 率(EM)(S54:模式切換的二次確定)。
如果作為SS4的二次確定的結果亮度倍率(YM)大于等于啄光倍 率(EM)，則成像模式應該切換到合成成<象才莫式，并且控制單元100 前進至S56并把合成成《象模式切換標記的設置從OFF變?yōu)镺N (S56)。結果，成像模式從正常成像模式切換到合成成像模式。另一 方面，如果亮度倍率(YM)小于瀑光倍率(EM)，則成傳^莫式不應該切 換到合成成像模式，并且控制單元100前進至S58并將合成成像模式 切換標記保持為OFF(S58)。結果，成像模式不切換到合成成像模 式，并且保持正常成像模式。
因此，在本實施例中，如果亮度倍率(YM)大于等于曝光倍率 (EM)，則將成像模式從正常成像模式切換到合成成像模式。這是因 為在合成成像模式下獲得最佳圖像的亮度倍率(YM)相對于曝光倍率 (EM)而改變。也就是說，在合成成像模式下的長時間曝光時間依賴 于在正常成像模式下設置的正常曝光時間(電子快門速度)，因此，合 成成像模式下的曝光倍率(EM)根據(jù)正常曝光時間而改變。如果啄光 倍率(EM)高，則在合成成像模式下獲得最佳圖像的亮度倍率(YM)也 高，相反，如果曝光倍率(EM)低，則在合成成像模式下獲得最佳圖 像的亮度倍率(YM)也低。因此，亮度倍率(YM)大于等于曝光倍率 (EM)被優(yōu)選地設置為向合成成像模式進行切換的條件。
如果例如如圖1和圖2所示正常成^^模式下的正常曝光時間(電 子快門速度)被設置為1/60秒，則在發(fā)生到合成成像模式的轉變之 后，長時間曝光時間為1/64秒并且短時間曝光時間為1/1200秒。在 這種情況下，獲得曝光倍率(EM)為"長時間曝光時間/短時間啄光時間=約19倍"。因此，當在正常成像模式下正被成像的被攝體的亮 度倍率(YM)變?yōu)榧s19倍以上時，因為在合成成像模式下獲得最佳圖 像，所以優(yōu)選地從正常成像模式切換到合成成像模式。
另一方面，如果如圖3和圖4所示正常成像模式下的正常曝光時 間(電子快門速度)被設置為1/120秒，則在發(fā)生到合成成像模式的轉 換之后，長時間曝光時間為1/120秒并且短時間曝光時間為1/1200 秒。在這種情況下，荻得曝光倍率(EM)為"長時間曝光時間/短時間 曝光時間-10倍"。因此，當在正常成像^f莫式下正被成像的被攝體的 亮度倍率(YM)變?yōu)镮O倍以上時，因為在合成成像模式下獲得最佳圖 像所以優(yōu)選地從正常成像模式切換到合成成像模式。
因此，在本實施例中，不僅使用正被成像的被攝體的亮部分和暗 部分的亮度倍率的閾值(X1)還使用合成成像模式下的曝光倍率(EM) 作為從正常成像模式向合成成像模式進行切換的條件。當在正常成像 模式下實際測量的亮度倍率(YM)變得大于等于曝光倍率(EM)時，將 成像模式從正常成像模式切換到合成成像模式。因此，即使由于上述 快門速度優(yōu)先曝光等導致快門速度(曝光時間)根據(jù)用戶設置而改變， 也能夠以與任意設置的快門速度(曝光時間)對應的適當定時將成像模 式切換到合成成像模式。 <第二實施例>
接下來，將描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的成像設備和成像方 法。當與上述第一實施例進行比較時，第二實施例在模式切換確定處 理的切換條件方面不同，其它的功能結構基本上與第一實施例的功能 結構相同，因此省略對它們的詳細描述。
[6、模式切換確定處理的流程
接下來，將參照圖10詳細描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的從正常 成像模式至合成成像模式的自動切換確定處理。圖10是示出根據(jù)第 二實施例的成像模式的自動切換確定處理的流程圖。圖10中的處理 流程對應于根據(jù)第一實施例的圖7中的成像模式的自動切換確定處理 (S50)。在第二實施例中，如圖10所示，不是像在第一實施例中一樣把 曝光倍率(EM)直接與亮度倍率(YM)進行比較，而是把通過將曝光倍 率(EM)乘以增益(G)獲得的閾值(X2)與亮度倍率(YM)進行比較。如同 第一實施例的當亮度倍率(YM)大于等于曝光倍率(EM)時將成像模式 自動切換到合成成像模式的方法更為簡單。然而，在實際的成像設備 中，需要根據(jù)從圖像拾取器件20輸出的短時間曝光圖像信號的靈敏 度和S/N特性來調(diào)節(jié)模式切換的確定標準。因此，在第二實施例中， 在S153把膝光倍率(EM)乘以增益(G)以確定用于切換確定的閾值 (X2)，并且在S154比較閾值(X2)和亮度倍率(YM)。以下，將詳細描 述圖10中的流程。
首先，控制單元100把在圖7的S30獲得的亮度倍率(YM)與闊 值(X1)進行比較以確定亮度倍率是否大于等于閾值(X1)(S152:模式 切換的一次確定)。S152基本上與S52相同，因此省略詳細描迷。如 果亮度倍率大于等于閾值(X1),則控制單元100前進至S153。
接下來，在S153，通過把在圖7的S40獲得的曝光倍率(EM)乘 以增益(G)來計算閾值(X2)(S153)。根據(jù)在合成成像模式下從圖像拾取 器件20輸出的短時間曝光圖像信號的靈敏度或S/N特性，將增益(G) 設置為適當?shù)闹?。通過調(diào)節(jié)增益(G)，能夠控制從正常成像模式向合
成成像模式進行切換的條件。
如果例如由于圖像拾取器件20的特性而使短時間爆光圖像信號 的靈敏度和S/N良好(例如，降噪功能有效)，則即使亮度倍率(YM)小 于曝光倍率(EM)，在合成成像模式下也獲得適當?shù)暮铣蓤D像。因 此，通過把增益(G)設置得較低(即，必須設置為小于1的值(例如 0.8))，可以使閾值(X2)小于曝光倍率(EM)。因此，當對亮度倍率(YM) 逐漸增加的被攝體進行成像時，通過將從正常成像模式向合成成像模 式進行切換的定時提前，能夠獲得具有寬動態(tài)范圍的合適的合成圖 像。
另 一 方面，如果短時間膝光圖像信號的靈敏度和S/N特性不好， 則難以在合成成像模式下獲得適當?shù)暮铣蓤D像，除非亮度倍率(YM)大于曝光倍率(EM)。因此，必須把增益(G)設置得較高(即，必須設置 為大于1的值(例如，1.2))以使閾值(X2)大于曝光倍率(EM)。因此， 當對亮度倍率(YM)逐漸增加的被攝體進行成像時，通過延遲從正常 成像模式向合成成像模式進行切換的定時，在達到用于獲得適當?shù)暮?成圖像的適當亮度倍率之后，才能將成像模式切換到合成成像模式。
增益(G)也可以用作自動切換確定的等級。例如，可以準備多個 切換確定等級，諸如低靈敏度(G-1.2)、普通靈敏度(G-1)和高靈敏度 (G-0.8),以便用戶能夠根據(jù)成像環(huán)境選擇和設置這些確定等級。因 此，用戶能夠選擇從正常成像模式至合成成像模式的自動切換的條 件，以便能夠優(yōu)化從正常成像模式至合成成像模式的自動切換的定 時。
接下來，在S154,控制單元100比較亮度倍率(YM)和在S153 獲得的闞值(X2)以確定亮度倍率(YM)是否大于等于閾值(X2)(S 154 : 模式切換的二次確定)。
如果作為S154的二次確定的結果亮度倍率(YM)小于閾值(X2)， 則成像模式不應該切換到合成成像模式，并且控制單元100前進至 S158并使合成成像模式切換標記保持為OFF(S158)。另一方面，如 果亮度倍率(YM)大于等于閾值(X2)，則應該將成像才莫式切換到合成 成像模式，并且控制單元100前進至S156并把合成成像模式切換標 記的設置從OFF改為ON(S156)。
因此，在本實施例中，如果亮度倍率(YM)大于等于通過把曝光 倍率(EM)乘以增益(G)獲得的閾值(X2)，則成像模式從正常成像模式 切換到合成成像模式。
如果例如如圖1和圖2所示正常成像模式下的正常曝光時間(電 子快門速度)被設置為1/60秒，則獲得曝光倍率(EM)為"長時間曝光 時間/短時間曝光時間=18.75倍"。這里，如果增益(G)是0.8，則計 算閾值(X2)為18.75x0.8=15。因此，當在正常成像模式下正被成像 的被攝體的亮度倍率(YM)變?yōu)?5倍以上時，在合成成像模式下獲得 最佳圖像，優(yōu)選地從正常成像模式切換到合成成像模式。像模式下正被成像的被攝體的亮度倍率 (YM)變?yōu)?倍以上時，在合成成像模式下荻得最佳圖像，優(yōu)選地從 正常成像模式切換到合成成像模式。因此，在第二實施例中，通過把曝光倍率(EM)乘以增益(G)而獲 得的閾值(X2)被用作從正常成像模式向合成成像模式進行切換的條 件。當在正常成像模式下實際測量的亮度倍率(YM)變得大于等于閾 值(X2)時，成像模式從正常成像模式切換到合成成像模式。因此，即 使由于上述快門速度優(yōu)先曝光等導致快門速度(曝光時間)根據(jù)用戶設 置而改變，也能夠在與任意設置的快門速度(曝光時間)對應的適當定 時切換成，模式。
舌。、 ， ，， 、理單元(例如，圖像拾取器件20)的特性而改變，此外，能夠在合成成 像模式下獲得最佳合成圖像的亮度倍率(YM)根據(jù)所迷靈敏度或S/N 特性而改變。因此，在第二實施例中，根據(jù)短時間曝光圖像信號的靈 敏度或S/N特性設置增益(G)，并且將通過把曝光倍率(EM)乘以增益 (G)獲得的閾值(X2)與亮度倍率(YM)進行比較。然后，亮度倍率(YM) 變得大于等于閾值(X2)可被用作切換到合成成像模式的條件。因此， 根據(jù)成像處理單元的特性(例如，圖像拾取器件20)或產(chǎn)生的短時間曝 光圖像信號的靈敏度或S/N特性，能夠適當?shù)卣{(diào)節(jié)到合成成像模式的 自動切換定時。如果例如靈敏度或S/N特性良好，則通過把增益(G) 設置為小于1的值，能夠在相對較低的亮度倍率(YM)把成像模式從 正常成像模式切換到合成成像模式。另一方面，如果靈敏度或S/N特 性不好，則通過把增益(G)設置為大于1的值，能夠在相對較高的亮 度倍率(YM)把成像模式從正常成像模式切換到合成成像模式。因 此，不管靈敏度或S/N特性如何，都能夠在合成成像模式下獲得最佳 合成圖像。在前面，描述了根據(jù)第 一 實施例和第二實施例的成像設備和成像 方法。如果由現(xiàn)有技術的具有寬動態(tài)范圍的成像設備在合成成像模式 下對不需要應用寬動態(tài)范圍的亮度差的被:攝體進行成像，則獲得由于 拍攝圖像的對比度降低而導致的不自然的圖像。因此，希望對從正常 成像模式至合成成像模式的切換定時進行適當控制。
根據(jù)本實施例，(l)被攝體的亮度倍率(YM)和(2)由成像系統(tǒng)定義 的在合成成像模式下的曝光倍率(EM)被用作從正常成像模式自動切 換至合成成像模式的確定條件。因此，即使成像設備的曝光設置是快 門速度優(yōu)先曝光，也能夠根據(jù)任意設置的快門速度在適當?shù)亩〞r將成 像模式從正常成像模式切換到合成成像模式。因此，能夠在合成成像 模式下獲得最佳合成圖像。
本領域技術人員應該理解，在不脫離權利要求或其等同物的范圍 的情況下，可以根據(jù)設計需要和其它因素做出各種變型、組成、子組 合和替換。
本發(fā)明能夠應用于例如拍攝動態(tài)圖像的攝像機系統(tǒng)，也能夠應用 于拍攝靜止圖像的照相機系統(tǒng)。例如，本發(fā)明能夠應用于任何成像裝 置，諸如對動態(tài)圖像進行成像的數(shù)字視頻攝像機、對靜止圖像進行成 像的數(shù)字靜止照相機和帶有照相機功能的移動電話。即使在設置的曝 光模式下拍攝靜止圖像，也可以例如在成像定時之前的監(jiān)視期間執(zhí)行 成像模式的切換控制。
如果例如執(zhí)行非隔行掃描的成像，則可將上述場時段中的處理視
為幀時段中的處理。也就是說，獲得曝光圖像信號的單位時段可以是 成像設備使用的任何單位時段，諸如場時段、幀時段、多個場的時段 或多個幀的時段。例如，可以考慮如下的操作示例在多個幀時段構 成的時段中一次執(zhí)行檢測處理、曝光補正處理和曝光控制處理。
本申請包含與2008年9月12日提交給日本專利局的日本在先專 利申請JP 2008-234510 7>開的主題相關的主題，通過引用將該專利 申請的全部內(nèi)容包含于此。
權利要求
1.一種成像設備，包括成像處理單元，能夠選擇性地執(zhí)行在一個單位時段中產(chǎn)生一個曝光圖像信號的正常成像模式下的成像操作、以及合成成像模式下的成像操作，在合成成像模式下，在單位時段中產(chǎn)生曝光時間相對較長的長時間曝光圖像信號和曝光時間相對較短的短時間曝光圖像信號，并且通過將長時間曝光圖像信號和短時間曝光圖像信號進行合成來產(chǎn)生動態(tài)范圍至少比長時間曝光圖像信號或短時間曝光圖像信號的動態(tài)范圍寬的合成圖像信號；和控制單元，基于在正常成像模式下由成像處理單元成像的被攝體的亮部分和暗部分的亮度倍率與作為合成成像模式下的長時間曝光時間和短時間曝光時間的比的曝光倍率的比較結果，把成像處理單元的成像模式從正常成像模式切換到合成成像模式。
2. 如權利要求1所述的成像設備，其中，所述控制單元對通過把 曝光倍率乘以根據(jù)短時間曝光圖像信號的靈敏度或S/N特性設置的增 益而獲得的值和亮度倍率進行比較，并且如果亮度倍率大于或等于通過把曝光倍率乘以所述增益而獲得的 值，則所述控制單元把成像模式從正常成像模式切換到合成成像模式。
3. 如權利要求1所述的成像設備，其中，所述控制單元對亮度倍 率和一閾值進行比較，所述閾值代表需要從正常成像模式切換到合成 成像模式的亮度倍率的下限，如果亮度倍率大于或等于所述閾值，則所迷控制單元比較亮度倍 率和曝光倍率，并且如果亮度倍率大于或等于曝光倍率，則所述控制單元把成像模式 從正常成像模式切換到合成成像模式。
4. 如權利要求1所述的成像設備，其中，當從正常成像模式切換 到合成成像模式時，所述控制單元根據(jù)在正常成像模式下設置的曝光時間設置合成成像模式下的長時間曝光時間。
5.—種成像設備的成像模式控制方法，該成像設備能夠選擇性地 執(zhí)行在一個單位時段中產(chǎn)生一個曝光圖像信號的正常成像模式下的成 像操作、以及合成成像模式下的成像操作，在合成成像模式下，在單 位時段中產(chǎn)生曝光時間相對較長的長時間曝光圖像信號和曝光時間相 對較短的短時間曝光圖像信號，并且通過將長時間曝光圖像信號和短 時間曝光圖像信號進行合成來產(chǎn)生動態(tài)范圍至少比長時間曝光圖像信 號或短時間曝光圖像信號的動態(tài)范圍寬的合成圖像信號，該方法包括 下述步驟通過檢測正常成像模式下的曝光圖像信號計算被攝體的亮部分和暗部分的亮度倍率；計算曝光倍率，該膝光倍率是合成成像模式下的長時間曝光時間 和短時間曝光時間的比；和基于亮度倍率和曝光倍率的比較結果，把成像設備的成像模式從 正常成像模式切換到合成成像模式。
全文摘要
成像設備和成像模式控制方法。在一種能夠選擇性地執(zhí)行正常成像模式下的成像操作和合成成像模式下的成像操作的成像設備中，通過執(zhí)行正常成像模式下的成像操作對被攝體進行成像以產(chǎn)生曝光圖像信號，通過檢測該曝光圖像信號計算被攝體的亮部分和暗部分的亮度倍率，計算作為合成成像模式下的長時間曝光時間和短時間曝光時間的比的曝光倍率，基于亮度倍率和曝光倍率的比較結果把成像設備的成像模式從正常成像模式切換到合成成像模式。
文檔編號H04N5/235GK101674417SQ20091016871
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月3日 優(yōu)先權日2008年9月12日
發(fā)明者游馬晃 申請人:索尼株式會社