專利名稱：攝像設(shè)備和拍攝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于進(jìn)行拍攝操作的攝像設(shè)備，例如，通過采用圖像拾取設(shè)備，將來自物體的圖像光轉(zhuǎn)換成電子信號進(jìn)行拍攝操作。本發(fā)明特別涉及一種攝像設(shè)備，能夠根據(jù)確定比率的結(jié)果檢測背光的狀態(tài)來自動進(jìn)行預(yù)定的背光校正操作，該比率是具有最低亮度電平的圖像拾取設(shè)備成像表面的一部分的亮度電平和具有最低亮度電平的部分的亮度電平之外的圖像拾取設(shè)備的成像表面的一部分的亮度電平之間的比率。
迄今為止，已經(jīng)知道當(dāng)確定物體處于所謂的背光狀態(tài)時，能夠通過進(jìn)行過度曝光校正操作來防止拍攝曝光不足照片的攝像設(shè)備。這種攝像設(shè)備的技術(shù)例如在日本未實(shí)審專利公開號62-110369中已經(jīng)公開。在本文所揭示的發(fā)明中，利用了主要物體很可能位于屏幕中心的傾向。成像屏幕被分為中心部分和中心部分的鄰近部分。每個部分的亮度電平都要得到，以便根據(jù)中心部分亮度電平和鄰近部分亮度電平之間的比率來調(diào)節(jié)曝光，由此對位于屏幕中心的主要物體進(jìn)行適當(dāng)?shù)仄毓狻?br> 更具體地說，在該攝像設(shè)備中，當(dāng)檢測到位于成像屏幕中心區(qū)物體的亮度和位于中心鄰近區(qū)物體的亮度，并且發(fā)現(xiàn)位于中心區(qū)物體的亮度低于位于中心鄰近區(qū)物體的亮度，而且低的數(shù)量等于或大于預(yù)定值時，則確定中心區(qū)的物體處于背光狀態(tài)，以便在拍攝操作期間執(zhí)行過度曝光校正操作。當(dāng)執(zhí)行這種操作時，可以防止拍攝到中心區(qū)物體被擠壓(squash)和由于曝光不足而出現(xiàn)黑色現(xiàn)象的照片的失誤。
另外，迄今為止，知道這樣一種攝像設(shè)備，當(dāng)確定物體被背光時提高包含在攝像機(jī)內(nèi)部的曝光標(biāo)準(zhǔn)值以便進(jìn)行過度曝光校正操作。更具體地說，在這種攝像設(shè)備中，要確定當(dāng)例如圖像拾取設(shè)備(即，電荷耦合器件(CCD))的輸出信號通過光學(xué)檢測電路(OPD)時所獲得的集成信號(integration signal)的電平小于還是大于包含在攝像機(jī)內(nèi)部的曝光標(biāo)準(zhǔn)值。如果大于的話，則執(zhí)行曝光不足校正操作，而如果小于的話，則執(zhí)行過度曝光校正操作。在背光狀態(tài)下，增加曝光標(biāo)準(zhǔn)值來執(zhí)行過度曝光校正操作。當(dāng)執(zhí)行這樣的操作時，就可以防止拍攝到中心區(qū)物體被擠壓和由于曝光不足而出現(xiàn)黑色現(xiàn)象的照片的失誤。
此外，近些年來，攝像曝光控制設(shè)備已在日本未經(jīng)實(shí)審的公開號2-268080的專利中公開。在該設(shè)備中，為了獲得一個適當(dāng)?shù)墓舛葴y定值，提供了多個具有不同剪輯電平的高亮度剪輯電路。該設(shè)備利用了通過具有與拍攝場景一致的剪輯電平的高亮度剪輯電路的亮度信號。按照這種設(shè)備，當(dāng)確定拍攝場景被背光時，為了確定光度測定值，應(yīng)通過剪輯電平低的高亮度剪輯電路來輸入物體的亮度信號。通過調(diào)節(jié)光圈的孔徑以使得光度測定值等于標(biāo)準(zhǔn)值，就可以防止發(fā)生拍攝到中心區(qū)物體被擠壓和由于曝光不足而出現(xiàn)黑色現(xiàn)象的照片這種失誤。
如上所述，通過增加曝光標(biāo)準(zhǔn)值來進(jìn)行過度曝光校正操作的方法中，例如要給一個移動物體(如汽車)拍照，則在確定物體背光和物體沒有背光兩者混合的環(huán)境中，曝光標(biāo)準(zhǔn)值被增加和減少很多次。因此，有必要考慮預(yù)防不穩(wěn)定的曝光控制操作的方法，例如通過進(jìn)行延遲操作。
另一方面，為了連續(xù)改變高亮度剪輯電平使其與背光程度一致，應(yīng)預(yù)先連續(xù)地測量集成信號(在圖像拾取設(shè)備(CCD)的輸出信號通過光學(xué)檢測電路(OPD)后獲得)的高亮度分量電平，在這種方法中，執(zhí)行越多的剪輯操作，光學(xué)檢測電路(OPD)的集成信號電平就變得越小。因此，當(dāng)進(jìn)行曝光控制操作時，在確定入射到圖像拾取設(shè)備(CCD)的光量較少的情況下，也應(yīng)執(zhí)行過度曝光控制操作。在此，如

圖11所示，不需要增加或減小曝光標(biāo)準(zhǔn)值，從而實(shí)際上可以利用傳統(tǒng)的曝光控制操作，可以相對地保持系統(tǒng)的可靠性。
然而，如上所述，在比較中心區(qū)物體的亮度和其鄰近區(qū)物體的亮度的方法中，當(dāng)主要物體既位于屏幕的中心區(qū)又位于屏幕中心的鄰近區(qū)時，則中心區(qū)的亮度與中心鄰近區(qū)的亮度之間的差值就減小。因此，有時即使物體處于背光狀態(tài)，由于不能確定它處于背光狀態(tài)，所以就不會進(jìn)行曝光校正。在這種情況下，主要物體就曝光不足。
另外，主要物體并不總位于屏幕的中心區(qū)。當(dāng)它位于中心區(qū)的鄰近區(qū)并且背光時，鄰近區(qū)物體的亮度低于中心區(qū)物體的亮度。因此，有時即使物體處于背光狀態(tài)，由于不能確定它處于背光狀態(tài)，所以就不會進(jìn)行曝光校正。在這種情況下，主要物體也會曝光不足。
考慮到上述問題，本發(fā)明設(shè)法克服傳統(tǒng)設(shè)備中不能進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋彻庑Ｕ膯栴}。例如，如上所述，當(dāng)主要物體位于中心區(qū)的鄰近區(qū)時，即使物體處于背光狀態(tài)，有時也不能確定它是處于背光狀態(tài)。在這種情況下，由于不能進(jìn)行適當(dāng)?shù)男Ｕ饕矬w就會曝光不足。
因此，在本發(fā)明中，檢測成像屏幕上明暗的分布，并且從亮分布中檢測亮度信號的峰值?；诎捣植嫉年幱俺潭龋瑴p小從光學(xué)檢測電路(OPD)輸出的所檢測到峰值的集成信號的高亮度分量限幅值。在此，創(chuàng)建的拍攝狀態(tài)類似于當(dāng)入射到圖像拾取設(shè)備(CCD)上的光量較少時所創(chuàng)建的拍攝狀態(tài)，以便進(jìn)行過度曝光操作(即，相當(dāng)亮的曝光校正操作)，使得屏幕變亮，從而增強(qiáng)執(zhí)行背光校正的有效性。
按照本發(fā)明，提供一種攝像設(shè)備，采用圖像拾取設(shè)備通過將圖像光轉(zhuǎn)換成電子信號來進(jìn)行拍攝操作。該攝像設(shè)備包括在將圖像拾取設(shè)備的成像表面劃分成多個部分的基礎(chǔ)上設(shè)置檢測幀的裝置；用所設(shè)置的每個檢測幀來檢測亮度電平的裝置；計(jì)算比率的裝置，該比率是從檢測到的亮度電平最低的檢測幀中檢測到的亮度電平和除了亮度電平最低的檢測幀以外的檢測幀中所檢測到的亮度電平平均值之間的比率。在該攝像設(shè)備中，當(dāng)所得到的比率等于或大于預(yù)定值時，確定其為背光狀態(tài)，從而可執(zhí)行校正操作。
按照本發(fā)明，當(dāng)暗分布的陰暗程度較大時，則確定物體處于背光狀態(tài)。減小光學(xué)檢測電路(OPD)檢測峰值輸出的集成信號的高亮度分量限幅值，以便創(chuàng)建一個拍攝狀態(tài)類似于當(dāng)入射到圖像拾取設(shè)備(CCD)上的光量較少時所創(chuàng)建的拍攝狀態(tài)，則可以進(jìn)行過度曝光操作(即，相當(dāng)亮的曝光校正操作)。因此，對于控制曝光與入射到圖像拾取設(shè)備(CCD)上的光量或多或少相一致的系統(tǒng)，不需要進(jìn)行任何操作。所以，實(shí)際上可以使用傳統(tǒng)的系統(tǒng)。由于不必要向曝光計(jì)算系統(tǒng)的功能中再增加復(fù)雜的功能，所以就可以保持系統(tǒng)的可靠性。
圖1是應(yīng)用本發(fā)明的攝像設(shè)備實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方塊圖；圖2是用于說明攝像設(shè)備操作的簡單流程圖；圖3是用于說明攝像設(shè)備操作的詳細(xì)流程圖；圖4是用于說明多個矩形圖幀的示意圖；圖5是用于說明高亮度限幅電平設(shè)置操作的示意圖；圖6A和6B是用于說明高亮度限幅電平設(shè)置操作的示意圖；圖7是用于說明對暗比率值標(biāo)準(zhǔn)化操作的示意圖；圖8是說明剪輯高亮度限幅設(shè)置值的傾斜情況示意圖9是說明標(biāo)準(zhǔn)化的暗比率值、高亮度限幅設(shè)置值和高亮度限幅值之間關(guān)系的示意圖；圖10是用于說明在背光校正操作期間矩形圖標(biāo)準(zhǔn)值偏移的示意圖；圖11是用于說明曝光校正操作的示意圖。
以下將參考附圖對本發(fā)明進(jìn)行描述。圖1是應(yīng)用本發(fā)明的攝像設(shè)備實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方塊圖。
在圖1中，來自物體(未表示)的圖像光(由虛線表示)通過透鏡系統(tǒng)1和光圈裝置2入射到圖像拾取設(shè)備(即，電荷耦合器件(CCD))3中。根據(jù)圖像拾取設(shè)備3的成像表面所構(gòu)成的圖像而構(gòu)成的成像信號被提供給采樣保持(S/H)電路4，以便得到想要的圖像信號。然后，該信號被提供給光學(xué)檢測電路(OPD)10，以便得到進(jìn)行各種處理操作所需要的諸如集成信號和亮度電平信號等信號。其后，從采樣保持電路4中得到的圖像信號被提供給記錄信號處理器5，并且構(gòu)成了預(yù)定的記錄信號。該記錄信號被提供給記錄設(shè)備6，并且被記錄在某種記錄介質(zhì)上(未表示)。
來自任何類型操作裝置7的信號被提供給用于控制系統(tǒng)的微型計(jì)算機(jī)8(即，中央處理器(CPU))。來自微型計(jì)算機(jī)的控制信號被提供給記錄信號處理電路5和記錄設(shè)備6，以控制將從采樣保持電路4得到的圖像信號記錄在記錄介質(zhì)上(未表示)。另外，從光學(xué)檢測電路(OPD)10得到的諸如亮度電平信號和集成信號等信號被提供給微型計(jì)算機(jī)8，以確定進(jìn)行成像操作的圖像信號的內(nèi)容。然后，根據(jù)所確定內(nèi)容而構(gòu)成的控制信號被提供給驅(qū)動電路9，該驅(qū)動電路用于調(diào)節(jié)光圈裝置2和圖像拾取設(shè)備3的曝光時間(即，快門的速度)。
在該攝像設(shè)備中，執(zhí)行上述背光校正的處理操作是按照圖2和圖3所示的流程圖進(jìn)行的。圖3是說明用于本發(fā)明攝像設(shè)備實(shí)施例中的背光校正設(shè)備的操作的流程圖。圖2是圖3所示流程圖的概要形式流程圖，其中，上述處理操作被概略地分為五個處理操作。
當(dāng)所述處理過程開始時，在圖2所示的步驟1中確定暗分布的位置并計(jì)算暗分布的矩形圖比率。更具體地說，用于確定暗分布位置的矩形圖標(biāo)準(zhǔn)值是在圖3所示的第一步11中設(shè)定的。在此，術(shù)語“矩形圖”是指屏幕內(nèi)比標(biāo)準(zhǔn)值亮的部分區(qū)域的比率。暗分布位置的確定包括檢測屏幕內(nèi)矩形圖的值大于標(biāo)準(zhǔn)值的區(qū)域?yàn)樽钚〉倪@種分布。設(shè)置用于確定暗分布的矩形圖標(biāo)準(zhǔn)值，將其調(diào)節(jié)到某一位置，在該位置上矩形圖的值大于標(biāo)準(zhǔn)值的區(qū)域?qū)⒌扔诨蛏儆谌繀^(qū)域三分之一的概率很大。
在步驟12中，檢測最暗區(qū)分布的位置。在此，例如圖4所示的，由矩形圖幀組成的用于確定暗分布的矩形圖為6個矩形圖幀的寬度和4個矩形圖幀的高度。然而，水平和垂直方向上可以使用任何數(shù)量的矩形圖幀。如果矩形圖在垂直和水平方向上至少有一個矩形圖幀，則其所進(jìn)行的處理操作與采用6個矩形圖幀寬和4個矩形圖幀高的矩形圖所進(jìn)行的處理操作是相同的。在這種情況下，例如為了模擬采用6個矩形圖幀寬和4個矩形圖幀高的矩形圖所進(jìn)行的處理操作，所進(jìn)行的過程為在一個24個時鐘的周期內(nèi)連續(xù)移動水平長度為全長六分之一而垂直長度為全長四分之一的矩形圖幀，從而在屏幕內(nèi)移動一次。
在實(shí)際的處理過程中，例如基于6個矩形圖幀寬和4個矩形圖幀高的矩形圖，通過如圖所示那樣分成15種分布狀態(tài)來計(jì)算矩形圖的值，例如為了確定最暗分布的位置，分成圖4所示的位置1到F。在此，將最暗分布的矩形圖值和除了最暗分布以外的矩形圖值分別稱作為hst_dark_target值和hst_dark_nontarget值。在此，為了可以在同一區(qū)域中比較除了最暗分布以外的矩形圖值(hst_dark_nontarget值)和最暗分布的矩形圖值(hst_dark_target值)，采用它們以相應(yīng)區(qū)域劃分后所得到的平均值。
在得到矩形圖值之后，在步驟13中對從每一種分布中所得到的hst_dark_target值進(jìn)行加權(quán)操作。步驟13的目的是為了增加除了中心部分和中心鄰近部分以外的部分的hst_dark_target值，以便減小暗分布的比率，作為減少過度曝光校正量的結(jié)果。換句話說，其目的是，當(dāng)除了中心部分和中心鄰近部分以外的部分較暗時，通過減少過度曝光校正量來減弱背光校正操作的影響，以使得后面要討論的dark_diff數(shù)不會變得很小。
更具體地說，圖4中所示的位置數(shù)分為對應(yīng)于要進(jìn)行背光校正的位置(即，位置2、5、6、8、9、B、C和E)和對應(yīng)于不進(jìn)行背光校正的位置(即，位置1、3、4、7、A、D和F)。
在要進(jìn)行背光校正的位置，采用表達(dá)式hst_dark_target×10h/10h(加權(quán)值1×)來進(jìn)行加權(quán)操作。
在不進(jìn)行背光校正的位置，采用表達(dá)式hst_dark_target×設(shè)定值A(chǔ)/10h(當(dāng)設(shè)定值A(chǔ)為15h時，加權(quán)值為1.3×)來進(jìn)行加權(quán)操作。h表示一個十六進(jìn)制數(shù)。
下一步，在步驟14中，采用下面的表達(dá)式來計(jì)算hst_dark_target值和hst_dark_nontarget值之間的比率dark_diff=hst_dark_target×100h/hst_dark_nontarget因?yàn)橛煽刂栖浖幚淼臄?shù)是十六進(jìn)制的數(shù)，所以表達(dá)式中包含100h。包含100h是為了防止當(dāng)分子很小時結(jié)果總是變?yōu)榱悖⑶沂?00h成為中心值(即，零值)。
其后，在步驟15中，所得到的dark diff數(shù)被轉(zhuǎn)換成范圍在0dB到-30dB之間的dB值。被轉(zhuǎn)換的值被稱為dark_ratio值。這就是暗分布比率。
在執(zhí)行步驟15之后，則在圖2所示的步驟2中確定亮分布的位置并執(zhí)行高亮度限幅電平設(shè)置操作。更具體地說，在圖3所示的步驟21中設(shè)置用于確定亮分布的矩形圖標(biāo)準(zhǔn)值。亮分布位置的確定包括檢測屏幕內(nèi)矩形圖的值大于標(biāo)準(zhǔn)值的區(qū)域?yàn)樽畲蟮倪@種分布。這對應(yīng)于屏幕內(nèi)矩形圖的值大于標(biāo)準(zhǔn)值的區(qū)域?yàn)樽钚〉姆植际前捣植嫉那闆r。設(shè)置用于確定亮度分布的矩形圖標(biāo)準(zhǔn)值，將其調(diào)節(jié)到某一電平，該電平時矩形圖的值大于標(biāo)準(zhǔn)值的區(qū)域約為全部區(qū)域三分之一的概率很大。
在步驟22中，檢測最亮區(qū)分布的位置。在此，例如圖4所示的，由矩形圖幀組成的用于確定亮度分布的矩形圖為6個矩形圖幀的寬度和4個矩形圖幀的高度。然而，水平和垂直方向上可能使用任何數(shù)量的矩形圖幀。如果矩形圖在垂直和水平方向上至少有一個矩形圖幀，則其所進(jìn)行的處理操作與采用6個矩形圖幀寬和4個矩形圖幀高的矩形圖所進(jìn)行的處理操作是相同的。在這種情況下，例如為了模擬采用6個矩形圖幀寬和4個矩形圖幀高的矩形圖所進(jìn)行的處理操作，所進(jìn)行的過程為在一個24個時鐘的周期內(nèi)連續(xù)移動水平長度為全長六分之一而垂直長度為全長四分之一的矩形圖幀，從而在屏幕內(nèi)移動一次。
在實(shí)際的處理過程中，例如基于6個矩形圖幀寬和4個矩形圖幀高的矩形圖，通過如圖所示那樣分成15種分布狀態(tài)來計(jì)算矩形圖的值，例如為了確定最亮度分布的位置，分成圖4所示的位置1到F。然后，在步驟23中，在與具有最亮度分布的矩形圖幀的位置相同的位置上，設(shè)置與上述方式所確定的最亮度分布矩形圖幀的區(qū)域相同的集成幀(integration frame)。集成幀的設(shè)置是由來自微型計(jì)算機(jī)(CPU)8的控制信號通過光學(xué)檢測電路(OPD)10而進(jìn)行的。
其后，在步驟24中，當(dāng)改變高亮度限幅設(shè)定值時得到來自集成幀的光學(xué)檢測電路(OPD)10的集成輸出信號。高亮度限幅電平的設(shè)置意味著限制集成信號的高亮度成分，從而越多地控制高亮度成分，集成信號的電平就變得越低。在此，如圖5所示，高亮度限幅電平的設(shè)置在三個時鐘周期內(nèi)被改變了。更具體地說，如果按照循環(huán)周期來定義這三個時鐘周期，則它們可稱為例如下面所定義的第0周期、第1周期和第2周期。
在第零循環(huán)中，設(shè)置一個高亮度限幅設(shè)定值，它比下面的第一循環(huán)中所設(shè)置的高亮度限幅設(shè)定值小一預(yù)定值。
在第一循環(huán)中，設(shè)置高亮度限幅設(shè)定值(它比在第零循環(huán)中設(shè)置的高亮度限幅設(shè)定值大一預(yù)定值)。
第二循環(huán)為一個非操作循環(huán)。
在第零循環(huán)和第一循環(huán)的下一步設(shè)置中，如果來自光學(xué)檢測電路(OPD)的反映小一預(yù)定值的第零循環(huán)高亮度限幅設(shè)定值的集成數(shù)據(jù)和來自光學(xué)檢測電路(OPD)的反映第一循環(huán)高亮度限幅設(shè)定值的集成數(shù)據(jù)之間存在差值，則增大高亮度限幅設(shè)定值。否則，減小高亮度限幅設(shè)定值直到產(chǎn)生差值。
所述操作的要點(diǎn)如圖6A和6B所示。
換句話說，如圖6A所示，如果在第零循環(huán)中設(shè)置的來自光學(xué)檢測電路(OPD)10的集成數(shù)據(jù)的值小于在第一循環(huán)中設(shè)置的來自光學(xué)檢測電路(OPD)10的集成數(shù)據(jù)的值，則確定剪輯來自光學(xué)檢測電路(OPD)10的集成數(shù)據(jù)，從而可以增大高亮度限幅設(shè)定值。
另一方面，如圖6B所示，如果在第零循環(huán)中已經(jīng)設(shè)置的來自光學(xué)檢測電路(OPD)10的集成數(shù)據(jù)的值等于或大于在第一循環(huán)中已經(jīng)設(shè)置的來自光學(xué)檢測電路(OPD)10的集成數(shù)據(jù)的值，則確定不剪輯來自光學(xué)檢測電路(OPD)10的集成數(shù)據(jù)，從而減小高亮度限幅設(shè)定值。這樣，利用在第零循環(huán)和第一循環(huán)中設(shè)置的高亮度限幅設(shè)定值，得到剛好在開始對來自光學(xué)檢測電路(OPD)10的集成數(shù)據(jù)進(jìn)行限幅之前的高亮度限幅設(shè)定值。
在圖2和圖3所示的步驟3中，執(zhí)行背光確定操作。在此，當(dāng)在描述步驟1(在步驟1中確定暗分布的位置并計(jì)算暗分布的矩形圖值)的說明中所描述的dark_ratio值范圍在0dB到小于-6dB之間時，背光確定裝置確定物體不是處于背光狀態(tài)，相反，當(dāng)dark_ratio值的范圍在-6dB到-30dB之間時，確定物體處于背光狀態(tài)。換句話說，dark_diff數(shù)FFOOh對應(yīng)于值-6dB。例如，當(dāng)dark_diff數(shù)在0000h到FF00h的范圍內(nèi)時，背光確定裝置就確定物體不是處于背光狀態(tài)，相反，當(dāng)dark_diff數(shù)在FF00h到FB00h的范圍內(nèi)時，背光確定裝置就確定物體處于背光狀態(tài)。閾值FF00h=-6dB是可以改變的。
當(dāng)在步驟3中背光確定裝置確定物體處于背光狀態(tài)時，則在圖2和圖3所示的步驟4中，將在描述步驟2(在步驟2中確定亮度分布的位置并設(shè)置高亮度限幅設(shè)定值)的說明中所討論的高亮度限幅設(shè)定值作為光學(xué)檢測電路(OPD)10的集成信號的高亮度限幅值，并且將其傳送到光學(xué)檢測電路(OPD)10。相反，當(dāng)在步驟3中背光確定裝置確定物體不是處于背光狀態(tài)時，則在圖2所示的步驟5中將dark_ration值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。
更具體地說，在圖3所示的步驟51中，通過反轉(zhuǎn)操作來計(jì)算dark_ratio值，并將從FB00h(-30dB)到FF00h(-6dB)的范圍標(biāo)準(zhǔn)化為從00h到FFh的范圍。用于這種計(jì)算的公式例如圖7中所示標(biāo)準(zhǔn)化的dark_ratio=FFh*(dark_ratio-FB00h)/(臨界值(FF00h)-FB00h)在步驟52中，計(jì)算高亮度限幅傾斜(tilt)值。在此，基于標(biāo)準(zhǔn)化的dark_ratio值來計(jì)算用于剪輯高亮度限幅設(shè)定值(其在描述步驟2的部分說明中已經(jīng)討論過，其中在步驟2中確定亮度分布的位置并設(shè)置亮限幅設(shè)定值)的傾斜值。在從00h到FFh的限幅設(shè)定值范圍內(nèi)，采用下面的公式計(jì)算傾斜值傾斜值=限幅設(shè)定值×限幅設(shè)定值/FFh。由此可以得到如圖8所示的傾斜線(用線A表示)。
在步驟53中，計(jì)算高亮度限幅值。在此，由高亮度限幅傾斜值、標(biāo)準(zhǔn)化的dark_ratio值和高亮度限幅設(shè)定值來計(jì)算用于剪輯的高亮度限幅值。采用下面的公式確定高亮度限幅值限幅傾斜值+(限幅設(shè)定值-限幅傾斜值)×標(biāo)準(zhǔn)化的dark ratio值/FFh標(biāo)準(zhǔn)化的dark_ratio值、高亮度限幅設(shè)定值和用于剪輯的高亮度限幅值之間的關(guān)系在圖9中表示。
這樣，檢測成像屏幕上亮度分布和暗分布的位置，以便從亮度分布中檢測亮度信號的峰值?；诎捣植嫉年幇刀葓?zhí)行背光校正，以便減小光學(xué)檢測電路(OPD)的所檢測到的峰值輸出的集成信號的高亮度限幅值，由此完成該處理過程。這將導(dǎo)致有效、良好的曝光控制操作，即使對于主要物體不是位于屏幕中心的拍攝場景。
在背光校正過程中，減小高亮度限幅值，從而通過過度曝光校正操作相應(yīng)地增加亮度，使得暗分布矩形圖的比率減小。如果這種情況繼續(xù)下去，則背光確定裝置確定物體不是處于背光狀態(tài)，使得高亮度限幅值增大，從而減弱這種影響。為了克服這個問題，如圖10所示，在背光校正期間，將與標(biāo)準(zhǔn)化的dark_ratio值一致的用于確定暗分布的矩形圖標(biāo)準(zhǔn)值向正方向偏移，以穩(wěn)定暗分布矩形圖的比率。
此外，即使上述設(shè)備采用dark_ratio值確定物體處于背光狀態(tài)，如果光圈的f數(shù)或者由光圈和快門速度組合所得到的曝光值(EV值)沒有達(dá)到足夠執(zhí)行背光校正的相應(yīng)值，上述設(shè)備也不能確定物體處于背光狀態(tài)。
對此有兩個原因。第一個原因是，當(dāng)光圈的f數(shù)或者由光圈和快門速度組合所得到的曝光值(EV值)接近過度曝光極限(在該位置光圈打開或者在該位置快門速度最低)時，當(dāng)背光確定裝置確定物體處于背光狀態(tài)時的過度曝光校正量的寬度就變窄，從而只有當(dāng)增大視頻信號放大器的增益時背光校正才有效。
更具體地說，短語“校正量的寬度較窄”的意思是除了當(dāng)增大視頻信號放大器的增益時以外，過度曝光校正量較少，因此，根據(jù)光圈的f數(shù)或者光圈和快門速度的組合，如果不增大視頻信號放大器的增益，物體就不能變得更亮。
在實(shí)際的數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)或視頻照相機(jī)中，即使光圈的f數(shù)或者由光圈和快門速度組合所得到的曝光值(EV值)達(dá)到了相應(yīng)的過度曝光極限(在該位置光圈打開或者在該位置快門速度最低)，通過增大視頻信號放大器的增益還可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的過度曝光。然而，眾所周知，當(dāng)增益增大時，S/N(signal-to-noise，信噪)比也相應(yīng)地變得不合適。
因此，如果光圈的f數(shù)或者由光圈和快門速度組合所得到的曝光值(EV值)沒達(dá)到足夠執(zhí)行背光校正的值，則使上述設(shè)備不確定物體處于背光狀態(tài)。這就意味著不增大視頻信號放大器的增益，視頻信號的S/N(signal-to-noise，信噪)比合適。
足夠執(zhí)行背光校正的值涉及等于或大于f3的f數(shù)(光圈的f數(shù))和等于或大于-3EV的EV值(由光圈和快門速度的組合得到)。然而，這些值不是絕對的，因此依據(jù)多種條件可以使用其它的值。
第二個原因是，在室內(nèi)進(jìn)行的普通拍攝操作中，幾乎沒有會引起背光狀態(tài)的環(huán)境條件，因此背光校正的必要性就較低。因此，用下面的方法確定拍攝操作是在室內(nèi)進(jìn)行還是在室外進(jìn)行。利用光圈的f數(shù)或者由光圈和快門速度組合所得到的曝光值(EV值)，當(dāng)任一個值為足夠值時，則確定在室外進(jìn)行拍攝操作，并且當(dāng)確定物體處于背光狀態(tài)時，就可以確定過度曝光校正量是足夠的。
換句話說，當(dāng)光圈的f數(shù)或者由光圈和快門速度組合所得到的曝光值(EV值)為足夠值時，如果曝光值(EV值)等于或大于預(yù)定值，則利用室外通常比室內(nèi)亮的事實(shí)就可以確定在室外進(jìn)行拍攝操作。盡管這個預(yù)定值隨季節(jié)、時間周期和拍攝環(huán)境等發(fā)生變化，但在此將其設(shè)置為等于或大于定值的一個值。例如，它可以設(shè)置為等于或大于3200K的色溫。這個定值不是絕對值，因此可以根據(jù)多種條件改變這個定值。
因此，背光確定裝置基于上述的dark_ratio值和光圈的f數(shù)或者由光圈和快門速度組合所得到的曝光值(EV值)來進(jìn)行確定。
因此，在實(shí)施例中，檢測成像屏幕上亮度分布和暗分布的位置，并從亮度分布中檢測亮信號的峰值。基于暗分布的陰暗程度，通過減小光學(xué)檢測電路(OPD)的所檢測峰值輸出的集成信號的高亮度成分限幅值，創(chuàng)建的拍攝狀態(tài)類似于當(dāng)入射到圖像拾取設(shè)備(CCD)上的光量較少時所創(chuàng)建的拍攝狀態(tài)，使得能夠進(jìn)行過度曝光校正操作(即，進(jìn)行相當(dāng)亮的曝光校正操作)。這會使屏幕變得更亮，使得能夠增強(qiáng)執(zhí)行背光校正的有效性。
在傳統(tǒng)的設(shè)備中，當(dāng)主要物體位于中心區(qū)的鄰近區(qū)時，即使當(dāng)物體處于背光狀態(tài)時，也可能不能確定物體處于背光狀態(tài)。在這種情況下，不能執(zhí)行合適的背光校正，例如，由于不執(zhí)行合適的曝光校正而使主要物體曝光不足。然而，依據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，可以很容易地解決這種問題。
本發(fā)明不僅僅局限于上述的實(shí)施例，因此在不違背本發(fā)明精神的情況下，可以進(jìn)行各種更改。
從前述說明中可以理解，依據(jù)本發(fā)明中所采用的背光校正系統(tǒng)，在圖像拾取設(shè)備(CCD)的輸出信號通過光學(xué)檢測電路(OPD)之后所得到的集成信號的高亮度成分電平被預(yù)先測量出來。然后，通過計(jì)算亮度分布和暗分布之間的比率，確定背光的程度以便連續(xù)改變高亮度剪輯電平。其后，執(zhí)行合適的控制操作，以使得在背光的場景中得到合適的測量值，或者對除了背光場景以外的拍攝場景執(zhí)行合適的控制操作。
在本發(fā)明的一種形式中，用每個所設(shè)置的檢測幀來檢測亮度電平的裝置通過在所設(shè)置的檢測幀中移動來確定具有最低亮度電平的檢測幀。因此，當(dāng)至少有一個矩形圖幀時，該裝置可以進(jìn)行檢測操作，從而可以簡化結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的另一種形式中，所述攝像設(shè)備還包括校正裝置，其利用在圖像拾取設(shè)備進(jìn)行成像操作所得到的圖像信號的亮度電平集成信號的峰值來執(zhí)行校正操作。在該攝像設(shè)備中，當(dāng)確定處于背光狀態(tài)時所執(zhí)行的校正操作是通過限制圖像信號的高亮度成分來執(zhí)行的。因此，如同曝光控制操作一樣，執(zhí)行類似于入射光量較少時所執(zhí)行的控制操作的過度曝光控制操作，因此不必增大或減小曝光標(biāo)準(zhǔn)值。從而，可以利用傳統(tǒng)的曝光控制操作，相應(yīng)地能夠保持系統(tǒng)的可靠性。
在本發(fā)明的另一種形式中，所述攝像設(shè)備還包括曝光校正裝置，其利用從具有最高檢測亮度電平的檢測幀中所檢測到的亮度電平集成信號的峰值來執(zhí)行校正操作。在該攝像設(shè)備中，當(dāng)確定處于背光狀態(tài)時所執(zhí)行的校正操作是通過限制所檢測到的亮度電平的高亮度分量來執(zhí)行的。因此，即使對于主要物體不假定是位于屏幕中心的拍攝場景，也可執(zhí)行有效、良好的控制操作。
在本發(fā)明的另一種形式中，當(dāng)所述攝像設(shè)備還包括利用從具有最高檢測亮度電平的檢測幀中所檢測到的亮度電平集成信號的峰值來執(zhí)行校正操作的曝光校正裝置，并且當(dāng)確定處于背光狀態(tài)時所執(zhí)行的校正操作是通過限制所檢測到的亮度電平的高亮度分量來執(zhí)行時，則用每個所設(shè)置的檢測幀來檢測亮度電平的裝置可以通過在所設(shè)置的檢測幀中移動來確定具有最高亮度電平的檢測幀。因此，當(dāng)至少有一個矩形圖幀時，該裝置能夠執(zhí)行檢測操作，從而可以簡化結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的另一種形式中，當(dāng)所述攝像設(shè)備還包括利用從具有最高亮度電平的檢測幀中所檢測到的亮度電平集成信號的峰值來執(zhí)行校正操作的校正裝置，并且當(dāng)確定處于背光狀態(tài)時所執(zhí)行的校正操作是通過限制所檢測到的亮度電平的高亮度分量來執(zhí)行，在從圖像拾取設(shè)備成像表面的中心檢測幀和中心檢測幀的鄰近檢測幀中檢測到的亮度電平和從其他檢測幀中檢測到的亮度電平之間執(zhí)行加權(quán)操作。另外，當(dāng)具有最高檢測亮度電平的檢測幀位于圖像拾取設(shè)備成像表面的中心和中心鄰近區(qū)時，則當(dāng)確定處于背光狀態(tài)時所執(zhí)行的校正操作通過減小所檢測到的亮度電平的高亮度分量的限制操作在較小程度上執(zhí)行。因此，當(dāng)除了中心部分或中心鄰近部分暗時，過度曝光校正量變小，從而背光校正就變得不夠顯著。
在本發(fā)明的另一種形式中，利用表示檢測幀中亮度電平大于標(biāo)準(zhǔn)值的區(qū)域比率的矩形圖來執(zhí)行用每個所設(shè)置檢測幀檢測亮度電平。因此，能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行亮度電平的檢測。
在本發(fā)明的另一種形式中，所述攝像設(shè)備還包括結(jié)合至少一種調(diào)節(jié)光圈和快門速度功能的曝光校正裝置。在該攝像設(shè)備中，只有當(dāng)校正裝置中光圈和/或快門速度的調(diào)節(jié)值是允許執(zhí)行校正操作的值時，才可執(zhí)行當(dāng)確定處于背光狀態(tài)時所執(zhí)行的校正操作。因此，不必增大視頻信號放大器的增益，從而也不會出現(xiàn)視頻信號的S/N(信噪)比變得不適合的問題。
在本發(fā)明的另一種形式中，所述攝像設(shè)備還包括結(jié)合至少一種調(diào)節(jié)光圈和快門速度功能的校正裝置。在該攝像設(shè)備中，只有當(dāng)校正裝置中光圈和/或快門速度的調(diào)節(jié)值是允許確定拍攝環(huán)境是否在室外的值時，才可執(zhí)行當(dāng)確定處于背光狀態(tài)時所執(zhí)行的校正操作。因此，就可以防止通常在背光校正的必要性很小的室內(nèi)不需要執(zhí)行的校正。
在傳統(tǒng)的設(shè)備中，不能執(zhí)行適當(dāng)?shù)谋彻庑Ｕ?。例如，?dāng)主要物體位于中心區(qū)的鄰近時，即使物體處于背光狀態(tài)，有時也不能確定它處于背光狀態(tài)。在這種情況下，由于不能執(zhí)行適當(dāng)?shù)男Ｕ?，所以主要物體會曝光不足。本發(fā)明能夠容易地克服這個問題。
權(quán)利要求
1．一種利用圖像拾取設(shè)備通過將圖像光轉(zhuǎn)換成電子信號來進(jìn)行拍攝操作的攝像設(shè)備，該攝像設(shè)備包括在將圖像拾取設(shè)備的成像表面劃分成多個部分的基礎(chǔ)上設(shè)置檢測幀的裝置；用所設(shè)置的每個檢測幀來檢測亮度電平的裝置；計(jì)算比率的裝置，該比率是從具有最低檢測亮度電平的檢測幀中檢測到的亮度電平和除了具有最低亮度電平的檢測幀以外的檢測幀中所檢測到的亮度電平平均值之間的比率；其中，當(dāng)所得到的比率等于或大于預(yù)定值時，確定其為背光狀態(tài)，從而可執(zhí)行校正操作。
2．如權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，其中，用所設(shè)置的每個檢測幀來檢測亮度電平的裝置通過在所設(shè)置的檢測幀中移動來確定具有最低亮度電平的檢測幀。
3．如權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，還包括曝光校正裝置，其利用來自所述圖像拾取設(shè)備的圖像信號的亮度電平集成信號的峰值來執(zhí)行曝光校正操作，其中，當(dāng)確定處于背光狀態(tài)時所執(zhí)行的校正操作是通過限制圖像信號的高亮度分量來執(zhí)行的。
4．如權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，還包括曝光校正裝置，其利用從具有最高檢測亮度電平的檢測幀中所檢測到的亮度電平集成信號的峰值來執(zhí)行曝光校正操作，其中，當(dāng)確定處于背光狀態(tài)時所執(zhí)行的校正操作是通過限制所檢測到的亮度電平的高亮度分量來執(zhí)行的。
5．如權(quán)利要求4所述的攝像設(shè)備，其中，用每個所設(shè)置的檢測幀來檢測亮度電平的裝置通過在所設(shè)置的檢測幀中移動來確定具有最高亮度電平的檢測幀。
6．如權(quán)利要求4所述的攝像設(shè)備，其中，在從圖像拾取設(shè)備成像表面的中心檢測幀和中心檢測幀的鄰近檢測幀中檢測到的亮度電平和從其他檢測幀中檢測到的亮度電平之間執(zhí)行加權(quán)操作，并且其中，當(dāng)具有最高檢測亮度電平的檢測幀位于圖像拾取設(shè)備成像表面的中心和中心鄰近區(qū)時，則當(dāng)確定處于背光狀態(tài)時所執(zhí)行的校正操作是通過減小所檢測到的亮度電平的高亮度分量的限制操作在較小程度上執(zhí)行。
7．如權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，其中，利用表示檢測幀中亮度電平大于標(biāo)準(zhǔn)值的區(qū)域比率的矩形圖來執(zhí)行用每個所設(shè)置檢測幀檢測亮度電平。
8．如權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，還包括結(jié)合至少一種調(diào)節(jié)光圈和快門速度功能的曝光校正裝置，其中，只有當(dāng)曝光校正裝置中光圈和/或快門速度的調(diào)節(jié)值是允許執(zhí)行校正操作的值時，才可執(zhí)行當(dāng)確定處于背光狀態(tài)時所執(zhí)行的校正操作。
9．如權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，還包括結(jié)合至少一種調(diào)節(jié)光圈和快門速度功能的曝光校正裝置，其中，只有當(dāng)曝光校正裝置中光圈和/或快門速度的調(diào)節(jié)值是允許確定拍攝環(huán)境是否在室外的值時，才可執(zhí)行當(dāng)確定處于背光狀態(tài)時所執(zhí)行的校正操作。
10．一種采用圖像拾取設(shè)備通過將圖像光轉(zhuǎn)換成電子信號來進(jìn)行拍攝操作的方法，該方法包括以下步驟通過利用設(shè)置裝置，在將圖像拾取設(shè)備的成像表面劃分成多個部分的基礎(chǔ)上設(shè)置檢測幀；利用檢測裝置，用每個所設(shè)置的檢測幀來檢測亮度電平；通過利用計(jì)算裝置來計(jì)算比率，該比率是從所檢測到的亮度電平最低的檢測幀中檢測到的亮度電平和除了亮度電平最低的檢測幀以外的檢測幀中所檢測到的亮度電平平均值之間的比率；根據(jù)當(dāng)所得到的比率等于或大于預(yù)定值時確定背光狀態(tài)，利用校正裝置執(zhí)行校正操作。
全文摘要
一種利用圖像拾取設(shè)備將圖像光轉(zhuǎn)換成電信號來進(jìn)行拍攝操作的方法。包括步驟:確定暗分布的位置,并計(jì)算暗分布的矩形圖比率;確定亮度分布的位置,并設(shè)置高亮度限幅設(shè)定值;確定物體是否處于背光狀態(tài);當(dāng)物體不是處于背光狀態(tài)時,使用未改變的高亮度限幅設(shè)定值;當(dāng)物體處于背光狀態(tài)時,對dark ratio進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,因此,執(zhí)行背光校正使得減小所檢測到的峰值輸出的集成信號的高亮度分量限制值。采用這種方法,能夠適當(dāng)?shù)卮_定物體是否處于背光,進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋彻庑Ｕ僮鳌?br> 文檔編號G03B19/02GK1311604SQ01104798
公開日2001年9月5日 申請日期2001年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月29日
發(fā)明者川西勛 申請人:索尼公司