数字照相机的变焦方法

专利名称：数字照相机的变焦方法
技术领域：
下述涉及小型数字照相机的变焦方法，特别的，下述涉及附属到移动通信终端的小型数字照相机，按照照相模式(比如肖像模式和文本模式)自动变焦距。
背景技术：
照相机可以提供变焦功能，基于用户的需要能够放大/缩小物体的图像。变焦功能可以被分成光学变焦和数字变焦。光学变焦是基于变焦透镜前后的移动放大/缩小图像。数字变焦是通过计算(和解释)计算机上的距离来放大/缩小图像。
通常的数字照相机可以不限制物体尺寸以便采用光学变焦和数字变焦。数字照相机可以按照照相的模式自动的变焦。
在自动变焦处理过程中，在数字照相机中可以提供各种照相模式(例如，肖像，团体，夜景，特写，黑白，背光，情景，文本等等)，和最佳的曝光，焦距，白色平衡等等。可以按照照相周围环境(或对象)自动地控制。肖像模式可以被用于照相自然肖像，通过靠近一个图片和使其在干净的背景状态中丰满(voluminous)。背光模式可以用于在逆光照相的时间上不产生图案的阴影。文本模式可以被用于照相字体或简单的文本和存储这些特征。
在自动变焦处理过程中，数字照相机可以自动地控制焦距，通过使用透过镜头(TTL)相位差检测方法，对比检测方法，声音波检测方法，和红外线测量方法等等。
TTL相位差检测方法是用于测量通过两个光学设备(具有不同的位置)的物体的测量值的方法，和朝着最小化差值的方向聚焦。
对比检测方法是一种聚焦的方法，通过比较经两个范围寻象器输入的每个图像之间的暗度。声音波检测方法是通过使用超声波辐射到对象返回的时间用于测量距离并控制焦距。
红外线测量方法是用于朝着对象辐射红外线，并通过对象的反射光和辐射光之间的角度计算到对象的距离，并然后通过使用红外线对象上辐射的红外线的光源和红外线反应光设备控制焦距，该设备接收从对象反射的反射光。
为了实现自动的聚焦控制方法，通过硬件附属该距离测量设备。然而，附属到移动通信终端的小型数字照相机相对于普通数字照相机具有尺寸限制，以致于只有手动的数字变焦功能可以被提供给小型数字照相机。就是说，移动通信终端的小型数字照相机可以提供手动数字变焦功能而没有象普通数字照相机那样的任何的自动的聚焦控制方法，并因此各种照相模式的问题不会被自动地提供。
在移动通信终端的小型数字照相机中，由于尺寸限制，难于利用硬件距离测量设备实现按照照相模式的自动的聚焦控制功能。此外，附属硬件距离测量设备到移动通信终端的小型数字照相机不仅阻碍了相应的移动通信终端变小而且增加了材料成本。

发明内容
本发明的目的是至少解决上述的问题和/或缺点并提供至少下述的优点。
本发明的实施例可以提供用于具有小型数字照相机(此后称作数字照相机)的移动通信设备的变焦方法，能够实现诸如肖像模式和文本模式的特殊的照相模式。
此外，本发明的实施例还提供小型数字照相机的变焦方法，其能够通过使用软件实现特殊的照相模式来进行快速变焦处理(没有硬件限制)。
本发明的实施例可以提供小型数字照相机的变焦方法，其包括按照设置的照相模式搜索照相屏幕的中央搜索线，和基于中央搜索线搜索上部和下部线以便提取一个照相对象的彩色平均值和偏差值。照相对象的尺寸基于平均值和偏差值可以被计算。可以按照照相对象的尺寸设定变焦率。
本发明的实施例可以提供小型数字照相机的变焦方法，其包括按照设定的照相模式预处理照相的屏幕，设定照相屏幕的中央搜索线(line)，和执行线(line)扫描。基于中央搜索线可以搜索预定数的上部和下部线。可以提取照相对象的彩色平均值和偏差。基于平均值和偏差可以判断照相对象的尺寸，并可以作出判断是否照相对象是在正常的区域或不是。照相对象的计算尺寸可以与基准值比较并可以设定变焦率。将变焦率提供给照相对象。
本发明的实施例还可以提供移动通信终端中的用于小型照相机的变焦方法。它可以包括选择/设定肖像模式和预处理照相屏幕。照相屏幕的中央搜索线可以被搜索，且照相对象可以被检测。基于中央线可以搜索上部和下部线。可以提取照相对象的皮肤颜色的平均值和偏差。基于皮肤颜色的平均值和偏差可以计算面部区域的尺寸。计算的面部区域的尺寸可以与基准值比较。可以计算变焦率并将其提供给照相屏幕。
本发明的实施例可以提供移动通信终端中用于小型数字照相机的变焦方法。它可以包括选择/检测文本模式，预处理照相屏幕，变焦照相屏幕到最大的程度，和放大文本到最大尺寸。可以搜索照相屏幕的中央线以便检测文本。基于中央线搜索上部和下部线以便检测文本的笔划宽度(stroke thickness)的平均值。基于文本笔划宽度的平均值可以计算文本尺寸。计算的文本的尺寸可以与基准值比较和可以计算变焦率。计算的变焦率可以被提供给照相屏幕。
通过结合附图，根据下面的详细描述，本发明的前述和其他的目的，特点，方面，优点以及实施例将变得更加清楚。


下面简述附图，其中相同的参考数字涉及相同的元素和其中图1是按照本发明一个实施例的小型数字照相机的方框图；图2是流程图，显示了按照本发明的一个实施例的小型数字照相机的变焦方法；图3A和3B是流程图，显示了按照本发明的实施例的在肖像模式和文本模式中的小型数字照相机的变焦操作；图4是示例图，用于解释按照本发明实施例的肖像模式的操作；以及图5是示例图，用于解释按照本发明实施例的文本模式的操作。
具体实施例方式
图1是按照本发明实施例的小型数字照相机的方框图。例如，小型数字照相机可以被提供在移动通信终端内。
小型数字照相机可以包括图像感测单元10，用于把光学图像信息转换成电子信息，光学透镜单元20，用于在图像感测单元10上聚焦图像，和处理器30，用于处理图像感测单元10的电子图像信息。驱动单元40可以被设置用于驱动变焦透镜，比如光学透镜单元20，和使用光学变焦功能。
在仅应用数字变焦来照相时候，可以使用小型数字照相机的图像感测单元10，光学透镜单元20和处理器30。在应用光学变焦照相的时候，还可以使用驱动单元40。
按照本发明实施例的小型数字照相机可以具有与普通数字照相机相同的结构，除了没有附加距离测量设备驱动单元之外，并通过软件数字变焦进行图像处理，以便提供实现模式设定功能的方法(例如，肖像模式和文本模式)。
图2是流程图，显示了按照本发明实施例的小型数字照相机的变焦方法。如所示的，该方法包括按照设定的照相模式预处理照相的图像(S11)，设定中央搜索线和搜索中央搜索线的搜索区域(S12)。基于中央搜索线可以搜索上部和下部搜索线以便提取图像的彩色平均值和偏差(S13)。基于平均值和偏差可以计算图像的尺寸(S13)。图像的尺寸可以与相应照相模式的基准值相比较以便确定变焦值(S15)。
肖像模式可以被用于照相人体的上部部分，能被当成移动通信终端中的示范画面。文本模式可以被用于照相屏幕中最大的字符以保持可读性的状态中。
图3A和3B是流程图，显示了按照本发明实施例的小型数字照相机以肖像模式和文本模式的变焦操作。图4是一个示例图，用于解释按照本发明实施例的肖像模式的操作。
肖像模式可以被用于自动的变焦在移动终端屏幕上被显示的照相对象的主体的上部尺寸。肖像模式可以通过平滑或模糊输入的数字图像来在照相屏幕中类推照相对象的尺寸，并因此进行自动的数字变焦处理。
用于变焦处理照相对象的照相屏幕中的最佳的尺寸能被在生产移动通信终端时设定成默认值或可以被用户设定。
肖像模式根据变焦处理速度可以被分成正常(一般)肖像和快速肖像模式。在快速肖像模式中，预定的算法可以被用于判断照相对象的面部形状。
当使用移动通信终端中的用户的菜单设定普通肖像模式时(S101，S102)，小型数字照相机执行预处理，用于最小化由噪声、阴影等等引起的照相屏幕产生的误差(S103)。在预处理过程中，在照相屏幕上产生的图像噪声通过平滑过滤器可以被去除，并且照相对象面部中的鼻子和眼镜的阴影影响可以通过模糊方法被最小化。模糊方法可以利用确定尺寸的窗口来平均处理整个屏幕，并然后模糊整个屏幕。
如图4所示，预处理的照相屏幕可以按1-＞2-＞3-＞4-＞5的顺序线扫描，以便搜索相应皮肤颜色的区域。当成功搜索时，照相对象的皮肤颜色的平均值和偏差，以及面部尺寸基于搜索结果可以被提取。提取的皮肤颜色的平均值和偏差可以被当成基准以判断照相对象的面部区域。
就是说，在肖像模式中照相时，照相对象通常被定位在中央。屏幕的中心1可以被设定成中央搜索线和可以执行线扫描(S104)。当通过线扫描检测面部区域时(S105)，基于中央搜索线，通过上下移动搜索线(具有预定的间隙)来搜索面部区域。因此可以计算照相对象的皮肤颜色的平均值和偏差(S106)。通过使用提取的皮肤颜色的平均值和偏差，来自平均值的在常数偏差范围内分布的像素数可以被计数，并接着可以计算当前照相的屏幕中照相对象的面部区域(S107)。
接着判断(或确定)提取的区域是否是面部形状或不是(S108)。如果该区域被判断不是面部形状，则再次设定中央搜索线和基于中央搜索线(或复位的中央搜索线)来搜索上部和下部以便计算面部区域(S104-107)。在重复的类推面部区域多于预定的次数的处理之后，判断(或确定)照相对象不是面部，并执行消息处理以便用户能直接地控制变焦，并因此数字照相机被变换成用户手动模式。
在另一方面，当提取的区域被判断(或确定)是面部形状时(S108)，面部区域的面积与肖像的预设定尺寸相比较以便可以确定变焦值(或变焦率)。接着，通过应用变焦率，数字照相机变焦处理照相对象(S122)。
当在移动通信终端中使用用户的菜单设定快速肖像模式时(S101，S102)，数字照相机可以执行预处理，用于如普通肖像模式那样最小化照相屏幕的误差产生。
定位在预处理照相屏幕的中心上的中央搜索线可以被线扫描(S111)，以便判断(或确定)是否包括面部区域(S112)。
当区域被判断成面部形状时，可以通过移动搜索线a，b，c，d，e，……(具有小于正常肖像模式的搜索线2，3，4和5的间隙)来检测面部区域。此外，基于该搜索结果，计算照相对象的皮肤颜色的平均值和偏差，并在每个搜索线上提取的面部区域的长度变化可以被确认(S13)。
接着判断(或确定)通过长度变化搜索的区域是否是面部形状(S114)。如果区域被判断不是面部形状，再次设定中央搜索线，并基于中央搜索线(或复位中央搜索线)来搜索不断被划分的上部和下部搜索线，以便计算皮肤颜色的平均值和偏差(S111-S113)。
当搜索的区域被判断(或确定)是面部形状时，每个搜索线中具有宽(widest)皮肤颜色的部分被判断成照相对象的面部宽度，并与用户预设定的最佳的面部尺寸信息相比较(或与设定的肖像尺寸)以便确定变焦值(或变焦率)(S115)。接着，通过数字照相机应用变焦率变焦处理该照相对象(S122)。
当照相的画面包括人的面部时，可以应用上述的变焦方法，由于不具有皮肤颜色的区域(例如眼睛，嘴唇和头发)按照人具有较小的区别，即使按照人的面部尺寸可以存在或多或少的差别。当照相对象戴着太阳镜或是秃头时，可以作出自动的变焦，即使面部尺寸是小的或大的。当由于照相背景与皮肤颜色相同而使自动变焦不能被适当的执行时，则执行消息处理以便用户确认。照相机可以被转换成手动模式以便用户可以直接执行变焦控制。
当照相多个对象时，基于搜索的皮肤颜色可以判断许多照相对象。当在一个搜索线上存在多于确定长度的几种皮肤颜色时，并在搜索线上检测相同样式的皮肤颜色，接着可以存储该皮肤颜色数。
通过搜索被判断是面部区域的所有区域的上部和下部线，分别计算面部区域的尺寸，和然后确认每个面部尺寸被分布在相应皮肤颜色的偏差中以便获得它的平均值。
通过使用该平均值，屏幕中照相对象的尺寸可以被类推，并且基于照相对象的数量以及面部尺寸可以执行自动的变焦处理，以便能够启动肖像模式，即使在一个屏幕中存在多于两个的照相对象时。
现在将结合图3B解释文本模式中具有小型数字照相机的移动通信终端的变焦方法。在文本模式中，照相对象的背景可能是白色的和文本可能是黑色的。即使当照相对象的背景颜色和文本颜色不是白色和黑色时，文本搜索也是可能的。然而，当背景颜色完全与文本颜色相反时，可以增强搜索效率。
当使用数字照相机照相文本时，基于彩色对比度可以判断文本的存在。然而，为了判断组成照相对象的文本的字符，可以执行变焦处理以使每个字符的笔划宽度可以多于1像素。该文本的笔划宽度不被固定成1像素，但基于用户所需的尺寸可以被设定。
如图3B所示，当使用移动通信终端以文本模式照相文本时(S101)，可以执行预处理以便最小化照相屏幕的误差产生(S116)。文本模式的预处理可以用平滑处理来执行，用于通过平滑过滤器来去除照相屏幕上存在的图像噪声。
预处理的照相屏幕可以被变焦到最大程度以便最大化文本尺寸(S117)。可以如同上述的肖像模式来设定中央搜索线1，并基于搜索线来执行线扫描(S118)。
当被判断成文本线的一个区域通过搜索结果被检测到时(S119)，如图5所示，可以通过移动搜索线a，b，c，d，e，……(具有距离中央搜索线1上和下预定的间隙)以便检测文本笔划的像素平均值来搜索文本区域(S120)。
通过把检测的文本笔划的平均值与用户的预设定值或预设定的基准值相比较，可以确定变焦率(S121)。小型数字照相机通过应用变焦率来变焦处理照相对象(S122)。该基准值可以是用于包括一个屏幕中最大文本的一个值，通过把文本笔划的宽度设定成1像素。
在按照本发明实施例的数字照相机的变焦方法中，肖像模式和文本模式被设置用于相应照相模式的快速处理和提高连续照相的效率。
在数字照相机的变焦方法中，提供了软件数字变焦以便应用肖像模式和文本模式而不影响移动通信终端的尺寸。
小型数字照相机的变焦方法还可以被应用到小的家电(或其它的对象)以增加产品价值和增加用户满意程度。
权利要求
1.一种变焦方法，包括搜索照相屏幕的中央搜索线；在照相屏幕内提取照相对象的彩色平均值和偏差；和根据计算的照相对象的尺寸设定变焦率。
2.如权利要求1所述的方法，其中提取的彩色平均值和偏差包括搜索上部和下部线。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括基于所述平均值和偏差计算照相对象的尺寸。
4.如权利要求3所述的方法，其中计算照相对象的尺寸包括通过计算平均值和偏差类推照相对象的尺寸；以及判断是否照相对象是相应于照相模式的正常区域。
5.如权利要求4所述的方法，进一步包括把数字照相机变换成用户手动模式，以便当照相对象不在正常区域时用户可以执行直接的变焦处理。
6.如权利要求1所述的方法，其中搜索中央搜索线包括设定照相模式；预处理照相屏幕；以及在中央搜索线的区域上执行线扫描。
7.如权利要求6所述的方法，其中预处理照相屏幕包括执行用于最小化误差产生的平滑方法和模糊方法的其中之一。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述中央搜索线包括包含接近照相屏幕的中心的水平轴，和用于开始初始线扫描的基准。
9.如权利要求1所述的方法，其中提取照相对象的彩色平均值和偏差的步骤包括通过搜索中央搜索线检测照相对象；基于中央搜索线搜索预定数的上部和下部搜索线；和提取照相对象的彩色平均值和偏差。
10.如权利要求9所述的方法，其中搜索预定数的上部和下部搜索线包括执行线扫描，并用预定的间隙来上下逐线搜索设置的线。
11.如权利要求9所述的方法，其中当照相对象没有被检测到时，该方法进一步包括复位中央搜索线；基于复位的中央搜索线复位上部和下部搜索线；和基于复位搜索线搜索预定数的上部和下部搜索线。
12.如权利要求1所述的方法，其中设定变焦率的步骤包括通过用计算的照相对象的尺寸与基准值相比较来计算变焦率。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述基准值包括通过用户手工预设定的值和基于屏幕对比度预设定值的其中之一。
14.一种变焦方法，包括搜索照相屏幕的预定数的线；提取照相屏幕上的照相对象的彩色平均值和偏差；基于平均值和偏差判断照相对象的尺寸；基于计算的照相对象的尺寸和基准值设定变焦率；和应用该变焦率到照相对象。
15.如权利要求14所述的方法，进一步包括设定照相屏幕的中央搜索线和执行线扫描。
16.如权利要求14所述的方法，进一步包括按照设定的照相模式预处理照相屏幕。
17.如权利要求16所述的方法，其中该照相模式包括肖像模式和文本模式的其中之一。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述预处理包括用于最小化误差产生的平滑方法和模糊方法的其中之一。
19.如权利要求14所述的方法，其中所述中央搜索线包括包含照相屏幕的近似中心的水平轴和用于执行线扫描的基准，以便检测照相对象。
20.如权利要求14所述的方法，进一步包括复位中央搜索线和当照相对象不被检测时基于复位中央搜索线执行线扫描。
21.如权利要求14所述的方法，其中所述搜索预定数的线包括用预定的间隙上和下交替逐行的搜索线。
22.如权利要求14所述的方法，进一步包括转换成用户手动模式，以便当照相对象不在正常区域时用户能够执行直接的变焦处理。
23.如权利要求14所述的方法，其中所述基准值包括通过用户手工预设定的值和基于屏幕对比度预设定值的其中之一。
24.一种有关移动通信终端的数字照相机设备的变焦方法，该方法包括搜索照相屏幕的搜索线以检测照相对象；搜索上部和下部搜索线以提取照相对象的皮肤颜色的平均值和偏差的至少其中之一；和基于提取的皮肤颜色的平均值和偏差计算面部区域的尺寸。
25.如权利要求24所述的方法，进一步包括用计算的面部区域的尺寸与基准值相比较；和基于该比较计算变焦率。
26.如权利要求25所述的方法，进一步包括把计算的变焦率应用到照相屏幕。
27.如权利要求24所述的方法，其中所述搜索线包括大致定位在照相屏幕中央上的中央搜索线。
28.如权利要求24所述的方法，进一步包括复位搜索线和搜索复位搜索线。
29.如权利要求24所述的方法，其中搜索上部和下部搜索线包括用预定的间隙上和下交替逐行的搜索设置的线。
30.如权利要求24所述的方法，其中计算面部区域的尺寸包括通过获得存在于来自皮肤颜色的平均值的确定偏差范围内的像素的数目来计算面部区域的面积。
31.如权利要求24所述的方法，其中计算面部区域尺寸包括通过具有小于上部和下部搜索线间隙的搜索线，通过获得长度变化来类推最长搜索线的长度作为面部宽度。
32.如权利要求24所述的方法，其中计算面部区域的尺寸包括判断计算的面部区域是否是正常的照相对象。
33.如权利要求32所述的方法，进一步包括把数字照相机变换成用户手动模式，以便当计算的面部区域不是正常的照相对象时用户能够进行直接的变焦处理。
34.如权利要求24所述的方法，其中当在搜索线上存在多于确定长度的多个皮肤颜色和在相邻的上部和下部搜索线上检测到相同样式的皮肤颜色时，该方法进一步包括判断存在多个照相对象；提取被判断是面部的每个照相对象的皮肤颜色的平均值和偏差；通过获得从每个皮肤颜色的平均值的确定偏差范围内存在的像素的数目来计算面部区域的面积；和基于该照相对象的数量和面部尺寸用预设定的变焦率来变焦照相屏幕。
35.一种移动通信中的数字照相机变焦方法，该方法包括搜索照相屏幕的中央搜索线以便检测文本；通过搜索上部和下部搜索线来检测文本的笔划宽度的平均值；和基于检测的文本的笔划宽度的平均值计算文本的尺寸。
36.如权利要求35所述的方法，进一步包括变焦照相屏幕到最大程度和放大该文本。
37.如权利要求35所述的方法，进一步包括用计算的文本的尺寸与基准值相比较；和基于该比较计算变焦率。
38.如权利要求37所述的方法，进一步包括应用该计算的变焦率到照相屏幕。
全文摘要
本发明提供了一种小型数字照相机的变焦方法，其包括按照设定的照相模式搜索照相屏幕的中央搜索线，和基于中央搜索线搜索上部和下部线以便提取照相对象的彩色平均值和偏差。基于该平均值和偏差可以计算照相对象的尺寸。按照该照相对象的尺寸可以设定变焦率。可以通过软件实现肖像模式和文本模式，而不影响移动通信终端的尺寸和便于快速处理变焦功能。
文档编号G03B15/00GK1506742SQ20031012051
公开日2004年6月23日 申请日期2003年12月12日 优先权日2002年12月12日
发明者申浚湧 , 申浚 申请人:Lg电子株式会社