专利名称：一种数码相机成像中内在延迟的修正方法
技术领域：
本发明涉及数码相机照相技术，尤指数码相机照相技术中对从摄影者意图拍摄的时间到数码相机实际捕捉到画面的时间之间所产生的内在延迟的修正。
背景技术：
一般，在数码相机照相时很难拍摄到真正所需的图像。当试图拍摄某一瞬间，如小孩子的微笑时，捕捉到的图像往往太迟，因为在快门打开前，那一瞬间已经过去。该时间误差产生于数码相机照相技术中的两种延迟。第一种延迟是从小孩微笑到快门启动时使用者所需的反应时间，第二种延迟则是从快门启动到快门打开时的延迟，该延迟为数码相机所特有，因为数码相机在拍摄之前必须完成一些处理程序。这两种延迟共同导致实际拍摄的时间迟于意图拍摄的时间。
修正该内在延迟的方法通常有两种，但均有不足之处。第一种方法是利用数码相机的最大连拍速度进行连续拍摄，当数码相机的缓存器被所拍图像存满，即对所拍图像进行处理并存于长期存储器内。该技术有三个缺点，首先，摄影者意图摄取图像的时刻可能出现在缓存器被存满之后，从而错过欲摄图像，其次，一些不需要的图像也被存储于长期存储器内，占据了存储空间，此外还需人工选择及决定所需图像。第二种修正方法被称为“流水式拍摄”，即以规则的时间间隔快速捕捉并处理图像，然后将其保存于长期存储器内。这种方法同样有几个缺点，首先，为保证下一图像的拍摄动作顺利进行，图像处理速度需足够快，由此使得所存图像的分辨率明显低于以同一相机拍摄所得的正常数字图像的分辨率，其次，如果意图拍摄的时刻短时间内没有到来，则存储器很快就会被存满，此外，所需图像的分检工作也较繁琐。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种数码相机成像中内在延迟的修正方法，该方法不但能够让使用者捕捉到真正满意的图像，而且图像的挑选也无需人工进行。
本发明的目的通过提供一种修正数码相机成像中内在延迟的方法实现，该方法是当摄影者框定图像时发出一个拍摄指令，对应于此指令，相机开始执行图像拍摄时所有必须的处理程序，至少包括自动对焦和曝光设定(若相机有自动对焦功能)，处理程序结束时，相机开始按固定祯速(比如每秒10祯)利用数字方式连续拍摄一组图像，并存于缓存器内。在连续拍摄过程中当摄影者发现意图捕捉的画面时，立刻发出捕捉画面的指令，根据该指令发出前预先设定的一个时间，相机从缓存器所存图像中选择并确定至少一幅拍摄时间与手动指令发出时间之间隔最接近该预先设定时间的图像。最后数码相机应用处理程序对选定图像进行处理，并将处理后的图像存于长期存储器内，该图像即为摄影者真正所需捕捉的图像。
本发明的有益效果是确保使用者拍摄到真正所需的图像，保证图像质量，并避免繁琐的人工挑选工作。
附图简要说明下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。
图1为应用本发明的数码相机的方块示意图；图2为本发明数码相机成像中内在延迟的修正方法的流程图；图3为本发明中选取所需图像的流程图。
图中，10.光学及图像传感器部分，12.光学件，14.光圈及快门组合部件，16.图像传感器，20.模拟数字转换器(A/D)，30.缓存器，40.处理器，60.长期存储器，70.快门按钮具体实施方式
请参阅图1，一般，数码相机包括光学及图像传感器部分10，用于将欲摄景物(图中未示)的光线传到图像传感器16上。该光学及图像传感器部分10包括光学件12以及光圈及快门组合部件14，可利用光圈调节镜头孔径，并利用快门控制曝光时间。本实施例中，图像传感器16是由二维阵列的与像素对应的像点感测单元构成，一般是行间转移技术或祯转移技术的光电荷耦合组件(CCD)或互补金属氧化物半导体芯片(CMOS)。该图像传感器16曝光于景物光线而生成图像的模拟信号，再经模拟数字转换器(A/D)20将每一像点的模拟信号转换为数字信号。模拟数字转换器(A/D)20可以装设在图像传感器的芯片上，每一像素均可有其自己的转换器。从模拟数字转换器(A/D)20产生的数字信号存储于缓存器30内，该缓存器一般为随机存取存储器(RAM)，至少可以存储一张图像。处理器40作为数码相机的处理控制部分，包括一个与计时电路及数字处理器相结合的微处理器，通过启动预设、控制曝光(由光圈及快门组合部件14实施)、产生计时信号以及控制图像信息流等控制相机。当摄影者按动快门按钮70时，处理器40开始启动拍摄。通常，快门按钮70为两段式按钮。该按钮70按至一半(第一段)时，相机开始预先执行尽可能多的操作动作，包括自动对焦和曝光设定等。当决定拍摄时，全部按下快门按钮70(第二段)，处理器40开始执行计算程序及其它功能并实施曝光进行拍摄。所摄的存于缓存器30内的图像经处理器40处理后保存于长期存储器60内，所存图像可以一直保存到使用者将其删除为止。
上述数码相机能够胜任对静物或者摆定姿势的图像的拍摄，但不能胜任对运动物体以及诸如小孩微笑等瞬间时刻的拍摄，此时，得到的图像通常都迟于摄影者意图拍摄的时刻。造成这种时间误差的原因有两个。第一个原因是快门延迟，指按动快门按钮70到实际捕捉到图像之间的延迟。因为在拍摄之前，处理器需要执行n个必须程序。快门延迟时间虽短，只有200毫秒左右，但意义重大。第二个原因是摄影者的反应延迟，指摄影者意图拍摄到快门按钮70按动间的延迟。这是因为人不可能立即作出反应，总是需要一个反应时间，最短的反应时间大约为200毫秒。如果还需要做出其它决定，反应时间会更长。一般，一个简单的决定及快门按下所需的反应时间约为300毫秒或者更长。
本发明提供的对上述两种延迟的修正方法如下所述请参照图1和图2，首先启动相机，处理器执行图像拍摄的准备程序，即步骤100。接着执行步骤110，选择设定摄影者的反应延迟的修正时间，该修正时间可自动设定，如前面提到的300毫秒，也可由摄影者按其经验手动设定。之后执行步骤120，摄影者按动快门按钮70至一半(两段式按钮的第一段)，意指所选景物已按需要方式框定只待最佳时机来临。此时，处理器40开始执行所有预先处理程序，并开始以某个固定的祯速进行拍摄(步骤130)。该祯速可以自行设定，但一般最佳选择为每秒10祯，即每过1/10秒的时间间隔，相机进行一次拍摄，该时间间隔也可由使用者手动设定，但未标示于图2中。未经处理的每幅原始的数字图像均被以先进先出的存储方式存入缓存器30内(步骤150)，即在图像存入缓存器30之前，首先进行步骤140的检查，确定所存图像是否超出所设定的缓存器存储图像的最大数值，而该数值至少要大于按固定祯速在相当于延迟时间(亦即修正时间)的时间段内所能拍摄的图像的数值。若超出，则删除最先进入缓存器的图像(步骤160)，存入新摄图像(步骤150)，否则，新摄图像将直接存入缓存器30内(步骤150)。例如假设相机拍摄祯速为每秒10幅，人的反应时间为300毫秒，则缓存器至少应能存储4幅图像。若缓存器已存储4幅图像但仍有新图像需被存入时，则移出最先进入缓存器的图像并存入新摄图像。根据上述方式，所采用的处理器允许以较低的速度对图像信息进行处理，而缓存器的存储空间也可保持固定且相对较小，同时亦允许数码相机无限制的以某个固定祯速连续拍摄。当然缓存器30必须保证能完整存储最大数值所对应的所有图像的所有信息。一般该数值不是很大时，相对便宜的易失性随机存取存储器即可应付。
如果快门按钮70第二段不按动(步骤170)，则数码相机会以固定的时间间隔反复拍摄(步骤180)。若相机具有在拍摄下一景时可以更改曝光及焦距设定的功能，将执行步骤190，检查是否要更改设定，否则在其后的拍摄中将延续前之设定。只要相机处理速度足够快，在拍摄随后的每一张图像时均可重新设定曝光或对焦，即步骤200。当摄影者将快门按钮70全部按动(第二段)时，表明已选定欲摄图像而停止继续拍摄。如前所述，因为有摄影者的反应时间，故该指令的发出时刻落后于意图拍摄的时刻。指令发出后，处理器40开始在缓存器30的图像中选择和确定快门全部按下前最接近摄影者延迟时间开始时刻的图像，即步骤210。选定后，执行步骤220删除其余图像。最后，对所选图像进行处理并存于长期存储器内(步骤230)。本实施例对长期存储器的要求较为宽松，可以是可移动非易失性存储器或者是可移动或固定式磁盘驱动器，也可以是不可移动非易失性存储器、连续充电的易失性存储器或者其它只要能够保存所需数字图像直到使用者将其移至其它载体的存储器都可使用。
图3是详细说明从缓存器30中选择所需图像的流程图。参照该图，首先执行步骤400，找到或者读取修正内在延迟的时间。接着执行步骤410，根据该修正时间以及拍摄图像的时间间隔，计算得出一个检索参数。例如，用修正时间除以时间间隔得出一个数，再对该数字进行高斯运算得出一个整数，则该整数所对应的图像或者其下一张图像即为时间上最接近摄影者意图拍摄的图像，这样所需图像即可被选择和确定(步骤420)。
当然，本实施例中，两段式快门按钮可更换为两个分别设置的按钮或者同一按钮进行两次按动，以及其它能够取得同样使用效果的方式，而进入缓存器的图像也不一定完全不被处理，只要图像处理速度足够快，均可处理成最终效果的图像，且缓存器30可以置于长期存储器内，或者无需设置缓存器而将连续拍摄的图像直接存于长期存储器内。此外，在步骤420中处理器40可以选择两幅、三幅或者更多幅图像，并对其进行处理及存于长期存储器60内，随着存储图像的增多，长期存储器60包含摄影者所需时刻的图像的概率也得以提高。
权利要求
1.一种数码相机成像中内在延迟的修正方法，该数码相机包括由二维阵列的与像素对应的像点感测单元构成的图像传感器、使该图像传感器曝光于景物光线以形成图像信息及对图像信息进行转换从而生成对应每个像点的数字图像信息的元件、缓存器以及长期存储器，该方法包括摄影者框定图像时发出一个拍摄指令，对应于此指令，数码相机开始执行图像拍摄时所有必须的处理程序，其特征在于该方法还包括以下步骤(1)拍摄指令发出前，对数码相机进行参数设定，其中包括一个时间参数的设定；(2)处理程序结束时相机以大致固定的祯速利用数字方式拍摄一组图像，并存于缓存器内；(3)在连续拍摄过程中当摄影者发现意图捕捉的画面时，立刻发出捕捉画面的指令；(4)根据前述预先设定的时间参数，从缓存器所存图像中选择并确定至少一幅拍摄时间与手动指令发出时间之间隔最接近该预先设定时间的图像；(5)对选定图像进行处理，并移至长期存储器内进行保存。
2.如权利要求1所述的数码相机成像中内在延迟的修正方法，其特征在于所述的步骤(1)还包括缓存器存储图像数目的最大数值的设定。
3.如权利要求1所述的数码相机成像中内在延迟的修正方法，其特征在于所述的缓存器存储图像数目的最大数值根据时间参数及固定祯速的拍摄时间间隔确定。
4.如权利要求2或3所述的数码相机成像中内在延迟的修正方法，其特征在于所述的步骤(2)包括以下步骤(a)拍摄一幅图像；(b)如果缓存器所存图像的数目未超过所述的最大数值，则直接存入所拍图像，并执行步骤(d)；(c)若缓存器所存图像的数目已达到所述的最大数值，则从缓存器中移出最先进入的图像，并存入新拍图像；(d)每过一个大致固定的时间间隔重复步骤(a)到(d)，对下一幅图像进行拍摄并存储。
5.如权利要求4所述的数码相机成像中内在延迟的修正方法，其特征在于所述的步骤(d)还包括下一幅图像拍摄前更改光学设定的步骤。
6.如权利要求1所述的数码相机成像中内在延迟的修正方法，其特征在于所述的步骤(4)还包括以下步骤(e)根据预先设定的时间和固定祯速的拍摄时间间隔，计算得出一个检索参数；(f)按照该检索参数确定所需图像。
7.如权利要求1所述的数码相机成像中内在延迟的修正方法，其特征在于所述的步骤(1)还包括光学设定。
8.如权利要求1所述的数码相机成像中内在延迟的修正方法，其特征在于所述的步骤(4)还包括从缓存器中删掉除所选图像之外的其它所有图像的步骤。
9.如权利要求1所述的数码相机成像中内在延迟的修正方法，其特征在于所述的预先设定的时间是一般人的反应时间。
10.如权利要求1所述的数码相机成像中内在延迟的修正方法，其特征在于所述的缓存器为长期存储器的一部分。
11.如权利要求1所述的数码相机成像中内在延迟的修正方法，其特征在于所述的存于缓存器内的图像包括被初步处理的图像。
12.如权利要求1所述的数码相机成像中内在延迟的修正方法，其特征在于所述的一组图像的拍摄时段应大于人的反应时间。
13.一种数码相机成像中内在延迟的修正方法，该数码相机包括由二维阵列的与像素对应的像点感测单元构成的图像传感器、使该图像传感器曝光于景物光线以形成图像信息及对图像信息进行转换从而生成对应每个像点的数字图像信息的元件、长期存储器，该方法包括摄影者框定图像时发出一个拍摄指令，对应于此指令，数码相机开始执行图像拍摄时所有必须的处理程序，其特征在于该方法还包括以下步骤(1)拍摄指令发出前，对数码相机进行参数设定，其中包括一个时间参数的设定；(2)处理程序结束时相机以大致固定的祯速利用数字方式拍摄一组图像；(3)在该组图像的拍摄过程中，每次进行下一幅图像拍摄之前，即对所摄图像进行处理并存于长期存储器内；(4)在连续拍摄过程中当摄影者发现意图捕捉的画面时，立刻发出捕捉画面的指令；(5)根据前述预先设定的时间参数，从长期存储器所存图像中选择并确定至少一幅拍摄时间与手动指令发出时间之间隔最接近该预先设定时间的图像。
14.如权利要求13所述的数码相机成像中内在延迟的修正方法，其特征在于所述的步骤(5)还包括从长期存储器中删掉除所选图像之外的其它所有图像。
15.如权利要求13所述的数码相机成像中内在延迟的修正方法，其特征在于所述的预先设定的时间是一般人的反应时间。
全文摘要
本发明公开了一种数码相机成像中内在延迟的修正方法，该内在延迟产生于从快门按下到快门打开的快门延迟以及摄影者的反应延迟。当摄影者框定图像时发出拍摄指令，数码相机开始执行图像拍摄时所有必须的处理程序，并以规律的拍摄方式进行连续拍摄，及将所拍图像存于缓存器内，当摄影者发出捕捉所需画面的指令时，数码相机根据内在延迟的修正时间从缓存器内选择所需图像进行处理并保存。据此，产生于摄影者的反应延迟及快门延迟均得以修正。
文档编号H04N5/232GK1501695SQ02152280
公开日2004年6月2日 申请日期2002年11月18日 优先权日2002年11月18日
发明者大卫·R·派普, 大卫 R 派普 申请人:矽峰光电科技股份有限公司