专利名称：拍摄装置和方法
技术领域：
本发明涉及用于拍摄的拍摄装置和方法，更具体而言，涉及校正在拍摄低亮度场景时由抖动(shaking)引起的不利影响的拍摄装置和方法。
背景技术：
存在用于校正由拍摄装置(例如照相机)的抖动引起的拍摄图像中的误差的传统技术。例如，存在光学抖动校正方法，其通过沿与抖动方向相反的方向相对于拍摄表面偏移拍摄装置的透镜位置，来校正由抖动引起的图像中的误差。
另外，在日本专利申请No.2005-086488公开的传统抖动校正技术中，在利用高速快门拍摄多幅图像之后，基于物体的特定点组合每幅图像以校正图像。
在进行卷帘式(rolling)读出的拍摄设备(例如互补金属氧化物半导体(CMOS))中，每条垂直线中的曝光定时是不同的。因此，为了均匀地对拍摄设备的上部和下部曝光，整条垂直线必须被同时曝光。为此，可以使用低速快门，或者在整条线上的电荷被全部复位并且取得了闪光图片之后关闭机械快门。然而，当聚焦到远距离物体时，选择低速快门可能不是优选的，因为可能很容易发生例如由于手的晃动而引起的抖动。另外，焦平面中的失真可能在图像中引入进一步的误差。
整条线被复位并且机械快门被一起使用的方法适合于拍摄前景中的物体(例如脸部)。然而，当以具有抖动校正功能的慢同步拍摄模式对背景进行拍摄时，总曝光时间较长，并且装置在拍摄期间发出的声音可能让摄影师听起来很不舒服。
发明内容
本发明提供了一种拍摄装置和方法，这种拍摄装置和方法提供了尤其适合于拍摄低亮度场景的抖动校正功能。
本发明的实施例提供了一种可以组合通过时分(time division)曝光拍摄的多幅图像的拍摄装置。该装置例如可以包括具有整体复位模式和顺序曝光模式的拍摄设备，在整体复位模式中，在闪光爆发之后全体像素立即被同时曝光，在顺序曝光模式中，根据闪光未爆发的状态，曝光定时是不同的。该装置还可以包括组合由拍摄设备拍摄的图像的图像组合单元，从而使拍摄设备在顺序拍摄操作中执行整体复位模式和顺序曝光模式相结合的拍摄。
拍摄设备可以在顺序拍摄操作中通过顺序曝光模式的多次曝光拍摄多幅图像，并且图像组合单元可以通过消除包括在多幅图像中的物体的错位来组合这多幅图像。另外，每当拍摄设备对图像拍摄时，图像组合单元都可以通过组合拍摄设备拍摄的图像来生成组合图像。拍摄装置还可以包括检测组合图像的曝光量的曝光量检测单元，并且当组合图像的曝光量达到预定亮度水平时，拍摄设备可以停止顺序曝光模式的拍摄。
另外，拍摄设备可以重复顺序曝光模式的拍摄，直到摄影师停止拍摄为止，并且由于曝光量可以手工调节，因此摄影师可以控制适度的曝光量。
本发明的另一个实施例提供了一种通过时分曝光拍摄的多幅图像可以被组合的拍摄方法。该方法包括以下步骤执行使用整体复位模式和顺序曝光模式的复合模式拍摄过程，在整体复位模式中，在闪光爆发之后全体像素立即被同时曝光，在顺序曝光模式中，根据闪光未爆发的状态，曝光定时是不同的。该方法还可以包括执行图像组合过程的步骤，在该过程中在复合模式拍摄过程中拍摄的图像被组合，在复合模式拍摄过程中，在顺序拍摄操作中整体复位模式和顺序曝光模式相结合地进行拍摄。
在复合模式拍摄过程中，在顺序拍摄操作中可以通过顺序曝光模式的多次曝光拍摄多幅图像，并且在图像组合过程中，可以通过消除包括在多幅图像中的物体的错位来组合这多幅图像。此外，在图像组合过程中，每当拍摄设备拍摄图像时，都可以通过组合被拍摄的图像来生成组合图像。
拍摄方法还可以包括检测组合图像的曝光量的曝光量检测过程，并且在复合模式拍摄过程中，当组合图像的曝光量达到预定亮度水平时，可以停止顺序曝光模式的拍摄。在复合模式拍摄过程中，可以重复顺序曝光模式的拍摄，直到摄影师停止拍摄为止，并且由于曝光量可以手工控制，因此摄影师可以控制适度的曝光量。
另外，根据本发明的实施例，拍摄装置可以包括拍摄设备和顺序曝光拍摄单元，在拍摄设备中，接收光的每个像素的电荷根据光强被累积，顺序曝光拍摄单元通过时分曝光以卷帘式快门模式拍摄多幅图像，在该模式中，在沿拍摄设备的每条线的方向开始曝光并且经过预定的曝光时间之后，沿从曝光开始处的位置的方向读出电荷。拍摄装置还可以包括整体复位单元、机械快门和闪光控制单元，整体复位单元完全消除累积在拍摄设备的每个像素中的所有电荷，机械快门通过打开和关闭遮蔽入射光进入拍摄设备的遮蔽片来控制遮蔽状态和曝光状态，闪光控制单元在打开机械快门的同时点亮闪光。拍摄装置还可以包括以全局快门模式拍摄图像的整体曝光拍摄单元，在该模式中，在经过预定曝光时间后曝光结束的同时通过打开机械快门读出拍摄设备中的每个像素中的累积电荷，从而使拍摄设备的所有像素可以在累积在拍摄设备中的电荷被整体复位单元消除之后立即被同时曝光。拍摄装置还可以包括第一特征点提取单元、第二特征点提取单元和图像组合单元，第一特征点提取单元基于整体曝光图像的边缘信息提取出第一特征点，第二特征点提取单元基于顺序曝光图像的边缘信息提取出第二特征点，图像组合单元通过组合整体曝光图像和顺序曝光图像来生成组合图像，从而使第一特征点提取单元的位置和第二特征点提取单元的位置对准。
在这种布置中，卷帘式快门模式是顺序曝光模式的实际例子，全局快门模式是整体曝光模式的实际例子。另外，通过结合使用卷帘式快门模式可以减少功耗。结果，可以减少电池消耗，尽管通过时分曝光增大了拍摄闪光爆发次数。
拍摄装置还可以包括检测组合图像的主物体的亮度的主物体亮度检测单元，以及通过将检测到的主物体的亮度与预定的适当亮度相比较来确定组合图像中的主物体的亮度的适度性的最优亮度确定单元。拍摄装置还可以包括拍摄控制单元，拍摄控制单元控制顺序曝光拍摄单元以在确定主物体的亮度不适当时拍摄又一顺序曝光图像，并控制图像组合单元通过将组合图像和又一幅被拍摄的顺序曝光图像相组合来组合另一图像。
拍摄装置还可以包括检测组合图像的背景亮度的背景亮度检测单元，以及通过将检测到的背景亮度与预定的适当背景亮度相比较来确定组合图像中的背景亮度的适度性的最优背景亮度确定单元。拍摄装置还可以包括拍摄控制单元，拍摄控制单元控制顺序曝光拍摄单元在确定主物体的亮度不适当并且背景亮度不适当时拍摄又一顺序曝光图像，并控制图像组合单元通过将组合图像与又一被拍摄的顺序曝光图像相组合来组合另一图像。
在这种布置中，拍摄控制单元可以控制顺序曝光拍摄单元在快门按钮被按下多于预定次数时继续对曝光图像拍摄，例如直到快门按钮被释放为止。又例如，如果快门按钮被按下两次，则拍摄控制单元可以被配置为停止顺序曝光。另外，拍摄控制单元可以包括显示单元，每当拍摄顺序曝光图像并生成组合图像时，都在显示单元中显示组合图像的曝光水平。
本发明的以上和其他的特征和优点将通过结合附图详细地描述本发明的示例性实施例而变得更加清楚，在附图中图1是图示根据本发明一个实施例的拍摄装置的示例性配置的框图；图2是图示根据本发明实施例的图1中所示的拍摄装置的CPU的功能的例子的框图；图3是图示根据本发明实施例的图1中所示的拍摄装置的图像信号处理单元的示例性配置的框图；图4图示了根据本发明实施例的卷帘式快门的曝光定时的例子的概念图；图5图示了卷帘式快门的曝光定时的另一例子的概念图；图6图示了整体复位模式中的曝光定时的例子的概念图；图7图示了整体复位模式中的连续曝光定时的另一例子的概念图；图8图示了根据本发明实施例的拍摄装置的曝光定时的例子的概念图；图9图示了根据本发明实施例的拍摄装置的修改后的曝光定时的例子的概念图；图10图示了根据本发明实施例的拍摄装置的曝光时间和曝光量的例子的示意图；图11图示了根据本发明实施例的拍摄方法的例子的流程图；以及图12图示了根据本发明实施例的长时间(bulb)拍摄模式中拍摄装置的拍摄方法的例子的流程图。
具体实施例方式
下面将更完整地参考附图描述本发明，附图中示出了本发明的典型实施例。在下面的详细描述和附图中，相近的标号被用于具有基本相同的配置和功能的元件。
图1是图示根据本发明实施例的拍摄装置的配置的框图。如图所示，在该例中，诸如照相机或摄像机之类的拍摄装置100包括光学系统102、驱动器104、106和108、定时控制单元110、互补金属氧化物半导体(CMOS)112、相关双采样(CDS)放大器114、模拟到数字(A/D)转换器116以及图像输入控制单元118。在该例中，拍摄装置100还包括中央处理单元(CPU)120、操作单元122、图像信号处理单元124、视频随机访问存储器(VRAM)126、压缩处理单元128、存储器130、显示单元132、液晶显示(LCD)驱动器134、记录介质控制单元136、记录介质138、电容器140和闪光控制单元142。
光学系统102通过光学系统的透镜将物体的图像投射到CMOS112上。驱动器104驱动光学系统102的缩放(zooming)工具，驱动器106驱动光学系统102的光圈(iris)工具，驱动器108驱动光学系统102的聚焦工具。定时控制单元110控制构成CMOS 112的每个像素的曝光时间或电荷读出。
在该例中，CMOS 112由光电换能器形成，并且根据每个光电换能器接收到的光生成电信号。CDS放大器114去除包括在从CMOS112接收的电信号中的低频噪声，并将电信号放大到预定电平。A/D转换器116将模拟信号转换为数字信号。图像输入控制单元118通过接收来自CPU 120的命令来控制CMOS 112、CDS放大器114和A/D转换器116的操作。
操作单元122包括电源开关、模式改变装置和快门按钮，并且使得用户能够设置快门速度或国际标准化组织(ISO)灵敏度。在该例中，VRAM 126是具有多个通道以便可以同时执行显示图像的输入和显示单元132的显示的图像显示存储器。压缩处理单元128将输入图像数据压缩为联合图像专家组(JPEG)压缩类型或Lempel-Ziv-Welch(LZW)压缩类型。
存储器130可以是诸如同步动态随机访问存储器(SDRAM)之类的半导体存储设备，并且存储利用时间分割拍摄技术拍摄的高速快门图像。另外，由图像信号处理单元124组合的组合图像以及CPU 120的操作程序也可以存储在存储器130中。
显示单元132包括诸如LCD之类的显示元件，在其上可以显示从VRAM 126中读出的图像。LCD驱动器134驱动显示单元132，并控制显示单元132的输出。
记录介质控制单元136控制图像数据到记录介质138的输入，或者图像数据的读取或记录在记录介质138中的设置信息。记录介质138可以是光学记录介质、光磁盘、磁盘、半导体存储器介质或任何其他合适的介质，并且可以记录被拍摄的图像数据。另外，记录介质138可以被配置为附接到相应的拍摄装置100以及与拍摄装置100分离。
电容器140临时存储电流以确保爆发闪光所需的功率。闪光控制单元142控制闪光的爆发。具体而言，闪光控制单元142控制闪光操作以及整体地复位拍摄设备，还控制拍摄装置100的机械快门的开-关操作。
图2是图示根据本发明实施例图1中所示的拍摄装置100的CPU120的功能的配置例的框图。参考图2，CPU 120包括顺序曝光拍摄单元200、整体复位单元202、整体曝光拍摄单元204、拍摄控制单元206、最优亮度确定单元208和最优背景亮度确定单元210。即，CPU 120可以执行以上功能，或者CPU 120的每个单元可以被配置为独立的硬件模块。
顺序曝光拍摄单元200以卷帘式快门(rolling shutter)模式进行拍摄，在该模式中，沿拍摄设备的每条线的方向进行曝光。在进行预定时间的曝光之后，沿一个方向从曝光开始点处读出累积的电荷。整体复位单元202清除在拍摄设备的每个像素上累积的所有电荷。
整体曝光拍摄单元204以全局快门(global shutter)模式进行拍摄，从而在累积在拍摄设备中的电荷被整体复位单元202清除之后，拍摄设备的机械快门立即打开以使得拍摄设备的全部像素可以被同时曝光。在预定的曝光时间之后，在预定曝光时间结束的同时读出拍摄设备的每个像素中的累积电荷。
拍摄控制单元206控制顺序曝光拍摄单元200、整体曝光拍摄单元204和将在下面描述的图像组合单元306(参考图3)，并控制拍摄顺序曝光图像或整体曝光图像的定时。另外，拍摄控制单元206根据包括在组合图像中的主物体的亮度或背景亮度确定是否要继续顺序曝光拍摄。
最优亮度确定单元208通过将在拍摄图像中检测到的主物体的亮度与主物体的预定亮度相比较，来确定主物体的亮度是否适当。最优背景亮度确定单元210通过将背景亮度与背景的预定亮度相比较，来确定在拍摄图像中检测到的背景亮度是否适当。
图3是图示根据本发明实施例图1中所示的拍摄装置的图像信号处理单元124的配置例的框图。图像信号处理单元124包括第一特征点提取单元302、第二特征点提取单元304、图像组合单元306、主物体亮度检测单元308和背景亮度检测单元310。另外，图像信号处理单元124计算由自动曝光(AE)设置的曝光量的估计值，并计算由自动聚焦(AF)设置的焦距的估计值。
第一特征点提取单元302基于整体曝光图像的边缘信息提取第一特征点，第二特征点提取单元304基于顺序曝光图像的边缘信息提取第二特征点。如果检测到每幅图像的每个像素的亮度值，则诸如对应亮度差之类的信息就可以用于识别图像的边缘，因为边缘部分是相邻像素之间的对应亮度差最大的位置。
图像组合单元306通过组合整体曝光图像和顺序曝光图像来生成组合图像。主物体亮度检测单元308检测包括在组合图像中的主物体的亮度。背景亮度检测单元310检测组合图像的背景亮度。
主物体亮度检测单元308或背景亮度检测单元310可以用作检测组合图像的曝光量的曝光量检测单元的一部分。当然，曝光量检测单元可以计算一基准亮度，以确定例如相对于主物体的亮度和背景亮度两者过高或过低的总曝光量，并且可以计算平均值或中值。
上面已经描述了根据本发明实施例的拍摄装置。下面描述例如使用根据本发明实施例的拍摄装置的拍摄方法。
图4图示了根据本发明实施例的卷帘式快门的曝光定时的例子例的概念图。在图4中，VD指示垂直发射时间。垂直轴对应于拍摄设备的垂直线位置，水平轴指示时间流逝。曝光操作信息由具有顶角TS、TE、LS和LE的平行四边形表示，下面将参考附图具体描述。
传统上，卷帘式快门从垂直线的上端TOP开始TS曝光到垂直线的下端LAST，并且当曝光完成时，执行从垂直线的上端TOP到下端LAST的另一曝光。另外，在从曝光开始经过预定时间之后，累积在拍摄设备的每个像素中的电荷被从TE读出到LE。此时，每条线的曝光开始时刻和读出开始时刻之间的时间差被认为是曝光时间。
图4图示了在曝光期间何时爆发闪光。闪光爆发时间用垂直双线示出。在如图4所示具有短曝光时间的卷帘式快门的情形中，即使当闪光爆发时，闪光爆发时间也并不包括在TOP线的曝光时间中。因此，图像数据读出并不包括闪光。因此，为了使整条线接收闪光，设置更长的曝光时间。
图5中图示了卷帘式快门的曝光定时的例子，该卷帘式快门已经延长了曝光时间，以使得拍摄像素的整条线都可以接收到闪光。如图所示，整条线都可以接收闪光的曝光定时可以通过适当地控制闪光的爆发定时以确保足够长的曝光时间来实现。然而，这种具有足够长的曝光时间的低速快门可能很容易受到抖动的影响。
因此，在慢同步拍摄中，结合使用了整体复位模式和机械快门的全局快门模式(如图6所示)可能是优选的。全局快门模式是这样一种模式，其中在一条线的从上端行(TOP)到下端行(LAST)的电荷被完全复位之后曝光开始。由于读出是在曝光后从上端行(TOP)沿图像的垂直方向开始的，因此存在曝光时间差。然而，整条线的相同曝光时间可以通过使用机械快门遮蔽入射光来实现。以这种方式，利用整体复位模式和机械快门，快门速度可以维持在某一范围内的高速，该范围使得曝光时间不小于闪光爆发时间。因此，整条线可以同时曝光。
一般而言，当焦距是用于35mm胶片照相机时，可能引起抖动的快门速度比焦距(例如，单位mm)的倒数的时间长。例如，如果焦距是200mm，则可能导致图像很容易受到抖动影响的快门速度比1/200秒长。另外，当使用缩放功能时，由于很容易发生抖动，因此使用了高速快门。从而，在减小抖动对图像的影响方面，整体复位模式可能比卷帘式快门模式更有效。然而，由于机械快门的移动，整体复位模式可能产生操作声音。另外，在整体复位模式中，直到快门完全从关闭状态打开，才会对下一图像进行曝光。因此，如图7所示，对于连续拍摄模式中的每次拍摄存在时间滞后。因此，根据本发明实施例的拍摄装置在利用闪光拍摄主物体时使用整体复位模式，而在不用闪光拍摄背景时使用卷帘式快门模式。
下面将参考图8描述根据本发明实施例的拍摄装置的曝光定时，图8图示了拍摄装置的曝光定时的例子的概念图。
在利用整体复位模式进行拍摄后，利用卷帘式快门进行拍摄，即，多幅图像被拍摄。另外，在机械快门打开后立即爆发闪光。当经过预定的曝光时间后，机械快门关闭，并且从拍摄设备的线的上端TOP顺序读出线中的累积电荷。由于机械快门的打开和关闭是在笫一次拍摄中完成的，因此摄影师并不会由于机械快门的操作声音而被打断。另外，当使用卷帘式快门拍摄时，不需要使用机械快门。因此，在连续拍摄模式中不会发生由于机械快门的打开和关闭而引起的时间滞后。
根据本发明的实施例，用于爆发闪光的定时在整体复位模式中发生一次。这可以防止或减小当在卷帘式快门模式中拍摄时闪光会导致曝光污染(stain)的可能性。此外，如图9所示，在结束时可以进行使用整体复位模式的拍摄。
卷帘式快门的速度大于能够获得适度曝光的速度，并且可以被设置为使得从以相应高快门速度拍摄的预定图像中组合得到的图像的亮度等于适度曝光的图像的亮度。在某些情况下，以高快门速度拍摄的图像是以时分图像的方式显示的。通过时分曝光模式进行的拍摄可以表示使用高速快门的拍摄。
如上所述，根据本发明实施例的拍摄装置首先以整体复位模式对前景图像进行拍摄，然后以连续拍摄模式利用卷帘式快门对背景图像进行拍摄。此后，基于每幅拍摄图像的边缘信息在每幅拍摄图像中提取出特征点。
另外，由利用整体复位模式的拍摄图像和利用卷帘式快门拍摄的多幅图像产生组合图像，从而对应特征点的位置相互对准。这里，卷帘式快门模式的连续爆发的次数可以例如基于组合图像的亮度值确定。连续爆发的次数可以被预设为预定爆发，或者可以由摄影师适当地控制。
每当拍摄图像时，都提取出每幅图像的特征点。通过对准特征点的位置，使用卷帘式快门模式拍摄的图像被组合起来。因此，无论何时使用卷帘式快门模式拍摄图像，自从生成组合图像起，该组合图像的亮度值就被顺序监视。
每当检测到对应的亮度值时被监视的亮度值都与预定的适当亮度值进行比较，以确定是否要继续连续拍摄。组合图像的亮度例如可以是主物体的亮度值或包括背景部分的整个图像区域的亮度值。亮度值可以是整个物体的峰值或平均值。下文中，通过组合每一拍摄过程中的图像得到的组合图像可以被称为实时取景(live view)图像。
下面将描述亮度值监视功能。
如果主物体(例如人)远离背景，则闪光不能到达背景。在这种情况下，即使通过监视背景图像的亮度值确定了拍摄爆发，也可以使用组合图像的曝光量。然而，如果主物体靠近背景，则闪光到达背景。在这种情况下，当以整体复位模式拍摄的主物体的图像与背景图像相组合时，主物体的图像可能具有过度曝光的亮度水平。
另外，当在亮度连续改变的情形中进行拍摄时，被监视的亮度值并不代表物体的真实亮度。另外，当正常光照射在主物体和背景两者上，并且主物体和背景之间的亮度差较小时，在对背景曝光的同时，除了正常光之外背景的某些曝光也添加到主物体上。结果，组合图像中主物体的亮度水平可能极大地增大。因此，希望根据情形控制曝光水平。
下面将参考图10描述根据本发明实施例的拍摄装置的亮度值监视功能。图10是图示在利用整体模式进行第一次拍摄之后通过监视使用卷帘式快门模式的曝光量进行连续拍摄的方法的示意图。
在方程1中，B是以实时取景图像的亮度计算出的背景部分的曝光水平。另外，T(k)是在拍摄背景时不产生抖动的快门速度，其中k＝0，1，…N-1(N是自然数)。N是爆发次数，并且爆发次数N被确定为使得在N次曝光后可以获得适当水平的曝光量。A(固定值)是光圈值，EF是在以整体复位模式进行拍摄时的曝光量。
B=Σk=0N-1{T(k)×A}+EF···]]>在监视组合图像的亮度水平的同时进行自动曝光(AE)计算以预测未来亮度水平。另外，在执行AE计算时，每当由各幅拍摄图像组合出一幅图像时确认亮度水平，并且依赖于主物体和背景中的每一个是否被过度曝光来确认主物体和背景部分。此外，AE计算是在曝光线的下端之后立即进行的读出操作后执行的。在图10中，AE(k)是在使用卷帘式快门的第k次爆发中对拍摄图像进行的AE计算。
例如，对于AE(1)，当执行对于第一卷帘式快门拍摄的AE计算时，下一曝光T(2)已经开始。因此，如果对其应用快门速度信息T(2)的预期亮度水平有望达到所需亮度水平时，T(3)曝光被取消。结果，可以以稳定的曝光水平进行拍摄。此外，对于AE(N-2)，如果对其应用最终曝光的快门速度T(N-1)的曝光量被确定为不足的，则可以增大曝光次数。
然而，在通过整体复位模式进行曝光之后，通过测量闪光的反射光的量的来检测主物体的位置和大小。另外，当在利用卷帘式快门模式进行曝光的同时执行AE计算时，确定主物体的亮度水平。即，监视主物体的亮度值，以使得该亮度值不会由于添加了正常光部分而变得过分地大。另外，作为取消曝光的基础，主要使用的是主物体的亮度值，并且当主物体的亮度值适当时，随后使用背景的亮度值。
图10中的最下部线图示了在诸如LCD之类的显示单元中显示的组合图像的定时和亮度值的例子。由于添加了背景的图像，显示图像变得更亮。该现象可以在LCD中观察到。
另外，当摄影师按下快门按钮多于预定次数时，拍摄装置变为长时间拍摄模式。相反地，当在预定时间段内释放了快门按钮时，通过AE计算(T(0)-T(N-1))进行拍摄。在长时间拍摄模式中，在观察显示在LCD上的组合图像的亮度水平的同时，摄影师可以确定曝光结束时间。此外，在长时间拍摄模式中，当释放快门按钮时，曝光结束。当然，长时间拍摄模式中的设置可以预先进行。
还应当注意，当通过爆发闪光以整体复位模式拍摄主物体和以卷帘式快门模式拍摄背景时，可以使用不同的灵敏度。即，当对图像质量并不重要的背景拍摄时，可以以高灵敏度进行拍摄，而当拍摄主物体时，可以以低灵敏度进行拍摄。不同灵敏度的拍摄减少了背景的闪光爆发次数和以高速进行拍摄的需要。另外，在某些情况下，只对背景爆发一次闪光可能就足够了。
如上所述，组合图像的亮度水平可以通过根据在每次拍摄中监视的检测到的亮度水平确定是否继续拍摄来适当地控制。另外，在长时间拍摄模式中，摄影师可以在观察显示在显示单元上的亮度水平的同时控制曝光量。
图11图示了根据本发明实施例的拍摄方法的例子的流程图。
如图所示，拍摄装置在步骤S102中检测抖动校正功能是否“开启”(ON)，如果抖动校正功能未“开启”，则在步骤S122中以传统的慢同步拍摄模式进行拍摄。
如果抖动校正功能已“开启”，则设置通过全局快门进行(整体复位模式)的全局快门(GS)拍摄的快门速度，设置通过卷帘式快门进行的卷帘式快门(RS)拍摄的快门速度，并设置RS拍摄的闪光爆发次数r，所有这些都在步骤S104中完成。
随后，在步骤S106中基于GS拍摄的设置快门速度进行GS拍摄。即，以整体复位模式进行拍摄。此时的曝光量为E0。
另外，在步骤S108中，其中每幅图像的曝光量被临时存储的SUM曝光被初始化为GS拍摄的曝光量E0。
在步骤S112中执行第n(n＝1～r)次RS拍摄，并且在步骤S114中记录每幅RS拍摄图像的曝光量Tn。在步骤S116中将记录的曝光量Tn添加到SUM曝光。重复从步骤S110到步骤S118的这一过程，重复次数等于RS闪光爆发的设置次数。
在步骤S120中从第一GS拍摄图像的边缘信息检测出第一特征点，同时，从每幅RS拍摄图像的边缘信息检测出第二特征点。另外，在步骤S120中，组合被拍摄的图像，以对准第一GS拍摄图像的第一特征点的位置和相应图像的第二特征点的位置。在这一过程中，生成了其曝光量被适当控制的组合图像。
下面将描述使用具有长时间拍摄模式的拍摄装置进行拍摄的方法，利用该方法可以通过自动检测曝光量来停止RS拍摄。图12图示了根据本发明实施例的具有体拍摄模式的拍摄装置的拍摄方法的流程图。
具有长时间拍摄模式的拍摄装置在步骤S202中检测抖动校正功能是否“开启”。如果抖动校正功能未“开启”，则在步骤S230中以慢同步拍摄模式执行拍摄。
如果抖动校正功能已“开启”，则设置通过全局快门进行(整体复位模式)的GS拍摄的快门速度，设置通过卷帘式快门进行的RS拍摄的快门速度，并设置RS拍摄的闪光爆发次数r，所有这些都在步骤S204中完成。
随后，在步骤S206中基于为GS拍摄设置的快门速度进行GS拍摄。即，以整体复位模式进行拍摄。此时的曝光量为E0。另外，在步骤S208中，其中每幅图像的曝光量被临时存储的SUM曝光被初始化为GS拍摄的曝光量E0。
在步骤S212中执行第n(n＝1～r)次RS拍摄，并且在步骤S214中记录每幅RS拍摄图像的曝光量Tn。另外，在步骤S216中将记录的曝光量Tn添加到SUM曝光。
在步骤S218中从第一GS拍摄图像的边缘信息检测出第一特征点，同时，从每个RS拍摄图像的边缘信息检测出第二特征点。另外，在步骤S218中，组合被拍摄的图像，以对准第一GS拍摄图像的第一特征点的位置和相应图像的第二特征点的位置。此后，在步骤S220显示组合图像。
在步骤S222中，由组合图像计算出主物体的曝光量，并且在步骤S222中还计算出包括在组合图像中的背景的曝光量。
此后，拍摄装置在步骤S224中检测是否释放了快门按钮。如果在预定时间内释放了快门按钮，则处理停止，并且确定组合图像。相反地，如果快门按钮未在预定时间内释放，则拍摄装置在步骤S226中检测主物体的曝光量或总曝光量是否适度。
如果主物体的曝光量或总曝光量并不适度，则在步骤S210到S228中继续RS拍摄的处理。然而，如果主物体的曝光量或总曝光量适度，则处理停止，并且确定组合图像。为了确定总曝光量是否适度，预先检查主物体的曝光量的适度性。如果发现主物体的曝光量是适度的，则检查背景的曝光量的适度性。即，在顺序确定了主物体的曝光量和背景的曝光量的适度性之后，再确定总曝光量的适度性。因此，重复RS拍摄，直到主物体的曝光量适度为止，此后，重复RS拍摄，直到背景的曝光量适度为止。在这种情况下，主物体的曝光量大于适度的曝光水平。通过以上过程，生成了具有适度曝光量的组合图像。
如上所述，根据本发明实施例的拍摄装置和方法提供了一种慢同步拍摄中的抖动校正功能，以及对于主物体和背景的曝光水平控制功能。
尽管已经参考示例性实施例具体示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，可以进行各种形式和细节上的变化，而不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于组合通过时分曝光拍摄的多幅图像的拍摄装置，包括具有整体复位模式和顺序曝光模式的拍摄设备，在所述整体复位模式中，在闪光爆发之后全体像素被曝光，在所述顺序曝光模式中，根据闪光未爆发的状态曝光时间是不同的；以及组合由所述拍摄设备拍摄的图像的图像组合单元，其中，所述拍摄设备在顺序的拍摄操作中执行所述整体复位模式和所述顺序曝光模式的拍摄。
2.如权利要求1所述的拍摄装置，其中所述拍摄设备在顺序的拍摄操作中通过所述顺序曝光模式的多次曝光对多幅图像进行拍摄，并且所述图像组合单元通过消除包括在所述多幅图像中的物体的错位来组合所述多幅图像。
3.如权利要求1所述的拍摄装置，其中每当所述拍摄设备拍摄图像时，所述图像组合单元通过组合所述拍摄设备所拍摄的图像来生成组合图像，所述拍摄装置包括检测所述组合图像的曝光量的曝光量检测单元，并且当所述组合图像的曝光量达到预定亮度水平时，所述拍摄设备停止所述顺序曝光模式的拍摄。
4.如权利要求3所述的拍摄装置，还包括用于确定所述组合图像中的主物体的亮度相对于该主物体的预定亮度而言是否适度的最优亮度确定单元；以及用于确定所述组合图像中的背景亮度相对于背景的预定亮度而言是否适度的最优背景亮度确定单元。
5.如权利要求1所述的拍摄装置，其中所述拍摄设备重复所述顺序曝光模式的拍摄，直到摄影师停止拍摄为止。
6.如权利要求1所述的拍摄装置，其中在所述整体复位模式中，所述全体像素在闪光爆发之后立即被同时曝光。
7.如权利要求1所述的拍摄装置，其中所述顺序的拍摄操作是以卷帘式快门模式进行的。
8.如权利要求1所述的拍摄装置，其中当所述拍摄装置的抖动校正功能被激活时，所述拍摄设备在顺序的拍摄操作中执行所述整体复位模式和所述顺序曝光模式的拍摄。
9.如权利要求1所述的拍摄装置，其中所述图像组合单元基于图像中的特征点来组合多幅图像。
10.如权利要求1所述的拍摄装置，其中所述拍摄设备基于自动曝光计算来拍摄图像。
11.一种通过时分曝光拍摄的多幅图像可以被组合的拍摄方法，所述方法包括执行使用整体复位模式和顺序曝光模式的复合模式拍摄过程，在所述整体复位模式中，在闪光爆发之后全体像素被曝光，在所述顺序曝光模式中，根据闪光未爆发的状态曝光定时是不同的；以及执行图像组合过程，通过该过程在所述复合模式拍摄过程中拍摄的图像被组合，其中，在所述复合模式拍摄过程中，在顺序的拍摄操作中以所述整体复位模式和所述顺序曝光模式进行拍摄。
12.如权利要求11所述的方法，其中，在所述复合模式拍摄过程中，在顺序的拍摄操作中通过所述顺序曝光模式的多次曝光来拍摄多幅图像，并且在所述图像组合过程中，通过消除包括在所述多幅图像中的物体的错位来组合所述多幅图像。
13.如权利要求11所述的方法，其中，在所述图像组合过程中，每当所述拍摄设备拍摄图像时，通过组合所述拍摄设备拍摄的图像来生成组合图像，所述拍摄方法包括检测所述组合图像的曝光量的曝光量检测过程，并且在所述复合模式拍摄过程中，当所述组合图像的曝光量达到预定亮度水平时，停止所述顺序曝光模式的拍摄。
14.如权利要求13所述的方法，还包括确定所述组合图像中的主物体的亮度相对于该主物体的预定亮度而言是否适度；以及确定所述组合图像中的背景亮度相对于背景的预定亮度而言是否适度；并且当所述组合图像中的主物体的亮度和所述组合图像中的背景亮度都被确定为适度时，所述组合图像的曝光量被确定为已经达到所述预定亮度水平。
15.如权利要求11所述的方法，其中，在所述复合模式拍摄过程中，重复所述顺序曝光模式的拍摄，直到摄影师停止拍摄为止。
16.如权利要求11所述的方法，其中在所述整体复位模式中，所述全体像素在所述闪光爆发之后立即被同时曝光。
17.如权利要求11所述的方法，其中所述顺序的拍摄操作是以卷帘式快门模式进行的。
18.如权利要求11所述的方法，其中当所述拍摄装置的抖动校正功能被激活时，执行所述整体复位模式和所述顺序曝光模式的复合模式拍摄过程。
19.如权利要求11所述的方法，其中所述图像组合过程基于图像中的特征点来组合多幅图像。
20.如权利要求11所述的方法，其中所述复合模式拍摄过程基于自动曝光计算来拍摄图像。
全文摘要
公开了一种可以组合通过时分曝光拍摄的多幅图像的拍摄装置和方法。该拍摄装置和方法采用具有整体复位模式和顺序曝光模式的拍摄设备以及图像组合单元，在整体复位模式中，在闪光爆发之后全体像素被同时曝光，在顺序曝光模式中，根据闪光未爆发的状态曝光时间是不同的，图像组合单元组合由拍摄设备拍摄的图像，从而使拍摄设备在顺序的拍摄操作中进行整体复位模式和顺序曝光模式相结合的拍摄。
文档编号H04N5/232GK101051168SQ200710091628
公开日2007年10月10日 申请日期2007年4月3日 优先权日2006年4月3日
发明者田中俊幸, 滨村俊宏 申请人:三星Techwin株式会社