延长相机电池寿命的方法和设备的制作方法

专利名称：延长相机电池寿命的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及相机，更具体地说，涉及具有用作取景器的图像显示器的相机。
背景技术：
数码相机通常具有用作取景器的图像显示器以允许用户在拍摄景象之前查看景象图像。显示景象图像将消耗相机电池的电力。提供一种用于控制图像在取景器上的显示以便降低电池电力消耗并因而延长相机电池寿命的方法是有益的。

发明内容
本发明提供了一种使用多个节电特性减小相机中的电池电力消耗的方法和设备。 所述设备使用例如有关景象移动的信息来检测相机的活动级别并将所述活动级别用作在相机取景器活动时减小功耗的基础。可以例如从颜色信息、景象光线级别信息、从图像数据收集的统计信息来确定景象移动。可以例如从自动白平衡、自动曝光以及自动对焦算法来获得统计数据。也可以从环境光线传感器获得景象光线级别信息。所述活动级别可用于控制取景器帧速率、控制模数转换器模式、减慢整体相机操作，或者在活动低于特定级别时关闭某些不必要的单元。因此，本发明的第一方面是一种方法，所述方法包括确定相机活动级别；以及至少部分地基于所述相机活动级别控制在成像装置中使用的电力的消耗。可以至少部分地基于所述成像装置的移动来确定所述相机活动级别。可以至少部分地基于所述成像装置上的用户活动来确定所述相机活动级别。可以至少部分地基于所述图像数据的变化来确定所述相机活动级别。可以至少部分地基于所述图像数据中的白平衡转换中的统计数据来确定所述相机活动级别。可以至少部分地基于对所述图像的曝光调整中的图像数据的变化来确定所述相机活动级别。可以至少部分地基于对所述图像的对焦调整中的图像数据的变化来确定所述相机活动级别。本发明的第二方面是一种设备，所述设备包括数据处理模块，被配置为处理指示景象图像的图像数据，以及信息收集模块，用于至少部分地基于所述图像数据的变化来确定相机活动级别， 其中，所述相机活动级别用于控制所述设备中的功耗。根据本发明的一个实施例，所述设备包括检测模块，用于检测所述设备的移动，其中，所述信息收集模块还被配置为基于所述设备的移动确定相机活动的级别。备选地，所述图像数据的变化指示景象的光照变化或指示景象的变化。
根据本发明的另一个实施例，所述设备包括用于执行所述图像的曝光和/或对焦调整的控制模块，其中，所述图像数据的变化指示所述曝光和/或对焦调整。可以通过控制数据处理速率，即执行曝光调整和/或对焦调整的速率，来控制功 可以通过控制显示所述图像数据的更新速率来控制功耗。本发明的第三方面是一种其中嵌入软件程序的计算机可读存储介质，所述软件程序包括用于执行以下操作的编程代码收集指示景象图像的变化的信息；至少部分地基于所述信息确定成像装置中相机活动的级别；以及至少部分地基于所述相机活动的级别来控制所述成像装置中的电力消耗。本发明的第四方面是一种设备，包括用于收集指示景象图像的变化的信息的部件；用于至少部分地基于所述信息确定成像装置中的相机活动级别的部件；以及用于至少部分地基于所述相机活动级别控制在所述成像装置中使用的电力消耗的部件。根据本发明的一个实施例，所述图像数据包括在白平衡计算过程中从原始数据转换的白平衡后的图像数据，并且所述设备还包括用于调整所述白平衡计算过程的速率以便控制所述消耗的部件。根据本发明的另一个实施例，所述设备还包括用于检测所述设备的移动的部件， 其中至少部分地基于所述设备的移动确定所述相机活动的级别。可以基于有关白平衡计算、自动曝光计算以及自动对焦计算的统计信息而部分地确定所述相机活动的级别。计算活动的级别可用于控制白平衡计算、自动曝光计算以及自动对焦计算中的速率或复杂度。根据本发明的各种实施例，所述图像变化指示所述景象的移动，并且所述方法还包括检测所述景象的照明变化以便提供指示所述图像变化的信息。结合图1-7阅读说明书时，本发明将变得显而易见。


图1是示出根据本发明的一个实施例的相机系统的框图；图2示出了用于处理来自数码相机的图像数据的图像信号处理模块中的组件以及到各模块的连接；图3是示出根据本发明的另一个实施例的相机系统的框图；图4是示出根据本发明的不同实施例的相机系统的框图；图5是示出根据本发明的再一个实施例的相机系统的框图；图6示出了根据本发明的各种实施例的具有相机系统的电子装置；图7示出了与相机关联的模数转换器。
具体实施方式
数码相机只要接通电源就会消耗电池电力。例如，在取景器上显示图像需要电池电力。希望通过控制图像在取景器上的显示来减小电池的电力消耗。某些相机系统具有定时器以将相机设置为低功率阶段以便节约电池电力。为了从此阶段返回到正常操作阶段，用户或者需要再次激活相机，或者需要按下按钮。此返回过程延迟了拍摄动力，因为用户通常希望在拿起相机后立即拍摄图像。本发明提供了一种用于减少相机中的电池电力消耗的方法，其中无需来自用户的输入并且可以没有延迟地执行拍摄。根据本发明的各实施例，自动和自适应地控制相机取景器以便节约电池电力。根据本发明的各实施例的节电特性使用环境信息来检测相机的活动级别，并将活动的级别用作在相机取景器活动时减小功耗的基础。活动的级别包括例如景象移动和相机移动。可以例如从针对图像数据收集的颜色信息和景象光线级别信息来确定景象移动。 因此，当图像数据中的颜色和/或景象光线级别中存在大量变化时，将假定活动的级别较高。还可以从移动向量计算以及从统计数据确定景象移动。可以例如从自动白平衡、自动曝光以及自动对焦算法获得统计数据。还可以从环境光线传感器获得景象光线级别信息。可以从统计数据或从诸如加速度计之类的运动检测装置所检测的移动量来确定相机移动。备选地，可以通过从多个帧计算运动向量来确定相机移动。活动的级别可用于控制取景器帧速率、控制ADC(模数转换器)模式、减慢整体相机操作，或在活动低于特定级别时关闭某些不必要的单元。例如，可以减慢某些用于自动白平衡计算、自动曝光计算以及自动对焦计算的图像处理单元。可以在活动的级别较高时使取景器帧速率保持在正常级别(例如，30帧/秒)并在活动的级别较低时减小取景器帧速率。可以例如使ADC工作在降低精度模式(例如，8位而不是10位)进行次采样，使得ADC 不转换所有像素或略过某些像素。还可以作为对图像质量的折衷而进一步减小ADC的功耗。总而言之，在某些情况下希望减慢相机操作，可以作为对图像质量的权折衷选择性地关闭或减慢某些处理算法。例如，如果必须减小帧速率，则可以基于处理器负载而关闭或减慢某些处理单元，同时可以使其他处理单元保持正常活动级别。减小取景器帧速率可以减小电池电力消耗。当环境信息指示非常低的活动级别时，帧速率可以例如为每秒5帧。如果活动很少，则这样的低帧速率通常对可用性没有负面影响。即使在相机工作在减慢模式时也仍然监视环境信息。一旦环境信息中的变化达到特定级别，就可以加速取景器帧速率，以便具有流畅的取景并且同时自动白平衡计算、自动曝光计算以及自动对焦计算可以返回正常。此外，有利的是系统具有内建安全操作时段以平衡最终用户体验。例如，相机被配置为在相机接通电源的最初若干秒内使用较高帧速率。这是用户最可能拍摄的时段。该初始高帧速率旨在当自动白平衡、自动曝光以及自动对焦的循环有效时确保快速响应时间。 如果在此初始时段内未拍摄图像，则可以自动执行节电特性。图1示出了根据本发明的一个实施例的相机系统。如图1所示，相机系统10包括将图像数据提供给图像信号处理(ISP)模块40的相机20。存储器30耦合到图像信号处理模块40以便存储待处理的图像数据。在图像数据被处理之后，它们可以被存储在大容量存储器32中。还可以在显示模块90上显示图像数据。可以将多个输入装置(如移动传感器、环境光线传感器以及快门释放按钮)分组到接口模块80。有利地，音频模块92连接到处理模块40以便产生声音以指示相机功能的状态，例如完成自动对焦功能。支持模块70也连接到处理模块40以执行支持功能。例如，支持模块70可以包括电子闪光灯单元。相机系统10中的多数(如果不是所有)组件在相机接通电源时都将使用电池36提供的电力。 相机系统10还包括软件模块33，以提供各种算法以便允许图像处理模块40例如执行自动曝光、自动白平衡以及自动对焦计算，执行用于检测景象移动的运动向量计算，基于来自多个图像帧的图像数据执行相机移动检测，以及收集统计信息。软件模块33例如包括计算机可读存储介质，以嵌入用于这些算法的编程代码。本发明的核心在图像信号处理模块40内。如图2所示，相机20可以是具有成像镜头22以便在图像传感器M上形成图像的数码相机。图像信号处理模块40被布置为接收来自相机模块20的原始图像数据。所接收的图像数据可以例如存储在存储器30内。从相机20接收的原始图像数据由白平衡模块42处理以变成白平衡后的已处理数据。白平衡后的已处理数据可以被直接提供给颜色校正模块60用于颜色调整。备选地，将白平衡处理数据存储在存储器30内，以便在不同的时间和/或在单独的颜色校正模块中完成颜色校正。颜色校正模块60的输出是颜色校正后的图像数据，所述颜色校正后的图像数据可以存储在大容量存储器模块32内并通过显示控制模块48被提供给取景器或图像显示器90，使得用户可以在捕获图像之前和之后看到景象的图像。图像信号处理模块40还包括用于收集与自动曝光、自动白平衡(AWB)以及自动对焦计算有关的统计数据的模块44，以及执行自动曝光、自动白平衡以及自动对焦计算的模块46。可以由来自单元42的白平衡后的图像数据提供与白平衡相关的统计数据，或从来自相机20的原始图像数据收集与白平衡相关的统计数据。来自模块60的颜色校正后的图像数据和来自模块44的统计数据可用于模块72中，以便例如收集景象颜色信息、景象光线级别信息以及景象移动信息。至少基于来自模块44的统计数据，来自模块46的自动曝光、自动白平衡(AWB)以及自动对焦计算的状态，连同来自模块72的各种信息，由模块74确定相机活动的级别。基于相机活动的级别， 模块74例如确定用于更新取景器图像的帧速率。应指出的是，如图7所示，相机20通常具备模数转换器26，以在将图像数据提供给白平衡后的图像数据模块42之前，将模拟图像数据IM转换成数字图像数据126。相机系统10可以具有用于检测景象光线级别变化和景象颜色变化的环境光线传感器84，以及用于检测相机移动的移动传感器82。来自环境光线传感器84和移动传感器 82的信息还可以用于由模块74评估相机活动的级别。相机系统10可以包括用户接口 86，以允许用户忽略相机的某些特性。例如，用户可以决定在不关闭相机电源的情况下关闭取景器。在如图2所示的实施例中，从模块60所提供的颜色校正后的图像数据收集景象颜色信息、景象光线级别信息以及景象移动信息。根据本发明的不同实施例，例如从来自模块 42的白平衡后的图像数据收集景象颜色信息、景象光线级别信息以及景象移动信息。应指出的是，可以以不同的方式布置图像信号处理模块40到相机系统10中的各个模块的耦合。例如，显示控制模块48可以与图像信号处理模块40分离并成为相机基带的一部分。如图3所示，只有相机20、大容量存储器32以及显示控制模块48直接连接到图像信号处理模块40。所有其他模块(如存储器30、支持功能模块70、接口模块80以及音频模块9 都连接到基带。在一个不同的实施例中，如图4所示，可以进一步从基带移除图像信号处理模块 40。如图4所示，附加的存储器模块31直接耦合到图像信号处理模块40以便存储待处理的图像数据。可以从支持功能模块70’将某些支持功能(如相机闪光灯)提供给图像信号处理模块40。在本发明的再一个实施例中，如图5所示，图像信号处理模块40被集成在相机20 内。可以从支持功能模块70’将某些支持功能(如相机闪光灯)提供给图像信号处理模块 40。本发明可用在独立相机中或可以集成在另一装置内。例如，如图6所示，相机20 连同图像信号处理模块40、接口模块80、大容量存储器32以及支持功能70’一起可以用在电子装置200中。电子装置200可以是游戏控制台、个人数字助理、移动终端等。电子装置 200可能已具有显示模块90和电池36并且还可具有键盘210、数字/信号处理器250、经由天线240接收或发送通信数据的收发器230。图像处理模块40可用于节约电子装置中的电力消耗，尤其是在相机20用于拍摄时。电子装置200还包括用于打开和关闭电子装置200 的on/off开关38以及相机20。当相机20接通电源时，可以在一段较短时间(例如，1至 5秒)内不使用根据本发明的节电特性。该初始较短时段被视为内建安全操作时段。在此时段之后，所述节电特性可以开始生效。总而言之，本发明提供了一种用于节约诸如数码相机之类的图像捕获装置中的电力消耗的方法和设备。可以通过减小取景器帧速率、减小模数转换的精度、减慢整体相机操作以及关闭相机中某些不必要的处理单元来减少电力消耗。电力消耗可以基于相机活动的级别。例如，可以基于相机移动和景象移动来测量相机活动的级别。可以从统计数据或从诸如加速度计之类的运动检测装置所检测的移动量来确定相机移动。可以从颜色信息、景象光线级别信息、移动向量计算以及诸如自动白平衡、自动曝光和自动对焦算法之类的统计信息确定景象移动。若干参数可用作减小电力消耗的触发器例如，加速度计_速度(ACC_速度)、自动曝光_速度(AE_速度)、自动白平衡_速度(AWB_速度)以及用户_活动(USER_ACT)。可以例如根据厘米/秒来测量ACC_速度。例如，如果速度不超过5厘米/秒，则相机移动被视为较小。在相机中没有可用的加速度计时，根据图像数据的移动向量计算可用于测量ACC_速度。可以基于先前帧与当前帧之间的曝光值的变化测量AE_速度。可以例如按照百分比来表示变化。也可以基于帧之间的白平衡的变化来测量AWB_速度。当AE_ 速度和AWB_速度的变化低于特定限度时，景象移动可以被视为是稳定的。可以相应地控制电力消耗。例如，当ACC_速度低并且景象移动(基于AE_速度和/或AWB_速度)也低时， 可以减小电力消耗。当々0_速度低但是景象移动高时，可以将电力消耗保持为正常。可以在自动对焦功能处于锁定位置(快门释放被按下一半)之后确定USER_ACT， 并且USER_ACT可用于确定电力消耗。以下给出了几个实例1.设备或景象移动低或稳定一AF开始一用户取消AF锁定或未捕获图像一保持低功率，直到AF被按下一半。此情景描述了用户启动相机、构造图像并对焦时的可能用例。但是，用户由于图像不佳而决定改变位置。将一直使用低功率，直到用户减慢或再次启动AF。 如果在用户减慢后情况稳定，则可以再次启用低功率模式。
2.装置或景象移动不低一AF开始一用户取消AF锁定或未捕获图像一正常功率工作模式。此情景描述了装置正在移动或用户正在拍摄不断改变的景象时的可能用例。用户构造图像并对焦。但是，用户由于图像不佳或景象正在改变而决定不进行拍摄。典型地，用户始终在移动。应保持正常功率工作模式。3.设备或景象移动低或稳定一AF开始一捕获图像一保持低功率，直到AF被按下一半。此情景描述了用户启动相机、构造图像并拍摄时的可能用例。随着用户改变位置，将一直使用低功率，直到用户减慢或再次启动AF。如果在用户减慢后情况稳定，则可以再次启用低功率模式。也可能的是用户启动相机、构造图像并拍摄。但是，用户未改变位置。将一直使用低功率，直到再次启动AF或用户开始移动或景象信息开始改变。4.装置或景象移动不低一AF开始一捕获图像一正常功率工作模式。此情景描述了装置正在移动或用户正在拍摄不断改变的景象、构造图像并拍摄时的可能用例。典型地， 用户始终在移动，因此应保持正常功率工作模式。以上实例例示了如何使用相机活动的级别来控制相机的电力消耗。例如，可以测量相机活动的级别并将其与预定限度或阈值相比较。基于景象和/或装置移动以及用户输入来确定电力消耗。因此，本发明提供了一种设备，所述设备包括数据处理模块，被配置为处理指示景象图像的图像数据，以及信息收集模块，用于至少部分地基于所述图像数据的变化确定相机活动的级别， 其中所述相机活动的级别用于控制所述设备内的电力消耗。所述设备还包括用于检测所述设备的移动的检测模块，其中所述信息收集模块还被配置为基于所述设备的移动确定相机活动的级别。所述图像数据的变化可以源于所述景象的光照变化。根据本发明的一个实施例，所述设备包括用于执行所述图像的曝光调整和对焦调整的控制模块，其中所述图像数据的变化指示曝光调整和/或对焦调整。根据本发明的另一个实施例，相机活动的级别用于控制成像装置中的曝光调整速率、对焦调整速率、数据处理速率和/或用于在显示模块中显示图像数据的更新速率。根据本发明的另一个实施例，所述数据处理模块被配置为转换从成像传感器接收的图像数据，其中相机活动的级别用于控制数据转换精度。根据本发明的各实施例，处理所述图像数据以便提供白平衡后的图像数据，并且所述设备还包括用于收集指示景象移动的信息的收集模块，其中，相机活动的级别部分地基于所述景象移动。所述信息可以是景象颜色信息、景象光线级别信息或与图像曝光计算、 图像对焦计算相关的信息。尽管根据本发明的一个或多个实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，可以对其做出形式和细节上的上述和其他各种更改、省略和变化而不偏离本发明的范围。
权利要求
1.一种方法，包括确定相机活动的级别；以及至少部分地基于相机活动的级别控制在成像装置中使用的电力消耗。
2.如权利要求1中所述的方法，其中，至少部分地基于所述成像装置的移动来确定相机活动的级别。
3.如权利要求1中所述的方法，其中，所述成像装置包括用于处理指示景象图像的图像数据的处理器，并且其中，至少部分地基于所述图像数据的变化确定相机活动的级别。
4.如权利要求1中所述的方法，其中，至少部分地基于所述成像装置上的用户活动确定相机活动的级别。
5.如权利要求3中所述的方法，还包括收集指示所述图像数据中的白平衡转换的信息，其中，基于所述信息部分地确定相机活动的级别。
6.如权利要求3中所述的方法，其中，所述图像数据的变化至少部分地由对所述图像的曝光调整所导致。
7.如权利要求3中所述的方法，其中，所述图像数据的变化至少部分地由对所述图像的对焦调整所导致。
8.一种设备，包括数据处理模块，被配置为处理指示景象图像的图像数据，以及信息收集模块，用于至少部分地基于所述图像数据的变化确定相机活动的级别，其中， 相机活动的级别用于控制所述设备内的电力消耗。
9.如权利要求8中所述的设备，还包括检测模块，用于检测所述设备的移动，其中，所述信息收集模块还被配置为基于所述设备的移动来确定相机活动的级别。
10.如权利要求8中所述的设备，其中，所述图像数据的变化指示所述景象的光照变化。
11.如权利要求8中所述的设备，还包括用于执行所述图像的曝光调整的控制模块，其中，所述图像数据的变化指示所述曝光调整。
12.如权利要求8中所述的设备，还包括用于执行所述图像的对焦调整的控制模块，其中，所述图像数据的变化指示所述对焦调整。
13.如权利要求8中所述的设备，其中，相机活动的级别用于控制所述数据处理模块中的数据处理速率。
14.如权利要求8中所述的设备，还包括用于执行所述图像的曝光调整的控制模块，其中，相机活动的级别用于控制曝光调整的速率。
15.如权利要求8中所述的设备，还包括用于执行所述图像的对焦调整的控制模块，其中，相机活动的级别用于控制对焦调整的速率。
16.如权利要求8中所述的设备，还包括用于显示所述图像数据的显示装置，其中，相机活动的级别用于控制显示所述图像数据的更新速率。
17.一种其中嵌入软件程序的计算机可读存储介质，所述软件程序包括用于执行以下操作的编程代码收集指示景象图像的变化的信息；至少部分地基于所述信息确定成像装置中的相机活动的级别；以及至少部分地基于相机活动的级别控制所述成像装置中的电力消耗。
18.一种设备，包括用于收集指示景象图像的变化的信息的部件；用于至少部分地基于所述信息确定成像装置中的相机活动的级别的部件；以及用于至少部分地基于相机活动的级别控制在所述成像装置中使用的电力消耗的部件。
19.如权利要求18中所述的设备，其中所述图像数据包括在白平衡计算过程中从原始数据转换的白平衡后的图像数据，所述设备还包括用于调整所述白平衡计算过程的速率以便控制所述消耗的部件。
20.如权利要求18中所述的设备，还包括用于检测所述设备的移动的部件，其中至少部分地基于所述设备的移动确定相机活动的级别。
全文摘要
可以基于从形成景象变化的信息确定的相机活动的级别来调整相机中的电池电力消耗。可以从有关自动白平衡、自动曝光以及自动对焦计算的统计数据或从景象移动和相机移动来收集信息。在活动级别较低时，可以减小取景器帧速率、可以降低相机中的模数转换的精度，并且可以减慢整体相机操作。
文档编号G03B7/26GK102341764SQ201080010579
公开日2012年2月1日 申请日期2010年1月21日 优先权日2009年3月6日
发明者M·穆科宁 申请人:诺基亚公司