專利名稱：自適應響應圖像穩(wěn)定的制作方法
技術領域：
[2]本發(fā)明一般地涉及攝影，具體涉及圖像穩(wěn)定。
背景技術：
[3]由相機抖動導致的圖像模糊是攝影中普遍存在的問題。當使用的是相對長焦鏡頭時，這個問題尤為嚴重，因為相機移動的后果被與鏡頭焦距成比例地放大。許多相機(包括為非正式的“對上即照”拍攝者設計的型號)設有可提供相當長焦距的變焦鏡頭。尤其是在較長焦距設置情況下，除非采取正確的措施，否則相機抖動可變成拍攝者能夠獲取清晰照片的一個限制因素。減少由相機抖動造成圖像模糊的一些簡單方法包括將相機放置到三腳架上，并使用較快的快門速度。然而，在特定的拍攝情形下，三腳架可能不太容易得到或不方便使用。使用較快的快門速度并不總是可行的，尤其是在光線昏暗的情形下更是如此。如果使用較大鏡頭光圈，則可增加快門速度；但是較大光圈的鏡頭總是體積較大且昂貴的，并且并不總是可供使用。另外，拍攝者也許希望使用較小光圈的鏡頭，以取得其它攝影效果(如較大的景深)。各種裝置和技術曾被提出，來幫助解決由于相機抖動造成的圖像模糊問題。例如Murakoshi(美國專利序號4,448,510)使用加速度計檢測相機的抖動，并在加速度超過閾值時向相機的用戶提供一個指示。然后，拍攝者可實施適當?shù)恼{(diào)節(jié)。Satoh(美國專利序號6,101,332)也能夠檢測出相機的抖動，并將抖動信息與其它的相機參數(shù)結(jié)合以此預測產(chǎn)生的圖像模糊的程度。并通過一組發(fā)光二極管將預測值傳給拍攝者，以作出調(diào)整。另一種方法曾經(jīng)是使相機操作自動化并使相機選擇將模糊減至最小的設置。例如，Bolle等(美國專利序號6,301,440)使用各種圖像分析技術，試圖在攝影的若干方面作出改善。某些相機或鏡頭裝配了圖像穩(wěn)定裝置，該圖像穩(wěn)定裝置檢測相機的移動并移動光學元件，以此補償相機的抖動?？蓞⒁娙鏞tani等(美國專利序號5,774,266)和Hamada等(美國專利序號5,943,512)的專利申請。在數(shù)碼相機中，光敏元件是一個電子陣列光傳感器，通過相機鏡頭將景物圖像投射到該光敏元件上。某些最新的數(shù)碼相機在曝光期間根據(jù)相機的移動通過相對于鏡頭移動傳感器來補償相機的抖動，這樣傳感器可大致跟隨投射在上面的景物圖像，從而減少了圖像模糊。某些數(shù)碼相機(尤其是攝像機)不是移動電子陣列光傳感器而是動態(tài)選擇拍照的傳感器的子區(qū)域。該子區(qū)域根據(jù)相機的移動選擇，以補償相機的抖動。當使用一種主動的穩(wěn)定技術時，無論是光學元件的移動、電子陣列光傳感器的移動還是動態(tài)傳感器區(qū)域的選擇，相機的設計者均在對被認為是非有意的相機抖動的相機運動進行補償和允許進行被認為是有意的構(gòu)圖或是為照片取景的相機運動之間作出了一種折中。通常，假定高頻移動(如大于1Hz的擺動)是無意的，而假定恒定或低頻移動是有意的。例如，如果正在取景的拍攝者慢慢地將相機從一個構(gòu)圖移向另一個構(gòu)圖，則相機允許其視場跟蹤至新的構(gòu)圖。相機繼續(xù)補償高頻擺動，但是不完全補償相對低頻構(gòu)圖或瞄準移動，這樣仍然可以實現(xiàn)拍攝構(gòu)圖。由于移動控制系統(tǒng)的性質(zhì)，當圖像穩(wěn)定系統(tǒng)跟蹤至新的構(gòu)圖時會經(jīng)歷一個延遲或穩(wěn)定時間。
附圖簡介[13]

圖1是表示本發(fā)明實施例的一個數(shù)碼相機的簡化框圖。圖2是表示圖1所示相機的透視圖，該圖說明了一個便于描述相機移動的坐標系統(tǒng)。圖3是表示圖1所示相機的示意頂部圖，該圖說明了相機旋轉(zhuǎn)是如何引起圖像模糊的。圖4是表示圖1所示相機的局部剖視和簡化透視圖，所示相機包括本發(fā)明實施例的一個圖像穩(wěn)定系統(tǒng)。圖5是表示本發(fā)明實施例中用于控制傳感器在一個軸線上移動的控制系統(tǒng)的簡化框圖。圖6是表示濾波器/積分器的一例實施方式的示意圖。圖7表示圖6的示范電路在兩種配置中的頻率響應。圖8表示圖6的示范性的濾波器/積分器實施方式在“慢”配置中的圖像穩(wěn)定響應。圖9表示圖6的示范性的濾波器/積分器實施方式在“快”配置中的圖像穩(wěn)定響應。圖10表示本發(fā)明實施例中用于控制傳感器在一個軸線上移動的控制系統(tǒng)的數(shù)字實施方案。圖11是表示一種可被欠阻尼的濾波器/積分器的簡化框圖。圖12示出本發(fā)明實施例的經(jīng)節(jié)略和簡化的曝光程序表。圖13示出一個示范性拍攝順序以及在順序的每一步選擇的構(gòu)圖響應度。
具體實施方案[26]圖1是表示數(shù)碼相機的簡化框圖。鏡頭101會聚了從景物發(fā)射的光并使光線102改變方向，這樣景物的圖像被投射到電子陣列光傳感器103上。電子陣列光傳感器103可以是電荷耦合器件陣列，通常被稱為“CCD陣列”、“CCD傳感器”或簡單地被稱為“CCD”。另一方面，電子陣列光傳感器103可以是利用互補型金屬氧化物半導體技術構(gòu)造的有源像素陣列。這樣的傳感器可被稱為“有源像素陣列傳感器”、“CMOS傳感器”或另一個類似的名稱。其它傳感器技術也是有可能的。電子陣列光傳感器103上的光敏元件通常按規(guī)則的矩形陣列排列，使得每個元件或“像素”對應于一個景物位置。圖像數(shù)據(jù)信號104被傳遞給邏輯電路110。邏輯電路110解釋圖像數(shù)據(jù)信號104，并將它們轉(zhuǎn)換成數(shù)字表示(被稱為“數(shù)字圖像”)。數(shù)字圖像是一個規(guī)則的數(shù)值陣列，其中的數(shù)值代表景物或圖片中對應位置上的亮度或色彩或者兩者。邏輯電路110也可執(zhí)行其它功能(比如分析相機經(jīng)過適當曝光拍攝的數(shù)字圖像，調(diào)節(jié)相機的設置，在數(shù)字圖像上實施數(shù)字操作，對數(shù)字圖像的存儲、取回和顯示進行管理，接收來自相機用戶的輸入以及其它功能)。邏輯電路110還可通過控制信號105來控制電子陣列光傳感器103。邏輯電路110可包括微處理器、數(shù)字信號處理器、專用邏輯部件或它們的組合。存儲部分111包括用于存儲相機拍攝的數(shù)字圖像及相機設置信息、用于邏輯電路110的程序指令及其它項目的存儲器。用戶控制部分112使相機用戶能夠?qū)ο鄼C進行配置和操作，用戶控制部分112可包括按鈕、撥號盤、開關或其它控制部件。所提供的顯示屏109可用于顯示相機拍攝的數(shù)字圖像并可與相機用戶界面上的用戶控制部分112一起使用。在頻閃電子部件108的控制下，閃光燈或頻閃光源106可為景物提供輔助光107，而頻閃電子部件108又由邏輯電路110所控制。邏輯電路110還可提供控制信號113以控制鏡頭101。例如，邏輯電路110可調(diào)節(jié)鏡頭101的焦距，并且，如果鏡頭101是一個變焦鏡頭，邏輯電路110可控制鏡頭101的變焦位置。圖像穩(wěn)定部件114根據(jù)相機的移動來驅(qū)動傳感器103，而后又由邏輯電路110控制。圖像穩(wěn)定部件114接收來自邏輯電路110的控制信息，并且將狀態(tài)信息或其它數(shù)據(jù)傳遞給邏輯電路110。圖2是表示數(shù)碼相機100的透視圖，該圖說明了便于描述相機100移動的坐標系統(tǒng)。用旋轉(zhuǎn)方向Θx和Θy(常常分別被稱為俯仰和搖擺)表示的繞X和Y軸旋轉(zhuǎn)是由于相機移動引起圖像模糊的主要原因。繞Z軸的旋轉(zhuǎn)以及沿任何軸線的位移通常都很小，它們的影響被相機鏡頭的操作削弱，因為相片通常以較大的逆放大率拍攝。圖3是表示相機100的示意頂部圖，該圖說明了相機旋轉(zhuǎn)是如何引起圖像模糊的。圖3及以下關于這點的討論都假設圖像穩(wěn)定未被啟動。圖3中，實線表示相機100所處的初始位置，虛線表示相機100繞Y軸旋轉(zhuǎn)后的位置。相機和其它部分在旋轉(zhuǎn)位置處的附圖標記用“帶撇號”數(shù)值表示，用于表明所標記的項目是同一項目，但項目位置發(fā)生了改變。在圖3中，從特定的景物位置發(fā)射的光線300穿過鏡頭101并入射到特定位置302處的傳感器103上。如果相機被旋轉(zhuǎn)，則光線在從景物位置至相機的傳播過程中不受影響。(當光線遇到鏡頭101′后，依賴于相機的旋轉(zhuǎn)點，光線在相機內(nèi)傳播時可能會受到輕微的影響。如圖3所示的光線未受影響，就好像相機已經(jīng)繞著鏡頭節(jié)點被旋轉(zhuǎn)，但是即使相機繞不同點被旋轉(zhuǎn)而使光線300產(chǎn)生偏移，這個偏移通常足夠小，以至于可被圖像穩(wěn)定系統(tǒng)忽略。)盡管如此，傳感器103移至一個新的位置(用傳感器103′表示)。因為位置302已經(jīng)移至位置302′，與光線入射至傳感器103相比，現(xiàn)在從相同景物位置發(fā)射的光線入射至一個不同的傳感器位置處的傳感器103′上。如果在照片拍攝期間發(fā)生了旋轉(zhuǎn)，則受到光線入射的各傳感器位置將采集來自同一景物位置的光線。于是，旋轉(zhuǎn)期間所拍攝的相片將變得模糊。如果圖像穩(wěn)定被啟動并且使傳感器103恰好移動一段足夠?qū)鞲衅魑恢?02保持在光線300的傳播路徑上，則從景象位置到傳感器位置的映射保持不變，即使此時相機可能正在旋轉(zhuǎn)，也可拍攝到清晰的圖像。由相機抖動引起的旋轉(zhuǎn)通常非常小，傳感器在相機X方向上的平移足以基本上抵消相機繞Y軸的旋轉(zhuǎn)。同樣地，傳感器在相機Y方向上的位移足以基本上抵消相機繞X軸的旋轉(zhuǎn)。然而，就拍攝者的角度來講，如果在相片構(gòu)圖過程中所示的旋轉(zhuǎn)是故意的。則最好使傳感器103隨相機100一起旋轉(zhuǎn)，以使相機沿光線301的方向瞄準。圖4表示相機100的局部剖視和簡化透視圖，其中相機100包括本發(fā)明實施例的圖像穩(wěn)定系統(tǒng)。為了看得更清楚，圖4中省略了示范性相機100的鏡頭元件和大部分內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)以及電子部件。相機100包括電子陣列光傳感器103，該電子陣列光傳感器可在X和Y方向上移動。為了補償相機的抖動，有一個適當?shù)膱?zhí)行元件(圖中未顯示)根據(jù)相機繞X和Y軸的旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動傳感器103。傳感器103可以是如Sony ICX282Ak CCD傳感器或其他的相似類型的傳感器。本領域的技術人員將會認識到相機100是通過舉例的方式說明的，并且本發(fā)明可在包括通過任何方法進行主動圖像穩(wěn)定的相機中實施，其中的任何方法包括通過使用直線電動機、音圈執(zhí)行元件、壓電部件或其它執(zhí)行元件來移動光學元件或傳感器，并且也包括傳感器圖像子區(qū)域的動態(tài)選擇。圖5是表示一個示范性控制系統(tǒng)500的簡化框圖，所述的控制系統(tǒng)500是圖像穩(wěn)定部件114的一個子部件，用于控制傳感器103在一個軸線上的移動。例如，控制系統(tǒng)500可使傳感器103在X軸線上移動，以補償相機的搖擺。控制系統(tǒng)500可同樣使傳感器103在Y軸線上移動，以補償相機的俯仰。在控制系統(tǒng)500中，速率陀螺儀501檢測相機的旋轉(zhuǎn)速率。速率陀螺儀501可以是如日本京都的Murata制造公司提供的EMC-03MA型速率陀螺儀。速率陀螺儀501產(chǎn)生一個角速度信號502，該信號是與相機100的角速度成正比的電壓。也可通過其它方法(例如通過帶有適當信號調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)加速度計)來測量相機的旋轉(zhuǎn)。濾波器/積分器部件503處理角速度信號502，以產(chǎn)生角位置信號504。因為速率陀螺儀501可產(chǎn)生與相機100的角速度成正比的信號，并且圖像穩(wěn)定過程中使用角位置信息，所以濾波器/積分器部件503對角速度信號502積分并過濾，以產(chǎn)生角位置信號504。角位置信號504在比例部件505中被換算，例如考慮到正在使用的鏡頭焦距。被換算的角位置信號是傳感器目標位置信號506，指示相對于相機100的其余部分的傳感器103位置的目標。目標位置信號506被發(fā)送至傳感器位置控制部件507。傳感器控制部件507可用本領域公知的技術來設計，該部件驅(qū)動傳感器103大體上跟蹤目標位置。本公開尤其關注作為相機100旋轉(zhuǎn)的函數(shù)的角位置信號504的動態(tài)性能。即使傳感器位置控制部件507將使傳感器103完善地跟蹤目標位置506，圖像穩(wěn)定性能和相機100的用戶的感覺也會受到角位置信號504動態(tài)性能的影響。濾波器/積分器503包括一個高通濾波器，使得由高頻相機移動產(chǎn)生的信號分量通過并被傳感器位置控制部件507所補償，而由低頻的相機移動產(chǎn)生的信號分量(如針對景物構(gòu)圖有意的相機移動)被衰減。如已描述的，濾波器/積分器503包括一個用以將角速度信息轉(zhuǎn)換成角位置信息的積分器。然而，由于過濾不能完全將有意的相機移動從角位置信號504中消除，所以某些低頻移動可被積分，從而造成不必要的傳感器移動和不正確的景物構(gòu)圖。如果該積分是無缺陷的，則不可能更正景物構(gòu)圖?；谶@個原因，上述積分最好是“有漏洞的”。也就是說，正如相機用戶所期望的，讓傳感器103回到一個標稱或中心位置，使得被攝景物的中心大體上位于相機的光軸上。為了本公開的目的起見，相機返回其標稱位置的速度被稱為系統(tǒng)的構(gòu)圖響應度。如果構(gòu)圖響應度太慢，則用戶將不能快速構(gòu)成相片。如果構(gòu)圖響應度太快，則圖像穩(wěn)定的質(zhì)量就會打折扣，因為此時傳感器103返回其標稱位置不是響應相機移動的結(jié)果而是傳感器自行移動的結(jié)果。在以前的相機中，濾波器特征和構(gòu)圖響應度被調(diào)至一個由相機設計者選擇的折衷性能。然而，這個折衷的性能不能在拍攝情形的范圍內(nèi)提供最優(yōu)拍攝結(jié)果或用戶感覺。例如，在拍攝明亮景物的過程中，使用較快的快門速度可免除對圖像穩(wěn)定的需求，并且相對較慢的構(gòu)圖響應對快速取景來說可能是一個不必要的阻礙。同樣地，比起由相機移動引起的模糊，拍攝運動競賽的相機用戶可能更關注由被攝物移動引起的模糊，并且可能希望獲得比相機所提供的還快的構(gòu)圖響應度。相反，在利用較長曝光時間拍攝暗光景物的過程中，比相機所提供的還慢的構(gòu)圖響應度可產(chǎn)生比使用相機設計的折衷性能拍攝的照片更少模糊的相片。依照本發(fā)明的示范實施例，相機的構(gòu)圖響應度是可調(diào)的，并且可以根據(jù)特定的拍攝場景(包括景物狀態(tài)、相機的光學配置、相機的模式設定或它們的任意組合)來調(diào)節(jié)。例如，針對較明亮的景物，此時由相機抖動引起的模糊不太可能發(fā)生，相機可選擇較快的構(gòu)圖響應度；針對暗光景物，相機可選擇較慢的構(gòu)圖響應度，以便使圖像穩(wěn)定的效能達到最大。同樣地，當相機的鏡頭被調(diào)至相對較短的焦距時，相機可選擇較快的構(gòu)圖響應度；以及，當相機鏡頭被調(diào)至相對較長的焦距時，相機可選擇較慢的構(gòu)圖響應度，因為使用長焦距時移動模糊常常是一個棘手的問題。許多相機提供了一組可供相機用戶選擇的曝光模式。這些模式對相機進行配置，以選擇適合于表現(xiàn)素材的設置。例如，如果用戶選擇“風景”模式，則相機可選擇使景深趨于最大化的而仍然便于手持操作的光圈和快門速度設置。“肖像”模式可選擇使景深趨于最小化的設置并對相機作局部測光設置。本發(fā)明的示范實施例中的相機可按相機的模式設定來調(diào)節(jié)其構(gòu)圖響應度。例如，如果選擇的是“動作”模式，則相機可選擇比“風景”模式更快的構(gòu)圖響應度?！皠幼鳌蹦Ｊ较螺^快的響應度可更快地構(gòu)成運動競賽或其它活動的相片，而“風景”模式下較慢的響應度(通常用在被攝物不可能移動時)可使圖像穩(wěn)定性能增強。許多系統(tǒng)和技術可能用于調(diào)節(jié)相機的構(gòu)圖響應度。圖6表示基于運算放大器602的濾波器/積分器503的示范實施例601的示意圖。電阻器R1和R2可以是如在邏輯電路110或圖像穩(wěn)定部件114中的其它邏輯部件控制下的電子可控電阻器。圖7是表示圖6所示電路在兩種配置中的頻率響應。在第一“慢”配置中，R1＝R2＝500KΩ且C1＝C2＝0.4μF。在第二“快”配置中，R1＝100KΩ、R2＝500KΩ且C1＝C2＝0.4μF。如圖7所示，圖6的電路是一個通常針對與有意的構(gòu)圖相關的較低頻率的高通濾波器，并且圖6的電路是一個通常針對與相機的移動相關的較高頻率的積分器?！翱臁迸渲糜幸粋€約為1Hz的截止頻率，而“慢”配置有一個稍低的截止頻率。圖8是表示“慢”配置中濾波器/積分器實施例601的圖像穩(wěn)定響應。相機角位置曲線801描述了由代表相機抖動的相對高的振動跟隨的構(gòu)圖移動。目標位置曲線802表明在這種配置中的濾波器/積分器601最初試圖跟隨構(gòu)圖移動，產(chǎn)生一個瞬時響應，但是接著使傳感器目標位置大致沿構(gòu)圖響應曲線803回移至其標稱位置。在此第一配置中，從構(gòu)圖移動結(jié)束到相機完全跟上相片構(gòu)圖約花費1.2秒。這代表相對較慢的構(gòu)圖響應度。注意在圖8和圖9中，垂直刻度均是任意的，且不要求目標位置信號與相機角位移具有相同的垂直刻度。[48]圖9是表示“快”配置中濾波器/積分器實施例601的圖像穩(wěn)定響應。在圖9中，相機按圖8所示的相同的角位置曲線801作出響應。目標位置曲線901表明濾波器/積分器601的“快”配置可比“慢”配置更快地降低瞬時構(gòu)圖移動。另外，正如構(gòu)圖響應曲線902所示，“快”配置使傳感器103更快地返回至標稱或中心位置。在此例中，從構(gòu)圖移動結(jié)束到相機完全跟上相片構(gòu)圖約花費0.6秒。在跟隨上構(gòu)圖之后，兩種配置都繼續(xù)表明相對高頻的相機抖動正在發(fā)生，應當由傳感器位置控制部件507進行補償。濾波器/積分器503的類比實施例601只是多個可能實施例中的一個。濾波器/積分器503最好以數(shù)字方式實現(xiàn)。圖10是表示一個用于控制系統(tǒng)的示范的數(shù)字實施方案1001，所述的控制系統(tǒng)用于控制傳感器103在一個軸線上的移動。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器1002將角速度信號502轉(zhuǎn)換成適合于由微控制器1003處理的數(shù)字形式。微控制器1003可包括如中央處理器、內(nèi)存和輸入/輸出端口，并且微控制器1003執(zhí)行計算傳感器目標位置506的程序。微控制器最好是接收來自一組寄存器1004的配置信息1006，而該組寄存器1004又與相機邏輯電路110通信?？捎萌魏伪憷姆椒▽崿F(xiàn)寄存器1004。例如，可用硬件方式實現(xiàn)寄存器1004，或者可以按由微控制器1003操縱的固件所定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分配在隨機存取存儲器(RAM)或快閃存儲器內(nèi)分配寄存器1004中。配置信息可包括如當前鏡頭焦距的示值，這樣，微控制器1003可通過數(shù)值方法運行比例函數(shù)505。配置信息還可包括使微控制器1003改變相機100的構(gòu)圖響應度的參數(shù)設置。通過修改由微控制器1003執(zhí)行的算法可調(diào)節(jié)構(gòu)圖響應度。修改算法可包括如根據(jù)角速度信號502來改變計算傳感器目標位置506的公式中的系數(shù)。微控制器1003還可通過寄存器1004使狀態(tài)信息1007返回至其它的相機邏輯部件。可通過數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器1005將微控制器1003的計算結(jié)果轉(zhuǎn)換成模擬值。在一個示范性的數(shù)字實施方案中，利用本領域公知的技術，微控制器1003可簡單地效仿模擬電路601。或者，微控制器1003可效仿不同的模擬電路或其它的動態(tài)系統(tǒng)(例如提供輕度欠阻尼響應的動態(tài)系統(tǒng))。圖11是表示用本領域技術人員熟悉的符號表示的一種濾波器/積分器簡化結(jié)構(gòu)示意圖。使用模擬電路或數(shù)字電路可提供圖11所示的系統(tǒng)。通過為參數(shù)“a”選擇一個適當?shù)闹?，系統(tǒng)設計者可調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能并且可為“a”選擇一個使系統(tǒng)欠阻尼的值。與利用電路601實現(xiàn)的系統(tǒng)所提供的傳感器目標位置信號相比，一個欠阻尼的系統(tǒng)可提供具有對相機抖動更好的相位校準的傳感器目標位置信號506。在所附的權利要求范圍內(nèi)，還能夠有許多其它的用于確定傳感器目標位置506的算法。例如，不效仿傳統(tǒng)的線性系統(tǒng)(如電路601)，微控制器1003可執(zhí)行非線性的、啟發(fā)式的、自適應的的算法，特別是轉(zhuǎn)換速率受限的算法或上述算法的某些組合。這類算法中的任何一個都能夠?qū)⒂幸獾南鄼C移動從無意的相機移動中區(qū)分出來，并能夠調(diào)節(jié)相機100的構(gòu)圖響應度。在一優(yōu)選實施例中，相機100將用于圖像穩(wěn)定系統(tǒng)114的參數(shù)存入一個或多個曝光程序表中。曝光程序表是被相機使用并根據(jù)一個或多個測得的景物參數(shù)來選擇拍攝設置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一臺相機可以為每種模式配備不同的曝光程序表。也就是說，相機帶有針對“肖像”模式的曝光程序表、針對“風景”模式的曝光程序表或針對其它模式的曝光程序表。用于索引曝光程序表的一個共同的測量參數(shù)是景物亮度。例如，如果相機被設置到“風景”模式下并測到景物達到特定亮度，則相機的邏輯電路可在表中查詢到如適當?shù)墓馊Υ笮?、合適的快門速度、是否使用閃光燈這樣的設置以及其它將產(chǎn)生合適的相片曝光的參數(shù)。圖12表示本發(fā)明示范實施例的一個節(jié)略和簡化的曝光程序表?？蓪D12的表格用于“對準即拍”數(shù)碼相機的“風景”模式，其中相機保持了比1/8秒還快的快門速度以使得帶圖像穩(wěn)定的手持操作成為可能，并且使得由此產(chǎn)生的相片的景深達到最大。較低的景物亮度BV對應于較暗的景物。一旦相機測量了景物并確定了BV，便可從表格中選擇相機設置以進一步達成模式設定的目標。在圖12的示范表格中，相機的構(gòu)圖響應度是其中的一個設置。將相機的構(gòu)圖響應度放進曝光程序表可使相機設計者很容易對各種相機模式的操作進行配置，從而調(diào)整相機操作以此增加相機用戶的經(jīng)驗。雖然圖12的表格是用鏡頭的F制光圈和很短時間內(nèi)的快門速度表示光圈設置的，但是實際的表格可包含用其它單位表示的值，而這些值是由相機設計師選擇的、用來代表這些設置的。同樣地，該表格中的構(gòu)圖響應度可用電子部件值或由相機設計師選擇的響應度標記來表示。其它登記項也是有可能的。例如，一個登記項可表示濾波器/積分器503中濾波器的截止頻率，而另一個登記項表示相機跟蹤其圖像穩(wěn)定系統(tǒng)至中心或標稱位置的速度。一個登記項可通過為系統(tǒng)指定穩(wěn)定時間常數(shù)來表示系統(tǒng)的響應度。至少某些實施例的一個有用方面在于，在圖像穩(wěn)定過程中可以調(diào)節(jié)相機100的構(gòu)圖響應度。例如，如果電路601中的可變電阻R1和R2中的任一個或兩個的電阻值被改變，作為結(jié)果，相機100的構(gòu)圖響應度也改變，并且以無顯著的瞬變被引入傳感器103的移動的方式發(fā)生改變。同樣地，在一個數(shù)字實施方案中，微控制器1003可在圖像穩(wěn)定過程中改變其計算，使得相機100的構(gòu)圖響應度改變，最好沒有顯著的移動瞬變。許多相機中，相機用戶通過按壓快門按鈕開始拍攝相片。“快門線”是該控制件的通用名稱，即使如此，新式的數(shù)碼相機可不包括機械快門。在某些相機中，當快門線按鈕被按下時，它可依次驅(qū)動兩個開關或其它傳感器，每個開關將相機置于不同的狀態(tài)。這兩種狀態(tài)可被稱為S1和S2。例如，在某些相機中，按快門線至S1位置可使相機執(zhí)行自動對焦并根據(jù)相機正在取景的景物亮度測量值計算合適的相機曝光設置。常常是，一旦焦距和曝光設置被確定，則這些設置保持“鎖定”，這樣拍攝者可在不改變設置的條件下對相片重新構(gòu)圖。當快門線進而被按至S2位置時，相機使用在S1狀態(tài)時已確定的焦距和曝光設置來拍照。在某些相機中，當相機進入S1狀態(tài)時，也可啟動圖像穩(wěn)定，并且持續(xù)到相片被拍攝或者其后的某個時間。相機在一系列狀態(tài)下的表現(xiàn)可被稱為拍攝順序。該順序的狀態(tài)可包括S1和S2，并且還可包括在S 1之前發(fā)生的狀態(tài)和在S2之后發(fā)生的狀態(tài)。依照本發(fā)明的另一示范實施例，在拍攝照片的拍攝順序過程中對相機的構(gòu)圖響應度被進行調(diào)節(jié)。例如，如果在達到S1狀態(tài)之前圖像穩(wěn)定過程被啟動，則相機可配置為相對較快的構(gòu)圖響應度，使得拍攝者可快速構(gòu)成相片。一旦達到S1狀態(tài)并且自動對焦開始，就可為相機配置相對較慢的構(gòu)圖響應度。在自動對焦過程中使用相對較慢的構(gòu)圖響應度有兩個或更多的益處。在許多數(shù)碼相機中，自動對焦是通過測量相機拍攝的一組試驗數(shù)字圖像的空間襯比度并根據(jù)襯比度測量調(diào)節(jié)鏡頭部件的位置來進行的。例如，空間襯比度可以是對相機視場的一個區(qū)域計算的相鄰像素(如色彩)之間差的平方和。這個可包括相機整個視場的一部分或全部的區(qū)域可被稱為“聚焦窗”。相機移動可在自動對焦過程中引起圖像模糊或不清晰、減小襯比度的值并使自動對焦更困難。使用相對較慢的構(gòu)圖響應度可使相機能夠更精確地跟蹤相機移動，并且可通過減少模糊或拖影來改善自動對焦。另外，如果相機移動使高襯比物體在自動對焦過程中移進或移出聚焦窗，則自動對焦可能是折衷的。高襯比物體實際上可影響空間襯比度，并且其周期性出現(xiàn)可造成該襯比度曲解圖像其余部分的聚焦質(zhì)量。相對較慢構(gòu)圖響應度可通過對聚焦窗維持相對恒定的取景方向來改善自動對焦，使得對每個試驗數(shù)字圖像來說基本上使用了相同的景物。對拍攝順序過程中拍攝構(gòu)圖響應度的其它改變可提供其他的益處。例如，一旦自動對焦完成，可為相機配置相對較快的構(gòu)圖響應度，以使得在焦距鎖定過程中能夠進行相片的快速重新構(gòu)圖。當指示相片應當被拍攝的相機狀態(tài)S2達到時，，可再次為相機配置相對較慢的構(gòu)圖響應度，使得在曝光過程中當任何移動模糊導致照片清晰度減少時相機移動被更多地補償。這些構(gòu)圖響應度的改變可以有各種不同的組合方式。例如，相機可以在整個S1狀態(tài)下(包括自動對焦過程中)維持相對較快的構(gòu)圖響應度，并且僅當達到狀態(tài)S2時，轉(zhuǎn)換至相對較慢的構(gòu)圖響應度。其它組合也是可能的。圖13表示一個示范性拍攝順序和在該順序的每一步選擇的構(gòu)圖響應度。在狀態(tài)1301處，相機是閑置的。也就是說，快門線還未按下，相機用戶可能正通過相機取景器對一個景物取景并為相片構(gòu)圖或取景。在此示范性順序中，在該狀態(tài)相機被調(diào)至相對較快的構(gòu)圖響應度。在狀態(tài)1302時，快門線已被按到S1狀態(tài)，且自動對焦正在進行中。在該狀態(tài)，相機被調(diào)至相對較慢的構(gòu)圖響應度。在狀態(tài)1303時，自動對焦已完成?？扉T線仍處在S1位置，所以焦距設置被鎖定并且相機用戶可對相片重新取景。在該狀態(tài)，相機被調(diào)至相對較快的構(gòu)圖響應度。在狀態(tài)1304時，用戶已將快門線按至S2位置，指示照片應被拍攝。在相片曝光過程中，相機被調(diào)至相對較慢的拍攝構(gòu)圖響應度。在狀態(tài)1305時，曝光已完成，然后相機被調(diào)至相對較快的構(gòu)圖響應度，為可能的下一次拍攝做好準備。最好是，以一種特定的方式對構(gòu)圖響應度進行調(diào)節(jié)，使得在移動的圖像穩(wěn)定部件的運動過程中不會引入不希望有的瞬變。例如，改變圖6的電路中的電阻器R1和R2的值可實現(xiàn)上述目的。類似地，一些對數(shù)字圖像穩(wěn)定系統(tǒng)(如數(shù)字實施方案1001)實施的算法的改變可提供構(gòu)圖響應度設定之間的控制良好的過渡。
權利要求
1.一種圖像穩(wěn)定方法，包含在拍攝順序中調(diào)節(jié)相機(100)的構(gòu)圖響應度的步驟。
2.如權利要求1所述的方法，其中在拍攝順序中調(diào)節(jié)所述相機(100)的構(gòu)圖響應度的步驟還包含為在自動聚焦完成后使用的第一構(gòu)圖響應度而配置所述相機(100)；以及為在自動聚焦完成后使用的第二構(gòu)圖響應度而配置所述相機(100)。
3.如權利要求2所述的方法，其中第一構(gòu)圖響應度比第二構(gòu)圖響應度慢。
4.如權利要求2所述的方法，其中在拍攝順序中調(diào)節(jié)所述相機(100)的構(gòu)圖響應度的步驟還包含為在拍攝過程中使用的第三構(gòu)圖響應度而配置所述相機(100)。
5.如權利要求4所述的方法，其中第三構(gòu)圖響應度比第二構(gòu)圖響應度慢。
6.如權利要求1所述的方法，其中在拍攝順序中調(diào)節(jié)所述相機(100)的構(gòu)圖響應度的步驟還包含為在相片構(gòu)圖過程中使用的第一構(gòu)圖響應度而配置所述相機(100)；以及為在相片拍攝過程中使用的第二構(gòu)圖響應度而配置所述相機(100)。
7.如權利要求6所述的方法，其中第一構(gòu)圖響應度比第二構(gòu)圖響應度快。
8.如權利要求1所述的方法，其中在拍攝順序中調(diào)節(jié)所述構(gòu)圖響應度的步驟還包含在圖像穩(wěn)定過程中調(diào)節(jié)相機(100)的構(gòu)圖響應度。
9.如權利要求1所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述構(gòu)圖響應度的步驟還包含修改一個由數(shù)字系統(tǒng)執(zhí)行的算法。
10.一種相機(100)，包含具有某一構(gòu)圖響應度的圖像穩(wěn)定系統(tǒng)(114)，所述相機(100)配置成在拍攝過程中調(diào)節(jié)所述構(gòu)圖響應度。
11.如權利要求10所述的相機(10)，其中所述圖像穩(wěn)定系統(tǒng)(114)還包含濾波器(503)，且所述構(gòu)圖響應度通過修改所述過濾器(503)的頻率響應而被調(diào)節(jié)。
12.如權利要求10所述的相機(100)，其中所述圖像穩(wěn)定系統(tǒng)(114)以數(shù)字方式實現(xiàn)。
13.如權利要求10所述的相機(100)，還具備自動聚焦能力，其中第一構(gòu)圖響應度在聚焦過程中選用；以及第二構(gòu)圖響應度在聚焦完成后選用。
14.如權利要求13所述的相機(100)，其中第一構(gòu)圖響應度比第二構(gòu)圖響應度慢。
15.如權利要求13所述的相機(100)，還配置成在相片拍攝過程中選用第三構(gòu)圖響應度。
16.如權利要求15所述的相機(100)，其中第三構(gòu)圖響應度比第二構(gòu)圖響應度慢。
17.如權利要求10所述的相機(100)，還配置成在相片構(gòu)圖過程中選用第一構(gòu)圖響應度；以及在相片拍攝過程中選用第二構(gòu)圖響應度。
18.如權利要求17所述的相機(100)，其中第二構(gòu)圖響應度比第一構(gòu)圖響應度慢。
19.如權利要求10所述的相機(100)，其中所述相機(100)是數(shù)碼相機。
20.如權利要求19所述的相機(100)，其中所述相機(100)通過根據(jù)相機的移動、相對于鏡頭(101)移動電子陣列光傳感器(103)來實施圖像穩(wěn)定。
21.一種相機(100)，包含圖像穩(wěn)定系統(tǒng)(114)，所述相機(100)配置成在S1狀態(tài)時具有一個不同于S2狀態(tài)的構(gòu)圖響應度。
全文摘要
描述了一種方法與裝置，其中，對一種包含圖像穩(wěn)定系統(tǒng)(114)的相機(100)的構(gòu)圖響應度進行調(diào)節(jié)。在示范性實施例中，可根據(jù)特定的攝影場景(包括景物狀態(tài)、相機光學配置、相機模式設定或它們的任何組合)來調(diào)節(jié)構(gòu)圖響應度。在本發(fā)明的另一實施例中，構(gòu)圖響應度在用來拍攝的拍攝順序中進行調(diào)節(jié)。
文檔編號H04N5/232GK1825908SQ20061000437
公開日2006年8月30日 申請日期2006年1月27日 優(yōu)先權日2005年1月28日
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