CN101241294A - 摄像控制方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种摄像控制方法及其装置，先藉由影像摄取单元取得自动受光的环境数据，依据此环境数据，计算出初始快门曝光时间与初始感光度，再依据特定模式进行判断。于特定模式下，如初始快门曝光时间小于等于预设的特定时间，则依据初始快门曝光时间与初始感光度摄取影像。假如初始快门曝光时间大于预设的特定时间，则依据预设的特定规则以最终快门曝光时间与最终感光度摄取影像。
Description
技术领域
本发明涉及一种摄像装置，特别是一种利用电子信号控制提高摄像品质的摄像控制方法及其装置。
背景技术
随着时代进步，许多电子科技产品均趋向微小化的设计。针对市售的摄像产品，例如数字相机、照相手机为例，为符合消费者方便携行、随时可摄像的使用特性，均以体积轻、薄、小为主。因此，数字相机已成为现代人生活中的必备品之一。
在所有的摄像装置中，经常被消费者垢病的是，都存在有晃动干扰的问题，特别是体积轻薄的数字相机。其原因是由于使用者手持数字相机的稳定性不够，因此，常常会在按下快门的瞬间，因为使用者手持当时的抖动，或是手指按压快门的施力，作用于相机主体，所造成的振动，进而拍摄出模糊不清的影像。
因此，一般摄像装置中通常提供了防手振的技术。在已知的相机防手振技术中，摄像装置通常会设置传感器，如陀螺仪传感器(Gyro Sensor)来侦测移动量或位移速度。依据侦测出的数据，来计算需要补偿的位移量，并通过补偿镜片组，根据镜头的抖动方向，以及位移量加以补偿，从而解决相机的振动问题。然而，大部分传感器通常容易因环境温度、湿度等问题而产生误差。
其次，在已知的相机防手振技术中，摄像装置通常是以处理器依据传感器侦测出的数据估算出补正值，并驱动补偿镜片组补正振动量，以避免影像模糊。然而，以驱动补偿镜片组来补正振动的缺点在于：若补偿镜片组有过大的动作，则容易造成镜片间的相互碰撞。
再者，若是如已知的光学方法，以传感器来侦测晃动，并依据晃动程度来驱使补偿镜片组或影像摄取单元做补正，则必须在摄像装置中再添加传感器与驱动系统等硬件组件，如此，将使得摄像装置体积再增加，而无法达到整体体积轻、薄、小的目标。
因此，需要提供一种电子补正方法，在不增加硬件架构与摄像装置体积的前提下，进而达到稳定摄像的效果。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于，提供一种摄像控制方法及其装置，藉由缩短快门曝光时间、提高感光度，以降低所拍摄影像模糊的缺陷。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种摄像控制方法，所述摄像控制方法包含以下步骤：步骤(A)：取得自动受光的环境数据；步骤(B)：依据所述环境数据，计算出初始快门曝光时间(t)与初始感光度(ISO)；步骤(C)：如初始快门曝光时间(t)小于或等于预设的一特定时间(T)，则依据初始快门曝光时间(t)与初始感光度(ISO)摄取影像；步骤(D)：如初始快门曝光时间(t)大于预设的特定时间(T)，则修正摄像参数，得到最终快门曝光时间(t’)和最终感光度(ISO’)；以及步骤(E)：以最终快门曝光时间(t’)摄取影像，并以最终感光度(ISO’)处理所摄取的影像。
在本发明所述的摄像控制方法中，所述步骤(D)包括步骤(D1)：若初始快门曝光时间(t)大于一第一时间，则设定最终快门曝光时间t’＝t/3，且设定最终感光度ISO’＝3*ISO。
在本发明所述的摄像控制方法中，所述步骤(D)还包括步骤(D2)：若初始快门曝光时间(t)小于或等于所述第一时间，且大于一第二时间，则设定最终快门曝光时间t’＝t/2，且设定最终感光度ISO’＝2*ISO。
在本发明所述的摄像控制方法中，所述步骤(D)还包括步骤(D3)：若初始快门曝光时间(t)小于或等于所述第二时间，且大于所述特定时间，则设定最终快门曝光时间为t’＝T，且设定最终感光度ISO’＝ISO*t/T。
在本发明所述的摄像控制方法中，所述第一时间为250ms，且所述第二时间为33ms，所述特定时间为16.67ms。
本发明还提供了一种摄像控制装置，所述摄像控制装置包含：
一驱动单元；一镜头，用以摄入影像，包含一光圈与一快门，该光圈与所述驱动单元电连接，且所述快门与所述驱动单元电连接；一影像摄取单元，用以依据镜头的成像摄取影像；一模拟/数字转换单元，连接于该影像摄取单元，用以将该影像摄取单元所输出的模拟影像信号转换成数字影像信号；及一主控制单元，连接于该驱动单元，驱使该驱动单元控制快门与光圈；该主控制单元连接于该模拟/数字转换单元，用以累存该影像摄取单元所输出的数字影像数据，并依据数字影像数据评估出环境亮度；
所述主控制单元包括中央处理器，所述中央处理器包括：计算模块，依据环境亮度计算出初始快门曝光时间(t)与初始感光度(ISO)；判断修正模块，用于当初始快门曝光时间(t)小于或等于一特定时间，将快门参数和感光参数设置为初始快门曝光时间(t)与初始感光度(ISO)；当初始快门曝光时间(t)大于预设的特定时间，将快门参数和感光参数设置为最终快门曝光时间(t’)与最终感光度(ISO’)；以及控制模块，用于根据所述判断修正模块的设定，控制所述驱动单元和所述模拟/数字转换单元。
在本发明所述的摄像控制装置中，所述主控制单元还包含与所述中央处理器电连接的记忆单元，所述记忆单元连接在所述中央处理器与所述模拟/数字转换单元之间。
在本发明所述的摄像控制装置中，所述判断修正模块包括第一修正模块，用于当初始快门曝光时间(t)大于一第一时间，设定最终快门曝光时间t’＝t/3，且设定最终感光度ISO’＝3*ISO。
在本发明所述的摄像控制装置中，所述判断修正模块还包括第二修正模块，用于当初始快门曝光时间(t)小于或等于第一时间且大于一第二时间，设定最终快门曝光时间t’＝t/2，且设定最终感光度ISO’＝2*ISO。
在本发明所述的摄像控制装置中，所述判断修正模块还包括第三修正模块，用于当初始快门曝光时间(t)小于或等于所述第二时间且大于所述特定时间(T)，设定最终快门曝光时间t’＝T，且设定最终感光度ISO’＝ISO*t/T。
在本发明所述的摄像控制装置中，所述特定时间(T)为16.67ms，所述第一时间为250ms，且所述第二时间为33ms。
本发明是藉由数字影像数据评估出环境亮度，该主控制单元依据一特定规则变更快门曝光时间与感光度。当初始快门曝光时间(t)超出预设时间时，令该马动驱动单元控制快门于更短的最终快门曝光时间(t’)曝光，并将上述信号回授至该模拟/数字转换单元，令模拟/数字转换单元提高感光度(ISO’)。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的摄像控制方法的运作流程图；
图2是本发明于特定模式下的摄像控制方法的运作流程图；及
图3是本发明的摄像控制装置的电路方块图。
101～105：流程 201～209：流程
310：马达驱动单元 311：输入端
312：第二输出端 313：第二输出端
320：镜头 321：光圈
322：快门 330：影像摄取单元
331：输出端 340：模拟/数字转换单元
341：第一输入端 342：第二输入端
343：输出端 350：主控制单元
351：输入端 352：第一输出端
353：第三输出端 360：中央处理器
370：记忆单元 380：储存单元
Av：光圈参数 Bv：环境亮度
Sv：感光参数 Tv：快门参数
具体实施方式
参照图1，是本发明一实施例的摄像控制方法的运作流程图。
本发明的摄像控制方法可应用于具有防手振功能的摄像系统或摄像装置，例如数字相机。
本发明的一实施例的摄像控制方法，包含以下步骤：
步骤(A)：取得自动受光的环境数据；
步骤(B)：依据此环境数据，计算出初始快门曝光时间(t)与初始感光度(ISO)；
步骤(C)：依据一特定模式进行判断，如初始快门曝光时间(t)小于等于预设的一特定时间，则依据初始快门曝光时间(t)与初始感光度(ISO)摄取影像；
步骤(D)：如初始快门曝光时间(t)大于预设的特定时间，则依据预设的一特定规则修正摄像参数，得到最终快门曝光时间(t’)和最终感光度(ISO’)；以及
步骤(E)：以最终快门曝光时间(t’)摄取影像，并以最终感光度(ISO’)处理所摄取的影像。
步骤一：如流程101。摄像系统激活后，先依据预设的自动曝光参数接收影像数据，以取得自动受光的环境数据。
步骤二：如流程102。当摄像系统接收预拍指示后，于预拍状态下，依据此影像数据，计算出环境亮度Bv、光圈参数Av、快门参数Tv，以及感光参数Sv等。此时，快门参数Tv为初始快门曝光时间(t)，且感光参数Sv为初始感光度(ISO)。
步骤三：如流程103。判断摄像系统是否处于激活稳定摄像的一特定模式下，如否，则进行流程104；如是，则进行流程105。
步骤四：如流程104。依据流程102中所计算出的光圈参数Av与初始快门曝光时间(t)进行曝光并摄取影像，且摄像系统依据初始感光度(ISO)处理所摄取的影像数据。
步骤五：如流程105。于激活稳定摄像的特定模式下，比较流程102中所计算出的初始快门曝光时间(t)。若初始快门曝光时间(t)大于预设的特定时间，则依据预设的特定规则估算出最终快门曝光时间(t’)与最终感光度(ISO’)，将快门参数Tv与感光参数Sv分别修改为最终快门曝光时间(t’)与最终感光度(ISO’)。并继续至流程104，依据最终快门曝光时间(t’)进行曝光并摄取影像，且摄像系统依据最终感光度(ISO’)处理所摄取的影像数据。
参照图2，是本发明于特定模式下的摄像控制方法的运作流程图。
参照图1与图2。在图1的执行摄像流程102中，摄像参数包含有环境亮度Bv、光圈参数Av、快门参数Tv与感光参数Sv；此时，快门参数Tv为初始快门曝光时间(t)，且感光参数Sv为初始感光度(ISO)。而于激活特定模式下，上述流程105重新修正、或确认已变更的最终快门曝光时间(t’)与最终感光度(ISO’)的方法包含以下执行步骤：
当系统被预设于激活特定模式下作动，则进行流程201，取得上述流程102中所估算出的初始快门曝光时间(t)与初始感光度(ISO)。
如流程202，判断初始快门曝光时间(t)是否大于第一时间，例如250ms，如否，即初始快门曝光时间(t)小于或等于第一时间，则进行流程205；如是，则进行流程203，将初始快门曝光时间(t)缩短为原来的三分之一，即将初始快门曝光时间(t)变更为第一快门曝光时间(t1＝t/3)，且将初始感光度(ISO)放大成原来的三倍，即将初始感光度(ISO)变更为第一感光度(ISO1＝3*ISO)。
接着，如流程204，系统更新修改后的最终快门曝光时间(t’＝t1)为快门参数Tv，且更新最终感光度(ISO’＝ISO1)为感光参数Sv，并可依据最终快门曝光时间(t’)与最终感光度(ISO’)，于图1中的流程104进行曝光及摄取影像。
如流程205，判断初始快门曝光时间(t)是否大于第二时间，例如33ms，如否，即初始快门曝光时间(t)小于或等于第二时间，则进行流程207；如是，则进行流程206，将初始快门曝光时间(t)缩短为原来的二分之一，即将初始快门曝光时间(t)变更为第二快门曝光时间(t2＝t/2)，且将初始感光度(ISO)放大成原来的两倍，即将初始感光度(ISO)变更为第二感光度(ISO2＝2*ISO)。接着，如流程204，系统更新修改后之最终快门曝光时间(t’＝t2)为快门参数Tv，且更新最终感光度(ISO’＝ISO2)为感光参数Sv，并可依据最终快门曝光时间(t’)与最终感光度(ISO’)，于图1中的流程104进行曝光及摄取影像。
如流程207，判断初始快门曝光时间(t)是否大于一特定时间(T)，例如16.67ms，如否，则进行流程209；如是，则进行流程208，将初始快门曝光时间(t)变更为第三快门曝光时间(t3)，其中，第三快门曝光时间(t3)为T，即16.67ms，且将初始感光度(ISO)变更为第三感光度(ISO3)。其中，此第三感光度(ISO3)为初始感光度(ISO)乘以初始快门曝光时间(t)再除上T，即ISO3＝ISO*t/T(以16.67为例，即ISO3＝ISO*t/16.67)；接着，如流程204，系统更新修改后的最终快门曝光时间(t’＝t3)为快门参数Tv，且更新最终感光度(ISO’＝ISO3)为感光参数Sv，并可依据最终快门曝光时间(t’)与最终感光度(ISO’)，于图1中的流程104进行曝光及摄取影像。
如流程209，当初始快门曝光时间(t)小于特定时间(T)，即图中示例的16.67ms，则不再变更初始快门曝光时间(t)与初始感光度(ISO)。接着，如流程204，系统重新确认快门参数Tv为最终快门曝光时间(t’)，即为初始快门曝光时间(t)，且感光参数Sv为最终感光度(ISO’)，即为初始感光度(ISO)，并可依据最终快门曝光时间(t’)与最终感光度(ISO’)，于图1中的流程104进行曝光及摄取影像。
根据不同摄像装置的参数、以及不同的要求，可设定不同的特定时间(T)、第一时间、以及第二时间。
参照图3，是本发明的摄像控制装置的电路方块图，通过该摄像控制装置可实施上述的摄像控制方法，为简洁起见，不再对摄像控制方法的细节进行描述。
本发明的摄像控制装置，包含一马达驱动单元310、一镜头320、一影像摄取单元330、一模拟/数字转换单元340，以及一主控制单元350。
该马达驱动单元310，包含一输入端311、一第一输出端312以及一第二输出端313。
该镜头320，用以摄入影像。该镜头320包含一光圈321与一快门322。该光圈321与该马达驱动单元310的第一输出端312电连接，用以接收来自该马达驱动单元310的控制信号Av，该快门322与该马达驱动单元310的第二输出端313电连接，用以接收来自该马达驱动单元310的控制信号Tv。
该影像摄取单元330，用以依据镜头320的成像摄取影像。该影像摄取单元330包含有一输出端331。该影像摄取单元330藉由该镜头320接受来自该摄像装置外部的光束。在此实施例中，该影像摄取单元330为电荷耦合组件(CCD)、互补式金属氧化半导体(CMOS)的任一种。
该模拟/数字转换单元(AFE，Analog Front End)340，用以将该影像摄取单元330所输出的模拟影像信号转换成数字影像信号，并包含一第一输入端341、一第二输入端342、一输出端343。该第一输入端341连接于该影像摄取单元330的输出端331，用以传送该影像摄取单元330所输出的模拟影像信号。
该主控制单元350具有一输入端351、一第一输出端352，以及一第二输出端353。该主控制单元350包含一中央处理器360、一记忆单元370，以及一储存单元380。该记忆单元370可为一同步动态内存(SDRAM)，并且连接在该中央处理器360与该模拟/数字转换单元340之间，用以累存影像数字数据。该储存单元380可以是可移除地装设于摄影装置内部，且该储存单元380可重复储存及抹除数据。此储存单元380可为CF卡、SD卡、MS卡、等等。
该主控制单元350的第一输出端352连接于该马达驱动单元310的输入端311，用以传送驱动信号至该马达驱动单元310，驱使该马达驱动单元310作动，以控制快门322曝光与光圈321孔径(开度)。该输入端351连接于该模拟/数字转换单元340的输出端343，用以接收该模拟/数字转换单元340所输出的数字影像数据。该第二输出端353连接于该模拟/数字转换单元340的第二输入端342，用以发送控制信号Sv至模拟/数字转换单元340。
中央处理器360包括：计算模块，用于依据环境亮度计算出初始快门曝光时间(t)与初始感光度(ISO)；判断修正模块，用于当初始快门曝光时间(t)小于或等于一特定时间，将快门参数和感光参数设置为初始快门曝光时间(t)与初始感光度(ISO)；当初始快门曝光时间(t)大于预设的特定时间，将快门参数和感光参数设置为最终快门曝光时间(t’)与最终感光度(ISO’)；以及控制模块，用于根据所述判断修正模块的设定，控制马达驱动单元310和模拟/数字转换单元340。
所述判断修正模块包括：第一修正模块，用于当初始快门曝光时间(t)大于一第一时间，设定最终快门曝光时间t’＝t/3，且设定最终感光度ISO’＝3*ISO；第二修正模块，用于当初始快门曝光时间(t)小于或等于第一时间且大于一第二时间，设定最终快门曝光时间t’＝t/2，且设定最终感光度ISO’＝2*ISO；第三修正模块，用于当初始快门曝光时间(t)小于或等于所述第二时间且大于所述特定时间(T)，设定最终快门曝光时间t’＝T，且设定最终感光度ISO’＝ISO*t/T。
当外部光束由上述镜头320进入摄像装置后，该影像摄取单元330随即接受外部光束，并藉由该影像摄取单元330使得光束转换为模拟影像信号，经由该模拟/数字转单元340将模拟影像信号转换成数字影像信号，再将成像数字影像信号传送至储存单元380。当使用者下达摄像或曝光锁定(AE Lock)等指令时，上述中央处理器360会撷取来自于储存单元380当前时间点的数字影像信号，并通过其计算模块估算出当前的环境亮度Bv、光圈参数Av、曝光参数Tv以及感光参数Sv。此时，曝光参数Tv为初始快门曝光时间(t)且感光参数Sv为初始感光度(ISO)。并且，此时若摄像装置被设定于防手振的特定模式下，则该中央处理器360于发出摄像命令前，先通过其判断修正模块判断初始快门曝光时间(t)是否大于预设的特定时间(T)；若否，则判定初始快门曝光时间(t)即为最终快门曝光时间(t’)，且判定初始感光度(ISO)为最终感光度(ISO’)；若是，则依据预设的特定规则设定最终快门曝光时间(t’)与最终感光度(ISO’)。当该中央处理器360确定最终快门曝光时间(t’)与最终感光度(ISO’)后，分别依照最终快门曝光时间(t’)与最终感光度(ISO’)设定快门参数Tv与感光参数Sv，并通过其控制装置发出驱动信号，驱使该马达驱动单元310分别依据上述光圈参数Av及快门参数Tv控制快门322与光圈321；且该中央处理器360藉由该主控制单元350的第二输出端353发出感光参数Sv至该模拟/数字转换单元340，令该模拟/数字转换单元340依据最终感光度(ISO’)来处理数字影像信号。
须说明的是，在摄像系统开机的状态下，即使使用者并未下达摄像或曝光锁定等指令，通常影像摄取单元会持续以预设的自动曝光参数进行受光。因此，当摄像系统接收到摄像或曝光锁定等指令后，系统会摄取前一时间点受光的影像数据，计算出当前的环境亮度Bv、光圈参数Av、快门参数Tv以及感光参数Sv。其中，使用者可依据个人需求变更所预设的自动曝光参数，例如，夜间模式、动态影像模式或远拍/近拍等模式。且于本发明中，使用者可依据个人需求激活或关闭稳定摄像的特定模式，但不用以限定本发明。
至于，所述摄像装置的修正快门曝光时间(t’)的特定规则，如图2所述，此不再赘述。
归纳上述，为解决一般摄像装置于摄像期间所受到的外部振动，本发明采以环境条件作为参考，并依据特定规则来判别初始快门曝光时间(t)是否过长，并藉以缩短快门曝光时间、提高感光度，以减缓摄像时的影像模糊的问题。因此，本发明是以环境条件(亮度)为基础参量，使摄像控制装置可依所处的环境，随时修正快门曝光时间与感光度，由此，在快门曝光时间缩短的前提下，摄像期间的振动干扰相对减少，可确实达到影像稳定的功效。
虽然本发明已以一实施例揭露如上，但是其并非用以限定本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当以后附的权利要求范围所界定者为准。
Claims (11)
1. 一种摄像控制方法，其特征在于，所述摄像控制方法包含以下步骤：
步骤(A)：取得自动受光的环境数据；
步骤(B)：依据所述环境数据，计算出初始快门曝光时间(t)与初始感光度(ISO)；
步骤(C)：如初始快门曝光时间(t)小于或等于预设的一特定时间(T)，则依据初始快门曝光时间(t)与初始感光度(ISO)摄取影像；
步骤(D)：如初始快门曝光时间(t)大于预设的特定时间(T)，则修正摄像参数，得到最终快门曝光时间(t’)和最终感光度(ISO’)；以及
步骤(E)：以最终快门曝光时间(t’)摄取影像，并以最终感光度(ISO’)处理所摄取的影像。
2. 根据权利要求1所述的摄像控制方法，其特征在于，所述步骤(D)包括步骤(D1)：若初始快门曝光时间(t)大于一第一时间，则设定最终快门曝光时间t’＝t/3，且设定最终感光度ISO’＝3*ISO。
3. 根据权利要求2所述的摄像控制方法，其特征在于，所述步骤(D)还包括步骤(D2)：若初始快门曝光时间(t)小于或等于所述第一时间，且大于一第二时间，则设定最终快门曝光时间t’＝t/2，且设定最终感光度ISO’＝2*ISO。
4. 根据权利要求3所述的摄像控制方法，其特征在于，所述步骤(D)还包括步骤(D3)：若初始快门曝光时间(t)小于或等于所述第二时间，且大于所述特定时间(T)，则设定最终快门曝光时间为t’＝T，且设定最终感光度ISO’＝ISO*t/T。
5. 根据权利要求4所述的摄像控制方法，其特征在于，所述第一时间为250ms，且所述第二时间为33ms，所述特定时间为16.67ms。
6. 一种摄像控制装置，其特征在于，所述摄像控制装置包含：
一驱动单元；
一镜头，用以摄入影像，包含一光圈与一快门，该光圈与所述驱动单元电连接，且所述快门与所述驱动单元电连接；
一影像摄取单元，用以依据镜头的成像摄取影像；
一模拟/数字转换单元，连接于该影像摄取单元，用以将该影像摄取单元所输出的模拟影像信号转换成数字影像信号；及
一主控制单元，连接于该驱动单元，驱使该驱动单元控制快门与光圈；该主控制单元连接于该模拟/数字转换单元，用以累存该影像摄取单元所输出的数字影像数据，并依据数字影像数据评估出环境亮度；
所述主控制单元包括中央处理器，所述中央处理器包括：
计算模块，依据环境亮度计算出初始快门曝光时间(t)与初始感光度(ISO)；
判断修正模块，用于当初始快门曝光时间(t)小于或等于一特定时间，将快门参数和感光参数设置为初始快门曝光时间(t)与初始感光度(ISO)；当初始快门曝光时间(t)大于预设的特定时间，将快门参数和感光参数设置为最终快门曝光时间(t’)与最终感光度(ISO’)；以及
控制模块，用于根据所述判断修正模块的设定，控制所述驱动单元和所述模拟/数字转换单元。
7. 根据权利要求6所述的摄像控制装置，其特征在于，所述主控制单元还包含与所述中央处理器电连接的记忆单元，所述记忆单元连接在所述中央处理器与所述模拟/数字转换单元之间。
8. 根据权利要求6所述的摄像控制装置，其特征在于，所述判断修正模块包括第一修正模块，用于当初始快门曝光时间(t)大于一第一时间，设定最终快门曝光时间t’＝t/3，且设定最终感光度ISO’＝3*ISO。
9. 根据权利要求8所述的摄像控制装置，其特征在于，所述判断修正模块还包括第二修正模块，用于当初始快门曝光时间(t)小于或等于第一时间且大于一第二时间，设定最终快门曝光时间t’＝t/2，且设定最终感光度ISO’＝2*ISO。
10. 根据权利要求9所述的摄像控制装置，其特征在于，所述判断修正模块还包括第三修正模块，用于当初始快门曝光时间(t)小于或等于所述第二时间且大于所述特定时间(T)，设定最终快门曝光时间t’＝T，且设定最终感光度ISO’＝ISO*t/T。
11. 根据权利要求9所述的摄像控制装置，其特征在于，所述特定时间(T)为16.67ms，所述第一时间为250ms，且所述第二时间为33ms。
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