CN101489050B - 自动曝光控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动曝光控制方法，用以控制拍摄端拍摄一图像的一拍摄曝光参数，在背景区域的亮度值和整体亮度值之间取得至少一中间亮度值，再由背景区域的亮度值往整体亮度值依序判断背景区域的亮度值、中间亮度值和整体亮度值个别所对应的闪光灯的工作距离与主体实际距离的关系，以得到拍摄曝光参数并选择性启动闪光灯，借以调节要拍摄图像的整体亮度，因此能撷取得到整体亮度适当的图像。

Description

自动曝光控制方法

技术领域

本发明涉及一种摄像技术，尤其涉及一种自动曝光控制方法。

背景技术

目前，拍摄图像时所得的图像的整体亮度是由曝光速度级数、光圈值与曝光时间等曝光参数所决定的。而一曝光参数对应于一亮度值。在背光下拍摄一物体时，所得的图像会有较亮的部分与较暗的部分。当背景区域的亮度较亮时，会使得主体物区域的亮度相对较暗，亦即背景区域与主体物区域的亮度反差会较大。而由于主体物区域与背景区域的高亮度反差，因此当调整亮度值使主体物区域变亮，但是却也同时使得原先较亮的背景区域亮度变的更亮，造成背景区域过曝确定主体物区域有背光现象后，测定主体物区域至拍摄端的实际距离(步骤40)。在此，实际距离即为拍摄端与主体物区域的主体物实体之间的距离，可以借助对焦框而取得。

；因为调整亮度值不只是影响背景区域亮度，也影响主体物区域的亮度，因此当调整亮度值使背景区域变亮时，主体物区域也将变亮，调整使背景区域变暗时，主体物区域也将变暗。

美国专利US6859618是在不调整亮度值的情况下，仅借助闪光灯的控制以补偿主体物区域，然而可能因闪光灯工作范围限制，致使闪光灯无法达到主体物区域，致使亮度不足，若能经由调整亮度值与闪光灯控制曝光参数，将更能达到借助闪光灯补偿主体亮度的预期效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动曝光控制方法，以解决公知技术所存在无法得到适当的整体亮度的图像的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种自动曝光控制方法，其能借助亮度值的调整以控制闪光灯的补强，能够得到更适当的整体亮度，让背景与物体的亮度得到较佳的调整。

根据本发明实施例，一种自动曝光控制方法用以控制拍摄端拍摄一图像的拍摄曝光参数，其中图像由一主体物区域与一背景区域所构成，包括提供图像 的主体物区域及背景区域的信息，取得主体物区域的亮度值、背景区域的亮度值以及由主体物区域的亮度值和背景区域的亮度值所合成的整体亮度值。然后根据主体物区域的亮度值和背景区域的亮度值判定主体物区域具有背光现象，再测定主体物区域至拍摄端的实际距离，接着以背景区域的亮度值为起始值，往整体亮度值依序取得至少一中间亮度值，然后由中间亮度值取得相对应的一曝光参数，再根据曝光参数计算闪光灯的工作距离。跟着判断闪光灯的工作距离大于实际距离，最后将符合判断步骤的中间亮度值作为调整亮度值，并根据调整亮度值取得相对应的曝光参数作为拍摄曝光参数以及启动闪光灯。

综上所述，借助本发明的技术手段，可根据调整的亮度值判断是否有背光现象，进而在闪光灯工作距离内强制补打闪的前提下，得到更适当的整体亮度，让背景区域与主体物区域的亮度得到较佳的调整。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例的自动曝光控制方法的方法流程图；

图2A及图2B为本发明一实施例的亮度信息示意图；以及

图3为本发明一实施例的亮度值关系示意图。

其中，附图标记：

BV    亮度值

BV₁   背景区域的亮度值

BV₂   整体亮度值

BV₃   中间亮度值

BV_3-1 第一中间亮度值

BV_3-2 第二中间亮度值

具体实施方式

请参考图1，为根据本发明一实施例的自动曝光控制方法的方法流程图。如图1所示，此自动曝光控制方法用以控制拍摄端拍摄一图像的一拍摄曝光参数。其中图像由一主体物区域与一背景区域所构成。在此，主体物区域与背景区域是指于平面图像中所呈现主体物的区域与背景的区域。

首先提供图像的主体物区域及背景区域的信息(步骤10)，接着取得主体物区域的亮度值、背景区域的亮度值、以及由主体物区域的亮度值及背景区域的亮度值所合成的整体亮度值(步骤20)。

再接着根据主体物区域的亮度值和背景区域的亮度值判定主体物区域具有背光现象(步骤30)。

确定主体物区域有背光现象后，测定主体物区域至拍摄端的实际距离(步骤40)。在此，实际距离即为拍摄端与主体物区域的主体物实体之间的距离，可以借助对焦框而取得。

然后以背景区域的亮度值为起始值，往整体亮度值依序取得至少一中间亮度值(步骤50)。取得背景区域的亮度值与整体亮度值之间的中间亮度值为了在背景区域的亮度值与整体亮度值之间找到适当的亮度值，以得到适当的曝光参数所摄得的图像。

之后由中间亮度值取得相对应的曝光参数(步骤60)。再根据曝光参数计算闪光灯的工作距离(步骤70)，

并且判断闪光灯的工作距离大于实际距离(步骤80)。

最后将符合判断闪光灯的工作距离大于实际距离(步骤80)的中间亮度值作为调整亮度值，根据调整亮度值取得相对应的曝光参数作为拍摄曝光参数并且启动闪光灯(步骤90)。

闪光灯的工作距离可由下列公式计算出来。

$\mathrm{FWD}=\mathrm{GN}/\mathrm{FN}\×\sqrt{(\mathrm{ISOspeed}/100)}$

其中，FWD代表闪光灯工作距离，GN(G number)代表闪光灯系数，FN代表光圈值，且ISOspeed代表曝光速度级数。以图2B的权重分布对整体图2A作加权平均，可得一整体加权平均灰度值WG，一整体亮度值BV₂则可由公式：Log₂(WG)求得。

由此公式可知，不同的曝光参数具有不同的闪光灯工作距离。

请参考图2A及图2B，说明本发明得到亮度信息的具体实施例。如图2A所示，首先图像由一已知的背景区域与一主体物区域信息得到一整体灰度值分布图，图中灰度值100的ㄇ字形部份代表背景区域的灰度值，而其它部分灰度值10的部份为主体物区域的灰度值。灰度值由包含三原色信息的公式计算而得，灰度值越小代表该区域越暗。

请搭配参考图2B，其代表背光效应下所作的主体物区域及背景区域权重 分布图，图中将主体物区域权重设为20，而背景区域设为10，然而实际上可就不同情况做不同权重安排。

以图2B的权重分布对图2A的背景区域作加权平均，可得一背景加权平均灰度值BG，而一背景区域的亮度值BV₁可由Log₂(BG)求得。

以图2B的权重分布对整体图2A作加权平均，可得一整体加权平均灰度值WG，一整体亮度值BV₂则可由公式：Log₂(WG)求得。

同样地，主体物区域的加权平均灰度值及亮度值也可由前述方法求得。

而是否背光即由背景区域的亮度值BV₁减去主体物区域的亮度值是否大于一门坎值作判定。

请参考图3，为本发明一实施例的亮度值关系示意图。如图3所示，其中包含有数个亮度值BV，数个中间亮度值BV₃介于背景区域的亮度值BV₁与整体亮度值BV₂之间。其中，中间亮度值BV₃的取得为在背景区域的亮度值BV₁与整体亮度值BV₂之间以等距离或特定距离变化取得特定数量的中间亮度值BV₃。或是在背景区域的亮度值BV₁与整体亮度值BV₂之间取得固定数量的中间亮度值BV₃，即将背景区域的亮度值BV₁与整体亮度值BV₂之间M等份，M为大于或等于2的正整数。为方便说明，图3中仅绘出将背景区域的亮度值BV₁与整体亮度值BV₂之间10等份的状态。接着由比较亮度值取得一曝光参数，然后根据比较亮度值所对应的曝光参数计算所对应的闪光灯工作距离。

跟着比较计算得的闪光灯工作距离与实际距离，当闪光灯工作距离大于或等于实际距离时，以对应的比较亮度值作为调整亮度值。

根据前述公式将由背景区域的亮度值BV₁往整体亮度值BV₂依序取得一比较亮度值所对应的曝光参数的闪光灯工作距离，并且将其与实际距离作比较判断。例如：先取得背景区域的亮度值BV₁所对应的曝光参数的闪光灯工作距离并且将其与实际距离作比较判断，若其不符合所对应的闪光灯工作距离大于或等于实际距离的条件时，则继续往下取得第一中间亮度值BV_3-1，若其不符合所对应的闪光灯工作距离大于或等于实际距离的条件时，则继续往下取得一第二中间亮度值BV_3-2，并且继续判断其所对应的闪光灯工作距离与实际距离的关系，直到找到符合闪光灯工作距离大于或等于实际距离的亮度值为止或判断到整体亮度值BV₂。换言之，当符合所对应的闪光灯工作距离大于或等于实际距离的条件时，则以对应的比较亮度值作为调整亮度值并停止后续亮度值的判断；而当背景区域的亮度值BV₁和所有中间亮度值BV₃皆不符合时，亦即无法取得调整亮度值的曝光参数时，则采用整体亮度值的曝光参数为拍摄曝光参数并以整体亮度值BV₂作为调整亮度值。

当调整亮度值为背景区域的亮度值或中间亮度值时，则启动闪光灯。当调整亮度值为整体亮度值时，亦即采用整体亮度值的曝光参数为拍摄曝光参数时，则不启动闪光灯。

最后依照调整亮度值取得包含一曝光速度级数、一光圈值与一曝光时间的拍摄曝光参数。

也就是说，当比较亮度值为背景区域的亮度值或中间亮度值且其所对应的曝光参数的闪光灯工作距离大于或等于实际距离时，代表主体物区域的主体物实体可以受到闪光灯的补强，因此将以此比较亮度值作为调整亮度值，并以其所对应的曝光参数作为拍摄曝光参数并且启动闪光灯，进而可依照所得到的拍摄曝光参数，同时闪烁闪光灯来撷取图像。此外，当比较亮度值为整体亮度值且其所对应的曝光参数的闪光灯工作距离大于或等于实际距离时，则以此比较亮度值为调整亮度值，并以其所对应的曝光参数作为拍摄曝光参数，不过虽然其主体物区域的主体物实体可以受到闪光灯的补强，但是由于主体区域已经具有足够亮度所以不启动闪光灯。

也就是，在闪光灯有效运作的情况下，选择低曝光参数搭配闪光灯运作来进行图像撷取，以致取得的图像的背景区域与主体物区域都能具有适当亮度。

综上所述，借助本发明的技术手段能够有效利用亮度值的调整而找到适当整体亮度并且经由判断各亮度值所对应的曝光参数的闪光灯工作距离以控制 闪光灯的补强，因此让背景与物体的亮度都能得到较佳的调整与补偿，提高拍摄图像的质量，彻底解决公知技术的问题。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动曝光控制方法，用以控制一拍摄端拍摄一图像的一拍摄曝光参数，其特征在于，包括：

提供该图像的主体物区域及背景区域的信息；

取得该主体物区域的亮度值、该背景区域的亮度值以及由该主体物区域的亮度值和该背景区域的亮度值所合成的一整体亮度值；

根据该主体物区域的亮度值和该背景区域的亮度值判定该主体物区域具有背光现象；

测定该主体物区域至该拍摄端的一实际距离；

以该背景区域的亮度值为一起始值，往该整体亮度值依序取得至少一中间亮度值；

由该中间亮度值取得相对应的一曝光参数；

根据该曝光参数计算一闪光灯的一工作距离；

判断该闪光灯的该工作距离大于该实际距离；以及

将符合该判断步骤的该中间亮度值作为一调整亮度值，根据该调整亮度值取得相对应的一曝光参数作为该拍摄曝光参数，并启动该闪光灯；

其中，该图像的整体亮度值的取得方法包括：取得整体图像的灰度分布；将该整体图像的灰度分布作加权平均而得到一整体图像加权平均灰度值；以及以log₂(整体图像加权平均灰度值)的公式求得该整体亮度值；

其中，判断背光的步骤包括：分别取得该图像主体物区域信息及该背景区域的信息的灰度分布；将主体物区域信息及该背景区域作分别加权平均而分别得到一主体物区域加权平均灰度值及一背景区域加权平均灰度值；以及以log₂(背景区域加权平均灰度值)-log₂(主体物区域加权平均灰度值)的值大于一门坎值判断有背光现象。

2.根据权利要求1所述的自动曝光控制方法，其特征在于，当无法取得符合前述判断步骤的中间亮度值以作为一调整亮度值时，则采用该整体亮度值得一曝光参数为该拍摄曝光参数。

3.根据权利要求2所述的自动曝光控制方法，其特征在于，采用该整体亮度值的该曝光参数为该拍摄曝光参数时，不启动该闪光灯。

4.根据权利要求1所述的自动曝光控制方法，其特征在于，该主体物区域的亮度值的权重大于该背景区域的亮度值的权重。

5.根据权利要求1所述的自动曝光控制方法，其特征在于，该曝光参数包括一曝光速度级数、一光圈值与一曝光时间。

6.根据权利要求5所述的自动曝光控制方法，其特征在于，该闪光灯的该工作距离根据该中间亮度值对应的该光圈值以及该闪光灯对应的一闪光灯系数所求得。

7.根据权利要求1所述的自动曝光控制方法，其特征在于，取得该中间亮度值的步骤包括：该背景区域的亮度值与该整体亮度值之间等距离取得该中间亮度值。

8.根据权利要求1所述的自动曝光控制方法，其特征在于，取得该中间亮度值的步骤包括：该背景区域的亮度值与该整体亮度值之间取得固定数量的该中间亮度值。

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