影像感測模式自動切換系統和方法

2023-06-20 16:40:01 2

專利名稱：影像感測模式自動切換系統和方法
技術領域：
本發明涉及一種影像感測模式自動切換系統和方法。
背景技術：
許多電子影像裝置(如數位相機、數碼攝像機等)通過影像感測器來獲取圖像，而所獲 取圖像的質量好壞由影像感測器的感測模式與外界環境的搭配來決定。通常情況下，影像感 測器在出廠時已經由廠家設置好至少二種感測模式，不同感測模式的區別在於影像感測器不 同的感測參數，如水平解析度、取樣楨數和光敏感度。
所述不同的感測參數對對焦情況會產生影響，例如當水平解析度比較高時對焦的準確 性會比較好；當取樣楨數比較高時對焦的速度會比較快；而當外界環境的光線不足時需要較 高的光敏感度來獲取明亮的畫面以判斷是否準確對焦。因此，不同的外界環境下需要搭配合 適的感測模式以獲得較好的對焦情況。現有的電子影像裝置通常由使用者根據外界環境自行 選擇合適的感測模式進行拍攝。此種方法在不同的攝影環境下需要使用者不斷去切換感測模 式顯得十分麻煩，其次，攝影經驗不足的使用者往往不能選中合適的感測模式從而影響所拍 攝圖像的質量。

發明內容
有鑑於此，有必要提供一種可根據外界環境自動切換影像感測模式的影像感測模式自動 切換系統和方法。
一種影像感測模式自動切換系統，該系統包括影像感測器、模式切換控制器。所述影像 感測器具有適用於不同曝光時間的至少二種感測模式。所述模式切換控制器包括
曝光時間計算模塊，用於根據所設定的攝像參數計算出適合外界環境的曝光時間。 模式選擇模塊，用於根據所計算出的曝光時間選擇合適的感測模式。 模式切換模塊，用於根據模式選擇模塊的選擇結果來切換影像感測模式。 一種影像感測模式自動切換方法，該方法包括如下步驟
提供一影像感測器，所述影像感測器具有適用於不同曝光時間範圍的第一感測模式、第 二感測模式及第三感測模式。
根據所設定的攝像參數計算出拍攝所需要的曝光時間。
比較所計算出來的曝光時間與預先設定的第一參考曝光時間，該第一參考曝光時間為1/60秒。
如果所計算出來的曝光時間大於所述第一參考曝光時間l/60秒，則比較所計算出來的曝 光時間與預先設定的第二參考曝光時間，該第二參考曝光時間為1 /30秒。
如果所計算出來的曝光時間大於所述第二參考曝光時間1 /30秒，則將影像感測器切換至 第一感測模式。
相對於現有技術，本發明所提供的影像感測模式自動切換系統和方法可以根據外界環境 亮度的變化自動切換至適用於當前曝光時間的影像感測模式，從而避免了每次環境變化後都 需要使用者自行調節影像感測器的感測模式所帶來的不便。其次，也避免了使用者因缺少攝 影經驗而選擇錯誤的感測模式。


圖l是本發明提供的影像感測模式自動切換系統的硬體架構圖。 圖2是本發明提供的影像感測模式自動切換方法的流程圖。
具體實施例方式
請參閱圖l，其為本發明提供的影像感測模式自動切換系統2的硬體架構圖。該影像感測 模式自動切換系統2包括影像感測器4及一用於對所述影像感測器4的感測模式進行自動切換 控制的模式切換控制器6
所述影像感測器4為電荷耦合器件圖像傳感器(CCD, Charge Coupled Device)或互補 金屬氧化物半導體圖像傳感器(CMOS, Complementary Metal Oxide Semiconductor)。其 用於將外界的光線轉化為與光線強度相對應的數位訊號。
所述影像感測器4具有影響相機對焦功能的幾種感測參數，例如水平解析度，即影像 感測器4水平方向的掃描線數，影像感測器4的水平解析度越高所獲得圖像的精細程度就越高 ，從而能更精確地判斷對焦情況；取樣楨數，即影像感測器4在動態瀏覽時的圖像取樣頻率 ，通常用每秒所截取圖像的楨數來表示，取樣楨數越高對焦的速度越快；光敏感度，即影像 感測器4的光電轉換效率，影像感測器4的光敏感度越高其在暗環境中的對焦功能越好。
為了在不同的外界環境下更好地實現對焦，所述影像感測器4內預先設置有至少二種適 用於不同曝光時間範圍的感測模式，所述不同感測模式的區別在於影像感測器4的不同感測 參數，如水平解析度、取樣楨數及光敏感度的搭配。
所述影像感測器4內預先設置的至少二種感測模式選自以下三種感測模式中至少任意兩 種的組合，其中，第一感測模式所對應的影像感測器4的感測參數為水平解析度為 3217 x 272 ，取樣楨數為30楨每秒，低級光敏感度；第二感測模式所對應的影像感測器4的感測參數為水平解析度為188>(816，取樣楨數為30楨每秒，高級光敏感度；第三感測模
式所對應的影像感測器4的感測參數為水平解析度為188>^272 ，取樣楨數為60楨每秒，中 級光敏感度。
所述感測模式的選擇標準為適合於外界環境的曝光時間。例如當外界環境較明亮時應 採用較短的曝光時間以避免圖像的過度曝光，此時選擇具有較高取樣楨數的感測模式可提高 對焦的速度。當外界的環境較陰暗時應採用較長的曝光時間以使得圖像能充分地曝光，此時 選擇具有較高光敏感度的感測模式可提高影像感測器4的光線感應能力。本實施方式中設定 了二個用於選擇不同感測模式的參考曝光時間，其中，第一參考曝光時間為l/60秒，第二參 考曝光時間為l/30秒。
所述模式切換控制器6包括曝光時間計算模塊12、模式選擇模塊14及模式切換模塊16。 本發明所稱的模塊是完成特定功能的電腦程式段。
其中，所述曝光時間計算模塊12用於把拍照前所設定的攝像參數，如光圈值^、感光 度值S和影像感測器4所感測的外界環境亮度值^代入曝光量參數方程式計算出適用於當前 外界環境的曝光時間T。
所述曝光量參數方程式= + &是根據正確的曝光條件，即成像面上點的 像面照度等於感光面正確曝光需要的曝光量所建立的經驗方程，是國際通用的自動曝光控制 的理論基礎。
其中，戽=2^2(。， p是光圈值；；=log2(l/r)， 了是曝光時間；；=k>g2(0.3S) ，S是感光度值；&=1^2^/。'3^)， ^是外界環境亮度值，5是外界環境平均亮度，f 是經驗常數。
所述模式選擇模塊14，用於根據所設定的第一參考曝光時間l/60秒和第二參考曝光時間 1/30秒選擇合適的感測模式。
所述模式切換模塊16，用於將影像感測器4的感測模式切換為所述模式選擇模塊14確定 的感測模式。
請參閱圖2，為本發明提供的影像感測模式自動切換方法的流程圖。
步驟S801，提供一影像感測器4，所述影像感測器4具有適用於不同曝光時間範圍的第一 感測模式、第二感測模式及第三感測模式。所述第一感測模式對應的影像感測器4的感測參 數為水平解析度為3217>;272，取樣楨數為30楨每秒，低級光敏感度；所述第二感測模式 對應的影像感測器4的感測參數為水平解析度為188>(816，取樣楨數為30楨每秒，高級光 敏感度；所述第三感測模式對應的影像感測器4的感測參數為水平解析度為188>^272 ，取
6樣楨數為60楨每秒，中級光敏感度。
步驟S802，計算曝光時間T，所述曝光時間計算模塊12根據拍照前所設定的攝像參數， 如光圈值^ 、感光度值S和影像感測器4所測得的外界環境亮度值^代入曝光量參數方程式 中計算出適用於當前外界環境的曝光時間T 。
步驟S803，比較曝光時間T與第一參考曝光時間，所述模式選擇模塊14將所計算出來的 曝光時間T與預先設定的第一參考曝光時間l/60秒進行比較。
步驟S804，如果所計算出來的曝光時間T小於或等於所述第一參考曝光時間l/60秒則所 述模式切換模塊16將影像感測器4的感測模式切換至第三感測模式。
步驟S805，比較曝光時間T與第二參考曝光時間，如果所計算出來的曝光時間T大於所 述第一參考曝光時間1/60秒則所述模式選擇模塊14將所計算出來的曝光時間T與預先設定的 所述第二參考曝光時間l/30秒進行比較。
步驟S806，影像感測器4切換為第二感測模式，如果所計算出來的曝光時間T大於所述 第一參考曝光時間l/60秒而小於或等於所述第二參考曝光時間l/30秒則所述模式切換模塊 16將影像感測器4的感測模式切換至第二感測模式。
步驟S807，影像感測器4切換為第三感測模式，如果所計算出來的曝光時間T大於所述 第二參考曝光時間1/30則所述模式切換模塊16將影像感測器4切換至第一感測模式。
與現有技術相比，本發明提供的影像感測模式自動切換系統和方法可以根據外界環境亮 度的變化自動切換至適用於當前曝光時間的影像感測模式，從而避免了每次環境變化後都需 要使用者自行調節影像感測器的感測模式所帶來的不便。其次，也避免了使用者因缺少攝影 經驗而選擇錯誤的感測模式。
最後應說明的是，以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳 實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方 案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。
權利要求
1.一種影像感測模式自動切換系統，該系統包括影像感測器、模式切換控制器，其特徵在於，所述影像感測器具有適用於不同曝光時間範圍的至少二種感測模式，所述模式切換控制器包括曝光時間計算模塊，用於根據預先設定的攝像參數來計算出拍攝的曝光時間，所述攝像參數包括光圈值、感光度值，外界環境亮度值；模式選擇模塊，用於根據所計算出的曝光時間選擇合適的感測模式；模式切換模塊，用於根據模式選擇模塊的選擇結果切換影像感測模式。
2.如權利要求l所述的影像感測模式自動切換系統，其特徵在於，所 述不同的感測模式對應於影像感測器的不同感測參數，所述感測參數包括影像感測器的水平 解析度、取樣楨數及光敏感度。
3.如權利要求2所述的影像感測模式自動切換系統，其特徵在於， 所述至少二種感測模式選自以下至少任意兩組感測模式的組合第一感測模式，其對應的影像感測器的感測參數為水平解析度為3217>;272，取樣楨 數為30楨每秒，低級光敏感度；第二感測模式，其對應的影像感測器的感測參數為水平解析度為188>(816，取樣楨 數為30楨每秒，高級光敏感度；第三感測模式，其對應的影像感測器的感測參數為水平解析度為188>^272 ，取樣楨 數為60楨每秒，中級光敏感度。
4.如權利要求l所述的影像感測模式自動切換系統，其特徵在於，所 述曝光時間根據曝光量參數方程式^+; = ^ + ^計算，其中，A=2lQg2(。， P是光圈值；7V=bg2(l/T)， T是曝光時間；;=lDg^a3。， S是感光度值；5ir=1°g2(5/a3^)， ^是外界環境亮度值，5是外界環境平均亮度，^是經驗常數。
5 一種影像感測模式自動切換方法，其特徵在於，該方法包括如下步驟提供一影像感測器，所述影像感測器具有所適用的曝光時間由長到短排列的第一感測 模式、第二感測模式及第三感測模式；根據預先設定的攝像參數計算出拍攝所需要的曝光時間；比較所計算出來的曝光時間與預先設定的第一參考曝光時間l/60秒；如果所計算出來的曝光時間小於或等於所述第一參考曝光時間l/60秒，則將影像感測 器切換至第三感測模式；如果所計算出來的曝光時間大於所述第一參考曝光時間1/60秒，則將所計算出來的 曝光時間與預先設定的第二參考曝光時間1 /30秒相比較；如果所計算出來的曝光時間大於所述第一參考曝光時間l/60秒而小於或等於所述第二 參考曝光時間l/30秒，則將影像感測器切換至第二感測模式；如果所計算出來的曝光時間大於所述第二參考曝光時間1 /30秒，則將影像感測器切換 至第一感測模式。
6 如權利要求5所述的影像感測模式自動切換方法，其特徵在於，所述第一感測模式對應的影像感測器的感測參數為水平解析度為3217>;272 ，取樣楨 數為30楨每秒，低級光敏感度；所述第二感測模式對應的影像感測器的感測參數為水平解析度為188>(816，取樣楨 數為30楨每秒，高級光敏感度；所述第三感測模式對應的影像感測器的感測參數為水平解析度為1(388 x272 ，取樣楨 數為60楨每秒，中級光敏感度。
7 如權利要求5所述的影像感測模式自動切換方法，其特徵在於，計 算所述曝光時間是依據曝光量參數方程式^+; = ^^ + ^計算，其中，A=2lQg2(。， P是光圈值；7V=bg2(l/T)， T是曝光時間；;=lDg^a3。， S是感光度值；51r=1°g2(5/a3^)， A是外界環境亮度值，5是外界環境平均亮度，f是經驗常數。
全文摘要
一種影像感測模式自動切換系統，該系統包括影像感測器和模式切換控制器。所述模式切換控制器包括曝光時間計算模塊、模式選擇模塊及模式切換模塊。所述曝光時間計算模塊通過影像感測器獲取外界環境的亮度情況以計算出適合外界環境的曝光時間，所述模式選擇模塊根據所計算出來的曝光時間和預先設定的曝光時間參考值來選擇適合當前外界環境的影像感測器的感測模式，所述模式切換模塊根據模式選擇模塊的選擇結果將影像感測器切換至適合的感測模式以獲得較好的對焦效果。本發明還提供一種影像感測模式自動切換方法。
文檔編號H04N5/235GK101621630SQ200810302519
公開日2010年1月6日 申請日期2008年7月3日 優先權日2008年7月3日
發明者廖俸慶 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司;鴻海精密工業股份有限公司