攝像裝置及其控制方法
2023-10-10 08:44:44 2
專利名稱：攝像裝置及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種攝像裝置，該攝像裝置從攝像元件對通過攝像鏡頭捕獲的被攝體的光學圖像進行光電轉換而獲得的圖像信號生成數字圖像數據。
背景技術：
在典型的數位照相機中，根據通過分析從被攝體反射回的反射光獲得的光譜分布而確定的光源類型來進行白平衡(下面將其稱為WB)控制。換句話說，根據所確定的光源類型，數位照相機改變白平衡控制值，以獲得與光源色無關的顏色再現。由於從攝像元件例如CCD輸出的信號電平的平衡根據驅動方法而變化，因而在分析反射光期間，根據光譜靈敏度(sensitivity)進行補償。例如，已知的CCD驅動方法包括場讀出和幀讀出。場讀出是CCD的垂直方向的每兩個像素進行相加和讀出的驅動方法，其通常用於拍攝運動圖像。另一方面，幀讀出是讀出CCD的垂直方向的每個像素，而不每兩個像素進行相加，其通常用於拍攝靜止圖像。
此外，已知一種能在運動圖像拍攝期間在所期望的時間拍攝靜止圖像的數字攝像機。日本特開2001-069409號公報公開了一種當使用這種數字攝像機在拍攝運動圖像期間拍攝靜止圖像時，降低並防止因為CCD驅動方法的不同而導致的圖像顏色再現性發生變化的技術。根據日本特開2001-069409號公報，為了吸收因為驅動方法的不同而引起的CCD靈敏度的不同，事先存儲這些驅動方法的CCD之間的靈敏度之差。利用用於運動圖像拍攝的驅動方法獲得的信號以及所存儲的靈敏度差值，來確定要應用於靜止圖像拍攝的驅動方法的光圈。根據日本特開2001-069409號公報，響應於驅動方法的切換，適當地設置白平衡係數。
此外，日本特開2004-201282號公報說明了一種對數位照相機的控制，該控制臨時暫停用於進行運動圖像拍攝的CCD的驅動，切換為用於進行靜止圖像拍攝的驅動以拍攝靜止圖像，之後返回用於進行運動圖像拍攝的驅動，從而在拍攝運動圖像時拍攝靜止圖像。日本特開2004-201282號公報還說明了生成與因為在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像而丟失的運動圖像幀相對應的替代幀(alternate frame)。
通常，如上所述，當利用數字攝像機在拍攝運動圖像期間拍攝靜止圖像時，CCD驅動模式在運動圖像拍攝和靜止圖像拍攝之間不同。由於驅動模式的這種不同導致CCD光譜靈敏度不同，所以需要根據驅動模式來改變顯影處理參數。例如，需要進行例如根據驅動模式來切換白平衡係數的處理。然而，日本特開2004-201282號公報沒有考慮到根據驅動模式來改變顯影處理。在日本特開2004-201282號公報中，由於緊接在拍攝靜止圖像之前以運動圖像拍攝模式拍攝的最後的幀被用作替代幀，所以在運動圖像拍攝中保持圖像色調的連續性。然而，由於靜止圖像也是利用運動圖像的參數來顯影，所以不能補償在運動圖像拍攝期間拍攝的靜止圖像的光譜靈敏度的差異。因此，可能導致靜止圖像不完全令人滿意。此外，儘管日本特開2001-069409號公報說明了當在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像時改變顯影處理的參數，但是沒有提到替代幀。
然而，在日本特開2004-201282號公報中，使用緊接在拍攝靜止圖像之前的運動圖像幀意味著運動圖像的運動被停止，這可能導致明顯的不自然。因此，可以考慮將靜止圖像的縮小用作產生替代幀的方法。與使用緊接在拍攝靜止圖像之前的運動圖像幀相比，該方法改善了運動圖像中的運動的不自然。因此，可以考慮將日本特開2004-201282號公報應用於通過縮小靜止圖像來產生替代幀的結構中。然而，在這種情況下，當在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像時，執行CCD幀讀出。當縮小以這種方式獲得的靜止圖像並將其用作替代幀時，由於通過讀出單個場來進行運動圖像拍攝，所以產生如下問題，即在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像的時間段與該時間段之前和之後的時間段之間，不能保持色調連續性。
可以看出，傳統的數字攝像機不能對在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝而獲得的靜止圖像以及在該靜止圖像拍攝期間要插入運動圖像的替代幀兩者均給出滿意的色調。
發明內容
本發明是鑑於上述問題而做出的，其目的在於當在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像時，能對運動圖像和靜止圖像兩者進行適當的圖像處理。
為解決上述問題，如下構成根據本發明一個方面的攝像裝置。
一種攝像裝置，其能夠在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像，該攝像裝置包括靜止圖像拍攝單元，用於在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝以獲得靜止圖像；生成單元，用於利用該靜止圖像生成與該靜止圖像拍攝單元進行靜止圖像拍攝時的運動圖像相對應的替代圖像；設置單元，用於對該靜止圖像和該替代圖像設置各自的白平衡控制值；以及圖像處理單元，用於利用由該設置單元設置的該白平衡控制值對該靜止圖像和該替代圖像進行圖像處理。
如下構成根據本發明另一方面的攝像裝置。
一種攝像裝置，其能在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像，該攝像裝置包括靜止圖像拍攝單元，用於在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝以獲得靜止圖像；生成單元，用於利用該靜止圖像生成與該靜止圖像拍攝單元進行靜止圖像拍攝時的運動圖像相對應的替代圖像；以及圖像處理單元，用於利用跟蹤進行該靜止圖像拍攝時的光源狀況的參數對該靜止圖像和該替代圖像進行圖像處理。
如下構成根據本發明再一方面的攝像裝置。
一種攝像裝置，其能在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像，該攝像裝置包括靜止圖像拍攝單元，用於在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝以獲得靜止圖像；生成單元，用於利用該靜止圖像生成與該靜止圖像拍攝單元進行靜止圖像拍攝時的運動圖像相對應的替代幀圖像；以及圖像處理單元，用於利用跟蹤進行該靜止圖像拍攝時的光源狀況的參數對該靜止圖像進行圖像處理，以及利用抑制跟蹤進行該靜止圖像拍攝時的光源狀況的參數對該替代圖像進行圖像處理。
本發明還提供一種上述攝像裝置的控制方法。即一種攝像裝置的控制方法，該攝像裝置能在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像，該控制方法包括如下步驟靜止圖像拍攝步驟，其在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像以獲得靜止圖像；生成步驟，其利用該靜止圖像生成與該靜止圖像拍攝步驟進行靜止圖像拍攝時的運動圖像相對應的替代圖像；以及設置步驟，其對該靜止圖像和該替代圖像設置各自的白平衡控制值；以及圖像處理步驟，其利用由該設置步驟設置的白平衡控制值對該靜止圖像和該替代圖像進行圖像處理。
一種攝像裝置的控制方法，該攝像裝置能在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像，該控制方法包括如下步驟靜止圖像拍攝步驟，其在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像以獲得靜止圖像；生成步驟，其利用該靜止圖像生成與該靜止圖像拍攝步驟進行靜止圖像拍攝時的運動圖像相對應的替代圖像；以及圖像處理步驟，其利用跟蹤進行該靜止圖像拍攝時的光源狀況的參數對該靜止圖像和該替代圖像進行圖像處理。
一種攝像裝置的控制方法，該攝像裝置能在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像，該控制方法包括如下步驟靜止圖像拍攝步驟，其在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像以獲得靜止圖像；生成步驟，其利用該靜止圖像生成與該靜止圖像拍攝步驟進行靜止圖像拍攝時的運動圖像相對應的替代幀圖像；以及圖像處理步驟，其利用跟蹤進行該靜止圖像拍攝時的光源狀況的參數對該靜止圖像進行圖像處理，以及利用抑制跟蹤進行該靜止圖像拍攝時的光源狀況的參數對該替代圖像進行圖像處理。
根據下面結合附圖的說明，本發明的其他特徵和優點是顯而易見的，在本發明的全部附圖中，相同的附圖標記表示相同或相似的部分。
包含在說明書中並構成說明書的一部分的附圖示出了本發明的實施例，並與說明書一起用於解釋本發明的原理。
圖1是示出根據本發明實施例的攝像裝置的結構的方框圖；圖2是根據本發明實施例的攝像裝置的主程序(mainroutine)的操作處理的說明性流程圖；圖3是根據本發明實施例的攝像裝置在開始運動圖像記錄時的操作處理的說明性流程圖；圖4是根據本實施例的攝像裝置進行運動圖像拍攝的操作處理的說明性流程圖；圖5是根據本實施例的攝像裝置在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝處理的說明性流程圖；圖6是根據本實施例的攝像裝置在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝的白平衡設置處理的說明性流程圖；圖7是示出根據本實施例的攝像裝置在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝的白平衡處理的設置列表的示意圖；圖8是根據本實施例的攝像裝置在進行運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝的時序圖；圖9是示出根據本實施例的攝像裝置根據在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝的白平衡處理中執行的光譜靈敏度而進行補償轉換的例子的示意圖；以及圖10是示出根據本實施例的圖像處理裝置當對在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝執行白平衡處理時，當檢測到光源發生變化時，WB係數沿時間方向的變化的示意圖。
具體實施例方式
現在，參考附圖來詳細說明本發明的優選實施例。
圖1是示出根據本實施例的攝像裝置(數字攝像機)100的結構的方框圖。光學圖像通過攝像鏡頭10和具有光圈功能的快門12，並形成在攝像元件14上。攝像元件14將光學圖像轉換為電信號，並輸出模擬信號。例如CCD和CMOS傳感器的公知元件可以用作攝像元件14。A/D轉換器16將攝像元件14輸出的模擬信號轉換為數位訊號。
存儲器控制電路22和系統控制部分50控制定時發生電路18，該定時發生電路18將時鐘信號和控制信號提供給攝像元件14、A/D轉換器16以及D/A轉換器26。圖像處理電路20對來自A/D轉換器16的數字數據或來自存儲器控制電路22的數據執行預定的像素插值處理和顏色轉換處理。圖像處理電路20還利用所捕獲的圖像數據進行預定計算，並將其結果提供給系統控制部分50。根據獲得的計算結果，系統控制部分50對曝光控制部分40和測距控制部分42施加控制，並通過TTL(through-the-lens，透過鏡頭)方法執行AF(自動對焦)、AE(自動曝光)以及EF(閃光燈預閃)處理。圖像處理電路20還利用所捕獲的圖像數據進行預定計算，並根據獲得的計算結果執行基於TTL的AWB(自動白平衡)處理。
存儲器控制電路22控制A/D轉換器16、定時發生電路18和圖像處理電路20以及圖像顯示存儲器24、D/A轉換器26、存儲器30和壓縮/解壓縮電路32。通過圖像處理電路20和存儲器控制電路22，或者直接通過存儲器控制電路22，將來自A/D轉換器16的數字數據作為圖像數據寫入圖像顯示存儲器24或存儲器30。
通過D/A轉換器26，圖像顯示部分28顯示寫入圖像顯示存儲器24的圖像數據。圖像顯示部分28由例如TFT LCD等構成。通過利用圖像顯示部分28依次顯示所捕獲的圖像數據，可以實現電子取景器(EVF)功能。根據來自系統控制部分50的指令，圖像顯示部分28可以任意打開和關閉顯示。當禁用圖像顯示部分28上的顯示時，可以顯著降低攝像裝置100的電力消耗。因此，在通過光學取景器104進行拍攝時，通過禁用圖像顯示部分28上的顯示可以節省電力。
存儲器30存儲所拍攝的靜止圖像和運動圖像。存儲器30具有足夠的存儲容量，可以存儲預定數量的靜止圖像和預定時間的動態圖像。因此，在進行包括連續拍攝多個靜止圖像和全景拍攝的連續拍攝時，可以高速地將大量圖像寫入存儲器30中。存儲器30還可以被系統控制部分50用作工作區。
利用自適應離散餘弦變換(ADCT)等，壓縮/解壓縮電路32對圖像數據進行壓縮和解壓縮。壓縮/解壓縮電路32讀取存儲在存儲器30內的圖像以執行壓縮處理或者解壓縮處理，並將處理過的數據寫入存儲器30。
曝光控制部分40控制快門12的光圈功能，通過與閃光燈48協作實現閃光燈調光功能。測距控制部分42控制攝像鏡頭10的對焦。變焦控制部分44控制攝像鏡頭10的變焦。擋板控制部分46控制作為擋板的保護部件102的操作。附圖標記48表示閃光燈，其除了正常閃光功能外，還具有AF輔助光的泛光(floodlight)功能和閃光燈調光功能。根據圖像處理電路20對所捕獲的圖像數據執行計算的結果，系統控制部分50控制曝光控制部分40和測距控制部分42。因此，利用TTL方法來控制曝光控制部分40和測距控制部分42兩者。
系統控制部分50控制整個攝像裝置100。存儲器52存儲系統控制部分50的運行所需的常數、變量以及程序。存儲器52還存儲AE所使用的程序圖。順便提一句，程序圖是定義光圈半徑和快門速度的控制值與曝光值之間的關係的表。
利用字符、圖像、語音等，根據系統控制部分50執行的程序，提示部分54向用戶提示操作狀態或者消息。提示部分54由用於顯示各種信息的液晶顯示器(LCD)、LED或者揚聲器(發聲元件)的組合構成。提示部分54設置在靠近攝像裝置100的操作部分的一個或者多個位置，因而用戶可容易地進行查看。提示部分54的某些功能位於光學取景器104的內部。要顯示在提示部分54的LCD等上的內容的例子包括單拍/連續拍攝、自拍、壓縮比、記錄像素數、記錄圖像數、可記錄的圖像數、快門速度、光圈值、曝光補償、閃光燈、減少紅眼(red-eye reduction)、近拍、蜂鳴器設置、時鐘電池剩餘電量、剩餘電池電量、錯誤、多位數字(mutil-digitnumber)信息、記錄介質200和210的安裝/卸下狀態、通信I/F操作、日期/時間顯示等。要利用提示部分54顯示的某些內容顯示在光學取景器104內。這些內容包括對焦、照相機抖動警告、閃光燈、快門速度、光圈值以及曝光補償顯示等。
非易失性存儲器56是電可擦可記錄存儲器，其可以由例如EEPROM構成。
附圖標記60、61、62、64、66和70構成用於對系統控制部分50輸入各種操作指令的用戶接口。操作部分由開關或撥盤、觸控螢幕、視線檢測指示裝置、語音識別裝置等的一個或多個的組合構成。模式撥盤60是可以切換和設置各種功能模式的開關，該模式包括斷開電源、自動拍攝模式、運動圖像拍攝模式、靜止圖像拍攝模式、全景拍攝模式、再現模式、多畫面(multi-screen)再現/擦除模式、以及PC連接模式。運動圖像按鈕61是用於提供指令以開始和結束運動圖像拍攝的按鈕。在沒有進行運動圖像拍攝時，通過按下該運動圖像按鈕61來開始運動圖像拍攝。在進行運動圖像拍攝期間，在按下運動圖像按鈕61時，結束運動圖像拍攝。
附圖標記62表示快門開關(SW1)，在未示出的快門按鈕的操作途中起動該快門開關(SW1)。在快門開關62被接通時，系統控制部分50開始工作，例如，AF(自動對焦)處理、AE(自動曝光)處理、AWB(自動白平衡)處理、EF(閃光燈預閃)處理等。
附圖標記64表示快門開關(SW2)，在未示出的快門按鈕的操作完成時，快門開關(SW2)被接通。在快門開關64被接通時，系統控制部分50執行與拍攝有關的一系列操作，即，曝光、顯影和記錄。在曝光處理中，通過A/D轉換器16和存儲器控制電路22，將從攝像元件14讀取的信號作為數字數據寫入存儲器30。對於顯影處理，圖像處理電路20和存儲器控制電路22對該數字數據進行計算。將獲得的數字圖像數據寫入存儲器30。對於記錄處理，壓縮/解壓縮電路32對從存儲器30讀取的圖像數據進行壓縮，然後將其寫入存儲介質200或210。
運動圖像期間靜止圖像WB切換部分66提供當在拍攝運動圖像期間拍攝靜止圖像時設置WB操作的用戶接口。在本實施例中，可以從三個模式，即顏色再現性優先、運動圖像優先以及靜止圖像優先中選擇模式。
操作部分70包括各種按鈕、觸控螢幕等。組成部分可以包括菜單按鈕、設置按鈕、近拍按鈕、多畫面再現頁供給按鈕、閃光燈設置按鈕、單拍/連拍/自拍切換按鈕、菜單向前按鈕、菜單向後按鈕、向前再現圖像按鈕、向後再現圖像按鈕、拍攝圖像質量選擇按鈕、曝光補償按鈕和日期/時間設置按鈕。
電源控制部分80由電池檢測電路、DC-DC轉換器、用於切換功能塊的通斷電的開關裝置等構成。該結構允許電源控制部分80檢測是否安裝了電池、電池類型以及剩餘電池電量，並根據檢測結果和系統控制部分50的指令來控制DC-DC轉換器，以在所需時段內對包括記錄介質在內的各部分提供所需的電壓。
通過連接器82和84，電源控制部分80連接到電源部分86。可以用作電源部分86的電池包括一次電池例如鹼性電池或鋰電池，二次電池例如BNiCd電池、NiMH電池或鋰離子電池，以及AC適配器等。
通過內部總線，接口90和94連接記錄介質例如存儲卡和硬碟。連接器92和96用於連接記錄介質例如存儲卡和硬碟。記錄介質檢測部分98檢測記錄介質是否被分別安裝在連接器92和96上。
本實施例說明了用於安裝記錄介質的兩個系統的接口和連接器。顯然，對於安裝記錄介質，可以是一個或任意多個系統的接口和連接器。還可以使用不同標準的接口和連接器的組合來構成本實施例。接口和連接器可以是符合各種記錄介質標準例如PCMCIA卡或CF(CompactFlash)卡的接口和連接器。
此外，通過將通信卡安裝到連接器92和96上，可以實現與其他計算機或外圍設備例如印表機互相傳送圖像數據及其附屬的管理信息。符合各種記錄介質標準例如PCMCIA卡或CF(CompactFlash)卡的接口和連接器可以用作實現這種通信的接口90、94和連接器92、96。這種通信卡的例子包括LAN卡、數據機卡、USB卡、IEEE 1394卡、P1284卡、SCSI卡、以及PHS等。
保護部件102是用於覆蓋包括攝像裝置100的攝像鏡頭10的攝像部分，以防止汙染或損傷攝像部分的擋板。光學取景器104允許在不使用圖像顯示部分28的電子取景器功能的情況下進行拍攝。如上所述，提示部分54的部分功能安裝在光學取景器104內，該部分功能例如是顯示對焦、照相機抖動警告、閃光燈、快門速度、光圈值、曝光補償等狀態。
通信部分110具有各種通信功能，包括RS232C、USB、IEEE1394、P1284、SCSI、數據機、LAN、無線通信等。連接器/天線112提供攝像裝置100通過通信部分110與其他裝置的連接。連接器/天線112在有線連接中用作連接器，在無線通信中用作天線。
記錄介質200(210)是存儲卡或硬碟等。記錄介質200(210)包括記錄部分202(212)，該記錄部分202(212)由半導體存儲器或磁碟等構成；與攝像裝置100的接口204(214)；以及用於連接到攝像裝置100的連接器206(216)。
現在，將詳細說明具有上述配置的本實施例的攝像裝置100的操作。
在通過操作運動圖像按鈕61啟動的運動圖像拍攝期間，通過操作快門開關62和64，本實施例的攝像裝置100可以拍攝靜止圖像。假定將攝像元件14切換為用於拍攝運動圖像和用於拍攝靜止圖像的不同驅動模式。例如，日本特開2001-069409號公報說明的驅動模式切換方法可以應用於驅動模式的切換。換句話說，在拍攝靜止圖像期間，施加預定的基底(substrate)電壓以在攝像元件14執行幀讀出。在拍攝運動圖像期間，基底電壓從針對幀讀出而施加的電壓升高，並進行場讀出(垂直方向的每多個像素(例如兩個像素)進行相加和讀出)。
圖2、3和4是本實施例的攝像裝置100的主程序的流程圖。參考圖2、3和4來說明攝像裝置100的主操作。順便提一句，通過使設置在系統控制部分50中的CPU執行存儲在存儲器52等中的控制程序來實現圖2、3和4所示的處理。因此，在下面對各步驟的說明中，根據來自系統控制部分50的指令，執行圖像處理電路20或曝光控制部分40的處理。
通過起動電源，例如通過更換電池，啟動圖2所示的處理。在步驟S201，系統控制部分50首先初始化標誌、控制變量等。在步驟S202，將圖像顯示部分28的圖像顯示初始化到其關閉狀態。接著，在步驟S203，系統控制部分50判斷模式撥盤60的設置位置。
如果模式撥盤60被設置為斷電，則該處理進入步驟S205以執行終止處理。在終止該處理後，系統控制部分50將提示部分54的每個顯示變為終止狀態，關閉保護部件102的擋板以保護攝像部分，記錄必要的參數，將包括標誌和控制變量在內的各值和所設置的模式設置在非易失性存儲器56中，並且執行例如利用電源控制單元80切斷包括圖像顯示部分28在內的攝像裝置100的各部分的不必要的電力的處理。然後，該處理返回步驟S203。
在步驟S203，如果判斷為模式撥盤60被設置為運動圖像拍攝模式，則該處理進入步驟S206。此外，如果在步驟S203判斷為模式撥盤60被設置為其它模式(模式撥盤60所設置的各種功能模式)，則該處理進入步驟S204。在步驟S204，根據所選擇的模式，系統控制部分50進行處理，在完成該處理後返回步驟S203。順便提一句，在本實施例中，將詳細說明與步驟S206及其後的步驟有關的運動圖像拍攝模式。在此不詳細說明其他模式的操作。
現在將說明當模式撥盤60被設置為運動圖像拍攝模式時的操作。首先，在步驟S206，利用電源控制部分80，系統控制部分50判斷電源86的剩餘電量和操作狀況是否會對攝像裝置100的操作產生問題。如果電源86的狀況對該裝置的運行產生問題，則該處理進入步驟S208，以利用提示部分54提示預定的可見或音頻(語音)警告消息。然後，該處理返回步驟S203。
如果電源86沒有問題，則該處理進入步驟S207，在步驟S207，系統控制部分50判斷記錄介質200和/或210的狀況是否對攝像裝置100的操作產生問題，特別是是否對記錄介質上的圖像數據的記錄和再現操作產生問題。如果發現問題，則該處理進入步驟S208，以利用提示部分54提示預定的可見或音頻警告(語音)消息，然後返回步驟S203。如果記錄介質200和/或210的運行狀況沒有問題，則該處理進入步驟S209。
在步驟S209，作為拍攝的準備，系統控制部分50進行初始化，以在圖像顯示部分28上顯示實況圖像(live view)(在拍攝靜止圖像之前和之後，作為取景器功能顯示的、由攝像元件14所捕獲的運動圖像)。當完成了拍攝準備時，在步驟S210，圖像顯示部分28開始顯示實況圖像。在實況圖像顯示狀態下，通過存儲器控制電路22和D/A轉換器26，圖像顯示部分28依次顯示通過攝像元件14、A/D轉換器16、圖像處理電路20以及存儲器控制電路22依次寫入圖像顯示存儲器24中的數據。這樣，利用實況圖像顯示實現電子取景器功能。
現在參考圖3和圖4所示的流程圖來說明在實況圖像顯示狀態期間拍攝運動圖像時的照相機操作。
在步驟S301，該處理判斷模式撥盤60上的模式是否已被改變(從運動圖像拍攝模式設置變為其它模式設置)。如果發生了模式改變，則該處理返回步驟S203，以檢驗模式撥盤60的狀態。如果該模式沒有被改變，則該處理進入步驟S302。
在步驟S302，該處理判斷運動圖像按鈕61是否已被按下。如果沒有被按下，則該處理進入步驟S303以繼續顯示實況圖像。在步驟S304，系統控制部分50指示圖像處理電路20對攝像元件14獲得的信號執行預定的測光計算，並將計算結果存儲到存儲器30中。根據該計算結果，系統控制部分50利用曝光控制部分40對該實況圖像執行AE處理。然後，該處理返回步驟S301。
另一方面，如果在步驟S302判斷為運動圖像按鈕61已被按下，則執行步驟S305及其以後的處理以進行運動圖像拍攝。假定首先執行在步驟S305至S308說明的用於啟動運動圖像拍攝的處理，然後執行圖4所示的通常的運動圖像拍攝處理。
在步驟S305，圖像處理電路20對攝像元件14獲得的信號進行預定的測距計算以進行自動對焦(AF)，然後將該計算結果存儲到存儲器30。根據該計算結果，系統控制部分50利用測距控制部分42執行AF處理，使攝像鏡頭10聚焦在被攝體上。在步驟S306，圖像處理電路20對攝像元件14獲得的信號進行預定的測光計算，然後將該計算結果存儲到存儲器30中。根據該計算結果，系統控制部分50利用曝光控制部分40對實況圖像執行AE處理。
在步驟S307，攝像裝置100執行運動圖像拍攝的處理，或者換句話說，執行一系列拍攝操作(曝光處理和顯影處理)。在步驟S308，在圖像顯示部分28上顯示在步驟S307獲得的圖像作為實況圖像，從而完成運動圖像拍攝的啟動處理。繼續進行運動圖像拍攝和記錄(步驟S403至S407)，直到模式撥盤60的設置被改變，或者運動圖像按鈕61被再次按下。
圖4是示出常規運動圖像拍攝處理的流程圖。
在步驟S401，該處理判斷是否利用模式撥盤60改變了模式。如果模式已被改變，則終止當前的運動圖像拍攝，該處理返回步驟S203。如果該模式未被改變，則該處理進入步驟S402。在步驟S402，如果判斷為運動圖像按鈕被按下，則終止當前運動圖像拍攝，該處理返回步驟S203。如果在步驟S402判斷為運動圖像按鈕61未被按下，則該處理進入步驟S403以繼續運動圖像拍攝。
在步驟S403，執行一系列拍攝操作(曝光處理)。拍攝操作將通過A/D轉換器16從攝像元件14讀出的未處理的信號處理前的圖像數據存儲到存儲器30。在步驟S404，圖像處理電路20對從攝像元件14獲得的信號進行預定的測光計算，並將該計算結果存儲到存儲器30。根據該計算結果，系統控制部分50利用曝光控制部分40執行AE處理。還可以執行如上所述的AF處理。在步驟S405，圖像處理電路20從存儲器30讀出在步驟S403存儲的圖像數據，並通過執行預定的計算來估計光源類型，從而確定相應的白平衡控制值。將獲得的白平衡控制值作為運動圖像白平衡控制值存儲到存儲器30中。
在步驟S406，在圖像顯示部分28上顯示在步驟S403所捕獲的圖像作為實況圖像。在步驟S407，對存儲在存儲器30內的圖像數據執行顯影處理，該顯影處理包括利用如上確定的運動圖像白平衡控制值進行顏色校正(白平衡)。對通過顯影處理而獲得的圖像數據執行例如JPEG的預定壓縮處理，然後將壓縮圖像數據存儲到存儲器30中。然後，將存儲在存儲器30內的壓縮圖像數據作為運動圖像文件寫入記錄介質200。
在本實施例中，如上所述，當在運動圖像拍攝期間按下快門開關62和64以發出拍攝靜止圖像的指示時，啟動運動圖像拍攝期間的靜止圖像拍攝(在下面，術語「靜止圖像拍攝」指在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像)。因此，在步驟S408判斷快門開關62(SW1)是否被按下。如果沒有被按下，則該處理返回步驟S401，以繼續運動圖像拍攝。如果在步驟S408快門開關62(SW1)被按下，則該處理進入步驟S409。在步驟S409，執行靜止圖像拍攝的處理。下面利用圖5來說明在步驟S409執行的靜止圖像拍攝處理。一旦完成了靜止圖像拍攝操作序列，該處理返回步驟S401以繼續運動圖像拍攝。
圖5是示出在步驟S409執行的在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝的處理的流程圖。
在步驟S501，該處理判斷快門開關62(SW1)是否被按下。如果沒有被按下，則終止該處理，繼續進行運動圖像拍攝，而不進行靜止圖像拍攝。如果在步驟S501判斷為快門開關62(SW1)被按下，則該處理進入步驟S502。在步驟S502和S503，以與在步驟S305和S306相同的方式，分別執行AF處理和AE處理。
在步驟S504，該處理判斷快門開關64(SW2)是否被按下。如果沒有被按下，則該處理返回步驟S501。如果在步驟S504判斷為快門開關64(SW2)已經被按下，則該處理進入步驟S505，執行用於拍攝靜止圖像的拍攝操作序列。在執行了拍攝操作後，將通過A/D轉換器16從攝像元件14讀出的未處理的信號處理前的圖像數據(靜止圖像原始數據)存儲到存儲器30內。
在步驟S506，圖像處理電路20從存儲器30讀出靜止圖像原始數據，並根據該數據計算白平衡控制值。然後，將該白平衡控制值存儲到存儲器30內。在步驟S507，確定用於對在當前靜止圖像拍攝中獲得的靜止圖像原始數據以及從該靜止圖像原始數據獲得的替代幀的原始數據進行顯影處理的白平衡控制值(靜止圖像白平衡控制值和替代幀白平衡控制值)。後面利用圖6說明這些白平衡控制值的詳細確定處理。
接著，在步驟S508，對在步驟S505存儲到存儲器30中的靜止圖像原始數據進行縮小處理以獲得縮小圖像，該縮小圖像用作因為當前靜止圖像拍攝而丟失的運動圖像幀的替代幀(替代幀原始數據)。順便提一句，為了獲得接近於在運動圖像拍攝期間獲得的圖像數據的數據，縮小處理模擬用於進行運動圖像拍攝的驅動模式。例如，如果在運動圖像拍攝期間執行場讀出，則利用通過將垂直方向的每兩個像素的數據進行相加而獲得的信息，以類似於場讀出情況的條件來獲得縮小圖像。
在步驟S509，對在步驟S505存儲到存儲器30內的靜止圖像數據執行顯影處理，該顯影處理包括利用在步驟S507確定的靜止圖像白平衡控制值進行顏色校正(白平衡)。然後，對通過顯影處理而獲得的圖像數據執行例如JPEG的預定壓縮處理，並將所獲得的壓縮圖像數據存儲到存儲器30內，作為靜止圖像文件。
在步驟S510，對在步驟S508獲得的縮小圖像執行顯影處理，該顯影處理包括利用在步驟S507確定的替代幀白平衡控制值進行顏色校正(白平衡)。然後，對通過顯影處理而獲得的圖像數據執行例如JPEG的預定壓縮處理，並將壓縮圖像數據作為與丟失幀相對應的替代幀添加到在步驟S407創建的運動圖像文件中。
這樣，完成了運動圖像拍攝期間的靜止圖像拍攝。
圖6是示出用於靜止圖像拍攝的白平衡控制值的設置處理的流程圖。在該處理中，根據運動圖像期間靜止圖像WB切換部分66的模式設置，確定用於顯影靜止圖像原始數據的靜止圖像白平衡控制值和用於顯影縮小圖像的替代幀白平衡控制值。
在步驟S601，參考用於在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝的、由運動圖像期間靜止圖像WB切換部分66設置的白平衡設置。如果該設置是運動圖像優先模式，則該處理進入步驟S602。
在步驟S602，從存儲器30讀出在步驟S405獲得的運動圖像白平衡控制值，並將其存儲到存儲器30內，作為替代幀白平衡控制值。接著，在步驟S603，將在步驟S602讀出的運動圖像白平衡控制值轉換為靜止圖像白平衡控制值。執行該轉換以消除因為在運動圖像拍攝與靜止圖像拍攝之間攝像元件14的驅動模式不同而導致的光譜靈敏度的差異。後面將利用圖9做詳細說明。將轉換後的白平衡控制值存儲到存儲器30內，作為靜止圖像白平衡控制值。
在步驟S601，當模式不是運動圖像優先模式時，在步驟S604判斷由運動圖像期間靜止圖像WB切換部分66設置的模式設置是否是靜止圖像優先模式。如果是，則該處理進入步驟S605。
在步驟S605，以與在步驟S602相同的方式，從存儲器30獲取運動圖像白平衡控制值，然後將其存儲在存儲器30內，作為替代幀白平衡控制值。接著，在步驟S606，從存儲器30讀出在步驟S506從靜止圖像原始數據獲得的白平衡控制值，然後將其存儲到存儲器30作為靜止圖像白平衡控制值。
此外，當在步驟S604判斷為運動圖像期間靜止圖像WB切換部分66的設置不是靜止圖像優先模式時，判斷為該模式是顏色再現性優先模式。然後，該處理進入步驟S607。
在步驟S607，從存儲器30讀出在步驟S506中從靜止圖像原始數據獲得的白平衡控制值，然後將其存儲到存儲器30作為靜止圖像白平衡控制值。接著，在步驟S608，將在步驟S607存儲在存儲器30內的靜止圖像白平衡控制值轉換為運動圖像白平衡控制值，然後將其存儲在存儲器30內作為替代幀白平衡控制值。該轉換處理是步驟S603的轉換處理的反向。後面利用圖9說明該轉換方法。
這樣，獲得了靜止圖像白平衡控制值和替代幀白平衡控制值，從而結束步驟S507的靜止圖像WB處理。
圖7對每種模式示出在上述處理中設置的各白平衡控制值，或者換句話說，由運動圖像期間靜止圖像WB切換部分66設置的各白平衡控制值。如前所述，本實施例允許三種不同的設置顏色再現性優先模式、運動圖像優先模式以及靜止圖像優先模式。
在顏色再現性優先模式中，利用從靜止圖像拍攝的原始數據而獲得的白平衡控制值來獲得靜止圖像和替代幀。因此，實現反映這時的光源狀況的高顏色再現性。
在運動圖像優先模式中，符合運動圖像拍攝的白平衡控制值用於靜止圖像和替代幀兩者。換句話說，不反映進行靜止圖像拍攝時的光源狀況。在這種模式下，對替代幀圖像和靜止圖像兩者應用運動圖像拍攝期間的色調，並且可以對運動圖像和靜止圖像兩者應用當在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝時顯示在取景器上的色調。
在靜止圖像優先模式中，由於運動圖像白平衡控制值用於替代幀圖像，所以繼續運動圖像拍攝期間的色調，而且在運動圖像中保持色調的連續性(不反映靜止圖像拍攝時的光源狀況)。另一方面，根據靜止圖像原始數據而獲得的白平衡控制值用於靜止圖像。因此，反映光源狀況，允許靜止圖像中的顏色再現性。這種模式可以使在運動圖像拍攝期間拍攝的靜止圖像跟蹤被攝體光源，同時在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝之前和之後保持運動圖像色調的連續性。
圖8是在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝時沿時間方向的序列的時序圖。
當在進行運動圖像拍攝時輸入快門開關SW2的信號時，啟動靜止圖像拍攝。此時，所獲得的靜止圖像的縮小圖像用作運動圖像的替代幀。將該替代幀插入運動圖像文件。根據靜止圖像拍攝的時長，可以將多個替代幀排隊。在結束運動圖像拍攝期間的靜止圖像拍攝後，恢復運動圖像拍攝。順便提一句，儘管圖8示出緊接在輸入SW2信號後插入一幀黑圖像(black image)，但這是可以省略的。
圖9是示出用於互相轉換運動圖像白平衡控制值和靜止圖像白平衡控制值的方法的例子的示意圖。在圖9中，在XY色度(chromaticity)圖的Cx、Cy坐標上，示出因為運動圖像和靜止圖像的CCD驅動模式之間的不同而導致的光譜靈敏度的差別。換句話說，事先測量每種CCD驅動模式的光譜靈敏度，然後將其呈現在Cx、Cy坐標上。該圖所示的DIFF_CX和DIFF_CY表示因為CCD驅動模式的不同而導致的光譜靈敏度的差別。
例如，如果以MovCx、MovCy表示運動圖像白平衡控制值，則僅通過利用DIFF_CX、DIFF_CY補償前者，就可以獲得靜止圖像白平衡控制值StillCx、StillCy。相反，還可以將靜止圖像白平衡控制值轉換為運動圖像白平衡控制值。儘管已經對利用XY色度圖表示的光譜靈敏度補償進行了說明，但是也可以採用其他補償單位，例如利用預定係數倍增每個RGB顏色的顏色增益(colorgain)。此外，通過參考所保持的對應於每種光源類型(色溫)的運動圖像白平衡控制值和靜止圖像白平衡控制值的對應關係表，來執行步驟S603和S608的轉換處理。
圖10是示出在運動圖像拍攝期間白平衡控制如何跟蹤被攝體光源的變化的示意圖。該圖示出在運動圖像拍攝期間，當在時刻T1所示的光源1被切換為所示的光源2時，白平衡控制值沿時間的變化，其中在時刻T1，所示的光源1的適當白平衡控制值是Cx1。在本實施例中，當在圖4的步驟S405中，在時刻T1檢測到從光源1到光源2的切換時，在時間Tmove期間，白平衡控制值逐漸變為適合光源2的白平衡控制值Cx3。換句話說，完成了從光源1到光源2的跟蹤。響應於檢測到的光源變化突然改變白平衡控制值將導致圖像的色調突然變化，這導致感覺不舒服。設置時間Tmove以防止這種情況的發生。
如圖10所示，由於在檢測到光源的切換後在時間Tmove完成跟蹤，所以可能存在當跟蹤進行到時刻T2時拍攝靜止圖像的情況。此時，跟蹤期間的Cx值是Cx2。在這種情況下，對於在圖7等分別示出的運動圖像優先模式期間的替代幀圖像和靜止圖像、以及靜止圖像優先模式期間的替代幀圖像，應用接近所示的Cx2的值(更確切地說，是獲取最後的圖像幀時的白平衡控制值)。此外，即使在時刻T2，對於顏色再現性優先模式期間的替代幀圖像和靜止圖像、以及靜止圖像優先模式期間的靜止圖像，應用用於跟蹤此時的光源的白平衡控制值，或者換句話說，應用對應於Cx3的白平衡控制值。
從該觀點出發，在顏色再現性優先模式下，利用跟蹤靜止圖像拍攝時的光源的參數，對替代幀圖像和靜止圖像執行顯影處理。相反，與顏色再現性優先模式期間相比，對於運動圖像優先模式期間的靜止圖像、以及運動圖像優先模式或靜止圖像優先模式期間的替代幀，限制了光源跟蹤能力(保持拍攝運動圖像期間的光源狀況)。
儘管為了允許從圖7所示的三種模式(顏色再現性優先模式、運動圖像優先模式、靜止圖像優先模式)中選擇模式而配置了上述實施例，但是攝像裝置可以包括任一種模式或任兩種模式的組合。此外，儘管利用顯影處理的參數表示白平衡控制值，但是根據本實施例的參數切換可以應用於白平衡控制值之外的參數。
如上所述，上述實施例允許當在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像時，在從靜止圖像獲取替代幀時，對於替代幀圖像和靜止圖像中的每個獨立地設置白平衡控制值。因此，可以跟蹤靜止圖像的被攝體光源(在靜止圖像優先模式下)；將緊接在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像之前的色調應用於運動圖像拍攝期間的替代幀和靜止圖像兩者(在運動圖像優先模式下)；以及在運動圖像拍攝期間利用運動圖像和靜止圖像兩者跟蹤被攝體光源(在顏色再現性優先模式下)，而不損害運動圖像的色調連續性。此外，根據攝像元件14的光譜靈敏度，對在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝而獲得的靜止圖像和替代幀圖像的白平衡控制值進行補償轉換。因此，可以理想地去除因為運動圖像拍攝與靜止圖像拍攝之間攝像元件14驅動模式的不同而產生的效應。
因為在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可以做出本發明的很多明顯不同的實施例，因此應當理解，除了由所附權利要求書定義外，本發明不局限於具體實施例。
權利要求
1.一種攝像裝置，其能夠在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像，該攝像裝置包括靜止圖像拍攝單元，用於在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝以獲得靜止圖像；生成單元，用於利用該靜止圖像生成與該靜止圖像拍攝單元進行靜止圖像拍攝時的運動圖像相對應的替代圖像；設置單元，用於對該靜止圖像和該替代圖像設置各自的白平衡控制值；以及圖像處理單元，用於利用由該設置單元設置的該白平衡控制值對該靜止圖像和該替代圖像進行圖像處理。
2.根據權利要求1所述的攝像裝置，其特徵在於，該攝像裝置還包括保持單元，用於保持轉換係數，該轉換係數用於轉換白平衡控制值以消除由於該運動圖像拍攝與該靜止圖像拍攝之間攝像元件的驅動模式的不同而導致的光譜靈敏度特性的差異；其中該設置單元根據該靜止圖像計算白平衡控制值，將計算出的白平衡控制值設置為該靜止圖像的白平衡控制值，以及該設置單元利用該轉換係數轉換該計算出的白平衡控制值，將轉換後的白平衡控制值設置為該替代圖像的白平衡控制值。
3.根據權利要求1所述的攝像裝置，其特徵在於，該攝像裝置還包括保持單元，用於保持轉換係數，該轉換係數用於轉換白平衡控制值以消除由於該運動圖像拍攝與該靜止圖像拍攝之間攝像元件的驅動模式的不同而導致的光譜靈敏度特性的差異；其中該設置單元將直到緊接在該運動圖像拍攝期間的靜止圖像拍攝之前為止所使用的白平衡控制值設置為該替代圖像的白平衡控制值，以及該設置單元將通過利用該轉換係數轉換所設置的白平衡控制值而獲得的白平衡控制值設置為該靜止圖像的白平衡控制值。
4.根據權利要求1所述的攝像裝置，其特徵在於，該設置單元根據該靜止圖像計算白平衡控制值，將計算出的白平衡控制值設置為該靜止圖像的白平衡控制值，以及該設置單元將直到緊接在該運動圖像拍攝期間的靜止圖像拍攝之前為止所使用的白平衡控制值設置為該替代圖像的白平衡控制值。
5.根據權利要求1所述的攝像裝置，其特徵在於，由該靜止圖像拍攝單元獲得的靜止圖像的像素數大於由該運動圖像拍攝獲得的像素數，以及該生成單元縮小該靜止圖像的信息以生成該運動圖像作為該替代圖像。
6.根據權利要求1所述的攝像裝置，其特徵在於，從攝像元件讀取信號所使用的方法在該運動圖像拍攝與該靜止圖像拍攝之間是不同的。
7.一種攝像裝置，其能在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像，該攝像裝置包括靜止圖像拍攝單元，用於在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝以獲得靜止圖像；生成單元，用於利用該靜止圖像生成與該靜止圖像拍攝單元進行靜止圖像拍攝時的運動圖像相對應的替代圖像；以及圖像處理單元，用於利用跟蹤進行該靜止圖像拍攝時的光源狀況的參數對該靜止圖像和該替代圖像進行圖像處理。
8.一種攝像裝置，其能在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像，該攝像裝置包括靜止圖像拍攝單元，用於在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝以獲得靜止圖像；生成單元，用於利用該靜止圖像生成與該靜止圖像拍攝單元進行靜止圖像拍攝時的運動圖像相對應的替代圖像；以及圖像處理單元，用於利用跟蹤進行該靜止圖像拍攝時的光源狀況的參數對該靜止圖像進行圖像處理，以及利用抑制跟蹤進行該靜止圖像拍攝時的光源狀況的參數對該替代圖像進行圖像處理。
9.一種攝像裝置的控制方法，該攝像裝置能在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像，該控制方法包括如下步驟靜止圖像拍攝步驟，其在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像以獲得靜止圖像；生成步驟，其利用該靜止圖像生成與該靜止圖像拍攝步驟進行靜止圖像拍攝時的運動圖像相對應的替代圖像；以及設置步驟，其對該靜止圖像和該替代圖像設置各自的白平衡控制值；以及圖像處理步驟，其利用由該設置步驟設置的白平衡控制值對該靜止圖像和該替代圖像進行圖像處理。
10.一種攝像裝置的控制方法，該攝像裝置能在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像，該控制方法包括如下步驟靜止圖像拍攝步驟，其在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像以獲得靜止圖像；生成步驟，其利用該靜止圖像生成與該靜止圖像拍攝步驟進行靜止圖像拍攝時的運動圖像相對應的替代圖像；以及圖像處理步驟，其利用跟蹤進行該靜止圖像拍攝時的光源狀況的參數對該靜止圖像和該替代圖像進行圖像處理。
11.一種攝像裝置的控制方法，該攝像裝置能在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像，該控制方法包括如下步驟靜止圖像拍攝步驟，其在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像以獲得靜止圖像；生成步驟，其利用該靜止圖像生成與該靜止圖像拍攝步驟進行靜止圖像拍攝時的運動圖像相對應的替代圖像；以及圖像處理步驟，其利用跟蹤進行該靜止圖像拍攝時的光源狀況的參數對該靜止圖像進行圖像處理，以及利用抑制跟蹤進行該靜止圖像拍攝時的光源狀況的參數對該替代圖像進行圖像處理。
全文摘要
本發明提供一種攝像裝置及其控制方法。該攝像裝置能在運動圖像拍攝期間拍攝靜止圖像，利用所獲得的靜止圖像生成與當在運動圖像拍攝期間進行靜止圖像拍攝時獲取靜止圖像時所丟失的運動圖像相對應的替代幀圖像。這時，對靜止圖像和替代幀圖像分別設置白平衡控制值。利用所設置的白平衡控制值，顯影靜止圖像和替代幀圖像。
文檔編號H04N9/73GK1848915SQ20061007310
公開日2006年10月18日 申請日期2006年4月4日 優先權日2005年4月4日
發明者小川茂夫 申請人:佳能株式會社