攝像設備和用於控制該攝像設備的方法

2023-05-05 16:51:51

專利名稱：攝像設備和用於控制該攝像設備的方法
技術領域：
本發明涉及一種在根據被攝體的亮度而控制曝光時進行攝像操作的攝像設備、用於控制該攝像設備的方法和存儲介質。
背景技術：
通常，使用諸如CXD或CMOS等固態攝像裝置的攝像設備通過操作光圈或調整快門速度來控制攝像裝置的曝光量，從而控制攝像裝置的曝光量。例如，在利用該攝像設備拍攝亮場景的情況下，可以增大快門速度從而將拍攝圖像中要記錄的被攝體的亮度調整成適當亮度。另一方面，在利用該攝像設備拍攝暗場景的情況下，可以減小快門速度從而將拍攝圖像中要記錄的被攝體亮度調整成適當亮度。簡而言之，該攝像設備能夠通過控制攝像裝置的曝光量來抑制高光溢出(whiteout)或暗部缺失(blackout)。過去提出了一種採用下面的方法的攝像設備，在該方法中，基於根據拍攝圖像信號所確定的整個畫面上的亮度的亮度頻率分布，檢測高光溢出或暗部缺失，並且根據所檢測到的亮度頻率分布控制曝光量，從而抑制高光溢出或暗部缺失(例如，參見日本專利4306750)。然而，即使上述攝像設備能夠檢測高光溢出和暗部缺失，攝像設備也難以判斷高光溢出區域或暗部缺失區域是分散的還是集中的。參考圖12A 12D說明該原因。圖12A是示出空白部分以集中方式發生高光溢出的拍攝圖像。圖12B是示出以分散方式存在的多個點光源以分散方式導致高光溢出區域的拍攝圖像。圖12C是示出圖12A的拍攝圖像的亮度頻率分布(直方圖)的圖，並且圖12D是示出圖12B的拍攝圖像的亮度頻率分布的圖。在圖12A中，高光溢出區域集中，而在圖12B中，高光溢出區域分散。然而，如圖12C和12D所示，由於圖12A和12B的拍攝圖像具有相同的總高光溢出區域，所以亮度頻率分布具有相同形狀。在圖12A所示的情況下，由於高光溢出區域集中，所以高光溢出在視覺上明顯。在高光溢出區域中存在實際上丟失灰度的可能性，因此存在可以通過進行用以減小曝光量的曝光控制來再現空白灰度的可能性。另一方面，在圖12B所示的情況下，由於高光溢出區域分散，所以高光溢出在視覺上不明顯。為此，減小曝光量使得拍攝圖像中噪聲明顯。因此，不應進行用以減小曝光量的曝光控制。換句話說，希望在僅以視覺上明顯的高光溢出區域為目標的情況下來進行曝光控制。然而，傳統攝像設備不能夠區分圖12A和12B的這兩個場景並且根據區分結果來進行不同的曝光控制。

發明內容
本發明提供一種不僅能夠檢測高光溢出或暗部缺失、而且還能夠根據高光溢出區域或暗部缺失區域的分布來有效實現曝光控制的攝像設備、用於控制該攝像設備的方法和存儲介質。本發明的第一方面，提供一種攝像設備，其包括用於獲得被攝體光並且輸出圖像信號的攝像部，所述攝像設備還包括第一亮度檢測單元，用於基於所述圖像信號來檢測整個畫面亮度頻率分布；第一曝光控制值計算單元，用於根據所述整個畫面亮度頻率分布來計算第一曝光控制值；第二亮度檢測單元，用於將所述圖像信號分成多個小區域，並且檢測各小區域的亮度；第二曝光控制值計算單元，用於根據所述第二亮度檢測單元所檢測到的各小區域的亮度，計算第二曝光控制值；曝光校正值計算單元，用於基於所述第一曝光控制值和所述第二曝光控制值，計算曝光校正值；曝光值計算單元，用於使用所述曝光校正值和在輸出所述圖像信號時所使用的曝光值，計算曝光值；以及曝光控制單元，用於基於所述曝光值計算單元所計算出的曝光值，對所述攝像部進行曝光控制。本發明的第二方面，提供一種用於控制攝像設備的方法，所述攝像設備包括用於獲得被攝體光並且輸出圖像信號的攝像部，所述方法包括以下步驟基於所述圖像信號來檢測整個畫面亮度頻率分布；根據所述整個畫面亮度頻率分布來計算第一曝光控制值；將 所述圖像信號分成多個小區域，並且檢測各小區域的亮度；根據所檢測到的各小區域的亮度，計算第二曝光控制值；基於所述第一曝光控制值和所述第二曝光控制值，計算曝光校正值；使用所述曝光校正值和在輸出所述圖像信號時所使用的曝光值，計算曝光值；以及基於所計算出的曝光值，對所述攝像部進行曝光控制。本發明的第三方面，提供一種非瞬態計算機可讀存儲介質，其存儲用於執行用於控制攝像設備的方法的計算機可執行程序，其中，所述攝像設備包括用於獲得被攝體光並且輸出圖像信號的攝像部，所述方法包括以下步驟基於所述圖像信號來檢測整個畫面亮度頻率分布；根據所述整個畫面亮度頻率分布來計算第一曝光控制值；將所述圖像信號分成多個小區域，並且檢測各小區域的亮度；根據所檢測到的各小區域的亮度，計算第二曝光控制值；基於所述第一曝光控制值和所述第二曝光控制值，計算曝光校正值；使用所述曝光校正值和在輸出所述圖像信號時所使用的曝光值，計算曝光值；以及基於所計算出的曝光值，對所述攝像部進行曝光控制。根據本發明，可以檢測高光溢出或暗部缺失，並且根據高光溢出區域或暗部缺失區域的分布，有效實現曝光控制。通過以下參考附圖對典型實施例的說明，本發明的其它特徵將顯而易見。


圖I是根據本發明第一實施例的攝像設備的主要部分的示意框圖。圖2是根據第一實施例的攝像設備的攝像部的示意框圖。圖3A、3B、3C和3D是用於說明根據第一實施例的攝像設備的小區域亮度檢測部的功能的圖。圖4A是由根據第一實施例的攝像設備的整個畫面頻率分布曝光控制值計算部所執行的用於減少暗部缺失的計算處理的流程圖。圖4B是由整個畫面頻率分布曝光控制值計算部所執行的用於減少高光溢出的計算處理的流程圖。
圖5A和5B是用於說明根據第一實施例的攝像設備的小區域亮度檢測部和小區域亮度曝光控制值計算部的操作的圖。圖6是由根據第一實施例的攝像設備所執行的曝光控制值確定處理的流程圖。圖7是根據本發明第二實施例的攝像設備的示意框圖。圖8是根據第二實施例的攝像設備的信號合成部的示意框圖。圖9A和9B是由根據第二實施例的攝像設備所執行的曝光控制值確定處理的流程圖。圖10是用於說明通過根據第二實施例的攝像設備確定控制校正量的方法的圖。圖11是用於說明通過根據第二實施例的攝像設備基於連續塊數來確定控制校正 量的方法的圖。圖12A 12D是用於說明現有技術的問題的圖。
具體實施例方式下面將參考示出本發明的實施例的附圖來詳細說明本發明。首先，參考圖Γ6說明根據本發明第一實施例的攝像設備。將第一實施例的攝像設備配置成能夠根據拍攝圖像信號的整個畫面頻率分布和通過分割拍攝圖像信號的畫面所獲得的各小區域的小區域亮度，進行曝光控制以防止高光溢出或暗部缺失。圖I是根據第一實施例的攝像設備的主要部分的示意框圖。參考圖1，附圖標記101表示攝像部，用於基於從曝光控制部109所傳送的曝光控制值而拍攝被攝體光並輸出拍攝圖像信號。附圖標記102表示視頻信號處理器，用於將從攝像部101輸出的拍攝圖像信號轉換成輸出視頻信號。附圖標記103表示整個畫面頻率分布檢測部，用於從拍攝圖像信號檢測整個畫面上的亮度的頻率分布。附圖標記104表示整個畫面頻率分布曝光控制值計算部，用於基於整個畫面頻率分布檢測部103從拍攝圖像信號所檢測到的整個畫面頻率分布來計算整個畫面頻率分布曝光控制值。附圖標記105表示小區域亮度檢測部，用於將基於拍攝圖像信號的整個畫面分成多個小區域並檢測小區域的代表性亮度。附圖標記106表示小區域亮度曝光控制值計算部，用於基於通過小區域亮度檢測部105所檢測到的拍攝圖像信號的小區域亮度來計算小區域亮度曝光控制值。附圖標記107表示曝光校正值計算部，用於根據整個畫面頻率分布曝光控制值和小區域亮度曝光控制值來計算曝光校正值。附圖標記108表示曝光值計算部，用於基於通過曝光校正值計算部107所計算出的曝光校正值和拍攝圖像信號的當前幀的曝光值來計算用於下一幀的拍攝的曝光值。曝光控制部109將通過將由曝光值計算部108所計算出的用於下一幀的拍攝的曝光值轉換成光圈控制值和快門速度控制值所獲得的、用於控制攝像部101的控制值輸出給攝像部101。接著說明攝像部101、整個畫面頻率分布檢測部103、整個畫面頻率分布曝光控制值計算部104、小區域亮度檢測部105和小區域亮度曝光控制值計算部106。參考圖2，攝像部101包括攝像光學部201、光圈202、攝像裝置203、模擬-數字(A/D)轉換器204、光學系統驅動部205和定時控制器206。包括這些裝置的攝像部101獲得被攝體光，並且輸出拍攝圖像信號。在攝像部101中，通過光學系統驅動部205驅動以進行拍攝的攝像光學部201控制光圈202的光圈面積，並且將被攝體光引導至攝像裝置203。攝像裝置203使用例如CCD或CMOS拍攝被攝體的圖像，將所獲得的被攝體圖像轉換成電信號，然後將電信號輸出給模擬-數字轉換器204。在拍攝期間，定時控制器206向攝像裝置203輸出快門速度控制值，從而控制被攝體光的曝光時間。接收到來自攝像裝置203的電信號的模擬-數字轉換器
204將模擬信號轉換成數位訊號。接著說明本實施例的攝像設備的整個畫面頻率分布檢測部103。在整個畫面頻率分布檢測部103中，使用拍攝圖像信號的亮度值作為拍攝圖像信號的亮度信息。整個畫面頻率分布檢測部103檢測通過對具有在上限亮度值或下限亮度值到指定亮度值的範圍中的相關亮度值的拍攝圖像信號的像素進行計數所獲得的累積值，作為拍攝圖像信號的整個畫面頻率分布，並且將所檢測到的整個畫面頻率分布輸出給整個畫面頻率分布曝光控制值計算部104。在整個畫面頻率分布檢測部103中，將指定亮度值Al設置為與可以利用拍攝圖像信號來處理亮度的亮度範圍的上限亮度值的例如I %相對應的亮度值，如圖3A所示，並且 將圖3B中的指定亮度值A2設置為與該亮度範圍的上限亮度值的例如10%相對應的亮度值。此外，在整個畫面頻率分布檢測部103中，將圖3C中的指定亮度值A3設置為與該亮度範圍的上限亮度值的例如99%相對應的亮度值，並且將圖3D中的指定亮度值A4設置為與該亮度範圍的上限亮度值的例如90 %相對應的亮度值。整個畫面頻率分布檢測部103通過檢測拍攝圖像信號的整個畫面像素亮度集中程度，檢測拍攝圖像信號的整個畫面頻率分布。整個畫面頻率分布檢測部103檢測兩個不同的計數值，即在從所指定的下限亮度值到圖3A中的指定亮度值Al的範圍中所計算出的計數值Xl和在從所指定的下限亮度值到圖3B中的指定亮度值A2的範圍中所計算出的計數值X2。此外，整個畫面頻率分布檢測部103檢測另外兩個不同的計數值，即在從所指定的上限亮度值到圖3C中的指定亮度值A3的範圍中所計算出的計數值X3和在從所指定的上限亮度值到圖3D中的指定亮度值A4的範圍中所計算出的計數值X4。在本實施例中，根據用戶是想要減少高光溢出的圖像還是減少暗部缺失的圖像，預先使用戶在用於減少高光溢出的曝光控制和用於減少暗部缺失的曝光控制之間進行選擇。整個畫面頻率分布檢測部103根據用戶選擇(經由未示出的接口給出的用戶指示)，在發生暗部缺失時所執行的用於計算整個畫面頻率分布曝光控制值的下述計算處理和發生高光溢出時所執行的用於計算整個畫面頻率分布曝光控制值的下述計算處理之間進行切換。可選地，在檢測到計數值Xl X4之後，可以基於計數值Xl和X3之間或者計數值X2和X4之間的大小關係，自動進行用於計算用於減少暗部缺失的整個畫面頻率分布曝光控制值的計算處理和用於計算用於減少高光溢出的整個畫面頻率分布曝光控制值的計算處理之間的切換。例如，如果X1>X3，則執行用於計算用於減少暗部缺失的整個畫面頻率分布曝光控制值的計算處理。注意，可以通過轉換成顏色信號前的拍攝圖像信號的像素值、或者已被轉換成顏色信號的拍攝圖像信號的R、G和B成分之一的像素值來表示拍攝圖像信號的像素亮度。此夕卜，並非必須要求進行一個像素一個像素的計數來獲得計數值。例如，可以將表示拍攝圖像信號的所有像素的總計數值的1%的像素數設置為計數值I。在這種情況下，像素計數值將像素的數量表示為佔拍攝圖像信號的所有像素的百分比。
將說明用於減少暗部缺失的整個畫面頻率分布曝光控制值的計算。整個畫面頻率分布曝光控制值計算部(以下稱為「控制值計算部」)104在圖3A的計數值Xl和圖3C的計數值X3之間進行比較。當圖3A的計數值Xl較大時，控制值計算部104檢測到暗部缺失區域佔拍攝圖像信號的大的比例。簡而言之，控制值計算部104計算用於減少暗部缺失的整個畫面頻率分布曝光控制值。將參考圖4A說明用於計算用於減少暗部缺失的整個畫面頻率分布曝光控制值的計算處理。當要通過攝像設備 進行拍攝時，控制值計算部104開始用於計算用於減少暗部缺失的整個畫面頻率分布曝光控制值的計算處理，並且進行判斷以檢測暗部缺失。例如，如果像素計數值Xl等於或大於圖3A所示的拍攝圖像信號的所有像素的總計數值的1% (步驟S401a為「是」)，則判斷為檢測到了暗部缺失。如果控制值計算部104判斷為檢測到了暗部缺失，則控制值計算部104進入步驟S402a。另一方面，如果像素計數值Xl小於拍攝圖像信號的所有像素的總計數值的1% (步驟S401a為「否」)，則控制值計算部104判斷為沒有檢測到暗部缺失，並且控制值計算部104進入步驟S403a。在步驟S402a，控制值計算部104將整個畫面頻率分布曝光控制值Eh設置為值Ca，隨後終止該處理。整個畫面頻率分布曝光控制值Eh的值Ca是使得圖3A所示的計數值Xl小於拍攝圖像信號的所有像素的總計數值的I %的這樣的值。在判斷為沒有發生暗部缺失而進入步驟S403a之後，控制值計算部104判斷曝光值是否適於防止黑浮(black floating)。此時,控制值計算部104使用圖3A的計數值Xl和圖3B的計數值X2，判斷(X2 - XI)的值是否等於或大於總計數值的10%，從而判斷曝光值是否適於防止黑浮。「黑浮」的圖像是指在通過對圖像進行分析所獲得的亮度值頻率分布的暗的部分中沒有發現或者幾乎沒有發現像素的圖像。在「黑浮」的圖像中，有時出現暗的部分看起來在浮動，這使得圖像對比度減小。因此，需要判斷是否設置了不會導致黑浮的這類曝光值。如果控制值計算部104判斷為(X2 - XI)的值不小於總計數值的10%，即曝光值適於防止黑浮，則控制值計算部104進入步驟S404a。另一方面，如果控制值計算部104判斷為(X2 — XI)的值小於總計數值的10%，即曝光值可引起黑浮，則控制值計算部104進入步驟S405a。當控制值計算部104進入步驟S404a時，即當沒有檢測到暗部缺失，並且曝光值適於防止黑浮時，控制值計算部104將整個畫面頻率分布曝光控制值Eh設置為0，隨後終止該處理。在步驟S405a，控制值計算部104將整個畫面頻率分布曝光控制值Eh設置成值Da,以減少黑浮，隨後終止該處理。注意，控制值計算部104預先將整個畫面頻率分布曝光控制值Ca和Da作為適當設置的固定值存儲在未示出的存儲部中。例如，控制值計算部104可以在步驟S402a設置正值，並且在步驟S405a設置負值。只要Ca的符號是正的(Ca>0)並且Da的符號為負的(Da〈0)成立，整個畫面頻率分布曝光控制值Ca和Da各自的絕對值可以相互相等或不同。接著參考圖4B說明用於計算用於減少高光溢出的整個畫面頻率分布曝光控制值的計算處理。控制值計算部104在圖3A的計數值Xl和圖3C的計數值X3之間進行比較。當圖3C的計數值X3較大時，控制值計算部104檢測到高光溢出區域佔拍攝圖像信號的大的比例。簡而言之，控制值計算部104計算用於減少高光溢出的整個畫面頻率分布曝光控制值。在攝像設備要進行拍攝時，控制值計算部104開始用於計算用於減少高光溢出的整個畫面頻率分布曝光控制值的計算處理，並且進行判斷以檢測高光溢出。如果像素計數值X3等於或大於圖3C所示的拍攝圖像信號的所有像素的總計數值的1% (步驟S401b為「是」)，則控制值計算部104判斷為檢測到了高光溢出。當控制值計算部104判斷為檢測到了高光溢出時，控制值計算部104進入步驟S402b。另一方面，如果像素計數值X3小於拍攝圖像信號的所有像素的總計數值的1% (步驟S401b為「否」)，則控制值計算部104判斷為沒有檢測到高光溢出，並且控制值計算部104進入步驟S403b。當處理進入步驟S402b時，即當檢測到了高光溢出時，控制值計算部104將整個畫面頻率分布曝光控制值Eh設置為值Cb，隨後終止該處理。整個畫面頻率分布曝光控制值Eh的值Cb是使得計數值X3小於拍攝圖像信號的所有像素的總計數值的I %的這樣的值。 當處理進入步驟S403b時，即當沒有檢測到高光溢出時，控制值計算部104判斷曝光值是否適於防止白沉(white sinking)。此時,控制值計算部104使用圖3C的計數值X3和圖3D的計數值X4，判斷(X4 - X3)的值是否等於或大於總計數值的10%，從而判斷曝光值是否適於防止白沉。「白沉」的圖像是指在通過對圖像進行分析所獲得的亮度值頻率分布的亮的部分中發現很少的像素的圖像。在「白沉」圖像中，有時出現圖像整體上是暗的，因此需要判斷是否設置了不會導致白沉的這類曝光值。如果控制值計算部104判斷為(X4 - X3)的值不小於總計數值的10%，即曝光值適於防止白沉，則控制值計算部104進入步驟S404b。另一方面，如果控制值計算部104判斷為(X4 — X3)的值小於總計數值的10%，即曝光值可導致白沉，則控制值計算部104進入步驟S405b。當控制值計算部104進入步驟S404b時，即當沒有檢測到高光溢出，並且曝光值適於防止白沉時，控制值計算部104將整個畫面頻率分布曝光控制值Eh設置成0，並且在這種情況下，在不執行曝光控制的情況下立即終止本處理。當控制值計算部104進入步驟S405b時，控制值計算部104將整個畫面頻率分布曝光控制值Eh設置成值Db，以消除白沉。注意，控制值計算部104預先將整個畫面頻率分布曝光控制值Cb和Db作為適當設置的固定值存儲在未示出的存儲部中。例如，控制值計算部104可以在步驟S402b設置正值，並且可以在步驟S405b設置負值。只要Cb的符號是負的(Cb〈0)並且Db的符號是正的(Db>0)成立，整個畫面頻率分布曝光控制值Cb和Db各自的絕對值可以相互相等或不同。接著參考圖5A說明根據本實施例的攝像設備的小區域亮度檢測部。當Xl > 1%或者X3 ^ 1%成立時，在圖4A的步驟S401a或者圖4B的S401b中，進行小區域亮度檢測部105和小區域亮度曝光控制值計算部106的曝光控制值的計算。在整個畫面中發生了暗部缺失或高光溢出的狀態下，進行小區域亮度檢測，以檢測暗部缺失區域或高光溢出區域的分散程度。小區域亮度檢測部105將拍攝圖像信號的整個畫面分成小區域塊，並且檢測各小區域塊的亮度。每一小區域塊都具有表示其位置的地址信息。例如，在圖5A中，將拍攝圖像信號的整個畫面在垂直方向和水平方向上均等地分成7X7個小區域塊。小區域亮度檢測部105將小區域塊的平均亮度值作為小區域亮度輸出給小區域亮度曝光控制值計算部106。小區域塊不局限於上述布局，而且各塊的垂直尺寸和水平尺寸可以相互不同。可選地，小區域塊在大小上可以不全是均等的，並且可以在大小上相互不同。小區域亮度檢測部105可以對各小區域塊中的各個像素的亮度值進行中值濾波，並且將中值濾波的結果設置為相關聯的小區域塊的小區域亮度。此外，小區域亮度檢測部105可以計算基於小區域塊中的拍攝圖像信號的亮度值頻率分布的信號強度積分值。可選地，小區域亮度檢測部105可以將亮度不小於預定值(所設置的閾值)的像素的計數設置為相關聯的小區域塊的小區域亮度。此外，可選地，小區域亮度檢測部105可以將亮度不高於預定值(所設置的閾值)的像素的計數設置為相關聯的小區域塊的小區域亮度。接著參考圖5B說明攝像設備的小區域亮度曝光控制值計算部106。小區域亮度曝光控制值計算部106檢測具有不高於或不低於作為所設置的閾值 的預定值的小區域亮度的小區域塊，並且計算小區域亮度曝光控制值。例如，小區域亮度曝光控制值計算部106將小區域亮度曝光控制值表示為表示是否進行小區域亮度曝光控制的二進位值O或I。更具體地，小區域亮度曝光控制值是在計算下述曝光校正值Er時所使用的相乘值Ea，並且通過將相乘值Ea設置成O或1，設置是否執行小區域亮度曝光控制。在用於計算用於減少高光溢出的小區域亮度曝光控制值的情況下，小區域亮度曝光控制值計算部106檢測例如亮度值高於亮度值200的小區域塊。當檢測到亮度值高於亮度值200的小區域塊時，小區域亮度曝光控制值計算部106判斷為高光溢出區域集中在拍攝圖像信號的小區域塊中。在這種情況下，需要小區域亮度曝光控制值計算部106將對拍攝圖像信號進行拍攝所使用的曝光值控制得低。更具體地，小區域亮度曝光控制值計算部106將小區域亮度曝光控制值設置成I。另一方面，當沒有檢測到亮度值高於亮度值200的小區域塊時，即使拍攝圖像信號的一些小區域塊包含高光溢出區域，小區域亮度曝光控制值計算部106也判斷為高光溢出區域是分散的。在這種情況下，小區域亮度曝光控制值計算部106判斷為無需進行小區域亮度曝光控制。然後，小區域亮度曝光控制值計算部106將小區域亮度曝光控制值設置為O。在用於計算用於減少暗部缺失的小區域亮度曝光控制值的情況下，小區域亮度曝光控制值計算部106檢測亮度值不高於例如亮度值50的小區域塊。當檢測到亮度值不高於亮度值50的小區域塊時，小區域亮度曝光控制值計算部106判斷為暗部缺失區域集中在拍攝圖像信號的小區域塊中。在這種情況下，小區域亮度曝光控制值計算部106判斷為需要將對拍攝圖像信號進行拍攝所使用的曝光值控制得低，並且將小區域亮度曝光控制設置成I。另一方面，當沒有檢測到亮度值不高於亮度值50的小區域塊時，小區域亮度曝光控制值計算部106判斷為暗部缺失區域是分散的。在這種情況下，由於不存在發生暗部缺失的小區域塊或者暗部缺失區域是分散的，所以小區域亮度曝光控制值計算部106判斷為無需進行小區域亮度曝光控制，並且將小區域亮度曝光控制值設置為O。可選地，小區域亮度曝光控制值計算部106可以檢測以下所檢測到的小區域塊之間的連續性(即連續小區域塊的範圍)，並且根據所檢測到的連續性來計算小區域亮度曝光控制值，其中，檢測到上述所檢測到的小區域塊的亮度值不低於預定值或者不高於預定值。在這種情況下，小區域亮度曝光控制值計算部106形成用於檢測所檢測到的小區域塊的範圍的預定區域範圍檢測單元。例如，當沒有檢測到不小於連續塊數3 (連續性閾值)的小區域塊之間的連續性時，小區域亮度曝光控制值計算部106將小區域亮度曝光控制值設置為O。另一方面，當檢測到不小於連續塊數3 (連續性閾值)的小區域塊之間的連續性時，小區域亮度曝光控制值計算部106將小區域亮度曝光控制值設置成I。小區域亮度曝光控制值計算部106可以根據小區域塊的大小，選擇性地判斷是在檢測所檢測到的小區域塊之間的連續性之後還是在不檢測所檢測到的小區域塊之間的連續性的情況下來計算小區域亮度曝光控制值。例如，當小區域塊的大小小於指定大小時，小區域亮度曝光控制值計算部106檢測所檢測到的小區域塊之間的連續性。另一方面，當小區域塊的大小大於指定大小時，小區域亮度曝光控制值計算部106在不檢測所檢測到的小區域塊之間的連續性的情況下，計算小區域亮度曝光控制值。
小區域亮度曝光控制值計算部106可以使用除將小區域亮度曝光控制值設置成
二進位值O或I的方法以外的方法。例如，小區域亮度曝光控制值計算部106可以根據被檢測到具有不低於預定值或不高於預定值的亮度值的相互連續的小區域塊的數量(以下稱為「連續塊數」)，計算小區域亮度曝光控制值。在這種情況下，例如，當連續塊數不小於5時，小區域亮度曝光控制值計算部106將小區域亮度曝光控制值設置成預定值，並且當連續塊數不小於I並且小於5時，將小區域亮度曝光控制值設置成該預定值的50%。注意，將用於減少暗部缺失的小區域亮度曝光控制值設置成正值，並且將用於減少高光溢出的小區域亮度曝光控制值設置成負值。此外，當相互連接的小區域塊的數量等於O時，將小區域亮度曝光控制值設置成O。接著參考圖6說明通過上述第一實施例的攝像設備所執行的整個畫面曝光值確定處理。當用戶進行用於確定拍攝的曝光的操作時，攝像設備開始整個畫面曝光值確定處理。然後，控制值計算部104根據從攝像部101所輸出的拍攝圖像信號，計算整個畫面頻率分布曝光控制值Eh，如參考圖4A和4B所述(步驟S601)。然後，根據對圖4A的步驟S401a或圖4B的步驟S401b的問題的回答是肯定的(「是」)還是否定的(「否」)，切換下面的步驟(步驟S602)。更具體地，如果對圖4A的步驟S401a或圖4B的步驟S401b的問題的回答是肯定的(「是」)，則處理進入步驟S603。另一方面，如果對圖4A的步驟S401a或圖4B的步驟S401b的問題的回答是否定的(「否」)，則在不計算小區域亮度曝光控制值Ea的情況下處理進入步驟S605。在步驟S603，小區域亮度曝光控制值計算部106如參考圖5A和5B所述，計算小區域亮度曝光控制值Ea。然後，曝光校正值計算部107基於通過小區域亮度曝光控制值計算部106所計算出的小區域亮度曝光控制值Ea，校正整個畫面頻率分布曝光控制值Eh，從而計算曝光校正值Er (步驟S604)。當小區域亮度曝光控制值Ea等於O時，曝光校正值計算部107判斷為集中發生的亮的部分很少，因此將曝光校正值Er設置成O。另一方面，當小區域亮度曝光控制值Ea等於I時，曝光校正值計算部107將整個畫面頻率分布曝光控制值Eh設置成曝光校正值Er (即Er=Eh*Ea)。當小區域亮度曝光控制值Ea等於O時，曝光校正值計算部107可以將曝光校正值Er設置成整個畫面頻率分布曝光控制值Eh的一部分。更具體地，假定Er=α*Eh+(l-α)Ea*Eh (0< α〈I),當Ea等於O時，Er等於a *Eh,並且當Ea等於I時，Er等於Eh。因此，即使暗部缺失區域或者高光溢出區域佔整個畫面的大的比例，當集中發生的亮的部分或者暗的部分很少時，也可能減弱校正。在步驟S605，由於圖像在整個畫面上具有很少的暗部缺失或高光溢出，所以曝光校正值計算部107在不計算Ea的情況下，將整個畫面頻率分布曝光控制值Eh設置成曝光校正值Er。然後，曝光值計算部108將在步驟S604或S605計算出的曝光校正值Er與拍攝圖像信號的曝光值Et相加(步驟S606)。然後，曝光控制部109將通過曝光值計算部108所計算出的曝光值Et設置給攝像部101，並且攝像部101拍攝圖像(步驟S607)。 曝光控制部109判斷是否通過預定操作最終確定了曝光值(步驟S608)。如果曝光控制部109判斷為通過預定操作最終確定了曝光值(步驟S608為「是」)，則終止本處理。在本實施例中，當曝光校正值Er通過整個循環而保持為O時，曝光控制部109判斷為曝光校正值收斂，並且判斷為最終確定了曝光值。如果曝光控制部109判斷為沒有最終確定曝光值(步驟S608為「否」)，則處理返回到步驟S601，並且重複進行步驟S601 S607。具體地，在靜止圖像拍攝中，可以在鎖定焦點時最終確定曝光值。此外，在靜止圖像拍攝中，當該循環處理進行了指定次數時可以終止該處理。另一方面，在運動圖像拍攝中，始終進行圖6的步驟S601 S607的處理，因此，當按下拍攝按鈕時終止該處理。如上所述，根據本實施例，基於根據整個畫面頻率分布所獲得的曝光控制值和根據通過分割畫面所獲得的各個小區域中的亮度值所獲得的小區域亮度曝光控制值，來進行曝光控制。因此，不僅可以檢測高光溢出或暗部缺失，而且還可以根據拍攝圖像中的高光溢出區域或暗部缺失區域的分布而有效實現曝光控制。曝光校正值計算部107可以使用整個畫面頻率分布曝光控制值Eh來校正小區域亮度曝光控制值計算部106所計算出的小區域亮度曝光控制值Ea。在這種情況下，如上所述，通過控制值計算部104計算整個畫面頻率分布曝光控制值Eh，並且，例如，小區域亮度曝光控制值計算部106計算作為多個值的而不是作為二進位值O或I的小區域亮度曝光控制值Ea0更具體地，在該變形例中，控制值計算部104在步驟S402a獲得值I作為整個畫面頻率分布曝光控制值Eh。此外，控制值計算部104在步驟S404a獲得值O作為Eh，並且在步驟S405a獲得值一 I作為Eh以消除黑浮。另一方面，在步驟S402b，控制值計算部104獲得一 I作為整個畫面頻率分布曝光控制值Eh。此外，控制值計算部104在步驟S404b獲得O作為Eh，並且在步驟S405b獲得I作為Eh，以消除白沉。當= I時，曝光校正值計算部107將曝光校正值Er設置成小區域亮度曝光控制值Ea。此外，當Eh = O時，曝光校正值計算部107將Er設置成0，並且當Eh = -I時，曝光校正值計算部107將Er設置為一 Ea。
下面將參考圖7 9說明根據本發明第二實施例的攝像設備。將第二實施例的攝像設備能夠控制通過對使用各自不同的曝光值、即第一曝光值和相對高於第一曝光值的第二曝光值所拍攝的拍攝圖像信號進行合成而形成的寬動態範圍拍攝圖像信號的曝光。第二實施例的攝像設備能夠對寬動態範圍拍攝圖像信號執行曝光控制以減少高光溢出和暗部缺失兩者。這裡將參考圖7說明第二實施例的攝像設備。注意，以相同附圖標記表示與第一實施例的相同的組件，並且省略對其的詳細說明。圖7是根據第二實施例的攝像設備的示意框圖。附圖標記701表示信號合成部，用於對使用第一曝光值所拍攝的拍攝圖像信號和使用第二曝光值所拍攝的拍攝圖像信號進行合成，並且輸出合成圖像信號。信號合成部701能夠進行用於對使用兩個不同的曝光值所分別拍攝的拍攝圖像信號進行合成的合成處理。在這種情況下，例如，信號合成部701首先設置預定亮度值。然後，信號合成部701獲取作為低曝光圖像信號的、使用第一曝光值所拍攝的拍攝圖像信號的像素信號，作為合成之後的圖像信號，其中，該合成之後的圖像信號與使用第一曝光值的拍攝圖像信號中亮度值高於預定亮度值的區域相關聯。此外，信號 合成部701獲取作為高曝光圖像信號的、使用第二曝光值所拍攝的拍攝圖像信號的像素信號，作為合成之後的圖像信號，其中，該合成之後的圖像信號與使用第一曝光值的拍攝圖像信號中亮度值低於預定亮度值的區域相關聯。然後，信號合成部701通過將與第一曝光值相關聯的拍攝圖像信號和與第二曝光值相關聯的拍攝圖像信號這兩個拍攝圖像信號中的一個的信號強度調整成另一個的信號強度以使得這兩個拍攝圖像信號具有相同水平的信號強度，從而基於這兩個拍攝圖像信號之間的曝光比來進行增益校正。可以結合一般的伽馬校正來執行該增益校正。具體地，假定與第一曝光值相關聯的拍攝圖像信號和與第二曝光值相關聯的拍攝圖像信號之間的曝光比是1:10，與第一曝光值相關聯的拍攝圖像信號的光量是與第二曝光值相關聯的拍攝圖像信號的光量的十分之一，因此，通過將與第一曝光值相關聯的拍攝圖像信號的信號強度乘以增益10，信號合成部701可以使得與第一曝光值相關聯的拍攝圖像信號的信號強度在水平上等於與第二曝光值相關聯的拍攝圖像信號的信號強度。此外，還可以根據通過將與第二曝光值相關聯的拍攝圖像信號的信號強度除以10所獲得的信號強度來合成圖像。注意，除上述幾點以外，根據第二實施例的攝像設備具有與圖I所示的攝像設備相同的結構。攝像設備的信號合成部701設置有如圖8所示的圖像存儲部801和合成部802，以使得能夠對寬動態範圍拍攝圖像信號執行曝光控制。在本攝像設備中，攝像部101連續交替使用兩個不同的曝光值拍攝圖像，作為與第一曝光值相關聯的拍攝圖像信號和與第二曝光值相關聯的拍攝圖像信號。將這樣所拍攝的拍攝圖像信號臨時存儲在信號合成部701的圖像存儲部801中。此後，當攝像部101拍攝要合成的最後的拍攝圖像彳目號時，合成部802使用存儲在圖像存儲部801中的拍攝圖像信號和最後的拍攝圖像信號，來對至少兩個拍攝圖像信號進行合成。例如，在對使用第一曝光值和第二曝光值各自所拍攝的拍攝圖像信號進行合成的情況下，合成部802進行拍攝圖像信號之間的信號強度水平的匹配，然後輸出合成圖像信號。
接著說明通過第二實施例的攝像設備所執行的、寬動態範圍拍攝圖像信號生成中的拍攝圖像信號的曝光控制。在寬動態範圍拍攝圖像信號生成中的拍攝圖像信號的曝光控制中，使用兩個不同的曝光值，即第一曝光值Etl和曝光量高於第一曝光值Etl的第二曝光值Et2來進行控制。為此，不同於第一實施例，攝像部101進行用於交替獲取與第一曝光值相關聯的拍攝圖像信號和與第二曝光值相關聯的拍攝圖像信號的操作。接著參考圖9A和9B說明在使用兩個曝光值的情況下，通過第二實施例的攝像設備所執行的曝光值確定處理。當用戶進行用於確定攝像的曝光的操作時，攝像設備開始在攝像設備使用兩個曝光值時所執行的曝光控制值確定處理。在使用兩個曝光值所執行的曝光控制值確定處理中，首先執行與第一曝光值相關聯的曝光控制。為此，攝像部101進行用於獲取與第一曝光值相關聯的拍攝圖像信號的預處理。
控制值計算部104根據從攝像部101輸出的、與第一曝光值Etl相關聯的拍攝圖像信號，計算整個畫面頻率分布曝光控制值Eh(步驟S901)。第一曝光值Etl用於獲得沒有高光溢出的圖像，因此，在步驟S901，執行第一實施例中參考圖4B所述的、用於計算用於減少高光溢出的整個畫面頻率分布曝光控制值的計算處理。然後，在步驟S902，根據步驟S901的計算處理的結果，即對圖4B的步驟S401b的問題的回答是肯定的(「是」)還是否定的(「否」)，切換下面的步驟。更具體地，如果對圖4B的步驟S401b的問題的回答是肯定的(「是」)，則處理進入步驟S903。另一方面，如果對圖4B的步驟S401b的問題的回答是否定的(「否」)，則在不計算小區域亮度曝光控制值Ea的情況下，處理進入步驟S905。在步驟S903，小區域亮度曝光控制值計算部106計算小區域亮度曝光控制值Ea。然後，如第一實施例一樣，曝光校正值計算部107基於通過小區域亮度曝光控制值計算部106所計算出的小區域亮度曝光控制值Ea，校正整個畫面頻率分布曝光控制值Eh,從而計算曝光校正值Er (步驟S904)。另一方面，在步驟S905，由於判斷為圖像在整個畫面上具有很少的高光溢出，所以在不計算小區域亮度曝光控制值Ea的情況下，將整個畫面頻率分布曝光控制值Eh校正成曝光校正值Er。然後，曝光值計算部108將在步驟S904或S905所計算出的曝光校正值Er與拍攝圖像信號的曝光值Et相加，從而計算第一曝光值Etl (步驟S906)。將這樣所獲得的第一曝光值Etl存儲在攝像部101中(步驟S907)。然後，曝光控制部109從攝像部101讀出第二曝光值Et2以設置第二曝光值。然後，曝光控制部109利用第二曝光值Et2控制攝像部101，以獲得使用第二曝光值Et2所拍攝的拍攝圖像信號(步驟S908)。然後，控制值計算部104根據從攝像部101所輸出的、使用第二曝光值Et2所拍攝的拍攝圖像信號，計算整個畫面頻率分布曝光控制值Eh (步驟S909)。第二曝光值Et2是用於獲得沒有暗部缺失的圖像，因此，在步驟S909，執行第一實施例中參考圖4A所述的、用於計算用於減少暗部缺失的整個畫面頻率分布曝光控制值的計算處理。然後，在步驟S910，根據步驟S909的計算處理的結果，即對圖4A的步驟S401a的問題的回答是肯定的(「是」)還是否定的(「否」)，切換下面的步驟。如果對步驟S401a的問題的回答是肯定的(「是」)，則處理進入步驟S911。另一方面，如果對步驟S401a的問題的回答是否定的(「否」)，則在不計算小區域亮度曝光控制值Ea的情況下，處理進入步驟S913。在步驟S911，小區域亮度曝光控制值計算部106計算小區域亮度曝光控制值Ea。然後，類似於第一實施例，曝光校正值計算部107基於通過小區域亮度曝光控制值計算部106所計算出的小區域亮度曝光控制值Ea，校正整個畫面頻率分布曝光控制值Eh,從而計算曝光校正值Er (步驟S912)。另一方面，在步驟S913，由於判斷為圖像在整個畫面上具有很少的暗部缺失，所以在不計算小區域亮度曝光控制值Ea的情況下，將整個畫面頻率分布曝光控制值Eh校正成曝光校正值Er。然後，曝光值計算部108將在步驟S912或S913所計算出的曝光校正值Er與拍攝圖像信號的曝光值Et相加，從而計算第二曝光值Et2 (步驟S914)。然後，曝光控制部109通過預定操作判斷是否最終確定了曝光值(步驟S915)。如果曝光控制部109通過預定操作判斷為最終確定了曝光值(步驟S915為「是」)，則終止該處理。在本實施例中，當曝光校正值Er通過整個循環而保持為O時，曝光控制部109判斷為曝光校正值收斂，並且判斷為最終確定了曝光值。如果曝光控制部109判斷為沒有最終確 定曝光值(步驟S915為「否」)，則處理進入步驟S916，在步驟S916，存儲第二曝光值Et2。然後，曝光控制部109從攝像部101讀出第一曝光值Etl,並且利用第一曝光值Etl控制攝像部101。攝像部101針對攝像設置第一曝光值Etl，並且獲得拍攝圖像信號(步驟 S917)。此後，處理返回到步驟S901，並且曝光控制部109重複進行步驟S901 S914，直到在步驟S915判斷為最終確定了曝光值為止。儘管在上述使用兩個曝光值所執行的曝光控制值確定處理中，首先執行與第一曝光值相關聯的曝光控制，但是可以首先執行與第二曝光值相關聯的曝光控制。在本攝像設備中，信號合成部701根據使用通過使用兩個曝光值所執行的圖9中的上述曝光控制值確定處理所確定的第一曝光值和第二曝光值各自所拍攝的拍攝圖像信號，生成合成圖像信號。儘管在使用兩個曝光值所執行的圖9中的曝光控制值確定處理中，基於使用各自不同的曝光值所拍攝的拍攝圖像信號來確定適當的第一曝光值和第二曝光值，但是可以基於作為來自合成部802的輸出的合成圖像來確定適當的第一曝光值和第二曝光值。在這種情況下，根據圖6的處理對合成圖像進行曝光控制操作，從而可以確定適當的第一曝光值和第二曝光值。簡而言之，在根據本實施例的攝像設備中，檢測拍攝圖像信號的整個畫面頻率(第一亮度)分布，並且進行曝光控制以防止高光溢出或暗部缺失。在該曝光控制中，攝像設備檢測高光溢出區域或暗部缺失區域在拍攝圖像上是分散的還是集中的，並且根據分散或集中的程度來調整控制校正值，以獲得降噪良好的圖像。此外，攝像設備檢測亮度值高於或低於各自的預定值的、作為用於檢測高光溢出或暗部缺失的區域的塊之間的連續性，並且根據連續性、即被判斷為具有比各自的預定值更高或更低的亮度值的連續塊的數量(連續塊數)來調整控制校正量，從而獲得適當圖像。綜上所述，攝像設備設置有用於檢測拍攝圖像信號的整個畫面頻率分布並進行曝光控制以防止高光溢出和暗部缺失的整個畫面頻率分布檢測部103和控制值計算部104。攝像設備設置有小區域亮度檢測部105 (第二亮度檢測單元)和小區域亮度曝光控制值計算部106 (第二曝光控制值計算單元)，以根據拍攝圖像上的高光溢出區域或暗部缺失區域的分散或集中的程度來調整控制校正量。在本攝像設備中，將來自控制值計算部104 (第一曝光控制值計算單元)的輸出值和來自小區域亮度曝光控制值計算部106的輸出值輸入給曝光校正值計算部107。曝光校正值計算部107根據整個畫面頻率分布曝光控制值(第一曝光控制值)和小區域亮度曝光控制值(第二曝光控制值)來計算適當的曝光校正值，並且輸出所獲得的曝光校正值。攝像設備使用從曝光校正值計算部107輸出的曝光校正值控制諸如快門速度(被攝體曝光時間)和光圈功能等的功能，從而進行用於適當攝像的曝光控制。接著詳細說明本攝像設備的小區域亮度檢測部105如何設置用於檢測高光溢出區域或暗部缺失區域在拍攝圖像上是分散還是集中的區域。通過檢查本實施例的攝像設備，示出當高光溢出區域或暗部缺失區域在與圖像的整個面積的1%相對應的區域中成簇集中時，高光溢出或暗部缺失變得明顯。因此，在本實施例的攝像設備中，在理論上希望將作為用於檢測高光溢出或暗部缺失的檢測區域(小區域塊IPXX)的一個塊的大小設置成圖像的整個面積的I %。 然而，在本攝像設備中，隨著將作為檢測區域的一個塊的大小設置得更小，處理時間變得更長，並且小區域亮度檢測部105的結構變得更複雜。這導致小區域亮度檢測部105的大小增大。考慮到這些不便，根據本實施例，在理論上希望將作為用於檢測高光溢出或暗部缺失的檢測區域的一個塊的大小設置為圖像的整個面積的5%，以適當設計該攝像設備。作為用於檢測高光溢出或暗部缺失的檢測區域所設置的一個塊的大小基於攝像設備所拍攝的圖像的大小。因此，通過觀察攝像設備的畫面，參考將會使得高光溢出或暗部缺失明顯的大小來考慮一個塊的大小。此外，通過考慮用於適當設計攝像設備的條件，適當確定一個塊的大小。此外，在本攝像設備中，基於在一個塊中包含多少個具有不小於作為閾值所設置的預定值的像素值的像素來判斷高光溢出區域是否集中。在這種情況下，當判斷為一個塊中的像素都與高光溢出相關聯時(近似100% )，可以將該控制配置成不進行用於減少控制量的校正。另一方面，當判斷為一個塊不包含與高光溢出相關聯的任何像素時(或者接近0%)，可以將該控制配置成可以進行用於使控制量最小化的校正。具體地，在本攝像設備中，如圖10所示設置下限百分比(本例子中為10% )和上限百分比(本例子中為80%)。此外，如圖10所示設置在O和I之間的範圍內取值的係數α。然後，通過將最大校正量乘以與一個塊中的所有像素中被判斷為與高光溢出(或暗部缺失)相關聯的像素的百分比相對應的係數α，獲得控制校正量。接著說明下面的情況攝像設備檢測被判斷為具有比各自的預定值更高或更低的亮度值的、作為用於檢測高光溢出或暗部缺失的區域的塊之間的連續性(連續塊數)，並且檢測更大區域中的高光溢出區域或暗部缺失區域的分散程度。更具體地，攝像設備檢測表示同時發生高光溢出或暗部缺失的一組連續小區域塊中所存在的小區域塊的數量的連續塊數。使用連續塊數來判斷高光溢出區域或暗部缺失區域是分散的還是集中成組的。具體地，在本攝像設備中，如圖11所示設置下限連續塊數和上限連續塊數。此外，如圖11所示設置在O和I之間的範圍內取值的係數β。然後，通過將最大校正量乘以與連續塊數相對應的係數β，獲得控制校正量。需要根據塊大小來設置下限連續塊數和上限連續塊數。因此，在設置下限連續塊數和上限連續塊數的情況下，首先，確定作為用於上述檢測高光溢出或暗部缺失的檢測區域所設置的一個塊的大小。接著，例如，通過主觀評價來確定開始使得高光溢出明顯的各自具有所確定大小的連續塊的連續塊數(上限百分比)和開始使得高光溢出不明顯的各自具有所確定大小的連續塊的連續塊數(下限百分比)。在本攝像設備中，如上所述，使用基於拍攝圖像上的高光溢出區域或暗部缺失區域的分散或集中的程度所獲得的控制校正量和基於連續塊數所獲得的控制校正量。與檢測拍攝圖像信號的整個畫面頻率分布然後進行曝光控制以防止高光溢出或暗部缺失的情況下相比，這使得可以進一步減少噪聲對圖像畫面的不利影響。此外，在本攝像設備中，高光溢出或暗部缺失的主觀明顯程度在下面的情況之間不同特定量的高光溢出或暗部缺失不是全部集中在某一區域中，而是高光溢出區域或暗部缺失區域在其中一部分區域形成簇的狀態下而周圍分散的情況；以及高光溢出區域或暗部缺失區域到處分散的情況。例如，當高光溢出區域在其中一部分區域形成簇的狀態下而周圍分散時，高光溢出明顯，因此，本攝像設備進行控制以使得縮短用於要拍攝的圖像的曝光時間。另一方面，例如，當高光溢出區域到處分散時，高光溢出的主觀明顯程度低，因此本攝像設備進行控制以使得增大用於要拍 攝的圖像的曝光時間，以生成降噪圖像。本攝像設備生成具有寬動態範圍的合成圖像信號。攝像設備可以接收的用於正常拍攝的光量受限，因此當進行頻率分布校正以防止暗部缺失時，亮的部分易於發生高光溢出。另一方面，當進行頻率分布校正以防止高光溢出時，暗的部分易於發生暗部缺失。為解決該問題，本攝像設備拍攝寬動態範圍合成圖像，從而生成沒有高光溢出的低曝光圖像和沒有暗部缺失的高曝光圖像。因此，可以生成沒有高光溢出和暗部缺失的圖像。還可以利用讀出並執行記錄在存儲器裝置上的程序以進行上述實施例的功能的系統或設備的計算機(或者CPU或MPU等裝置)和通過下面的方法實現本發明的方面，其中，利用系統或設備的計算機通過例如讀出並執行記錄在存儲器裝置上的程序以進行上述實施例的功能來進行上述方法的步驟。為此，例如，通過網絡或者通過用作存儲器裝置的各種類型的記錄介質(例如，計算機可讀介質)將該程序提供給計算機。儘管參考典型實施例說明了本發明，但是應該理解，本發明不局限於所公開的典型實施例。所附權利要求書的範圍符合最寬的解釋，以包含所有修改、等同結構和功能。本申請要求2011年5月24日提交的日本申請2011-115787和2012年5月15日提交的日本申請2012-111263的優先權，其全部內容通過引用包含於此。
權利要求
1.一種攝像設備，其包括用於獲得被攝體光並且輸出圖像信號的攝像部，所述攝像設備還包括 第一亮度檢測單元，用於基於所述圖像信號來檢測整個畫面亮度頻率分布； 第一曝光控制值計算單元，用於根據所述整個畫面亮度頻率分布來計算第一曝光控制值； 第二亮度檢測單元，用於將所述圖像信號分成多個小區域，並且檢測各小區域的亮度； 第二曝光控制值計算單元，用於根據所述第二亮度檢測單元所檢測到的各小區域的亮度，計算第二曝光控制值； 曝光校正值計算單元，用於基於所述第一曝光控制值和所述第二曝光控制值，計算曝光校正值； 曝光值計算單元，用於使用所述曝光校正值和在輸出所述圖像信號時所使用的曝光值，計算曝光值；以及 曝光控制單元，用於基於所述曝光值計算單元所計算出的曝光值，對所述攝像部進行曝光控制。
2.根據權利要求I所述的攝像設備，其特徵在於，所述曝光值計算單元計算至少兩個不同的曝光值，其中，所述兩個不同的曝光值包括與相對小的曝光量相關聯的、用於低曝光圖像信號的第一曝光值以及與相對大的曝光量相關聯的、用於高曝光圖像信號的第二曝光值。
3.根據權利要求2所述的攝像設備，其特徵在於，所述曝光校正值計算單元基於所述第二曝光控制值計算單元所計算出的第二曝光控制值，校正所述第一曝光控制值計算單元所計算出的第一曝光控制值，從而計算所述曝光校正值。
4.根據權利要求3所述的攝像設備，其特徵在於，在所述曝光值計算單元計算所述第一曝光值的情況下，當所述第二亮度檢測單元所檢測到的小區域的亮度不低於預定閾值時，所述第二曝光控制值計算單元計算所述第二曝光控制值以使得曝光量減小。
5.根據權利要求3所述的攝像設備，其特徵在於，在所述曝光值計算單元計算所述第一曝光值的情況下，當所述第二亮度檢測單元所檢測到的小區域的亮度不高於預定閾值時，所述第二曝光控制值計算單元計算所述第二曝光控制值以使得曝光量增大。
6.根據權利要求3所述的攝像設備，其特徵在於，在所述曝光值計算單元計算所述第二曝光值的情況下，當所述第二亮度檢測單元所檢測到的小區域的亮度不高於預定閾值時，所述第二曝光控制值計算單元計算所述第二曝光控制值以使得曝光量增大。
7.根據權利要求3所述的攝像設備，其特徵在於，在所述曝光值計算單元計算所述第二曝光值的情況下，當所述第二亮度檢測單元所檢測到的小區域的亮度不低於預定閾值時，所述第二曝光控制值計算單元計算所述第二曝光控制值以使得曝光量減小。
8.根據權利要求3所述的攝像設備，其特徵在於，還包括預定區域範圍檢測單元，所述預定區域範圍檢測單元用於檢測所述第二亮度檢測單元所檢測到的小區域的亮度不低於第一預定閾值或者不高於第二預定閾值的小區域的範圍；以及 所述第二曝光控制值計算單元根據所述預定區域範圍檢測單元所檢測到的小區域的範圍，計算所述第二曝光控制值。
9.根據權利要求8所述的攝像設備，其特徵在於，在所述曝光值計算單元計算所述第一曝光值的情況下，當所述預定區域範圍檢測單元所檢測到的小區域的連續範圍不小於預定範圍閾值時，計算所述第二曝光控制值以使得曝光量減小。
10.根據權利要求8所述的攝像設備，其特徵在於，在所述曝光值計算單元計算所述第一曝光值的情況下，當所述預定區域範圍檢測單元所檢測到的小區域的連續範圍不大於預定範圍閾值時，計算所述第二曝光控制值以使得曝光量增大。
11.根據權利要求8所述的攝像設備，其特徵在於，在所述曝光值計算單元計算所述第二曝光值的情況下，當所述預定區域範圍檢測單元所檢測到的小區域的連續範圍不大於預定範圍閾值時，計算所述第二曝光控制值以使得曝光量增大。
12.根據權利要求8所述的攝像設備，其特徵在於，在所述曝光值計算單元計算所述第二曝光值的情況下，當所述預定區域範圍檢測單元所檢測到的小區域的連續範圍不小於預定範圍閾值時，計算所述第二曝光控制值以使得曝光量減小。
13.根據權利要求I所述的攝像設備，其特徵在於，所述第二亮度檢測單元檢測小區域中的像素的信號強度積分值作為小區域的亮度。
14.一種用於控制攝像設備的方法，所述攝像設備包括用於獲得被攝體光並且輸出圖像信號的攝像部，所述方法包括以下步驟 基於所述圖像信號來檢測整個畫面亮度頻率分布； 根據所述整個畫面亮度頻率分布來計算第一曝光控制值； 將所述圖像信號分成多個小區域，並且檢測各小區域的亮度； 根據所檢測到的各小區域的亮度，計算第二曝光控制值；基於所述第一曝光控制值和所述第二曝光控制值，計算曝光校正值； 使用所述曝光校正值和在輸出所述圖像信號時所使用的曝光值，計算曝光值；以及 基於所計算出的曝光值，對所述攝像部進行曝光控制。
全文摘要
本發明提供一種攝像設備和用於控制該攝像設備的方法。該攝像設備不僅能夠檢測高光溢出或暗部缺失，而且還能夠有效實現曝光控制。在所述攝像設備中，基於所拍攝圖像信號檢測整個畫面亮度頻率分布。所述攝像設備根據所述整個畫面亮度頻率分布計算第一曝光控制值。將所述圖像信號分成多個小區域，並且檢測各小區域的亮度。所述攝像設備根據所述亮度計算第二曝光控制值。所述攝像設備基於所述第一曝光控制值和所述第二曝光控制值計算曝光校正值。使用所述曝光校正值和所述圖像信號的曝光值計算曝光值。所述攝像設備基於所計算出的曝光值，對攝像部進行曝光控制。
文檔編號H04N5/235GK102801918SQ201210165399
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月24日 優先權日2011年5月24日
發明者海田宏典 申請人:佳能株式會社