CN102104727A - 摄像装置以及摄像方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种摄像装置以及摄像方法，本发明的课题在于，当动态图像的拍摄时实施与静态图像拍摄时相同的图像合成处理，则帧速率会降低，无法进行顺畅的动态图像显示。作为解决手段，检测通过连续拍摄获得的多个图像之间的位置偏差，根据检测出的位置偏差校正多个图像之间的位置偏差，然后进行合成，从而生成合成图像。此时，在动态图像拍摄时，通过与静态图像拍摄时检测位置偏差(S80)的方法不同的位置偏差检测方法检测多个图像之间的位置偏差(S100)。

Description

摄像装置以及摄像方法
技术领域
本发明涉及通过合成多个图像来生成合成图像的技术。
背景技术
以往已知取入曝光条件不同的低分辨率图像和高分辨率图像，校正两个图像之间的位置偏差后进行合成，从而生成动态范围宽的合成图像的技术(参见专利文献1)。
【专利文献1】日本特开2008-181196号公报
然而，当对动态图像进行上述生成合成图像的处理时，存在由于处理会使得图像的帧速率降低，或是无法实现顺畅的动态图像显示的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述课题而完成的，其目的在于实现在动态图像拍摄时进行图像合成的情况下，也能进行顺畅的动态图像显示。
本发明一个方面涉及的摄像装置，能够合成通过连续拍摄获得的多个图像，来生成合成图像，该摄像装置具有：第1位置偏差检测部，其检测上述多个图像之间的位置偏差；第2位置偏差检测部，其通过与上述第1位置偏差检测部的位置偏差检测方法不同的位置偏差检测方法，检测上述多个图像之间的位置偏差；摄像模式判定部，其判定是否为静态图像拍摄；控制部，当判定为是静态图像拍摄时，该控制部使上述第1位置偏差检测部检测上述多个图像之间的位置偏差，当判定为不是静态图像拍摄时，该控制部使上述第2位置偏差检测部检测上述多个图像之间的位置偏差；校正部，其根据检测出的位置偏差，校正上述多个图像之间的位置偏差；以及合成部，其合成校正了位置偏差的多个图像，来生成合成图像。
本发明另一个方面涉及的摄像方法，合成通过连续拍摄获得的多个图像，来生成合成图像，该摄像方法具有：判定是否为静态图像拍摄的步骤；当判定为是静态图像拍摄时，通过第1位置偏差检测方法检测上述多个图像之间的位置偏差的步骤；当判定为不是静态图像拍摄时，通过与上述第1位置偏差检测方法不同的第2位置偏差检测方法检测上述多个图像之间的位置偏差的步骤；根据检测出的位置偏差校正上述多个图像之间的位置偏差的步骤；以及合成校正了位置偏差的多个图像，来生成合成图像的步骤。
根据本发明，即便在动态图像拍摄时进行图像合成的情况下，也能进行顺畅的动态图像显示。
附图说明
图1是表示作为第1实施方式涉及的摄像装置的数字照相机的构成的框图。
图2是表示运动矢量计算部的详细构成的框图。
图3(a)～图3(h)是用于说明计算帧整体运动矢量的方法的图。
图4是表示位于关注像素附近的16个运动矢量B0～B15的一个例子的图。
图5是表示通过第1实施方式的摄像装置进行的合成图像生成处理的步骤的流程图。
图6是详细表示根据局部运动矢量校正了位置偏差之后，合成图像数据的处理的流程图。
图7是表示权重合成的详细处理的流程图。
图8是表示相关系数值K与合成比α之间的关系的图。
图9是表示校正了第1图像数据与第2图像数据之间的位置偏差之后，在留有位置偏差的状态下进行各种合成处理情况下的合成图像的例子的图。
图10是详细表示根据帧整体的运动矢量校正了位置偏差之后，合成图像数据的处理的流程图。
图11是表示通过第2实施方式的摄像装置进行的主处理的流程图。
图12是详细表示像素选择合成处理的流程图。
符号说明
1照相机主体；2更换式镜头；101机械快门；102摄像元件；103模拟处理部；104模数转换部；106SDRAM；107图像处理部；108AE(自动曝光)处理部；109AF(自动对焦)处理部；110图像压缩解压缩部；112记录介质；114LCD；115微计算机；116操作部；117闪存；118振动检测传感器；119运动矢量计算部；120合成处理部；1010镜头；1011闪存；1012微计算机
具体实施方式
第1实施方式
图1是表示作为第1实施方式的摄像装置的数字照相机的构成的框图。图1所示的数字照相机由照相机主体1和更换式镜头2构成。
更换式镜头2具有镜头1010、闪存1011、微计算机1012、驱动器1013、光圈1014。更换式镜头2通过I/F999以能进行通信的方式与照相机主体1连接。
照相机主体1具有机械快门101、摄像元件102、模拟处理部103、模数转换部104(以下称之为A/D转换部104)、总线105、SDRAM106、图像处理部107、AE处理部108、AF处理部109、图像压缩解压缩部110、存储器接口111(以下称之为存储器I/F111)、记录介质112、LCD驱动器113、LCD114、微计算机115、操作部116、闪存117、振动检测传感器118、运动矢量计算部119、合成处理部120。
镜头1010使被摄体的光学像会聚于摄像元件102。镜头1010既可以是单焦镜头，也可以是变焦镜头。
微计算机1012与I/F999、闪存1011和驱动器1013连接，进行对存储于闪存1011中的信息的读入、写入，并且控制驱动器1013。微计算机1011还可以通过I/F999与微计算机115进行通信，将镜头的焦距信息等发送给微计算机115，还能从微计算机115接收光圈值等信息。
驱动器1013接受微计算机1012的指示，驱动镜头1010，进行焦距和聚焦位置的变更，并且驱动光圈1014。光圈1014设置于镜头1010附近，调节被摄体的光量。
机械快门101接受微计算机115的指示而进行驱动，控制在摄像元件102使被摄体曝光的时间。
摄像元件102是在构成各像素的光电二极管的前表面配置有拜耳排列的滤色器的摄像元件。拜耳排列具有在水平方向上交替配置有R像素和G(Gr)像素的线和交替配置有G(Gb)像素和B像素的线，并且将这2条线交替配置于垂直方向来构成。该摄像元件102通过构成像素的光电二极管来接收通过镜头1010而会聚的光并进行光电转换，从而将光量作为电荷量输出给模拟处理部103。并且，摄像元件102既可以是CMOS方式也可以是CCD方式。
模拟处理部103对从摄像元件102读出的电信号(模拟图像信号)降低复位噪声，然后进行波形整形，进而进行增益提升以达到所要求的亮度。A/D转换部104将从模拟处理部103输出的模拟图像信号转换为数字图像信号(以下称之为图像数据)。
总线105是用于将数字照相机内部产生的各种数据传输到数字照相机内各部分的传输路径。总线105与A/D转换部104、SDRAM105、图像处理部107、AE处理部108、AF处理部109、图像压缩解压缩部110、存储器I/F111、LCD驱动器113、微计算机115、振动检测传感器118、运动矢量计算部119、合成处理部120连接。
从A/D转换部104输出的图像数据通过总线105被暂时存储于SDRAM106中。SDRAM106是暂时存储通过A/D转换部104获得的图像数据、通过图像处理部107、图像压缩解压缩部110、合成处理部120处理后的图像数据等各种数据的存储部。
图像处理部107具有白平衡校正部1071(以下称之为WB校正部1071)、同步处理部1072、颜色再现处理部1073和降噪处理部1074(以下称之为NR处理部1074)，对从SDRAM106读出的图像数据实施各种图像处理。WB校正部1071进行校正图像数据的白平衡的处理。同步处理部1072根据基于拜耳排列的图像数据进行与按照每个像素由R、G、B信息构成的图像数据同步的处理。颜色再现处理部1073进行改变图像色感的颜色再现处理。NR处理部1074进行降低噪声的处理。降噪处理后的图像数据存储于SDRAM106中。
振动检测传感器118检测包括所谓抖动的照相机主体1的移动。运动矢量计算部119计算通过连续拍摄获得的多个图像之间的运动矢量。后面会使用图2说明运动矢量计算部119的详细构成。
合成处理部120将连续拍摄得到的多个图像合成起来。合成处理部120尤其将以比与被摄体亮度对应的标准曝光时间短的曝光时间拍摄得到的图像数据与以比标准曝光时间长的曝光时间拍摄得到的图像数据合成起来，从而生成动态范围宽的合成图像。
AE处理部108根据图像数据计算被摄体亮度。用于计算被摄体亮度的数据可以使专用测光传感器的输出。AF处理部109从图像数据取出高频分量的信号，通过AF(Auto Focus)累积处理获得对焦评价值。
图像压缩解压缩部110在静态图像数据的记录时从SDRAM106读出图像数据，按照JPEG方式压缩读出的图像数据，将压缩后的JPEG图像数据暂时存储于SDRAM106。微计算机115对存储于SDRAM106的JPEG图像数据附加构成JPEG文件所需的JPEG标头来制作出JPEG文件，通过存储器I/F111把制作好的JPEG文件记录于记录介质112。
图像压缩解压缩部110还在动态图像数据的记录时从SDRAM106读出动态图像数据，例如按照H264方式压缩读出的动态图像数据。压缩后的动态图像数据暂时存储于SDRAM106。图像压缩解压缩部110还根据来自微计算机115的指令，展开(解压缩)压缩数据。
记录介质112例如是通过能拆装于照相机主体1的存储卡构成的记录介质，然而不限于此。
LCD驱动器113在LCD114上显示图像。图像的显示包括将刚刚拍摄得到的图像数据显示短时间的记录显示、记录于记录介质112的JPEG文件的再现显示和实时取景显示等动态图像的显示。再现记录于记录介质112的压缩数据的情况下，图像压缩解压缩部110读出记录于记录介质112的压缩数据并实施展开(解压缩)处理，然后将解压缩后的数据暂时存储于SDRAM106。LCD驱动器113从SDRAM106读出解压缩后的数据，将读出的数据转换为视频信号，然后输出给LCD114进行显示。
具有作为控制部的功能的微计算机115统一控制数字照相机主体1的各种序列。微计算机115连接着操作部116和闪存117。
操作部116是电源按钮、释放按钮、各种输入键等操作部件。用户对操作部116的某个操作部件进行操作，从而微计算机115执行对应于用户操作的各种序列。电源按钮是用于进行该数字照相机的电源导通/截止指示的操作部件。按下电源按钮时，该数字照相机的电源导通。如果再次按下电源按钮，则该数字照相机的电源截止。释放按钮构成为具有第一阶段释放开关和第二阶段释放开关这2级开关。当半按下释放按钮而导通第一阶段释放开关的情况下，微计算机115进行AE处理或AF处理等摄影准备序列。而当全按下释放按钮而导通第二阶段释放开关的情况下，微计算机115执行摄影序列进行摄影。
闪存117存储白平衡校正值、低通滤波器系数、数字照相机的工作所需的各种参数、用于指定数字照相机的生产号等。另外，闪存117还存储微计算机115所执行的各种程序。微计算机115按照存储于闪存117的程序，并且从闪存117读入各种序列所需的参数来执行各处理。
图2是表示运动矢量计算部119的详细构成的框图。运动矢量计算部119具有评价帧取得部20、亮度信号提取部21、评价帧区域设定部22、比较帧取得部23、高度信号提取部24、比较帧区域设定部25、帧间相关处理部26、可信度判定部27、按区域运动矢量计算部28、帧整体运动矢量计算部29、局部运动矢量计算部30。
SDRAM106储存有连续拍摄获得的至少2个图像数据。该图像数据例如是以比与被摄体亮度对应的标准曝光时间短的曝光时间拍摄得到的图像数据和以比标准曝光时间长的曝光时间拍摄得到的图像数据。评价帧取得部20从储存于SDRAM106中的2个图像数据读出计算运动矢量时作为基准的图像数据。作为基准的图像数据可以是2个图像数据中任一个图像数据。此处将作为基准的图像数据称作评价帧。
亮度信号提取部21提取出通过评价帧取得部20获得的评价帧的亮度信号。
评价帧区域设定部22将通过评价帧取得部20获得的评价帧分割为预定大小的块，在分割后的多个块内，将预定大小的区域设定为运动矢量计算区域。
图3(a)是表示通过评价帧区域设定部22被分割为多个块32的评价帧31的一个例子的图。另外，图3(c)是表示通过评价帧区域设定部22而设定在1个块32内的运动矢量计算区域35的一个例子的图。运动矢量计算区域35是对于评价帧内所有块32设定的。
比较帧取得部23从储存于SDRAM106的多个图像数据中读入与评价帧进行比较的图像数据。该图像数据是用于与评价帧合成的图像数据。在此，将与评价帧进行比较的图像数据称作比较帧。
亮度信号提取部24提取通过比较帧取得部23获得的比较帧的亮度信号。
比较帧区域设定部25将通过比较帧取得部23获得的比较帧分割为预定大小的块，并且将分割后的块设定为与运动矢量计算区域比较的比较区域。分割比较帧的块的大小与分割评价帧的块的大小相同。
图3(b)是表示通过比较帧区域设定部25分割为多个块34的比较帧33的一个例子的图，图3(d)是表示比较区域34的图。
帧间相关处理部26对评价帧31的每个块32求出与比较帧33之间的相关度。其中，对于在评价帧31的块32内设定的运动矢量计算区域35，在与该块32对应的位置上存在的比较帧33的比较区域34内进行扫描并运算相关系数值。图3(e)是表示在比较帧33的比较区域34内扫描运动矢量计算区域35的情形的图。作为相关系数值，例如求出运动矢量计算区域35内各像素的像素值与在比较区域34内与运动矢量计算区域35进行比较的区域的各像素的像素值之差的绝对值和即误差绝对值和SAD(Sum of Absolute intensity Difference)。SAD越小则相关关系越大，SAD越大则相关关系越小。
按区域运动矢量计算部28将通过帧间相关处理部26运算的相关系数值中值最小的区域判断为运动矢量计算区域35的移动目的地区域，把该移动量作为含有运动矢量计算区域35的块32的运动矢量。图3(f)表示在比较区域34内从与运动矢量计算区域35对应的区域36指向相关系数值最小的区域37的运动矢量38的一个例子的图。
上述运动矢量的计算是对通过评价帧区域设定部22分割的所有块进行的。图3(g)是表示对所有块计算出的运动矢量的一个例子的图。
可信度判定部27判定通过按区域运动矢量计算部28计算出的各块的运动矢量的可信度。例如当求出运动矢量时计算出的相关系数值大于等于预定阈值的情况下，判定为该运动矢量的可信度低，而当相关系数值不足预定阈值的情况下，判定为该运动矢量的可信度高。并且，可信度的判定方法不限于上述方法，还可以不通过2个阶段，而是通过3个阶段以上来判定可信度。
帧整体运动矢量计算部29根据通过按区域运动矢量计算部28计算出的各块的运动矢量和通过可信度判定部27判定的可信度，计算帧整体的运动矢量。其中，将所有块32的运动矢量中除去被判定为可信度低的运动矢量之外的其他运动矢量的平均矢量作为帧整体的运动矢量。图3(h)是表示帧整体的运动矢量38的一个例子的图。
并且，还可以降低被判定为可信度低的运动矢量的权重，增高被判定为可信度高的运动矢量的权重，对所有运动矢量进行加权相加平均运算，将通过运算获得的运动矢量作为帧整体的运动矢量。
局部运动矢量计算部30根据通过按区域运动矢量计算部28计算出的各块的运动矢量，例如使用Cubic插值等方法，计算各像素的运动矢量。本实施方式的Cubic插值中，使用位于作为处理对象的关注像素附近的16个运动矢量，计算关注像素的运动矢量。
图4是表示位于关注像素40附近的16个运动矢量B0～B15的一个例子的图。关注像素40的运动矢量Bout能通过下式(1)的插值运算求出。其中，式(1)中Kx0、Kx1、Kx2、Kx3、Ky0、Ky1、Ky2、Ky3是按照关注像素40的位置坐标确定的插值系数。
Bout＝Kx0(Ky0×B0+Ky1×B4+Ky2×B8+Ky3×B12)+Kx1(Ky0×B1+Ky1×B5+Ky2×B9+Ky3×B13)+Kx2(Ky0×B2+Ky1×B6+Ky2×B10+Ky3×B14)+Kx3(Ky0×B3+Ky1×B7+Ky 2×B11+Ky3×B15)                (1)
局部运动矢量计算部30通过上述方法对评价帧31的所有像素计算运动矢量。其中，将各像素的运动矢量统称为局部运动矢量。在局部运动矢量的计算中，需要对评价帧31的所有像素计算运动矢量，因而相比计算帧整体的运动矢量的情况而言处理时间会变长。然而局部运动矢量的计算精度高于帧整体的运动矢量的计算精度。
图5是表示通过第1实施方式的摄像装置进行的合成图像生成处理的步骤的流程图。第1实施方式中的摄像装置进行将以比与被摄体亮对应的标准曝光时间短的曝光时间拍摄得到的图像数据和以比标准曝光时间长的曝光时间拍摄得到的图像数据合成起来，从而生成动态范围宽的合成图像的处理。
步骤S10中进行AF处理和AE处理。具体而言，首先在AF处理部109计算对焦评价值。微计算机115根据对焦评价值向驱动器1013发出驱动镜头1010的指令。驱动器1013根据该指令驱动镜头1010，进行焦距和聚焦位置的变更。AE处理中，在AE处理部108计算被摄体亮度，根据计算出的被摄体亮度，参照存储于闪存117的曝光条件确定表，从而确定摄影时的ISO感光度、光圈和快门速度。其中，在步骤S10的处理中使用的曝光条件确定表中，确定了比与被摄体亮度对应的标准快门速度快的快门速度。
步骤S20中进行摄影。关于摄影(静态图像拍摄)与以往使用的方法相同。驱动器1013根据微计算机1012的指示，驱动光圈1014以达到所设定的光圈值。而且根据所确定的快门速度，控制机械快门101进行摄影，获得与所确定的ISO感光度对应的图像数据。其中，将该图像数据称作第1图像数据。如上所述，步骤S10中求出的快门速度比与被摄体亮度对应的标准快门速度快，因此进行基于比与被摄体亮度对应的标准曝光时间短的曝光时间的拍摄。
在步骤S30中，在合成处理部120中，从SDRAM106读入通过步骤S20的摄影获得的第1图像数据(RAW数据)。
步骤S40中，为了改变曝光条件进行摄影，再次进行AF处理和AE处理。AF处理与步骤S10的处理相同，而AE处理中，使用确定了比与被摄体亮度对应的标准快门速度慢的快门速度的曝光条件确定表。
步骤S50中进行摄影。如上所述，由于步骤S40中求出的快门速度比与被摄体亮度对应的标准快门速度慢，因而进行基于比与被摄体亮度对应的标准曝光时间长的曝光时间的拍摄。将通过该拍摄获得的图像数据称作第2图像数据。
在步骤S60中，在合成处理部120中，从SDRAM106读入通过步骤S50的摄影获得的第2图像数据(RAW数据)。
在步骤S70中，判定是否为静态图像拍摄。该判定是根据操作部116所设定的模式是否为静态图像摄影模式来进行的。如果判定为是静态图像拍摄，则进入步骤S80。在步骤S80中，在运动矢量计算部119的局部运动矢量计算部30计算S30读入的第1图像数据与步骤S60读入的第2图像数据之间的局部运动矢量。
步骤S90中合成第1图像数据和第2图像数据。其中，根据步骤S80计算出的局部运动矢量校正第1图像数据与第2图像数据之间的位置偏差，然后进行以与各自权重对应的合成比率将校正位置偏差后的第1图像数据和第2图像数据合成起来的加权合成。后面会使用图6所示的流程图详细说明根据局部运动矢量校正了位置偏差之后，合成图像数据的处理。
而如果在步骤S70中，判定为不是静态图像拍摄而是动态图像拍摄时进入步骤S100。动态图像的拍摄包括将动态图像数据记录于记录介质112的动态图像摄影模式的摄影和在LCD114实时显示动态图像的实时取景显示模式的摄影。
步骤S100中，在运动矢量计算部119的帧整体运动矢量计算部29中，计算S30读入的第1图像数据与步骤S60读入的第2图像数据之间的帧整体的运动矢量。
步骤S110中，合成第1图像数据和第2图像数据。其中，根据步骤S100计算出的帧整体运动矢量，校正第1图像数据与第2图像数据之间的位置偏差，之后进行以相同合成比(合成比α＝0.5)将校正位置偏差之后的第1图像数据和第2图像数据合成起来的单纯合成处理。后面会使用图10所示流程图详细说明根据帧整体的运动矢量校正了位置偏差之后，合成图像数据的处理。
在步骤S120中，在图像处理部107对合成图像数据实施白平衡校正处理、同步处理、颜色再现处理、降噪处理等各种图像处理。
在步骤S130判定合成图像数据是静态图像数据还是动态图像数据或实时取景显示图像数据。其中，动态图像数据是指用于记录于记录介质112的动态图像数据。如果判定为是静态图像数据，则进入步骤S140。
在步骤S140中，在图像压缩解压缩部110按照JPEG压缩方式压缩合成图像数据。在步骤S150中，对所压缩的图像数据附加构成JPEG文件所需的JPEG标头，然后通过存储器I/F111记录于记录介质112。
在步骤S130中如果判定为合成图像数据是动态图像数据，则进入步骤S160。在步骤S160中，在图像压缩解压缩部110按照预定的动态图像压缩形式压缩合成图像数据。在步骤S170中，对所压缩的数据附加了构成动态图像文件所需的标头后，通过存储器I/F111记录于记录介质112。
如果在步骤S130判定为合成图像数据为实时取景显示图像数据时，进入步骤S180。在步骤S180中，对合成图像数据实施变更为实时取景显示用图像尺寸的处理等实时取景显示用的图像处理。在步骤S190中，在LCD114显示出实施了实时取景显示用的图像处理的图像数据。
图6是详细表示图5所示流程图的步骤S90的处理、即根据局部运动矢量校正了位置偏差之后，合成图像数据的处理的流程图。步骤S600中，将表示处理对象像素的位置坐标的参数i、j分别初始化为零。参数i表示图像数据在x轴方向的位置坐标，参数j表示y轴方向的位置坐标。
在步骤S610获得像素(i，j)的运动矢量(x，y)。例如预先将通过运动矢量计算部119的局部运动矢量计算部30计算出的各像素的运动矢量存储于SDRAM106中，从SDRAM106读入像素(i，j)的运动矢量(x，y)。
在步骤S620中，从第1图像数据读入像素(i，j)的像素值。
在步骤S630中，判定第2图像数据中从像素(i，j)错开了运动矢量(x，y)的像素(i+x，j+y)是否存在于第2图像数据上。如果判定为像素(i+x，j+y)存在于第2图像数据上，则进入步骤S640，若判定为不存在，则进入步骤S650。
在步骤S640中，从第2图像数据读入像素(i+x，j+y)的像素值。
而在步骤S650中，将第1图像数据的像素(i，j)的像素值设定为第2图像数据的像素(i+x，j+y)的像素值。
在步骤S660中，将第1图像数据的像素(i，j)和第2图像数据的像素(i+x，j+y)合成起来。如上所述，在图6所示的流程图的步骤S90中，进行加权合成。使用图7所示流程图说明加权合成的详细处理。
在图7所示的流程图的步骤S710中，计算处理对象像素(i，j)的相关系数值K。即，将第1图像数据的像素(i，j)的像素值与第2图像数据的像素(i+x，j+y)的像素值之差的绝对值作为相关系数值K计算出来。
在步骤S720中，根据步骤S710计算出的相关系数值K，计算合成比α。
图8是表示相关系数值K与合成比α之间的关系的图。图8中，TH是预定的阈值，K_max是作为相关系数值K能取的最大值。如图8所示，当相关系数值K小于等于预定阈值TH的情况下，合成比α为0.5，当相关系数值K大于预定阈值TH的情况下，合成比α也大于0.5。闪存117储存有确定相关系数值K与合成比α之间的关系的表，通过参见该表来计算出合成比α。
在步骤S730中，通过下式(2)将第1图像数据的像素(i，j)和第2图像数据的像素(i+x，j+y)合成起来。其中，A是第1图像数据的像素(i，j)的像素值，B是第2图像数据的像素(i+x，j+y)的像素值，C是合成后的像素的像素值。
C＝α×A+(1-α)×B    (2)
根据图8和式(2)可知，第1图像数据的像素(i，j)与第2图像数据的像素(i+x，j+y)之间的相关度高，当相关系数值K小于等于预定阈值TH的情况下，进行以相同的合成比(合成比α＝0.5)来合成的单纯合成处理。而当相关系数值K大于预定阈值TH的情况下，增大合成第1图像数据的像素(i，j)的比重，减小第2图像数据的像素(i+x，j+y)的影响。
图9是表示校正了第1图像数据与第2图像数据之间的位置偏差之后，还留有汽车的像的位置偏差的状态下，进行合成处理情况下的合成图像的例子的图。图9(a)是以合成比α＝0.5进行单纯合成时的结果，图9(b)是以大于0.5的合成比α进行加权合成时的结果，图9(c)是以合成比α＝1合成时的结果。比较图9(a)和图9(b)可知，通过大于0.5的合成比α进行加权合成时，相比进行单纯合成的情况会减少像抖动。另外，合成比α为1时，仅使用第1图像数据，会消除像抖动。
返回图6所示流程图继续进行说明。在步骤S670中，对参数i加1。
步骤S680中判定参数i是否大于等于第1图像数据在x轴方向的像素数M。如果判定为参数i小于M则返回步骤S610，若判定为大于等于M则进入步骤S690。
步骤S690中将参数i设定为零，并且对参数j加1。
步骤S700中，判定参数j是否大于等于第1图像数据在y轴方向的像素数N。如果判定为参数j小于N则返回步骤S610，若判定为大于等于N则结束流程图的处理。
图10是详细表示图5所示流程图的步骤S110的处理、即根据帧整体的运动矢量校正了位置偏差之后，合成图像数据的处理的流程图。对于进行与图6所示流程图中处理相同的处理的步骤赋予相同符号并省略详细说明。
在步骤S1000中获得帧整体的运动矢量(x，y)。例如预先将通过运动矢量计算部119的帧整体运动矢量计算部29计算出的帧整体的运动矢量存储于SDRAM106，从SDRAM106读入帧整体的运动矢量(x，y)。
在步骤S600中，将表示处理对象像素的位置坐标的参数i，j分别初始化为零，进入步骤S620。从步骤S620以后的处理与图6所示流程图相同。
如上所述，第1实施方式的摄像装置是能够校正通过连续拍摄获得的多个图像之间的位置偏差，将校正位置偏差之后的多个图像合成起来，生成合成图像的摄像装置。在这种摄像装置中，在动态图像拍摄中，通过与静态图像拍摄时使用的位置偏差检测方法不同的位置偏差检测方法检测多个图像间的位置偏差。尤其在动态图像拍摄中，通过处理时间比静态图像拍摄时使用的位置偏差检测方法短的位置偏差检测方法检测多个图像间的位置偏差。由此能够在动态图像拍摄中缩短生成合成图像所需时间，抑制帧速率的降低，显示顺畅的动态图像。
另外，由于静态图像拍摄时的位置偏差检测精度高于动态图像拍摄时的位置偏差检测精度，因此不会降低用户观察细微部分情况较多的静态图像的画质，能抑制动态图像的帧速率的降低。
尤其在静态图像拍摄时，作为多个图像之间的位置偏差量，检测与图像上的位置对应的多个位置偏差量，而动态图像拍摄时，作为多个图像之间的位置偏差量，检测作为代表的1个位置偏差量。由此就能不会降低用户观察细微部分情况较多的静态图像的画质，能抑制动态图像的帧速率的降低。
第2实施方式
第2实施方式的摄像装置的构成与图1所示第1实施方式的摄像装置的构成相同。
图11是表示通过第2实施方式的摄像装置进行的主处理的流程图。对进行与图5所示流程图中处理相同处理的步骤赋予相同符号并省略详细说明。
从步骤S10到步骤S60的处理与图5所示流程图的处理相同。在步骤S60后续的步骤S1100中，判定当前处理是静态图像拍摄还是动态图像拍摄或实时取景显示。该判定中的动态图像拍摄是指用于将动态图像数据记录于记录介质112的拍摄。如果判定为是静态图像的拍摄则进入步骤S80。在步骤S80中，在运动矢量计算部119的局部运动矢量计算部30计算局部运动矢量。
在步骤S1110将第1图像数据和第2图像数据合成起来。其中，根据步骤S80计算出的局部运动矢量校正第1图像数据与第2图像数据之间的位置偏差，然后根据校正了位置偏差后的第1图像数据与第2图像数据之间的相关系数值，合成2个图像数据。在此，当相关系数值大于预定阈值的情况下，进行将第1图像数据的合成比α作为1、将第2图像数据的合成比(1-α)作为0的像素选择合成。根据局部运动矢量校正了位置偏差之后合成图像数据的处理与图6所示流程图的处理相同。
使用图12所示流程图详细说明像素选择合成处理。在步骤S1210中，计算处理对象像素(i，j)的相关系数值K。即，将第1图像数据的像素(i，j)的像素值与第2图像数据的像素(i+x，j+y)的像素值之差的绝对值作为相关系数值K计算出来。
在步骤S1220中，判定步骤S1210计算出的相关系数值K是否小于等于预定阈值Kth。如果判定为相关系数值K小于等于预定阈值Kth，则进入步骤S1230。在步骤S1230中将合成比α设定为0.5。
而如果在步骤S1220中判定为相关系数值K大于预定阈值Kth，则进入步骤S1240。在步骤S1240中将合成比α设定为1。
在步骤S1250中，通过上述式(2)将第1图像数据的像素(i，j)和第2图像数据的像素(i+x，j+y)合成起来。
图11所示的流程图的步骤S1100中，如果判定为是动态图像的拍摄，则进入步骤S100。步骤S100中，在运动矢量计算部119的帧整体运动矢量计算部29计算步骤S30读入的第1图像数据与步骤S60读入的第2图像数据之间的帧整体的运动矢量。
步骤S1120中，将第1图像数据和第2图像数据合成起来。该处理与图5所示流程图的步骤S110的处理相同。即，根据在步骤S100计算出的帧整体运动矢量校正了第1图像数据与第2图像数据之间的位置偏差之后，进行以合成比α＝0.5将校正了位置偏差后的第1图像数据和第2图像数据合成起来的单纯合成处理。
如果在步骤S1100中判定为当前处理为实时取景显示时，进入步骤S1130。在步骤S1130中，在运动矢量计算部119的帧整体运动矢量计算部29计算步骤S30读入的第1图像数据与步骤S60读入的第2图像数据之间的帧整体的运动矢量。其中，此处在将评价帧和比较帧分割为多个块(参见图3(a)、(b))时，要大于步骤S100中将评价帧和比较帧分割为多个块时的块的大小。由此块数变少，因此用于计算各块的运动矢量(参见图3(g))的处理负荷会变小，能缩短帧整体的运动矢量的计算时间。
这种情况下，实时取景显示中的位置偏差检测精度低于用于动态图像数据记录的动态图像拍摄时的位置偏差检测精度，因而在合成图像易于产生像抖动。然而在实时取景显示中不会将动态图像数据记录于记录介质112，用户不会认真确认图像，因而在视觉观察上不存在问题。另外，通过降低位置偏差检测精度，缩短处理时间，能够提升实时取景显示的帧速率。
在步骤S1140中将第1图像数据和第2图像数据合成起来。该合成处理是与步骤S1120的处理相同的合成处理、即单纯合成处理。
从步骤S120以后的处理与图5所示流程图的处理相同。
如上所述，根据第2实施方式的摄像装置，在实时取景显示时，通过比动态图像记录时的位置偏差检测精度要低的位置偏差检测精度检测多个图像之间的位置偏差。由此能够在实时取景显示时缩短生成合成图像所需时间，能提升帧速率。
并且，在上述第1～第2实施方式的说明中，前提是将基于硬件的处理作为摄像装置所进行的处理，然而不必限于这种构成。例如还可以采取通过独立的软件进行处理的构成。例如，计算机具有CPU、RAM等主存储装置、存储有用于实现上述处理的全部或一部分的程序的计算机可读入存储介质。其中，将该程序称作摄像程序。而且，CPU读入存储于上述存储介质的摄像程序并执行信息的加工/运算处理，从而实现与上述摄像装置相同的处理。
其中，所谓计算机可读入的记录介质是指磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。另外，还可以通过通信线路向计算机发布该摄像程序，由接受到该发布的计算机执行该摄像程序。
本发明不限于上述第1～第2实施方式，能够在不脱离本发明主旨的范围内实现各种变形和应用。例如在图11所示的流程图中，无论动态图像拍摄时还是实时取景显示时都进行单纯合成处理作为合成处理(步骤S1120、S1140)。然而也可以当期望获得像抖动较少的图像数据的动态图像拍摄时对实时取景显示进行加权合成。
另外，在图11所示的流程图的步骤S1110的像素选择合成中，当相关系数值K大于预定阈值Kth的情况下将合成比α设定为1，当相关系数值K小于等于预定阈值Kth的情况下将合成比α设定为0.5。然而也可以设定为当相关系数值K为预定阈值Kth的情况下将合成比α设定为1，随着相关系数值K渐渐变得小于预定阈值Kth而使合成比α从1起逐渐减小，最终为0.5。
在上述第1～第2实施方式说明的是对RAW数据实施合成处理的情况，也可以对RAW数据实施了同步处理等图像处理后再进行合成处理。
关于图2所示运动矢量计算部119的构成，可以取代亮度信号提取部21、24，例如设置提取评价帧和比较帧的颜色信号的颜色信号提取部。即，也可以根据亮度之外的要素来求出评价帧与比较帧之间的相关度。
在上述实施方式中，举例说明了为了生成放大了动态范围的图像，将曝光时间不同的多个图像合成起来的例子，而本发明不限于用于放大动态范围的图像合成。例如还可以将本发明应用于为降噪而合成多个图像，生成合成图像的技术。

Claims (8)

1.一种摄像装置，其能够合成通过连续拍摄获得的多个图像，来生成合成图像，
该摄像装置的特征在于具有：
第1位置偏差检测部，其检测上述多个图像之间的位置偏差；
第2位置偏差检测部，其通过与上述第1位置偏差检测部的位置偏差检测方法不同的位置偏差检测方法，检测上述多个图像之间的位置偏差；
摄像模式判定部，其判定是否为静态图像拍摄；
控制部，当判定为是静态图像拍摄时，该控制部使上述第1位置偏差检测部检测上述多个图像之间的位置偏差，当判定为不是静态图像拍摄时，该控制部使上述第2位置偏差检测部检测上述多个图像之间的位置偏差；
校正部，其根据检测出的位置偏差，校正上述多个图像之间的位置偏差；以及
合成部，其合成校正位置偏差后的多个图像，来生成合成图像。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，上述第2位置偏差检测部通过处理时间比上述第1位置偏差检测部的位置偏差检测方法短的位置偏差检测方法，检测上述多个图像之间的位置偏差。
3.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，上述第1位置偏差检测部检测与图像上的多个位置对应的多个位置偏差，作为上述多个图像之间的位置偏差，
上述第2位置偏差检测部检测作为代表的1个位置偏差，作为上述多个图像之间的位置偏差。
4.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，上述第1位置偏差检测部的位置偏差检测精度高于上述第2位置偏差检测部的位置偏差检测精度。
5.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，当通过上述摄像模式判定部判定为是静态图像拍摄时，上述合成部进行用于生成像抖动比判定为不是静态图像拍摄时少的合成图像的合成处理。
6.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，在实时取景显示时，上述第2位置偏差检测部通过与动态图像记录时的位置偏差检测方法不同的位置偏差检测方法，检测上述多个图像之间的位置偏差。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的摄像装置，其特征在于，上述多个图像是按照不同曝光时间进行拍摄得到的图像。
8.一种摄像方法，合成通过连续拍摄获得的多个图像，来生成合成图像，
该摄像方法的特征在于具有：
判定是否为静态图像拍摄的步骤；
当判定为是静态图像拍摄时，通过第1位置偏差检测方法检测上述多个图像之间的位置偏差的步骤；
当判定为不是静态图像拍摄时，通过与上述第1位置偏差检测方法不同的第2位置偏差检测方法检测上述多个图像之间的位置偏差的步骤；
根据检测出的位置偏差校正上述多个图像之间的位置偏差的步骤；以及
合成校正位置偏差后的多个图像，来生成合成图像的步骤。
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