CN110536051B - 摄像设备及其控制方法和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像设备及其控制方法和存储介质。该摄像设备能够确实地以低成本防止波动并在最佳定时在白天模式和夜晚模式之间进行切换。图像传感器输出依赖于通过摄像光学***而形成的光学图像的图像信号。模式设置单元从白天模式和夜晚模式中设置用于使用图像传感器来进行拍摄的拍摄模式，其中在夜晚模式下，针对与红外光相对应的波长范围的灵敏度高于白天模式下针对与红外光相对应的波长范围的灵敏度。获得单元在夜晚模式下基于图像信号来获得与红外光和可见光的比率有关的比率信息。条件设置单元基于比率信息来设置用于将拍摄模式从夜晚模式切换到白天模式的判断条件。

Description

摄像设备及其控制方法和存储介质

技术领域

本发明涉及摄像设备及其控制方法以及存储其控制程序的存储介质，并且特别地涉及具有自动白天-夜晚功能的摄像设备。

背景技术

一般地，用于诸如数字照相机等的摄像设备的图像传感器具有380nm～780nm的可见波长范围内的灵敏度。另一方面，人眼在超过700nm的长波长范围内几乎没有灵敏度。因此，诸如数字照相机等的摄像设备采用图像传感器前面的红外截止滤波器来校正视觉灵敏度。红外截止滤波器阻挡近红外范围内的光，以调节针对人的视觉灵敏度的颜色再现性。

这种摄像设备可以从光路取出红外截止滤波器以允许近红外范围内的光通过，从而在被摄体亮度降低的低亮度状态下增加灵敏度。

然而，在近红外范围内的光通过的情况下，颜色平衡崩溃，这需要摄像设备将拍摄模式从彩色图像模式(白天模式)切换到黑白图像模式(夜晚模式)。

作为用于切换拍摄模式的方法之一，存在根据被摄体亮度自动地在白天模式和夜晚模式之间切换拍摄模式的自动白天-夜晚功能。例如，该功能基于从图像传感器输出的摄像信号(亮度信号)和EV(曝光值，诸如快门速度、光圈值和增益等)来决定被摄体亮度。

顺便提及，存在如下的摄像设备，其中该摄像设备使用内置在摄像设备中的红外照明装置或者与摄像设备分离的红外照明装置、利用红外光照射被摄体，以使得即使在低亮度状态下也确实地拍摄被摄体。在这种情况下，由于白天模式和夜晚模式之间的亮度变化很大，因此发生在短时间内重复模式切换的所谓的波动(hunching)。

另一方面，如果设置了用于将模式从夜晚模式切换到白天模式的阈值以防止波动，则即使在被摄体亮度升高的情况下，夜晚模式下的拍摄也可能在未切换到白天模式的情况下继续。

此外，存在如下的方法，其中该方法基于与用于仅可见光的测光的摄像光学***分开的光学传感器的输出来使用自动白天-夜晚功能，以使自动白天-夜晚功能的动作稳定。然而，在使用该方法的情况下，由于光学传感器的添加，因此摄像设备的成本升高。

为了避免这样的问题，提出了基于从摄像信号获得的亮度信号和颜色信号来使用自动白天-夜晚功能的摄像设备(例如，参见日本特开2003-219254(JP2003-219254A))。该公布中的摄像设备求出红色信号与绿色信号的颜色比以及蓝色信号与绿色信号的颜色比，并根据所涉及的两个颜色比是否落在预定范围内来判断是否正在进行利用红外光(近红外光)的摄像。

应当注意，上述公布公开如下：图像传感器的传感器单元对于各个颜色的灵敏度在超过800nm的长波长范围内变得几乎相同，并且在通过红外光获得摄像信号的情况下，上述两个颜色比落在预定范围内。然后，在判断为通过红外光获得摄像信号的情况下，维持黑白拍摄模式并且防止波动。

然而，上述公布中所公开的摄像设备未判断为(区分传感器元件对于各个颜色的灵敏度的)650nm～800nm的范围内的光是红外光。因此，在诸如白炽灯和太阳光等的光源(包括650nm～800nm的范围内的很多光)下不可避免地发生波动。

发明内容

本发明提供一种能够确实地以低成本防止波动并在最佳定时在白天模式和夜晚模式之间进行切换的摄像设备及其控制方法以及存储其控制程序的存储介质。

因此，本发明的第一方面提供一种摄像设备，包括：图像传感器，用于输出依赖于通过摄像光学***而形成的光学图像的图像信号；模式设置单元，其被配置为从白天模式和夜晚模式中设置用于使用所述图像传感器来进行拍摄的拍摄模式，其中在所述夜晚模式下，针对与红外光相对应的波长范围的灵敏度高于所述白天模式下针对与红外光相对应的波长范围的灵敏度；获得单元，其被配置为在所述夜晚模式下基于所述图像信号来获得与红外光和可见光的比率有关的比率信息；以及判断条件设置单元，其被配置为基于所述比率信息来设置用于将所述拍摄模式从所述夜晚模式切换到所述白天模式的判断条件。

因此，本发明的第二方面提供一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备设置有用于输出依赖于通过摄像光学***而形成的光学图像的图像信号的图像传感器，所述控制方法包括：模式设置步骤，用于从白天模式和夜晚模式中设置用于使用所述图像传感器来进行拍摄的拍摄模式，其中在所述夜晚模式下，针对与红外光相对应的波长范围的灵敏度高于所述白天模式下针对与红外光相对应的波长范围的灵敏度；获得步骤，用于在所述夜晚模式下基于所述图像信号来获得与红外光和可见光的比率有关的比率信息；以及判断条件设置步骤，用于基于所述比率信息来设置用于将所述拍摄模式从所述夜晚模式切换到所述白天模式的判断条件。

因此，本发明的第三方面提供了一种非暂时性计算机可读存储介质，其存储用于使计算机执行第二方面的控制方法的控制程序。

根据本发明，以低成本防止波动，并且在最佳定时切换白天模式和夜晚模式。

根据以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是示意性地示出根据本发明的第一实施例的摄像设备(照相机)的示例的结构的框图。

图2A、图2B和图2C是用于说明图1所示的照相机中的可见光水平的获得的图。

图3是用于说明图1所示的照相机所进行的自动白天-夜晚处理的示例的流程图。

图4是用于说明根据本发明的第二实施例的照相机所进行的自动白天-夜晚处理的示例的流程图。

图5是示意性地示出根据本发明的第三实施例的照相机的示例的结构的框图。

图6是用于说明图5所示的照相机所进行的自动白天-夜晚处理中的主处理的流程图。

图7是用于说明图6所示的红外光所用的自动白天-夜晚处理的流程图。

图8是用于说明图6所示的可见光所用的自动白天-夜晚处理的流程图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细说明根据本发明的实施例。

图1是示意性地示出根据本发明的第一实施例的摄像设备的示例的结构的框图。

所示的摄像设备例如是数字照相机(以下简称为“照相机”)，并且具有整体控制器(CPU)11。整体控制器11将非易失性存储器(ROM)12中所存储的程序展开到易失性存储器(RAM)13，并运行该程序以控制整个照相机。应当注意，RAM 13还用作整体控制器11的工作区域。

经由摄像光学***1入射的被摄体光在图像传感器3上形成光学图像。然后，图像传感器3输出与光学图像相对应的图像信号。所涉及的图像信号被输出到曝光控制器4和图像处理单元100。在摄像光学***1和图像传感器3之间布置了如下的红外截止滤波器2，其中该红外截止滤波器2设置有用于使与被摄体光中的红外光相对应的波长范围内的光的强度降低的衰减区域。红外截止滤波器2能够相对于光路取出和***。

曝光控制器4基于图像信号来控制光圈值、快门速度和增益值，使得被摄体亮度将变得合适。被摄体亮度获得单元5从曝光控制器4获得被摄体亮度。

图像处理单元100设置有颜色分离矩阵101。颜色分离矩阵101将图像信号分割成红色信号R、蓝色信号B和绿色信号G。然后，WB电路102通过基于红色信号R、蓝色信号B和绿色信号G调整R增益和B增益来调整白平衡(WB)。

色差矩阵103将已经调整了WB的红色信号R、蓝色信号B和绿色信号G转换为亮度信号Y、红色信号R和亮度信号Y之间的色差信号Ry、以及蓝色信号B和亮度信号Y之间的色差信号By。在后述的白天-夜晚切换判断单元7所确定的拍摄模式是白天模式的情况下，图像信号输出选择单元104根据色差信号Ry和By以及亮度信号Y来输出彩色图像数据。

另一方面，在白天-夜晚切换判断单元7所确定的拍摄模式是夜晚模式的情况下，图像信号输出选择单元104根据亮度信号Y来输出黑白(白色和黑色)图像数据。在夜晚模式下，在红外截止滤波器2的衰减区域从摄像光学***1的光路取出的状态下拍摄被摄体。与白天模式相比，在夜晚模式下，针对与红外光相对应的波长范围的灵敏度更高。在白天模式下，在红外截止滤波器2的衰减区域被***摄像光学***1的光路中的状态下拍摄被摄体。

画面块分割单元105将由色差信号Ry和By表示的图像分割为多个块，并将已被分割成块的色差信号Ry和By发送至可见光水平获得单元6。然后，可见光水平获得单元6基于已被分割成块的色差信号Ry和By，如后所述获得可见光水平。

白天-夜晚切换判断单元7基于从被摄体亮度获得单元5发送的被摄体亮度以及从可见光水平获得单元6发送的可见光水平来进行用以将拍摄模式切换到白天模式或夜晚模式的切换判断，并获得判断结果。然后，白天-夜晚切换判断单元7将所涉及的判断结果发送至图像信号输出选择单元104和滤波器驱动单元8。

如上所述，图像信号输出选择单元104根据判断结果来输出彩色图像数据或黑白图像数据。此外，滤波器驱动单元8根据判断结果来相对于摄像光学***1的光路***或取出红外截止滤波器2。

以下将说明可见光水平。可见光水平表示入射至图像传感器3的光中所包括的可见光的程度(比率)。因此，红外光越占主导，可见光水平就越低。可见光越占主导，可见光水平就越高。

图2A、图2B和图2C是用于说明图1所示的照相机中的可见光水平的获得的图。图2A是示出针对每个块的色差信号的坐标点(Ry,By)的分布的图。图2B是针对图像传感器的R、G和B的单元示出波长与灵敏度之间的关系(灵敏度特性)的图。此外，图2C是示出可见光照明的照度与可见光水平之间的关系的图。

图2A示出在利用红外照明装置以波长为850nm的光照射被摄体的同时改变可见光照明装置的照度的情况下的每个块的色差信号的坐标点(Ry,By)的分布。

在可见光照明装置的照度为零(即，仅红外光照明)的情况下，色差信号的坐标点(Ry,By)分布在比率1:1的直线(以下称为IR直线)上。这是因为，图像传感器3的传感器单元对于各个颜色的灵敏度在超过800nm的长波长范围内变得几乎相同(参见图2B)。

在可见光照明装置的照度从零状态增加的情况下，如图2A中的附图标记2B和2C所示，色差信号的坐标点(Ry,By)逐渐与IR直线分离。也就是说，色差信号的坐标点(Ry,By)距IR直线越近，红外光就越占主导。坐标点距IR直线越远，可见光就越占主导。在本实施例中，针对每个块求出色差信号的坐标点(Ry,By)距IR直线的距离，并且针对所有块的距离的总和值(或平均值)变为可见光水平。

在IR直线由y＝mx+n表示的情况下，通过下式(1)来求出所涉及的IR直线与坐标点(Ry,By)之间的距离d。

如上所述，由于IR直线定义了色差信号Ry和By的比率1:1的关系，因此斜率m变为1并且截距n变为0。然而，可以根据图像传感器3的灵敏度特性和色差信号的实际测量值来调整这些值。

如图2C所示，在可见光照明的照度为零(仅红外照明)的情况下，可见光水平等于零。然后，随着可见光增加，可见光水平上升。

然而，在图2A所示的色差分布中，距IR直线的距离决不会变得大于可见光照明装置的固有色差分布。因此，随着可见光照度变高，可见光水平的增加率趋于降低。

图3是用于说明图1所示的照相机所进行的自动白天-夜晚处理的示例的流程图。应当注意，在整体控制器11的控制下进行关于所示流程图的处理。

当自动白天-夜晚处理开始时，被摄体亮度获得单元5获得取决于图像信号的被摄体亮度Y1(步骤S501)。此外，可见光水平获得单元6获得可见光水平(总和或平均值)VL1(步骤S502)。

接着，整体控制器11判断模式设置单元(未示出)等所设置的当前拍摄模式是否是白天模式(步骤S503)。在整体控制器11判断为当前模式是白天模式(步骤S503中为“是”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7将被摄体亮度Y1与预定DN阈值DNT进行比较，并获得比较结果。然后，白天-夜晚切换判断单元7基于所涉及的比较结果来判断被摄体亮度Y1是否小于DN阈值DNT(步骤S504)。

应当注意，在基于被摄体亮度Y1将白天模式切换到夜晚模式的情况下，使用DN阈值DNT。

在判断为被摄体亮度Y1等于或大于DN阈值DNT(步骤S504中为“否”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7结束自动白天-夜晚处理。

另一方面，在判断为被摄体亮度Y1小于DN阈值DNT(步骤S504中为“是”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7判断为暗。然后，白天-夜晚切换判断单元7将表明切换到夜晚模式的判断结果发送至图像信号输出选择单元104和滤波器驱动单元8。

结果，图像信号输出选择单元104和滤波器驱动单元8将拍摄模式切换到夜晚模式(步骤S505)。也就是说，从光路中取出红外截止滤波器2，并输出黑白图像。

在切换到夜晚模式之后，被摄体亮度获得单元5获得取决于图像信号的被摄体亮度Y2(步骤S506)。此外，可见光水平获得单元6获得可见光水平VL2(步骤S507)。

接着，白天-夜晚切换判断单元7基于被摄体亮度Y1和Y2以及可见光水平VL2来判断是否存在很多红外光(步骤S508)。也就是说，白天-夜晚切换判断单元7用作获得单元，该获得单元用于在从摄像光学***1的光路取出红外截止滤波器2的状态(夜晚模式)下基于图像信号来获得与红外光和可见光的比率有关的比率信息。

应当注意，除了与红外光和可见光有关的准确比率信息之外，本实施例可被配置为还获得与拍摄时的环境中的红外光的程度和可见光的程度有关的信息。也就是说，本实施例不限于用于获得与红外光和可见光有关的准确比率信息的结构。本实施例包括用于获得拍摄环境中的足以判断红外光还是可见光在环境中占主导的红外光的程度和可见光的程度的结构。

在本实施例中，作为第一条件，白天-夜晚切换判断单元7判断被摄体亮度Y2和被摄体亮度Y1之间的差是否大于第一预定值PV1。此外，作为第二条件，白天-夜晚切换判断单元7判断可见光水平VL2是否小于第二预定值PV2。此外，作为第三条件，白天-夜晚切换判断单元7判断被摄体亮度Y2是否大于第三预定值PV3。

在第一条件下，在被摄体亮度Y2和被摄体亮度Y1之间的差大于第一预定值PV1的情况下，这意味着通过取出红外截止滤波器2，被摄体亮度变高。这意味着红外光量相对于可见光量增加。

在第二条件下，在可见光水平VL2小于第二预定值PV2的情况下，这意味着红外光相对大于可见光。如上所述，可见光越低，红外光就变得越占主导。

在第一条件和第二条件满足并且被摄体亮度Y1几乎等于零的状态下将拍摄模式切换到夜晚模式的情况下，即使红外光量较少，红外光也变为占主导，这导致存在很多红外光的错误判断。为了防止这种错误判断，作为第三条件，判断被摄体亮度Y2是否超过第三预定值PV3。这使得能够正确地判断红外光量是否很多。

应当注意，第一条件、第二条件和第三条件是示例。例如，在可获得与红外照明有关的信息的情况下，可以基于与所涉及的红外照明有关的信息来判断是否存在很多红外光。例如，在红外光照明装置点亮的情况下，或者在点亮强度大于指定阈值的情况下，判断为存在很多红外光。

白天-夜晚切换判断单元7基于比率信息(S508中的判断结果)连续地设置与被摄体亮度进行比较的第一ND阈值(第一阈值)NDT1以及与可见光水平进行比较的第二ND阈值(第二阈值)NDT2(步骤S509～S512)。这些第一ND阈值NDT1和第二ND阈值NDT2是用于从夜晚模式切换到白天模式的判断条件。也就是说，白天-夜晚切换判断单元7用作用于设置判断条件的判断条件设置单元。

以下将说明第一ND阈值NDT1和第二ND阈值NDT2的设置。为了确实地防止波动，优选在考虑到滞后的同时基于被摄体亮度Y2或可见光水平VL2来设置第一ND阈值NDT1和第二ND阈值NDT2。在考虑到滞后而设置第一ND阈值NDT1和第二ND阈值NDT2的情况下，紧接着切换到夜晚模式之后不满足到白天模式的切换判断条件。

在满足第一条件、第二条件和第三条件的情况下，白天-夜晚切换判断单元7判断为存在很多红外光。在存在很多红外光的情况下，即在红外光的比率大于可见光的比率(步骤S508中为“是”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7将第一ND阈值NDT1设置为被摄体亮度Y2(步骤S509)。

此外，白天-夜晚切换判断单元7在步骤S510中通过考虑到滞后而如式(2)所示使滞后系数β与可见光水平VL2相乘来设置第二ND阈值NDT2。

NDT2＝VL2·β(1≤β) (2)

步骤S509和S510与用于基于被摄体亮度来设置第一阈值、并且通过使第二滞后系数与可见光水平相乘来设置第二阈值的第二设置处理相对应。

另一方面，在存在很少红外光的情况下，即在可见光的比率等于或大于红外光的比率(步骤S508中为“否”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7在步骤S511中通过考虑到滞后而如式(3)所示使滞后系数α与被摄体亮度Y2相乘来设置第一ND阈值NDT1。

NDT1＝Y2·α(1≤α) (3)

此外，白天-夜晚切换判断单元7在步骤S512中将第二ND阈值NDT2设置为可见光水平VL2。

步骤S511和S512与用于通过使第一滞后系数与被摄体亮度相乘来设置第一阈值、并且基于可见光水平来设置第二阈值的第一设置处理相对应。

顺便提及，在用作基准的被摄体亮度Y2和可见光水平VL2高的状态下建立滞后的情况下，由于第一ND阈值NDT1和第二ND阈值NDT2变得太高，因此存在拍摄模式不能切换到白天模式的可能性。因此，在被摄体亮度Y2高并且可见光水平VL2低(即，存在很多红外光)的场景中，如上所述，仅针对基于可见光水平VL2而定义的第二ND阈值NDT2建立滞后。另一方面，第一ND阈值NDT1等于或小于被摄体亮度Y2。

应当注意，在所示的示例中，将第一ND阈值NDT1设置为被摄体亮度Y2。这防止了第一ND阈值NDT1变得过高，并且在可见光不增加的情况下，在由于红外光减少因而可见光水平VL1增加时，确实地防止拍摄模式切换到白天模式。

此外，在被摄体亮度Y2低且可见光水平VL2高(即，存在很少红外光)的场景中，仅针对基于被摄体亮度Y2而定义的第一ND阈值NDT1建立滞后。另一方面，第二ND阈值NDT2等于或小于可见光水平VL2。

应当注意，在所示的示例中，将第二ND阈值NDT2设置为可见光水平VL2。这防止了第二ND阈值NDT2变得过高，并且在由于红外光增加因而被摄体亮度Y2增加的情况下，确实地防止拍摄模式切换到白天模式。

用于设置第二ND阈值NDT2的滞后系数β优选是可变的。如图2C所示，随着可见光照度变高，可见光水平的增加率趋于降低。因此，如果滞后系数是固定值，则随着可见光照明照度变高，拍摄模式切换到白天模式的定时延迟。

随着可见光水平变大或者被摄体亮度Y2和Y1的差变小，滞后系数β减小。这使夜晚模式下的不必要的拍摄时间段减少。

白天-夜晚切换判断单元7在步骤S510或S512中的处理之后进行与第一ND阈值NDT1和第二ND阈值NDT2有关的下限处理(步骤S513)。如果在上述步骤S509～S512中所设置的第一ND阈值NDT1和第二ND阈值NDT2太小，则即使拍摄模式切换到白天模式，也可能再次切换到夜晚模式，这是因为亮度的增加不足。

因此，在第一ND阈值NDT1和第二ND阈值NDT2分别小于预定的第一下限和第二下限的情况下，白天-夜晚切换判断单元7分别将第一ND阈值NDT1和第二ND阈值NDT2设置为第一下限和第二下限。

应当注意，在这种情况下，第一下限等于或大于DN阈值DNT。白天-夜晚切换判断单元7在步骤S513中的处理之后结束自动白天-夜晚处理。

以这种方式，由于根据红外光量的判断来设置第一ND阈值NDT1和第二ND阈值NDT2，因此确实地防止了波动并且在最佳定时切换白天模式和夜晚模式。

在整体控制器11判断为当前模式是夜晚模式(步骤S503中为“否”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7将被摄体亮度Y1与第一ND阈值NDT1进行比较，并且获得第一比较结果。然后，白天-夜晚切换判断单元7基于比较结果来判断被摄体亮度Y1是否大于第一ND阈值NDT1(步骤S514)。

在判断为被摄体亮度Y1大于第一ND阈值NDT1(步骤S504中为“是”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7判断为亮。在这种情况下，白天-夜晚切换判断单元7进行随后的步骤S515中的处理，因为在被摄体亮度由于红外照明而变高的情况下可能发生波动。

白天-夜晚切换判断单元7将可见光水平VL1与第二ND阈值NDT2进行比较，并且获得第二比较结果。然后，白天-夜晚切换判断单元7判断可见光水平VL1是否大于第二ND阈值NDT2(步骤S515)。在判断为可见光水平VL1大于第二ND阈值NDT2(步骤S515中为“是”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7判断为包括很多可见光。然后，白天-夜晚切换判断单元7将表明切换到白天模式的判断结果发送至图像信号输出选择单元104和滤波器驱动单元8。

因此，图像信号输出选择单元104和滤波器驱动单元8将拍摄模式切换到白天模式(步骤S516)。也就是说，将红外截止滤波器2***光路中，并输出彩色图像。然后，白天-夜晚切换判断单元7结束自动白天-夜晚处理。白天-夜晚切换判断单元7用作判断单元，该判断单元基于第一比较结果和第二比较结果来判断红外截止滤波器2的衰减区域是否***摄像光学***1的光路中。

在判断为被摄体亮度Y1等于或小于第一ND阈值NDT1(步骤S514中为“否”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7结束自动白天-夜晚处理。此外，在判断为可见光水平VL1等于或小于第二ND阈值NDT2(步骤S515中为“否”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7结束自动白天-夜晚处理。

以这种方式，在本发明的第一实施例中，确实地以低成本防止了波动，并且在最佳定时切换白天模式和夜晚模式。

随后，将说明根据本发明的第二实施例的照相机的一个示例。应当注意，根据第二实施例的照相机的结构与图1所示的照相机相同。

图4是用于说明根据本发明的第二实施例的照相机所进行的自动白天-夜晚处理的示例的流程图。应当注意，图4中的与图3的流程图中的步骤相同的步骤由相同的附图标记表示，并省略其说明。

在判断为存在很多红外光(步骤S508中为“是”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7在步骤S601中开启红外标志(使红外信息有效)。此外，该红外标志用于存储步骤S508中的处理的判断结果。然后，白天-夜晚切换判断单元7使处理进入步骤S510。

另一方面，在存在很少红外光(步骤S508中为“否”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7在步骤S602中关闭红外标志(使红外信息无效)。然后，白天-夜晚切换判断单元7使处理进入步骤S511。

在整体控制器11判断为当前拍摄模式是夜晚模式(步骤S503中为“否”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7判断红外标志是否开启(步骤S603)。

在红外标志开启(步骤S603中为“是”)的情况下，假设作为与可见光照明照度有关的参数的被摄体亮度Y1的可靠性变低，这是因为很多红外光量使被摄体亮度Y1增加。因此，白天-夜晚切换判断单元7在无需将被摄体亮度Y1与第一ND阈值NDT1进行比较的情况下将可见光水平VL1与第二ND阈值NDT2进行比较。然后，白天-夜晚切换判断单元7判断可见光水平VL1是否大于第二ND阈值NDT2(步骤S604)。

在可见光水平VL1大于第二ND阈值NDT2(步骤S604中为“是”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7使处理进入步骤S516。在可见光水平VL1等于或小于第二ND阈值NDT2(步骤S604中为“否”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7结束自动白天-夜晚处理。

在红外标记关闭(步骤S603中为“否”)的情况下，假设在图像信号中发生噪声，这是因为与图像信号相乘的增益由于很少的红外光量而增加。然后，如果发生噪声，则使用色差信号获得的可见光水平不稳定并且可靠性变低。

因此，白天-夜晚切换判断单元7在无需将可见光水平VL1与第二ND阈值NDT2进行比较的情况下将被摄体亮度Y1与第一ND阈值NDT1进行比较。然后，白天-夜晚切换判断单元7判断被摄体亮度Y1是否大于第一ND阈值NDT1(步骤S605)。

在可见光水平VL1大于第一ND阈值NDT1(步骤S605中为“是”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7使处理进入步骤S516。在可见光水平VL1等于或小于第一ND阈值NDT1(步骤S605中为“否”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7结束自动白天-夜晚处理。

这样，由于根据本发明的第二实施例中的红外光量的判断结果简化了ND阈值设置处理和比较处理，因此可以减少吞吐量。此外，与第一实施例一样，确实地以低成本防止了波动，并且在最佳定时切换白天模式和夜晚模式。

随后，将说明根据本发明的第三实施例的照相机的一个示例。

图5是示意性地示出根据本发明的第三实施例的照相机的示例的结构的框图。应当注意，向图5中的与图1所示的照相机的组件相同的组件分配相同的附图标记。

所示的照相机具有红外光照明装置701、红外照明设置单元702和红外照明控制器703。然后，红外照明控制器703由整体控制器11控制。所示的照相机使用红外光照明装置701用红外光照射被摄体，并且即使在低照度状态下也能够在夜晚模式下明亮地拍摄。

用户通过红外照明设置单元702来选择是否使用红外光照明装置701。通过红外照明设置单元702设置的红外照明设置被发送至白天-夜晚切换判断单元7。然后，白天-夜晚切换判断单元7根据所涉及的红外照明设置、通过红外照明控制器703来控制红外光照明装置701。

具体地，在红外照明设置表明使用红外光照明装置701、并且白天-夜晚切换判断单元7切换到夜晚模式的情况下，红外照明控制器703开启红外光照明装置701。此外，在白天-夜晚切换判断单元7切换到白天模式的情况下，通过红外照明控制器703来关闭红外光照明装置701。

另一方面，在红外照明设置未表明使用红外光照明装置701的情况下，白天-夜晚切换判断单元7始终通过红外照明控制器703来关闭红外光照明装置701。

应当注意，红外光照明装置701不必安装在照相机上。例如，红外光照明装置701可以安装在照相机附近，并且照相机可以控制红外光照明装置701的开启/关闭。

图6是用于说明图5所示的照相机所进行的自动白天-夜晚处理中的主处理的流程图。应当注意，在整体控制器11的控制下进行关于所示流程图的处理。

当主处理开始时，白天-夜晚切换判断单元7获得红外照明设置单元702所设置的红外照明设置(步骤S801)。然后，白天-夜晚切换判断单元7判断红外照明设置是否表明使用红外光照明装置701(步骤S802)。

在设置表明使用红外光照明装置701(步骤S802中为“是”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7进行后述的红外光所用的自动白天-夜晚处理(步骤S803)。然后，白天-夜晚切换判断单元7结束主处理。

另一方面，在设置未表明使用红外光照明装置701(步骤S802中为“否”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7进行后述的可见光所用的自动白天-夜晚处理(步骤S804)。然后，白天-夜晚切换判断单元7结束主处理。

图7是用于说明图6所示的红外光所用的自动白天-夜晚处理的流程图。应当注意，图7中的与图3的流程图中的步骤相同的步骤由相同的附图标记表示，并省略其说明。

在步骤S505中的处理之后，白天-夜晚切换判断单元7通过红外照明控制器703来开启红外光照明装置701(步骤S901)。然后，白天-夜晚切换判断单元7使处理进入步骤S506。

此外，在步骤S516中的处理之后，白天-夜晚切换判断单元7通过红外照明控制器703来关闭红外光照明装置701(步骤S902)。然后，白天-夜晚切换判断单元7结束红外光所用的自动白天-夜晚处理。

应当注意，图7所示的红外光照明装置701的开启/关闭控制可以添加到图4所示的自动白天-夜晚处理。

图8是用于说明图6所示的可见光所用的自动白天-夜晚处理的流程图。应当注意，向图8中的与图3的流程图中的步骤相同的步骤分配相同的附图标记。

如图8所示，白天-夜晚切换判断单元7在步骤S501中的处理之后进行步骤S503中的处理。此外，白天-夜晚切换判断单元7在步骤S506中的处理之后进行步骤S511中的处理，然后进行步骤S513中的处理。

此外，在判断为被摄体亮度Y1大于第一ND阈值NDT1(步骤S514中为“是”)的情况下，白天-夜晚切换判断单元7进行步骤S516中的处理。

这样，在本发明的第三实施例中，在红外光所用的自动白天-夜晚处理中，通过进行使用可见光水平的处理，即使在红外照明环境下也确实地进行自动白天-夜晚处理。

此外，由于可见光所用的自动白天-夜晚处理不使用红外照明，因此在不使用可见光水平的情况下稳定地进行自动白天-夜晚处理。然后，计算可见光水平时的处理负荷得以减少，并且不必考虑噪声对可见光水平的影响。

如上所述，在本发明的第三实施例中，确实地以低成本防止了波动，并且在最佳定时切换白天模式和夜晚模式。

尽管基于上述实施例说明了本发明，但是本发明不限于这些实施例，并且本发明包括不脱离本发明的范围的各种结构。

例如，上述实施例的功能可被实现为摄像设备所执行的控制方法。此外，上述实施例的功能可被实现为图像处理设备的计算机所执行的控制程序。应当注意，例如，在计算机可读存储介质上记录该控制程序。

其它实施例

本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给***或装置，该***或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应当理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。以下权利要求书的范围应被给予最广泛的理解，以包含所有这样的修改以及等同结构和功能。

本申请要求2018年5月24日提交的日本专利申请2018-099822的权益，其通过引用而全文并入于此。

Claims (14)

1.一种摄像设备，包括：

图像传感器，用于输出依赖于通过摄像光学***而形成的光学图像的图像信号；

模式设置单元，其被配置为从白天模式和夜晚模式中设置用于使用所述图像传感器来进行拍摄的拍摄模式，其中在所述夜晚模式下，针对与红外光相对应的波长范围的灵敏度高于所述白天模式下针对与红外光相对应的波长范围的灵敏度；

获得单元，其被配置为在所述夜晚模式下基于所述图像信号来获得与红外光和可见光的比率有关的比率信息；

判断条件设置单元，其被配置为基于所述比率信息来设置用于将所述拍摄模式从所述夜晚模式切换到所述白天模式的判断条件；以及

判断单元，其被配置为：通过将所述图像信号中的被摄体亮度与第一阈值进行比较来获得第一比较结果，通过将所述图像信号中的可见光水平与第二阈值进行比较来获得第二比较结果，以及基于所述第一比较结果和所述第二比较结果来判断用于使与入射至所述图像传感器的被摄体光中的红外光相对应的波长范围内的光的强度减小的衰减区域是否应被***所述摄像光学***的光路中，

其中，所述判断条件设置单元被配置为基于所述比率信息来将所述第一阈值和所述第二阈值设置为所述判断条件，以及

其中，所述判断条件设置单元被配置为在所述比率信息表明所述可见光的比率不小于所述红外光的比率的情况下，进行用以通过使第一滞后系数与所述被摄体亮度相乘来设置所述第一阈值并基于所述可见光水平来设置所述第二阈值的第一设置处理。

2.根据权利要求1所述的摄像设备，还包括红外截止滤波器，所述红外截止滤波器设置有用于使与入射至所述图像传感器的被摄体光中的红外光相对应的波长范围内的光的强度减小的衰减区域，

其中，所述夜晚模式是在所述红外截止滤波器的衰减区域从所述摄像光学***的光路中被取出的状态下拍摄被摄体的拍摄模式，

其中，所述白天模式是在所述红外截止滤波器的衰减区域被***所述摄像光学***的光路中的状态下拍摄被摄体的拍摄模式，以及

其中，所述判断条件设置单元被配置为设置用于从所述红外截止滤波器的衰减区域从所述摄像光学***的光路中被取出的状态将所述红外截止滤波器的衰减区域***所述摄像光学***的光路中的判断条件。

3.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述判断条件设置单元被配置为在所述比率信息表明所述红外光的比率超过所述可见光的比率的情况下，进行用以基于所述被摄体亮度来设置所述第一阈值并通过使第二滞后系数与所述可见光水平相乘来设置所述第二阈值的第二设置处理。

4.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述判断单元被配置为在所述第一比较结果中所述被摄体亮度超过所述第一阈值并且所述第二比较结果中所述可见光水平超过所述第二阈值的情况下，判断为所述衰减区域应被***所述光路中。

5.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述判断条件设置单元被配置为在所述比率信息表明所述可见光的比率不小于所述红外光的比率的情况下，使表明红外光多的红外信息无效并通过使所述第一滞后系数与所述被摄体亮度相乘来设置所述第一阈值。

6.根据权利要求5所述的摄像设备，其中，所述判断条件设置单元被配置为在所述比率信息表明所述红外光的比率超过所述可见光的比率的情况下，使所述红外信息有效并通过使第二滞后系数与所述可见光水平相乘来设置所述第二阈值。

7.根据权利要求6所述的摄像设备，其中，所述判断单元被配置为在所述红外信息无效且所述第一比较结果中所述被摄体亮度超过所述第一阈值的情况下判断为所述衰减区域应被***所述光路中，以及在所述红外信息有效且所述第二比较结果中所述可见光水平超过所述第二阈值的情况下判断为所述衰减区域应被***所述光路中。

8.根据权利要求3所述的摄像设备，其中，所述判断条件设置单元被配置为在用户选择在拍摄时利用红外光对被摄体进行照明的情况下，在红外光照明下进行所述第一设置处理和所述第二设置处理。

9.根据权利要求8所述的摄像设备，其中，所述判断单元被配置为在所述第一比较结果中所述被摄体亮度超过所述第一阈值并且所述第二比较结果中所述可见光水平超过所述第二阈值的情况下，判断为所述衰减区域应被***所述光路中并且判断为关闭所述红外光照明。

10.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述判断条件设置单元被配置为在用户没有选择在拍摄时利用红外光对被摄体进行照明的情况下，通过使所述第一滞后系数与所述被摄体亮度相乘来设置所述第一阈值。

11.根据权利要求10所述的摄像设备，其中，所述判断单元被配置为在仅使用所述第一比较结果时在所述第一比较结果中所述被摄体亮度超过所述第一阈值的情况下，判断为所述衰减区域应被***所述光路中。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的摄像设备，还包括图像处理单元，所述图像处理单元被配置为通过对所述图像信号应用预定图像处理来获得图像数据，以及

其中，所述图像处理单元在所述夜晚模式下输出所述图像数据作为黑白图像数据并且在所述白天模式下输出所述图像数据作为彩色图像数据。

13.一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备设置有用于输出依赖于通过摄像光学***而形成的光学图像的图像信号的图像传感器，所述控制方法包括：

模式设置步骤，用于从白天模式和夜晚模式中设置用于使用所述图像传感器来进行拍摄的拍摄模式，其中在所述夜晚模式下，针对与红外光相对应的波长范围的灵敏度高于所述白天模式下针对与红外光相对应的波长范围的灵敏度；

获得步骤，用于在所述夜晚模式下基于所述图像信号来获得与红外光和可见光的比率有关的比率信息；

判断条件设置步骤，用于基于所述比率信息来设置用于将所述拍摄模式从所述夜晚模式切换到所述白天模式的判断条件；以及

判断步骤，用于：通过将所述图像信号中的被摄体亮度与第一阈值进行比较来获得第一比较结果，通过将所述图像信号中的可见光水平与第二阈值进行比较来获得第二比较结果，以及基于所述第一比较结果和所述第二比较结果来判断用于使与入射至所述图像传感器的被摄体光中的红外光相对应的波长范围内的光的强度减小的衰减区域是否应被***所述摄像光学***的光路中，

其中，在所述判断条件设置步骤中，基于所述比率信息来将所述第一阈值和所述第二阈值设置为所述判断条件，以及

其中，在所述判断条件设置步骤中，在所述比率信息表明所述可见光的比率不小于所述红外光的比率的情况下，进行用以通过使第一滞后系数与所述被摄体亮度相乘来设置所述第一阈值并基于所述可见光水平来设置所述第二阈值的第一设置处理。

14.一种非暂时性计算机可读存储介质，其存储用于使计算机执行摄像设备的控制方法的控制程序，所述摄像设备设置有用于输出依赖于通过摄像光学***而形成的光学图像的图像信号的图像传感器，所述控制方法包括：

模式设置步骤，用于从白天模式和夜晚模式中设置用于使用所述图像传感器来进行拍摄的拍摄模式，其中在所述夜晚模式下，针对与红外光相对应的波长范围的灵敏度高于所述白天模式下针对与红外光相对应的波长范围的灵敏度；

获得步骤，用于在所述夜晚模式下基于所述图像信号来获得与红外光和可见光的比率有关的比率信息；

判断条件设置步骤，用于基于所述比率信息来设置用于将所述拍摄模式从所述夜晚模式切换到所述白天模式的判断条件；以及

判断步骤，用于：通过将所述图像信号中的被摄体亮度与第一阈值进行比较来获得第一比较结果，通过将所述图像信号中的可见光水平与第二阈值进行比较来获得第二比较结果，以及基于所述第一比较结果和所述第二比较结果来判断用于使与入射至所述图像传感器的被摄体光中的红外光相对应的波长范围内的光的强度减小的衰减区域是否应被***所述摄像光学***的光路中，

其中，在所述判断条件设置步骤中，基于所述比率信息来将所述第一阈值和所述第二阈值设置为所述判断条件，以及

其中，在所述判断条件设置步骤中，在所述比率信息表明所述可见光的比率不小于所述红外光的比率的情况下，进行用以通过使第一滞后系数与所述被摄体亮度相乘来设置所述第一阈值并基于所述可见光水平来设置所述第二阈值的第一设置处理。

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