CN1430402A

CN1430402A - 数字照相机

Info

Publication number: CN1430402A
Application number: CN02157040A
Authority: CN
Inventors: P·库珀
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2003-07-16
Also published as: EP1322109A3; US7286177B2; EP1322109A2; US20030112361A1

Abstract

一种数字照相机被合并到移动电话手机中。一个用作取景器的图象窗口包括一个指示器，它是用于显示是否能获取最佳图象的三部分的条。曝光、白平衡和暗参照用由手机执行的算法确定。

Description

数字照相机

发明领域

本发明涉及一种数字照相机，特别涉及但不专用于包含在移动通信设备中的数字照相机。

背景技术

数字照相机在现有技术中是众所周知的。数字照相机正越来越多地合并到其他设备中，比如移动电话手机和WO-A-131892中描述的例子。

本发明意图提供一种改进的数字照相机。

发明简述

根据本发明，提供一种包含图象质量指示器的数字照相机。

这具有提供给用户反馈从而指示照相机是否准备好拍照，并且如果没有准备好允许用户做适当的测量的优点。

数字照相机可以包括用于与所述图象质量指示器一起显示图象的显示器。图象质量指示器可以根据一个或多个包括曝光量、白平衡和/或暗参照(dark reference)的图象参数指示图像是否是最佳的。

数字照相机可以合并到诸如移动电话手机的移动通信设备中。

根据本发明，也提供一种操作数字照相机的方法，包括提供具有图象指示器的所述照相机的用户界面。该方法可以包括获取一幅图像，并与所述的指示器一起显示所述获取的图象。

这具有提供给用户图象质量的客观指示的优点。

该方法还包括执行一种或多种算法，用来确定所述图象的质量，比如确定所述图象的曝光量，执行所述图象的白平衡和/或确定所述图象的暗参照。该方法可以包括确定所述的一个或多个算法是否已经找到稳定的解决方案。

根据本发明，还提供一种用于执行所述方法的计算机程序。

根据本发明，也提供一种数字照相机，包括图象传感器，用于从图象传感器接收信号并产生图象信号的转换电路，用于接收图象信号并输出对应于图象信号的图像的显示器和用于控制图象传感器、转换电路和显示器的控制电路，其中控制电路包括处理器，用于确定图象信号的质量并产生用于指示用户图象信号是否满足一个或多个图象质量条件的信号。

附图的简要说明

现在将参照附图通过实例说明本发明的一个实施例，其中：

图1a示出了移动通信设备的正面；

图1b示出了移动通信设备的背面；

图2是移动通信电路的示意图；

图3示出了显示由具有图象质量指示器的数字照相机获取的图象的LCD；

图4是一个3位寄存器的示意图；

图5说明了确定图象质量并显示指示器的程序；

图6示出了最佳质量的图象；

图7示出了接近最佳质量的图象；

图8示出了质量差的图象；

图9示出了非常差质量的图象；和

图10是数字照相机单元、处理器、存储器和显示器的排列的示意图。

本发明的优选实施例

图1a以移动电话手机1的形式示出了移动图象设备的正面，移动电话手机有时被称为蜂窝电话手机。手机1包括话筒2，小键盘3，液晶显示器(LCD)4和扬声器5。LCD4和扬声器5形成用户界面的一部分。

图1b示出了手机1的背面。手机1包括用于为手机1供电的可拆下的电池6和数字照相机单元7。数字摄像机单元7适于获取静止和运动图象并包括一镜头，比如互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器的一图象传感器，和用于提供数字图象数据的模拟到数字(ADC)转换器。

图2说明了包含在手机1中的电路。信号处理在数字微控制器8的控制下执行，数字微控制器8具有相关联的RAM/ROM9和闪存10。电子模拟音频信号由话筒2产生并由前置放大器11放大。同样，模拟音频信号通过放大器12被传送到扬声器5。微控制器8从小键盘3接收指令信号并控制LCD4和闪存10的操作。

与用户的身份相关的信息保存在以GSM SIM卡形式存在的智能卡13中，它包含通用的GSM国际移动用户身份和用于以本身公知的方式编码无线传输的密码K_i。SIM卡13可被移动地被接收到SIM卡读卡器14。无线信号通过天线15被发送并接收，天线15通过r.f.级16连接到被配置以在微控制器8的控制下处理信号的编解码器17。

由数字照相机单元7获取的图象数据由微控制器8处理并保存在闪存10中。闪存10可以是可被移动的“记忆棒”的形式。手机1也被提供以一个专用的图象处理器(未示出)，从而减小微控制器8上的处理负载。因此，手机1可以操作为能够获取并保存静止和/或移动图片的数字照相机。

数字照相机的概述在Michael murie(1999年出版)的“数字照相机完全指南”中给出。

图3示出了当手机1是照相机状态时的LCD4，这优势被称为“照相机模式”。在船的图片的例子中，一幅图象18由照相机单元7(图1)获取并在图象窗口19中由微控制器8显示。图象窗口19包括指示器20，它是三级条的形式。指示器20确定手机1是否能够根据曝光、白平衡和暗参照获取最佳质量的图象。图象18被提供以一个标题21，它允许用户标记图象18。

图象窗口19被用作取景器来帮助用户为图片构图。用户把照相机单元7对着一个物体或景物，而手机1自动地用公知的算法执行曝光控制，调整白平衡并确定暗参照。在该实例中，与照相机单元7相连的微控制器8执行该算法。

经常被称作自动曝光或简称为“AE”的曝光控制算法与胶片照相机中的快门速度控制类似，但在CMOS传感器的情况下，它调整***中的像素积分时间和各种增益块，以满足景物的亮度，并且由于照明流过交流源，如果合适则可以拒绝闪烁。

经常被称为自动白平衡或简称为“AWB”的白平衡算法试图调整红、绿和蓝彩色通道中的增益，以校正由景物照明的特殊内容引起的不平衡。

暗校准试图从获取的图象中减去暗电流的影响，它是像素泄漏电流。这个量随着温度而显著地变化。暗电流上的信息通常从有用的图象区之外的像素的几行或几列中得出，这部分被覆盖以排除周围环境光。

通常，对每种算法的稳定的解决方案通过保持手机稳定并允许手机1尝试不同的条件并确定一组表示最佳图象的解决方案。但是，如果物体或景物包括例如移动目标或照明的高和低等级，手机1将很难确定最佳图象。

根据本发明，用户被提供反馈以指示手机1是否准备好拍照，即算法是否已经转换，并且如果没有，允许用户做适当的测量，比如保持手机1稳定。

图4示出了控制寄存器22，它包括第一、第二和第三标记23a、23b、23c，它们表示是否已经找到每种算法的稳定的解决方案。在这种情况下，一个标记设置为“1”表示一个稳定的解决方案。在一种极限情况，如果所有三个标记23a、23b、23c被设为“1”，接着通过使指示器10的所有三个等级20₁、20₂、20₃变暗，通知用户(图3)。在另一种极限情况，如果标记23a、23b、23c没有一个被设置，则等级20₁、20₂、20₃没有一个被变暗。

现在将说明一种程序，通过该程序图象质量被评估并提供反馈。

参照图5，一幅图象由照相机单元7获取(图1)并在图象窗口19种显示(图3)(步骤S1)。微控制器8执行曝光控制算法(步骤S2)并确定它已经会聚(步骤S3)。如果是这样，第一标记23a被设为表示“稳定”的“1”(步骤S4.1)，否则，它被设为表示“不稳定”的“0”(步骤S4.2)。微控制器8运行白平衡算法(步骤S5)(步骤S6)。如果算法收敛，第二标记23b被设为表示“稳定”的“1”(步骤S7.1)，否则，它被设为表示“不稳定的“0”(步骤S7.2)。微控制器8运行暗校准算法(步骤S8)(步骤S9)。如果稳定，则第三标记23c被设为“1”(步骤S10.1)，否则，它被设为“0”(步骤S10.2)。

微控制器8则检测寄存器22的状态。

开始，微控制器8检测寄存器22的三个标记23a、23b、23c是否被设为“稳定”(步骤S11)。如果是这样，指示器显示为全部填满的垂直条。指示器20的所有三个级20₁、20₂、20₃都变暗，表示最佳质量图象18的LCD4的一个例子在图6中示出。

如果第一次测试失败，微控制器8则检测23a、23b、23c中任意两个标记是否被设为“稳定”(步骤S13)。如果两个标记被设置，则指示器20的第一和第二级20₁、20₂变暗(步骤S14)。接着，指示器20显示为三分之二填满的条。表示接近最佳质量图象18的LCD4的一个例子在图7中被示出。

如果第二次测试失败，微控制器8则检测23a、23b、23c中任意一个标记是否被设为“稳定”(步骤S15)。如果23a、23b、23c中的一个标记被设置，则指示器20的第一级20₁变暗(步骤S16)。接着，指示器20显示为只有三分之一填满的条。表示差的质量图象18的LCD4的一个例子在图8中被示出。

如果所有的测试都失败并且标记23a、23b、23c中没有一个被设置，则指示器20没有一部分变暗(步骤S17)，如图9所示。

微控制器8确定小键盘3上的一个键是否已经被按(步骤S18)。如果一个键已经被按下，则图象18被获取并保存在闪存10中。否则，程序返回到步骤S1。

该程序具有用户被提供了关于被获取的图象18的质量的实时反馈的优点。如果图象18质量差，则进一步需要曝光控制和/或白平衡和/或暗校准。这可以通过保持照相机稳定一段时间，比如几秒钟或再构图一幅图片来补救。

微控制器8在保存在RAM/ROM9中的计算机程序的控制下执行前面所述的程序，当手机1进入照相机状态时该程序被装载并执行。很显然该程序可以由专用的图象处理器执行，它本身可以包含在照相机单元7中。

参照图10，示出了数字照相机单元7、微控制器8、RAM/ROM9和LCD4的结构。

数字照相机单元7包括CMOS传感器24和模拟到数字转换器(ADC)25。CMOS传感器接收光26并产生对应的电信号27，它被转换为图象信号28。图象信号28被送到微控制器8，它运行显示驱动软件29，提供显示信号30到显示器4。

微控制器8执行第一、第二和第三程序31、32、33。第一程序31执行包含图5所示的程序的步骤S2到S4曝光控制算法。第二程序32执行通常包含图5所示的程序的步骤S5到S7的白平衡算法。第三程序3执行通常包含步骤S8到S10的暗参照算法。在执行算法时，微控制器8与照相机单元7交换信号34、35、36。例如，第一程序31接收光电平并发送关于像素积分时间的指令。第二程序32接收彩色信道信息并发送指令以调整每个彩色通道的增益。第三程序33接收关于像素泄漏的信息并发送指令以从电信号27中减去它。

第一、第二和第三算法结果37、38、39被发送到寄存器22。在该例中，寄存器22被保存在RAM中，尽管它能够保存在控制器的存储器(未示出)中。

微控制器8执行第四程序40，它检测寄存器22的内容，它包含图5所示的步骤S11到S17。第四程序40产生信号41，它被送到显示驱动器29以显示适合于寄存器22内容的指示器20。

很显然步骤S2到S10和步骤S11到S17不需要由相同的处理器特别是由微控制器8执行。例如，步骤S2到S10可以由嵌在照相机单元7中的处理器执行。

很显然对上述实施例可以做出很多修改。例如，数字照相机单元可以安装在手机的任何位置，例如在手机的正面或通过电缆连接到手机。图象传感器可以包括不同类型的传感器，比如电荷耦合装置(CCD)。

不需要确定稳定的解决方案是否已经找到，其他的标准可以被用于确定一幅图象是否准备好被获取。这些标准可以包括数字阈值或范围。

不同形状的指示器可以被使用，比如圆形分格统计图。一种或多种标记可以被使用并且一个或多个级能够被显示。标记的数量不需要等于级的数量。指示器可以包括多级彩色指示器。从而，例如一个绿色状态可以表示最佳质量图片的图象，淡黄色的状态可以表示接近最佳质量图片，而红的状态可以表示差质量图片。指示器可以是多种形状的。因此，打钩或方格图案可以表示最佳质量图片。

另外或作为替换，音频信号可以被提供作为图象质量的指示器。这可以包括读出的词，比如“准备好”或“没准备好”，改变音调的不同语调或语气。

Claims

1、一种数字照相机，包括图象质量指示器。

2、根据权利要求1的数字照相机，包括用于与所述的图象质量指示器一起显示图象的显示器。

3、根据权利要求1的数字照相机，其中图象质量指示器根据一个或多个图象参数指示图象是否是最佳的。

4、根据权利要求3的数字照相机，其中所述一个或多个图像参数包括曝光量。

5、根据权利要求3的数字照相机，其中所述一个或多个图像参数包括白平衡。

6、根据权利要求3的数字照相机，其中所述一个或多个图像参数包括暗参照。

7、包含根据权利要求1的数字照相机的移动通信设备。

8、包含根据权利要求1的数字照相机的移动电话手机。

9、一种操作数字照相机的操作的方法，包括提供具有图象质量指示器的所述照相机的用户界面。

10、根据权利要求9的方法，包括获取一幅图象。

11、根据权利要求10的方法，包括与所述指示器一起显示所述获取的图象。

12、根据权利要求10的方法，进一步包括执行用于确定所述图象质量的一个或多个算法。

13、根据权利要求12的方法，其中执行用于确定获取的图象质量的一个或多个算法包括确定所述图象的曝光量。

14、根据权利要求12的方法，其中执行用于确定获取的图象质量的一个或多个算法包括确定所述图象的白平衡。

15、根据权利要求12的方法，其中执行用于确定获取的图象质量的一个或多个算法包括确定所述图象的暗参照。

16、根据权利要求12的方法，包括确定所述一个或多个算法是否已经找到稳定的解决方案。

17、用于执行权利要求9的计算机程序。

18、一种数字照相机，包括图象传感器，用于从图象传感器接收信号并产生图象信号的转换电路，用于接收图象信号并输出对应于图象信号的图像的显示器和用于控制图象传感器、转换电路和显示器的控制电路，其中控制电路包括处理器，用于确定图象信号的质量并产生用于指示用户图象信号是否满足一个或多个图象质量条件的信号。