CN1734343A - 用于对照相机进行曝光调节的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于自动调节照相机曝光以改善图像质量的照相手机和方法。用目前的曝光预览物体图像，从该预览图像的帧中选取数据并分析该数据以确定该预览物体的照度，并根据该分析结果调节曝光。

Description

用于对照相机进行曝光调节的方法和设备
发明背景
发明领域
本发明涉及一种照相机，更特别的是涉及一种可自动调节曝光从而改善照相手机的图像质量的方法。
相关领域的描述
使用移动通信终端的移动通信***提供能够发送和接收图像和音频信号或文本信息的多媒体通信服务。根据近来的移动通信市场趋势，具有内置照相机的移动通信终端得到了发展，其允许移动通信终端被用于多媒体通信，并且被许多移动通信服务的用户使用。
具有内置照相机的移动通信终端(此后，称为照相手机)是具有内置的或可连接其上的小型数码照相机的移动通信终端。照相手机允许对物体进行拍摄，并将所拍的图像存储到嵌入该移动通信终端内的存储器中，并进一步允许将拍摄的图像发送到另一个已建立了通话的用户。
为了用照相手机拍摄具有好的图像质量的物体，该物体具有足够的照度是很重要的。当该物体的照度不足时，该数字拍摄的图像可能包含噪声，其导致该图像亮度和色彩感的下降。当在低照度情况下拍摄物体时，图像质量的下降可能更加明显。因此，需要将曝光调节到与相应的照明条件相适的能力。
为了保证物体合适的照度，传统的照相手机具有单独的光学传感器，用于测量来自该物体的光量，以确定该物体的照度。提供手动调节曝光为黑暗模式，或夜晚拍摄模式，其曝光适于在低照度下拍摄物体。
图1是示出使用传统照相手机在低照度条件下拍摄物体的方法的流程图。该方法包括照度的手动调节模式。
参考图1，用户首先在目前的曝光下用该照相手机预览物体(S10)，并确定是否根据该预览图像来获得照片(S20)。如果该用户确定该预览图像照明充足，则可以拍摄该物体(S70)。
当在低照度条件下拍摄物体时，用户可以手动地将曝光调节为黑暗模式(S30)。如果曝光不是手动调节，那么该用户利用光学传感器测量该物体的光量，并检查该预览图像相应的照度水平(S40)。
如果该预览图像被确定为具有比确定水平更低的照度(S50)，那么该用户手动地将曝光调节为黑暗模式，或是夜晚拍摄模式，以增加曝光时间(S60)。手动调节利用该照相手机的输入/输出单元来执行。
用户在该曝光条件(S50)下预览该物体，并利用如在步骤S60中所调节的曝光(黑暗曝光模式)拍摄该物体(S70)。
但是在步骤S60中增加曝光时间使得将由移动终端拍摄的物体每秒的帧数减少。例如，如果预览图像符合每秒30帧的拍摄，由于通过测量光量所检查到的照度值被确定为低照度，使得30FPS的设定被改为15FPS(每秒15帧拍摄)，所以该曝光时间要加倍(延长)。结果，可以拍摄具有高质量的图像，因为与该物体照度有关的曝光时间的设定具有足够的值。
用于改善照相手机的图像质量的传统方法，其问题在于用户必须手动调节曝光，并且需要用于测量物体光量的单独的传感器。另外，当物体移动时，很难通过手动调节曝光来捕获和拍摄瞬间的运动。
因此，需要一种可以易于自动调节拍摄物体时所使用的曝光的照相手机。本发明致力于这些和其它要求。
发明概述
本发明的特征和优点将在随后的描述中进行阐明，并且部分的从该描述中得以明白，或是可以通过实践本发明得以认识。本发明的目的和其它优点将通过说明书和在此的权利要求以及附图中所指的独特结构得以认识和获得。
本发明涉及一种用于为拍摄物体而快速和方便地自动调节照相机的曝光的方法。为了实现这个和其它目的以及优点，按照本发明的目的，作为在此具体和广泛地描述，提供一种用于自动调节可以拍摄物体图像的照相机的曝光的设备和方法，其通过用目前的曝光预览物体的图像，从该预览图像的帧中选取数据，分析该选取的数据，并根据该分析结果调节曝光，从而自动调节该照相机的曝光。
在本发明的一个方面，提供一种用于调节用来拍摄物体图像的照相机的曝光的方法。该方法包括：用目前的曝光预览该物体的图像，以提供一个或多个帧，从该预览图像的至少一帧中选取涉及物体照度的数据，根据该数据确定物体的照度，并根据该已确定的照度调节曝光。
优选地，该数据包括该预览图像的亮度水平分布、照相机图像传感器的电子快门速度，或该照相机图像传感器的增益值。可以考虑从该预览图像的每一帧中以及所确定的每一帧的照度中选取数据，或是也可以从该预览图像的帧子集中以及所确定的帧的每个子集的照度中选取该数据。
优选地，根据一个或多个阈值将物体的照度确定为或者是亮、暗，或者是维持目前曝光。可以考虑根据该预览图像目前的曝光来设定该阈值。
可以考虑从该预览图像的帧中选取与该物体照度有关的多个数据类型，并针对至少一帧根据每个数据类型来确定该物体的照度。优选地，从多个帧中选取该多个数据类型，并针对多个选取的帧根据每种数据类型来确定该物体的照度。可以考虑针对从其中所选取数据的每一帧或是针对从其中选取数据的帧的子集根据该多个数据类型来确定物体照度。
如果根据多个数据类型的每一个所确定的照度与该预览图像中的至少一帧相一致，则可以考虑调节该曝光。如果根据多个数据类型的每一个所确定的照度不与该预览图像中的至少一帧相一致，则可以考虑维持该曝光。
优选地，确定根据多个数据类型中的每一个所确定的照度与给定帧相一致的次数，如果该确定的次数大于或等于预定数目则调解该曝光，并且如果确定次数小于该预定数目，则维持目前的曝光。如果根据多个数据类型中的每一个所确定的照度与连续帧相一致的次数大于或等于预定数目，则可以考虑调节该曝光。
优选地，多个数据类型包括该预览图像的亮度水平分布、照相机图像传感器的电子快门速度和该照相机图像传感器的增益值。将物体的照度确定为亮、暗和维持目前曝光之一的第一确定是针对从其中选取多个数据类型的帧中的至少一帧根据亮度水平分布使用第一阈值来执行的，并且将物体的照度确定为亮、暗和维持目前曝光之一的第二确定是针对从其中选取多个数据类型的帧中的至少一帧根据该照相机图像传感器的电子快门速度和增益值使用第二阈值来执行的。只要任意帧的该第一确定与该第二确定相匹配，则增加计数值。如果计数值大于或等于预定数目时，则调节该曝光，并且如果该计数值小于该预定数目时，则维持该曝光。
在本发明的另一方面，提供一种用于调节用来拍摄物体图像的照相机的曝光的方法。该方法包括：用目前的曝光预览该物体的图像，以提供一个或多个帧，从该至少一帧中选取第一和第二照度指示，根据该第一照度指示确定物体的第一照度，根据该第二照度指示确定物体的第二照度，维持所确定的第一照度与所确定的第二照度针对任意帧相匹配的次数的计数值，并根据该计数值调节曝光。
优选地，该第一照度指示是亮度水平分布，并且根据至少一帧的每个像素的亮度水平分布使用第一预设阈值分析该第一照度指示。优选地，该第二二照度指示是照相机图像传感器的电子快门速度和增益值，并且根据对应于至少一帧的照相机图像传感器的电子快门速度值和增益值使用第二预设阈值分析该第二照度指示。可以考虑根据该预览图像目前的曝光不同地设定该第一阈值和该第二阈值。
优选地，该第一照度和第二照度被确定为或是亮、暗，或是维持目前的曝光。可以考虑从该预览图像的每一帧中选取该第一照度指示和第二照度指示，并针对每一帧确定第一照度和第二照度来。
如果计数值大于或等于预定数目时，则可以考虑调节该曝光，并且如果该计数值小于该预定数目时，则可以考虑维持目前的曝光。优选地，维持在连续帧中该所确定的第一照度与第二照度相匹配的次数的计数值，如果该计数值大于或等于预定数目时，调节该曝光。
在本发明的另一方面，提供一种照相手机。该照相手机包括用于存储物体图像的存储器件，用于显示与所拍摄物体有关的信息的LCD，用于允许用户输入或接收与所拍摄物体有关的信息的输入/输出单元，以及适于执行利用本发明方法的程序的微处理器单元。
本发明另外的特征和优点将在随后的描述中进行阐明，并且部分的从该描述中得以明白，或是可以通过实践本发明得以认识。应该了解的是前述的概括描述和本发明下面的详细描述都是示例性的和解释性的，并且倾向于按照所要求保护的来提供本发明的进一步解释。
根据下面参考附图的实施例的详细描述，对本领域技术人员来说，这些和其它实施例也将变得容易明白，本发明并不局限于所公开的任何特定实施例。
附图说明
包括为本发明提供进一步的了解，并且并入并组成说明书一部分的这些附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于对本发明的原理进行解释。在不同的附图中用相同的数字所参考的本发明特征、部件和方面表示与一个或更多实施例一致的相同、相等或相似的特征、部件或方面。
图1是示出用于改善照相手机的图像质量的传统方法流程图。
图2是示出根据本发明的用于改善照相手机的图像质量的方法流程图。
图3是示出根据本发明的用于改善图像质量的方法流程图，其中将曝光从目前的正常曝光(15FPS)调节到长曝光(7.5FPS)。
图4是示出用于根据图2分析所选取的帧并确定照度的方法流程图。
图5是示出当目前曝光为15FPS时，根据预览图像照度的亮度水平分布图。
图6是示出当目前曝光为7.5FPS时，根据预览图像照度的亮度水平分布图。
图7是示出当目前曝光为3.75FPS时，根据预览图像照度的亮度水平分布图。
图8是示出当目前曝光为15FPS时，根据预览图像照度的传感器的电子快门速度值和增益值的图表。
图9是示出当目前曝光为7.5FPS时，根据预览图像照度的传感器的电子快门速度值和增益值的图表。
图10是示出当目前曝光为3.75FPS时，根据预览图像照度的传感器的电子快门速度值和增益值的图表。
优选实施例的详细描述
本发明涉及用于改善照相手机的图像质量的方法，其自动检查要被拍摄的物体的照度，并自动调节曝光。虽然本发明用照相手机进行举例说明，但是当在物体的照度由于***环境的影响而频繁改变的情况下拍摄物体时，可以考虑在通常的其它通信装置和数字照相机中利用本发明用于改善图像质量。
通常，当用照相手机拍摄物体时，为了手动调节曝光，用户利用传感器测量光量。本发明提供一种通过按照预定的算法自动调节曝光来改善所拍摄物体的图像质量的方法，其分析亮度水平分布、照相机传感器的电子快门速度值和增益值，以便按照物体的照度来调节曝光。
用于实现本发明方法的照相手机包括：微处理器单元(MPU)，运行用于执行和控制算法操作的程序以实现该方法；存储器件，用于存储该算法和图像；以及包括例如LCD和按键输入/输出单元的装置的基本硬件。虽然利用对物体进行拍摄来描述本发明，但是本领域技术人员应该了解，可以连续拍摄一系列连续的静止图像以获得由任意数量的单独静止帧组成的运动视频。
图2是示出根据本发明的用于改善照相手机的图像质量的方法流程图。图4是示出用于根据本发明的从物体的预览图像中所选取的帧来确定照度的子程序流程图。
参考图2和图4，当用户选择物体进行拍摄时，该照相手机的照相机在目前的曝光下在MPU的控制下预览该物体(S100)。随后该用户确定是否用目前的曝光拍摄该预览的物体(S120)。
当在步骤S120中决定不用目前的曝光拍摄物体时，该MPU从该预览图像中选取用于确定该预览图像的照度的帧(S220)，用多种方式确定该所选取帧的照度(S300)，如果满足预定标准时则调节该照相手机的曝光(S400)。可以从每一个所选取的帧中或是该所选取帧的子集中选取亮度水平分布(S240)以及该照相机传感器的电子快门速度和增益值(S260)，这些值用于确定照度。。
如图2和图4所示，根据该预览图像的亮度水平分布(S320)以及照相机传感器的电子快门速度和增益值(S330)来为从第一帧到第N帧的每一帧确定照度。当确定照度时(S300)，根据目前的曝光来指定阈值。
如果确定针对给定帧的根据该亮度水平分布(S320)的照度与根据该电子快门速度和增益值(S330)的照度二者相符(S340)，则MPU增加计数值(S350)。当确定照度相符的数大于或等于预设的数时(S420)，自动地将该曝光调节为相应的曝光(S440)。优选地，用于自动调节该曝光的标准是，对于预定数目的连续图像帧来说，根据该亮度水平分布(S320)的确定与根据该电子快门速度和增益值(S330)的照度相符。
在步骤S440中，该照相手机的曝光在由该MPU所运行的程序控制下被调节到合适的曝光。该照相手机利用该已调节的曝光再次预览该物体(S120)，并且该用户按压该输入/输出键区单元的相应按键，以拍摄该物体(S140)。
参考表2到表7和图2到图10，连同如表1所示的作为优选实施例提出的自动曝光调节算法一起，更加详细的描述本发明。
首先，如表1所示，为自动曝光调节算法设定4个建议的曝光。根据每秒所拍摄的帧的数目(FPS)划分每个曝光，因此将曝光设定为正常曝光和长曝光，每个模式包括两个子模式。如表所示，正常曝光被设定为30FPS或15FPS，长曝光被设定为7.5FPS或3.75FPS(特长曝光)。如表1中的算法所示，有10种可用的情况用于将一个曝光调节到另一个曝光。
在如表1所示的自动曝光调节算法中，可以根据物体的照度将曝光从正常曝光自动调节到长曝光，特别是从30FPS到7.5FPS(1)，从30FPS到3.75FPS(2)，从15FPS到7.5FPS(3)，以及从15FPS到3.75FPS(4)。相反地，也可以根据物体的照度将曝光从长曝光自动调节到正常曝光，特别是从7.5FPS到30FPS(6)，从3.75FPS到30FPS(7)，从7.5FPS到15FPS(8)，以及从3.75FPS到15FPS(9)。另外，也可以根据物体的照度将曝光从长曝光自动调节到特长曝光，特别是从7.5FPS到3.75FPS(5)，或是从特长曝光自动调节到长曝光，特别是从3.75FPS到7.5FPS(10)。
将说明把目前设定的曝光从15FPS的正常曝光调节到7.5FPS的长曝光的情况。假设目前物体的照度为20Lux。
[表1]自动曝光调节算法
  自动调节曝光   自动调节的FPS数
  从正常曝光调节到长曝光   1   30FPS→7.5FPS
  2   30FPS→3.75FPS
  3   15FPS→7.5FPS
  4   15FPS→3.75FPS
  从长曝光调节到特长曝光   5   7.5FPS→3.75FPS
  从长曝光调节到正常曝光   6   30FPS←7.5FPS
  7   30FPS←3.75FPS
  8   15FPS←7.5FPS
  9   15FPS←3.75FPS
  从特长曝光调节到长曝光   10   7.5FPS←3.75FPS
图3示出了图2所示方法的优选实施例，其中为了拍摄物体，目前的曝光从正常曝光(15FPS)调节到长曝光(7.5FPS)。因此，在图2中所用的相同的参考标记被用于图3中。
参考图3，照相手机的照相机用目前设定的曝光(15FPS的正常曝光)预览要被拍摄的物体，并且通过MPU所运行的程序从该预览图像中选取用于确定目前的照度所需要的数据(S200)。
所选取的数据对应于该预览图像的亮度水平分布(S240)以及照相机传感器的电子快门速度值和增益值(S260)。这些数据可以从该预览图像的每一个捕获帧(15帧每秒)中或是从该预览图像的捕获帧子集中选取。如图3所示，考虑到施加在该照相手机上的负荷，从15帧中的5帧(帧1，4，7，10和13)中选取该数据(S220)。
接下来，通过对每一个选取帧1，4，7，10和13(S300)的该亮度水平分布(S240)以及存储在该照相机传感器的寄存器中的电子快门速度值和增益值(S260)进行分析，从而确定照度。通过分析每一帧的所选取的数据，使得该照度的确定和该数据的分析被执行了5次，从而确定照度(S300)。图4示出了用于根据所选取的帧分析该数据(S320和S330)和确定照度的子程序。
表2(15FPS)，表3(7.5FPS)和表4(3.75FPS)是当该预览物体图像的亮度水平定量在0～255之中时，用于根据亮度水平分布(S320)来确定照度的数据。从其上选取数据的该预览图像等于192×144像素，并且该亮度水平分布从数据的总像素27648中选取。每个表中的垂直轴对应于亮度水平，水平轴对应于物体的照度。
图5、6和7是分别图示了表2、3和4中的数据的亮度水平分布图。参考表2和图4和5，将对根据亮度水平分布(S320)来确定照度进行更加详细的说明。
基于为100的预设的目前曝光(15FPS)的阈值，确定在27648总像素数据的亮度水平分布中是否有超过83％的亮度水平位于左边(S323)。如图5所示的阈值100是当照度为43.5Lux时，从分布最大的像素数据的亮度水平中获得的。该照度(43.5Lux)与通常放置在明亮位置处的书桌下的阴影的亮度相一致。
由于目前物体的照度(20Lux)比该阈值100的相应照度(43.5Lux)更暗，所以如图5所示，该目前(第一)图像帧的亮度水平分布在左边。因此，该目前(第一)图像帧的照度被确定为暗(S329)，或是低照度。相反地，在图5中，基于为100的预设的目前曝光(15FPS)的阈值，如果在27648总像素数据的亮度水平分布中超过83％的亮度水平分布在右边，那么MPU确定该目前图像帧的照度为亮(S328)。在其他情况下，维持目前的曝光(S327)。
在根据亮度水平分布(S320)完成照度的确定以后，针对该目前(第一)图像帧，通过该照相机传感器的电子快门速度值和增益值来确定目前物体的照度(20Lux)(S330)。
[表2]当在目前的曝光(15FPS)情况下预览物体时根据照度的图像亮度水平分布
Figure A20051009809300151
表5示出了在目前的曝光(15FPS)下基于照相机传感器的特性，根据该照度改变的十六进制的电子快门速度值和增益值。图8是用水平轴表示照度(Lux)，用垂直轴表示基于表5所示的数据从十六进制值调节到十进制值的曲线图。参考表5和图8，将对根据该电子快门速度和增益值(S330)来确定照度进行更加详细的说明。
MPU程序把根据目前曝光(15FPS)的照度(43.5Lux)预设的每个阈值0x768和0x39，与对应于目前(第一)图像帧的目前照度(20Lux)的电子快门速度值0x768(S333)和增益值0X21(S334，S335)进行比较，并确定该目前(第一)图像帧是否是亮(S336)、暗(S338)或是合适并应该维持的(S337)。
[表3]当以目前的曝光(7.5FPS)预览物体时，根据照度的图像亮度水平分布
Figure A20051009809300171
首先，将电子快门速度值0x768与阈值0x768进行比较(S333)。如果电子快门速度值0x768大于阈值0x768，则目前(第一)图像帧被确定为或是亮(S336)，或是维持(S337)。如果电子快门速度值0x768等于或小于阈值0x768，则目前(第一)图像帧被确定为或是暗(S338)，或是维持(S337)。一旦将电子快门速度值与阈值进行比较(S333)，就将增益值0x21与阈值0x39进行比较(S334，S335)。
[表4]当以目前的曝光(3.75FPS)预览物体时，根据照度的图像亮度水平分布
Figure A20051009809300191
在步骤S333中，在确定该快门速度值大于或等于该阈值的情况下，如果该增益值小于或等于该阈值，则目前(第一)图像帧被确定为暗(S338)，如果该增益值大于该阈值，则被确定为维持(S337)。在步骤S333中，在确定该快门速度值小于该阈值的情况下，如果该增益值大于或等于该阈值，则目前(第一)图像帧被确定为亮(S336)，如果该增益值小于该阈值，则被确定为维持(S337)。在本例中，由于在步骤S333中确定该电子快门速度值0x768等于该阈值0x768，并且在步骤S334中确定该增益值0x21小于该阈值0x39，因此确定该目前图像帧为暗(S338)。
[表5]当目前曝光为15FPS时照相机传感器的电子快门速度值和增益值
只有在根据亮度水平分布(S320)所确定的该目前图像帧的照度与根据该电子快门速度和增益值(S330)所确定的该目前图像帧的照度相一致时，该计数值才增加(S350)。如果根据该电子快门速度和增益值(S330)所确定的照度与根据亮度水平分布(S320)所确定的照度不同时，该计数值不会增加。
在确定该目前(第一)图像帧的照度时，根据亮度水平分布(S320)的确定以及根据该电子快门速度值和增益值(S330)的确定与产生该目前(第一)图像帧为暗(S340)的两个确定相一致。因此，增加该确定相一致次数的计数值(S350)。
对每一个剩余帧(帧4，7，10，和13)都执行根据该亮度水平分布(S320)以及根据该电子快门速度值和增益值(S330)来确定照度。在对每一帧都完成了根据该亮度水平分布(S320)以及根据该电子快门速度值和增益值(S330)来确定照度以后，确定相一致的计数值是否等于或大于3次(S420)，如果大于的话，则自动调节该曝光(S440)。
在本例中，当确定在目前正常曝光(15FPS)的情况下所预览的图像是低照度(20Lux)时，该正常曝光(15FPS)被自动调节为更长的曝光，例如步骤S400中的长曝光(7.5FPS)。当在MPU程序控制下调节该曝光(7.5FPS)以适于该物体目前的照度(20Lux)以后(S400)，照相手机的照相机利用该已调节的曝光(7.5FPS)再次预览该物体(S100)，并且用户可以拍摄该预览的物体(S140)。如果对帧(1，4，7，10，和13)所执行的确定不符合大于3次，则确定该目前的曝光为合适的曝光(S420)，并且不调整该曝光而将其维持在15FPS。
前面的例子举例说明了将正常曝光(15FPS)调节到长曝光(7.5FPS)的情况。下面将说明当物体在低照度(10.31Lux)情况下时，将正常曝光(15FPS)调节到特长曝光(3.75FPS)的情况。
表3示出了当在目前的曝光(7.5FPS)情况下预览物体时根据照度的图像亮度水平分布。图6是图示了表3中的数据的亮度水平分布图。表6示出了在目前的曝光(7.5FPS)下基于该照相机传感器的特性，根据该照度改变的十六进制的电子快门速度值和增益值。图9是用水平轴表示照度水平(Lux)，用垂直轴表示从十六进制值调节到十进制值的曲线图。将参考图2，4，5，6，8，和9，对表3和6进行说明。
首先，如同前面的例子所做的一样，将目前的曝光从正常曝光(15FPS)调节到长曝光(7.5FPS)。照相手机的照相机在目前已调节的曝光(7.5FPS)下再次预览该物体。
当用户确定不拍摄该预览图像时(S120)，MPU程序从该预览图像中选取3帧(帧1，3，和5)用于确定照度(S220)。随后，如同前面的例子一样，根据亮度水平分布(S320)以及根据电子快门速度值和增益值(S330)确定每一帧(帧1，3，和5)的照度。
根据亮度水平分布(S320)的照度通过用阈值120分析亮度水平分布来确定。接下来，使用阈值0x4f0和0x4c来根据电子快门速度值和增益值(S330)来确定每一帧的照度。实验上获得的阈值与155Lux的照度相对应，该照度通常觉得是亮。
优选地，如表3和图6中所示，基于阈值120，与该物体目前的照度(10.31Lux)相对应的亮度水平超过83％分布在左边，由此表明该目前(第一)图像(第一帧)为暗(S329)。接下来，如表6和图9所示，与目前的照度(10.31Lux)相对应的传感器电子快门速度值0x2018大于阈值0x04f0(S333)，并且与目前的照度相对应的传感器的增益值0x22小于阈值0x04f0(S334)，由此确定该图像为暗图像(S338)。
[表6]当目前曝光为7.5FPS时照相机传感器的电子快门速度值和增益值
Figure A20051009809300221
因此，对该目前(第一)图像帧的照度的每个确定(S320，S330)被确定为与暗图像相一致(S340)，并且增加了确定相一致的计数值(S350)。当通过分析从其它所选取帧(帧3和5)选取的数据来执行该确定(S320，S330)，并且确定相一致的计数值被确定为大于或等于3(S420)时，确定目前物体的照度处于低照度情况，MPU程序自动将目前的曝光(7.5FPS)调节到更长的曝光，例如特长曝光(3.75FPS)。
照相手机的照相机利用已调节的曝光(3.75FPS)再次预览该物体。然后用户能够按压该照相手机的输入/输出单元的按键来拍摄该物体(S140)。当把目前正常曝光(15FPS)调节到特长曝光(3.75FPS)时，通过与前述相同的过程先将目前正常曝光(15FPS)调节到长曝光(7.5FPS)，然后把长曝光(7.5FPS)调节到特长曝光(3.75FPS)。
表4示出了当在目前的曝光(3.75FPS)情况下预览物体时根据照度的图像亮度水平分布，图7是图示了表4中的数据的亮度水平分布图。表7示出了在目前的曝光(3.75FPS)下基于该照相机传感器的特性，根据该照度改变的十六进制的电子快门速度值和增益值。图10是用水平轴表示照度(Lux)，用垂直轴表示基于表7的数据从十六进制值转换成十进制值的曲线图。
参考表4和7，以及图2，4，7，和10，将对为了拍摄该物体而把目前设定的特长曝光3.75FPS调节到较短的曝光，例如长曝光(7.5FPS)或是正常曝光(15FPS)的实施例进行说明。MPU程序使用3.75FPS的曝光从该预览图像中选取第一、第二和第三帧(S220)，并且为每一个所选取帧确定照度(S300)。
在根据亮度水平分布为每一帧确定照度(S320)，以及在根据照相机传感器的电子快门速度值和增益值为每一帧确定照度(S330)时，MPU程序基于与该照度191Lux相对应的各个阈值119、0x0278和0x4b来确定该第一、第二和第三帧的照度。该照度(191Lux)对该实验上获得的阈值来说是一个标准，并且该照度水平比通常的照度水平更亮。当用该阈照度水平与155Lux的照度相比较时，用肉眼很难区别该191Lux的照度。
将目前的曝光(15FPS)调节到更长的曝光，例如长曝光(7.5FPS)或是特长曝光(3.75FPS)的实施例先前已经进行了说明。但是通过参考图2和4所说明的方法，可以将目前的曝光调节到表1所示算法所提出来的每个曝光上。
[表7]当目前曝光为3.75FPS时照相机传感器的电子快门速度值和增益值
Figure A20051009809300241
在其它情况下，该阈值对该目前的曝光(15FPS，7.5FPS和3.75FPS)分别进行不同地设定，其中该阈值在调节曝光处理中是用于确定照度的标准值。这表示在作为用于确定该照度的标准值的阈值之间产生合适的差值。该差值的提供可以防止在对应于特定阈值的照度下的特定物体的预览图像在两个曝光期间频繁地改变的故障。
例如，如图5所示，当确定目前的正常曝光(15FPS)是否需要被调节到长曝光(7.5FPS)时，对目前的曝光(15FPS)的亮度水平分布来说，阈值是100。相反地，如图6所示，当确定目前的长曝光(7.5FPS)是否需要被调节到正常曝光(15FPS)时，该目前的曝光(7.5FPS)的亮度水平分布的阈值为120。由此，因为在阈值之间由亮度水平单元提供了至少20的差值，所以可以防止由于在曝光(15FPS和7.5FPS)之间的频繁移动所引起的故障。另外，也可以对该照相机传感器的电子快门速度值和增益值的阈值提供差值，可以进一步防止故障。
如上所述，在本发明中，当在照度水平在任何时候根据***环境发生改变的同时拍摄物体时，可以自动地将曝光调解为最佳的曝光。由于其有利于拍摄增加了图像质量的图像，特别是在低照度条件下拍摄物体时，可以在保持最佳的图像质量的同时拍摄图像。
此外，可以对突然运动的物体进行聚焦，并且可以进行快速和简单的拍摄，而不需要手动调节曝光。此外，因为本发明通过选取从预览图像中所获得的亮度水平分布以及该照相机传感器的电子快门速度值和增益值来检查目前的照度，所以不需要独立的光学传感器，从而简化了实现本发明方法的照相手机的设计，并且使该装置的尺寸最小化，以便可额外实现生产成本的减少。
因为本发明可以在不离背其精神和本质特征的情况下用多种形式进行实施，所以应该了解的是除非另有说明，上述实施例并不局限于前述描述中的任何细节，而是可以在其如所附权利要求所定义的精神和范围内进行宽泛的解释，并且由此落入该权利要求的界限和范围或是等同于该界限和范围内的所有改变和修改，都被认为包含在该所附权利要求中。

Claims (40)

1、一种用于调节拍摄物体的照相机的曝光的方法，该方法包括：
用目前的曝光预览该物体的图像，该预览图像包括一个或多个帧；
从该预览图像的一个或多个帧中的至少一帧中选取数据，该数据与该物体的照度有关；
根据该所选取的数据确定该物体的照度；以及
根据该所确定的照度调节曝光。
2、如权利要求1的方法，其中该所选取的数据包括该预览图像的亮度水平分布、照相机图像传感器的电子快门速度和该照相机图像传感器的增益值中的至少一个。
3、如权利要求1的方法，其中从该预览图像的该一个或多个帧中的每一帧中选取数据，并且通过分析该所选取的数据来确定该一个或多个帧中的每一帧的照度。
4、如权利要求1的方法，其中从该预览图像的该一个或多个帧的子集中选取数据，并且通过分析该所选取的数据来确定该一个或多个帧的子集的每一个的照度。
5、如权利要求1的方法，其中根据至少一个阈值将该物体的照度确定为亮、暗和维持目前的曝光中的一个。
6、如权利要求5的方法，其中该至少一个阈值是根据该预览图像的目前的曝光来设定的。
7、如权利要求1的方法，进一步包括从该预览图像的一个或多个帧中的至少一帧中选取多种类型的数据，该多种类型的数据与该物体的照度有关，并针对从其上选取数据的该至少一帧根据该多种类型的数据来确定该物体的照度。
8、如权利要求7的方法，其中如果根据该多种类型的数据中的每一个确定的照度与该预览图像的一个或多个帧中的至少一帧相一致时，调节该曝光。
9、如权利要求7的方法，其中如果根据该多种类型的数据中的每一个确定的照度与该预览图像的一个或多个帧中的至少一帧不一致时，维持该曝光。
10、如权利要求8的方法，其中从该预览图像的多个帧中选取该多种类型的数据，并针对该多个帧中的至少两帧根据该多种类型的数据来确定照度，并且进一步包括确定根据该多种类型的数据中的每一个所确定的照度与该至少两帧中的任意一帧相一致的次数，使得如果该确定次数大于或等于预定数时，则调节该曝光。
11、如权利要求10的方法，其中如果根据该多种类型的数据中的每一个所确定的照度与连续帧相一致的次数大于或等于预定数时，则调节该曝光。
12、如权利要求10的方法，其中如果该确定次数小于该预定数时，则维持目前的曝光。
13、如权利要求7的方法，其中针对从其上选取数据的帧中的每一帧根据该多种类型的数据确定该物体的照度。
14、如权利要求7的方法，其中针对从其上选取数据的帧的子集根据该多种类型的数据确定该物体的照度。
15、如权利要求7的方法，该多种类型的数据包括该预览图像的亮度水平分布、照相机图像传感器的电子快门速度和该照相机图像传感器的增益值，并且其中将该物体的照度确定为亮、暗和维持目前曝光之一的第一确定是根据该亮度水平分布使用第一阈值来执行的，并且将该物体的照度确定为亮、暗和维持目前曝光之一的第二确定是根据该照相机图像传感器的电子快门速度和增益值使用第二阈值来执行的，对从其上选取该多种类型的数据的帧中的至少一帧执行该第一确定和第二确定，使得对任意的该至少一帧来说，只要该第一确定与该第二确定相匹配，则增加计数值，如果该计数值大于或等于预定数时，则调节该曝光，并且如果该计数值小于该预定数时，则维持该曝光。
16、一种用于调节拍摄物体的照相机的曝光的方法，该方法包括：
用目前的曝光预览该物体的图像，该预览图像包括一个或多个帧；
从该预览图像的一个或多个帧中的至少一帧中选取第一照度指示；
从该预览图像的一个或多个帧中的该至少一帧中选取第二照度指示；
针对该一个或多个帧中的该至少一帧根据该第一照度指示确定该物体的第一照度；
针对该一个或多个帧中的该至少一帧根据该第二照度指示确定该物体的第二照度；
针对该一个或多个帧中的一帧维持所确定的第一照度与该所确定的第二照度相匹配的次数的计数值；以及
根据该计数值调节该曝光。
17、如权利要求16的方法，其中该第一照度指示是亮度水平分布。
18、如权利要求16的方法，其中该第二照度指示是照相机图像传感器的电子快门速度和增益值。
19、如权利要求16的方法，其中根据该一个或多个帧中的该至少一帧的每个像素的亮度水平分布使用第一预设阈值分析该第一照度指示，并且根据与该一个或多个帧中的该至少一帧相对应的照相机图像传感器的电子快门速度值和增益值使用第二预设阈值分析该第二照度指示。
20、如权利要求19的方法，其中根据该预览图像目前的曝光不同地设定该第一阈值和第二阈值。
21、如权利要求16的方法，其中从该预览图像的该一个或多个帧的每一帧中选取该第一照度指示和第二照度指示，并且对该一个或多个帧中的每一帧确定该第一照度和第二照度。
22、如权利要求16的方法，其中该第一照度和第二照度中的每一个都被确定为亮、暗和维持目前曝光中的一个。
23、如权利要求16的方法，其中如果该计数值大于或等于预定数时，调节该曝光。
24、如权利要求16的方法，进一步包括维持该所确定的第一照度与该所确定的第二照度在该一个或多个帧的连续帧中相匹配的次数的计数值，并且其中如果该计数值大于或等于预定数时，调节该曝光。
25、如权利要求16的方法，其中如果该计数值小于该预定数，则维持目前的曝光。
26、一种照相手机，包括：
存储装置，用于存储物体的图像；
LCD，用于显示与所拍摄物体有关的信息；
输入/输出单元，用于允许用户输入或接收与该所拍摄物体有关的信息；
微处理器单元，适于执行程序，以便以目前的曝光预览该物体的图像，该预览图像包括一个或多个帧，从该物体的预览图像中选取数据，该数据与该物体的照度有关，根据该所选取的数据确定该物体的照度，以及根据该所确定的照度调节该曝光。
27、如权利要求26的照相手机，其中该所选取的数据包括该预览图像的亮度水平分布、照相机图像传感器的电子快门速度和该照相机图像传感器的增益值中的至少一个。
28、如权利要求26的照相手机，其中该微处理器单元进一步适于从该预览图像的该一个或多个帧的每一帧中选取数据，并且通过分析该所选取的数据来确定该一个或多个帧的每一帧的照度。
29、如权利要求26的照相手机，其中该微处理器单元进一步适于从该预览图像的该一个或多个帧的子集中选取数据，并且通过分析该所选取的数据来确定该一个或多个帧的该子集的每一个的照度。
30、如权利要求26的照相手机，其中该微处理器单元进一步适于根据至少一个阈值来确定该物体的照度为亮、暗和维持目前的曝光中的一个。
31、如权利要求30的照相手机，其中该微处理器单元进一步适于根据该预览图像目前的曝光来设定该至少一个阈值。
32、如权利要求26的照相手机，其中该微处理器单元进一步适于从该预览图像的该一个或多个帧的至少一帧中选取多种类型的数据，该多种类型的数据与该物体的照度有关，并适于针对从其上选取数据的该至少一帧根据该多种类型的数据来确定该物体的照度。
33、如权利要求32的照相手机，其中该微处理器单元进一步适于如果根据该多种类型的数据中的每一个确定的照度与该预览图像的该一个或多个帧的至少一帧相一致时，调节该曝光。
34、如权利要求32的照相手机，其中该微处理器单元进一步适于如果根据该多种类型的数据中的每一个确定的照度与该预览图像的该一个或多个帧的至少一帧不一致时，维持该曝光。
35、如权利要求32的照相手机，其中该微处理器单元进一步适于从该预览图像的多个帧中选取该多种类型的数据，针对该多个帧中的至少两帧根据该多种类型的数据来确定照度，确定根据该多种类型的数据中的每一个所确定的照度与该至少两帧中的任意一帧相一致的次数，如果该确定次数大于或等于预定数时，则调节该曝光。
36、如权利要求35的照相手机，其中该微处理器单元进一步适于如果根据该多种类型的数据中的每一个所确定的照度与连续帧相一致的次数大于或等于预定数时，则调节该曝光。
37、如权利要求35的照相手机，其中该微处理器单元进一步适于如果根据该多种类型的数据中的每一个所确定的照度相一致的次数小于该预定数时，则维持目前的曝光。
38、如权利要求35的照相手机，其中该微处理器单元进一步适于针对从其上选取数据的帧中的每一帧根据该多种类型的数据确定该物体的照度。
39、如权利要求35的照相手机，其中该微处理器单元进一步适于针对从其上选取数据的帧的子集根据该多种类型的数据确定该物体的照度。
40、如权利要求32的照相手机，该多种类型的数据包括该预览图像的亮度水平分布、照相机图像传感器的电子快门速度和该照相机图像传感器的增益值，并且其中该微处理器单元进一步适于根据该亮度水平分布使用第一阈值来执行将该物体的照度确定为亮、暗和维持目前曝光之一的第一确定，并且根据该照相机图像传感器的电子快门速度和增益值使用第二阈值来执行将该物体的照度确定为亮、暗和维持目前曝光之一的第二确定，对从其上选取该多种类型的数据的帧中的至少一帧执行该第一确定和第二确定，进一步适于对任意的该至少一帧来说，只要该第一确定与该第二确定相匹配，则增加计数值，并且进一步适于如果该计数值大于或等于预定数时，则调节该曝光，并且如果该计数值小于该预定数时，则维持该曝光。
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