專利名稱：一種數碼相機成像中內在延遲的修正方法
技術領域：
本發明涉及數碼相機照相技術，尤指數碼相機照相技術中對從攝影者意圖拍攝的時間到數碼相機實際捕捉到畫面的時間之間所產生的內在延遲的修正。
背景技術：
一般，在數碼相機照相時很難拍攝到真正所需的圖像。當試圖拍攝某一瞬間，如小孩子的微笑時，捕捉到的圖像往往太遲，因為在快門打開前，那一瞬間已經過去。該時間誤差產生于數碼相機照相技術中的兩種延遲。第一種延遲是從小孩微笑到快門啟動時使用者所需的反應時間，第二種延遲則是從快門啟動到快門打開時的延遲，該延遲為數碼相機所特有，因為數碼相機在拍攝之前必須完成一些處理程序。這兩種延遲共同導致實際拍攝的時間遲于意圖拍攝的時間。
修正該內在延遲的方法通常有兩種，但均有不足之處。第一種方法是利用數碼相機的最大連拍速度進行連續拍攝，當數碼相機的緩存器被所拍圖像存滿，即對所拍圖像進行處理并存于長期存儲器內。該技術有三個缺點，首先，攝影者意圖攝取圖像的時刻可能出現在緩存器被存滿之后，從而錯過欲攝圖像，其次，一些不需要的圖像也被存儲于長期存儲器內，占據了存儲空間，此外還需人工選擇及決定所需圖像。第二種修正方法被稱為“流水式拍攝”，即以規則的時間間隔快速捕捉并處理圖像，然后將其保存于長期存儲器內。這種方法同樣有幾個缺點，首先，為保證下一圖像的拍攝動作順利進行，圖像處理速度需足夠快，由此使得所存圖像的分辨率明顯低于以同一相機拍攝所得的正常數字圖像的分辨率，其次，如果意圖拍攝的時刻短時間內沒有到來，則存儲器很快就會被存滿，此外，所需圖像的分檢工作也較繁瑣。

發明內容
為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種數碼相機成像中內在延遲的修正方法，該方法不但能夠讓使用者捕捉到真正滿意的圖像，而且圖像的挑選也無需人工進行。
本發明的目的通過提供一種修正數碼相機成像中內在延遲的方法實現，該方法是當攝影者框定圖像時發出一個拍攝指令，對應于此指令，相機開始執行圖像拍攝時所有必須的處理程序，至少包括自動對焦和曝光設定(若相機有自動對焦功能)，處理程序結束時，相機開始按固定禎速(比如每秒10禎)利用數字方式連續拍攝一組圖像，并存于緩存器內。在連續拍攝過程中當攝影者發現意圖捕捉的畫面時，立刻發出捕捉畫面的指令，根據該指令發出前預先設定的一個時間，相機從緩存器所存圖像中選擇并確定至少一幅拍攝時間與手動指令發出時間之間隔最接近該預先設定時間的圖像。最后數碼相機應用處理程序對選定圖像進行處理，并將處理后的圖像存于長期存儲器內，該圖像即為攝影者真正所需捕捉的圖像。
本發明的有益效果是確保使用者拍攝到真正所需的圖像，保證圖像質量，并避免繁瑣的人工挑選工作。
附圖簡要說明下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的描述。


圖1為應用本發明的數碼相機的方塊示意圖；圖2為本發明數碼相機成像中內在延遲的修正方法的流程圖；圖3為本發明中選取所需圖像的流程圖。
圖中，10.光學及圖像傳感器部分，12.光學件，14.光圈及快門組合部件，16.圖像傳感器，20.模擬數字轉換器(A/D)，30.緩存器，40.處理器，60.長期存儲器，70.快門按鈕具體實施方式
請參閱圖1，一般，數碼相機包括光學及圖像傳感器部分10，用于將欲攝景物(圖中未示)的光線傳到圖像傳感器16上。該光學及圖像傳感器部分10包括光學件12以及光圈及快門組合部件14，可利用光圈調節鏡頭孔徑，并利用快門控制曝光時間。本實施例中，圖像傳感器16是由二維陣列的與像素對應的像點感測單元構成，一般是行間轉移技術或禎轉移技術的光電荷耦合組件(CCD)或互補金屬氧化物半導體芯片(CMOS)。該圖像傳感器16曝光于景物光線而生成圖像的模擬信號，再經模擬數字轉換器(A/D)20將每一像點的模擬信號轉換為數字信號。模擬數字轉換器(A/D)20可以裝設在圖像傳感器的芯片上，每一像素均可有其自己的轉換器。從模擬數字轉換器(A/D)20產生的數字信號存儲于緩存器30內，該緩存器一般為隨機存取存儲器(RAM)，至少可以存儲一張圖像。處理器40作為數碼相機的處理控制部分，包括一個與計時電路及數字處理器相結合的微處理器，通過啟動預設、控制曝光(由光圈及快門組合部件14實施)、產生計時信號以及控制圖像信息流等控制相機。當攝影者按動快門按鈕70時，處理器40開始啟動拍攝。通常，快門按鈕70為兩段式按鈕。該按鈕70按至一半(第一段)時，相機開始預先執行盡可能多的操作動作，包括自動對焦和曝光設定等。當決定拍攝時，全部按下快門按鈕70(第二段)，處理器40開始執行計算程序及其它功能并實施曝光進行拍攝。所攝的存于緩存器30內的圖像經處理器40處理后保存于長期存儲器60內，所存圖像可以一直保存到使用者將其刪除為止。
上述數碼相機能夠勝任對靜物或者擺定姿勢的圖像的拍攝，但不能勝任對運動物體以及諸如小孩微笑等瞬間時刻的拍攝，此時，得到的圖像通常都遲于攝影者意圖拍攝的時刻。造成這種時間誤差的原因有兩個。第一個原因是快門延遲，指按動快門按鈕70到實際捕捉到圖像之間的延遲。因為在拍攝之前，處理器需要執行n個必須程序。快門延遲時間雖短，只有200毫秒左右，但意義重大。第二個原因是攝影者的反應延遲，指攝影者意圖拍攝到快門按鈕70按動間的延遲。這是因為人不可能立即作出反應，總是需要一個反應時間，最短的反應時間大約為200毫秒。如果還需要做出其它決定，反應時間會更長。一般，一個簡單的決定及快門按下所需的反應時間約為300毫秒或者更長。
本發明提供的對上述兩種延遲的修正方法如下所述請參照圖1和圖2，首先啟動相機，處理器執行圖像拍攝的準備程序，即步驟100。接著執行步驟110，選擇設定攝影者的反應延遲的修正時間，該修正時間可自動設定，如前面提到的300毫秒，也可由攝影者按其經驗手動設定。之后執行步驟120，攝影者按動快門按鈕70至一半(兩段式按鈕的第一段)，意指所選景物已按需要方式框定只待最佳時機來臨。此時，處理器40開始執行所有預先處理程序，并開始以某個固定的禎速進行拍攝(步驟130)。該禎速可以自行設定，但一般最佳選擇為每秒10禎，即每過1/10秒的時間間隔，相機進行一次拍攝，該時間間隔也可由使用者手動設定，但未標示于圖2中。未經處理的每幅原始的數字圖像均被以先進先出的存儲方式存入緩存器30內(步驟150)，即在圖像存入緩存器30之前，首先進行步驟140的檢查，確定所存圖像是否超出所設定的緩存器存儲圖像的最大數值，而該數值至少要大于按固定禎速在相當于延遲時間(亦即修正時間)的時間段內所能拍攝的圖像的數值。若超出，則刪除最先進入緩存器的圖像(步驟160)，存入新攝圖像(步驟150)，否則，新攝圖像將直接存入緩存器30內(步驟150)。例如假設相機拍攝禎速為每秒10幅，人的反應時間為300毫秒，則緩存器至少應能存儲4幅圖像。若緩存器已存儲4幅圖像但仍有新圖像需被存入時，則移出最先進入緩存器的圖像并存入新攝圖像。根據上述方式，所采用的處理器允許以較低的速度對圖像信息進行處理，而緩存器的存儲空間也可保持固定且相對較小，同時亦允許數碼相機無限制的以某個固定禎速連續拍攝。當然緩存器30必須保證能完整存儲最大數值所對應的所有圖像的所有信息。一般該數值不是很大時，相對便宜的易失性隨機存取存儲器即可應付。
如果快門按鈕70第二段不按動(步驟170)，則數碼相機會以固定的時間間隔反復拍攝(步驟180)。若相機具有在拍攝下一景時可以更改曝光及焦距設定的功能，將執行步驟190，檢查是否要更改設定，否則在其后的拍攝中將延續前之設定。只要相機處理速度足夠快，在拍攝隨后的每一張圖像時均可重新設定曝光或對焦，即步驟200。當攝影者將快門按鈕70全部按動(第二段)時，表明已選定欲攝圖像而停止繼續拍攝。如前所述，因為有攝影者的反應時間，故該指令的發出時刻落后于意圖拍攝的時刻。指令發出后，處理器40開始在緩存器30的圖像中選擇和確定快門全部按下前最接近攝影者延遲時間開始時刻的圖像，即步驟210。選定后，執行步驟220刪除其余圖像。最后，對所選圖像進行處理并存于長期存儲器內(步驟230)。本實施例對長期存儲器的要求較為寬松，可以是可移動非易失性存儲器或者是可移動或固定式磁盤驅動器，也可以是不可移動非易失性存儲器、連續充電的易失性存儲器或者其它只要能夠保存所需數字圖像直到使用者將其移至其它載體的存儲器都可使用。
圖3是詳細說明從緩存器30中選擇所需圖像的流程圖。參照該圖，首先執行步驟400，找到或者讀取修正內在延遲的時間。接著執行步驟410，根據該修正時間以及拍攝圖像的時間間隔，計算得出一個檢索參數。例如，用修正時間除以時間間隔得出一個數，再對該數字進行高斯運算得出一個整數，則該整數所對應的圖像或者其下一張圖像即為時間上最接近攝影者意圖拍攝的圖像，這樣所需圖像即可被選擇和確定(步驟420)。
當然，本實施例中，兩段式快門按鈕可更換為兩個分別設置的按鈕或者同一按鈕進行兩次按動，以及其它能夠取得同樣使用效果的方式，而進入緩存器的圖像也不一定完全不被處理，只要圖像處理速度足夠快，均可處理成最終效果的圖像，且緩存器30可以置于長期存儲器內，或者無需設置緩存器而將連續拍攝的圖像直接存于長期存儲器內。此外，在步驟420中處理器40可以選擇兩幅、三幅或者更多幅圖像，并對其進行處理及存于長期存儲器60內，隨著存儲圖像的增多，長期存儲器60包含攝影者所需時刻的圖像的概率也得以提高。
權利要求
1.一種數碼相機成像中內在延遲的修正方法，該數碼相機包括由二維陣列的與像素對應的像點感測單元構成的圖像傳感器、使該圖像傳感器曝光于景物光線以形成圖像信息及對圖像信息進行轉換從而生成對應每個像點的數字圖像信息的元件、緩存器以及長期存儲器，該方法包括攝影者框定圖像時發出一個拍攝指令，對應于此指令，數碼相機開始執行圖像拍攝時所有必須的處理程序，其特征在于該方法還包括以下步驟(1)拍攝指令發出前，對數碼相機進行參數設定，其中包括一個時間參數的設定；(2)處理程序結束時相機以大致固定的禎速利用數字方式拍攝一組圖像，并存于緩存器內；(3)在連續拍攝過程中當攝影者發現意圖捕捉的畫面時，立刻發出捕捉畫面的指令；(4)根據前述預先設定的時間參數，從緩存器所存圖像中選擇并確定至少一幅拍攝時間與手動指令發出時間之間隔最接近該預先設定時間的圖像；(5)對選定圖像進行處理，并移至長期存儲器內進行保存。
2.如權利要求1所述的數碼相機成像中內在延遲的修正方法，其特征在于所述的步驟(1)還包括緩存器存儲圖像數目的最大數值的設定。
3.如權利要求1所述的數碼相機成像中內在延遲的修正方法，其特征在于所述的緩存器存儲圖像數目的最大數值根據時間參數及固定禎速的拍攝時間間隔確定。
4.如權利要求2或3所述的數碼相機成像中內在延遲的修正方法，其特征在于所述的步驟(2)包括以下步驟(a)拍攝一幅圖像；(b)如果緩存器所存圖像的數目未超過所述的最大數值，則直接存入所拍圖像，并執行步驟(d)；(c)若緩存器所存圖像的數目已達到所述的最大數值，則從緩存器中移出最先進入的圖像，并存入新拍圖像；(d)每過一個大致固定的時間間隔重復步驟(a)到(d)，對下一幅圖像進行拍攝并存儲。
5.如權利要求4所述的數碼相機成像中內在延遲的修正方法，其特征在于所述的步驟(d)還包括下一幅圖像拍攝前更改光學設定的步驟。
6.如權利要求1所述的數碼相機成像中內在延遲的修正方法，其特征在于所述的步驟(4)還包括以下步驟(e)根據預先設定的時間和固定禎速的拍攝時間間隔，計算得出一個檢索參數；(f)按照該檢索參數確定所需圖像。
7.如權利要求1所述的數碼相機成像中內在延遲的修正方法，其特征在于所述的步驟(1)還包括光學設定。
8.如權利要求1所述的數碼相機成像中內在延遲的修正方法，其特征在于所述的步驟(4)還包括從緩存器中刪掉除所選圖像之外的其它所有圖像的步驟。
9.如權利要求1所述的數碼相機成像中內在延遲的修正方法，其特征在于所述的預先設定的時間是一般人的反應時間。
10.如權利要求1所述的數碼相機成像中內在延遲的修正方法，其特征在于所述的緩存器為長期存儲器的一部分。
11.如權利要求1所述的數碼相機成像中內在延遲的修正方法，其特征在于所述的存于緩存器內的圖像包括被初步處理的圖像。
12.如權利要求1所述的數碼相機成像中內在延遲的修正方法，其特征在于所述的一組圖像的拍攝時段應大于人的反應時間。
13.一種數碼相機成像中內在延遲的修正方法，該數碼相機包括由二維陣列的與像素對應的像點感測單元構成的圖像傳感器、使該圖像傳感器曝光于景物光線以形成圖像信息及對圖像信息進行轉換從而生成對應每個像點的數字圖像信息的元件、長期存儲器，該方法包括攝影者框定圖像時發出一個拍攝指令，對應于此指令，數碼相機開始執行圖像拍攝時所有必須的處理程序，其特征在于該方法還包括以下步驟(1)拍攝指令發出前，對數碼相機進行參數設定，其中包括一個時間參數的設定；(2)處理程序結束時相機以大致固定的禎速利用數字方式拍攝一組圖像；(3)在該組圖像的拍攝過程中，每次進行下一幅圖像拍攝之前，即對所攝圖像進行處理并存于長期存儲器內；(4)在連續拍攝過程中當攝影者發現意圖捕捉的畫面時，立刻發出捕捉畫面的指令；(5)根據前述預先設定的時間參數，從長期存儲器所存圖像中選擇并確定至少一幅拍攝時間與手動指令發出時間之間隔最接近該預先設定時間的圖像。
14.如權利要求13所述的數碼相機成像中內在延遲的修正方法，其特征在于所述的步驟(5)還包括從長期存儲器中刪掉除所選圖像之外的其它所有圖像。
15.如權利要求13所述的數碼相機成像中內在延遲的修正方法，其特征在于所述的預先設定的時間是一般人的反應時間。
全文摘要
本發明公開了一種數碼相機成像中內在延遲的修正方法，該內在延遲產生于從快門按下到快門打開的快門延遲以及攝影者的反應延遲。當攝影者框定圖像時發出拍攝指令，數碼相機開始執行圖像拍攝時所有必須的處理程序，并以規律的拍攝方式進行連續拍攝，及將所拍圖像存于緩存器內，當攝影者發出捕捉所需畫面的指令時，數碼相機根據內在延遲的修正時間從緩存器內選擇所需圖像進行處理并保存。據此，產生于攝影者的反應延遲及快門延遲均得以修正。
文檔編號H04N5/232GK1501695SQ02152280
公開日2004年6月2日 申請日期2002年11月18日 優先權日2002年11月18日
發明者大衛·R·派普, 大衛 R 派普 申請人:矽峰光電科技股份有限公司