[发明专利]图像拾取装置、图像拾取方法及其程序

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过对长曝光(long-exposure)图像信号和短曝光(short-exposure)图像信号进行组合来生成具有宽动态范围的组合图像信号的图像拾取装置、图像拾取方法及其程序。 

背景技术

在使用诸如电荷耦合器件(CCD)之类的固态图像拾取器件的图像拾取装置中，通过控制孔径和电子快门速度来调节要输入到图像拾取器件中的光量(曝光光量)。即，当捕获图像时调节曝光的光量。更具体而言，利用较少的曝光光量来捕获亮场景以避免由于从图像拾取器件输出的信号的饱和而引起的过曝光。相反地，利用较多的曝光光量来捕获暗场景以避免该输出信号的欠曝光。 

然而，当希望利用具有不足动态范围的固态图像拾取器件捕获具有强对比度的场景(例如，对背照对象的图像捕获或者对室内场景和室外场景的同时图像捕获)时，即使对曝光光量进行调节，由于亮部分的饱和，在场景的亮部分中也会发生过曝光，并且在场景的暗部分可能发生欠曝光。结果，这两种部分都没有被适当再现。 

作为一种克服这种困难的方法，例如，日本未实审专利申请公布No.6-141229和其相应的美国专利No.5455621中公开了一种方法，该方法通过在一场中使用两个不同的电子快门速度或者逐场地改变电子快门速度来分别获得亮区域信息和暗区域信息，并将所获得的信息项组合为单个图像。 

该方法被能够捕获宽动态范围的图像的装置(宽动态范围照相机)所采用。日本未实审专利申请公布No.2002-84449和2004-120205(对应的美国公布申请2006/0033823A1)公开了用于改善上述组合图像的质量的 装置和方法。 

宽动态范围照相机一般具有两种类型的图像捕获模式：执行宽动态范围图像捕获的组合图像捕获模式和不执行宽动态范围图像捕获的正常图像捕获模式。在许多情况下，监视照相机一直工作在组合图像捕获模式中。这是由于以下原因。监视照相机通过自动地或手动地旋转(摇头和倾斜)照相机自身来扮演监视宽广区域的角色。因为存在宽动态范围是必要的场所和这种宽动态范围并非必要的场所，并且这种必要性可能随时间改变，所以很难预测哪种图像捕获模式是更适当的。图像捕获模式可以根据对象的状态自动或手动切换。然而，这导致了以下问题：在根据图像捕获模式切换信号处理算法时，由于输出视频图像信号突然改变，而导致运动图像的质量下降。 

在监视宽广区域的监视照相机的情况下，假定对象的亮度从一个监视区域到另一个监视区域有极大变化。因而，相比于由于针对每个监视区域的图像捕获模式的频繁改变而导致的视频图像的改变，更优选地是继续组合图像捕获模式。 

另外，监视照相机被要求在组合图像捕获模式中捕获具有强对比度的场景(例如，背照对象的图像捕获或者室内场景和室外场景的同时图像捕获)和具有弱对比度的场景(适合于在正常图像捕获模式中捕获的场景)两者，在前一场景中组合图像捕获是必要的，而在后一场景中组合图像捕获不是必要的。监视照相机被要求捕获这两种场景的高质量图像。 

发明内容

参考图15，设在房间中的监视照相机100被要求捕获背照状态(backlit state)下位于门口101外部的对象102的图像。存在宽动态范围是必要的场所和这种宽动态范围并非必要的场所，即，太阳光通过窗玻璃103照射的亮区域104和太阳光不能到达的房间拐角处的暗区域105。这种必要性可能随时间改变。 

前述监视照相机100是工作在以下条件中的图像拾取系统： 

(1)监视照相机100恒定工作在组合图像捕获模式中；

(2)通过自动或手动地旋转(摇头和倾斜)监视照相机100，使之从执行室内场景和室外场景的同时图像捕获的A方向上的监视区域(背照区域)到达执行室内场景的图像捕获的B方向上的监视区域(前照区域)，来切换图像捕获模式； 

(3)曝光已经在A方向上完成，并且获得了最优组合图像；以及 

(4)组合图像捕获模式涉及比正常图像捕获模式中相对更长的曝光时间。