[发明专利]响应于多个短曝光而生成被模拟的长曝光图像

说明书

技术领域

本发明一般地与数字摄影术有关，更具体地，与被配置用于模拟长曝光静止图片的相机有关。

背景技术

长曝光时间的静止图像(长曝光图像)已长久地被用于例如在表现运动、平滑运动时创建艺术效果，并且被用于隔离固定的对象。因为必须使光圈打开相当长的时间段，所以在一些情况下对消费者而言没有三脚架的辅助而拍摄长曝光静止图像是困难的甚至是不可能的。此外，创建有用的长曝光图像而言所需的相机控制经常仅在高端单镜头反光(SLR)相机上才是可得的。拍摄偶然的照片的一般消费者通常不喜欢被携带三脚架或尝试弄清楚创建长曝光图像中所涉及的细微差别所烦恼，并且因此不能利用他们的创造可能性。

图1描绘了用于获得长曝光时间的图像的传统处理10。相机装置12保持在稳定的架子14(例如三脚架，并且通常具有远程快门控制(未示出))上。相机光圈被设置用于给定的小的光圈尺寸以及长曝光间隔16。将会被注意的是，为了利用传统的静止相机来创建长曝光的照片，感光元件在曝光的持续时间中被暴露于来自场景的光之下，该曝光的持续时间可从几分之几秒跨越到数分钟甚至数小时。

为了防止当拍摄传统的长曝光图像时对固定场景内容的无意的模糊，相机必须在曝光期间被保持得非常静止。对于相对短的曝光，例如长达约1/60秒，没有固定支架(mount)(例如三脚架)帮助的人可让自己保持足够地静止以防止由相机抖动引起的模糊。利用诸如Sony的SuperSteadyShot之类的各种相机稳定技术，稍微长点儿的曝光是可以的。然而，对于更长的曝光，三脚架对于防止场景的静态区域的模糊而言变得必需。不管相机被保持得多么稳定，迅速移动的物体仍可能展现出相机抖动所导致的运动模糊。

应当认识到，在摄影术中使用的术语“曝光”描述了当快门打开的同时允许落在图像传感器(或摄影介质)上的光的总量。曝光通常以勒克斯(lux)秒来测量，并且可通过指定区域上的场景亮度以及曝光值(EV)来计算。

术语“长曝光”是摄影领域的术语，经常指选择如下快门速度的技术：该快门速度比致力于提供所希望的摄影效果的给定的光条件所需的快门速度要慢得多。例如，虽然图像可以利用第一光圈设置处的1/100秒曝光来捕捉，但是摄影者选择了1/2秒到10秒的曝光时间以及小得多的第二光圈设置。术语“长曝光”在这里一般被用来指代如下的曝光持续时间：该曝光持续时间在没有三脚架和/或其他设备的情况下不容易达到，并且该曝光持续时间与在无需三脚架或其他稳定支架的情况下一般可获得的“短的”或“正常的”曝光时间形成对比。

长曝光图像因为任何的若干目的而被捕捉。长曝光图像的一个这样的目的是艺术模糊的目的，其中场景的固定部分保持完美的细节，而场景的移动部分是运动模糊的。摄影者已使用此技术来创建生动的结果，包括：(1)为诸如瀑布或喷泉之类的移动的水创建雾状的、云状的或乳状的效果；(2)通过允许运动模糊弱化(de-emphasize)移动物体而在动态环境中“显露”固定对象；(3)在场景的固定部分与移动部分之间引出对比；(4)夸大一个或多个移动物体的表观速度(apparent speed)；(5)创建特殊的发光效果，例如将汽车的头灯或尾灯拖尾(streak)，以及提供其他的生动效果。这些效果中的一些的示例在稍后部分中示出。

长曝光的另一个目的是增大信噪比并且因此改进图像质量。曝光时间的延长增加了相对于噪声的信号强度，产生了“更清洁的”更高质量的图像，尤其很适用于在光线很弱的情况下拍摄的照片。当用在可得的信号强度低的低光条件中时，此效果看起来最为生动。

实际情况是，很多消费者或其他业余摄影者鉴于所涉及的困难而从不为拍摄长曝光图片而费心。消费者创建长曝光图片存在的障碍包括：(1)携带三脚架和/或相关的诸如快门释放线缆或遥控器之类的附件的负担；(2)很多情况和环境三脚架不太好用，例如在繁忙的人行道上、从移动的交通工具中等等；(3)用户可能还从未学过或者可能不记得如何有效地创建长曝光；(4)业余爱好者经常需要大量的实验(很多的尝试)才能获得有用的结果。

因此，存在着对于在具有较少的设备和困难的情况下自动创建长曝光图像的系统和方法的需要。这些需要等在本发明内得到了满足，本发明克服了先前开发的相机系统和方法的缺陷。

发明内容

一种设备和方法被教导，用于响应于多个较短曝光图像的积分形式的组合来生成长曝光图像，其中多个较短曝光图像可无需三脚架或用于防止相机抖动的其他装置而被捕捉。本发明可体现在各种设备中，包括数字相机(静止的和/或视频的)、以及图像处理设备和程序。