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CN103248902A - 设置有用于合成多个所拍摄图像的功能的摄像设备 - Google Patents

设置有用于合成多个所拍摄图像的功能的摄像设备 Download PDF

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CN103248902A
CN103248902A CN2013100494473A CN201310049447A CN103248902A CN 103248902 A CN103248902 A CN 103248902A CN 2013100494473 A CN2013100494473 A CN 2013100494473A CN 201310049447 A CN201310049447 A CN 201310049447A CN 103248902 A CN103248902 A CN 103248902A
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竹内义尊
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Canon Inc
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Abstract

本发明涉及一种摄像设备。本发明提供了一种数字照相机，该数字照相机能够使多重曝光拍摄时的多个图像在相互没有混杂的情况下进行叠加。该数字照相机包括：图像传感器，其由多个颜色成分的颜色滤波器构成；摄像单元，用于利用所述图像传感器来拍摄被摄体图像，并且输出图像数据；比较单元，用于在画面内的相应区域中的图像数据之间、对从所述摄像单元所输出的第一图像数据和从所述摄像单元所输出的第二图像数据进行比较；以及选择单元，用于根据比较结果，按各区域输出所述第一图像数据或所述第二图像数据。

Description

设置有用于合成多个所拍摄图像的功能的摄像设备
技术领域
本发明涉及一种设置有用于合成多个所拍摄图像的多重曝光拍摄功能的摄像设备。
背景技术
存在两种用于进行多重曝光拍摄的方法。利用其中一种方法，在多次拍摄场景之后，对来自图像传感器的数据单纯进行相加处理。利用如日本特开2006-128740所述的另一种方法，在以要进行相加处理的拍摄张数减小曝光的除法处理之后，对这些拍摄张数进行相加处理。在任一种情况下，对进行了相加处理的图像数据进行显影，并记录在记录介质中，并且多重曝光拍摄结束。在后一方法中，即使对多个图像进行复合，这些图像也被平均地乘以与复合图像的数量相对应的负增益，以使得合成图像不会饱和或失败。
然而，在如日本特开2006-128740所述的传统技术中，存在无法获得期望图像的情况。例如，在对图11A所示的夜间的山上方的月亮以及图11B所示的白天的山上的云进行多重拍摄并合成所拍摄图像的情况下，合成图像可能并非所期望的合成图像。原本地，如图11D所示的图片是自然的，其保持了月亮和云的本来亮度。然而，在使用单纯相加或平均相加的多重拍摄的传统图像处理方法中，如图11C所示，月亮和天空或者天空、云和山的亮度混杂在一起，由此获得了稍暗且不自然的图像。
发明内容
本发明提供了一种设置有多重曝光功能的摄像设备，其中该多重曝光功能在多重曝光拍摄中合成多个图像时能够适当地叠加这些图像。
根据本发明的一方面，提供了一种摄像设备，包括：图像传感器，其具有包括多个颜色成分的颜色滤波器的像素；白平衡处理单元，用于对从所述图像传感器输出的数字转换后的图像数据进行白平衡处理；存储器，用于存储经过了所述白平衡处理的图像数据；比较单元，用于对从所述存储器读出的、且位于各所拍摄图像的对应位置的多个图像数据相互进行比较；存储器控制单元，用于根据所述比较单元所进行的比较的结果来选择和读出各所拍摄图像的任意图像数据，并且进行控制以输出一个画面的多重图像数据；图像处理单元，用于对从所述存储器所选择和读出的多重图像数据进行图像处理；以及记录单元，用于将经过了所述图像处理的多重图像数据记录在记录介质中。
根据本发明的另一方面，提供了一种摄像设备，包括：摄像单元，其包括由多个颜色成分的颜色滤波器所构成的图像传感器，并且用于利用所述图像传感器来拍摄被摄体图像并输出图像数据；比较单元，用于在画面内的相应区域中的图像数据之间、对从所述摄像单元所输出的第一图像数据和从所述摄像单元所输出的第二图像数据进行比较；以及选择单元，用于根据比较结果，按各区域输出所述第一图像数据或所述第二图像数据。
通过以下参考附图对典型实施例的详细说明，本发明的其它特征和方面将变得明显。
附图说明
包含在说明书并构成说明书一部分的附图示出了本发明的典型实施例、特征和方面，并和说明书一起用来解释本发明的原理。
图1是示出根据本发明第一典型实施例的数字照相机所进行的多重拍摄的处理流程的框图。
图2是示出根据本发明第二典型实施例的数字照相机所进行的多重拍摄的处理流程的框图。
图3是示出根据本发明第三典型实施例的数字照相机所进行的多重拍摄的处理流程的框图。
图4是示出根据本发明典型实施例的设置有多重拍摄功能的数字照相机中的各处理单元的结构的框图。
图5是示出传统的复合处理的流程的图。
图6A和6B是与图1中的图像处理相对应的流程图。
图7A和7B是与图2中的图像处理相对应的流程图。
图8是与图3中的图像处理相对应的流程图。
图9A~9G是示出根据本发明典型实施例的图像数据的各像素的颜色成分的结构的图。
图10A~10F是示出进行了滤波处理或矩阵转换处理之后的各像素的数据的图。
图11A~11D是示出作为多重拍摄的结果所获得的图像的图。
图12A~12C是示出作为多重拍摄的结果所获得的图像的图。
图13是示出作为针对各像素的大小比较的结果所输出的像素的图。
具体实施方式
以下将参考附图来详细说明本发明的各种典型实施例、特征和方面。
参考图5，以下将说明由一般自动曝光校正方法所进行的多重曝光拍摄(用于使用所拍摄图像生成合成图像的拍摄)。
数字照相机在第一次拍摄中所拍摄的图像数据RAW1(501)在白平衡处理单元1(502)中进行白平衡处理1，并被临时存储在存储器1(503)中。
按照多重曝光数量来对白平衡处理1中处理后的该图像数据施加负增益，以在合成图像时使用。在当前情况下，由于进行了两次拍摄的合成，因而对图像数据施加1/2的增益(504)。
同样，第二次拍摄中所获得的数字化后的图像数据RAW2(511)在白平衡处理单元2(512)中进行白平衡处理。将处理后的图像数据RAW2(511)临时存储在存储器2(513)中，然后在(514)中对图像施加1/2的负增益。之后，两次拍摄的图像数据在相加单元(541)中针对位于两个画面的相同位置处的各像素进行相加处理。
由此相加得到的合成图像在预滤波器(562)中进行去马赛克处理。作为示例，考虑了如图9A所示将RGB的3色滤波器排列成拜尔阵列的图像传感器所获得的RAW图像数据。
将排列成图9A所示的阵列的数据分别分割为图9B、9C和9D的R像素、G像素和B像素的3个平面。将0插入不存在数据的像素中。然后，各平面在水平方向和垂直方向上进行抽头滤波(562)，并且如从图9B到图9E、从图9C到图9F、以及从图9D到图9G那样填充0。例如，具有3个抽头的滤波器可以具有“1-2-1”的低通滤波器特性，并且具有5个抽头的滤波器可以具有“1-4-6-4-1”的低通滤波器特性。
对由此获得的RGB的3个平面的图像数据进行矩阵转换处理(563)，其中在该矩阵转换处理中，针对图9E、图9F和图9G中的各像素，将RabGabBab矩阵转换为如图10A、10B和10C所示的亮度信号Y ab、色差信号Cr ab和色差信号Cb ab的1个画面的图像数据。
在显影处理(564)中，对YCrCb数据进行诸如伽玛校正、清晰度处理和颜色转换处理等的各种图像处理。结果，获得了多重拍摄的最终图像数据，并将该最终图像数据输出并记录在记录介质中(565)。随后，完成了第一次拍摄和第二次拍摄中所拍摄的图像数据的多重相加处理。
以下将参考框图的虚线下方所示的分离部分来说明对第一次拍摄和第二次拍摄的多重图像进一步复合第三次拍摄结果的情况。由于这种情况下所使用的硬件装置与第一次拍摄和第二次拍摄中的多重相加处理所使用的硬件具有共同组件，因而在说明虚线下侧的下方部件时，将共同的附图标记用于存储器以及诸如相加处理和显影处理等的图像处理。
在复合第三次拍摄结果时，预先将第一RAW数据与第二RAW数据进行相加(541)得到的输出数据累积在存储器1(503)中。在执行第三次拍摄时，在白平衡处理单元3(532)中对第三次拍摄的图像RAW3(531)进行白平衡处理，并且将处理后的图像RAW3临时存储在存储器2中。
将从存储器1(503)读出的使第一次拍摄的图像和第二次拍摄的图像相加得到的图像数据与从存储器2(513)读出的第三次拍摄的图像进行相加的情况下，在第一次拍摄和第二次拍摄这两次拍摄的两个图像以及第三次拍摄的图像之间分配亮度。将第一次拍摄和第二次拍摄的图像数据乘以(524)负增益2/3，并将第三次拍摄的图像数据乘以(534)负增益1/3，并且针对各像素执行相加(541)。
然后，对于经过了相加处理的数据，与第一次和第二次的相加结果相同，在预滤波器(562)中，对按照图9A进行排列的图像数据进行去马赛克处理和滤波处理。之后，执行矩阵转换处理(563)和显影处理(564)，然后将针对三次拍摄的多重相加图像的最终数据记录在记录介质中。
因而，即使对多个图像进行复合，这些图像也按照复合图像的数量平均地乘以负增益，从而可以执行自动曝光校正型的多重拍摄，以使得合成图像不会饱和或失败。
与上述结构相比较，根据本典型实施例，在对两个拍摄图像进行合成时，将各图像分割为包括多个像素的区域，并且基于R、G和B像素的平均值来获取亮度(Br)、饱和度(S)和色相(H)。将所获取的Br、S和H在位于相同位置处的各区域之间进行比较，并且保留各区域中示出较大值的区域的像素。对利用该替换所获得的整个画面的图像进行处理，并且输出处理后的图像，这是本典型实施例的特征所在。
以下参考附图详细说明本发明的典型实施例。图1是示出根据本发明第一典型实施例的图像处理的流程的框图。图6A和6B是示出图1中的处理的流程图。
图4是示出作为设置有多重拍摄功能的摄像设备的示例的数字照相机中的图像处理的结构图。
透过镜头(未示出)的被摄体的光束经由快门单元在图像传感器(401)上形成图像。图像传感器(401)根据拍摄指示来拍摄被摄体的图像。在AD转换器(402)中将图像传感器(401)光电转换得到的输出模拟信号转换为数字图像数据(420)(以下称为RAW数据)。
图像传感器(401)包括如图9A所示的R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的多个颜色成分的颜色滤波器以及用于接收各个频带的光束的像素。这些像素被排列成拜尔阵列，并且RAW数据(420)包括R、G和B的图像数据。添加至图9A~9G中的RGB的数值表示RGB在矩阵中的位置。例如，R24表示位于第3行和第5列的R像素。
RAW数据(420)在白平衡(WB)处理单元(403)中进行白平衡处理。从中央处理单元(404)(CPU)来供给用于执行白平衡的白平衡控制值。
CPU(404)对RAW数据进行分析以计算最适当的白平衡值。可选地，CPU(404)预先在随机存取存储器(RAM)(未示出)中准备最适于各种光源的颜色的白平衡控制值的表，以便选择并供给用户所指定的表。用户可以自由地切换至自动白平衡或适于各光源的预设白平衡，并且输出白平衡控制值。
将经过了白平衡处理的RAW数据临时存储在存储器(405)中。将用于存储多次拍摄的RAW数据的区域保持在存储器(405)中，并且针对各次拍摄将图像数据写入不同的区域中。
存储器(405)由存储器控制单元(406)进行控制。存储器控制单元(406)可以进行控制，以使得在将数据写入存储器(405)或从存储器(405)读出数据时，指示“何次拍摄的图像数据”或“像素在画面内的位置(地址)”。
接下来的比较处理单元(407)从存储器(405)，通过参考存储器控制单元(406)所指定的位置信息(地址)，读出来自多个画面中的各个画面的像素，以判断所读出的像素的大小关系。从比较处理单元(407)输出的比较结果示出了所选择的画面的地址，以指示作为大小关系比较结果所选择出的画面和像素。
将由此输出的比较结果反馈至存储器控制单元(406)。由于该比较处理单元(407)是本发明的特征所在，因而将在以下进行详细说明。
根据由输入至存储器控制单元(406)的比较结果所表示的地址来读出1个画面的像素。将所读出的包括1个画面的像素的图像数据发送至低通滤波器(LPF)处理单元(461)，并且对后述的所读出画面间的边界执行平滑处理。
接着，将进行了LPF处理的图像数据发送至预滤波处理单元(462)，其中将如图9A所示包括RGB像素的排列成拜尔阵列的图像数据分割成图9B、图9C和图9D所示的由R像素、G像素和B像素构成的3个虚拟平面。将各平面中不存在像素的位置填充0。
各平面在水平方向和垂直方向上进行抽头滤波(562)，并且如从图9B到图9E、从图9C到图9F、以及从图9D到图9G所示那样将各平面与0进行插值。例如，具有3个抽头的滤波器可以具有“1-2-1”的低通滤波器特性，并且具有5个抽头的滤波器可以具有“1-4-6-4-1”的低通滤波器特性。在矩阵转换处理单元(463)中，对预滤波处理单元(462)由此获得的3个平面的RGB图像数据进行矩阵转换处理。
对位于图9E、9F和9G的相同位置处的各像素进行矩阵转换处理，以从Rab-Gab-Bab矩阵转换为如图10A、10B和10C所示的亮度信号Y ab-色差信号Cr ab-色差信号Cb ab的图像数据。
然后，在显影处理单元(464)中，对YCrCb的三维图像数据进行诸如伽玛校正、清晰度处理和颜色转换处理等的各种处理。之后，将该图像数据作为最终图像数据输出并作为由YCrCb构成的JPEG图像数据而存储在记录介质(465)中。
参考图6A和6B的流程图的各步骤，将基于图1中的处理流程来说明用于对数字照相机所拍摄的多个图像进行复合的方法，该方法正是本发明的特征所在。
在所拍摄的RAW数据(420)中，首先拍摄的RAW数据(第一个图像数据)是RAW1(101)，第二次拍摄的RAW数据(第二个图像数据)是RAW2(111)，并且第三次拍摄的RAW数据(第三个图像数据)是RAW3(131)。
在步骤S603和步骤S606中，在WB处理单元(403)中，分别对第一次拍摄的RAW1(101)和第二次拍摄的RAW2(111)进行白平衡处理1(102)和白平衡处理2(112)。
在白平衡处理1(102)和白平衡处理2(112)中，针对各次拍摄，用户可以将控制值改变得不同。
在步骤S604和步骤S607中，分别将经过了白平衡处理的RAW1和RAW2临时存储在空间存储器1(103)和空间存储器2(113)中。空间存储器1(103)和空间存储器2(113)保持在存储器(405)内。
将从存储器中读出的图像数据分支为图像数据(104和114)以及图像数据(105和115)。使用图像数据(104和114)来判断复合图像时的像素的亮度。在对被摄体图像进行复合处理时使用图像数据(105和115)以获得最终图像。
在步骤S608中，对用于判断明暗的图像数据(104和114)分别进行区域分割处理(141和144)。通过区域分割处理(141和144)，将图像数据分割为画面内均等大小的块区域。例如，对画面进行分割，以使得1个块包括16个像素(4个像素(纵向)×4个像素(水平))作为单位。在该画面内，4个像素(R)、8个像素(G)和4个像素(B)构成了1个块。
在步骤S609中，对通过区域分割所获得的各块进行平均值计算(142和145)。在平均值计算(142和145)中，针对各颜色成分计算R、G和B的平均值。在该计算中，为了例如改变R、G和B的贡献率的目的，根据需要可以执行加权平均。
图9A示出1个画面的左上端的位置。在该块(00)内，执行以下计算。
Rave00=(R00+R02+R20+R22)/4   (1)
Gave00=(G01+G03+G10+G12+G21+G23+G30+G32)/8   (2)
Bave00=(B11+B13+B31+B33)/4   (3)
上述公式同样适用于其它块，并且通过使用3×3矩阵1，将图10A~10C所示的Rave、Gave和Bave的3个平面的数据转换为图10D~10F所示的Br、S和H的元素。该处理是步骤S610中要进行的矩阵1转换处理(143和146)。在矩阵1转换处理(143和146)中，使用相同的矩阵系数。
对由此所获得的亮度成分进行用于对第一个画面和第二个画面的位于相同位置处的各块进行比较的亮度比较处理(147)。在亮度没有处于相同水平的情况下(步骤S611中为“否”)，处理进入步骤S612。在从第一次拍摄用的存储器1(103)读取的块(00)的亮度大于从第二次拍摄用的存储器2(113)读取的块(00)的亮度的情况下(步骤S612中为“是”)，处理进入步骤S613。在步骤S613中，将该块(00)内的像素的各个地址以及与该地址同步的第一次拍摄时的信息输出作为比较结果(150)。
在从第一次拍摄用的存储器1(103)读取的块(00)的亮度小于从第二次拍摄用的存储器2(113)读取的块(00)的亮度的情况下(步骤S612中为“否”)，处理进入步骤S614。在步骤S614中，将该块(00)内的像素的各个地址以及与该地址同步的第二次拍摄时的信息输出作为比较结果(150)。
在从第一次拍摄用的存储器1(103)读取的块(00)的亮度等于从第二次拍摄用的存储器2(113)读取的块(00)的亮度的情况下(步骤S611中为“是”)，处理进入步骤S615。在步骤S615中，进行用于在各块之间进行饱和度比较的饱和度比较处理(148)。
在饱和度作为比较结果并未处于相同水平的情况下(步骤S615中为“否”)，处理进入步骤S616。在从第一次拍摄用的存储器1(103)读取的块(00)的饱和度大于从第二次拍摄用的存储器2(113)读取的块(00)的饱和度的情况下(步骤S616中为“是”)，处理进入步骤S617。在步骤S617中，将该块(00)内的像素的各个地址以及与该地址同步的第一次拍摄时的信息输出作为比较结果(150)。
在从第一次拍摄用的存储器1(103)读取的块(00)的饱和度小于从第二次拍摄用的存储器2(113)读取的块(00)的饱和度的情况下(步骤S616中为“否”)，处理进入步骤S618。在步骤S618中，将该块(00)内的像素的各个地址以及与该地址同步的第二次拍摄时的信息输出作为比较结果(150)。
在从第一次拍摄用的存储器1(103)读取的块(00)的饱和度等于从第二次拍摄用的存储器2(113)读取的块(00)的饱和度的情况下(步骤S615中为“是”)，处理进入步骤S619。在步骤S619中，进行用于在位于相同位置处的各块之间进行色相比较处理(149)的色相比较处理。
在从第一次拍摄用的存储器1(103)读取的块(00)的色相等于或大于从第二次拍摄用的存储器2(113)读取的块(00)的色相的情况下(步骤S619中为“是”)，处理进入步骤S620。在步骤S620中，将该块(00)内的像素的各个地址以及与该地址同步的第一次拍摄时的信息输出作为比较结果(150)。
在从第一次拍摄用的存储器1(103)读取的块(00)的色相小于从第二次拍摄用的存储器2(113)读取的块(00)的色相的情况下(步骤S619中为“否”)，处理进入步骤S621。在步骤S621中，将该块(00)内的像素的各个地址以及与该地址同步的第二次拍摄时的信息输出作为比较结果(150)。
在步骤S622中，在存储器控制单元(406)中，对用于将由此获得的各像素的地址与第一次拍摄或第二次拍摄时的信息进行组合得到的信息进行地址管理(140)。
当在步骤S623中输出了与所有块有关的比较结果时，存储器控制单元(406)在地址管理处理(140)中针对各像素从存储器中读出1个画面的图像数据。此时，在与所读取的像素同步的信息表示第一次拍摄的情况下，在步骤S624中，通过切换器(151)来切换像素并且从存储器单元(405)输出来自存储器1(103)的像素数据。在与所读取的像素同步的信息表示第二次拍摄的情况下，在步骤S624中，通过切换器(151)来切换像素并且从存储器单元(405)输出来自存储器2(113)的像素数据。
在这种情况下，在执行了第三次以后的拍摄并且对第一次拍摄和第二次拍摄的多重图像进行了第三次以后的拍摄的复合的情况下，使与用于第一次拍摄和第二次拍摄的处理单元相同的处理单元作为照相机中的处理单元。
在示出处理流程的图1中，为了在说明该处理流程时的简便性，通过用于将示出与该图的上侧部分相同的流程的下侧分隔开的虚线(180)来分隔第三次以后的拍摄的复合处理。
在步骤S626中，将从存储器单元(405)输出的第一次拍摄和第二次拍摄的复合的图像数据再次存储在存储器1(103)中。接着，在步骤S627和S628中，与第一次拍摄处理和第二次拍摄处理相同，在WB处理单元(403)中使用WB控制值来对执行第三次拍摄时所获得的图像数据RAW3(131)进行WB处理3(132)。
然后，在步骤S629中，将第三次拍摄的图像数据存储在存储器2(113)中。之后，对存储器1(103)和存储器2(113)中的图像数据进行与第一次拍摄和第二次拍摄的复合处理(步骤S608~步骤S624)相同的复合处理。
在完成了多重拍摄之后，在步骤S629中，判断是否要执行下一次拍摄。在判断为要结束拍摄的情况下，处理进入步骤S630。在步骤S630中，将切换器(SW)(151)针对各像素进行切换的从存储器1(103)和存储器2(113)输出的多重图像数据发送至LPF处理单元(461)并进行LPF处理(161)。
LPF进行用于使相邻块的第一次拍摄和第二次拍摄之间的边界变得更不可见的处理。例如，将图9A所示的拜尔阵列的像素数据展开成图9B、9C和9D所示的RGB平面。可以在水平方向和垂直方向上，使用(1-4-6-4-1)的5抽头滤波器等在RGB的相同像素数据之间应用LPF特性的滤波。
接着，在步骤S631中，在预滤波2处理单元(462)中执行自适应插值处理(162)，以获得图9E、9F和9G中的各像素的RGB值，从而使相邻块的第一次拍摄和第二次拍摄之间的边界变得更不可见。例如，当要获得图9F中的G33的像素值时，采用以下的用于求出纵向和横向的像素之间的差的公式。
Y=|-R13+2·R33-R53|+|G23-G43|   (纵向)   (4)
X=|-R31+2·R33-R35|+|G32-G34|   (横向)   (5)
这里，根据X和Y之间的大小关系，进行纵向和横向的方向判断，以确认方向性并获得插值后的像素值。
G33=(G23+G43)/2   (X>Y)   (6)
G33=(G32+G34)/2   (X<Y)   (7)
G33=(G23+G43+G32+G34)/4   (X=Y)   (8)
因而，将包括经由预滤波2处理进行平滑后的RGB的3个平面的多重图像数据发送至矩阵2转换处理单元(463)。在步骤S632中，通过矩阵2转换处理(163)，将图9E、9F和9G中的各像素的RabGabBab矩阵转换为如图10A、10B和10C所示的YabCrabCbab的图像数据。
矩阵2转换处理(163)的转换系数可以不同于比较处理单元(407)中的矩阵1转换处理(143和146)的转换系数。可以使用任意系数，只要作为显影处理结果所获得的图像质量可接受即可。
在步骤S633中，在显影处理单元(464)中对YCrCb数据进行包括伽玛处理、清晰度处理或颜色转换处理的显影处理(164)。在步骤S634中，将经过了显影处理的图像数据输出作为最终合成图像，并利用记录介质记录单元(465)存储在记录介质中(165)。
因此，根据本典型实施例，对于多次拍摄的图像数据，将各画面分割为多个区域，并且获得相同颜色的平均值。对该平均值进行矩阵转换，并且对位于相同位置的数据相互进行比较。根据该比较结果，判断要选择所拍摄图像的哪个像素作为图像数据。结果，代替图11C，可以使经过了多重拍摄的多个图像如图11D所示那样在没有混杂在一起的情况下进行复合。
根据本典型实施例，将画面分割为多个区域，以针对由多个像素(M个像素×N个像素)构成的各区域计算平均值。然而，代替区域分割，针对各像素，可以将M个像素×N个像素的区域设置成以该目标像素为中心，以计算该区域内的相同颜色的相邻像素的平均值。
例如，在图9A中，将R22预先假定为目标像素。在以像素R22为中心的情况下，计算5个像素×3个像素的区域内的相同颜色的像素的平均值。在这种情况下，在以R22为中心的块内，执行以下计算。
Rave(R22)=(R20+R22+R24)/3   (9)
Gave(R22)=(G10+G12+G14+G21+G23+G30+G32+G34)/8   (10)
Bave(R22)=(B11+B13+B31+B33)/4   (11)
在步骤S610中，将经由上述公式所计算出的平均值(即，Rave(R)、Gave(R)和Bave(R))矩阵转换为图10D、10E和10F所示的Br、S和H的元素(143和146)。对于所计算出的值，从像素位置(00)起以(01)、(02)、(03)…的逐像素的顺序，按照亮度、饱和度和色相的优先顺序来进行比较，以确定位于相同位置的像素中具有较大值的像素。因而，判断在该目标像素位置处是应当输出第一次拍摄中所获得的像素还是第二次拍摄中所获得的像素。
在这种情况下，由于针对各像素选择第一次拍摄时的像素或第二次拍摄时的像素，因而可以省略用于对各块之间的边界进行平滑化的步骤S630中的LPF处理(161)。
此外，根据本典型实施例，作为示例，对两个画面进行比较以选择示出较大BrSH值的图像并输出多重图像。然而，相反，也可以按照Br、S和H的优先顺序来选择具有较小BrSH值的图像，以优先叠加较暗的图像(或者淡色图像或色相值较小的图像)。
在这种情况下，与图11A~11C中的月亮和云的图像相对比，可以从图12A和12B的所拍摄图像中选择如图12C所示的较暗像素，并且可以输出复合结果。该处理在针对滑雪场等的雪景的背景以叠加方式来拍摄人物的图像时较为有效。
此外，根据本典型实施例，按照亮度、饱和度和色相的优先顺序逐块进行比较，并且基于比较结果来确定像素的输出。然而，没有必要针对亮度、饱和度和色相全部进行比较，但可以基于它们中的任一个进行比较。此外，优先顺序可以根据拍摄模式、拍摄条件和图像分析结果等进行改变，或者也可以选择性地进行与亮度、饱和度和色相有关的比较。
参考图2、图4以及图7A和7B，将说明根据本发明第二典型实施例的设置有多重拍摄功能的数字照相机。根据第二典型实施例，作为根据第一典型实施例的由多个像素构成的块区域分割单位的最小区域单位，将一个像素取为一个块区域单位以进行第一次拍摄和第二次拍摄的比较。
照相机内的各单元的结构与第一典型实施例所述的图4相同。图2示出用于说明各处理的流程的框图，并且图7A和7B示出与该框图相对应的流程图。
直到如下处理为止的过程与第一典型实施例相同：对第一次拍摄的图像数据RAW1(101)和第二次拍摄的图像数据RAW2(111)分别进行WB1处理(102)和WB2处理(112)并分别写入存储器(405)的存储器1(103)和存储器2(113)的各区域中。
以下对用于经由地址管理(140)将图像数据(104和114)从存储器1(103)和存储器2(113)发送至比较处理单元(407)的控制进行说明。从画面的左上端的像素位置(00)起以(01)、(02)、(03)…的逐像素的顺序来进行比较。当将一个像素单位发送至比较处理单元(407)时，同时发送水平方向和垂直方向上的相邻像素，并且在步骤S709中，经由预滤波处理1(241和244)在水平方向和垂直方向上对这些相邻像素进行抽头滤波。
例如，当像素如图9A所示进行排列时，如图9B、图9C和图9D所示，将RGB的平面填充0，以展开成3个平面。对位于相同位置的3个平面的各像素进行包括用于确认像素在水平方向和垂直方向上的连续性的方向判断的像素插值。
例如，当要获得图9F中的G33的像素值时，采用以下的用于求出纵向和横向的像素之间的差的公式。
Y=|-R13+2·R33-R53|+|G23-G43|   (纵向)   (12)
X=|-R31+2·R33-R35|+|G32-G34|   (横向)   (13)
这里，基于X和Y之间的大小关系，进行纵向和横向的方向判断，以确认方向性并获得插值后的像素值。
G33=(G23+G43)/2   (X>Y)   (14)
G33=(G32+G34)/2   (X<Y)   (15)
G33=(G23+G43+G32+G34)/4   (X=Y)   (16)
因此，在步骤S610中，与第一典型实施例相同，将经由预滤波1处理(241和244)进行平滑后的RGB的多重图像数据从图9E、9F和9G的RGB矩阵转换为图10D、10E和10F的BrSH数据。之后，与第一典型实施例相同，将第一次拍摄和第二次拍摄的BrSH结果进行比较。
从像素位置(00)起以(01)、(02)、(03)…的逐像素的顺序，按照亮度、饱和度和色相的优先顺序来进行比较处理，以确定位于相同位置的像素中示出较大值的像素。因而，判断在该位置处是要输出第一次拍摄的像素还是第二次拍摄的像素。
此外，与第一典型实施例相同，基于所选择的像素进行1个画面的图像处理，并且作为多重曝光的结果，将处理后的画面记录在记录介质上(165)。同样依照第一典型实施例来进行第三次以后的拍摄的处理。
根据本典型实施例，经由预滤波1处理(241和244)在水平方向和垂直方向上判断图像的连续性。由于逐像素地执行比较和判断，因而可以省略第一典型实施例所述的LPF处理(161)。
此外，用于定义预滤波1处理(241和244)的特性的各系数可以不同于用于输出最终复合结果的图像处理的预滤波2处理(162)的系数。例如，预滤波1处理(241和244)可以具有用于实现与最终输出用的图像处理中的预滤波2处理(162)相比LPF效果更强的抽头系数(例如，增多的抽头数)。
因而，当对Br、S和H进行比较时，增大了周边像素的影响。因此，在比较结果中，可以去除第一次拍摄结果中残留的作为第二次拍摄结果的像素的孤立点，由此可以确保第一次拍摄或第二次拍摄的图像的连续性。
因而，根据本典型实施例，作为多次拍摄的图像数据针对各画面的各像素，在相同位置处展开为亮度Br、饱和度S和色相H。基于所展开的图像数据的比较结果，判断要选择所拍摄图像的哪个像素作为图像数据。因此，通过多重拍摄所获得的多个图像可以在不会混杂在一起的情况下进行叠加。
在第三典型实施例中，对根据第二典型实施例的硬件结构尽可能进行简化以加快其处理。参考图3、4和8，按照以下来说明根据第三典型实施例的设置有多重拍摄功能的数字照相机。
第三典型实施例与第二典型实施例的相同点在于：将1个像素作为一个块区域的单位进行处理，并且对第一次拍摄和第二次拍摄进行比较。第三典型实施例的不同在于：在进行比较时，不参考周边像素，并且仅针对位于目标位置的像素进行水平的大小比较。
数字照相机内的各处理单元的结构与针对第一典型实施例所述的图4相同。图3示出表示各处理的流程的框图，并且图8示出与该框图相对应的流程图。
直到如下处理为止的过程与第一典型实施例和第二典型实施例相同(步骤S601~S607)：对RAW(101)和RAW(111)分别进行WB1处理(102)和WB2处理(112)并分别写入存储器(405)的存储器1(103)和存储器2(113)的各区域中。
接着，通过地址管理(140)，将图像数据从存储器1(103)和存储器2(113)发送至比较处理单元(407)。从位于图9A的画面的左上端的像素位置(00)起以(01)、(02)、(03)…的逐像素的顺序来发送图像数据。
在步骤S612~S614中，在比较处理单元(407)中，在相同位置处对第一次拍摄的像素数据(104)和第二次拍摄的像素数据进行像素的大小水平的比较处理(347)。在步骤S622中，根据比较结果(150)，判断是采用第一次拍摄的像素还是第二次拍摄的像素。
之后，最终多重图像的输出处理以及与第三次以后的拍摄有关的操作与第一典型实施例和第二典型实施例相同。
在如上所述的多重拍摄的图像处理方法中，如图13所示，第一次拍摄的被摄体的红色部分和第二次拍摄的被摄体的蓝色部分可能位于相同位置。在这种情况下，这两种颜色可能混杂在一起。更具体地，对于R像素，第一次拍摄的R1>第二次拍摄的R2，而对于B像素，第一次拍摄的B1<第二次拍摄的B2。因此，将第一次拍摄的R1像素和第二次拍摄的B2像素组合地进行显影处理，由此这些颜色可能变得混杂在一起。
然而，从处理流程可以看出，与第一典型实施例和第二典型实施例相比较，可以实现大致简化的处理。此外，处理速度可以变得更快。因此，同样根据第三典型实施例，可以通过比较图像亮度并且使图像叠加来实现多重拍摄。
已经说明了本发明的优选典型实施例。然而，本发明并不局限于这些实施例，并且可以在本发明的范围内进行各种方式的修改和改变。
其它实施例
还可以通过读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能的系统或设备的计算机(或者CPU或MPU等装置)和通过下面的方法来实现本发明的各方面，其中，系统或设备的计算机通过例如读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能来进行上述方法的各步骤。针对该目的，例如经由网络或者从用作存储器装置的各种类型的记录介质(例如，计算机可读介质)将该程序提供给计算机。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

Claims (8)

1.一种摄像设备，包括：
图像传感器，其具有包括多个颜色成分的颜色滤波器的像素；
白平衡处理单元，用于对从所述图像传感器输出的数字转换后的图像数据进行白平衡处理；
存储器，用于存储经过了所述白平衡处理的图像数据；
比较单元，用于对从所述存储器读出的、且位于各所拍摄图像的对应位置的多个图像数据相互进行比较；
存储器控制单元，用于根据所述比较单元所进行的比较的结果来选择和读出各所拍摄图像的任意图像数据，并且进行控制以输出一个画面的多重图像数据；
图像处理单元，用于对从所述存储器所选择和读出的多重图像数据进行图像处理；以及
记录单元，用于将经过了所述图像处理的多重图像数据记录在记录介质中。
2.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，
所述比较单元进行如下处理：针对所述多个图像数据中的各图像数据，将一个画面分割为所包括的像素等于或多于一个像素的区域；针对分割后的各区域，按各颜色成分来计算平均值；以及经由矩阵转换处理将按各颜色成分所计算出的平均值转换为亮度成分、饱和度成分和色相成分，以及
所述比较单元进行控制，以对亮度成分、饱和度成分和色相成分中的至少一个成分的大小关系进行比较并根据比较结果来选择要从所述存储器读出的多重图像数据。
3.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，
所述比较单元进行如下处理：针对各图像数据的各目标像素提取该目标像素以及存在于该目标像素周围的具有相同颜色成分的多个像素，并且按各颜色成分计算平均值；以及经由矩阵转换处理将按各颜色成分所计算出的平均值转换为亮度成分、饱和度成分和色相成分，以及
所述比较单元进行控制，以对亮度成分、饱和度成分和色相成分中的至少一个成分的大小关系进行比较并根据比较结果来选择要从所述存储器读出的多重图像数据。
4.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，
所述比较单元针对各图像数据、按各相同颜色成分进行滤波处理以向各像素赋予各颜色成分数据，并且进行用于经由矩阵转换处理将各像素转换为亮度成分、饱和度成分和色相成分的处理，以及
所述比较单元进行控制，以对亮度成分、饱和度成分和色相成分中的至少一个成分的大小关系进行比较并根据比较结果来选择要从所述存储器读出的多重图像数据。
5.根据权利要求4所述的摄像设备，其中，
所述比较单元为了进行比较而转换数据之前所进行的滤波处理是具有低通滤波器的特性的处理。
6.根据权利要求4所述的摄像设备，其中，
所述比较单元为了进行比较而转换数据之前所进行的滤波处理是如下处理：经由自适应插值处理，基于像素间的大小关系的方向性来执行插值。
7.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，
所述比较单元针对各图像数据进行位于相同位置的像素之间的比较以输出比较结果，并且进行控制以根据该比较结果来选择要从所述存储器读出的多重图像数据。
8.一种摄像设备，包括：
摄像单元，其包括由多个颜色成分的颜色滤波器所构成的图像传感器，并且用于利用所述图像传感器来拍摄被摄体图像并输出图像数据；
比较单元，用于在画面内的相应区域中的图像数据之间、对从所述摄像单元所输出的第一图像数据和从所述摄像单元所输出的第二图像数据进行比较；以及
选择单元，用于根据比较结果，按各区域输出所述第一图像数据或所述第二图像数据。
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