DE10344058B4

DE10344058B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Reduzieren von Bildunschärfe bei einer Digitalkamera

Info

Publication number: DE10344058B4
Application number: DE10344058A
Authority: DE
Inventors: Donald J. Windsor Stavely
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2003-09-23
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2023-09-24
Also published as: US7212230B2; US7787015B2; US20070188617A1; DE10344058A1; JP2004215283A; TW200412786A; US20040130628A1; JP4098251B2

Abstract

Digitalkamera (100), die folgende Merkmale umfaßt:
eine Eingabesteuerung (120) zum Einleiten der Aufnahme eines digitalen Bildes;
ein Bewegungsverfolgungsteilsystem, das auf die Eingangssteuerung (120) anspricht, um die Bewegung der Digitalkamera (100) zu verfolgen, wobei ein Ausgangssignal des Bewegungsverfolgungsteilsystems die Menge der Bewegung der Digitalkamera (100) als eine Funktion der Zeit anzeigt; und
eine Steuerlogik (134), die konfiguriert ist, um die Aufnahme des Digitalbildes zu verzögern, bis das Ausgangssignal des Bewegungsverfolgungsteilsystems ein Bewegungskriterium erfüllt,
wobei das Bewegungskriterium erfüllt ist, wenn das Ausgangssignal des Bewegungsverfolgungsteilsystems einen Schwellenwert erreicht oder unterschreitet,
wobei die Eingangssteuerung (120) einen Druckknopfschalter umfasst, der zumindest eine erste Stellung und eine zweite Stellung aufweist, wobei die erste Stellung das Bewegungsverfolgungsteilsystem aktiviert, und wobei die zweite Stellung die Aufnahme des digitalen Bildes anfordert, und
wobei die Steuerlogik (134) konfiguriert ist, um den Schwellenwert zumindest teilweise auf der Basis eines Intervalls zwischen einer Betätigung der Eingangssteuerung...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Digitalphotographie und insbesondere auf Vorrichtungen und Techniken zum Reduzieren von Bildunschärfe bei einer Digitalkamera.
Ein beherrschendes Problem bei der Photographie ist Unschärfe aufgrund von Kamerabewegung. Einige Filmkameras und andere optische Vorrichtungen, wie z. B. Ferngläser, umfassen hochkomplexe aktive Bildstabilisierungssysteme, die den Bildweg in einer Richtung entgegengesetzt zu der Kamerabewegung leicht ablenken. Solche aktiven Stabilisierungssysteme sind jedoch sowohl komplex als auch aufwendig.
Eine Alternative ist es, eine schnellere Linse zu verwenden. Digitalkameras benutzen bereits die schnellste Linse, die bezüglich Kosten, Größe und gewünschter Bildqualität praktisch ist. Linsen mit maximalen Aperturen von f/2 bis f/2,8 sind typisch. Noch schnellere Linsen sind sehr viel aufwendiger und voluminös.
Die US 5,150,150 A beschreibt eine Vorrichtung zum Verhindern einer Aufnahme von unscharfen Bildern, bei der die Blende der Kamera erst dann betätigt wird, wenn ein absoluter Wert einer Geschwindigkeit, mit der die Kamera bewegt wird, unterhalb eines vorbestimmten Wertes ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Digitalkamera und ein Verfahren zu schaffen, die die Bildunschärfe ohne aufwendige oder anderweitig unpraktische Lösungen reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch eine Digitalkamera gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 21 gelöst.
Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlich werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1A ein Funktionsblockdiagramm einer Digitalkamera gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung;
1B ein Entwurfsdiagramm der Bewegungsverwaltungslogik, die in 1A gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt ist;
1C ein Schaltbild einer Eingabesteuerung gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2A eine Darstellung eines digitalen Vorschaurahmens, wobei ein Mittelteil desselben eine Bewegungsmeßregion ist, gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2B eine Darstellung eines digitalen Vorschaurahmens, wobei ein Umfangsabschnitt eine Bewegungsmeßregion ist, gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2C eine Darstellung getrennter horizontaler und vertikaler Sätze von Bildelementen, die beim Messen der Bewegung einer Digitalkamera gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden können;
3A eine Darstellung einer Bewegungstrajektorie einer Digitalkamera gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3B ein darstellendes Diagramm der Größe der zusammengesetzten Kamerabewegung, das mit Zeit- und Schwellenwertparametern gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung versehen ist;
4 ein Flußdiagramm des Betriebs der in 1A gezeigten Digitalkamera gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
5 ein Flußdiagramm des Betriebs der in 1A gezeigten Digitalkamera gemäß einem weiteren darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Eine Kamerabewegung oder ein „Schütteln” neigt dazu, sowohl in der horizontalen als auch der vertikalen Richtung ungefähr regelmäßig zu sein. In Momenten der Richtungsumkehrung ist die Kamera beinahe stationär, wie z. B. die Schaukel eines Kindes in dem Moment, in dem dieselbe das volle Ausmaß ihres Verlaufs in einer Richtung erreicht, kurzfristig stationär ist. Bildunschärfe bei einer Digitalkamera kann daher reduziert werden, durch Verzögern der Aufnahme eines Digitalbilds nach der Betätigung des Verschlußauslöserknopfs, bis die Bewegung der Digitalkamera ein Bewegungskriterium erfüllt. Beispielsweise kann die Bildaufnahme verzögert werden, bis die Kamerabewegung einen dieser Momente der minimalen Bewegung (ein lokales Minimum) erreicht. Um eine unannehmbare Verzögerung nach der Betätigung des Verschlußauslöserknopfs zu vermeiden, kann die Verzögerung darauf beschränkt werden, eine vorbestimmte Auszeitperiode nicht zu überschreiten, oder es können andere Kriterien verwendet werden, um ein Digitalbild aufzunehmen, auch wenn das Bewegungskriterium nicht erfüllt ist. Die Implementierung dieser Technik erfordert ein Verfahren zum Messen der Bewegung der Digitalkamera ungefähr in Echtzeit. Bewegungsschätzungsalgorithmen können relativ einfach oder ziemlich komplex sein. Ein Beispiel einer komplexen Bewegungsschätzung, die bei der Videocodiertechnik gut bekannt ist, ist diejenige, die in Verbindung mit den Videokomprimierungsstandards des Standardisierungsgremiums für Bewegbildkompression (MPEG; MPEG = Moving Pictures Expert Group) implementiert ist.
1A ist ein Blockdiagramm einer Digitalkamera 100 gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung. in 1A kommuniziert die Steuerung 105 über den Datenbus 110 mit einem Bilderzeugungsmodul 115, einer Eingabesteuerung 120, einer Anzeige 125, einer Bewegungsverwaltungslogik 130, einem Zeitgeber 135 und einem Speicher 140. Der Speicher 140 umfaßt ferner einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 145 und einen nichtflüchtigen Speicher 150. Das optische System 155 erzeugt optische Bilder, die durch das Bilderzeugungsmodul 115 zu Digitalbildern umgewandelt werden. Das optische System 155 kann beispielsweise eine Zoom-Linse umfassen. Das Bilderzeugungsmodul 115 kann ein Array von Photosensoren umfassen, die auf einer Ladungsgekoppeltes-Bauelement-(CCD; CCD = charged-coupled-device) oder CMOS-Technologie basieren, einen Analog-Digital-Wandler (A/D), eine Verstärkungssteuerung und einen Digitalsignalprozessor (DSP) (in 1A nicht gezeigt). Das Bilderzeugungsmodul 115 kann in einem Videovorschaumodus betrieben werden, in dem Digitalvorschaurahmen bei einer Rate von beispielsweise 30 Rahmen pro Sekunde erfaßt werden und auf der Anzeige 125 gezeigt werden. Die Digitalkamera 100 kann in diesem Videovorschaumodus arbeiten, während Operationen, wie z. B. Autofokus, Autobelichtung und Bewegungsverfolgung, durchgeführt werden. Ein CMOS-Photosensorarray hat den Vorteil, daß Pixel direkt adressiert werden können, wie ein RAM, was das Auslesen der Bilddaten für diese Operationen vereinfacht und beschleunigt.
Die Bewegungsverwaltungslogik 130 kann Hardware, Firmware, Software oder eine Kombination derselben umfassen. Die Bewegungsverwaltungslogik kann konzeptionell als zwei Aspekte aufweisend dargestellt werden: einer Bewegungsmeßlogik 132 und einer Steuerlogik 134, wie es in 1B gezeigt ist. Die Bewegungsmeßlogik 132 führt eine Bewegungsschätzung auf digitalen Vorschaurahmen durch, die von dem Bilderzeugungsmodul 115 während dem Videovorschaumodus erhalten werden. Diese digitalen Vorschaurahmen können eine geringere Auflösung aufweisen als ein digitales Endbild, um den Videovorschaumodus zu ermöglichen. Die Steuerlogik 134 analysiert Bewegungsschätzungsinformationen, die von der Bewegungsmeßlogik 132 erhalten werden, um zu bestimmen, wann ein Digitalbild erfaßt werden sollte, nachdem die Aufnahme eines Bildes angefordert wurde. Bei einem darstellenden Ausführungsbeispiel umfaßt die Steuerung 105 einen Mikroprozessor, und die Bewegungsverwaltungslogik 130 umfaßt gespeicherte Programmbefehle in Software oder Firmware oder eine Kombination derselben, die durch die Steuerung 105 ausgeführt werden können. Bei solch einem darstellenden Ausführungsbeispiel kann die Kombination aus Steuerung 105, Bilderzeugungsmodul 115 und Bewegungsmeßlogik 132 funktional als ein Bewegungsverfolgungsteilsystem bezeichnet werden, das eine Anzeige der Bewegung der Digitalkamera 100 als eine Funktion der Zeit ausgibt. Die Steuerung wählt gemäß der Steuerlogik 134 den Moment der Bildaufnahme aus, auf der Basis der Ausgabe des Bewegungsverfolgungsteilsystems.
1C ist ein Schaltbild einer Eingabesteuerung 120 gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 1C ist der Verschlußauslöserknopf 160 in der Lage, nacheinander die Schalter S1 165 und S2 170 zu betätigen. Wenn der Verschlußauslöserknopf 160 weiter gedrückt wird, wird der Schalter S2 170 ebenfalls geschlossen. Vor dem Schließen der Schalter S1 165 und S2 170 sind sowohl das Signal 175 als auch 180 beide in einem logisch „hohen” Zustand. Die Signale 175 und 180 sind mit dem Datenbus 110 verbunden. Der logisch „hohe” Zustand wird durch die Verbindung der Schalter zwischen einer gemeinsamen Masse und einer positiven Spannung +V über Pull-Up-Widerstände 185 und 190 geliefert. Wenn der Schalter S1 165 geschlossen ist, wird das entsprechende Signal 175 zum Massepotential hinuntergezogen, wodurch ein logisch „niedriger” Zustand erzeugt wird. Gleichartig dazu, wenn der Schalter S2 170 geschlossen ist, wird das entsprechende Signal 180 zum Massepotential hinuntergezogen, wodurch ein logisch „niedriger” Zustand erzeugt wird.
Die Eingabesteuerung 120 kann verwendet werden, um mehrere Operationen in einer Digitalkamera 100 auszulösen. Beispielsweise kann die Betätigung des Schalters S1 165 Autofokus und Autobelichtung aktivieren. Sobald die Autofokus- und Autobelichtungseinstellungen abgeschlossen sind, kann ein Bewegungsverfolgungsmodus aktiviert werden, in dem die Bewegung der Digitalkamera 100 verfolgt wird. Die Betätigung von S2 170 kann eine Anforderung signalisieren, daß ein digitales Bild erfaßt und gespeichert wird. Bei einer herkömmlichen Digitalkamera würde eine solche Aufnahme unmittelbar sein (ohne absichtliche Verzögerung). Um die Bildunschärfe, die durch Kamerabewegung bewirkt wird, zu minimieren, ist es jedoch vorteilhaft, die Aufnahme des Digitalbildes zu verzögern, bis zu einem Moment, wenn die Bewegung der Digitalkamera 100 bei einem ungefähren lokalen Minimum ist. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Eingabesteuerung 120 nur einen Schalter anstatt zwei umfassen. Bei diesen Ausführungsbeispielen kann ein einzelnes Signal von der Eingabesteuerung 120 die Aufnahme eines digitalen Bildes anfordern, und Bewegungsverfolgung kann durch ein getrenntes Eingangssignal (z. B. wenn die Leistung der Digitalkamera 100 eingeschaltet wird) oder durch das gleiche einzelne Signal von der Eingabesteuerung 120 aktiviert werden.
Das Messen der Bewegung der Digitalkamera 100 kann auf eine Vielzahl von Möglichkeiten implementiert sein. Die offensichtlichste ist durch die Verwendung von Bewegungssensoren, wie z. B. Beschleunigungsmessern oder Gyroskopen. Um die Ziele der geringen Kosten und geringen Komplexität der Erfindung besser einzuhalten, kann die Bewegung unter Verwendung des Bildsensors selbst gemessen werden. Bewegungsschätzalgorithmen sind in der Videocodiertechnik gut bekannt. Die Bewegungsschätzung umfaßt im allgemeinen das Vergleichen von zumindest einem Bildelement (Pixels) in einem ersten Rahmen mit zumindest einem Pixel in einem zweiten Rahmen, zum Erkennen einer Änderung bei der Szene während dem Intervall zwischen den beiden Rahmen. Dieser Prozeß kann für nachfolgende Rahmenpaare wiederholt werden, um eine Kamerabewegung bezüglich des Hintergrunds der Szene ungefähr in Echtzeit zu verfolgen. Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung kann eine Bewegungsschätzung an digitalen Vorschaurahmen durchgeführt werden, die in dem Videovorschaumodus der Digitalkamera 100 erhalten werden.
Der Vergleich der Pixel kann auch auf eine Vielzahl von Möglichkeiten implementiert werden. Beispielsweise kann die Größe des Pixel-um-Pixel-Unterschieds bei der Helligkeit (Luminanz) berechnet werden. Alternativ kann eine Pixel-um-Pixel-Korrelation (Multiplikation) durchgeführt werden. Falls die verglichenen Pixel in den beiden digitalen Vorschaurahmen in entsprechenden Positionen sind, kann eine Anzeige erhalten werden, daß eine gewisse Bewegung zwischen den Rahmen aufgetreten ist, aber nicht wie viel oder in welcher Richtung. Aus diesem Grund umfassen Bewegungsschätztechniken typischerweise auch einen Suchalgorithmus, bei dem eine oder mehrere Gruppen von Pixeln in einem ersten digitalen Vorschaurahmen mit Gruppen von Pixeln in einer vorbestimmten Suchregion verglichen werden, die jede entsprechende Position in einem zweiten digitalen Vorschaurahmen umgibt. Ein Bewegungsschätzalgorithmus berechnet typischerweise einen Bewegungsvektor, der die Größe und Richtung der Bewegung während einem speziellen Intervall anzeigt. Dieser Bewegungsvektor kann herkömmlicherweise als horizontale und vertikale Bewegungskomponenten ausgedrückt werden.
Komplexe Bewegungsschätztechniken, die in Verbindung mit MPEG-Komprimierung verwendet werden, können die Leistungsfähigkeit der Bewegungsschätzung verbessern. Solche Verbesserungen können beispielsweise zusätzlich zu dem oben beschriebenen allgemeinen Verfahren einen schnellen Suchalgorithmus oder ein effizientes Rechenschema umfassen. Solche Verfahren sind in der Videocodiertechnik gut bekannt. Ein Beispiel einer komplexen MPEG-Bewegungsschätzung findet sich in dem U.S.-Patent 6,480,629 , dessen Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
2A stellt einen digitalen Vorschaurahmen 205 gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Eine Bewegungsschätzung kann unter Verwendung eines oder mehrerer Pixel in der Bewegungsmeßregion 210 durchgeführt werden (in 2A schraffiert). In 2A umfaßt eine Bewegungsmeßregion 210 einen Mittelteil eines Digitalvorschaurahmens 205. Eine solche Region kann mit der Region zusammenfallen, die beim Durchführen von Autofokus oder Autobelichtung verwendet wird. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel kann eine Bewegungsschätzung in der Tat den gleichen Videovorschaumodus der Digitalkamera 100 wie Autofokus und Autobelichtung verwenden. Ein Nachteil dieses Lösungsansatzes ist jedoch, daß ein beweglicher Gegenstand in dem Mittelteil des Digitalvorschaurahmens 205 erfaßt werden kann, anstatt der Bewegung der Digitalkamera 100 in Bezug zu dem Hintergrund.
2B zeigt ein Verfahren zum Überwinden des Problems der Gegenstandbewegung gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 2B umfaßt die Bewegungsmeßregion 210 einen Umfangsabschnitt des Digitalvorschaurahmens 205, wo es unwahrscheinlicher ist, daß sich ein wichtiger Gegenstand befindet. Durch Beschränken einer Bewegungsschätzung auf den Umfang kann eine Subjektbewegung ausgeschlossen werden, dies ermöglicht es, daß die Bewegung der Digitalkamera 100 bezüglich dem Hintergrund der Szene gemessen wird.
Beim Durchführen von Autofokus legen Digitalkameras häufig eine Fensterfunktion an die Grenze der Autofokusregion an, um Randeffekte zu minimieren, die durch kontrastreiche Bilddaten an der Grenze bewirkt werden. Die Fensterfunktion dämpft die Ränder der Autofokusregion auf eine sich verjüngende Weise, was zu einer „weichen” Grenze führt. Solche Fensterfunktionen sind in der Digitalkameratechnik gut bekannt. Eine Fensterfunktion, die an die Grenze 215 angewendet wird, die die Bewegungsmeßregion 210 skizziert, kann aus dem gleichen Grund vorteilhaft sein.
2C ist eine Darstellung getrennter horizontaler und vertikaler Sätze von Pixeln, die beim Durchführen einer Bewegungsschätzung gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung durchgeführt werden können. In 2C können horizontale Sätze von Pixeln 220 und vertikale Sätze von Pixeln 225, die beide innerhalb der Umfangsbewegungsmeßregion 210 liegen, beim Durchführen einer Bewegungsschätzung verwendet werden, wie es oben beschrieben ist. Horizontale bzw. vertikale Sätze von Pixeln 220 und 225 können einzelne Zeilen oder Spalten von Pixeln oder „Streifen” von Pixeln sein, die mehrere Zeilen oder Spalten umfassen. Ein Vorteil dieses Lösungsansatzes ist es, daß die Messung horizontaler und vertikaler Bewegung in zwei Sätze von Berechnungen getrennt werden kann (z. B. Differenz oder Korrelation), wobei jeder Satz von Berechnungen eine geschätzte Bewegungskomponente erzeugt. Die beschränkte Anzahl von Pixeln, die beteiligt ist, kann auch den Suchalgorithmus vereinfachen. Die Auswahl der Pixelsätze, die in 2C gezeigt ist, ist nur eine Möglichkeit von vielen. Wenig oder mehr als die vier Sätze horizontaler und vertikaler Sätze von Pixeln, die in 2C gezeigt sind, können in der Bewegungsschätzung aufgenommen werden.
3A ist eine Darstellung einer Bewegungstrajektorie einer Digitalkamera gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Trajektorie 305 in 3A stellt den Bewegungsweg dar, der von der Digitalkamera 100 während einer beliebigen Periode durchgeführt wird, bevor ein Bild erfaßt wird. Lokale Minima 310, wo die Bewegung der Digitalkamera 100 die Richtung ändert, sind eingekreist. Das Aufnehmen eines digitalen Bildes bei einem dieser lokalen Minima 310 kann eine Bildunschärfe reduzieren. Da die Bewegung der Digitalkamera 100 eventuell kein lokales Minimum in der horizontalen Richtung in dem gleichen Moment erreicht, wie es das lokale Minimum in der vertikalen Richtung erreicht, muß dies beim Entwerfen von Kriterien für die Bildaufnahme berücksichtigt werden.
Viele mögliche Größen können als Ausgabe des Bewegungsverfolgungsteilsystems gewählt werden. Falls die Bewegungsmeßlogik 132 horizontale und vertikale Bewegungskomponenten (z. B. Geschwindigkeiten) mißt, ist eine mögliche Auswahl die Quadratwurzel der Summe der horizontalen Bewegungskomponente im Quadrat und die vertikale Bewegungskomponente im Quadrat (Größe des Bewegungsvektors). Eine weitere mögliche Auswahl ist die Summe des absoluten Werts der horizontalen Bewegungskomponente und des absoluten Werts der vertikalen Bewegungskomponente.
3B ist ein darstellendes Diagramm 315 der Größe der zusammengesetzten Bewegung der Digitalkamera 100, die gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Zeit- und Schwellenwertparametern versehen ist. Bei dem Diagramm 315 dient der Schwellenwert 320 als ein Bewegungskriterium zum Auswählen des Moments der Bildaufnahme bei einem ungefähren lokalen Minimum. Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein digitales Bild erfaßt, wenn die Größe der Bewegung unter den Schwellenwert 320 fällt (Punkt 330 in 3B) nach der Betätigung des Schalters S2 170 zu dem Zeitpunkt 325. Falls die Größe der Bewegung innerhalb einer vorbestimmten Auszeitperiode 335 nicht unter den Schwellenwert 320 fällt, kann das digitale Bild zu dem Zeitpunkt 340 erfaßt werden. Die Auswahl der Auszeitperiode 335 kann mit Anwendung oder Situation variieren, aber würde höchstwahrscheinlich 0,1 Sekunden nicht überschreiten. Als Alternative zu der Auszeitperiode 335 kann das Bild erfaßt werden, auch wenn der Schwellenwert 320 nicht erfüllt ist, falls sich die Bewegung der Digitalkamera 100 verringert (bezüglich der Geschwindigkeit verlangsamt sich die Digitalkamera 100). Ein Beispiel eines solchen Intervalls einer sich verringernden Bewegung ist die von Punkt 345 zu Punkt 350. Das Antizipieren eines ungefähren Minimums auf diese Weise ist insbesondere sinnvoll beim Begründen von Auslese- und Rechenverzögerungen bei dem Bewegungsschätzprozeß.
Der Schwellenwert 320 kann auf der Basis eines einer Vielzahl von Faktoren oder einer Kombination derselben ausgewählt werden. Bei einem Ausführungsbeispiel wird der Schwellenwert 320 ausgewählt auf der Basis der gemessenen minimalen und maximalen Bewegung (z. B. minimale und maximale Geschwindigkeit) während einem Intervall 355 zwischen der Betätigung des Schalters S1 165 und der Betätigung des Schalters S2 170 (siehe 3B). Solche Messungen der minimalen und maximalen Bewegung in dem Intervall 335 sind durch die Punkte 360 bzw. 365 dargestellt. Der Schwellenwert 320 kann beispielsweise als spezieller Bruchteil des Maximums 365 oder als ein Wert, der zwischen Minimum 360 und dem Maximum 365 liegt, gewählt werden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Schwellenwert 320 auf der Basis der aktuellen Brennweiteneinstellung des optischen Systems 155 gewählt werden. Eine Weitwinkelbrennweite des optischen Systems 155 ist weniger empfindlich gegenüber Bewegung als eine Telephotoeinstellung. Daher muß der Schwellenwert 320 für eine Telephotobrennweite kleiner sein als für eine Weitwinkelbrennweite. Gleichartig dazu macht eine schnellere Verschlußzeit die Bewegung der Digitalkamera 100 auch weniger kritisch. Folglich kann der Schwellenwert 320 größer (weniger genau) sein, falls die Digitalkamera 100 bei einer schnelleren Verschlußzeit arbeitet (z. B. 1/500 einer Sekunde), als wenn die Digitalkamera bei einer langsameren Verschlußzeit arbeitet (z. B. 1/30 einer Sekunde). Ein weiterer Faktor, der beim Auswählen des Schwellenwerts 320 verwendet werden kann, ist das Intervall 355 in 3B. Beispielsweise kann der Schwellenwert 320 anders ausgewählt werden, abhängig davon, ob das Intervall 355 kurz oder lang ist. Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Schwellenwert auf der Basis einer herkömmlichen Charakterisierung der typischen Größe der Kamerabewegung nach der Betätigung von S1 165 eingestellt werden. Falls beispielsweise aufgrund eines unruhigen Benutzers, eines Einhandbetriebs, usw. ein hoher Grad an Bewegung erfaßt wird, kann z. B. ein höherer Schwellenwert ausgewählt werden.
Optional kann der Schwellenwert 320 nach der Betätigung des Schalters S2 170 geändert werden. Beispielsweise kann der Schwellenwert 320 erhöht werden (wodurch das Bewegungskriterium weniger strikt wird), nach dem Ablauf der Zeit nach der Betätigung von S2. Dies ist noch eine weitere Alternative zu der Auszeitperiode 335 und zum Aufnehmen des digitalen Bildes auf die erfaßte Verlangsamung der Digitalkamera 100 hin.
4 ist ein Flußdiagramm des Betriebs der Digitalkamera 100 gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung. Falls der Schalter S1 165 bei 405 betätigt wird, werden Autofokus und Autobelichtung bei 410 durchgeführt. Sobald Autofokus und Autobelichtung abgeschlossen sind, tritt die Digitalkamera 100 in einen Bewegungsmeßmodus bei 415 ein, bei dem das Bewegungsverfolgungsteilsystem die Bewegung der Digitalkamera 100 als eine Funktion der Zeit mißt, wie es oben erklärt ist. Falls der Schalter S2 170 bei 420 betätigt wird, schreitet die Steuerung zu 425 fort, und der Zeitgeber 135 kann zu der Zählwertauszeitperiode 335 zurückgesetzt werden. Bei 425 wird das Ausgangssignal der Bewegungsmeßlogik 135 mit dem Schwellenwert 320 verglichen. Falls die gemessene Bewegung geringer als der Schwellenwert 320 ist, kann ein digitales Bild bei 435 unmittelbar erfaßt werden. Andernfalls schreitet die Steuerung zu 430 fort. Bei 430 prüft die Steuerung 105 den Zeitgeber 135, um zu bestimmen, ob die Auszeitperiode 335 abgelaufen ist. Falls dies der Fall ist, kann das digitale Bild bei 435 erfaßt werden. Andernfalls kehrt die Steuerung zu 425 zurück. Sobald das digitale Bild erfaßt wurde, endet der Prozeß bei 440.
5 ist ein Flußdiagramm des Betriebs der Digitalkamera 100 gemäß einem weiteren darstellenden Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Prozeß in 5 ist ähnlich zu dem in 4, außer daß eine Verringerung (bezüglich der Geschwindigkeit eine Verlangsamung) bei der Bewegung der Digitalkamera 100 das Kriterium zum Aufnehmen eines digitalen Bildes bei 445 ist, wenn der Schwellenwert 320 bei 425 nicht erfüllt ist.

Claims

Digitalkamera (100), die folgende Merkmale umfaßt: eine Eingabesteuerung (120) zum Einleiten der Aufnahme eines digitalen Bildes; ein Bewegungsverfolgungsteilsystem, das auf die Eingangssteuerung (120) anspricht, um die Bewegung der Digitalkamera (100) zu verfolgen, wobei ein Ausgangssignal des Bewegungsverfolgungsteilsystems die Menge der Bewegung der Digitalkamera (100) als eine Funktion der Zeit anzeigt; und eine Steuerlogik (134), die konfiguriert ist, um die Aufnahme des Digitalbildes zu verzögern, bis das Ausgangssignal des Bewegungsverfolgungsteilsystems ein Bewegungskriterium erfüllt, wobei das Bewegungskriterium erfüllt ist, wenn das Ausgangssignal des Bewegungsverfolgungsteilsystems einen Schwellenwert erreicht oder unterschreitet, wobei die Eingangssteuerung (120) einen Druckknopfschalter umfasst, der zumindest eine erste Stellung und eine zweite Stellung aufweist, wobei die erste Stellung das Bewegungsverfolgungsteilsystem aktiviert, und wobei die zweite Stellung die Aufnahme des digitalen Bildes anfordert, und wobei die Steuerlogik (134) konfiguriert ist, um den Schwellenwert zumindest teilweise auf der Basis eines Intervalls zwischen einer Betätigung der Eingangssteuerung (120) in die erste Stellung und einer Betätigung der Eingangssteuerung (120) in die zweite Stellung auszuwählen.
Digitalkamera gemäß Anspruch 1, bei der die Steuerlogik (134) ferner konfiguriert ist, um das Digitalbild auf das Ablaufen einer vorbestimmten Auszeitperiode hin aufzunehmen, die von einer Betätigung der Eingangssteuerung (120) gemessen wird, wenn das Ausgangssignal des Bewegungsverfolgungsteilsystems nicht in der Lage ist, das Bewegungskriterium innerhalb der vorbestimmten Auszeitperiode zu erfüllen.
Digitalkamera gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Steuerlogik (134) konfiguriert ist, um das digitale Bild aufzunehmen, während sich das Ausgangssignal des Bewegungsverfolgungsteilsystems verringert, wenn das Ausgangssignal des Bewegungsverfolgungsteilsystems das Bewegungskriterium nicht erfüllt.
Digitalkamera gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Steuerlogik (134) konfiguriert ist, um als den Schwellenwert einen Wert auszuwählen, der zwischen einem Minimum und einem Maximum des Ausgangssignals des Bewegungsverfolgungsteilsystems liegt.
Digitalkamera gemäß Anspruch 4, bei der das Minimum und das Maximum des Ausgangssignals des Bewegungsverfolgungsteilsystems während einem Intervall zwischen einer Betätigung der Eingangssteuerung (120) in die erste Stellung und einer Betätigung der Eingangssteuerung (120) in die zweite Stellung bestimmt werden.
Digitalkamera gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Steuerlogik (134) konfiguriert ist, um den Schwellenwert zumindest teilweise auf der Basis einer aktuellen Brennweite einer Linse der Digitalkamera (100) auszuwählen.
Digitalkamera gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Steuerlogik (134) konfiguriert ist, um den Schwellenwert zumindest teilweise auf der Basis einer aktuellen Verschlußzeiteinstellung der Digitalkamera (100) auszuwählen.
Digitalkamera gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Steuerlogik (134) ferner konfiguriert ist, um den Schwellenwert abhängig von einer Zeit bis zur Betätigung der Eingangssteuerung (120) in die zweite Stellung zu erhöhen.
Digitalkamera gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Steuerlogik (134) konfiguriert ist, um den Schwellenwert zumindest teilweise auf der Basis vorhergehender Messungen der Bewegung der Digitalkamera (100) auszuwählen.
Digitalkamera gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der das Bewegungsverfolgungsteilsystem folgende Merkmale umfaßt: ein Bilderzeugungsmodul (115) zum Umwandeln optischer Bilder zu digitalen Bildern, wobei das Bilderzeugungsmodul (115) für den Betrieb in einem Videovorschaumodus fähig ist, wobei der Videovorschaumodus eine Reihe von digitalen Vorschaurahmen (205) erzeugt, wobei ein Abschnitt jedes digitalen Vorschaurahmens (205) eine Bewegungsmessungsregion (210) umfaßt; und eine Bewegungsmeßlogik (132), die konfiguriert ist, um die Bewegung der Digitalkamera (100) zu messen, durch Vergleichen zumindest eines Bildelements in einem ersten digitalen Vorschaurahmen (205) mit zumindest einem Bildelement in einem zweiten digitalen Vorschaurahmen, wobei das zumindest eine Bildelement in jedem des ersten und zweiten digitalen Vorschaurahmens innerhalb der Bewegungsmeßregion (210) dieses digitalen Vorschaurahmens (205) liegt.
Digitalkamera gemäß Anspruch 10, bei der das Bilderzeugungsmodul (115) entweder ein CCD-Sensorarray oder ein CMOS-Sensorarray umfaßt.
Digitalkamera gemäß Anspruch 10 oder 11, bei der der Videovorschaumodus der Digitalkamera (100) im wesentlichen gleich ist wie derjenige, der während eines Autofokus verwendet wird, und die Bewegungsmeßregion (210) mit einer Autofokusregion zusammenfällt, innerhalb der ein Autofokus auf einer anderen Reihe von digitalen Vorschaurahmen (205) durchgeführt wird.
Digitalkamera gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der die Bewegungsmeßregion sowohl des ersten als auch des zweiten digitalen Vorschaurahmens (205) einen Mittelabschnitt dieses digitalen Vorschaurahmens (205) umfaßt.
Digitalkamera gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, bei der das zumindest eine Bildelement in dem ersten und zweiten digitalen Vorschaurahmen (205) einen horizontalen Satz von Bildelementen umfaßt.
Digitalkamera gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, bei der das zumindest eine Bildelement in dem ersten und zweiten digitalen Vorschaurahmen (205) einen vertikalen Satz von Bildelementen umfaßt.
Digitalkamera gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, bei der die Bewegungsmeßlogik (132) konfiguriert ist, um horizontale und vertikale Bewegungskomponenten zu berechnen.
Digitalkamera gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, bei der das Bewegungsverfolgungsteilsystem zumindest einen Beschleunigungsmesser umfaßt.
Digitalkamera gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, bei der das Bewegungsverfolgungsteilsystem zumindest ein Gyroskop umfaßt.
Digitalkamera gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, bei der das Ausgangssignal des Bewegungsverfolgungsteilsystems die Quadratwurzel der Summe einer horizontalen Bewegungskomponente im Quadrat und einer vertikalen Bewegungskomponente im Quadrat umfaßt.
Digitalkamera gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, bei der das Ausgangssignal des Bewegungsverfolgungsteilsystems die Summe des absoluten Werts einer horizontalen Bewegungskomponente und des absoluten Werts einer vertikalen Bewegungskomponente umfaßt.
Verfahren zum Reduzieren von Bildunschärfe bei einer Digitalkamera, das folgende Schritte umfaßt: Verfolgen der Bewegung der Digitalkamera (100) ansprechend auf ein erstes Eingangssignal (175); und Verzögern der Aufnahme eines digitalen Bildes nach dem Empfang eines zweiten Eingangssignals (180), bis die Bewegung der Digitalkamera (100) ein Bewegungskriterium erfüllt, wobei das Bewegungskriterium erfüllt ist, wenn das Ausgangssignal des Bewegungsverfolgungsteilsystems einen Schwellenwert erreicht oder unterschreitet, und wobei der Schwellenwert zumindest teilweise auf der Basis eines Intervalls zwischen dem Empfang des ersten Eingangssignals (175) und dem Empfang des zweiten Eingangssignals (180) ausgewählt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 21, das ferner folgenden Schritt umfaßt: Aufnehmen des Digitalbildes auf den Ablauf einer vorbestimmten Auszeitperiode hin, gemessen von dem Empfang des zweiten Eingangssignals (180), wenn die Bewegung der Digitalkamera (100) das Bewegungskriterium innerhalb der vorbestimmten Auszeitperiode nicht erfüllt.
Verfahren gemäß Anspruch 21 oder 22, das ferner folgenden Schritt umfaßt: Aufnehmen des digitalen Bildes, während sich die Digitalkamera (100) verlangsamt, wenn die Bewegung der Digitalkamera (100) das Bewegungskriterium nicht erfüllt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 23, bei dem der Schwellenwert als ein Wert ausgewählt ist, der zwischen einer minimalen und einer maximalen Bewegung der Digitalkamera (100) liegt, die während einem Intervall zwischen dem Empfang des ersten Eingangssignals (175) und dem Empfang des zweiten Eingangssignals (180) gemessen wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 24, bei dem der Schwellenwert zumindest teilweise auf der Basis einer aktuellen Brennweite einer Linse der Digitalkamera (100) gemessen wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 25, bei dem der Schwellenwert zumindest teilweise auf der Basis einer aktuellen Verschlußzeitseinstellung der Digitalkamera (100) ausgewählt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 26, bei dem der Schwellenwert abhängig von der Zeit bis zum Empfang des zweiten Eingangssignals (180) erhöht wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 27, bei dem der Schwellenwert zumindest teilweise auf der Basis früherer Messungen der Bewegung der Digitalkamera (100) ausgewählt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 28, bei dem das Verfolgen der Bewegung der Digitalkamera folgende Schritte umfaßt: Erfassen einer Reihe von digitalen Vorschaurahmen (205) in einem Videovorschaumodus der Digitalkamera (100), wobei ein Abschnitt jedes Digitalvorschaurahmens (205) eine Bewegungsmeßregion umfaßt; und Vergleichen zumindest eines Bildelements in einem ersten digitalen Vorschaurahmen (205) mit zumindest einem Bildelement in einem zweiten digitalen Vorschaurahmen, wobei das zumindest eine Bildelement in dem ersten und zweiten digitalen Vorschaurahmen innerhalb der Bewegungsmeßregion dieses digitalen Vorschaurahmens liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 29, bei dem der Videovorschaumodus der Digitalkamera (100) im wesentlichen gleich ist wie derjenige, der während eines Autofokus verwendet wird, und die Bewegungsmeßregion mit einer Autofokusregion zusammenfällt, innerhalb der ein Autofokus bezüglich einer unterschiedlichen Reihe von digitalen Vorschaurahmen (205) durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 29 oder 30, bei dem die Bewegungsmeßregion (210) von jedem des ersten und zweiten digitalen Vorschaurahmens einen Mittelteil dieses digitalen Vorschaurahmens (205) umfaßt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 29 bis 31, das ferner folgenden Schritt umfaßt: Anwenden einer Fensterfunktion, die eine Kantenteilregion der Bewegungsmeßregion (210) des ersten und zweiten digitalen Vorschaurahmens (205) dämpft.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 29 bis 32, bei dem das zumindest eine Bildelement in dem ersten und zweiten digitalen Vorschaurahmen (205) einen horizontalen Satz von Bildelementen umfaßt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 29 bis 33, bei dem das zumindest eine Bildelement in dem ersten und zweiten digitalen Vorschaurahmen (205) einen vertikalen Satz von Bildelementen umfaßt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 29 bis 34, bei dem das Vergleichen von zumindest einem Bildelement in einem ersten digitalen Vorschaurahmen mit zumindest einem Bildelement in einem zweiten digitalen Vorschaurahmen das Berechnen horizontaler und vertikaler Bewegungskomponenten umfaßt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 35, bei dem das Verfolgen der Bewegung der Digitalkamera (100) das Messen der Bewegung der Digitalkamera unter Verwendung zumindest eines Beschleunigungsmessers umfaßt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 36, bei dem das Verfolgen der Bewegung der Digitalkamera (100) das Messen der Bewegung der Digitalkamera unter Verwendung zumindest eines Gyroskops umfaßt.