(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
改善されたアーカイバル画像を捕捉する方法であって、
複数の選択可能な画像捕捉モードを有する画像捕捉装置により場面の少なくとも２つのプレビュー画像を捕捉するステップと、
信号プロセッサを用いて、前記場面において場面輝度及び動作速度に関して前記プレビュー画像を解析するステップであって、前記解析は、単位時間当たりの電荷量を特定するピクセル信号レートを決定することを含み、前記ピクセル信号レートは場面輝度に基づくものである、ステップと、
場面ピクセル速度を決定するステップと、
ピクセル速度に対するピクセル信号レートの比を計算するステップと、
計算された前記比を用いて前記アーカイバル画像を捕捉するための捕捉モード、ＩＳＯ及び露出時間を選択するステップと
を有する方法。
【請求項２】
選択可能な捕捉モード、ＩＳＯ及び露出時間により画像捕捉装置を用いてアーカイバル画像を捕捉する方法であって、
選択可能な捕捉モードを有する画像捕捉装置を用いて場面の２又はそれ以上のプレビュー画像を捕捉するステップと、
信号プロセッサを用いて、
前記場面において場面輝度及び動きを決定するよう前記プレビュー画像を解析し、
画像の前記場面輝度に基づきピクセル信号レートを決定し、前記ピクセル信号レートは、単位時間当たりの電荷量を特定するものであり、
前記場面において前記動きに基づきピクセル速度を決定し、
ピクセル速度に対するピクセル信号レートの比である信号比を決定し、
前記信号比に従って前記捕捉モードを選択し、
前記捕捉モード及び前記信号比に基づいて前記ＩＳＯを選択し、
前記ＩＳＯ及び前記場面輝度に基づいて前記露出時間を選択するステップと、
前記画像捕捉装置を用いて前記選択された捕捉モード、ＩＳＯ及び露出時間によりアーカイバル画像を捕捉し、該アーカイバル画像をメモリに記憶させるステップと
を有する方法。
【請求項３】
前記プレビュー画像の解析は、大域的な動き又は局所的な動きを決定するよう前記２又はそれ以上のプレビュー画像を互いと比較することを含む、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ピクセル速度は、前記大域的な動きから決定される、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ピクセル速度は、前記局所的な動きの解析から決定される、
請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記ピクセル速度は、平均の局所的な動きから決定される、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ピクセル速度は、ピークの局所的な動きから決定される、
請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記画像捕捉装置は、輝度センサを有し、
前記場面輝度は、前記輝度センサにより決定される、
請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記ピクセル信号レートの決定、前記ピクセル速度の決定、及び前記信号比の決定は、捕捉モード、ＩＳＯ及び露出時間を選択するよう、前記２又はそれ以上のプレビュー画像から決定される大域的又は局所的な動きと、前記決定された場面輝度とを用いることを含む、
請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記画像捕捉装置は、慣性計測装置を有し、
前記大域的な動きは、前記慣性計測装置により決定される、
請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
前記捕捉モードの選択、前記ＩＳＯの選択、及び前記露出時間の選択は、前記信号比及び前記場面輝度に従って前記捕捉モード、前記ＩＳＯ及び前記露出時間を選択するよう、多次元モデルを用いることを含む、
請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
前記捕捉モードの選択は、ビニング比を選択することを含む、
請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
前記捕捉モードの選択は、単一捕捉モード又は複数捕捉モードを選択することを含む、  請求項２に記載の方法。
【請求項１４】
選択可能な捕捉モード、ＩＳＯ及び露出時間により慣性計測装置を備えた画像捕捉装置を用いてアーカイバル画像を捕捉する方法であって、
前記慣性計測装置により前記画像捕捉装置の大域的な動きを決定するステップと、
信号プロセッサを用いて、
前記画像捕捉装置の前記大域的な動きを画像におけるピクセル速度へ変換し、
場面輝度を決定し、
前記場面輝度に基づき画像におけるピクセル信号レートを決定し、前記ピクセル信号レートは単位時間当たりの電荷量を特定するものであり、
ピクセル速度に対するピクセル信号レートの比である信号比を決定し、
前記信号比に基づいて前記捕捉モードを選択し、
前記信号比に基づいて前記ＩＳＯを選択し、
前記ＩＳＯ及び前記場面輝度に基づいて前記露出時間を選択するステップと、
前記画像捕捉装置を用いて前記選択された捕捉モード、ＩＳＯ及び露出時間によりアーカイバル画像を捕捉し、該アーカイバル画像をメモリに記憶させるステップと
を有する方法。
【請求項１５】
前記場面輝度の決定は、１又はそれ以上のプレビュー画像を捕捉し、該１又はそれ以上のプレビュー画像を場面輝度に関して解析することを含む、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記画像捕捉装置は、輝度センサを有し、
前記場面輝度の決定は、前記輝度センサからデータを収集し、該収集されたデータを場面輝度へ変換することを含む、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記捕捉モードの選択、前記ＩＳＯの選択、及び前記露出時間の選択は、前記信号比及び前記場面輝度に従って前記捕捉モード、前記ＩＳＯ及び前記露出時間を選択するよう、多次元モデルを用いることを含む、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記捕捉モードの選択は、ビニング比を選択することを含む、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記捕捉モードの選択は、単一捕捉モード又は複数捕捉モードを選択することを含む、  請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動きが存在する場合に単一の捕捉画像において画像品質の改善を提供する電子式画像捕捉装置及びその制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子式画像形成システムは、視覚画像の電子表現を精製するために画像センサ上に画像を形成するようレンズシステムに依存する。そのような画像センサの例には、電荷結合素子（charge  coupled  device）（ＣＣＤ）画像センサ、及びアクティブピクセルセンサ（active  pixel  sensor）（ＡＰＳ）装置（ＡＰＳ装置は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）プロセスにおいて製造されるために、しばしばＣＭＯＳセンサと呼ばれる。）がある。センサは、個別のピクチャ素子センサ、すなわちピクセル、の２次元配列を有する。夫々のピクセルは、例えば、１９７６年７月２０日に公開された同一出願人による米国特許第３９７１０６５号（特許文献１）においてＢａｙｅｒによって記載されるように、通常は、赤、緑又は青のいずれかのフィルタを設けられ、それにより、フルカラー画像が生成され得る。用いられる画像センサのタイプ（例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ）に関わらず、ピクセルは、電子式画像形成システムによる画像の捕捉の間にピクセルにぶつかる光の量に正比例して光生成電荷が蓄積されるバケットとして働く。
【０００３】
画像センサは、画像捕捉の間に適正露出を構成するよう、露出時間又は積分時間と呼ばれる時間のインターバルの間、光を集める。画像形成される場面の輝度測定に基づき、通常は自動露出システムを備える電子式画像形成システムは、有効輝度及び有効信号対ノイズ比を有する画像を生じる適切な露出時間を決定するために使用される。場面が薄暗くなればなるほど、電子式画像形成システムが適正露出を構成するよう光を集めるために使用しなければならない時間はますます増える。画像捕捉装置に対する動きが画像捕捉の間に存在する場合は、動作速度が露出時間に対して増大するにつれて、捕捉画像においてはモーションブラーが存在することとなる。モーションブラーには２つのタイプが存在する。１つは、大域的なモーションブラーであり、もう１つは、局所的なモーションブラーである。大域的なモーションブラーは、画像捕捉装置が捕捉中に場面に対して動いている場合に生成され、そのようなものとして、画像全体が不鮮明となる。大域的なモーションブラーを低減する方法は、当業者によく知られている。１つの方法は、慣性計測装置（通常はジャイロ）を用いて捕捉中の画像捕捉装置の動きを測定し、次いで、横方向に動かされ得るレンズ素子を備えた特別のレンズを用いて、画像センサ上にレンズによって形成される画像を、画像捕捉装置の動きを補償する方向に動かすことである。第２の方法は、大域的なモーションブラーを低減し且つ映像において画像を安定させるために映像捕捉の間のデジタルカメラの動きを補償するよう画像のデジタルシフトに基づく米国特許出願公開第２００６／０２７４１５６号（特許文献２）において記載されている。しかし、これらの方法のいずれもが、場面内で生成される局所的なモーションブラーに対処していない。
【０００４】
局所的なモーションブラーを低減する１つの方法は、露出時間を短縮することである。この方法は、露出時間を自動露出システムによって選択される露出時間よりも短くする。結果として、信号対ノイズ比が低い暗めの画像が捕捉される。次いで、アナログ又はデジタルゲインが、その暗めの画像を明るくするよう画像におけるピクセル値に適用され得るが、これはよりノイズが多い画像を生じさせることが当業者に認識されるであろう。
【０００５】
局所的なモーションブラーを低減する他の方法は、画像センサにおけるより多くのピクセル及びより大きい開口レンズを用いてより多くの光を集めて、より短い露出時間を可能にすることである。この方法は、局所的なモーションブラーが低減され且つノイズが許容レベルである画像を生成することができる。しかし、電子式画像形成システムにおける目下の産業上のトレンドは、画像捕捉装置をより小さく且つより安価にすることである。従って、より大きくのピクセルを有する画像センサ及びより大きな開口を備えたハイグレードの光学素子は、より多くの光を集めることができるが、実用的ではない。
【０００６】
局所的なモーションブラーを低減する他の方法は、露出時間を短くし且つ撮影用フラッシュにより自然光を補うことである。撮影用フラッシュは、フラッシュ時間を含むよう設定された露出時間を含むほんの一瞬に維持される強烈な光束を生成する。露出時間は、撮影用フラッシュが非常に明るいので、フラッシュがない場合よりも有意に短い時間インターバルに設定され得る。従って、露出の間に局所的な動きによって引き起こされるぶれ（ブラー）は低減される。しかし、フラッシュは、明るい照明においては有効でなく、明るい照明の中で速く動く対象は、依然として局所的なモーションブラーを生じさせうる。更に、フラッシュ撮影は、フラッシュと撮影される場面との間の距離が小さい場合にのみ通常は有用である。また、フラッシュ撮影は、多くの人々が好ましくないと思う赤目及び非常に明るい領域又は暗い領域のようなアーティファクトを生じさせる傾向がある。
【０００７】
露出時間を選択するための従来の解決法は、通常は１又はそれ以上の標準化された設定を使用し、あるいは、露出時間を得るようオペレータモード設定に応答する。図２Ａは、自動露出制御システムにおいて通常実行されるような、デジタルカメラのための典型的なカメラ制御システム２００のフローチャートを示す。ステップ２１０で、カメラは、場面輝度センサにより、又はプレビュー画像の解析により、場面輝度を評価する。図２Ａに示される典型的なカメラシステムにおいては、動きは測定又は考慮されない。ステップ２２０で、捕捉モードが、場面輝度及び何らかのオペレータ設定又は標準化された設定に基づき決定される。ステップ２３０で、ＩＳＯが、場面輝度及び捕捉モードに従って決定される。次いで、ステップ２４０で、露出時間が、場面輝度、捕捉モード及びＩＳＯに従って決定される。ステップ２５０で、最終的なアーカイバル画像が捕捉されて記憶される。しかし、典型的なカメラ制御システムの方法２００は、場面における輝度及び動きの程度が極めて変わりやすいので、認知画像品質が悪い画像を捕捉し、そして、動きが考慮されないので、失望させるようなレベルのモーションブラー又はノイズが画像において存在しうる。
【０００８】
米国特許出願公開第２００７／０２３７５１４号（特許文献３）において、場面における動きは、画像捕捉の前に測定される。ゆっくりとした動きが検出される場合には、更なる解析が、カメラの場面モードを選択するのを助けるために行われる。素早い動きが検出する場合には、標準されたカメラ設定の組が、図２Ａにおいて提示されるオペレータ選択可能カメラ設定及び自動露出制御システムによって決定されるように、使用される。そのようなものとして、特許文献３の方法は、ゆっくりとした動きを伴う場面の捕捉のための改善された方法しか提供しない。
【０００９】
米国特許出願公開第２００７／０２３７５０６号（特許文献４）においては、カメラの動きが検出されない場合に画像がより遅いシャッター速度で捕捉されるところのカメラが記載されている。カメラの動きが検出される場合には、画像はより速いシャッター速度で捕捉される。この方法は画像においてモーションブラーを低減するが、露出時間及びＩＳＯを含む捕捉条件を選択する際に、画像の認知される画像品質に対する画像におけるモーションブラー及びノイズの複合的な影響に対処しない。また、特許文献４の方法は、局所的な動きに基づく捕捉条件の選択を含まない。
【００１０】
図２Ｂは、複数の画像捕捉処理の制御の方法に関し国際公開第２００７／０１７８３５号（特許文献５）において記載される先行技術のフローチャート２９０を示す。ステップ２７０で、第１の画像が、図２Ａに提示されるようなカメラ自動出力制御システムによって定義される露出条件を用いて捕捉される。次いで、ステップ２７５で、第１の画像は、露出過度若しくは露出不足、モーションブラー、ダイナミックレンジ又は被写界深度等の画像品質の特性について、どの特性が満足されており且つどこに欠陥があるのかを決定するよう解析される。この解析に基づき、ステップ２８０は、画像品質の特性において欠陥が残っているかどうかを確認する。何らかの欠陥が画像品質の特性において残っている場合には、処理はステップ２８２へ進み、次の露出パラメータが少なくとも１つの更なる画像のために設定される。次いで、処理はステップ２７２に戻り、少なくとも１つの更なる画像が新しい露出パラメータを用いて捕捉される。次いで、更なる画像は、画像品質の特性についてステップ２７５で解析される。この処理は、画像品質の特性が捕捉されている複数の画像の間で満足されるまで繰り返す。次いで、最終的な画像が、望ましい画像品質の特性が満足されるように、ステップ２８５で、結合される複数の画像の部分から構成される。しかし、特許文献５の方法は、複数の画像の部分が改善された画像を生成するために結合されるところの複数の画像捕捉撮影の制御に向けられており、単一の捕捉画像における動きに関連した問題に対処しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第３９７１０６５号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／０２７４１５６号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７／０２３７５１４号
【特許文献４】米国特許出願公開第２００７／０２３７５０６号
【特許文献５】国際公開第２００７／０１７８３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、大域的な動き又は局所的な動きが撮像される場面に存在する場合に単一の捕捉画像における認知画像品質を改善するよう捕捉条件を選択する自動方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
ここで記載されるように本発明は、画像捕捉装置によりアーカイバル画像を捕捉し、信号比の形で場面における測定された場面輝度及び測定された動作速度に基づき画像捕捉装置のための設定を自動設定する方法を提供する。本発明は、多次元モジュールに基づき認知される画像品質が改善された画像を捕捉するよう、場面において輝度及び動きを測定し、捕捉モード及び捕捉条件を選択するデータ処理システムにより少なくとも部分的に実施される方法を提供する。
【００１４】
第１の実施形態において、本発明は、場面の少なくとも２つのプレビュー画像を捕捉するための選択可能な捕捉モード、ＩＳＯ及び露出時間を有する画像捕捉装置を用いるステップと、前記場面において場面輝度及び動きに関して前記プレビュー画像を解析するステップと、前記場面において前記場面輝度に基づきピクセル信号レートを決定するステップと、前記場面において前記動きに基づきピクセル速度を決定するステップと、ピクセル速度に対するピクセル信号レートの比である信号比を決定するステップと、前記信号比に従って前記捕捉モードを選択するステップと、前記捕捉モード及び前記信号比に従って前記ＩＳＯを選択するステップと、前記ＩＳＯ及び前記場面輝度に従って前記露出時間を選択するステップと、前記選択された捕捉モード、ＩＳＯ及び露出時間によりアーカイバル画像を捕捉し、該アーカイバル画像をメモリに記憶させるステップとを有する。前記捕捉モードの選択は、画像センサについてビニング比（binning  ratio）を選択すること、又は単一画像捕捉モード若しくは複数画像捕捉モードを選択することを含んでよい。
【００１５】
本発明の更なる実施形態において、居所的なピクセル速度は、局所的な動きが前記場面に存在する場合に、画像内の異なる範囲ごとに決定される。本発明の一実施形態において、前記信号比は、画像の異なる範囲ごとの局所的なピクセル速度の分布の解析に基づき決定される。本発明の他の実施形態において、前記信号比は、平均の局所的なピクセル速度に基づき決定される。本発明の更なる実施形態において、前記信号比は、ピーク又は最大の局所的なピクセル速度に基づき決定される。
【００１６】
本発明の更なる他の実施形態において、慣性計測装置が前記画像捕捉装置においても受けられ、該慣性計測装置は、前記ピクセル速度を決定するために使用される。この実施形態において、前記ピクセル信号レートを決定するために使用される前記場面輝度は、１又はそれ以上のプレビュー画像の解析から、又は輝度センサから集められるデータから、決定される。このように決定されたピクセル速度及びピクセル信号レートは、上述されたように使用される前記信号比を決定するために使用される。
【００１７】
本発明のなお更なる実施形態において、前記慣性計測装置は、存在する大域的な動きを決定するために使用され、一方、２又はそれ以上のプレビュー画像の解析は、存在する局所的な動きを決定するよう、前記慣性計測装置から決定される大域的な動きとともに使用される。
【００１８】
本発明に従う画像捕捉は、局所的な動きが場面において存在する、あるいは、画像捕捉装置が場面に対して動くことにより大域的な動きが存在する場合に、静止画像及びビデオ画像を捕捉する画像捕捉装置に特に適する。本発明は、画像捕捉装置による幅広い適用を有し、多種多様な画像捕捉装置が、認知される画像品質が改善された画像を捕捉するために、測定された輝度及び測定された動きに基づく捕捉モード、ＩＳＯ及び露出時間の複合的な選択の方法により、それらの画像捕捉方法を有効に使用することができる。
【００１９】
本発明のこれらの及び他の態様、目的、特徴及び利点は、好ましい実施形態の以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲の検討から、そして、添付の図面を参照して、より明りょうに理解されて明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】画像捕捉装置のブロック図である。
【図２Ａ】典型的な先行技術のカメラ制御システムのフローチャートである。
【図２Ｂ】複数の画像を捕捉するための先行技術の方法のフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態のフローチャートである。
【図４Ａ】ブラーが少ない画像のためのＩＳＯと認知画像品質との間の関係を示すグラフである。
【図４Ｂ】低ＩＳＯ画像のための画像内のブラーの量と認知画像品質との間の関係を示すグラフである。
【図５】異なる画像モードごとの信号比と認知品質との間の関係を示すグラフである。
【図６】フル解像度捕捉モードについての認知画像品質に対するＩＳＯ及びピクセルブラーの影響を示すグラフである。
【図７】認知画像品質の改善のためのフル解像度捕捉モードについての信号比とＩＳＯとの間の関係を示すグラフである。
【図８】２×ビニング捕捉モードについての認知画像品質に対するＩＳＯ及びピクセルブラーの影響を示すグラフである。
【図９】認知画像品質の改善のための２×ビニング捕捉モードについての信号比とＩＳＯとの間の関係を示すグラフである。
【図１０】複数画像捕捉モードについての認知画像品質に対するＩＳＯ及びピクセルブラーの影響を示すグラフである。
【図１１】認知画像品質の改善のための複数画像捕捉モードについての信号比とＩＳＯとの間の関係を示すグラフである。
【図１２】ベイヤー・カラーフィルタアレイの図である。
【図１３】異なるレベルの場面輝度及び異なるレベルの動きについて本発明の方法によって選択されるＩＳＯを示すグラフである。
【図１４】異なるレベルの場面輝度及び異なるレベルの動きについて本発明の方法によって選択される露出時間を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１を参照すると、特定の実施形態において、デジタル画像捕捉装置１０の構成要素が示されており、それらの構成要素は、構造上の支持及び保護を提供する本体において配置されている。本体は、特定の使用及びスタイルについて考慮すべき事項の要件を満たすよう変更され得る。電子画像捕捉ユニット１４は、デジタル画像捕捉装置の本体において搭載されており、撮影レンズ１６と、撮影レンズ１６と整列された画像センサ１８とを有する。場面からの光は、撮影レンズを通って光学経路２０に沿って伝播し、画像センサ１８にぶつかってアナログ電子画像を生成する。
【００２２】
画像センサの種類は様々であってよいが、画像センサは、利用可能な複数のソリッドスーテト画像センサの１つであることが大いに好ましい。例えば、画像センサは、電荷結合素子（ＣＣＤ）、ＣＭＯＳセンサ（ＣＭＯＳ）、又は電荷注入装置（charge  injection  device）（ＣＩＤ）であってよい。電子画像捕捉ユニット１４は、画像センサ１８に付随する他の構成要素を有する。典型的な画像センサ１８は、クロックドライバ（ここでは、タイミング発生器とも呼ばれる。）、アナログ信号プロセッサ（analog  signal  processor）（ＡＳＰ）及びアナログ−デジタルコンバータ／増幅器（Ａ／Ｄコンバータ）として機能する別個の構成要素が付随する。かかる構成要素はまた、画像センサ１８とともに単一ユニットに組み込まれ得る。例えば、ＣＭＯＳ画像センサは、他の構成要素が同じ半導体ダイ上に集積されることを可能にするプロセスにより製造される。
【００２３】
電子画像捕捉ユニット１４は、３又はそれ以上の色チャネルにより画像を捕捉する。カラーフィルタアレイとともに使用される単一画像センサ１８、また一方、複数の画像センサ及び異なるタイプのフィルタが使用され得ることが目下好ましい。適切なフィルタが当業者によく知られており、幾つかの場合において、不可欠の構成要素を提供するよう画像センサ１８と結合される。
【００２４】
画像センサ１８の各ピクセルからの電気信号は、ピクセルに到達する光の強さと、ピクセルが入来する光から信号を累算又は積分することができる時間の長さとに関連する。
【００２５】
積分時間は、開状態と閉状態との間で切替え可能であるシャッター２２によって制御される。シャッター２２は、機械的又は電気機械的であってよく、あるいは、電子画像捕捉ユニット１４のハードウェア及びソフトウェアの論理機能として提供されてよい。例えば、幾つかのタイプの画像センサ１８は、積分時間が、画像センサ１８をリセットし、次いで少しして画像センサ１８を読み出すことによって、電子的に制御されることを可能にする。ＣＣＤを用いた場合、画像センサ１８の積分時間の電子制御は、非感光性の領域において設けられた光遮蔽レジスタの下で蓄積電荷を移動することによって、提供される。この光遮蔽レジスタは、フレーム転送装置ＣＣＤにおいて見られるように全てのピクセルのためであってよく、あるいは、インターライン転送装置ＣＣＤにおいて見られるようにピクセル行又は列の間で行又は列の形をとってよい。適切な装置及びプロシージャは当業者によく知られている。よって、タイミング発生器２４は、画像センサ１８におけるピクセルが画像を捕捉するよういつ積分時間が起こるのかを制御する手段を提供することができる。図１の画像捕捉装置１０においては、シャッター２２及びタイミング発生器２４は合同で積分時間を決定する。
【００２６】
全体的な光の強さ及び積分時間の組み合わせは、露出と呼ばれる。画像センサ１８の感度及びノイズ特性と組み合わされた露出は、捕捉画像において与えられる信号対ノイズ比を決定する。同等の露出は、光の強さ及び積分時間の様々な組み合わせによって達成され得る。たとえ露出が同等であっても、光の強さ及び積分時間の特定の露出組み合わせは、場面又は関連する信号対ノイズ比の特性に基づき場面の画像を捕捉するための他の同等の露出よりも好ましい。
【００２７】
図１は幾つかの露出制御要素を示すが、幾つかの実施形態はそれらの要素の１又はそれ以上を有することができず、あるいは、露出を制御するための代替のメカニズムが存在しうる。画像捕捉装置１０は、表されているものに代わる特徴を有することができる。例えば、絞り（diaphragms）としても機能するシャッターが当業者によく知られている。
【００２８】
表されている画像捕捉装置１０において、フィルタアセンブリ２６及び開口２８は、画像センサ１８での光の強さを変更する。夫々は調整可能であってよい。開口２８は、光学経路２０において光を遮るよう機械的な絞り又は調整可能な開口（図示せず。）を用いて、画像センサ１８に到達する光の強さを制御する。開口のサイズは、連続的に調整可能であっても、段階的であっても、又は別なふうに変更されてもよい。代替案として、開口２８は、光学経路２０から出し入れ可能であってよい。フィルタアセンブリ２６は、同様に変更され得る。例えば、フィルタアセンブリ２６は、回転され又は別なふうに光学経路２０に入れられ得る異なる減光フィルタ（neutral  density  filters）の組を有することができる。他の適切なフィルタアセンブリ及び開口は当業者によく知られている。
【００２９】
画像捕捉装置１０は、撮影レンズ１６を有し、更に、オペレータが捕捉されるべき画像を構成するのを助けるビューファインダの部品（図示せず。）を有することができる光学システム４４を備える。光学システム４４は、多種多様な形態をとることができる。例えば、撮影レンズ１６は、光学ビューファインダとは完全に別個であってよく、あるいは、プレビュー画像が画像捕捉の前後で連続的に示される内部ディスプレイ上に設けられた接眼レンズを有するデジタルビューファインダを有してよい。このとき、プレビュー画像は、通常は、連続的に捕捉される解像度がより低い画像である。ビューファインダレンズユニット及び撮影レンズ１６は、１又はそれ以上の部品を共有することもできる。これらの及び他の代替の光学システムの詳細は、当業者によく知られている。便宜上、光学システム４４は、デジタルカメラ等の画像捕捉装置による捕捉の前に画像を構成するために一般的に行われるように場面のプレビュー画像を見るために使用され得るデジタルビューファインダディスプレイ７６又はカメラディスプレイ４８を備えた実施形態に関連して、以下で一般的に論じられる。
【００３０】
撮影レンズ１６は、単一焦点距離及び手動焦点合わせ又は固定焦点を有するような簡単なものであってよいが、これは好ましくない。図１に示される画像捕捉装置１０において、撮影レンズ１６は、レンズ素子がズーム制御部５０によって他のレンズ素子に対して駆動される電動式ズームレンズである。これは、レンズの有効焦点距離が変更されることを可能にする。デジタルズーム（デジタルカメラのデジタル拡大）も、光学ズームに代えて、又はそれと組み合わせて、使用され得る。撮影レンズ１６は、マクロ（接写）機能を提供するためにマクロ制御ドライバ５２によって光学経路に挿入され又は光学経路から取り除かれ得るレンズ素子又はレンズ群（図示せず。）を更に有することができる。
【００３１】
カメラ１０の撮影レンズ１６は、望ましくは、また、オートフォーカス方式である。例えば、オートフォーカスシステムは、受動的若しくは能動的なオートフォーカス又はそれらの組み合わせにより焦点合わせを提供することができる。図１を参照すると、撮影レンズ１６の１又はそれ以上のフォーカス素子（別個に図示せず。）は、場面における特定の距離からの光の焦点を画像センサ２０上に合わせるよう、フォーカス制御部５４によって駆動される。オートフォーカスシステムは、異なったレンズフォーカス設定によるプレビュー画像により動作することができ、あるいは、オートフォーカスシステムは、画像捕捉装置１０から場面までの距離に関連するシステムコントローラ６６への信号を送信する１又はそれ以上の検知素子を有する距離計５６を有することができる。システムコントローラ６６は、プレビュー画像又は距離計５６からの信号の焦点分析を行って、フォーカスドライバ５４を、撮影レンズ１６の焦点合わせ可能なレンズ素子（別個に図示せず。）を動かすよう動作させる。オートフォーカス方式は、当該技術においてよく知られている。
【００３２】
画像捕捉装置１０は、場面の輝度の測定器具を有する。輝度測定は、プレビュー画像においてピクセルコード値を分析することによって、又は輝度センサ５８の使用により、行われ得る。図１において、輝度センサ５８は、１又はそれ以上の別個の部品として示される。輝度センサ５８はまた、電子画像捕捉ユニット１４のハードウェア及びソフトウェアの論理機能としても設けられ得る。輝度センサ５８は、１又はそれ以上の画像センサ１８のための露出の選択において使用される場面の場面光度を表す１又はそれ以上の信号を提供するために使用され得る。オプションとして、輝度センサ５８からの信号はまた、カラーバランス情報を提供することもできる。場面照度及び色値の一方又は両方を提供するために使用され得且つ電子画像捕捉ユニット１４とは別個である適切な輝度センサ５８の例は、米国特許第４８８７１２１号に開示されている。
【００３３】
露出は、自動露出制御によって決定され得る。自動露出制御は、システムコントローラ６６内で実施されてよく、当該技術で知られているものから選択され得る。それらの例は、１９９４年８月２日に発行された米国特許第５３３５０４１号に開示されている。輝度センサ５８によって提供される、又はプレビュー画像におけるピクセル値からの測定によって提供される、撮像される場面の輝度測定に基づき、電子画像形成システムは、通常、自動露出制御処理を用いて、有効輝度及び適切な信号対ノイズ比を有する画像をもたらす有効露出時間ｔｅを決定する。本発明において、自動露出制御によって決定される露出時間ｔｅは、プレビュー画像の捕捉のために使用され、次いで、場面輝度及び予想モーションブラーに基づきアーカイブ画像の捕捉ために変更される。このとき、アーカイブ画像は、捕捉条件（露出時間を含む。）が本発明の方法に基づき定義された後に捕捉される最終の画像である。当業者には明らかなように、露出時間が短ければ短いほど、アーカイブ画像においてモーションブラーは低減されるがノイズが増大する。
【００３４】
図１の画像捕捉装置１０はフラッシュユニット６０を有する。フラッシュユニット６０は、キセノンフラッシュ管６１のような電子制御される照明器を有する。フラッシュセンサ６２が任意に設けられてよい。フラッシュセンサ６２は、アーカイブ画像の捕捉の間に場面から検知される光に応答して、又はアーカイブ画像の捕捉の前に予備フラッシュにより、信号を出力する。フラッシュセンサ信号は、専用のフラッシュコントローラ６３によって、又は制御ユニット６５の機能として、フラッシュユニットの出力を制御する際に、使用される。代替的に、フラッシュ出力は、焦点距離等の他の情報に基づき固定され又は変更され得る。フラッシュセンサ６２及び輝度センサ５８の機能は、捕捉ユニット及び制御ユニットの単一の構成要素又は論理機能においてまとめられてよい。
【００３５】
画像センサ１８は、レンズ１６によって与えられる場面の画像を受け取り、その画像をアナログ電子画像へ変換する。電子画像センサ１８は、画像センサドライバによって動作する。画像センサ１８は、様々なビニング配置を含む種々の捕捉モードにおいて動作することができる。ビニング配置は、ピクセルが、光電気的に発生した電荷を個々に収集して、捕捉の間フル解像度で動作する、又は隣接するピクセルと電気的に接続されて、捕捉の間より低い解像度で動作する、ために使用されるかどうかを決定する。ビニング比は、捕捉の間電気的に接続されるピクセルの数を決定する。より高いビニング比は、より多くのピクセルが捕捉の間電気的に接続されて、相応にそれらのひとまとめのピクセルの感度を高め且つ画像センサの解像度を下げることを示す。典型的なビニング比は、例えば、２×、３×、６×及び９×である。ビニングパターンにおいてひとまとめにされる隣接するピクセルの分布は同様に様々であってよい。図１２は、Ｒ、Ｇ及びＢの文字が夫々赤、緑及び青のピクセルを示す従来のベイヤーカラーフィルタ配列パターンを示す。通常、同じ色の隣接ピクセルは、画像センサによって提供されるように色情報を一貫したままとするようひとまとめにされる。本発明は、他の色カラーフィルタ配列パターン及び他のビニングパターンを有する他のタイプの画像センサを備える画像捕捉装置に同様に適用され得る。
【００３６】
制御ユニット６５は、露出調整要素又は他のカメラ部品を制御又は調整し、画像及び他の信号の伝送を助け、画像に関する処理を実行する。図１に示される制御ユニット６５は、システムコントローラ６６、タイミング発生器２４、アナログ信号プロセッサ６８、Ａ／Ｄコンバータ８０、デジタル信号プロセッサ７０、及びメモリ７２ａ〜７２ｄを有する。制御ユニット６５のための適切な構成要素は当業者に知られている。かかる構成要素は、挙げられているように、又は単一の物理的な装置によって、又はより多くの別個の部品によって、設けられ得る。システムコントローラ６６は、例えば、データの操作及び汎用プログラムの実行のためのＲＡＭを備えた埋め込み型マイクロプロセッサのような、適切に構成されたマイクロプロセッサの形をとることができる。制御ユニット６５の変形は、本願において他の箇所で記載されているものように、実際的である。
【００３７】
タイミング発生器２４は、タイミング関係において全ての電子部品に制御信号を供給する。個々の画像捕捉装置１０のための較正値は、ＥＥＰＥＯＭ等の較正メモリ（別個に図示せず。）に記憶されており、システムコントローラ６６へ供給される。ユーザインターフェース（後述する。）の構成要素は制御ユニット６５へ接続され、システムコントローラ６６で実行されるソフトウェアプログラムの組み合わせを用いることによって機能する。制御ユニット６５はまた、ズーム制御部５０、フォーカス制御部５４、マクロ制御部５２、ディスプレイコントローラ６４、及びシャッター２２のための制御部（図示せず。）、開口２８、フィルタアセンブリ２６、並びにビューファインダ及び状態ディスプレイ７６、７４を含む様々な制御部並びに関連するドライバ及びメモリを夫々動作させる。
【００３８】
画像捕捉装置１０は、捕捉画像情報又は予備捕捉情報を補足する情報を提供するよう他の構成要素を有することができる。そのような補足的情報部の例は、図１に表される方位センサ７８である。他の例には、実時間クロック、慣性計測センサ、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）受信器、及びキーパッド又はユーザキャプション若しくは他の情報の入力のための他の入力装置がある。
【００３９】
図示及び記載されている回路は、当業者によく知られている様々な方法において変形され得ることは明らかである。また、物理的な回路に関してここで記載される様々な特徴は、代替的に、ファームウェア若しくはソフトウェア機能又はそれらの組み合わせとして提供され得ることは明らかである。同様に、ここで別個のユニットとして表されている構成要素は、都合よく組み合わされ又は共有され得る。複数の構成要素は、分散配置において設けられ得る。
【００４０】
画像センサ１８からの初期電子画像は、アナログ信号プロセッサ６８及びアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ−増幅器８０によって増幅されてアナログからデジタルに変換され、次いで、デジタル電子画像は、ＤＳＰメモリ７２ａを用いてデジタル信号プロセッサ７０において処理され、システムメモリ７２ｂ又はリムーバブルメモリカード７２ｃに記憶される。データバス８１として表される信号線は、画像センサ１８、システムコントローラ６６、デジタル信号プロセッサ７０、画像ディスプレイ４８、及び他の電子部品を電気的に接続し、アドレス及びデータ信号のための経路を提供する。
【００４１】
「メモリ」は、半導体メモリ又は磁気メモリ等において提供される物理的なメモリの、１又はそれ以上の適切にサイジングされた論理ユニットをいう。メモリ７２ａ〜７２ｄは、夫々、あらゆるタイプのランダムアクセスメモリであってよい。例えば、メモリは、フラッシュＥＰＥＯＭメモリのような内部メモリ、若しくは代替的にコンパクトフラッシュカードのようなリムーバブルメモリ、又はそれらの組み合わせであってよい。リムーバブルメモリカード７２ｃは、アーカイブ画像の記憶のために設けられ得る。リムーバブルメモリカード７２ｃは、ソケット８２に挿入されて、メモリカードインターフェース８３を介してシステムコントローラ６６へ接続されるコンパクトフラッシュ（ＣＦ）又はセキュアデジタル（ＳＤ）型カード等、如何なるタイプであってもよい。利用される他のタイプの記憶装置は、制限なしにＰＣカード又はマルチメディアカード（ＭＭＣ）を含む。
【００４２】
制御ユニット６５、システムコントローラ６６及びデジタル信号プロセッサ７０は、画像記憶のために使用される同じ物理メモリにおいて記憶されるソフトウェアによって制御され得るが、制御ユニット６５、デジタル信号プロセッサ７０及びコントローラ６６は、専用のプログラムメモリ７２ｄにおいて（例えば、ＲＯＭ又はＥＰＲＯＭファームウェアメモリにおいて）記憶されるファームウェアによって制御されることが好ましい。別個の専用のメモリユニットがまた、他の機能をサポートするために設けられてよい。捕捉画像が記憶されるメモリは、画像捕捉装置１０において固定され、若しくは着脱可能であり、又はそれらの組み合わせであってよい。使用されるメモリの種類及び情報記憶の方法（例えば、光学式又は磁気式又は電子式）は重要ではない。例えば、リムーバブルメモリはフロッピーディスク（登録商標）、ＣＤ、ＤＶＤ、カセットテープ、又はフラッシュメモリカード若しくはスティックであってよい。リムーバブルメモリは、デジタルの形でカメラとの間で画像記録をやり取りするために利用され得、あるいは、かかる画像記録は、電子信号として送信され得る。
【００４３】
デジタル信号プロセッサ７０は、システムコントローラ６６に加えて、本実施形態における２つのプロセッサ又はコントローラのうちの１つである。複数のコントローラ及びプロセッサの間でのカメラ機能制御のこのような分割は一般的であるが、それらのコントローラ又はプロセッサは、カメラの機能動作及び本発明の適用に影響を及ぼすことなしに様々に組み合わされる。それらのコントローラ又はプロセッサは、１又はそれ以上のデジタル信号プロセッサ装置、マイクロコントローラ、プログラム可能ロジック装置、又は他のデジタルロジック回路を有することができる。そのようなコントローラ又はプロセッサの組み合わせが記載されているが、当然、１つのコントローラ又はプロセッサが必要な機能の全てを実行することができる。かかる変形の全ては同じ機能を実行することができる。
【００４４】
表されている実施形態において、制御ユニット６５及びデジタル信号プロセッサ７０は、プログラムメモリ７２ｄにおいて恒久的に記憶され且つシステムメモリ７２ｂにコピーされるソフトウェアプログラムに従って、メモリ７２ａにおけるデジタル画像データを処理する。制御ユニット６５及びデジタル信号プロセッサ７０は、画像処理を行うために必要なソフトウェアを実行する。また、デジタル画像は、画像の質を高めるよう、他のデジタルカメラにおいて見られるように修正され得る。例えば、画像は、補間及び輪郭強調を提供するようデジタル信号プロセッサ７０によって処理され得る。電子アーカイブ画像のデジタル処理は、ＪＰＥＧ圧縮及びファイルフォーマッティングのようなファイル転送に関連する修正を含むことができる。また、メタデータが、当業者によく知られている方法においてデジタル画像データとともに提供され得る。
【００４５】
システムコントローラ６６は、プログラムメモリ７２ｄにおいて記憶されているソフトウェアプログラムに基づき画像捕捉装置の全体の動作を制御する。プログラムメモリ７２ｄは、フラッシュＥＥＰＲＯＭ又は他の不揮発性メモリを有することができる。また、このメモリは、較正データ、ユーザ設定選択、及び画像捕捉装置がオフされる場合に保存されるべき他のデータを記憶するために使用され得る。システムコントローラ６６は、先に記載されたようにマクロ制御部５２、フラッシュ制御部６３、フォーカス制御部５４、ズーム制御部５０、及び捕捉ユニットの他のドライバを導き、タイミング発生器２４に画像センサ１８及び関連する素子を動作させるよう指示し、制御ユニット６５及びデジタル信号プロセッサ７０に捕捉画像データを処理するよう指示することによって、画像捕捉のシーケンスを制御する。画像が捕捉されて処理された後、システムメモリ７２ｂ又はＤＳＰメモリ７２ａに記憶されている最終の画像ファイルは、ホストインターフェース８４を介してホストコンピュータへ転送され、リムーバブルメモリカード７２ｃ又は他の記憶装置で記憶され、画像ディスプレイ４８でユーザに表示される。ホストインターフェース８４は、表示、記憶、操作又は印刷のための画像データの転送のためにパーソナルコンピュータ又は他のホストコンピュータへの高速接続を提供する。このインターフェースは、ＩＥＥＥ１３９４若しくはＵＳＢ２．０シリアルインターフェース又は他の何らかの適切なデジタルインターフェースであってよい。当該方法においてはデジタルの形での画像の転送は、物理的な媒体上に、又は伝送される電子信号としてであってよい。
【００４６】
表されている画像捕捉装置１０において、処理される画像は、システムメモリ７２ｂにおけるディスプレイバッファにコピーされ、ビデオエンコーダ８６を介して連続的に読み出されて、プレビュー画像のためのビデオ信号を生成する。この信号は、ディスプレイコントローラ６４又はデジタル信号プロセッサ７０によって処理され、カメラに内蔵された画像ディスプレイ４８でプレビュー画像として提示され、あるいは、外部モニタでの表示のために画像捕捉装置１０から直接出力され得る。ビデオ画像は、画像捕捉装置１０がビデオ捕捉のために使用される場合はアーカイバルであり、静止アーカイブ画像捕捉より前のビューファインディング又は画像合成のためのプレビュー画像として使用される場合は非アーカイバルである。
【００４７】
画像捕捉装置１０は、オペレータへ出力を与え且つオペレータ入力を受け取るユー太インターフェースを有する。ユーザインターフェースは、１又はそれ以上のユーザ入力制御部９３及び画像ディスプレイ４８を含む。ユーザ入力制御部９３は、ボタン、ロッカースイッチ、ジョイスティック、回転ダイアル、タッチスクリーン等の組み合わせの形で設けられ得る。ユーザ入力制御部９３は、シャッター開放、レンズユニットのズームを制御する“ズームイン／アウト”、及び他のユーザ制御を有することができる。
【００４８】
ユーザインターフェースは、露出レベル、撮影可能枚数、バッテリ状態、フラッシュ状態等の、オペレータへのカメラ情報を提供するよう、１又はそれ以上のディスプレイ又はインジケータを有することができる。また、画像ディスプレイ４８は、代わりに又は付加的に、カメラ設定等の非画像情報を表示するために使用され得る。例えば、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）が設けられてよく、オプション選択肢、及び捕捉画像を確認するためのレビューモードを提示するメニューを含む。画像ディスプレイ４８及びデジタルビューファインダディスプレイ７６は両方とも同じ機能を提供することができ、一方又は他方は削除されてよい。画像捕捉装置１０は、ビデオ捕捉に関連する音声情報を提供するスピーカを有してよく、かかるスピーカは、状態ディスプレイ７４、画像ディスプレイ４８、又はその両方で示される視覚的な警告の代わりに、又はそれに加えて、音声警告を提供することができる。ユーザインターフェースの構成要素は、制御ユニット６５へ接続され、システムコントローラ６６で実行されるソフトウェアプログラムの組み合わせを用いることによって機能する。
【００４９】
電子画像は、最終的に、画像ディスプレイ４８へ送られる。画像ディスプレイ４８は、ディスプレイコントローラ６４によって動作する。異なるタイプの画像ディスプレイ４８が使用されてよい。例えば、画像ディスプレイ４８は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、陰極線管ディスプレイ、又は有機エレクトロルミネセンスディスプレイ（ＯＬＥＤ）であってよい。画像ディスプレイ４８は、望ましくは、容易に撮影者が見ることができるように、カメラ本体に実装される。
【００５０】
画像ディスプレイ４８で画像を示す部分として、画像捕捉装置１０は、特定のディスプレイに対する較正のために画像を修正することができる。例えば、ディスプレイ４８及び画像センサ１８並びに電子捕捉ユニット１４の他の構成要素のグレースケール、色域、及び白色点に関して異なる機能を適応させるよう夫々の画像を修正する変形が提供され得る。ディスプレイ４８は画像全体が示されることを可能にするように選択されることが好ましい。しかし、より制限されたディスプレイが使用されてもよい。後者の場合に、画像の表示は、画像の一部、若しくはコントラストレベル、又は画像における情報の他の何らかの部分を省く較正ステップを含む。
【００５１】
また、ここで記載される画像捕捉装置１０は、特許請求の範囲による定義を除いて、特定の特徴の組に制限されないことは明らかである。例えば、画像捕捉装置１０は、着脱可能且つ交換可能なレンズ等、ここで詳細に論じられない多種多様な特徴のいずれかを有することができるデジタルカメラであってよい。また、画像捕捉装置１０は、持ち運び可能であっても、又は位置を固定されていてもよく、画像形成と関係がある又は無関係である１又はそれ以上の他の機能を提供することができる。例えば、画像捕捉装置１０は、携帯電話のカメラであってよく、あるいは、他の何らかの方法において通信機能を提供することができる。同様に、画像捕捉装置１０は、コンピュータハードウェア及びコンピュータ制御設備を有することができる。また、画像捕捉装置１０は複数の捕捉ユニットを有することもできる。
【００５２】
図３は、図１の制御ユニット６５又はデジタルカメラによって提供される本発明の方法の第１実施形態３００のフローチャートを示す。ステップ３１０で、２又はそれ以上のプレビュー画像、ＧＰＳ位置情報、光源レベル情報、音声情報及びフォーカス情報を含む予備捕捉データが収集される。次いで、予備捕捉データは、ステップ３２０で場面輝度Ｌ及び動きを決定するために解析される。ここで、場面輝度Ｌは、輝度センサ５８（図１参照）から、又はプレビュー画像を捕捉するために使用される露出時間と比較されるプレビュー画像におけるピクセルコード値から、決定され得る。動きは、プレビュー画像において捕捉される場面内の対応する対象の位置の差を特定するよう２又はそれ以上の異なるプレビュー画像を比較することによって、ピクセルシフトに関して決定され得る。ビデオ画像を比較することによって動きを決定する方法は、特許文献２（米国特許公開第２００６／０２７４１５６号）において記載されている。大域的な動き及び局所的な動きは、このようにしてプレビュー画像から特定され得る。大域的な動き（global  motion）は、主として場面に対する画像捕捉装置の動きによって生じる画像にわたる共通の動きをいい、局所的な動き（local  motion）は、場面内の対象の動きをいう。ステップ３３０で、プレビュー画像管のピクセルシフトに関して決定された動きが、動きの速度、すなわちピクセル速度λ（単位：ピクセル毎秒（ｐｉｘｅｌｓ／ｓｅｃ））を決定するよう、プレビュー画像の捕捉間の時間と比較される。
【００５３】
ステップ３４０で、プレビュー画像又は予備捕捉光源レベル情報から決定された輝度Ｌが、プレビュー画像及び信号ゲイン、ｆ／数（ｎｕｍｂｅｒ）、並びにセンサ量子効率及びレンズ透過率等の他のデータとともに使用され、画素ごとの全体的なピクセル信号レートＳ（単位：電子毎秒（ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ／ｓｅｃ））を決定する。カメラ露出決定の技術に精通している者には明らかなように、ピクセル信号レートＳは、ピクセル面積、センサ量子効率、レンズｆ／数及びレンズ透過率、並びに場面輝度等の因子によって影響される。ステップ３４５で、ピクセル速度に対するピクセル信号レートの比（ピクセル信号レート／ピクセル速度）である信号比（Ｓ／λ）が、制御ユニット６５又はデジタル信号プロセッサ７０によって計算される。信号比は、本発明の実施形態において捕捉モード及び捕捉条件を選択するために信号プロセッサ７０によって使用されるパラメータである。
【００５４】
図３において、ステップ３３０は、ステップ３４０の前に起こるよう示されている。しかし、それら２つのステップの順序は、それら２つのステップが両方ともステップ３１０及び３２０で収集されたデータに基づき値を計算することを伴うので、本発明にとっては重要でないことは明らかである。結果として、ステップ３４０はステップ３３０の前に起こってよく、あるいは、それら２つのステップは、デジタル信号プロセッサ７０の能力内で同時に行われてよい。
【００５５】
大域的な動き及び局所的な動きの両方が存在する場面において、決定されるピクセル速度は、画像の異なる領域ごとに異なる。この場合に関連する本発明の実施形態において、局所的なピクセル速度は、２又はそれ以上の異なるプレビュー画像間で対応する領域を比較することによって、画像の異なる領域ごとにステップ３３０で決定され得る。プレビュー画像の比較は、（特許文献２に記載されるように）ブロックごとに行われ得る。例えば、プレビュー画像は、プレビュー画像にわたって局所的なピクセル速度の疎サンプリングを得るよう３２×３２のピクセルブロックに分割され得る。
【００５６】
本発明の更なる実施形態において、１若しくはそれ以上のジャイロ又は１又はそれ以上の加速度計等の慣性計測装置を有する画像捕捉装置に関し、画像捕捉装置の動きに関するデータは、ステップ３１０で慣性計測装置から得られる。次いで、慣性計測装置からのデータは、動きに関しプレビュー画像を解析することに代えて、ステップ３２０で画像捕捉装置の動きに関連する大域的な動きを決定するために使用される。この場合において、１又はそれ以上のプレビュー画像は、場面輝度を決定するために解析される。代替的に、場面輝度は輝度センサにより決定される。その場合において、プレビュー画像は、ステップ３１０で予備捕捉データとともに捕捉される必要はない。慣性計測装置によって測定されるデータは、ステップ３３０で、ジャイロ又は加速度計によって夫々計測される回転速度又は直線加速度から、レンズによって提供される画角（angular  field  of  view）に基づき、画像全体にわたるピクセル速度分布へ変換される。更に、慣性計測装置は、一般的に、１００Ｈｚ超で動きデータを出力するので、慣性計測装置からのデータは、プレビュー画像のための露出時間等の時間期間にわたって複数回サンプリングされ得る。
【００５７】
本発明の更なる実施形態において、２又はそれ以上のプレビュー画像の解析は、存在する大域的な動き及び局所的な動きを区別するよう、慣性計測装置からのデータとともに使用される。この場合において、ステップ３１０で慣性計測装置から収集されたデータは、ステップ３２０で、画像捕捉装置の動きにより存在する大域的な動きを決定するために使用される。次いで、２又はそれ以上のプレビュー画像は、存在する大域的及び局所的な動きを決定するために、ステップ３２０で、先に記載されたように比較される。ステップ３３０で、プレビュー画像の比較から決定された大域的及び局所的な動きは、局所的なピクセル速度に変換される。慣性計測装置から決定された大域的な動きもステップ３３０で局所的なピクセル速度分布に変換され、次いで、これは、２又はそれ以上のプレビュー画像の比較から決定された局所的なピクセル速度から減じられる。それにより、異なる領域ごとの残りの局所的なピクセル速度の値は、動いている場面による大域的な動き（画像捕捉装置の動きによって生成されない）と、局所的な動きとに起因する。このようにして、大域的な動き及び局所的な動きの両方がステップ３３０で決定される。先に述べられたように、本発明の目的のために、慣性計測データは、少なくとも部分的にプレビュー画像の露出時間と重なり合う時間期間の間に収集され、従って、アーカイブ画像のための捕捉モード及び捕捉条件を選択するために使用される動きデータは一貫している。この方法は、画像捕捉装置の動きに起因する大域的な動きと、動いている場面（例えば、列車のような大きな対象）による大域的な動きとを区別するのに有効である。
【００５８】
本発明の実施形態のいずれかにおいて、決定された動きのデータ解析が行われる場合に、それは、平均、中項、最大又は最小を含む、本発明の方法において使用される大域的な動き又は局所的な動きの代表的な測度を選択するよう、あらゆるタイプの統計分析を有することができる。
【００５９】
本発明のなお更なる実施形態において、局所的な動きが場面において存在し、決定される局所的なピクセル速度が画像の異なる領域ごとに異なる場合に、図３の方法は、ステップ３３０における局所的なピクセル速度の分布の解析を用いて、信号比を決定する際にステップ３４５で使用されるピクセル速度λを選択するよう行われ得る。この解析は、図１の制御ユニット６５又はデジタル信号プロセッサ７０によって提供される。本発明の第１実施形態において、局所的なピクセル速度の平均は、ステップ３４５においてλとして使用される。このアプローチは、ノイズの緩やかな増大をもたらす一方、モーションブラーの緩やかな全体的な低減をもたらす。このアプローチは、幾らかの局所的なモーションブラーを伴う全体的に改善された認知画像品質を有する画像を生成することが望まれる使用に適する。
【００６０】
本発明の代替の実施形態において、画像の全ての領域についての最大又はピークピクセル速度が、ステップ３４５においてλとして使用される。このアプローチは、より大規模にノイズを増大させる一方、画像の全ての領域においてモーションブラーのより過大な低減をもたらす。このアプローチは、スポーツ画像におけるプレイヤー等の最も速い動きを伴う画像の領域においてモーションブラーが低減された画像を生成することが望まれる使用に適する。
【００６１】
信号プロセッサ７０が画像捕捉装置のための捕捉条件（例えば、ＩＳＯ及び露出時間）を選択する場合に、動きが存在する場合に考慮されるべき画像品質におけるトレードオフが存在する。ＩＳＯは、画像が当業者によく知られているように捕捉される場合に、所与の量の光に応答して画像センサによって生成される信号（ピクセル値に換算）並びにピクセル値に適用される関連するアナログ又はデジタルゲインをいう。通常、ＩＳＯの選択はまた、より高いＩＳＯがより高いレベルのノイズ抑制画像処理によって達成される様々なノイズ抑制画像処理の選択及びゲインを含む画像処理パラメータの更なる選択によっても補足される。長い露出時間が信号対ノイズ比を増大させるので、結果として得られる画像はノイズが低く明るく見えるが、存在するモーションブラーはその場合に画像において更なるぶれをもたらす。この場合において、存在する何らかの局所的な動きは、高速移動する車両が場面に入る場合等、局所的にぶれた領域を生じさせ、加えて、大域的な動きは、画像捕捉装置が画像捕捉中にぶつけられる場合等、画像全体がぶれることを生じさせる。露出時間の短縮はモーションブラーを低減するが、信号対ノイズ比も低減され、それにより、結果として得られる画像は暗く又はノイズがあるように見える。場面における照明条件が暗くなるにつれて、より長い露出時間が、適切に明るく且つノイズがない許容可能な信号対ノイズ比を有して画像を生成するために必要とされる。画像捕捉のためのゲインを増大させることは画像の輝度を増大させるが、ノイズもよりはっきり見えるようになるので、画像はノイズがあるように見える。重要な留意点は、画像におけるモーションブラーとノイズとのトレードオフは知覚の問題である点である。ここで開示されている発明は、信号比によって表される捕捉画像におけるモーションブラー及びノイズの両方によって影響を与えられる画像品質の認知を考慮した補足モード、ＩＳＯ及び露出時間の可変調整を有するカメラ制御のための方法を提供する。
【００６２】
図４〜１１は、２０のオブザーバのグループによって観測されて、丁度可知差異（Just  Noticeable  Difference）（ＪＤＮ）ユニットに関して、認知される画像品質について評価される、特定のデジタルカメラにより補足される大量の画像のための画像品質の検討によるデータを提示する。ＪＮＤは、一般的に、認知される画像品質の変化を記述するためにデジタル画像において使用される。ＪＮＤの記載は、次の文献：“ISO  20462,  A  psychophysical  image  quality  measurement  standard”、Image  Quality  and  System  Performance、Yoichi  Miyake及びD.  Rene  Rasmussen編、Proceedings  of  SPIE-IS&T  Electronic  Imaging、Vol.5294（2004）、pp.181-189において見つけられ得る。ＪＮＤユニットは、統計的に識別できる差違レベルであり、単一のＪＮＤは、一貫してオブザーバによって検出可能である最小の品質差である。図４〜１１において提示される多次元モデルにおいて、品質は、ゼロのＪＮＤレベルを有する素晴らしい画像品質であると認知される画像と比較されるように、ＪＮＤユニットにおいて表される。図４〜１１のデータにおいて示される品質値は、本質的に、高品質リファレンスレベルからの画像品質低下のＪＮＤユニットである。ＪＮＤは、ブラー及びノイズを含む様々な画像品質特性において定義され得る。
【００６３】
図４Ａ及び４Ｂは、異なるＩＳＯ設定によって生成されるノイズ及びブラーの制御された量と、制御された大域的な動きとにより補足された同じ場面の大量の画像について単一オブザーバによって評価される認知画像品質の寄せ集めを示す。図４Ａは、デジタルカメラにおいて異なるＩＳＯ設定により同じ場面を捕捉することによって生じるノイズの量が変化する一連の低ブラー画像についてのデータを示す。このデータから分かるように、認知画像品質は、ＩＳＯが大きくなるにつれて漸進的に悪化している。図４Ｂは、露出時間の間にカメラの制御された動きによって生じる様々な量のブラーと低ＩＳＯ設定とにより補足される一連の画像についてのデータを示す。大変興味深いことに、データは、ブラーが、一定レベルを上回るまでは、認知画像品質に何ら影響を有さないことを示す。
【００６４】
図５は、幾つかの異なる補足モード、すなわち、ビニングなし（フル解像度）、２×ビニング（半分の解像度）、及び複数画像捕捉について、ＪＮＤに関して、信号比（Ｓ／λ）と認知画像品質との間の関係を示す。複数画像捕捉モードでは、ＣＭＯＳ画像センサを用いた複数捕捉のための同時係属の米国特許出願第１２／２５８３８９号と、ＣＣＤ画像センサによる複数捕捉のための米国特許出願第１２／１８４４４６号とにおいて記載されるように、複数の画像がより短い露出時間により捕捉され、次いで、捕捉間の動きを補償するよう整列され、信号対ノイズ比を増大させるよう結合される。多数の異なる捕捉モードが可能であることが重要であり、本発明は、異なる時間分解能又は異なる空間分解能を提供する様々なモードを含む。異なる時間分解能は、異なる露出時間によって提供される異なる時間インクリメントにわたって捕捉することによって、又は所望の露出時間を複数捕捉モードにおいて見られるような複数のより短い露出時間に分割することによって、与えられる。異なる空間分解能は、異なるビニング比により捕捉することによって与えられる。
【００６５】
図５のグラフは、異なる捕捉モードが、図４〜１１において提示されるデータについて使用された特定のデジタルカメラのための他のモードに比べて、信号比（Ｓ／λ）の関数として、より高い認知画像品質を有する画像を提供する写真空間の領域を示す。図５に示される認知画像品質と捕捉モードとの間の関係は一般的に適用可能であるが、その関係は、異なるタイプのデジタルカメラ又は他の画像捕捉装置の間で様々であってよい。高い認知画像品質を提供するよう、本発明は、カメラ又は画像捕捉装置が１つモードから他のモードに変更されるシフト点５１０を提供する。このシフト点は、測定された信号比に基づいて決定される。図５におけるデータは、ＪＮＤ対Ｌｏｇ２（Ｓ／λ）に関して提示される認知される画像品質レベルとして与えられる。図５によって示されるように、Ｓの値が低いか、又はλが高い（Ｓ／λが低い）場合に、複数捕捉モードはより高い認知画像品質を提供する。Ｓ／λの中間値において、ビニング捕捉モードは、より高い認知画像品質を提供する。Ｓの値が高いか、又はλが低い（Ｓ／λが高い）場合に、比ビニング（フル解像度）捕捉モード又は複数捕捉モードはより高い認知画像品質を提供する。
【００６６】
図６は、図４Ａ及び４Ｂにおいて提示される結合データに基づき、認知される全体の画像品質のＩＳＯ、ピクセルブラー及びＪＮＤの間の関係を示す。図６のデータは、Ｌｏｇ２（ピクセルブラー）＋５対Ｌｏｇ２（ＩＳＯ）として与えられ、ＩＳＯを示す縦の破線６１０も示されている。ピクセルブラーは、ピクセル速度λと露出時間（ｔｅ又はｔｅｍ）との積によって記述される捕捉画像におけるブラーの量である。一定の認知画像品質の等高線６２０は、ＪＮＤに関してラベルを付されて示されている。図６において明らかなように、一定のＪＮＤの等高線６２０は、ピクセルブラーが低い場合には垂直であり、ピクセルブラーが高い場合には水平である傾向を有する。これは、低レベルのピクセルブラーでは、ピクセルブラーは全く注目に値せず、一方、ＩＳＯの増大に関連するノイズは極めて顕著であり、それにより、一定の認知画像品質の線は垂直であることを示す。写真空間のこの低ブラー領域においては、幾らかのブラーを許しながらノイズを低減するために、より低いＩＳＯ設定を有してより長い露出時間を用いることが重要である（ＩＳＯは、この場合に１１７．２である画像センサの基本ＩＳＯを下回ることができない点に留意されたい。）。対照的に、一定のＪＮＤ線が水平である高レベルのピクセルブラーでは、ピクセルブラーはノイズと比較して極めて顕著である。写真空間のこの高ブラー領域においては、いくらかのノイズを許しながらブラーを低減するために、より高いＩＳＯ設定を有してより短い露出時間を用いることを重要である。ＩＳＯ値及び露出時間値の選択は、示される写真空間全体にわたって改善された認知画像品質を提供するよう、図６の傾斜曲線６３０によって決定される。
【００６７】
参考のために、図６は、一定の信号比の斜線６４０を更に含む。一定の信号比の線は、所与の信号比について異なるＩＳＯ値で画像を捕捉することによって得られる品質トレードオフ状況を表す。一定の信号比の線６４０は、プロットの左及び上に信号比の各自の値を付されている。この図の１つの重要な意味合いは、全体の画像品質は場面輝度のみに依存せず、ピクセル速度のみにも依存しないことである。すなわち、それは、それらの値の両方に依存する。
【００６８】
図６の曲線６３０は、所与の信号比についてのＩＳＯとピクセルブラーとの好ましい組み合わせを示す。捕捉装置内の実時間決定のために、一定品質の等高線によって示される最大品質面は不必要である。図における最も重要な関係は曲線６３０である。図６を検討すると、特定の信号比に関し、改善された画像品質は、曲線６３０近くのＩＳＯにより画像を捕捉することによって得られることが分かる。信号比とＩＳＯとの組み合わせはピクセルブラーを決定するので、データはＩＳＯ及び信号比に関して同様に与えられ得る。図７は、図６を簡単にしたものであり、曲線６３０についての信号比及びＩＳＯに関してのみ図６において提示されるデータを示す。
【００６９】
図７は、フル解像度捕捉モードにおいて当該検討で用いられたデジタルカメラにより改善された認知画像品質を得るよう信号比（Ｓ／λ）とＩＳＯとの間の関係を示し、データはＬｏｇ２（ＩＳＯ）対Ｌｏｇ２（Ｓ／λ）として与えられる。横線７１０は、図７においても異なるレベルのＩＳＯごとに示されている。斜線７３０によって示されるように、Ｓが増大する（場面が動作速度に対して明るくなる）につれて、ＩＳＯは、認知画像品質の改善のために、より低くなければならない。より明るい場面についてより低いＩＳＯを用いるこの関係は、一般に、デジタルカメラのオペレーティングシステムにおいて使用される。なお、図７のＸ軸はＳ／λに基づくので、斜線はまた、λが増大し（更なる動き）、Ｓ／λが小さくなるにつれて、ＩＳＯはより高くなければならないことも示す。斜線７３０は、当該検討において動作するデジタルカメラについて、以下の式１の形で表され得る：
Log2(ISO)=-0.000445(S/λ)3＋0.00526(S/λ)2-0.6855(S/λ)+14.872        式１
当業者には明らかなように、ＩＳＯは、画像センサの基本ＩＳＯ（又は飽和限界ＩＳＯ）（ＩＳＯＴ）までしか下げられ得ない。ＩＳＯＴは、図７に示されるデータの場合について１１７．２である。結果として、図7に示される斜辺７３０は、ＩＳＯ＝１１７．２で突然に横線に変化する。
【００７０】
図８は、当該検討で使用されるがこの場合においては２×ビニング比を有してビニング捕捉モードにおいて動作する同じデジタルカメラについて、ＩＳＯとピクセルブラーとの関数として認知画像品質を示す図６と同様のグラフである。図８に示される関係は、幾つかのわずかな相違点はあるが、図６に示される関係と同様である。図８において、ＩＳＯを表す線８１０及び信号比を表す線８４０は、図６の対応する線と同じ相対位置にある。ビニングによって生じるセンサのより高い基本ＩＳＯの効果は、一定の認知画像品質の線８２０がＸ軸上でＩＳＯ２００をわずかに上回るところまでしか下がらないことによって、図８においてすぐに分かる。概して、認知画像品質の線８２０は、図６における認知画像品質の線６２０と比較して、図８において右にシフトされている。結果として、所与の信号比８３０についてのＩＳＯとピクセルブラーとの好ましい組み合わせを示す曲線８３０は、図６の対応する曲線６３０に対してわずかに下方へシフトされる。
【００７１】
図９は、先に記載されたのと同じであるが２×ビニング捕捉モードにおいて動作するデジタルカメラを用いた図８に示される改善された画像品質曲線について、信号比（Ｓ／λ）とＩＳＯとの間の関係を示すグラフである。その関係は図７に示されるものと同様であるが、幾つかの相違が存在する。一定のＩＳＯ線９１０は、図７に示されるＩＳＯ線７１０と同じである。認知画像品質の改善を得るよう信号比とＩＳＯとの間の関係である斜線９３０を記述する式は、以下の式２によって与えられる：
Log2(ISO)=-0.0007418(S/λ)3＋0.006498(S/λ)2-0.68008(S/λ)+14.983        式２
同様のグラフが、複数画像捕捉モードにおいて動作する当該検討の同じデジタルカメラについて、図１０及び１１で示されている。図１０は、複数画像捕捉モードにおいて動作する同じカメラについてのＩＳＯとピクセルブラーとの間の関係のグラフである。図１０において、ＩＳＯを表す線１０１０及び信号比を表す線１０４０は、図６及び８における対応する線と同じ相対位置にある。この動作モードについてのより低い基本ＩＳＯの影響は、一定の認知画像品質の線１０２０がおおよそＩＳＯ１００まで下がっている点から分かる。概して、認知画像品質の線１０２０は、図６及び８において夫々示されている認知画像品質の線６２０及び８２０と比較して、図１０において左にシフトされている。結果として、所与の信号比についてＩＳＯとピクセルブラーとの好ましい組み合わせを示す曲線１０３０は、図６及び８において夫々示されている対応する曲線６３０及び８３０に対して更に下方へシフトされている。
【００７２】
図１１は、図１０に示される複数画像捕捉についての認知画像品質の改善のための信号比とＩＳＯとの間の関係のグラフである。一定ＩＳＯの線１１１０は、図７及び９におけるそれらの線と同じ相対位置において示されている。このモードにおいては、センサの基本ＩＳＯは１１９．８である。認知画像品質の改善のためのＩＳＯである斜線１１３０を記述する式は、以下の式３として与えられる：
Log2(ISO)=-0.000612(S/λ)3＋0.00616(S/λ)2-0.7224(S/λ)+15.336        式３
図３に戻ると、本発明は、図４〜１１に示されるデータを用いることによって認知画像品質の改善を提供する捕捉モード及び捕捉条件を選択するよう、決定されたピクセル信号レートＳ、決定されたピクセル速度λ、及びピクセル速度に対するピクセル信号レートの比である信号比Ｓ／λを用いる方法を提供する。ステップ３５０で、決定された信号比（Ｓ／λ）の値は、捕捉モードを選択するために、図５で与えられるデータとともに使用される。ここで、図５のデータは、シフト点を定義するルックアップテーブルの形で与えられる。シフト点は、異なる捕捉モードがより高い認知画像品質を提供する、信号比（Ｓ／λ）によって定義される写真空間の領域を決定する。ステップ３６０で、決定された信号比（Ｓ／λ）の値は、画像の捕捉のために使用されるＩＳＯを選択するために、式１、すなわち、フル解像度捕捉のための図７のデータ、において用いられる。２×ビニング捕捉モード又は複数画像捕捉モードがステップ３５０で選択された場合に、ステップ３６０では、ＩＳＯを選択するために用いられるデータは、式２、すなわち図９、又は式３、すなわち図１１において夫々見られるデータである。
【００７３】
次いで、ステップ３７０で、選択されたＩＳＯ及び場面輝度Ｌが、動き調整露出時間ｔｅｍの値を選択するために、式４において用いられる：
ｔｅｍ＝Ｋ／（ＩＳＯ×Ｌ）          式４
なお、Ｌは、ルクスで与えられ、Ｋは、画像捕捉装置のレンズ及び他の態様に関連する一定値である。
【００７４】
先と同じく、２×ビニング捕捉モード又は複数画像捕捉モードがステップ３５０で選択された場合に、ステップ３７０では、動き調整露出時間ｔｅｍを選択するために用いられるＩＳＯデータは、式２、すなわち図９、又は式３、すなわち図１１において夫々見られるデータである。
【００７５】
最後に、ステップ３８０で、捕捉モード、ＩＳＯ及び露出時間を含む選択された捕捉条件が、アーカイブ画像を捕捉するために使用され、次いで、捕捉されたアーカイブ画像は、システムメモリ７２ｂ若しくはメモリカード７２ｃのような適切なメモリに記憶され、又は、遠隔地にある他のメモリへ送られる。このように、本発明の方法は、輝度と動きとの間の相対バランスと認知画像品質に対する影響とを反映する捕捉モード、ＩＳＯ及び露出時間を選択するために、輝度及び動きの測定を用いる。
【００７６】
式１を式２及び式３と比較すると、デジタルカメラの動作モードは、認知画像品質の改善のための信号比とＩＳＯとの間の関係に大々的には影響を及ぼさないことが分かる。式１、２及び３によって示される関係は、事実上係数のわずかな変化以外は、ほとんど同じである。検討された３つ全ての動作モードにおいて、ＩＳＯ次いで露出時間を選択するための信号比の使用は、標準的なモード及び場面輝度のみに基づいて露出時間を選択する典型的な先行技術の自動露出システムと比較して、改善された認知画像品質を提供する。
【００７７】
当業者には明らかなように、図４〜１１において与えられ、式１〜２及び図５によって与えられる多次元モデルにおいて特徴付けられる特定のデータセットは、複数の異なる捕捉モードにおいて動作するデジタルカメラのモデルを与える。他のモデルのデジタルカメラ又は他のタイプの画像捕捉装置は、先に記載された関係と同様の、わずかに異なった多次元モデルとともにわずかに異なったデータセットを有することが期待される。特に、画像センサ１８及びレンズ１６（及び光学画像安定化）又は電子画像捕捉ユニット１４及び関連する画像処理技術に対する変更は、ＩＳＯと認知画像品質との間の関係においてシフトを引き起こす。なお、ピクセルブラーと認知画像品質との間の関係は、広く適用可能である。いずれの場合においても、捕捉モード、露出時間及びＩＳＯがピクセル速度及び信号レート（すなわち、信号比）に基づき選択される本発明の方法は、デジタル画像捕捉装置に広く適用可能である。
【００７８】
［例］
典型的な先行技術のデジタルカメラにおいて、単一の静止画像を捕捉する準備をする場合に、露出時間及びＩＳＯは、平均輝度及び捕捉モードに基づき自動露出制御によって選択される。このとき、捕捉モードは、プレビュー画像における輝度分布の解析又は捕捉モードのオペレータ選択に基づき選択される。ビニング比は、ＩＳＯとともに選択される。動きは、露出時間、ＩＳＯ又は捕捉モードを選択するときに測定又は考慮されない。
【００７９】
図１３は、本発明の方法を用いる画像捕捉装置について異なるレベルの場面輝度及び異なるレベルの動きに関するＩＳＯの選択を示す。用いられる３つのレベルの動き及びそれらの対応するピクセル速度は、低速動作（速さ４ピクセル／秒）、中速動作（速さ４０ピクセル／秒）、及び高速動作（速さ１６０ピクセル／秒）である。輝度及び動きの両方の影響は、低速動作、中速動作及び高速動作の夫々の条件ごとにＩＳＯ曲線１３１０、１３２０及び１３３０によって示される図１３の異なったレベルの動きについて異なったＩＳＯ曲線によって示されるＩＳＯの選択から明らかに分かる。高レベルの場面輝度において、ＩＳＯは全ての動作条件について極めて低いままである。ＩＳＯ曲線１３１０によって示される低速動作の条件は、ＩＳＯ曲線１３３０によって示される高速動作の条件よりも実質的に低いＩＳＯの選択をもたらす。留意すべきは、センサのＩＳＯはセンサの基本ＩＳＯまでしか低下することができず、結果として、ＩＳＯ曲線は、センサがより低いＩＳＯになると、図１３の例においては、３つ全てのＩＳＯ曲線（１３１０、１３２０、１３３０）についておおよそ６４で平坦な範囲を形成し、本発明の制御システムはより低いＩＳＯ設定を利用する。場面が暗くなるにつれて、選択されるＩＳＯは徐々に増大し、最終的に高レベルに達する。低速動作が存在する場合に、ＩＳＯは、ＩＳＯがＩＳＯ曲線１３１０によって示されるように増大する前に、５０ルクスまで下がって基本ＩＳＯに保たれる。対照的に、高速動作が存在する場合に、ＩＳＯは、ＩＳＯ曲線１３３０によって示される試験範囲全体にわたって連続的に増大する。
【００８０】
図１４において、本発明の方法を用いる画像捕捉装置のための露出時間の選択は、異なるレベルの場面輝度及び異なるレベルの動きに関して示されている。露出曲線１４４０、１４５０及び１４６０は、図１３においてＩＳＯ曲線について示された低速動作、中速動作及び高速動作の同じ夫々のレベルについて図１４において示される。高レベルの場面輝度において、短い露出時間が、示される全てのレベルの動きについて選択される。場面輝度が低下するにつれて、露出時間は増大する。本発明の方法において与えられるように、露出曲線１４６０によって示されるより高いレベルの動きは、露出曲線１４５０及び１４４０と比較して短い露出時間をもたらす。
【００８１】
図１３及び１４をひとまとめに考えると、ＩＳＯ及び露出時間の選択は、本発明の方法においては、結合され、且つ、存在する動きに応答することが分かる。低速動作の場合は、場面輝度が増大するにつれて、最初にＩＳＯ及び露出時間が両方とも本発明の態様において低減されが、ＩＳＯがセンサの基本ＩＳＯに達すると、ＩＳＯを低減させることはもはや可能でないことを示す。結果として、ＩＳＯ曲線１３１０及び露出曲線１４４０の傾きは、低速動作については、５０ルクスを上回る場面輝度で変化する。同様に、中速動作の場合について、ＩＳＯ曲線１３２０及び露出曲線１４５０の傾きは約５００ルクスで変化する。本発明の方法は、存在する動きを測定し、次いで、統合的なやり方でＩＳＯ及び露出時間を選択し、それにより、より高い認知画像品質が捕捉画像において得られる。図１３及び１４は、異なるレベルの場面輝度ごとのＩＳＯ及び露出時間の選択値が、異なるレベルの動きについて極めて異なることを示す。
【００８２】
典型的な先行技術のカメラ制御は、捕捉モード、ＩＳＯ又は露出時間を選択するときに動きを測定し又は動きを考慮することを行わないので、先行技術のカメラは、本発明の方法により捕捉される画像と比較して認知画像品質が低い画像を捕捉する傾向がある。モーションブラーが問題ではない低レベルの動きでは、本発明は、よりノイズが少ない画像を捕捉するために、典型的な先行技術のカメラ制御よりも長い露出時間及び低いＩＳＯを選択する。反対に、モーションブラーが大きな問題である高レベルの動きでは、発明は、モーションブラーが低減された画像を捕捉するために、典型的な先行技術のカメラ制御よりも短い露出時間及び高いＩＳＯを選択する。捕捉条件を動き及び場面輝度を含む場面の特性に適応させる本発明の方法の能力は、画像が改善された認知画像品質を有して捕捉されることを可能にする本発明の重要な特徴である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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