摄像设备及其控制方法技术领域
本发明涉及一种摄像设备及其控制方法，尤其涉及一种具
有连拍功能的摄像设备及其控制方法。
背景技术
近年来，能够针对运动被摄体连续进行摄像镜头的焦点调
节的多种摄像设备已商品化，因而提出了用于实现连续焦点调
节的各种方法。这些方法的例子包括下面的方法：用于在多个
焦点检测区域中不仅使用来自用户针对被摄体进行调整的焦点
检测区域的信号、而且还使用来自其它焦点检测区域的信号来
进行连续焦点调节的方法(增加焦点检测区域的方法)，以及用
于通过被摄体识别技术检测(跟踪)被摄体的运动、并且在被摄
体已移动到的位置处进行焦点调节的方法。
数字静态照相机(以下简称为照相机)一般具有单拍模式和
连拍模式，并且通常以连拍模式来拍摄进行各种运动的被摄体。
另外，多种传统照相机考虑连拍期间的亮度变化和被摄体的移
动，针对各帧进行测光、曝光计算、焦点检测和摄像镜头的焦
点调节。上述用于检测被摄体的运动的技术使得能够针对被摄
体进行最佳焦点调节和曝光控制。
然而，近年来的照相机能够以高达每秒10帧以上的速度进
行连拍，因此必须在更短时间内进行曝光计算和摄像镜头的焦
点调节，导致发生曝光失败或图片失焦的可能性增大。
因此，日本特开2010-72283号公报以与单拍相同的曝光计
算和摄像镜头的焦点对准来拍摄第一拍摄帧的图像数据，并且
通过从第一帧的图像数据检测特定被摄体存在的区域、并配置
测光时的储存时间、曝光计算范围和焦点检测区域来拍摄第二
帧及随后的帧的图像数据。在日本特开2010-72283号公报中，
发明人声称该操作实现了短时间内的曝光计算和焦点调节，并
且即使在高速连拍期间也能够进行稳定的曝光控制和焦点调
节。
然而，在日本特开2010-72283号公报中，由于基于被摄体
的位置信息来配置测光范围，所以，例如，当测光范围和被摄
体位置之间的关系变化时，即使被摄体的亮度保持不变，曝光
计算结果也可能变化。另外，该专利文献所述的技术需要针对
每一帧进行曝光计算，因此使得处理烦杂。
日本特开2003-255429号公报公开了用于在省略连拍期间
的曝光计算的同时防止曝光差异的发明。在日本特开
2003-255429号公报中，在连拍期间，比较当前帧和紧接着的前
一帧中被摄体的亮度值。如果被摄体的亮度保持不变，则在当
前帧中继续使用紧接着的前一帧的曝光控制值；否则，进行曝
光计算。如果被摄体的亮度保持不变，则日本特开2003-255429
号公报所述的方法可以省略曝光计算，并且由于曝光值保持不
变，所以可以防止曝光差异。
然而，如果亮度在背景中显著变化，例如，如果非常暗或
非常亮的被摄体进入背景，则测光值(视野亮度)也变化，因此，
在日本特开2003-255429号公报所述的方法中，即使主被摄体的
亮度保持不变，也进行曝光计算。尤其，在活动物体拍摄中，
即使主被摄体的亮度保持不变、背景的亮度也显著变化这一情
况很常见，因此不能忽视这一问题。另外，当即使主被摄体的
亮度保持不变也进行曝光计算时，如日本特开2010-72283号公
报所述的发明一样，曝光由于例如主被摄体和测光范围之间的
位置关系的变化而变化，导致发生连拍期间的曝光差异。
发明内容
考虑到上述相关领域技术中的问题做出本发明，并且本发
明提供一种能够在连拍期间有效抑制曝光差异并缩短曝光计算
时间的摄像设备及其控制方法。
根据本发明的一个方面，提供一种摄像设备，其能够进行
连拍，所述摄像设备包括：配置部件，用于配置拍摄图像所使
用的曝光控制值；跟踪部件，用于跟踪被摄体；以及判断部件，
用于判断通过所述跟踪部件所获得的跟踪结果的可靠度，其中，
所述跟踪部件在连拍期间跟踪所述被摄体，以及当所述判断部
件判断为在连拍期间通过所述跟踪部件所获得的跟踪结果的可
靠度为高时，所述配置部件将拍摄前一帧的图像所使用的曝光
控制值配置为拍摄下一帧的图像所使用的曝光控制值。
根据本发明的另一方面，提供一种用于控制摄像设备的方
法，其中，所述摄像设备能够进行连拍，所述方法包括以下步
骤：跟踪步骤，用于在连拍期间跟踪被摄体；判断步骤，用于
判断在所述跟踪步骤中所获得的跟踪结果的可靠度；以及配置
步骤，用于配置在所述连拍期间拍摄下一帧的图像所使用的曝
光控制值，其中，当在所述判断步骤中判断为在所述跟踪步骤
中所获得的跟踪结果的可靠度为高时，在所述配置步骤中，将
拍摄前一帧的图像所使用的曝光控制值配置为拍摄下一帧的图
像所使用的曝光控制值。
通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特
征将显而易见。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的数字单镜头反光照相机的
结构的例子的图；
图2是示出根据本发明实施例的数字单镜头反光照相机的
结构的例子的框图；
图3是示出本发明的实施例中视野框、测光区域和焦点检测
区域之间的关系的例子的图；
图4是示出被摄体跟踪结果的可靠度与亮度信息和颜色信
息的相关值的组合之间的关系的例子的表，其中，基于这些相
关值是否等于或大于各自的阈值来判断该关系；
图5A和5B是用于说明本发明实施例中的被摄体跟踪操作、
曝光控制操作和用于选择焦点检测区域的操作的图；
图6A和6B是用于说明本发明实施例中的被摄体跟踪操作、
曝光控制操作和用于选择焦点检测区域的操作的图；
图7A和7B是用于说明本发明实施例中的被摄体跟踪操作、
曝光控制操作和用于选择焦点检测区域的操作的图；
图8A和8B是用于说明本发明实施例中的被摄体跟踪操作、
曝光控制操作和用于选择焦点检测区域的操作的图；
图9是用于说明本发明实施例的照相机的操作的流程图；
图10是用于说明本发明实施例的照相机的操作的流程图。
图11示出用于说明本发明实施例的照相机的操作的流程图
的变形例；以及
图12A和12B是示出最初配置的跟踪框和各摄像帧中的被
摄体区域之间的相关值的图。
具体实施方式
将参考附图详细说明本发明的优选实施例。
照相机100的结构
首先参考图1和图2说明作为根据本发明实施例的摄像设备
的例子的数字单镜头反光照相机(以下简称为照相机)100的结
构的例子，其中，图1大体示出光学系统的结构，图2示出与控
制相关联的结构。
照相机100包括主体110和摄像镜头105。
摄像镜头105在作为图像传感器的例子的CCD 106上形成
视野光的图像。在本实施例中，CCD 106包括大约
10000000(3888×2592)个有效像素。
注意，参考图1，为了方便，将摄像镜头105中包括的透镜
表示为一个透镜105a。然而，实际上，摄像镜头105具有包括调
焦透镜的多个透镜，因此可以通过使用镜头驱动单元131沿光轴
来回移动调焦透镜来调整摄像镜头105的焦点位置。
聚焦屏128位于在通过主镜126所反射的光的光轴上相当于
CCD 106的成像面的位置处。在图1所示的镜下降状态下，通过
主镜126反射视野图像，并且通过一次成像再次在聚焦屏128上
形成视野图像。
用户可以通过五棱镜127和目镜121观察在聚焦屏128上所
形成的视野图像。聚焦屏128、五棱镜127和目镜121构成所谓的
TTL光学取景器。
另外，通过被置于聚焦屏128附近的取景器视野框123来遮
挡承载被摄体信息的光束的周边部分，从而使得用户通过光学
取景器在视觉上识别通过CCD 106所拍摄的区域。参数显示单
元115使得用户通过光导棱镜、五棱镜127和目镜121在光学取景
器中在视觉上识别诸如F值和快门速度等的照相机100的各种
类型的摄像信息。
被置于聚焦屏128附近的焦点检测区域显示单元112由例如
聚合物分散液晶(PN液晶)面板形成，并且使得用户在光学取景
器中在视觉上识别视野图像、上述焦点检测操作的状态显示和
上述焦点检测区域的显示。
主镜126是半透半反镜。将穿过主镜126的光束的一个成分
通过副镜122引导至焦点检测控制单元119。焦点检测控制单元
119包括用于焦点检测的一对线CCD传感器，并且计算来自线
CCD传感器的输出之间的相位差(离焦量)。另外，焦点检测控
制单元119对各线CCD传感器的储存时间和AGC(自动增益控制)
进行控制。
CPU(中央处理单元)101基于通过焦点检测控制单元119所
检测到的离焦量来计算焦点位置，并且通过摄像镜头105的镜头
驱动单元131驱动调焦透镜。通过该操作，根据本实施例的照相
机100允许进行相位差检测方法的自动焦点检测(自动调焦)。
作为自动焦点检测模式，本实施例的照相机100具有适于拍
摄静止被摄体的图像的单次AF和适于拍摄运动被摄体的图像
的AI伺服AF(连续AF)。在单次AF中，在通过用户任意选择的或
通过照相机100自动选择的焦点检测区域中进行自动焦点检测，
将调焦透镜移动至焦点位置，并且停止调焦透镜的驱动。另一
方面，在AI伺服AF中，即使在将调焦透镜移动至焦点位置之后，
也扩大焦点检测区域(增加所使用的焦点检测区域的数量)以检
测主被摄体的运动。当检测到主被摄体的运动时，根据在其它
焦点检测区域中所检测到的离焦量继续执行调焦透镜的驱动。
用户通常可以选择单次AF或AI伺服AF。然而，在本实施
例中，假定主被摄体运动，选择了AI伺服AF。另外，在本说明
书中，将使用被摄体跟踪操作的信息的AI伺服AF称为第一自动
焦点检测操作，并且将不使用被摄体跟踪操作的信息的传统AI
伺服AF称为第二自动焦点检测操作(后面说明)。
将说明形成测光光学系统的测光光学元件(以下称为测光
透镜)129和光接收元件(以下称为测光传感器)130。测光透镜
129进行二次成像以再次在测光传感器130上形成在聚焦屏128
上所形成的视野图像。在本实施例中，通过两个透镜129a和129b
形成测光透镜129。透镜129a将从五棱镜127出射的光束的光路
改变成向上方向，并且测光透镜129b进行二次成像以再次在测
光传感器130上形成视野图像。
测光传感器130使用包括例如以约6μm间距排列的640(水
平)×480(垂直)像素的CCD，并且以拜耳排列或条状排列在像素
上配置R、G和B三种颜色的颜色滤波器。通过CPU 101将从测
光传感器130输出的模拟信号A/D转换成例如8位数字信号，并
且将其颜色空间从RGB格式转换成YUV格式，从而获得视野亮
度信息和颜色信息。
另一方面，测光透镜129具有例如0.15×的成像倍率，并且
允许测光传感器130接收来自如图3所示的取景器视野框123稍
内侧的测光区域134的光束。测光传感器130将测光区域134分成
20(水平)×20(垂直)区域，并且根据从该区域中所包括的像素
(32×24像素)所输出的值计算各区域的亮度值。CPU 101获得测
光区域134中的亮度值的和或者平均值，以根据照相机中安装的
聚焦屏128的扩散特性校正该亮度值。另外，CPU 101校正表示
摄像镜头105的亮度的Fno.(执行Fno.)值。
CPU 101基于测光区域134内的各区域的亮度值，通过使用
与主被摄体相对应的焦点检测区域(例如，图3所示的焦点检测
区域112a)作为中心的预定加权计算来计算曝光量，从而使得主
被摄体具有适当曝光。CPU 101配置摄像镜头105中的光圈(未
示出)的控制值、焦平面快门133的快门速度控制值和摄像感光
度(在CCD控制单元107中应用于CCD输出信号的增益的值)。
在本实施例中，如图3所示，在摄像范围的中央部分、上部
分、下部分、右部分和左部分上配置19个焦点检测区域，并且
焦点检测区域显示单元112根据显示控制单元111的控制显示它
们的位置。注意，例如，当选择了19个焦点检测区域中的一个
时，显示控制单元111仅在焦点检测区域显示单元112上显示所
选择的焦点检测区域(例如，焦点检测区域112a)，并且不显示
其余18个焦点检测区域。通过该操作，用户在视觉上仅识别所
选择的焦点检测区域112a。
注意，如第一实施例一样，当存在多个焦点检测区域时，
用户可以任意选择它们中的一个，或者由照相机基于这多个焦
点检测区域各自的焦点状态的检测结果自动选择它们中的一
个。
CPU 101包括作为非易失性存储器的EEPROM 101a。CPU
101将存储在ROM(只读存储器)102中的控制程序展开到
RAM(随机存取存储器)103中，并且执行该程序，从而控制该实
施例中所述的照相机100的操作。
CPU 101与数据存储单元104、图像处理单元108、显示控
制单元111、释放SW 114、用于通过电池116供给电力的DC/DC
转换器117、测光传感器130和焦平面快门133相连接。
电池116是一次或二次电池。另外，通过电池116向DC/DC
转换器117提供电力以进行升压和调整，从而产生多个电源，并
且向包括CPU 101的各块提供生成所需电压的电源。DC/DC转
换器117可以根据来自CPU 101的控制信号控制向各单元的电
压供给的开始和停止。
例如，CPU 101装载从图像处理单元108输出的所拍摄的图
像数据，并且将其传送给RAM 103，或者将显示图像数据从
RAM 103传送给显示控制单元111。另外，CPU 101以例如JPEG
格式编码图像数据，并且将其作为图像文件记录在数据存储单
元104中，或者，CPU 101配置例如CCD 106、CCD控制单元107、
图像处理单元108或显示控制单元111中的图像处理细节和数据
接收所使用的像素的数量。CPU 101还控制测光传感器130的储
存时间和增益。
CPU 101还在操作释放SW 114时发出摄像操作指示。
释放SW 114具有可以基于按下量检测到的第一级(半按下)
和第二级(完全按下)。以下将释放SW 114的第一级称为SW1，
并且以下将释放SW 114的第二级称为SW2。当用户将释放SW
114按下至SW1时，CPU 101将该操作识别为摄像准备操作指示
的输入，并且开始焦点检测操作和曝光控制操作，以进行摄像
镜头105的焦点调节并且配置摄像镜头105的曝光控制值。当将
释放SW 114进一步按下至SW2时，CPU 101将该操作识别为最
终摄像指示的输入，并且开始最终摄像(记录摄像)操作。CPU
101使主镜126面朝上，从而使得来自摄像镜头105的光束到达
CCD 106，并且根据所配置的曝光控制值来控制摄像镜头105
的F值和焦平面快门133的快门速度以曝光CCD 106。
CCD 106光电转换通过摄像镜头105所形成的被摄体图像，
并且输出模拟电信号。CCD 106能够根据由CPU 101所配置的分
辨率，进行在水平方向和垂直方向上间隔剔除像素的数量的输
出。CCD控制单元107包括例如用于向CCD 106提供传输时钟信
号和快门信号的定时发生器、以及用于根据通过CPU 101所配
置的分辨率进行像素间隔剔除处理的电路。在曝光结束之后，
CCD控制单元107从CCD 106读出模拟电信号，并且对模拟电信
号进行噪声消除和增益处理。另外，CCD控制单元107将模拟电
信号转换成10位数字信号(图像数据)，并且将其输出给图像处
理单元108。
图像处理单元108对从CCD控制单元107输出的图像数据进
行诸如颜色插值处理、伽马转换、颜色空间转换(从RGB格式到
YUV格式)、白平衡处理和电子闪光灯校正，并且以YUV(4：2：
2)格式输出8位图像数据。
CPU 101将该图像数据传送给RAM 103。使用RAM 103作
为用于临时存储通过CPU 101从图像处理单元108传送来的图
像数据或者从数据存储单元104所读出的JPEG图像数据的临时
缓冲器。还使用RAM 103作为例如用于编码和解码图像数据的
工作区和各种程序的工作区。
CPU 101以JPEG格式对传送给RAM 103的图像数据进行编
码，以生成添加有具有预定信息的头的图像文件，并且将其存
储在数据存储单元104中。数据存储单元104装配诸如半导体存
储卡等的可拆卸记录介质，并且将图像文件存储在记录介质上。
另一方面，显示控制单元111将传送给RAM 103的图像数据
转换(间隔剔除)成具有显示分辨率的图像数据，将其颜色空间
从YUV格式转换成RGB格式，并且将其输出给诸如彩色液晶显
示装置等的外部显示单元113。
在重放存储在数据存储单元104中的图像文件时，CPU 101
解码图像文件，并且显示控制单元111对传送给RAM 103的图像
数据进行相同处理，并且将图像数据输出给外部显示单元113。
被摄体跟踪操作
接着，将说明根据本实施例的照相机100的被摄体跟踪操
作。照相机100基于来自自动曝光控制中所使用的测光传感器
130的输出，配置主被摄体的区域(被摄体区域)，并且搜索被摄
体区域移动的目的地，从而进行被摄体跟踪。
这样，使用来自测光传感器130的输出进行被摄体跟踪，因
而使被摄体跟踪范围不是整个摄像范围，而是图3所示的测光区
域134。尽管在测光期间，针对包括32(水平)×24(垂直)像素的各
区域使用测光传感器130，但是在被摄体跟踪操作中，针对各像
素(640(水平)×480(垂直)像素中的每一个)使用测光传感器130，
以精确识别被摄体。这意味着使用测光传感器130作为包括约
300000像素的图像传感器。另外，由于基于通过测光传感器130
在不同时刻所拍摄的多个像素之间的相关性来进行被摄体跟
踪，所以将测光传感器130的摄像的间隔配置得短到一定程度。
例如，在连拍期间，在计算拍摄各个记录图像所使用的曝光控
制值的时刻之前，测光传感器130获得一个帧的图像。然而，测
光传感器130可以在从将释放SW 114按下至SW1时起直到进一
步按下至SW2时为止的时间段内，连续获得图像帧。
在被摄体跟踪中，首先，CPU 101从测光传感器130所获得
的640(垂直)×480(水平)像素读取模拟电信号，并且对它们进行
例如A/D转换、伽马转换和颜色转换，从而提取亮度信号和颜
色信号。CPU 101将测光区域134中以所选择的焦点检测区域
112a作为中心、并且包括例如30(水平)×30(垂直)像素的部分区
域配置为要跟踪的框135。CPU 101将基于与要跟踪的框135相
对应的各像素的亮度信号的亮度信息和基于来自该像素的颜色
信号的颜色信息作为图像模式存储在例如RAM 103中，以在随
后拍摄的图像中搜索被摄体区域。
CPU 101在随后通过测光传感器130所拍摄的图像中搜索
与所存储的图像模式具有亮度信息和颜色信息的最大相关值的
部分区域(被摄体区域)，并且将找到的被摄体区域的相关值和
位置信息存储在RAM 103中。可以根据要跟踪的框135和所找到
的被摄体区域的位置信息跟踪主被摄体。另外，可以基于所找
到的被摄体区域(包括要跟踪的框135)的位置信息的变化，判断
主被摄体是否已移动。
在本实施例中，在所找到的部分区域中顺次更新要跟踪的
框135。可选地，可以将在过去的预定时间段内从通过测光传感
器130所拍摄的多个帧所检测到的具有最大相关值的部分区域
的相关值和位置信息存储在例如RAM 103中，并且使用其作为
在跟踪操作的可靠度降低时的辅助信息。
基于通过被摄体跟踪操作所获得的主被摄体的位置信息，
从多个焦点检测区域中自动选择要进行焦点调节的焦点检测区
域，从而针对移动后的主被摄体精确进行焦点调节。类似地，
在曝光计算加权中权重相对高的范围保持跟随被摄体区域，从
而针对移动后的主被摄体计算最佳曝光条件。
接着将说明被摄体跟踪结果的可靠度的计算。如上所述，
在本实施例的被摄体跟踪中，重复下面的操作：用于通过将与
要跟踪的框135相对应的部分区域具有最大相关值的部分区域
配置为被摄体区域，来确定新的要跟踪的框。基于预定阈值与
在该被摄体跟踪操作中被检测为被摄体区域的部分区域中的相
关值之间的比较，判断被摄体跟踪结果的可靠度。
例如，可以分别配置亮度信息和颜色信息的相关值的阈值，
并且根据所检测到的被摄体区域的相关值是否等于或大于阈值
(该被摄体区域是否具有高可靠度)，来判断被摄体跟踪结果的
可靠度。图4示出基于这些相关值是否等于或大于各自的阈值所
判断的、被摄体跟踪结果的可靠度与亮度信息和颜色信息的相
关值的组合之间的关系的例子。也就是说，如果亮度信息和颜
色信息的相关值都等于或大于阈值，则判断为被摄体跟踪结果
的可靠度“高”，如果亮度信息和颜色信息的相关值都小于阈值，
则判断为被摄体跟踪结果的可靠度“低”，并且，如果这些相关
值中的一个等于或大于阈值，则判断为被摄体跟踪结果的可靠
度“中”。尽管在图4所示的例子中，使用三个等级“高”、“中”和
“低”来判断可靠度，但是可以更精细地分级，并且可以使用两
个以上的阈值来进行判断。可选地，可以将可靠度“中”分成在
仅亮度信息的相关值等于或大于阈值时的可靠度(“中1”)和在
仅颜色信息的相关值等于或大于阈值时的可靠度(“中2”)。注
意，在本实施例中，在被摄体跟踪中所使用的用于计算相关值
的方法不局限于特定方法，并且可以使用任意相关值作为图像
之间的相似度的指标。
如后面所述，在本实施例中，根据被摄体跟踪结果的可靠
度，判断是否要再次计算曝光控制值、并且选择焦点检测区域。
接着将参考图5A～8B更详细地说明被摄体跟踪操作、曝光
控制操作和用于选择焦点检测区域的操作。
图5A示意性示出如何在右端处的焦点检测区域112a中针
对主被摄体进行摄像镜头105的焦点调节操作。另外，图5B示
意性示出在将来自图5A的测光(或者被摄体跟踪)区域134的亮
度信号分成20×20区域时的亮度分布。CPU 101根据图5B所示的
曝光计算加权范围中的亮度信息确定曝光量，以确定相应的曝
光控制值(摄像镜头105的F值、焦平面快门133的快门速度和摄
像感光度)。通过显示控制单元111将所确定的曝光控制值显示
在参数显示单元115上，以允许用户在取景器中在视觉上识别它
们。
CPU 101将具有预定大小(该情况下为30(水平)×30(垂直)像
素)的部分区域配置为要跟踪的框135，并且将焦点检测区域
112a配置为中心(图5A)。图6A、7A和8A示出在照相机100处于
静止的同时、主被摄体从图5A所示的状态向视野的左边移动的
情况下的焦点检测区域和要跟踪的框的变化。另外，图6B、7B
和8B示出相应的亮度分布和曝光计算加权范围。
当在图5A中聚焦的主被摄体如图6A所示移动时，CPU 101
在通过测光传感器130所获得的测光区域134的图像中搜索与图
5A所示的要跟踪的框135中的亮度信息和颜色信息具有最大相
关值的部分区域。图6A假定被摄体跟踪结果具有高可靠度。在
这种情况下，选择被摄体区域中的焦点检测区域112b作为在焦
点调节中要使用的焦点检测区域，并且显示焦点检测区域112b。
如图6B所示，CPU 101还移动曝光计算加权范围以使其跟
随改变后的焦点检测区域，并且将所检测到的被摄体区域配置
为新的要跟踪的框135。
图7A和8A同样假定被摄体跟踪结果具有高可靠度。然而，
如图7B和8B所示，当背景中的山(低亮度部分)大量落在曝光计
算加权范围内时，不管主被摄体的亮度是否变化，所计算出的
视野亮度都降低。通常，在这种情况下，改变曝光控制值，以
使得通过拍摄图7A和8A所示场景所获得的图像变得比尤其通
过拍摄图5A所示场景所获得的图像亮。在本实施例中，以下面
的方式减轻或者解决这一传统问题。
摄像操作
将参考图9和10说明照相机100的摄像操作。注意，照相机
100在接通电源时待机以拍摄图像。另外，配置连拍模式以使得
在将释放SW 114保持按下至SW2的同时连续拍摄静止图像。
在步骤S201，CPU 101等待，直到将释放SW 114按下至SW1
为止(接通SW1)。如果检测到将释放SW 114按下至SW1，则在
步骤S202，CPU 101使用焦点检测控制单元119和镜头驱动单元
131进行相位差检测方法的自动焦点检测，以将摄像镜头105驱
动至聚焦位置。
在步骤S203，CPU 101根据从测光传感器130读出的测光区
域134的图像，计算亮度信息和颜色信息，并且将这些信息存储
在RAM 103中。
在步骤S204，CPU 101例如针对通过将测光区域134分成
20×20区域所获得的各区域、处理在步骤S203所存储的亮度信
息，并且根据预定算法对所选择的焦点检测区域112a进行加权
以计算视野亮度，从而确定曝光量。CPU 101根据例如预先存
储的程序图，配置为了获得所确定的曝光量所使用的曝光控制
值。曝光控制值包括摄像镜头105的F值、焦平面快门133的快
门速度和摄像感光度(CCD控制单元107中的增益)。
在步骤S205，CPU 101将在步骤S203所存储的亮度信息和
颜色信息中、与以所选择的焦点检测区域为中心的30(横
向)×30(纵向)像素相对应的亮度信息和颜色信息分开存储在
RAM 103中，作为要跟踪的框135的亮度信息和颜色信息。
在步骤S206，CPU 101判断是否已将释放SW 114按下至
SW2(接通SW2)。如果在步骤S206判断为将释放SW 114按下至
SW2，则CPU 101基于在步骤S207所配置的曝光控制值，执行
摄像操作。当第一次执行步骤S207时，拍摄连拍中的第一帧的
图像。
在步骤S207的摄像操作中，首先，CPU 101经由电动机控
制单元(未示出)向电动机供电，以使主镜126面朝上，并且经由
镜头驱动单元131将摄像镜头105的光圈的开口驱动成所配置的
值。然后，CPU 101开放焦平面快门133的前帘幕，以开始利用
视野图像对CCD 106曝光。在预定快门时间之后，CPU 101闭合
焦平面快门133的后帘幕以完成CCD 106的曝光。CPU 101使主
镜126面朝下，并且进行快门充电，从而完成一系列快门释放序
列的操作(摄像操作)。通过这一操作，将与视野图像相对应的
电荷储存在CCD 106的各像素中。
将在步骤S207通过摄像操作储存在CCD 106中的电荷作为
电信号读入CCD控制单元107，通过图像处理单元108的处理将
其转换成图像数据，并且通过CPU 101传送至RAM 103。
在步骤S208，CPU 101使用JPEG格式对表示通过CCD 106
所拍摄的视野图像并且被传送至RAM 103的图像数据进行编
码，向该图像数据添加头信息，而且以图像文件形式将图像数
据存储(记录)在数据存储单元104中。
在步骤S208记录了图像数据之后，CPU 101在步骤S209判
断是否保持将释放SW 114按下至SW2(连拍是否继续)。如果未
保持将释放SW 114按下至SW2，则CPU 101使处理返回至步骤
S201；否则，CPU 101使处理进入步骤S211(图10)。
在步骤S211，如步骤S203一样，CPU 101根据从测光传感
器130读出的测光区域134的图像，计算亮度信息和颜色信息，
并且将这些信息存储在RAM 103。在步骤S212，CPU 101使用
在步骤S211存储在RAM 103中的最新的图像的亮度信息和颜色
信息、以及在步骤S205所存储的要跟踪的框135中的亮度信息
和颜色信息，在最新的图像中搜索与要跟踪的框具有亮度信息
和颜色信息的最大相关值的部分区域。
在步骤S213，CPU 101将所找到的部分区域(被摄体区域)
的最大相关值和位置信息存储在RAM 103中。另外，CPU 101
将针对各被摄体区域所计算出的亮度信息和颜色信息的相关值
与预先分别配置的阈值进行比较，以根据亮度信息和颜色信息
的相关值的组合判断被摄体跟踪结果的可靠度，其中，基于这
些相关值是否等于或大于阈值来判断该可靠度。在这种情况下，
如参考图4所述，使用三个等级“高”、“中”和“低”来判断跟踪结
果的可靠度。
在步骤S214，CPU 101判断所判断出的被摄体跟踪结果的
可靠度是否不是“低”。如果可靠度是“高”或“中”，则CPU 101
使处理进入步骤S215；否则，CPU 101使处理进入步骤S223。
首先说明可靠度“高”和“中”。在步骤S215，CPU 101将在
步骤S213所获得的主被摄体的位置信息与前一帧的位置信息
(跟踪检测框的位置信息)进行比较，以判断主被摄体是否移动
了。如果位置信息变化了预定数量以上的像素，则CPU 101判
断为主被摄体移动了，并且选择与在当前帧中所检测到的被摄
体区域的位置相对应的焦点检测区域。注意，当在被摄体区域
移动至的目的地处的被摄体区域中包括多个焦点检测区域时，
可以分割被摄体区域，并且可以选择对应于与以下区域具有最
高相关的区域的焦点检测区域，其中，该区域对应于跟踪检测
框。可选地，如果主被摄体是人的面部，则可以使用已知的面
部识别技术来选择接近人的眼的焦点检测区域。
如果在步骤S215判断为主被摄体未移动，则CPU 101在步
骤S217判断跟踪结果的可靠度是否是“高”。如果在步骤S217判
断为跟踪结果的可靠度为“高”，则可以判断为主被摄体没有移
动，并且因此判断为主被摄体亮度保持不变。因此，在这种情
况下，CPU 101判断为无需再次执行自动焦点检测和自动曝光
控制。在步骤S220，CPU 101读取在步骤S204存储在RAM 103
中的前一帧的曝光控制值，并且将曝光控制值配置为为了拍摄
下一帧的图像所使用的曝光控制值。这使得可以节省为计算曝
光控制值所需的时间。
另一方面，如果在步骤S217判断为被摄体跟踪操作的可靠
度是“中”，则主被摄体的亮度信息或颜色信息的相关值小于阈
值，因此推测主被摄体的亮度或颜色已改变。因此，在步骤
S219，CPU 101如步骤S204一样再次计算曝光控制值。
另外，如果在步骤S215判断为主被摄体已移动，则CPU 101
在步骤S216执行第一自动焦点检测操作。也就是说，CPU 101
选择与基于被摄体跟踪结果所获得的被摄体区域相对应的焦点
检测区域，并且执行自动焦点检测。在步骤S220，如上所述，
CPU 101从RAM 103读取前一帧的曝光控制值，并且将这些曝
光控制值配置为拍摄下一帧的图像所使用的曝光控制值。
这样，在本实施例中，如果判断为被摄体跟踪结果的可靠
度是“高”，也就是说，正确检测到了主被摄体移动至的目的地，
并且主被摄体的亮度保持不变，则继续使用前一帧的曝光控制
值，以省略下一帧的曝光控制值的计算。然而，如果判断为被
摄体跟踪结果的可靠度为“中”，也就是说，主被摄体的亮度或
颜色改变，或者所检测到的被摄体区域的位置信息的确定性稍
低，则重新计算拍摄下一帧的图像所使用的曝光控制值。
返回到步骤S214，如果判断为被摄体跟踪结果的可靠度是
“低”，也就是说，不应使用被摄体跟踪结果，则CPU 101在步
骤S223进行第二自动焦点检测操作(传统AI伺服AF)。这意味着
CPU 101根据来自所选择的焦点检测区域和其它焦点检测区域
的信号来进行焦点调节操作。在步骤S224，CPU 101如步骤S204
一样计算曝光控制值。
当这样完成与被摄体跟踪结果的可靠度相对应的焦点检测
和曝光控制值的配置时，CPU 101在步骤S221执行用于拍摄下
一帧的图像的操作，并且使处理返回至步骤S208(图9)。然后在
保持将释放SW 114按下至SW2的情况下，或者直到通过连拍所
获得的图像的数量达到上限之前，重复进行上述操作。
如上所述，根据本实施例，如果在具有被摄体跟踪功能的
摄像设备中，在连拍时判断为主被摄体的亮度保持不变，则使
用拍摄前一帧的图像所使用的曝光控制值来拍摄下一帧的图
像。因此，不仅可以有效节省计算曝光控制值所需的时间，而
且，即使例如主被摄体的背景中的亮度在连拍期间改变了，也
可以有效抑制通过连拍所获得的图像之间的曝光的差异。
另外，通过基于利用测光传感器所获得的图像进行被摄体
跟踪，不必使用拍摄记录图像所使用的图像传感器来拍摄用于
被摄体跟踪的图像。另外，由于作为测光传感器所使用的图像
传感器包括在数量上少于拍摄记录图像所使用的图像传感器的
像素的像素，所以可以将被摄体跟踪所需的处理量保持为小。
注意，当可以省略曝光控制值的计算或者焦点检测处理时，
通过该省略所节省的时间可以用于增大连拍中的摄像速率或其
它类型的处理。
另外，尽管在上述实施例的图10中，如果被摄体跟踪结果
的可靠度高，则使用前一帧的曝光控制值作为当前帧的曝光控
制值，但是，即使被摄体跟踪结果的可靠度高，也可以再次进
行曝光计算。例如，如果当背景亮度改变预定值以上(例如，3
步长)时、预期背景将导致高亮细节损失或阴影细节损失，则通
常希望再次进行曝光计算。因此，如图11所示，如果在步骤S217
判断为跟踪结果的可靠度高，则处理进入步骤S227，在步骤
S227，判断视野亮度的变化是否等于或大于阈值。更具体地，
CPU 101将基于在步骤S203所存储的亮度信息的视野亮度与基
于在步骤S211所存储的亮度信息的视野亮度进行比较，以判断
视野亮度的变化是否等于或大于阈值。如果在步骤S211判断为
视野亮度的变化等于或大于阈值，则处理进入步骤S219，在步
骤S219，再次计算曝光控制值。这使得可以优先防止背景中的
高亮细节损失和阴影细节损失。
另外，可以在用于拍摄第一帧的图像的处理之后，更新在
步骤S205所存储的要跟踪的框。图12A和12B示出在用于拍摄第
一帧的图像的处理之前所配置的要跟踪的框与各摄像帧中的被
摄体区域之间的相关值，其中，图12A示出颜色信息的相关值，
并且图12B示出亮度信息的相关值。例如，在如图12A和12B所
示的相关值变化的连拍中，使用与第一帧相同的曝光控制值，
控制如第二帧～第五帧那样的具有亮度信号和颜色信号两者的
高相关值的帧，即以高可靠度表现被摄体跟踪结果的帧。
在第五帧和第六帧中，颜色信息变化不大，但是亮度信号
变化相当大，因而被摄体可能从有阳光的地方移动到了阴凉的
地方。
结果，在第六帧及随后的帧中，考虑到与用于拍摄第一帧
的图像的处理之前所配置的要跟踪的框的相关值，希望针对每
一帧再次计算曝光控制值。因此，如果如第五帧和第六帧一样、
颜色信息和亮度信息的相关值中的至少一个变得低于特定阈
值，则将此时的被摄体区域重新配置为要跟踪的框。通过该操
作，在第七帧和第八帧中计算与在第六帧中重新配置的要跟踪
的框的相关值，从而直接继续使用在第六帧中所计算出的具有
高相关性的曝光控制值。这样，当例如在连拍期间开始时配置
要跟踪的框，并且视野的场景变化时，可以通过重新配置要跟
踪的框来增加省略曝光控制值的计算的机会。
注意，如第五帧和第六帧一样，可以在相关值减小的时刻
重新配置要跟踪的框，或者可以在连续拍摄到两个具有低相关
值的帧时重新配置要跟踪的框。另外，当被摄体跟踪结果的可
靠度变成“中”或“低”时，可以重新配置上述要跟踪的框。
其它实施例
还可以利用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)和通过下面的方法实现本发明的方面，其中，利用系统或
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步骤。为此，例如，
通过网络或者通过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。
尽管参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发
明不局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，以包含所有修改、等同结构和功能。