[发明专利]具有水下拍摄模式的数字相机

说明书

技术领域

本发明涉及用水下相机拍摄数字图像的领域，更具体来说涉及一种水下相机，其中响应于在水下摄影模式下拍摄的数字图像的物距来控制色彩再现。

背景技术

许多应用中会用到水下摄影。举例来说，水肺潜水员可能想在探索珊瑚礁或沉船时拍摄照片，孩子们可能在游泳池玩耍时喜欢拍摄朋友在水下的照片。要拍摄水下照片，相机必须封闭在一个防水外壳当中，以防相机的内部组件被水损害。

在水下拍摄的照片有一个特性，就是水可能会影响图像的各种属性，例如色彩再现，眩光，图像锐度和空间噪声（即，颗粒度）。这些图像属性受影响的程度取决于许多因素，包含被摄体距离，水深，水体透明度，还有是否使用了电子闪光灯来照亮场景。这可能会让水下照片每张图像的图像质量千差万别。

在打印用传统胶片相机拍摄的水下照片时，通常会使用所谓的场景平衡算法对照片进行分析，估计出适合校正在图像拍摄过程中在拍摄出来的图像当中造成的任何偏色的色彩平衡校正量。这些场景平衡算法通常经过优化，以校正在各种发光体（例如，日光，钨，或荧光）下在空气中拍摄图像时造成的偏色。当对水下照片应用这些算法时，这些算法通常会去除掉水下条件造成的一部分偏色，但是它们产生的结果通常不是最优的。往往还需要借助于对图像进行“手动平衡”才能产生最佳的再现图像。传统上对胶片进行光学打印时，不可能补偿与水下摄影有关的其他失真，例如眩光，锐度损失和较高程度的图像噪声。

颁发给佛莱伦德（Fredlund）的标题为“打印数字图像的方法和设备（Method and apparatus for printing digital images）”的美国专利6,263,792当中披露了一种打印胶卷的方法，其中至少一个图像是在水下拍摄的。通过分析图像，或者通过读取从客户那里收到的信息，可以识别出在水下拍摄的照片。然后，用预先确定的方式来修改水下照片。所披露的修改中包含调节色彩平衡，增强对比度，还有抑制图像噪声。这种方法有个缺点，就是使用客户提供的信息来识别水下照片可能很麻烦，而用于通过分析图像来自动识别水下图像的处理又容易出现错误识别的错误。

颁发给克兰（Keelan）等人的标题为“适合用于水下摄影的色彩反转摄影元件（Color reversal photographic elements adapted for underwater photography）”的美国专利5,382,499当中披露了一种针对水下摄影设计的摄影胶片。该专利中披露，水下摄影之所以出现色彩平衡问题，是因为通过水传输的较长可见波长红光发生了显著衰减。在水中每3米的光传输距离内，大概一半的红光都被吸收掉了。这导致水下场景中出现显著的青色偏色，这表明红光不足。该发明中的色彩反转摄影胶片具有改良的水下成像能力，方法是增加红色记录层单元的速度相对于绿色记录层单元的速度。这种胶片能够准确地校正水下拍照条件引发的偏色，但是只对特定一种场景物距有效。

颁发给特拉米（Teremy）等人的标题为“电响应相机特征的压力传感器控制（Pressure sensor control for electrically responsive camera feature）”的美国专利5,710,947当中披露了一种摄影胶片相机，该相机中包含压力传感器。该专利中说明这种压力传感器有许多不同的用途，包含相机唤醒开关，定向开关，胶片输送计数器，水深传感器，还有相机泄漏检测器。将这个压力传感器用作水深传感器时，提供图形显示器来指示深度。

在几乎所有的摄影领域，数字相机都已经变得非常普遍，并且在很大程度上取代了传统胶片相机，这其中包含水下摄影。用数字相机进行水下摄影，会遇到传统胶片相机遇到的大多数相同的问题，例如色彩再现的变化。有些数字相机，例如佳能PowerShot SD500数字ELPH相机，包含用户可选的水下模式，可以用来手动指示相机正在水下使用。这种数字相机随后可以调节色彩再现特性，从而考虑到通常进行水下摄影的环境。但是，请记住，手动选择水下模式可能很麻烦，而且没有考虑到每张图像的水下摄影条件可能千差万别。

发明内容

本发明代表一种用于在拍摄水下数字图像时使用的数字图像拍摄装置，包括：

防水外壳；

图像传感器，用于拍摄数字图像；

光学系统，用于将场景成像到图像传感器上；

用于确定数字图像拍摄装置与场景中的主要被摄体之间的物距的装置；以及

处理器，用于在数字图像拍摄装置处在水下拍摄模式时执行以下步骤：

确定特定水下场景的物距；