CN101535889A - 用户定义的自动聚焦区域 - Google Patents

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Abstract

一种设备(100)，其允许用户选择为了照相而预览的场景的任意部分(510，605，710)。在一个实施方式中，设备包括摄像机(170)；显示器(130)，用于预览与摄像机关联的场景；接口，被配置为允许设备的用户选择场景的部分(510，605，710)；和自动聚焦逻辑(230)，用于基于所选择的场景的部分来调整摄像机的聚焦。

Description

用户定义的自动聚焦区域
背景技术
发明技术领域
此处描述的实施方式通常地涉及成像系统，并且更特别地，涉及具有自动聚焦特征的便携成像设备。
相关技术描述
许多便携成像设备典型地包括自动聚焦特征，通过该特征，设备能够自动地调整设备的光学系统以获得正确的聚焦在对象上。换句话说，便携成像设备将自动地将感兴趣的对象置于焦点，而不需要操作者手动地调整。
在一种典型地自动聚焦操作中，用户可以使感兴趣的对象在图像画面中居中。然后成像设备可自动地(或者，在一些设备中，响应于用户按压“自动聚焦”按钮)调整图像，以使得在图像中央位置的无论什么都在焦点上。这种类型的自动聚焦操作在许多情形中是有效的，但是在一些情形中是有问题的。
发明概述
根据一个方面，一种设备包括摄像机；显示器，用于预览与摄像机关联的场景；接口，被配置以允许设备的用户选择场景的部分；自动聚焦逻辑，用于基于所选择的场景的部分来调整摄像机的聚焦。
附加地，自动聚焦逻辑可以通过使用应用于所选择的场景的部分的图像处理技术来调整摄像机光学组件的焦距，从而调整摄像机的聚焦。
附加地，显示器可以包括触摸屏显示器。
附加地，设备可以包括逻辑以允许用户通过在显示器上画出封闭的或近似封闭的形状而选择场景的该部分。
附加地，设备可以包括逻辑以允许用户通过使用触笔触碰显示器而选择场景中的位置，还包括逻辑以基于选择的位置而生成场景的该部分。
附加地，生成的场景的该部分可以被生成为场景的矩形区域，其以所选择的位置为中心。
附加地，生成的场景的该部分被生成为基于相应于所选择的位置的对象而识别的形状。
附加地，设备可以包括逻辑以在场景上叠加图标，其中图标的位置是可控制的以便选择场景中的位置，该位置被用于生成选择的场景的部分。
附加地，自动聚焦逻辑可以使用被动式自动聚焦技术而调整摄像机的聚焦。
附加地，自动聚焦逻辑可以使用主动式自动聚焦技术而调整摄像机的聚焦。
附加地，设备可以是移动电话。
在另一个方面，一种方法包括显示来自摄像机的场景；接收来自用户的对场景的部分的选择；调整摄像机的光学组件以优化摄像机在所选择的场景的部分上的聚焦。
附加地，该方法可以包括响应于来自用户的指令而捕获场景的图像；并存储所捕获的图像。
附加地，接收来自用户的对场景的部分的选择可以包括接收由用户在其上显示场景的显示器上画出的形状，并基于该形状生成场景的该部分。
附加地，该形状可以是封闭的或接近封闭的形状。
附加地，接收来自用户的对场景的部分的选择可以包括接收通过触摸显示器而指定的位置的选择，并基于选择的位置生成场景的该部分。
附加地，生成的场景的部分可以被生成为场景中的矩形区域，其以所选择的位置为中心。
附加地，调整摄像机的光学组件可以基于被动式自动聚焦技术。
附加地，调整摄像机的光学组件可以基于主动式自动聚焦技术。
根据另一个方面，一种设备可以包括：用于显示来自摄像机的场景的装置；用于接收来自用户的对场景的部分的选择的装置；用于基于所选择的场景的部分调整摄像机的光学组件的装置。
附加地，用于接收的装置进一步包括用于接收用户在用于显示的装置上画出的形状的装置；和用于基于该形状生成场景的部分的装置。
附加地，用于接收的装置进一步包括用于接收通过触摸显示器而指定的位置的选择的装置；和用于基于选择的位置生成场景的部分的装置。
附加地，该设备可以包括移动终端。
附图简述
合并在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图说明了本发明的具体实施方式，并且与文字描述一起解释本发明。在图中，
图1A是示例性电子设备的前端视图；
图1B是示例性电子设备的后端视图；
图2是在图1A和1B中示出的设备的系统架构的示例性概念组件框图；
图3是图示用于为电子设备自动聚焦场景的示例性操作的流程图；
图4是图示在电子设备的显示器中示出的示例性场景的图；
图5是图示一种示例性技术的图，通过该技术用户能够改变用于自动聚焦的场景的部分；
图6是图示一种可替换的示例性技术的图，通过该技术用户能够改变用于自动聚焦的场景的部分；和
图7是图示一种可替换的示例性技术的图，通过该技术用户能够改变用于自动聚焦的场景的部分。
具体实施方式详述
本发明随后的详细描述参考附图。在不同图中相同的参考数字可以标识相同或类似的要素。另外，随后的详细描述不限制本发明。
如此处所述，便携成像设备，诸如便携通信设备，包括摄像机自动聚焦特征，其中如果需要的话用户可以选择已选摄像机场景中的任意部分，自动聚焦操作将被应用于该部分。
允许用户选择用于自动聚焦的场景的部分在许多情形中是特别有用的。例如，如果便携成像设备被附加在三脚架上，并且对象位于场景的一侧，则用户能够指示便携成像设备基于对象的位置自动聚焦，而不需要物理地移动便携成像设备。作为另一个例子，考虑摄像机镜头远离用户或远离摄像机电话主体(例如，诸如经由短距离无线连接)的情形。在这种情形中，也可能希望改变自动聚焦区域而保持固定的摄像机镜头位置。
示例性设备
图1A和1B是示例性便携成像设备100的图，此处描述的具体实施方式可以在该设备中实施。在这个例子中，便携成像设备100是移动电话。图1A图示了设备100的前面而图1B图示了设备100的背面。如这里使用的，“设备”可以包括移动电话(例如无线电话)；个人通信系统(PCS)终端，其可以将蜂窝无线电话与数据处理、传真和/或数据通信能力组合起来；个人数字助理(PDA)，其可以包括无线电话、寻呼机、互联网/内联网访问、网页浏览器、管理器(organizer)、日程表和/或全球定位系统(GPS)接收机；膝上电脑；GPS设备；计算机；MP3播放器；寻呼机；数字摄像机；视频摄像机；双筒望远镜(binoculars)；望远镜；和/或包括摄像机的任何其它设备。
设备100可以包括外壳110、扬声器120、显示器130、控制键140、键盘150、麦克风160和摄像机170(图1B)。外壳110可以保护设备100的组件免受外部因素损害。外壳110可以由热塑性塑料、金属、弹性体(例如，人造橡胶和/或自然橡胶)和/或其它类似材料制造。扬声器120可以提供可听的信息给设备100的用户。显示器130可以提供可视的信息给用户。例如，显示器130可以提供关于输入或输出电话呼叫、游戏、电话号码、当前时间、电子邮件等的信息。控制键140可以允许用户与设备100交互以使得设备100执行一个或多个操作。键盘150可以包括标准电话键盘，并且可以包括附加的键以使得能够键入信息到设备100中。麦克风160可以接收来自用户的可听信息。
摄像机170可以使得设备100能够捕获和/或存储场景的视频和/或图像(例如照片)，该场景可通过摄像机170的镜头看到。摄像机170可以在设备100的前端(未示出)和/或设备100的后侧(如在图1B中示出的)。控制键140可以包括例如快门键(未示出)以使得用户能够使用摄像机170照相。显示器130可以显示捕获的或存储的视频和/或图像。摄像机170可以是数字地捕获和/或存储图像和/或视频的电子设备。
图2是图1A和1B的设备100的系统结构的示例性概念组件的图。如在图2中所示出的，设备100可以包括处理逻辑210、存储器220、通信接口240、天线250、用户接口逻辑260、摄像机170和自动聚焦逻辑230。处理逻辑210可以包括处理器、微处理器、专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。处理逻辑210可以包括数据结构或软件程序以控制设备100和它的组件的操作。存储器220可以包括硬盘驱动器(HDD)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、可移动存储器和/或另一种类型的存储器以存储可以由处理逻辑210使用的数据和/或指令，例如任何类型的计算机可读介质。摄像机170可以将捕获的视频和/或图像，例如像片，存储在存储器220中。显示器130可以显示存储在存储器220中的视频和/或图像，例如像片。
通信接口240可以包括例如USB端口以通过线缆通信。通信接口240可以包括发射器，其可以将来自处理逻辑210的基带信号转换为射频(RF)信号，和/或接收器，其可以将RF信号转换为基带信号。可替换地，通信接口240可以包括收发器以执行发射器和接收器二者的功能。通信接口240可以连接到天线250用于RF信号的发射和接收。天线250可以包括一个或多个天线以通过空中发射和接收RF信号。天线250可以从通信接口240接收RF信号并通过空中发射它们，以及通过空中接收RF信号并将它们提供给通信接口240。通信接口240可以合并蓝牙标准或USB串行端口标准。
用户接口逻辑260可以包括将信息输入至设备100和/或从设备100输出信息的机制。输入和输出机制的例子可以包括输出音频信号的扬声器120，接收音频信号的麦克风160，允许输入数据和控制指令的键140或150，和/或输出可视信息的显示器130。显示器130可以示出内容，诸如像片或视频。扬声器120可以播放内容，诸如音乐或电台节目。用户接口逻辑260还可以包括振动器机制，其使得设备100在例如接收到进入的电话呼叫时振动。用户接口逻辑260可以允许用户接收选项菜单。该菜单可以允许用户选择与设备100执行的应用相关联的各种功能或模式。用户接口逻辑260可以允许用户激活特定模式，诸如在设备100中运行的应用所定义的模式。
自动聚焦逻辑230可以与摄像机170交互以执行与摄像机170的光学组件相关的自动聚焦操作。自动聚焦逻辑230可以硬件、软件或硬件与软件的组合而实施。虽然示出为与摄像机170分离的组件，但是自动聚焦逻辑230可以同等地考虑为集成在摄像机170中。
为镜头自动确定最佳焦距的技术(即自动聚焦技术)是通常已知的。这样的一组技术(被称作被动式自动聚焦技术)是基于使用图像处理技术对摄像机光学系统中的部分场景的分析。这种技术可以例如在摄像机镜头的不同焦距上计算场景该部分的高频组分。相应于高频组分的最大值的摄像机镜头位置对应于最佳焦距。
其它被动式自动聚焦技术，诸如基于图像相位检测的那些也是已知的。
主动式自动聚焦技术也是已知的。主动式自动聚焦系统可以独立于光学系统测量至对象的距离，然后基于测量的距离调整光学焦距。主动式自动聚焦系统可以使用例如超声声波或红外线光来测量距离。
自动聚焦逻辑230在此处将主要被描述为以被动式自动聚焦系统而实施，虽然能够认识到与此处描述的那些类似的概念可以使用主动式自动聚焦系统或其它合适的自动聚焦系统而实施。
自动聚焦逻辑
如所提及的，自动聚焦逻辑230可以执行自动聚焦操作以辅助使用摄像机170照相。图3是示出用于为摄像机170自动聚焦场景的示例性操作的流程图。
当设备100的用户有兴趣使用摄像机170照相时，用户可以控制或以其它方式操作设备100以使得它可用于照相。例如，为了将设备100置于照相模式，用户可以激活预设的照相按钮或者通过在显示器130上呈现的图形界面选择照相模式。作为响应，设备100可以开始在显示器130中示出场景，该场景是当前入射在摄像机170的镜头上的场景(动作302)。换句话说，设备100可以允许用户预览用户将要照相的场景(即图像)。
自动聚焦逻辑230可以尝试持续地优化被预览的场景的聚焦(动作304、306和308)。更特别地，自动聚焦逻辑230可以接收相应于将为其优化聚焦的场景的部分的自动聚焦区域(动作304)并尝试基于该区域优化聚焦(动作306)。在一个实施方式中，自动聚焦逻辑230初始可以假定所选图像部分是图像的中心部分。图4是图示在显示器130中示出的示例性场景的图。如图所示，显示器130可以显示当前在摄像机170中看到的场景。在这个例子中，场景包括三个人401、402和403。自动聚焦逻辑230默认地可以假定意图的图像对象位于图像的中心，即在这个例子中的人402。据此，自动聚焦逻辑230可以根据场景的中心区域或部分，如框410所图示，改变摄像机镜头系统的焦距以聚焦图像。在一些实施方式中，框410可以不在显示器130中显式地示出。
如果需要，用户可以改变将应用自动聚焦的所选的场景的部分，由此产生新的自动聚焦区域(动作304)。例如，在一个实施方式中，设备100包括触笔并且显示器是触敏显示器，用户可以通过在显示器130上画而选择将自动聚焦的场景的部分。图5是图示示例性技术的图，通过该技术用户能够改变用于自动聚焦的场景的部分。在图5中显示器130上示出的示例性场景与图4中示出的场景相同。然而，在这个例子中，用户使用触笔540选择了大致圆形的区域510。圆形区域510可以由用户在显示器130中的任何位置画出。
自动聚焦逻辑230可以根据圆形区域510定义的场景的部分而调整聚焦(动作306)。换句话说，在这个例子中，自动聚焦逻辑230将基于人403而非人402来聚焦。在用户想要拍图5中示出的全景的照片而聚焦于不在场景中心的对象(例如，人403)的情形中，这是很有用的。可以认识到区域510不需要限制为圆形。用户可以例如画出矩形区域或自动聚焦逻辑230能够用来执行自动聚焦操作的任何其它封闭或近似封闭的形状。用户可以例如围绕人403描绘“似人”的形状以从而选择人402用于自动聚焦。
图6是图示可替换的示例性技术的图，通过该技术用户能够改变用于自动聚焦的场景的部分。在图6中显示器130上示出的示例性场景与图4和5中示出的场景相同。在这个实施方式中，假定设备100包括触笔540并且显示器130是触敏显示器。用户可以通过轻点或以其它方式触碰显示器130来选择将自动聚焦的场景的部分。作为响应，设备100可以使用触碰的点作为相应于自动聚焦区域的区域的中心。在一些实施方式中，设备100可以画以触碰的点为中心的矩形或其它形状，以可视地为用户示出所选择的用于自动聚焦的区域。这在图6中示出，其中在显示器130中图示了矩形605。在其它实施方式中，设备100可以使用触碰的点作为相应于自动聚焦区域的区域的中心，但不显式地将该区域显示给用户。
图7是图示又一个示例性技术的图，通过该技术用户能够改变用于自动聚焦的场景的部分。在这个例子中，不需要触笔和触敏显示器。代替地，用户可以通过例如设备100的键盘150来选择相应于自动聚焦区域的区域。设备100可以例如在显示器130上显示十字图标710。用户可以通过按键盘150上的各种按键(例如，“2”、“6”、“8”和“4”可以分别相应于上、右、下和左；可替换地，指定的方向垫(direction pad)或操纵杆也可以被用来接收用户的移动选择)来移动十字图标710。当十字图标710位于显示器130上用户希望的位置时，用户可以按另一个按键以选择该位置。作为响应，设备100可以使用选择的点作为相应于自动聚焦区域的区域的中心。在一些实施方式中，设备100可以画出以所选择的点为中心的矩形或其它形状以可视地为用户示出相应于自动聚焦区域的区域，与图6中示出的区域605类似。
回来参考图3，当用户选择显示器130上的任意区域以自动聚焦时，自动聚焦逻辑230可以基于所选的区域调整摄像机170的焦距(动作306)。例如，自动聚焦逻辑230可以调整焦距以最大化相应于所选区域的图像中的高频组分。以这种方式，设备100自动聚焦于用户选择的区域。在一些点，用户可能对在显示器130中预览的场景满意，并且可以决定“照相”，通过例如按按键或以其它方式控制设备100来捕获图像。作为响应，设备100可以捕获场景的图像(动作308和310)。设备100还可以存储捕获的图像用于随后用户取出和浏览(动作312)。图像可以被存储在例如存储器220中。
涉及图4-6的上述内容描述了允许用户任意选择将应用自动聚焦操作的场景的部分的多种实施方式。能够认识到其它可替换方式也是可能的。例如，代替使用触笔与显示器130交互，显示器130可以允许用户通过触摸与其交互。另外，代替设备100自动地生成矩形或其它封闭形状，诸如环绕用户所选点的矩形605，设备100可以使用更复杂的图像分析技术以确定用户感兴趣的对象。例如，响应于用户触摸场景中的人，设备100可以使用图像处理技术以识别所触摸的人的边界并使用该形状自动聚焦。
此外，虽然自动聚焦逻辑230的实施方式通常关于使用被动式自动聚焦技术而描述，但是主动式自动聚焦技术也可以被使用。例如，假定主动式自动聚焦系统被实施，使用超声收发器以测量至目标对象的距离。超声收发器可以基于用户选择的场景的部分而对准。
结论
如上所述，用户可以选择预览的场景的任意部分用于牌照。所选择的场景的部分被用于实施图像自动聚焦操作。以这种方式，为用户给出了增加的灵活性和对用户所拍照片的控制。
本发明具体实施方式的前述描述提供了图示和描述，但是并非意味着穷举或限制本发明为所公开的严格形式。按照上述教导或者可以从本发明的实行中获得更改和变形是可能的。
例如，虽然参照图3描述了一系列动作，但在与本发明原理一致的其它实施方式中，动作的顺序可以被更改。此外，非依赖动作可以并行地执行。
应当强调，在本说明书中使用术语“包括(comprises)/包括了(comprising)”时，它们是用来详细说明存在所提及的特征、整体、步骤或组件，但是不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、组件或它们的组合。
在本申请的说明书中使用的元素、动作或指令不应被解释为本发明的关键或必需的，除非明确那样描述。另外，如此处使用的，冠词“一个(a)”意图包括一个或多个项目。当意图只有一个项目时，使用术语“一个(one)”或类似语言。此外，短语“基于”，如此处使用的，意味着“至少部分地基于”，除非明确陈述了另外方式。
本发明的范围由权利要求书和它的等同而限定。

Claims (23)

1.一种设备，包括：
摄像机；
显示器，用于预览与摄像机关联的场景；
接口，被配置为从用户接收该场景的已选择部分；和
自动聚焦逻辑，用于基于该场景的已选择部分来调整摄像机的聚焦。
2.权利要求1的设备，其中，自动聚焦逻辑通过使用应用于该场景的已选择部分的图象处理技术来调整摄像机光学组件的焦距，从而调整摄像机的聚焦。
3.权利要求1的设备，其中，显示器包括触摸屏显示器。
4.权利要求3的设备，进一步包括：
用于允许用户通过在显示器上画出封闭的或近似封闭的形状而选择该场景的该部分的逻辑。
5.权利要求3的设备，进一步包括：
允许用户通过使用触笔触碰显示器而选择该场景中的位置的逻辑；和
基于选择的位置而生成该场景的该部分的逻辑。
6.权利要求5的设备，其中，生成的该场景的该部分被生成为该场景的矩形区域，其以所选择的位置为中心。
7.权利要求5的设备，其中，生成的该场景的该部分被生成为基于相应于所选择的位置的对象而识别的形状。
8.权利要求1的设备，进一步包括：
被配置为在该场景上叠加图标的逻辑，其中图标的位置是可控制的以便选择该场景中的位置，该位置被用于生成该场景的已选择部分。
9.权利要求1的设备，其中，自动聚焦逻辑使用被动式自动聚焦技术来调整摄像机的聚焦。
10.权利要求1的设备，其中，自动聚焦逻辑使用主动式自动聚焦技术来调整摄像机的聚焦。
11.权利要求1的设备，其中，该设备是移动电话。
12.一种方法，包括：
显示来自摄像机的场景；
接收来自用户的对该场景的部分的选择；
调整摄像机的光学组件以优化摄像机在所选择的该场景的该部分上的聚焦。
13.权利要求12的方法，进一步包括：
响应于来自用户的指令而捕获该场景的图像；并
存储所捕获的图像。
14.权利要求12的方法，其中，接收来自用户的对该场景的该部分的选择包括：
接收由用户在其上显示该场景的显示器上画出的形状；并
基于接收的形状生成该场景的该部分。
15.权利要求14的方法，其中，所述形状是封闭的或接近封闭的形状。
16.权利要求12的方法，其中，接收来自用户的对该场景的该部分的选择包括：
接收通过触摸显示器而指定的位置的选择；并
基于选择的位置生成该场景的该部分。
17.权利要求16的方法，其中，生成的该场景的该部分被生成为该场景中的矩形区域，其以所选择的位置为中心。
18.权利要求12的方法，其中，调整摄像机的光学组件基于被动式自动聚焦技术。
19.权利要求12的方法，其中，调整摄像机的光学组件基于主动式自动聚焦技术。
20.一种设备，包括：
用于显示来自摄像机的场景的装置；
用于接收来自用户的对该场景的部分的选择的装置；和
用于基于所选择的该场景的该部分调整摄像机的光学组件的装置。
21.权利要求20的设备，其中，用于接收的装置进一步包括：
用于接收用户在用于显示的装置上画出的形状的装置；和
用于基于该形状生成该场景的该部分的装置。
22.权利要求20的设备，其中，用于接收的装置进一步包括：
用于接收通过触摸显示器而指定的位置的选择的装置；和
用于基于选择的位置生成该场景的该部分的装置。
23.权利要求20的设备，其中，该设备包括移动终端。
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