DE102013004120B4

DE102013004120B4 - Elektronische Vorrichtung und Fokuseinstellungsverfahren von dieser

Info

Publication number: DE102013004120B4
Application number: DE102013004120.1A
Authority: DE
Inventors: Fu-Chang Tseng; Chen-Si Dai; Wan-Ju Tseng; Wei-Ting Liu; Jing-Lung Wu; Yu-Chun Peng; Hsin-Ti Chueh
Original assignee: HTC Corp
Current assignee: HTC Corp
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2018-11-22
Anticipated expiration: 2033-03-09
Also published as: DE102013004120A1

Abstract

Elektronische Vorrichtung, die Folgendes aufweist:
eine Bildsensoreinheit, die zumindest ein Linsenmodul aufweist, das konfiguriert ist, um eine Vielzahl von Bildrahmen mit unterschiedlichen Szenen ansprechend auf eine Bewegung der elektronischen Vorrichtung zu erfassen;
eine Vorverarbeitungseinheit, die mit der Bildsensoreinheit gekoppelt ist und die konfiguriert ist, um die Bildrahmen zu verarbeiten, um Fokusinformationen der Bildrahmen vorzusehen; und
eine Bildverarbeitungseinheit, die mit der Bildsensoreinheit und der Vorverarbeitungseinheit gekoppelt ist, und die konfiguriert ist,
um Szenenwechsel innerhalb der Vielzahl von Bildrahmen zu analysieren, um eine Fokusveränderungsbedingung der Bildrahmen zu bestimmen,
um zu bestimmen, ob ein Fokus eines Bildrahmens aus der Vielzahl von Bildrahmen gemäß der Fokusveränderungsbedingung angepasst werden muss, und
um dann zu beginnen, den Fokus anzupassen mittels Anpassen des Linsenmoduls gemäß der Fokusinformation, wenn bestimmt wurde, dass die Fokusveränderungsbedingung erfüllt ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Vorrichtung und auf ein Fokuseinstellungsverfahren. Genauer gesagt, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine elektronische Vorrichtung mit einer Fokuseinstellungsfunktion und einem Fokuseinstellungsverfahren dafür.
Beschreibung der verwandten Technik
Verschiedene elektronische Vorrichtungen (z.B. herkömmliche Mobiltelefone, Smartphones, Notebook-Computer, Tablet-Computer etc.) sind im täglichen Leben moderner Menschen unverzichtbar geworden. Fast sämtliche Hersteller elektronischer Vorrichtungen haben versucht, elektronische Vorrichtungen zu entwerfen, um mit den Bedürfnissen der Konsumenten mitzuhalten. Innerhalb dieser Entwürfe bzw. Bauweisen wurde das Kombinieren verschiedener Bildanwendungen mit elektronischen Vorrichtungen als eine Anforderung für die Menschen in letzten Jahren angesehen.
Der Nutzer kann Bilder erfassen oder Videos durch die Verwendung derartiger elektronische Vorrichtungen aufzeichnen. Im Allgemeinen kann der Nutzer die elektronische Vorrichtung bewegen, um bestimmten Subjekten zu folgen oder kann die Szene wechseln, bevor er Bilder erfasst oder während des Aufzeichnens eines Videos, so dass das verfolgte Subjekt oder die gegenwärtige Szene unscharf sind bzw. außerhalb des Fokus liegen. Die Szene kann sich sogar verändern, wenn sich die Hintergrundbedingungen verändern, beispielsweise die Sonne aufgeht oder die Sonne untergeht. Bei diesen Bedingungen müsste die elektronische Vorrichtung die Schärfe bzw. den Fokus demgemäß anpassen, um eine gute Bildqualität zu jeder Zeit für die Bilderfassung oder Videoaufzeichnung beizubehalten.
Es sei unter anderem auf die US 2001 / 0 035 910 A1 verwiesen, die eine Digitalkamera offenbart, bei der ein Objektiv in Schritten pro Auslösebewegung angetrieben wird, und zwar über eine Distanz, die größer als eine Tiefenschärfe ist. Zudem wird ein Evaluationswert basierend auf einem aufgenommenen Bild bestimmt, welches von einem CCD-Bilderfassungsgerät in jeder Position, zu der das Objektiv bewegt wird, erzeugt wird. Daraufhin wird ein vorbestimmter Interpolationsprozess auf eine Vielzahl von Evaluationswerten angewandt, die in den entsprechenden Positionen, zu denen das Objektiv bewegt wird, erzeugt wurden, um eine Im-Fokus-Position des Objektivs abzuleiten, um daraus wiederum eine Im-Fokus-Ebene zur Deckung mit einer Bildebene zu bringen. Die Position des Objektivs wird entsprechend angepasst.
Außerdem zeigt die US 2011 / 0 267 524 A1 ein tragbares Kommunikationsgerät mit Real-Time-Display sowie ein zugehöriges Bilderfassungsverfahren. Das Verfahren beinhaltet das Abfühlen einer Bewegungsbeschleunigung des Gerätes basierend auf einem ersten Gravitätsensorschwellenwert. Nach dem Empfang eines Berührungsfokussiersignals wird der erste Gravitätsensorschwellenwert zu einem zweiten Gravitätsensorschwellenwert, der größer als der erste Gravitätsensorschwellenwert ist, abgeändert. Daraufhin wird ein Bild, welches zumindest das entsprechenden Fokussperrobjektes enthält, aufgenommen.
Abschließend offenbart US 2011 / 0 128 434 A1 ein Linsenantriebsgerät, ein Bilderfassungsgerät sowie ein elektronisches Gerät. Das Bilderfassungsgerät beinhaltet einen Detektor, der detektiert, dass ein Widerstandswert eines Stellantriebs aus einer Formgedächtnislegierung innerhalb eines vordefinierten Rahmens liegt. Das Bilderfassungsgerät bewegt eine Linse schrittweise von einer einem ersten Feld zugehörigen Stelle weg, um Bilddaten von einem der Felder in einer Fokusregion zu erhalten. Das Bilderfassungsgerät berechnet außerdem eine Zielposition, an der die Linse am Ende zu positionieren ist, mittels der erzeugten Bilddaten und positioniert die Linse anschließend an der errechneten Zielposition. Angesichts dessen, besteht der dringende Bedarf in der Technik, eine bessere Lösung für das Problem vorzusehen, dass die elektronische Vorrichtung den Fokus, ansprechend darauf, dass das verfolgte Subjekt oder die gegenwärtige Szene unscharf ist, nicht in effektiver und unmittelbarer Weise anpassen kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, sowie durch ein Fokusanpassungsverfahren zur Verwendung in einer elektronischen Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 21 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungen der Erfindung. Der primäre Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine bessere Lösung für das Problem vorzusehen, in dem die herkömmlichen elektronischen Vorrichtungen nicht in effektiver und unmittelbarer Weise den Fokus bzw. die Schärfe ansprechend darauf, dass das verfolgte Subjekt oder die gegenwärtige Szene außerhalb des Fokus liegen, anpasst. Die vorliegende Erfindung verarbeitet die erfassten Bildrahmen vor, um Fokusinformation der Bildrahmen zu liefern und passt die Schärfe gemäß der Fokusinformation an. Daher kann, wenn das verfolgte Subjekt oder die gegenwärtige Szene ansprechend auf eine Bewegung der elektronischen Vorrichtung außerhalb des Fokus liegt, die vorliegende Erfindung unmittelbar die Veränderung des Fokus über die Fokusinformation erfassen und in effektiver Weise den Fokus gemäß der Fokusinformation anpassen.
Die detaillierte Technologie und die bevorzugten Ausführungsbeispiele, die für den Gegenstand der Erfindung implementiert sind, sind in den folgenden Abschnitten unter Begleitung der beigefügten Zeichnungen beschrieben, so dass Fachleute des Gebiets die Merkmale der beanspruchten Erfindung gut erkennen werden.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht, die eine elektronische Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Beziehung zwischen Schärfenwerten und Anpassungsrichtungen des Linsenmoduls gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt:
3 ist ein Flussdiagramm eines Fokusanpassungsverfahrens gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4A-4C ist ein Flussdiagramm eines Fokusanpassungsverfahrens gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Flussdiagramm eines Fokusanpassungsverfahrens gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
6 ist ein Flussdiagramm eines Fokusanpassungsverfahrens gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Die vorliegende Erfindung kann unter Bezugnahme auf die folgenden Ausführungsbeispiele beschrieben werden. Diese Ausführungsbeispiele sollen die vorliegende Erfindung nicht auf irgendein spezifisches Umfeld, Anwendungen oder Implementierungen beschränken, die in diesen Ausführungsbeispielen beschrieben sind. Daher dient die Beschreibung dieser Ausführungsbeispiele nur dem Zweck der Darstellung anstatt die vorliegende Erfindung zu beschränken. In den folgenden Ausführungsbeispielen und beigefügten Zeichnungen, sind Elemente, die sich nicht direkt auf die vorliegende Erfindung beziehen, aus der Beschreibung weggelassen; und Abmessungsverhältnisse zwischen den einzelnen Elementen in den beigefügten Zeichnungen sind nur zur Erleichterung des Verständnisses dargestellt, sollen aber nicht die tatsächliche Skala einschränken.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist wie in 1 gezeigt, welche eine elektronische Vorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung darstellt. Die elektronische Vorrichtung 1 kann ein Smartphone oder irgendeine andere elektronische Vorrichtungen mit einer Kamerafunktion sein. Beispielsweise kann die elektronische Vorrichtung 1 ebenfalls ein Notebook-Computer, ein Tablet-Computer, ein PDA (PDA = Personal Digital Assistant), eine Digitalkamera etc. sein.
Wie in 1 gezeigt, kann die elektronische Vorrichtung 1 eine Bildsensoreinheit 11 aufweisen, die zumindest ein Linsenmodul 111, eine Vorverarbeitungseinheit 13, die mit der Bildsensoreinheit 11 gekoppelt ist und eine Bildverarbeitungseinheit 15 aufweisen, die mit der Bildsensoreinheit 11 und der Vorverarbeitungseinheit 13 gekoppelt ist. Das Linsenmodul 111 kann eine allgemeine Linse oder eine spezielle Linse, wie beispielsweise eine Linse mit erweiterter Schärfentiefe bzw. eine EDOF-Linse (EDOF = Extended Depthof Field) sein.
Die Bildsensoreinheit 11 ist konfiguriert, um eine Vielzahl von Bildrahmen 20 von zumindest einer Szene (nicht gezeigt) zu erfassen und die Bildrahmen 20 an die Vorverarbeitungseinheit 13 zu übertragen. Die Vorverarbeitungseinheit 13 ist konfiguriert, um die Bildrahmen 20 zu verarbeiten, die zu dem Rohbilddatenformat gehören, um die Bildverarbeitungseinheit 15 mit der Fokusinformation 22 der Bildrahmen 20 zu versehen. Die Vorverarbeitungseinheit 13 kann verschiedene Betriebe auf den Bildrahmen 20 ausführen und die Betriebsergebnisse als ein Teil der Fokusinformation 22 vorsehen. Beispielsweise kann die Vorverarbeitungseinheit 13 eine statistische Berechnung, eine Schärfenberechnung, eine Fokuszustandsbestimmung und/oder andere Betriebe auf den Bildrahmen 20 ausführen.
Die Vorverarbeitungseinheit 13 ist ferner konfiguriert, um die Bildrahmen 20 an die Bildverarbeitungseinheit 15 zu übermitteln. Alternativ kann die Bildverarbeitungseinheit 15 direkt die Bildrahmen 20 von der Bildsensoreinheit 11 in anderen Ausführungsbeispielen ableiten. Beim Empfang der Bildrahmen 20 verarbeitet die Bildverarbeitungseinheit 15 die Bildrahmen 20 und gibt die verarbeiteten Bildrahmen (nicht gezeigt) in einem geeigneten Format zur Anzeige oder Bilderfassung aus. Beispielsweise kann die Bildverarbeitungseinheit 15 die Bildrahmen 20 in RGB-Bildrahmen umwandeln.
Optional kann in anderen Ausführungsbeispielen die elektronische Vorrichtung 1 ferner eine Anwendungseinheit 17 aufweisen, die mit der Bildverarbeitungseinheit 15 zur Verarbeitung verschiedener, unterschiedlicher Anwendungen gekoppelt ist. Zusätzlich kann die Bildverarbeitungseinheit 15 ferner ein Modul zur Bestimmung des Bereichs von Interesse bzw. ROI-Bestimmungsmodul (ROI = Region of Interest) (nicht gezeigt) aufweisen, das konfiguriert ist, um vorbestimmte Bereichsinformation 24, wie beispielsweise die „Region of Interest“-Information von der Anwendungseinheit 17 zu empfangen, und um die vordefinierte Bereichsinformation 24 an die Vorverarbeitungseinheit 13 vorzusehen.
Im Allgemeinen zeigt die ROI-Information einen vordefinierten Bereich oder einen vorgesehenen Bereich der Szene an, an dem der Nutzer interessiert ist. Mit anderen Worten würde die ROI-Information bestimmte Informationen enthalten, für die sich der Nutzer am meisten interessiert. Daher kann das ROI-Bestimmungsmodul einen ROI für die Verwendung in verschiedenen Betrieben Ansprechend auf die vordefinierte Bereichsinformation 24 auswählen. Beispielsweise kann der ROI als ein Ergebnis der Gesichtserkennung ausgewählt werden, die automatisch ausgeführt wird oder durch eine Benutzereingabe des Klopfens auf bzw. Berührens eines Gesichts. Der ROI kann ebenfalls bei einem bestimmten Bereich vordefiniert sein, wie beispielsweise dem Mittelbereich einer Szene oder durch andere Bildverarbeitungstechniken ausgewählt werden, wie beispielsweise die Kantendetektion, um einen spezifischen Bereich automatisch zuzuweisen.
Sobald der ROI bestimmt ist, wird die vordefinierte Bereichsinformation 24, beispielsweise die Koordinaten der Eckpunkte, die Startposition und/oder die Größeninformation von der Bildverarbeitungseinheit 15 an die Vorverarbeitungseinheit 13 gesendet. Als nächstes kann die Vorverarbeitungseinheit 13 die Eckpunkte, den Fokuszustand und/oder andere Statusinformation des ROI berechnen und sendet diese an die Bildverarbeitungseinheit 15 gemeinsam mit den Bildrahmen 20. Auf diese Weise leitet die Vorverarbeitungseinheit 13 die Fokusinformation 22 von einem vordefinierten Bereich der Bildrahmen 20 gemäß der vordefinierten Bereichsinformation 24 ab. D.h. die Fokusinformation 22 ist jetzt auf die Fokusinformation des vordefinierten Bereichs der Bildrahmen 20 beschränkt.
Die Bildverarbeitungseinheit 15 ist ferner konfiguriert, um eine Fokusveränderungsbedingung der Bildrahmen 20 zu bestimmen und um das Linsenmodul 111 gemäß der Fokusinformation 22 ansprechend darauf, dass die Fokusveränderungsbedingung erfüllt ist, zu steuern. Die Bildverarbeitungseinheit 15 kann ein Bedingungs- bzw. Zustandsbestimmungsmodul (nicht gezeigt) aufweisen, das konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob eine Fokusanpassung ausgeführt werden sollte, und zwar durch Analysieren der Szenenveränderung, wie beispielsweise einer Positionsveränderung eines spezifizierten Subjekts und einer Helligkeits-/Lichtszustandsveränderung einer Szene zwischen Rahmen, und bestimmen welcher Anpassungsalgorithmus angewendet werden sollte.
Beispielsweise, wenn das Zustandsbestimmungsmodul bestimmt, dass das Linsenmodul 111 keine dramatische Bewegung erfordert, kann ein erster Anpassungsalgorithmus verwendet werden, um das Linsenmodul 111 leicht anzupassen. Wenn das Zustandsbestimmungsmodul bestimmt, dass das Linsenmodul 111 eine dramatische Bewegung erfordert, kann ein zweiter Anpassungsalgorithmus verwendet werden, um das Linsenmodul 111 von einem Ende zu einem anderen zu bewegen. In noch einem weiteren Fall, wenn das Zustandsbestimmungsmodul keine nützliche Information für die Fokusanpassung erhalten kann, kann ein dritter Anpassungsalgorithmus verwendet werden, um einen vollständigen Fokusscann auszuführen, um den Fokus zurückzugewinnen.
Insbesondere ist das Zustandsbestimmungsmodul konfiguriert, um eine Fokusveränderungsbedingung der Bildrahmen 20 zu bestimmen. Zusätzlich kann die Fokusveränderungsbedingung als erfüllt bestimmt werden, und zwar durch das Zustandsbestimmungsmodul ansprechend darauf, dass eine Varianz bzw. Abweichung von zumindest einem vorbestimmten, charakteristischen Wert von zumindest zwei aufeinanderfolgenden Bildrahmen der Bildrahmen 20 einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Beispielsweise kann der vorbestimmte, charakteristische Wert ein Helligkeitswert, ein Bewegungswert, ein Schärfenwert etc. sein.
Optional kann in einem anderen Ausführungsbeispiel die elektronische Vorrichtung 1 ferner eine Schwerkraft- bzw. Gravitätssensoreinheit 19 aufweisen, die mit der Bildverarbeitungseinheit 15 gekoppelt ist, um Gravitätssensorwerte 26 vorzusehen. Auf diese Weise wird bestimmt, dass eine Fokusveränderungsbedingung erfüllt ist, und zwar durch das Zustandsbestimmungsmodul ansprechend auf eine Abweichung der Gravitätssensorwerte über eine Zeitperiode hinweg, die den vorbestimmten Gravitätssensorschwellenwert übersteigt.
Im Detail, wenn eine Abweichung der Gravitätssensorwerte über eine Zeitperiode hinweg einen vorbestimmten Gravitätssensorschwellenwert übersteigt, bedeutet dies, dass der Nutzer die elektronische Vorrichtung 1 bewegen könnte, um eine unterschiedliche Szene aufzuzeichnen oder um der Bewegung eines Subjekts zu folgen. Um eine Fehleinschätzung des Falls eines Wackelns der Hand zu vermeiden, wird bestimmt, wenn eine Abweichung bzw. Varianz der Gravitätssensorwerte über die Zeitperiode hinweg gering ist, dass sich die Szene aus der Perspektive des Nutzers nicht verändert.
Es sei bemerkt, dass das Zustandsbestimmungsmodul eine Entscheidung basierend auf einer Vielzahl von Kriterien in anderen Ausführungsbeispielen treffen kann und immer wenn irgendeines der Kriterien erfüllt ist, wird bestimmt, dass eine Fokusanpassung ausgeführt werden sollte. Darüber hinaus dienen die zuvor erwähnten Typen des Fokusanpassungszustands lediglich zu Illustrationszwecken anstatt die vorliegende Erfindung einzuschränken.
Das Verfahren, in dem die Bildverarbeitungseinheit 15 das Linsenmodul 111 gemäß der Fokusinformation 22 anpasst, wird ferner im Folgenden beschrieben. Ansprechend darauf, dass der Fokusveränderungszustand erfüllt ist, kann die Bildverarbeitungseinheit 15 einen ersten Fokuszustand des gegenwärtigen Bildrahmens der Bildrahmen 20 gemäß der Fokusinformation 22 erhalten. Als nächstes bestimmt die Bildverarbeitungseinheit 15 eine erste Anpassungsposition des Linsenmoduls 111 gemäß dem ersten Fokuszustand. Zuletzt überträgt die Bildverarbeitungseinheit 15 ein erstes Steuersignal 40, das die erste Anpassungsposition der Bildsensoreinheit 11 trägt, um das Linsenmodul 111 anzupassen.
Genauer gesagt, bestimmt die Bildverarbeitungseinheit 15 beim Erhalten des ersten Fokuszustands des gegenwärtigen Bildrahmens der Bildrahmen 20, ob der erste Fokuszustand des gegenwärtigen Bildrahmens innerhalb eines Fokusbereichs des Linsenmoduls 111 liegt oder nicht. Im Allgemeinen besitzt das Linsenmodul 111 einen begrenzten Fokusbereich, der von dem Typ der Linse abhängt. Für EDOF-Linsen kann es möglich sein, im Fokus mit einem größeren Fokusbereich zu bleiben. D.h. ein derartiges Linsenmodul 111 muss sich nicht bewegen oder muss seine Position nur leicht bewegen, um immer noch Objekte in einem breiteren Bereich zu betrachten. Normalerweise, wenn sich ein Objekt nur leicht weg bewegt, kann das Linsenmodul 111 immer noch imstande sein, das Objekt in klarer Weise zu betrachten, ohne sich demgemäß zu bewegen.
Im Detail, wenn sich der erste Fokuszustand des gegenwärtigen Bildrahmens innerhalb des Fokusbereichs des Linsenmoduls 111 befindet, kann angeregt werden, dass nur eine geringfügige Anpassung mit einer bekannten Anpassungsposition erforderlich ist. Auf diese Weise bestimmt die Bildverarbeitungseinheit 15 eine optimale Anpassungsposition des Linsenmoduls 111 gemäß einem vorbestimmten Profil und überträgt dann ein finales Steuersignal 40, das die optimale Anpassungsposition trägt, an die Bildsensoreinheit 11, um das Linsenmodul 111 anzupassen. Beispielsweise, wenn sich der erste Fokuszustand in einem linearen Bereich befindet, zeigt das finale Steuersignal 40 an, dass das Linsenmodul 111 um einen Versatz in der bestimmten Richtung angepasst werden sollte. Wenn sich der erste Fokuszustand in einem Richtungsbereich befindet, zeigt das finale Steuersignal 40 an, dass das Linsenmodul 111 in der Richtung angepasst werden sollte.
Andernfalls, wenn der erste Fokuszustand des gegenwärtigen Bildrahmens außerhalb des Fokusbereichs des Linsenmoduls 111 liegt, berechnet die Bildverarbeitungseinheit 15 einen ersten Schärfenwert des gegenwärtigen Bildrahmens und bestimmt einen gegenwärtigen Positionswert des Linsenmoduls 111. Als nächstes bestimmt die Bildverarbeitungseinheit 15 eine erste Anpassungsrichtung gemäß dem gegenwärtigen Positionswert des Linsenmoduls 111 und bestimmt dann eine erste Anpassungsposition des Linsenmoduls 111 gemäß der ersten Anpassungsrichtung. Die erste Anpassungsposition kann eine Position sein, die einen vorbestimmten Schritt von der gegenwärtigen Position des Linsenmoduls 111 in der ersten Anpassungsrichtung entfernt liegt. Später kann die Bildverarbeitungseinheit 15 bestimmen, wie das Linsenmodul 111 zu einer optimalen Position gemäß dem ersten Schärfenwert bei unterschiedlichen Positionen angepasst werden soll.
Die Bildverarbeitungseinheit 15 kann ferner eine Schärfenbestimmungseinheit (nicht gezeigt) aufweisen, die konfiguriert ist, um eine Schärfenberechnung auf den Bildrahmen 20 auszuführen, sowie ein Linsensteuermodul (nicht gezeigt), das konfiguriert ist, um ein erstes Steuersignal 42 zu übertragen, das die erste Anpassungsposition trägt, und zwar an die Bildsensoreinheit 11, um das Linsenmodul 111 anzupassen. Die erste Anpassungsposition kann die Information der Anpassungsrichtung und die Anzahl der Schritte pro Anpassung/Bewegung implizieren. In einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Schärfenbestimmungseinheit in der Bildvorverarbeitungseinheit 13 implementiert sein.
Die Schärfenbestimmungseinheit kann einen Hochpassfilter bzw. HPF (HPF = High Pass Filter) aufweisen, der konfiguriert ist, um die Bildrahmen 20 zu empfangen und um die Niedrigfrequenzkomponenten dieser herauszufiltern, um die Kanteninformation zu identifizieren, um Schärfenwerte der Bildrahmen 20 zu erhalten. Die Schärfenwerte der Bildrahmen 20 können an die Zustandsbestimmungseinheitgeliefert werden, ebenso wie zur Bestimmung der zuvor erwähnten Fokusveränderungsbedingung.
Im Allgemeinen ist ein Schärfenwert proportional zur Kanteninformation der gegenwärtigen Szene, die durch die Bildsensoreinheit 11 aufgenommen wird. Je größer der Schärfenwert ist, desto klarer ist die Kante des gegenwärtigen Bildrahmens. Mit anderen Worten, ein umso größerer Schärfenwert repräsentiert einen besseren Fokus. Daher kann eingeschätzt werden, was die gegenwärtige Fokusentfernung gemäß dem gegenwärtigen Schärfenwert ist, und auf diese Weise bestimmt werden, in welche Richtung das Linsenmodul 111 bewegt werden sollte.
2 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Beziehung zwischen dem gegenwärtigen Positionswert und den Anpassungsrichtungen des Linsenmoduls 111 darstellt. Wie in 2 gezeigt, kann das Linsenmodul 111 nahe an die gegenwärtigen Szene, die durch die Bildsensoreinheit 11 aufgenommen wird, angepasst werden, und zwar ansprechend auf ein der folgenden Bedingungen: der gegenwärtige Positionswert ist größer als ein entfernter Referenzpositionswert und der gegenwärtige Positionswert liegt innerhalb eines Bereichs zwischen einem dichten Referenzpositionswert und einem mittleren Referenzpositionswert.
Andernfalls kann das Linsenmodul 111 weg von der gegenwärtigen Szene angepasst werden, die durch die Bildsensoreinheit 11 aufgenommen wird, und zwar ansprechend auf eine der folgenden Bedingungen: der gegenwärtige Positionswert ist kleiner als der dichte Referenzpositionswert und der gegenwärtige Positionswert liegt innerhalb eines Bereichs zwischen dem entfernten Referenzpositionswert und dem mittleren Referenzpositionswert. Es sei bemerkt, dass der entfernte Referenzpositionswert, der mittlere Referenzpositionswert und der dichte Referenzpositionswert gemäß unterschiedlichen Umständen bestimmt werden können.
Im Detail, wenn der gegenwärtige Positionswert größer als der entfernte Referenzpositionswert ist, wird erwogen, dass die gegenwärtige Szene, die durch die Bildsensoreinheit 11 aufgenommen wird, ein weit entfernter Ort sein kann. Folglich sollte das Linsenmodul 111 dicht an die Szene angepasst werden. Im Gegensatz dazu, wenn die gegenwärtige Position kleiner als die dichte bzw. nahe Referenz ist, wird erwogen, dass die gegenwärtige Szene, die durch die Bildsensoreinheit 11 aufgenommen wird, ein sehr naher Ort sein kann. Folglich sollte das Linsenmodul 111 weg von der Szene angepasst werden.
Darüber hinaus, ansprechend darauf, dass der gegenwärtige Positionswert innerhalb eines Bereichs zwischen dem nahen Referenzpositionswert und dem mittleren Referenzpositionswert liegt, wird angenommen, dass das Linsenmodul 111 ferner nahe an die Szene angepasst werden sollte. Ansprechend darauf, dass der gegenwärtige Positionswert innerhalb eines Bereichs zwischen dem entfernten Referenzpositionswert und dem mittleren Referenzpositionswert liegt, wird angenommen, dass das Linsenmodul 111 ferner weg bzw. entfernt von der Szene angepasst werden sollte. Basierend auf den Prozeduren kann die Linsensteuereinheit der Bildverarbeitungseinheit 15 den gegenwärtigen Positionswert mit mehreren vordefinierten Schwellenwerten oder vordefinierten Bereichen vergleichen und demgemäß die erste Anpassungsrichtung bestimmen.
Nachdem das Linsenmodul 111 gemäß dem ersten Steuersignal 42 angepasst wurde, werden der nächste Fokuszustand und der nächste Schärfenwert des gleichen Bildrahmens erneut berechnet und mit dem vorangehenden Schärfenwert verglichen, um zu bestimmen, ob das Linsenmodul 111 eine optimale Anpassungsposition mit bestem Fokus erreicht hat.
Insbesondere kann die Bildverarbeitungseinheit 15 einen zweiten Fokuszustand des gleichen Bildrahmens bestimmen, nachdem das Linsenmodul 111 gemäß dem ersten Steuersignal 42 angepasst wurde. Die Bildverarbeitungseinheit 15 kann bestimmen, ob der zweite Fokuszustand innerhalb des Fokusbereichs des Linsenmoduls 111 liegt oder nicht. Wenn der zweite Fokuszustand innerhalb des Fokusbereichs des Linsenmoduls 111 liegt, wie zuvor beschrieben, bestimmt die Bildverarbeitungseinheit 15 eine optimale Anpassungsposition des Linsenmoduls 111 gemäß einem vorbestimmten Profil und überträgt dann ein finales Steuersignal 40, das die optimale Anpassungsposition trägt, an die Bildsensoreinheit 11, um das Linsenmodul 111 anzupassen.
Andernfalls, wenn der zweite Fokuszustand außerhalb des Fokusbereichs des Linsenmoduls 111 liegt, berechnet die Schärfenbestimmungseinheit der Bildverarbeitungseinheit 15 einen zweiten Schärfenwert des gleichen Bildrahmens. Die Prozedur, in der die Bildverarbeitungseinheit 15 bestimmt, ob der zweite Fokuszustand innerhalb des Fokusbereichs des Linsenmoduls 111 liegt, kann in den anderen Ausführungsbeispielen weggelassen werden und dies wird nicht die Möglichkeiten der vorliegenden Erfindung beeinträchtigen.
Nach der Berechnung des zweiten Schärfenwerts, vergleicht die Schärfenbestimmungseinheit der Bildverarbeitungseinheit 15 ferner den zweiten Schärfenwert mit dem ersten Schärfenwert, um eine zweite Anpassungsrichtung zu bestimmen, und bestimmt dann eine zweite Anpassungsposition des Linsenmoduls 111 gemäß der zweiten Anpassungsrichtung. Schließlich überträgt das Linsensteuermodul der Bildverarbeitungseinheit 15 ein zweites Steuersignal 44, das die zweite Anpassungsposition trägt, an die Bildsensoreinheit 11, um das Linsenmodul 111 anzupassen.
Die zweite Anpassungsrichtung kann basierend auf der folgenden Regel bestimmt werden: die zweite Anpassungsrichtung ist die gleiche wie die erste Anpassungsrichtung ansprechend darauf, dass der zweite Schärfenwert größer als der erste Schärfenwert ist; und die zweite Anpassungsrichtung ist der ersten Anpassungsrichtung entgegengesetzt, ansprechend darauf, dass der zweite Schärfenwert kleiner als der erste Schärfenwert ist.
Im Detail, wenn der zweite Schärfenwert größer als der erste Schärfenwert ist, wird angedeutet, dass die erste Anpassungsrichtung des Linsenmoduls 111 korrekt ist. D.h. das Linsenmodul 111 wird in der korrekten Richtung angepasst. Folglich wird bestimmt, dass die zweite Anpassungsrichtung die gleiche wie die erste Anpassungsrichtung ist. Andernfalls, wenn der zweite Schärfenwert kleiner als der erste Schärfenwert ist, wird angedeutet, dass die erste Anpassungsrichtung des Linsenmoduls inkorrekt ist. D.h. das Linsenmodul 111 wird in der falschen Richtung angepasst. Folglich wird bestimmt, dass die zweite Anpassungsrichtung der ersten Anpassungsrichtung entgegengesetzt ist.
Die Bildverarbeitungseinheit 15 ist ferner konfiguriert, um das Linsenmodul 111 der Bildsensoreinheit 11 wiederholt in der gleichen Weise anzupassen, wie zuvor beschrieben wurde, und zwar bis eine optimale Anpassungsposition des Linsenmoduls 111 mit bestem Fokus bestimmt wurde. Wie zuvor beschrieben, repräsentiert eine größere Schärfe einen besseren Fokus. Folglich kann die Linsensteuereinheit der Bildverarbeitungseinheit 15 das Linsenmodul 111 steuern, um sich Schritt für Schritt zu bewegen und um die zugehörige Veränderung der entsprechenden Schärfenwerte zu überwachen.
Wenn einer der Schärfenwerte abzunehmen beginnt, oder sich das Zeichen einer Abweichung von zwei aufeinanderfolgenden Schritten ändert (von positiv zu negativ), kann erkannt werden, dass ein maximaler Schärfenwert gefunden sein kann. D.h. eine optimale Anpassungsposition des Linsenmoduls 111 mit dem besten Fokus zugehörig zu dem maximalen Schärfenwert kann erhalten werden. Demgemäß überträgt das Linsensteuermodul der Bildverarbeitungseinheit 15 ein finales Steuersignal 40, das die optimale Anpassungsposition trägt, an die Bildsensoreinheit 11, um das Linsenmodul 111 anzupassen. Auf diese Weise wird das Linsenmodul 111 an die optimale Position angepasst und der Fokusanpassungsprozess kann beendet werden.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist wie in 3 gezeigt, welche ein Fokusanpassungsverfahren abbildet. Das Fokusanpassungsverfahren dieses Ausführungsbeispiels kann in einer elektronischen Vorrichtung angewendet werden, die eine Bildsensoreinheit aufweist, die zumindest ein Linsenmodul, eine Vorverarbeitungseinheit, die mit der Bildsensoreinheit gekoppelt ist, und eine Bildverarbeitungseinheit aufweist, die mit der Bildsensoreinheit und der Vorverarbeitungseinheit gekoppelt ist, z.B. der elektronischen Vorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels.
Wie in 3A gezeigt, wird der Schritt S301 ausgeführt, um eine Vielzahl von Bildrahmen von zumindest einer Szene durch die Bildsensoreinheit zu erfassen. Schritt S302 wird ausgeführt, um die Bildrahmen zu verarbeiten, um Fokusinformationen der Bildrahmen durch die Vorverarbeitungseinheit vorzusehen. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Schritt S302 ferner den Schritt des Ableitens der Fokusinformation aus einem vordefinierten Bereich der bildrahmen durch die Vorverarbeitungseinheit gemäß der vordefinierten Bereichsinformation aufweisen, die durch die Bildverarbeitungseinheit vorgesehen wird.
Schritt S303 wird ausgeführt, um einen Fokusveränderungszustand der Bildrahmen durch die Bildverarbeitungseinheit zu bestimmen. Schritt S304 wird ausgeführt, um das Linsenmodul durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß der Fokusinformation ansprechend darauf, dass die Fokusveränderungsbedingung erfüllt ist, anzupassen.
Insbesondere wird die Fokusveränderungsbedingung ansprechend darauf als erfüllt bestimmt, dass eine Abweichung von zumindest einem vorbestimmten, charakteristischen Wert von zumindest zwei aufeinanderfolgenden Rahmen der Bildrahmen einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Beispielsweise kann der vorbestimmte, charakteristische Wert entweder ein Helligkeitswert, ein Bewegungswert oder ein Schärfenwert etc. sein.
In anderen Ausführungsbeispielen kann die elektronische Vorrichtung ferner eine Gravitätssensoreinheit aufweisen, die mit der Bildverarbeitungseinheit gekoppelt ist, und die Fokusveränderungsbedingung wird als erfüllt bestimmt, ansprechend darauf, dass eine Abweichung des Gravitätssensorwerts über eine Zeitperiode hinweg einen Gravitätssensorschwellenwert übersteigt.
Zusätzlich zu den vorangehenden Schritten kann das Fokusanpassungsverfahren dieses Ausführungsbeispiels sämtliche der Betriebe der elektronischen Vorrichtung 1 gemäß den zuvor erwähnten Ausführungsbeispielen ausführen und sämtliche der entsprechenden Funktionen bewerkstelligen. Das Verfahren, in dem das Fokusanpassungsverfahren dieses Ausführungsbeispiels diese Betriebe ausführt und diese Funktionen bewerkstelligt kann in einfacher Weise durch Fachleute des Gebiets erfasst werden, und zwar basierend auf den Erläuterungen der zuvor erwähnten Ausführungsbeispiele und folglich wird dies nicht weiter hierin beschrieben.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist wie in 4A-4C gezeigt, die ein Fokusanpassungsverfahren zeigen. Das Fokusanpassungsverfahren dieses Ausführungsbeispiels kann in einer elektronischen Vorrichtung angewendet werden, die eine Bildsensoreinheit aufweist, die zumindest ein Linsenmodul, eine Vorverarbeitungseinheit, die mit der Bildsensoreinheit gekoppelt ist, und eine Bildverarbeitungseinheit aufweist, die mit der Bildsensoreinheit und der Vorverarbeitungseinheit gekoppelt ist, z.B. der elektronischen Vorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels.
Wie in 4A-4C gezeigt, wird der Schritt S401 ausgeführt, um eine Vielzahl von Bildrahmen von zumindest einer Szene durch die Bildsensoreinheit zu erfassen. Schritt S402 wird ausgeführt, um die Bildrahmen zu verarbeiten, um die Fokusinformationen der Bildrahmen durch die Vorverarbeitungseinheit vorzusehen. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Schritt S402 ferner den Schritt des Ableitens der Fokusinformation aus einem vordefinierten Bereich der Bildrahmen durch die Vorverarbeitungseinheit gemäß der vordefinierten Bereichsinformation aufweisen, die durch die Bildverarbeitungseinheit vorgesehen wird.
Schritt S403 wird ausgeführt, um eine Fokusveränderungsbedingung der Bildrahmen durch die Bildverarbeitungseinheit zu bestimmen. Insbesondere wird die Fokusveränderungsbedingung als erfüllt bestimmt, und zwar ansprechend darauf, dass eine Varianz von zumindest einem vorbestimmten, charakteristischen Wert von zumindest zwei aufeinanderfolgenden Bildrahmen der Bildrahmen einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Beispielsweise kann der vorbestimmte, charakteristische Wert entweder ein Helligkeitswert, ein Bewegungswert oder ein Schärfenwert etc. sein.
In anderen Ausführungsbeispielen kann die elektronische Vorrichtung ferner eine Gravitätssensoreinheit aufweisen, die mit der Bildverarbeitungseinheit gekoppelt ist, und die Fokusveränderungsbedingung wird als erfüllt bestimmt, und zwar ansprechend darauf, dass eine Varianz der Gravitätssensorwerte über eine bestimmte Zeitperiode hinweg einen Gravitätssensorschwellenwert übersteigt.
Der Schritt S404 wird ausgeführt, um einen ersten Fokuszustand von einem der Bildrahmen durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß der Fokusinformation zu erhalten. Als nächstes wird der Schritt S405 ausgeführt, um zu bestimmen, ob sich der erste Fokuszustand innerhalb eines Fokusbereichs des Linsenmoduls befindet oder nicht.
Wenn sich der Fokuszustand innerhalb eines Fokusbereichs des Linsenmoduls befindet, wird Schritt S406 ausgeführt, um eine optimale Anpassungsposition des Linsenmoduls durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß einem vorbestimmten Profil zu bestimmen. Als nächstes wird Schritt S407 ausgeführt, um ein finales Steuersignal zu übertragen, das die optimale Anpassungsposition trägt, und zwar von der Bildverarbeitungseinheit zu der Bildsensoreinheit, um das Linsenmodul anzupassen. Danach kann das Fokusanpassungsverfahren beendet werden.
Andernfalls, wenn der erste Fokuszustand nicht innerhalb des Fokusbereichs des Linsenmoduls liegt, d.h. der erste Fokuszustand außerhalb des Fokusbereichs des Linsenmoduls liegt, wird Schritt S408 ausgeführt, um einen ersten Schärfenwert des Bildrahmens zu berechnen und um einen gegenwärtigen Positionswert des Linsenmoduls durch die Bildverarbeitungseinheit zu bestimmen. Die erste Anpassungsrichtung kann gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2 bestimmt werden. Schritt S410 wird ausgeführt, um die erste Anpassungsposition durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß der ersten Anpassungsposition zu bestimmen. Die erste Anpassungsposition kann durch Bewegen des Linsenmoduls zu einer Position einen vorbestimmten Schritt weg von der gegenwärtigen Position des Linsenmoduls in der ersten Anpassungsrichtung bestimmt werden. Schritt S411 wird ausgeführt, um ein erstes Steuersignal zu übertragen, das die erste Anpassungsposition von der Bildverarbeitungseinheit zu der Bildsensoreinheit trägt, um das Linsenmodul anzupassen.
Insbesondere wird in Schritt S409 das Linsenmodul dicht an die Szene angepasst, und zwar ansprechend auf eine der folgenden Bedingungen: der gegenwärtige Positionswert ist größer als ein entfernter Referenzpositionswert und der gegenwärtige Positionswert liegt innerhalb eines Bereichs zwischen einem dichten Referenzpositionswert und einem mittleren Referenzpositionswert; und das Linsenmodul wird weg von der Szene angepasst, und zwar ansprechend darauf, dass eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: der gegenwärtige Positionswert ist kleiner als der dichte Referenzpositionswert und der gegenwärtige Positionswert liegt innerhalb eines Bereichs zwischen dem entfernten Referenzpositionswert und dem mittleren Referenzpositionswert.
Schritt S412 wird ausgeführt, um einen zweiten Fokuszustand der Bildrahmen durch die Bildverarbeitungseinheit zu bestimmen, und zwar nachdem das Linsenmodul gemäß dem ersten Steuersignal angepasst worden ist. Als nächstes wird Schritt S413 ausgeführt, um zu bestimmen, ob der zweite Fokuszustand innerhalb des Fokusbereichs des Linsenmoduls liegt oder nicht. Wenn der zweite Fokuszustand innerhalb des Fokusbereichs des Linsenmoduls liegt, werden der Schritt S406 und der Schritt S407 wieder der Reihe nach ausgeführt.
Andernfalls, wenn sich der zweite Fokuszustand außerhalb des Fokusbereichs des Linsenmoduls befindet, wird der Schritt S414 ausgeführt, um einen zweiten Schärfenwert des Bildrahmens durch die Bildverarbeitungseinheit zu berechnen. Als nächstes wird der Schritt S415 ausgeführt, um den zweiten Schärfenwert mit dem ersten Schärfenwert durch die Bildverarbeitungseinheit zu vergleichen, um eine zweite Anpassungsrichtung zu bestimmen. Insbesondere ist die zweite Anpassungsrichtung die gleiche wie die erste Anpassungsrichtung, und zwar ansprechend darauf, dass der zweite Schärfenwert größer als der erste Schärfenwert ist, und die zweite Anpassungsrichtung ist der ersten Anpassungsrichtung entgegengesetzt, ansprechend darauf, dass der zweite Schärfenwert kleiner als der erste Schärfenwert ist.
Schritt S416 wird ausgeführt, um eine zweite Anpassungsposition des Linsenmoduls durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß der zweiten Anpassungsrichtung zu bestimmen. Schritt S417 wird ausgeführt, um ein zweites Steuersignal zu übertragen, dass die zweite Anpassungsposition trägt, und zwar von der Bildverarbeitungseinheit zu der Bildsensoreinheit, um das Linsenmodul anzupassen.
Schritt S418 wird ausgeführt, um zu bestimmen, ob eine optimale Anpassungsposition des Linsenmoduls mit dem besten Fokus bestimmt worden ist oder nicht. Wenn ja, wird Schritt S418 ausgeführt, um ein finales Steuersignal zu übertragen, das die optimale Anpassungsposition trägt, und zwar von der Bildverarbeitungseinheit zu der Bildsensoreinheit, um das Linsenmodul anzupassen. Danach kann das Fokusanpassungsverfahren beendet werden.
Wenn nicht, werden die Schritte S412-S418 erneut ausgeführt, und zwar bis eine optimale Anpassungsposition des Linsenmoduls mit dem besten Fokus bestimmt ist. D.h. die Bildverarbeitungseinheit passt das Linsenmodul der Bildsensoreinheit wiederholt in der gleichen Weise an, bis eine optimale Anpassungsposition des Linsenmoduls mit dem besten Fokus bestimmt ist.
Zusätzlich zu den zuvor erwähnten Schritten, kann das Fokusanpassungsverfahren dieses Ausführungsbeispiels sämtliche Betriebe der elektronischen Vorrichtung 1 ebenfalls ausführen, sowie sämtliche Schritte des Fokusanpassungsverfahrens, wie sie in den zuvor erwähnten Ausführungsbeispielen erwähnt sind, und sämtliche der zugehörigen Funktionen bewerkstelligen. Das Verfahren, in dem das Fokusanpassungsverfahren dieses Ausführungsbeispiels diese Betriebe ausführt und diese Funktionen bewerkstelligt, kann in einfacher Weise durch Fachleute des Gebiets basierend auf den Erläuterungen der zuvor erwähnten Ausführungsbeispiele erkannt werden, und wird folglich nicht weiter hierin beschrieben.
Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, wie in 5 gezeigt, die ein Fokusanpassungsverfahren abbildet. Das Fokusanpassungsverfahren dieses Ausführungsbeispiels kann in einer elektronischen Vorrichtung angewendet werden, die eine Bildsensoreinheit aufweist, die zumindest ein Linsenmodul, eine Vorverarbeitungseinheit, die mit der Bildsensoreinheit gekoppelt ist, und eine Bildverarbeitungseinheit aufweist, die mit der Bildsensoreinheit und der Vorverarbeitungseinheit gekoppelt ist, z.B. die elektronische Vorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels.
Wie in 5 gezeigt, wird der Schritt S501 ausgeführt, um zumindest einen Bildrahmen durch die Bildsensoreinheit zu erfassen. Schritt S502 wird ausgeführt, um einen Fokuszustand und einen Schärfenwert des Bildrahmens durch die Vorverarbeitungseinheit zu bestimmen. Der Fokuszustand und der Schärfenwert können in einer Rohbilddomäne bestimmt werden. Schritt S503 wird ausgeführt, um eine Anpassungsposition des Linsenmoduls der Bildsensoreinheit durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß dem Fokuszustand und dem Schärfenwert anzupassen.
Zusätzlich zu den zuvor erwähnten Schritten, kann das Fokusanpassungsverfahren dieses Ausführungsbeispiels sämtliche der Betriebe der elektronischen Vorrichtung 1 und sämtliche der Schritte des Fokusanpassungsverfahrens ausführen, wie sie in den zuvor erwähnten Ausführungsbeispielen dargestellt sind und kann sämtliche der entsprechenden Funktionen bewerkstelligen. Das Verfahren, in dem das Fokusanpassungsverfahren dieses Ausführungsbeispiels diese Betriebe ausführt und diese Funktionen bewerkstelligt, kann in einfacher Weise durch Fachleute des Gebiets basierend auf den Erläuterungen der zuvor erwähnten Ausführungsbeispiele erkannt werden und folglich werden sie nicht weiter hierin beschrieben.
Ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist wie in 6 gezeigt, die ein Fokusanpassungsverfahren abbildet. Das Fokusanpassungsverfahren dieses Ausführungsbeispiels kann in einer elektronischen Vorrichtung angewendet werden, die eine Bildsensoreinheit aufweist, die zumindest ein Linsenmodul, eine Vorverarbeitungseinheit, die mit der Bildsensoreinheit gekoppelt ist, und eine Bildverarbeitungseinheit aufweist, die mit der Bildsensoreinheit und der Vorverarbeitungseinheit gekoppelt ist, z.B. die elektronische Vorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels.
Wie in 6 gezeigt, wird Schritt S601 ausgeführt, um einen Bildrahmen durch die Bildsensoreinheit zu erfassen. Schritt S602 wird ausgeführt, um einen Fokuszustand und einen Schärfenwert des Bildrahmens durch die Vorverarbeitungseinheit zu bestimmen. Der Fokuszustand und der Schärfenwert können in einer Rohbilddomäne bestimmt werden. Schritt S603 wird ausgeführt, um einen Anpassungsalgorithmus durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß dem Fokuszustand zu bestimmen.
Schritt S604 wird ausgeführt, um die Anpassungsposition des Linsenmoduls durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß einem vorbestimmten Profil anzupassen, und zwar ansprechend darauf, dass der Fokuszustand innerhalb eines vordefinierten Bereichs liegt. Schritt S605 wird ausgeführt, um die Anpassungsposition des Linsenmoduls durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß einer Position des Linsenmoduls und des Schärfenwerts anzupassen, und zwar ansprechend darauf, dass der Fokuszustand außerhalb des vordefinierten Bereichs liegt.
In anderen Ausführungsbeispielen kann der Schritt S605 ferner die folgenden Schritte aufweisen: in wiederholter Weise Anpassen der Anpassungsposition des Linsenmoduls durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß einer Vielzahl von Schärfenwerten des Bildrahmens, die durch die Vorverarbeitungseinheit bestimmt werden; Vergleichen der Schärfenwerte durch die Bildverarbeitungseinheit, um eine optimale Anpassungsposition des Linsenmoduls entsprechend des größten Schärfenwerts der Schärfenwerte; und Anpassen der Anpassungsposition des Linsenmoduls auf die optimale Anpassungsposition durch die Bildverarbeitungseinheit.
Zusätzlich zu den zuvor erwähnten Schritten kann das Fokusanpassungsverfahren dieses Ausführungsbeispiels sämtliche Betriebe der elektronischen Vorrichtung 1 und sämtliche Schritte des Fokusanpassungsverfahrens gemäß den zuvor erwähnten Ausführungsbeispielen ausführen und sämtliche der zugehörigen Funktionen bewerkstelligen. Das Verfahren, mit dem das Fokusanpassungsverfahren dieses Ausführungsbeispiels diese Betriebe ausführt und diese Funktionen bewerkstelligt, kann durch Fachleute des Gebiets in einfacher Weise basierend auf den zuvor erwähnten Ausführungsbeispielen verstanden werden und wird daher nicht weiter hierin beschrieben.
Gemäß den obigen Beschreibungen sieht die vorliegende Erfindung eine elektronische Vorrichtung und ein Fokusanpassungsverfahren dieser vor. Die elektronische Vorrichtung und das Fokusanpassungsverfahren dieser verarbeiten die erfassten Bildrahmen vor, um Fokusinformationen der Bildrahmen vorzusehen und um den Fokus gemäß der Fokusinformation anzupassen. Daher, da das verfolgte Subjekt oder die gegenwärtige Szene außerhalb des Fokus sind, ansprechend auf eine Bewegung der elektronischen Vorrichtung, können die elektronische Vorrichtung und das Fokusanpassungsverfahren dieser unmittelbar eine Veränderung des Fokus über die Fokusinformation erhalten und in effektiver Weise den Fokus gemäß der Fokusinformation anpassen. Infolgedessen sieht die vorliegende Erfindung eine bessere Lösung für das Problem vor, bei dem herkömmliche elektronische Vorrichtungen nicht in effektiver Weise und unmittelbar den Fokus ansprechend darauf anpassen können, dass sich das verfolgte Subjekt oder die gegenwärtige Szene außerhalb des Fokus befinden.
Die obige Offenbarung bezieht sich auf die detaillierten, technischen Inhalte und erfinderischen Merkmale dieser. Fachleute des Gebiets können eine Vielzahl von Modifikationen und Ersetzungen basierend auf den Offenbarungen und Empfehlungen der Erfindung vornehmen, wie sie beschrieben ist, und zwar ohne von den Merkmalen dieser abzuweichen. Obwohl derartige Modifikationen und Ersetzungen nicht vollständig in der obigen Beschreibung offenbart sind, sind diese nichtsdestotrotz durch die folgenden Ansprüche, wie sie beigefügt sind, abgedeckt.

Claims

Elektronische Vorrichtung, die Folgendes aufweist: eine Bildsensoreinheit, die zumindest ein Linsenmodul aufweist, das konfiguriert ist, um eine Vielzahl von Bildrahmen mit unterschiedlichen Szenen ansprechend auf eine Bewegung der elektronischen Vorrichtung zu erfassen; eine Vorverarbeitungseinheit, die mit der Bildsensoreinheit gekoppelt ist und die konfiguriert ist, um die Bildrahmen zu verarbeiten, um Fokusinformationen der Bildrahmen vorzusehen; und eine Bildverarbeitungseinheit, die mit der Bildsensoreinheit und der Vorverarbeitungseinheit gekoppelt ist, und die konfiguriert ist, um Szenenwechsel innerhalb der Vielzahl von Bildrahmen zu analysieren, um eine Fokusveränderungsbedingung der Bildrahmen zu bestimmen, um zu bestimmen, ob ein Fokus eines Bildrahmens aus der Vielzahl von Bildrahmen gemäß der Fokusveränderungsbedingung angepasst werden muss, und um dann zu beginnen, den Fokus anzupassen mittels Anpassen des Linsenmoduls gemäß der Fokusinformation, wenn bestimmt wurde, dass die Fokusveränderungsbedingung erfüllt ist.
Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Vorverarbeitungseinheit die Fokusinformation von einem vordefinierten Bereich der Bildrahmen gemäß der vordefinierten Bereichsinformation ableitet, die durch die Bildverarbeitungseinheit vorgesehen wird.
Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Fokusveränderungsbedingung als erfüllt bestimmt wird, und zwar ansprechend darauf, dass eine Varianz bzw. Abweichung von zumindest einem vorbestimmten, charakteristischen Wert von zumindest zwei aufeinanderfolgenden Bildrahmen der Bildrahmen einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, und der vorbestimmte, charakteristische Wert entweder ein Helligkeitswert, ein Bewegungswert oder ein Schärfenwert ist.
Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner eine Gravitätssensoreinheit aufweist, die mit der Bildverarbeitungseinheit gekoppelt ist, wobei die Gravitätssensoreinheit konfiguriert ist, um die Gravitätssensorwerte vorzusehen, wobei die Fokusveränderungsbedingung ansprechend darauf als erfüllt bestimmt wird, dass eine Varianz bzw. Abweichung der Gravitätssensorwerte über eine Zeitperiode hinweg einen Gravitätssensorschwellenwert übersteigt.
Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Bildverarbeitungseinheit ferner konfiguriert ist, um: einen ersten Fokuszustand der Bildrahmen gemäß der Fokusinformation zu erhalten; eine erste Anpassungsposition des Linsenmoduls gemäß dem ersten Fokuszustand zu bestimmen; und ein erstes Steuersignal, das die erste Anpassungsposition trägt, an die Bildsensoreinheit zu übertragen, um das Linsenmodul anzupassen.
Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Bildverarbeitungseinheit ferner konfiguriert ist, um: einen ersten Schärfenwert des Bildrahmens zu berechnen und um einen gegenwärtigen Positionswert des Linsenmoduls ansprechend darauf, dass sich der erste Fokuszustand außerhalb eines Fokusbereichs des Linsenmoduls befindet, zu bestimmen; eine erste Anpassungsrichtung gemäß dem gegenwärtigen Positionswert des Linsenmoduls zu bestimmen; und die erste Anpassungsposition des Linsenmoduls gemäß der ersten Anpassungsrichtung zu bestimmen.
Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei das Linsenmodul dicht an die Szene angepasst wird, und zwar ansprechend auf eine der folgenden Bedingungen: der gegenwärtige Positionswert ist größer als ein entfernter Referenzpositionswert und der gegenwärtige Positionswert liegt innerhalb eines Bereichs zwischen einem dichten Referenzpositionswert und einem mittleren Referenzpositionswert; und das Linsenmodul wird weg von der Szene angepasst, und zwar ansprechend auf eine der folgenden Bedingungen: der gegenwärtige Positionswert ist kleiner als der dichte Referenzpositionswert und der gegenwärtige Positionswert liegt innerhalb eines Bereichs zwischen dem entfernten Referenzpositionswert und dem mittleren Referenzpositionswert.
Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Bildverarbeitungseinheit ferner konfiguriert ist, um: einen zweiten Fokuszustand der Bildrahmen zu bestimmen, nachdem das Linsenmodul gemäß dem ersten Steuersignal angepasst worden ist; einen zweiten Schärfenwert des Bildrahmens ansprechend darauf zu berechnen, dass der zweite Fokuszustand außerhalb des Fokusbereichs des Linsenmoduls liegt; den zweiten Schärfenwert mit dem ersten Schärfenwert zu vergleichen, um eine zweite Anpassungsrichtung zu bestimmen; eine zweite Anpassungsposition des Linsenmoduls gemäß der zweiten Anpassungsrichtung zu bestimmen; und ein zweites Steuersignal, das die zweite Anpassungsposition trägt, an die Bildsensoreinheit zu übertragen, um das Linsenmodul anzupassen.
Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die zweite Anpassungsrichtung die gleiche wie die erste Anpassungsrichtung ist, und zwar ansprechend darauf, dass der zweite Schärfenwert größer als der erste Schärfenwert ist, und die zweite Anpassungsrichtung der ersten Anpassungsrichtung entgegengesetzt ist, ansprechend darauf, dass der zweite Schärfenwert kleiner als der erste Schärfenwert ist.
Elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Bildverarbeitungseinheit ferner konfiguriert ist, um wiederholt das Linsenmodul der Bildsensoreinheit in der gleichen Weise anzupassen, bis eine optimale Anpassungsposition des Linsenmoduls mit dem besten Fokus bestimmt ist.
Fokusanpassungsverfahren zur Verwendung in einer elektronischen Vorrichtung, wobei die elektronische Vorrichtung eine Bildsensoreinheit aufweist, die zumindest ein Linsenmodul, eine Vorverarbeitungseinheit, die mit der Bildsensoreinheit gekoppelt ist, und eine Bildverarbeitungseinheit aufweist, die mit der Bildsensoreinheit und der Vorverarbeitungseinheit gekoppelt ist, wobei das Fokusanpassungsverfahren die folgenden Schritte aufweist: (a) Erfassen einer Vielzahl von Bildrahmen mit unterschiedlichen Szenen ansprechend auf eine Bewegung der elektronischen Vorrichtung durch die Bildsensoreinheit; (b) Verarbeiten der Bildrahmen, um Fokusinformationen der Bildrahmen durch die Vorverarbeitungseinheit vorzusehen; (c) Analysieren von Szenenwechsel innerhalb der Bildrahmen, um eine Fokusveränderungsbedingung der Bildrahmen durch die Bildverarbeitungseinheit zu bestimmen; und (d) Bestimmen, ob ein Fokus eines Bildrahmens aus der Vielzahl von Bildrahmen gemäß der Fokusveränderungsbedingung angepasst werden muss gemäß der Fokusveränderungsbedingung durch die Bildverarbeitungseinheit und Beginnen, den Fokus anzupassen mittels Anpassen des Linsenmoduls durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß der Fokusinformation, wenn die Fokusveränderungsbedingung erfüllt ist.
Fokusanpassungsverfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Schritt (b) ferner den folgenden Schritt aufweist: (b1) Ableiten der Fokusinformation aus einem vordefinierten Bereich der Bildrahmen durch die Vorverarbeitungseinheit gemäß der Information des vordefinierten Bereichs, die durch die Bildverarbeitungseinheit vorgesehen wird.
Fokusanpassungsverfahren gemäß Anspruch 11, wobei die Fokusveränderungsbedingung ansprechend darauf als erfüllt bestimmt wird, dass eine Varianz bzw. Abweichung von zumindest einem vorbestimmten, charakteristischen Wert von zumindest zwei aufeinanderfolgenden Bildrahmen der Bildrahmen einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, und der vorbestimmte, charakteristische Wert entweder ein Helligkeitswert, ein Bewegungswert oder ein Schärfenwert ist.
Fokusanpassungsverfahren gemäß Anspruch 11, wobei die elektronische Vorrichtung weiter eine Gravitätssensoreinheit aufweist, die mit der Bildverarbeitungseinheit gekoppelt ist, und wobei die Fokusveränderungsbedingung ansprechend darauf als erfüllt bestimmt wird, dass eine Varianz bzw. Abweichung von Gravitätssensorwerten, die von der Gravitätssensoreinheit geliefert werden, über eine Zeitperiode hinweg einen Gravitätssensorschwellenwert übersteigt.
Fokusanpassungsverfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Schritt (d) ferner die folgenden Schritte aufweist: (d1) Erhalten eines ersten Fokuszustands von einem der Bildrahmen durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß der Fokusinformation; (d2) Bestimmen einer ersten Anpassungsposition des Linsenmoduls durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß dem ersten Fokuszustand; und (d3) Übertragen eines ersten Steuersignals, das die erste Anpassungsposition trägt, von der Bildverarbeitungseinheit an die Bildsensoreinheit, um das Linsenmodul anzupassen.
Fokusanpassungsverfahren gemäß Anspruch 15, wobei der Schritt (d2) ferner die folgenden Schritte aufweist: (d21) Berechnen eines ersten Schärfenwerts des Bildrahmens und Bestimmen eines gegenwärtigen Positionswerts des Linsenmoduls durch die Bildverarbeitungseinheit ansprechend darauf, dass der erste Fokuszustand außerhalb eines Fokusbereichs des Linsenmoduls liegt; (d22) Bestimmen einer ersten Anpassungsrichtung durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß dem gegenwärtigen Positionswerts des Linsenmoduls; und (d23) Bestimmen der ersten Anpassungsposition durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß der ersten Anpassungsposition.
Fokusanpassungsverfahren gemäß Anspruch 16, wobei das Linsenmodul dicht an die Szene angepasst wird, und zwar ansprechend darauf, dass eine der folgenden Bedingung erfüllt ist: der gegenwärtige Positionswert ist größer als ein entfernter Referenzpositionswert und der gegenwärtige Positionswert liegt innerhalb eines Bereichs zwischen einem dichten Referenzpositionswert und einem mittleren Referenzpositionswert; und das Linsenmodul wird weg von der Szene angepasst, und zwar ansprechend darauf, dass eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: der gegenwärtige Positionswert ist kleiner als der dichte Referenzpositionswert und der gegenwärtige Positionswert liegt innerhalb eines Bereichs zwischen dem entfernten Referenzpositionswert und dem mittleren Referenzpositionswert.
Fokusanpassungsverfahren gemäß Anspruch 16, das ferner die folgenden Schritte aufweist: (d4) Bestimmen eines zweiten Fokuszustands der Bildrahmen durch die Bildverarbeitungseinheit, nachdem das Linsenmodul gemäß dem ersten Steuersignal angepasst worden ist; (d5) Berechnen eines zweiten Schärfenwerts der Bildrahmen durch die Bildverarbeitungseinheit ansprechend darauf, dass der zweite Fokuszustand außerhalb des Fokusbereichs des Linsenmoduls liegt; (d6) Vergleichen des zweiten Schärfenwerts mit dem ersten Schärfenwert durch die Bildverarbeitungseinheit, um eine zweite Anpassungsrichtung zu bestimmen; (d7) Bestimmen einer zweiten Anpassungsposition des Linsenmoduls durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß der zweiten Anpassungsrichtung; und (d8) Übertragen eines zweiten Steuersignals, das die zweite Anpassungsrichtung trägt, von der Bildverarbeitungseinheit zu der Bildsensoreinheit, um das Linsenmodul anzupassen.
Fokusanpassungsverfahren gemäß Anspruch 18, wobei die zweite Anpassungsrichtung die gleiche wie die erste Anpassungsrichtung ist, und zwar ansprechend darauf, dass der zweite Schärfenwert größer als der erste Schärfenwert ist, und die zweite Anpassungsrichtung der ersten Anpassungsrichtung entgegengesetzt ist, und zwar ansprechend darauf, dass der zweite Schärfenwert kleiner als der erste Schärfenwert ist.
Fokusanpassungsverfahren gemäß Anspruch 18, das ferner den folgenden Schritt aufweist: (d9) wiederholtes Anpassen des Linsenmoduls der Bildsensoreinheit in der gleichen Art und Weise durch die Bildverarbeitungseinheit bis eine optimale Anpassungsposition des Linsenmoduls mit dem besten Fokus bestimmt ist.
Fokusanpassungsverfahren zur Verwendung in einer elektronischen Vorrichtung, wobei das Fokusanpassungsverfahren die folgenden Schritte aufweist: (a) Erfassen einer Vielzahl von Bildrahmen mit unterschiedlichen Szenen ansprechend auf eine Bewegung der elektronischen Vorrichtung durch eine Bildsensoreinheit; (a1) Untersuchung von Szenenwechsel innerhalb den Bildrahmen, um eine Fokusveränderungsbedingung der Bildrahmen mittels einer Bildverarbeitungseinheit zu bestimmen; (b) Bestimmen eines Fokuszustands und eines Schärfenwerts eines Bildrahmens der Vielzahl von Bildrahmen durch eine Vorverarbeitungseinheit; und (c) Bestimmen, ob ein Fokus des einen Bildrahmens aus der Vielzahl von Bildrahmen gemäß der Fokusveränderungsbedingung angepasst werden muss, und Beginnen, den Fokus anzupassen mittels Anpassen einer Anpassungsposition eines Linsenmoduls der Bildsensoreinheit durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß dem Fokuszustand und dem Schärfenwert.
Fokusanpassungsverfahren gemäß Anspruch 21, wobei der Fokuszustand und der Schärfenwert in einer Rohbilddomäne bestimmt werden.
Fokusanpassungsverfahren gemäß Anspruch 21, wobei der Schritt (c) ferner die folgenden Schritte aufweist: (c1) Bestimmen eines Anpassungsalgorithmus durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß dem Fokuszustand; (c2) Anpassen der Anpassungsposition des Linsenmoduls durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß einem vorbestimmten Profil ansprechend darauf, dass der Fokuszustand innerhalb eines vordefinierten Bereichs liegt; und (c3) Anpassen der Anpassungsposition des Linsenmoduls durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß einer Position des Linsenmoduls und des Schärfenwerts ansprechend darauf, dass der Fokuszustand außerhalb des vordefinierten Bereichs liegt.
Fokusanpassungsverfahren gemäß Anspruch 21, wobei der Schritt (c3) ferner die folgenden Schritte aufweist: (c31) wiederholtes Anpassen der Anpassungsposition des Linsenmoduls durch die Bildverarbeitungseinheit gemäß einer Vielzahl von Schärfenwerten des Bildrahmens, der durch die Vorverarbeitungseinheit bestimmt wird; (c32) Vergleichen der Schärfenwerte durch die Bildverarbeitungseinheit, um eine optimale Anpassungsposition des Linsenmoduls zugehörig zu den größten Schärfenwerten der Schärfenwerte zu erhalten; und (c33) Anpassen der Anpassungsposition des Linsenmoduls an die optimale Anpassungsposition durch die Bildverarbeitungseinheit.