JP2004126574A - 電子撮像装置のフォーカシング - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 所定の焦点調節状態(合焦前)に入力される画像160を4つの領域170、172、174、176に分割し、画像処理によって鮮明なエッジを多く含む領域170を選択する。焦点調節状態を変えた後、選択された領域170の画像についてのみ画像処理を行い、焦点調節状態が合焦状態に近づいたか否かを判定する。以後、焦点調節状態の変更と画像処理とを交互に繰り返し、焦点調節状態が撮影に適した状態になったら焦点調節を停止する。
【選択図】 図6B
Description
電子撮像装置におけるフォーカス視野の縮小についての説明に進む前に、パッシブオートフォーカスアルゴリズムについて簡単に説明する。上記のように、電子撮像装置はいかなる特定のパッシブオートフォーカスアルゴリズムとともに使用することにも限定されず、多くの適当なアルゴリズムが知られている。したがって電子撮像装置(デジタルカメラ)10は、フォト・センサ80により捕捉されるデータに基づいてフォーカシングが適切に設定されているのを識別するいかなるパッシブオートフォーカスアルゴリズムを使用するようにも適合され得る。既存のパッシブオートフォーカスアルゴリズムは通常、あるフォーカス設定状態からそれとは異なるフォーカス設定状態にいたる範囲の中で、途中で画像を捕捉しながら、フォーカス調整可能レンズアセンブリ12を動かす。その後、どのフォーカス設定で最も鮮明な、すなわち適切にフォーカシングされた画像が得られるかを判定するために、画像が解析される。通常、パッシブオートフォーカスアルゴリズムは、どのくらい良好に画像がフォーカシングされているかを何らかの形で反映する数値を算出する。本明細書ではこの数値をフォーカス測度という。
S=ix 2+iy 2
勾配マグニチュードは、次式のように画像部分についての勾配マグニチュードの和をとることにより、画像全体に対して(または画像の部分に対して)も計算され得る。
Σ(S,S>Tについて)
ここで、Tは0のしきい値である。一般に、フォーカシングされる画像がより鮮明であるほど、エッジ、したがって勾配はより明確であり、画像はより大きいコントラストを有するため、結果として得られる全勾配マグニチュードは大きい。上記のようにTenengradオートフォーカスアルゴリズムをSobel演算子とともに適用するため、サンプル画像が捕捉され、各画素にSobel演算子を乗じ、各画素ごとに勾配マグニチュードを計算した後、画像全体にわたって和をとることにより全勾配マグニチュードを生成する。電子撮像装置内のフォーカス設定は次の位置に移動され、新しい画像が捕捉され、その画像に対する全勾配マグニチュードが計算される。最適なフォーカス設定に近づくとサンプル画像の勾配マグニチュードは上昇し、最適なフォーカス設定を過ぎるとサンプル画像の勾配マグニチュードは下降し始めるであろう。
次に、パッシブオートフォーカスプロセスを高速化するために使用されるフォーカス視野縮小についてさらに詳細に説明する。サンプル画像が捕捉され、各画像についてフォーカス測度を求めるために解析されるとき、フォーカス視野、すなわち各サンプル画像内の画素数が縮小される。これは、各フォーカス設定における各サンプル画像に対するフォーカス測度を計算する際に解析しなければならないサンプルデータの量を大幅に減らすことができる。
12 フォーカス調整可能レンズアセンブリ
80 フォト・センサ
82 画像処理システム
84 ストレージデバイス
90 フォーカス制御システム
100 フォト・センサ(CMOSセンサ)
160、200 画像
170、172、174、176 領域
180、182、184、186 象限
Claims (10)
- 電子撮像装置でフォーカシングする方法であって、
前記電子撮像装置内のフォーカス設定を変更しながら、前記電子撮像装置内の少なくとも1つのフォト・センサの少なくとも1つの領域から複数のデータサンプルを捕捉することと、
前記複数のデータサンプルが捕捉されている間に、前記データサンプルが捕捉される前記少なくとも1つの領域のサイズを縮小することと、
最適なフォーカス設定を識別するために前記複数のデータサンプルを解析することとを含むことを特徴とするフォーカシング方法。 - 前記少なくとも1つの領域の前記サイズは、
前記フォーカス設定の変更により影響される複数の画素を識別するために前記複数のデータサンプルのうち、少なくとも2個を比較することと、
前記フォーカス設定の変更により影響される前記複数の画素の大多数を含む少なくとも1つのより小さい領域を選択することとによって縮小されることを特徴とする請求項1に記載のフォーカシング方法。 - 前記少なくとも1つの領域の前記サイズは、
2つの連続したインスタンスに対応する前記複数のデータサンプルのフォーカス測度を計算することと、
前記フォーカス設定の変更に起因して前記フォーカス測度が最も変化した領域を識別するため、前記フォーカス測度を比較することと、
前記フォーカス測度が最も変化した前記領域を少なくとも部分的に含む少なくとも1つのより小さい領域を選択することと
によって縮小されることを特徴とする請求項1に記載のフォーカシング方法。 - 前記少なくとも1つの領域の前記サイズを縮小するステップは、前記少なくとも1つの領域から少なくとも1つのより小さい領域を選択することを含むことを特徴とする請求項1に記載のフォーカシング方法。
- 前記少なくとも1つのより小さい領域を選択することは、前記フォーカス設定の変更により影響される複数のより小さい領域のうちから選択することを含み、前記少なくとも1つのより小さい領域は、前記少なくとも1つのフォト・センサ内における位置を加味することを特徴とする請求項4に記載のフォーカシング方法。
- 前記少なくとも1つの領域の境界は、少なくとも1つの前のより大きい領域内のどの画素が前記フォーカス設定の変更により最も影響されるかに基づいて決定されることを特徴とする請求項1に記載のフォーカシング方法。
- 電子撮像装置であって、
少なくとも1つのフォト・センサと、
フォーカス調整可能レンズアセンブリと、
前記フォト・センサおよび前記フォーカス調整可能レンズアセンブリに接続され、前記フォーカス調整可能レンズアセンブリをフォーカシングするための命令を有する制御システムとを備え、前記命令は、
前記少なくとも1つのフォト・センサから複数のデータサンプルを捕捉する間に前記フォーカス調整可能レンズアセンブリのフォーカス設定を変更する命令と、
後の段階で前記フォーカシング中に前記データサンプルを捕捉する対象となる領域のサイズを縮小するための命令と、
最適なフォーカス設定であることを識別するために前記データサンプルを解析するための命令とを備えることを特徴とする電子撮像装置。 - 前記少なくとも1つのフォト・センサは、ランダムアクセス可能な光センサを備えることを特徴とする請求項7に記載の電子撮像装置。
- 前記領域の前記サイズを縮小する前記命令は、
前の段階での前記データサンプル中において、前記フォーカス設定の変更により最も影響される部分を識別する命令と、当該部分の少なくとも一部を含む領域を選択する命令とを含み、当該領域の大きさは前の段階における領域の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項7に記載の電子撮像装置。 - 撮像装置であって、
前記撮像装置内のレンズのフォーカス設定を調整する手段と、
前記撮像装置内の電子式フォト・センサから画像を捕捉する画像捕捉手段であって、前記画像は異なるフォーカス設定状態で捕捉される、画像捕捉手段と、
最適なフォーカス設定であるかどうかを判定するために前記画像を解析する手段と、
後のフォーカシングプロセス中に捕捉される画像の画素数が減じられるように前記画像内の画素数を減じる手段と
を備えることを特徴とする撮像装置。
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