JP2005070663A - Video camera - Google Patents
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Description
本発明はビデオカメラに係り、特に評価値が最大になるようにフォーカスレンズを駆動制御するオートフォーカス(AF)装置を備えたビデオカメラに関する。 The present invention relates to a video camera, and more particularly to a video camera including an autofocus (AF) device that drives and controls a focus lens so that an evaluation value is maximized.
被写体画像を映像信号として出力するビデオカメラには、被写体の位置を自動的に認識し、認識したその被写体位置の被写体に対して、カメラレンズのフォーカス(焦点)をジャストピント状態に自動的に調節するオートフォーカス装置が従来より搭載されている(例えば、特許文献1参照)。 For video cameras that output subject images as video signals, the camera automatically recognizes the position of the subject and automatically adjusts the focus (focus) of the camera lens to the just-focused state for the recognized subject. Conventionally, an autofocus device is mounted (see, for example, Patent Document 1).
図4は従来のビデオカメラの一例のブロック図を示す。同図において、図示しない被写体からの光は、対物レンズ1及びフォーカスレンズ2により収束され、固体撮像素子である電荷転送素子(CCD)3の受光面にて焦点一致して受光され、ここで光電変換され、更に映像信号に変換された後、A/D変換器4に供給されてディジタル信号に変換されて画像データとなり、信号処理回路5により所定の信号処理が施される。
FIG. 4 shows a block diagram of an example of a conventional video camera. In the figure, light from a subject (not shown) is converged by an
この信号処理回路5から出力された画像データは、D/A変換器6でアナログ映像信号に変換され、モニタ9に供給されて画像表示される一方、評価値生成回路7に供給され、ここで高周波成分が取り出され、画面内の所定の設定エリア内に存在するこの高周波成分を積分した評価値のデータが生成される。 The image data output from the signal processing circuit 5 is converted into an analog video signal by the D / A converter 6 and supplied to the monitor 9 for image display, while being supplied to the evaluation value generation circuit 7, where High-frequency components are extracted, and evaluation value data obtained by integrating the high-frequency components existing in a predetermined setting area in the screen is generated.
ここで、フォーカスが合っているか否かを検出するためには、撮像して得られた映像信号のコントラストが高いか低いかを判断すればよいことは良く知られている。即ち、コントラストが高いとフォーカスが合っており、コントラストが低いとフォーカスがずれていることになる。そこで、マイクロコンピュータ(マイコン)8は、上記の評価値のデータに基づき、所定のアルゴリズムによりコントラストの高低を判断し、この評価値が最大となるように、即ち、コントラストが最大になるようにフォーカスレンズ2を移動調節することにより、AFが実現できる。
Here, it is well known that in order to detect whether or not the image is in focus, it may be determined whether the contrast of the video signal obtained by imaging is high or low. That is, when the contrast is high, the focus is on, and when the contrast is low, the focus is off. Therefore, the
ところで、通常、AF制御が正しく動作している場合、ジャストピント位置からずれた状態(ボケ状態)に進むと前記評価値は下降する。しかし、飽和輝度をもつ被写体ではジャストピント位置からずれた状態(ボケ状態)に進むと、前記評価値は逆に上昇する、すなわち、いわゆる偽山が発生する場合がある。このような場合、単にフォーカスレンズ2を移動しながら評価値のピークを探索してもジャストピント位置に到達することはできず、AFの誤動作につながるという問題が生じている。
By the way, normally, when the AF control is operating correctly, the evaluation value decreases when the state shifts from the just focus position (blurred state). However, when the subject has saturation luminance, the evaluation value rises conversely, that is, a so-called false mountain may occur when the subject shifts from the just-focused position (blurred state). In such a case, simply searching for the peak of the evaluation value while moving the
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、いわゆる偽山の発生を抑え、誤動作無く正確なオートフォーカス動作を行い得るビデオカメラを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a video camera capable of suppressing the occurrence of so-called false mountains and performing an accurate autofocus operation without malfunction.
本発明は上記の目的を達成するため、入来した撮像光をフォーカシングするためのフォーカスレンズと、フォーカスレンズを介して得た撮像光を電気信号に変換するための撮像素子と、電気信号を処理して映像信号を得るための信号処理手段と、映像信号からフォーカス検出領域の高周波成分を抽出して、その抽出した高周波成分の値が最大になるようにフォーカスレンズの位置を制御してオートフォーカス動作を行う機能を備えたビデオカメラにおいて、
高周波成分の最大値を得るための評価値生成手段を、映像信号のフォーカス検出領域の高周波成分を抽出する抽出手段と、フォーカス検出領域内の縁部に位置する高周波成分に係る重み付けが最大であり、縁部から外方へ行くに従って、重み付けが順次小となる重み付け係数を発生する重み付け係数発生手段と、抽出手段により抽出された高周波成分を、重み付け係数発生手段からの重み付け係数に従って加算する重み付け加算手段とを有する構成とし、重み付け加算手段により得られた加算結果を評価値としてフォーカスレンズの位置を駆動制御する構成としたものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a focus lens for focusing incoming imaging light, an imaging device for converting imaging light obtained through the focus lens into an electrical signal, and processing the electrical signal And signal processing means for obtaining a video signal, and by extracting the high-frequency component of the focus detection area from the video signal and controlling the position of the focus lens so that the value of the extracted high-frequency component is maximized, autofocusing In a video camera with a function to perform the operation,
The evaluation value generating means for obtaining the maximum value of the high-frequency component is the maximum weighting for the high-frequency component located at the edge in the focus detection area and the extraction means for extracting the high-frequency component in the focus detection area of the video signal. , Weighting coefficient generating means for generating weighting coefficients whose weights are sequentially decreased from the edge to the outside, and weighting addition for adding the high frequency components extracted by the extracting means in accordance with the weighting coefficients from the weighting coefficient generating means The position of the focus lens is driven and controlled using the addition result obtained by the weighted addition means as an evaluation value.
この発明では、撮像して得られた映像信号のフォーカス検出領域の高周波成分を、フォーカス検出領域内の縁部に位置する高周波成分に係る重み付けが最大であり、縁部から外方へ行くに従って、重み付けが順次小となる重み付け係数に従って加算して得た加算結果を評価値とするようにしたため、フォーカス検出領域のすぐ近くに飽和輝度部分を持つ被写体の映像信号の、当該飽和輝度部分がボケて特定領域に入り込んできても、その飽和輝度部分のボケ部分の影響による変化を、重み付け係数の値を小さくすることで抑えることができる。 In this invention, the high-frequency component of the focus detection area of the video signal obtained by imaging is the largest weighting related to the high-frequency component located at the edge in the focus detection area, and as it goes outward from the edge, Since the addition result obtained by adding according to the weighting factors that become smaller in weight is used as the evaluation value, the saturation luminance portion of the video signal of the subject having the saturation luminance portion in the immediate vicinity of the focus detection area is blurred. Even if it enters the specific region, the change due to the blur portion of the saturated luminance portion can be suppressed by reducing the value of the weighting coefficient.
本発明によれば、特定領域のすぐ近くに飽和輝度部分を持つ被写体の映像信号の、当該飽和輝度部分がボケて特定領域に入り込んできても、その飽和輝度部分のボケ部分の影響による変化を、重み付け係数の値を小さくすることで抑えるようにしたため、特定領域内に飽和輝度部分の一部が入り込んでも、評価値をできるだけ正確な値に作成することができ、これにより、いわゆる偽山の発生を抑えられ、この結果、評価値を最大になるようにフォーカスレンズを移動させるオートフォーカス制御の精度を従来よりも向上できる。 According to the present invention, even if the saturated luminance portion of the subject has a saturated luminance portion in the immediate vicinity of the specific region and the saturated luminance portion blurs into the specific region, the change due to the blur portion of the saturated luminance portion is changed. Since the weighting coefficient value is reduced, the evaluation value can be created as accurately as possible even if a part of the saturated luminance portion enters the specific area. Occurrence can be suppressed, and as a result, the accuracy of autofocus control for moving the focus lens so as to maximize the evaluation value can be improved as compared with the conventional case.
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。図1は本発明になるビデオカメラの要部の一実施の形態のブロック図を示す。本実施の形態の基本的なブロック構成は、図4のブロック図と同様であるが、本実施の形態は評価値生成回路7を図1に示す構成とした点に特徴がある。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a main part of a video camera according to the present invention. The basic block configuration of the present embodiment is the same as the block diagram of FIG. 4, but the present embodiment is characterized in that the evaluation value generation circuit 7 has the configuration shown in FIG.
図1において、信号処理回路(図4の5)により所定の信号処理が施された映像信号中の輝度信号は、高周波成分(例えば、1MHz付近の周波数以上)を周波数選択するハイパスフィルタ(HPF)101を通り、整流器102で検波された後、エリア発生部107で発生された特定領域のみ通過するゲート回路103を通してピーク値保存部104に供給され、ここでエリア発生部107で制限されたエリア内における水平区間でのピーク値が保存される。上記の特定領域は、モニタ画面内の一部であり、AF制御のために高周波成分を抽出するフォーカス検出領域である。
In FIG. 1, a luminance signal in a video signal that has been subjected to predetermined signal processing by a signal processing circuit (5 in FIG. 4) is a high-pass filter (HPF) that selects a high-frequency component (for example, a frequency higher than 1 MHz). 101, the signal is detected by the
本実施の形態では、エリア発生部107で発生されたフォーカス検出領域のエリア情報が重み付け係数発生部108に供給され、図2に示す様に上記エリア内の上部と下部の各々で垂直加算部105が加算する割合を変化させる後述の重み付け係数を発生させて垂直加算部105に供給する。水平ピーク値保存部104で保存された水平ピーク値は、垂直加算部105において画面垂直方向に上記の重み付け係数に従って加算された後、その加算結果がAF評価値として出力メモリ106に保存される。この出力メモリ106に保存された評価値が、図4のマイコン8により処理され、フォーカスレンズ2の自動焦点調節に利用される。
In the present embodiment, the area information of the focus detection area generated by the
次に、上記の重み付け係数について図2と共に説明する。図2(A)に示すように、画面内のエリア200を中央の比較的広い幅の通常領域202と、その上下の比較的狭い幅の重み付け領域201及び203とに分割した場合、通常領域202では図2(C)に示すように「値16」を設定し、重み付け領域201及び203では、それぞれ1ラインで1ずつ重み付け係数の値が画面周辺部に進むに従って減少するように設定する。また、図2(B)に示すように、垂直エリアパルスのローレベルの部分では、図2(C)に示すように重み付け係数が0になるように設定する。
Next, the weighting coefficient will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2A, when the
図1の重み付け係数発生部108は、上記の図2(C)に示す値の変化をする重み付け係数を発生する。垂直加算部105では重み付け係数発生部108からの重み付け係数を”16”で割った値を加算係数とする。つまり、通常領域201では重み付け係数が”16”なので水平ピーク値はそのままの値で加算されるが、重み付け領域201及び203では、例えば重み付け係数が”8”の場合は”16”で割った”0.5”が加算係数とされ、そのラインの水平ピーク値は半分の値だけ加算される。
The
次に、偽山発生メカニズムと図1の実施の形態の作用について図3と共に説明する。図3(A)に示すように、エリア200の外に飽和輝度部分210が存在する場合、当然にしてエリア200外なので、垂直加算部105において水平のピーク値を垂直方向に加算して得られるAF評価値には反映されない。
Next, the false mountain generation mechanism and the operation of the embodiment of FIG. 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3A, when the
しかし、ボケ状態の場合、その飽和輝度部分は図3(C)に212で示すように波紋が広がる様に中心部分から遠ざかって広がる。飽和輝度部分212の一部が図3(C)に示すようにエリア200に入り込んできたとき、元々輝度値は大きいのでボケで広がってもエリア200に入り込んだ部分の輝度値もある程度の大きさを持っているので、水平ピーク値はこちらに移動してしまう。図3(C)では白丸が本来のピーク値であったのが、左の黒丸に水平ピーク値が移動したところを示している。
However, in the blurred state, the saturated luminance portion spreads away from the central portion so that ripples spread as indicated by 212 in FIG. When a part of the saturated luminance portion 212 enters the
これにより、評価値は本来の値よりも大きい値を算出してしまう。この結果、従来は図3(D)のレンズ位置と評価値との関係を示すグラフに示すように、ジャストピント位置I以外でも偽山がIIで示すように存在し、それによりAF制御に誤動作を与える。 As a result, the evaluation value is calculated to be larger than the original value. As a result, as shown in the graph of FIG. 3D showing the relationship between the lens position and the evaluation value, there is a false mountain as indicated by II other than the just focus position I, which causes malfunction in AF control. give.
しかしながら、本実施の形態によれば、飽和輝度部分212の一部が図3(C)に示すようにエリア200に入り込んだとしても、エリア200の上部と下部の各比較的幅の狭い重み付け領域においては、図3(B)に示すようなエリア周辺部に進むに従って値が徐々に小さくなる重み付け係数により、垂直加算部105での垂直方向の加算の割合が少なくなるため、エリア200に入り込んだ飽和輝度部分212の一部における水平ピーク値は図3(C)に白丸で示す本来のピーク値付近の値となる。この結果、偽山の発生が抑制され、評価値を最大になるようにフォーカスレンズ2を移動させるAF制御に対してジャストピントの山の位置を見つけ易くなり、AFを高性能に行うことができる。
However, according to the present embodiment, even if a part of the saturated luminance portion 212 enters the
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば上記の実施の形態では垂直エリア部分の重み付け処理について示したが、水平エリア部分の重み付け処理についても同様に行うことができる。また、垂直エリア部分と水平エリア部分の両方について同時に重み付け処理することも可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above-described embodiment, the weighting process for the vertical area portion has been described. However, the weighting process for the horizontal area portion can be similarly performed. . It is also possible to perform weighting processing on both the vertical area portion and the horizontal area portion at the same time.
2 フォーカスレンズ
7 評価値生成回路
101 ハイパスフィルタ(HPF)
102 整流器
103 ゲート回路
104 水平ピーク値保存部
105 垂直加算部
106 出力メモリ
107 エリア生成部
108 重み付け係数発生部
200 エリア
201、203 重み付け領域
202 通常領域
211 重み付け係数
2 Focus lens 7 Evaluation
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記高周波成分の最大値を得るための評価値生成手段は、
前記映像信号の前記フォーカス検出領域の高周波成分を抽出する抽出手段と、
前記フォーカス検出領域内の縁部に位置する前記高周波成分に係る重み付けが最大であり、前記縁部から外方へ行くに従って、前記重み付けが順次小となる重み付け係数を発生する重み付け係数発生手段と、
前記抽出手段により抽出された前記高周波成分を、前記重み付け係数発生手段からの前記重み付け係数に従って加算する重み付け加算手段と
を有する構成とし、前記重み付け加算手段により得られた加算結果を前記評価値として前記フォーカスレンズの位置を駆動制御することを特徴とするビデオカメラ。
A focus lens for focusing incoming imaging light, an imaging device for converting the imaging light obtained through the focus lens into an electrical signal, and a video signal obtained by processing the electrical signal A signal processing unit, and a function of extracting a high-frequency component of a focus detection region from the video signal, and performing an auto-focus operation by controlling the position of the focus lens so that the value of the extracted high-frequency component is maximized In a video camera
The evaluation value generating means for obtaining the maximum value of the high frequency component is:
Extracting means for extracting a high frequency component of the focus detection region of the video signal;
Weighting coefficient generating means for generating a weighting coefficient in which the weighting related to the high-frequency component located at the edge in the focus detection region is maximum, and the weighting sequentially decreases as going from the edge to the outside;
Weighting addition means for adding the high-frequency component extracted by the extraction means in accordance with the weighting coefficient from the weighting coefficient generation means, and the addition result obtained by the weighting addition means as the evaluation value A video camera characterized by controlling the position of a focus lens.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010156850A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-15 | Canon Inc | Focus adjustment device and method |
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2003
- 2003-08-27 JP JP2003303354A patent/JP2005070663A/en active Pending
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