JP2006258941A - プリガンマ補正を用いたオートフォーカス方式 - Google Patents

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Abstract

【課題】 オートフォーカスの精度を著しく改善できるとともに、オートフォーカスの処理速度の著しい高速化が行われるオートフォーカス方式を提供する。
【解決手段】 オートフォーカス用に撮像デバイスの所定領域から抽出された画素信号に対して予め所定の関数型のガンマ補正（プリガンマ補正）を行った後、空間フィルタ処理、重み付け積分処理を行ってオートフォーカスを行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ビデオカメラや電子スチルカメラなどの撮像システムで利用されるオートフォーカス方式に関する。
従来、ビデオカメラや電子スチルカメラなどの撮像システムでは自動的に焦点合わせを行うオートフォーカス装置が組み込まれている。オートフォーカスを行うシステム及び方法は各種の方法がこれまで提案されている。
しかしながら、従来使われているオートフォーカス専用のデバイスの組み込みでは、装置が大型化するとともにコストが高くなるという欠点がある。また、撮像デバイスからの画像信号を使ってオートフォーカスを行う方法も提案されているが、オートフォーカス性能が十分でなく、また、フォーカスに要する時間も長かった。
本発明は、上記課題を解決するために、オートフォーカス用に撮像デバイスの所定領域から抽出された画素信号に対して予め所定の関数型のガンマ補正（プリガンマ補正）を行った後、所定の信号処理を行ってオートフォーカスを行うものである。前記信号処理は、前記プリガンマ補正された画素信号に所定の空間フィルタ処理行うステップと、該空間フィルタ処理された信号を重み付け積分して出力するステップと、からなる。さらに、前記プリガンマ補正は、S字関数型に基づいて振幅方向に離散的に行われるものである。
本発明によれば、オートフォーカス用の画像信号を抽出し、抽出された画素信号を離散的にプリガンマ補正し、空間フィルタ処理、重み付け積分処理を行うことにより、オートフォーカスの精度を著しく改善できるとともに、オートフォーカスの処理速度の著しい高速化が行われる。
以下図面に従い、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明に基づく撮像システムのオートフォーカス方式の機能ブロック図である。図１を参照して、フォーカスレンズ１とズームレンズ２を介して入射された入射光は、撮像デバイス３によって光電変換されてアナログ撮像映像信号が生成される。生成されたアナログ映像信号は、不図示のA／D変換器によってデジタル信号に変換される。このデジタル映像信号は、OBクランプ（光学的黒レベルクランプ）回路４に入り、黒レベルが所定の値にクランプされる。黒レベルクランプされたデジタル映像信号は、欠陥補正回路５に入り、撮像素子中に存在した画素欠陥が電気的に補正される。欠陥補正されたデジタル映像信号は、レンズシェーディング補正回路６に入り、レンズのゆがみ等によるレンズシェーディングが電気的に補正される。レンズシェーディングが補正されたデジタル映像信号は、４系統に分割され、各々、オフセットゲイン回路７（この後、不図示のビデオ信号処理回路へ接続される）、AE（自動露光）回路８、ＡＷＢ（自動白バランス）回路９、AF（自動焦点）１０回路に入る。
AF（自動焦点）１０回路は、離散的プリガンマ補正回路１１、空間フィルタ回路１２、重み付け積分回路１３からなり、各回路で処理が行われた後、AF（自動焦点）１０回路からのAF出力信号は、CPU１４に入力される。CPU１４は、そのAF出力信号に基づいてフォーカスモータ１５とズームモータ１６を駆動する駆動信号を発生させ、各モータが駆動されて、レンズが焦点位置に移動してオートフォーカスが行われる。
以下に本発明のオートフォーカス方式を詳述する。
図２は、撮像領域内の所定位置の緑画素（Ｇ画素）からオートフォーカス用の信号を抽出する例である。このＧ画素から抽出された信号に対して、予め決められた関数型に基づいて離散的にガンマ補正（プリガンマ補正）が行われる。図３は、このプリガンマ補正の一例でS字関数型に基づいて、振幅方向に対して８点、補正が行われる。このＳ字関数型変換によりノイズ成分と過大信号が圧縮されてダイナミックレンジが拡大されるとともに、離散的変換により信号処理回数が減少してオートフォーカスに要する時間が著しく短縮される。
図４は、空間フィルタの一例で、左は、ラプラシアンフィルタ、中央は、縦方向１次微分フィルタ、右は、横方向１次微分フィルタである。このような空間フィルタを用いることにより、エッジ成分が検出されて精度の高いオートフォーカスを行うことができる。
空間フィルタ処理された信号は、図５に示す重み付け積分回路で重み付け積分されて、オートフォーカス信号（ＡＦ出力信号）が得られる。このＡＦ出力信号がＣＰＵ１４に入力され、ＣＰＵ１４はフォーカスモータ１５を駆動する信号を発生し、その結果、フォーカスモータ１５が駆動されてフォーカスレンズ１が焦点位置に移動してオートフォーカスが行われる。
本発明の撮像システムのオートフォーカス方法の機能ブロック図 撮像素子の所定領域からの画素信号の抽出の一例 離散的プリガンマ補正の一例 空間フィルタの一例 積分回路の一例
符号の説明
１ フォーカスレンズ
２ ズームレンズ
３ 撮像デバイス
４ OBクランプ回路
５ 欠陥補正回路
６ レンズシェーディング補正回路
７ オフセットゲイン回路
８ AE回路
９ AWB回路
１０ AF回路
１１ プリガンマ補正回路
１２ クウカンフィルタ回路
１３ 重み付け積分回路
１４ CPU
１５ フォーカスモータ
１６ ズームモータ

Claims (5)

  1. オートフォーカス用に撮像デバイスの所定領域から抽出された画素信号に対して予め所定の関数型のガンマ補正（プリガンマ補正）を行った後、所定の信号処理を行ってオートフォーカスを行うことを特徴とする撮像システムのオートフォーカス方式。
  2. 前記信号処理は、前記プリガンマ補正された画素信号に所定の空間フィルタ処理行うステップと、該空間フィルタ処理された信号を重み付け積分して出力するステップと、からなる撮像システムのオートフォーカス方式。
  3. 前記画素信号は緑（Ｇ）画素であることを特徴とする請求項１記載の撮像システムのオートフォーカス方式。
  4. 前記プリガンマ補正は、S字関数型に基づいて振幅方向に離散的に行われることを特徴とする請求項１記載の撮像システムのオートフォーカス方式。
  5. 前記空間フィルタ処理は、ラプラシアンフィルタ処理又は１次微分フィルタ処理であることを特徴とする請求項２記載の撮像システムのオートフォーカス方式。
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