JP2011234333A - 結像装置の視覚パラメータ自動修正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】結像装置に適用される視覚パラメータ（例えば輝度やコントラスト）を自動修正する方法を提供する。
【解決手段】所定の焦点距離に対し、あらかじめ視覚パラメータの差異と二つのレンズ位置の差であるレンズ位置差異量の比率を決める。そして、上述の所定の比率と、現在の視覚パラメータと、現在のレンズ位置と目標レンズ位置との差であるレンズ位置差異量に基づき、目標視覚パラメータが求められる。最後に、自動モード下において、目標視覚パラメータにより、現在の視覚パラメータを更新させる。
【選択図】図１

Description

本発明は結像装置に関し、より詳しくは、結像装置の輝度及びコントラストを修正する方法に関する。

従来から、デジタルカメラは自動露光（automatic Exposure, AE）及び自動フォーカス（Auto Focus, AF）などの機能を有し、かつこれらの機能が映像スキャンの結果の良し悪しに決定的な影響を及ぼすことが幅広く知られている。
自動露光の機能に基づき、デジタルカメラは露出計（light meter）によって値を読み取り、自動的に絞り値とシャッター速度を調節する。
また、自動フォーカス機能に基づき、デジタルカメラは場所のコントラストを測量することにより、自動的にレンズの焦点距離を調整している。

しかしながら、読み取られる輝度とコントラスト値は固定で変わらないわけではなく、デジタルカメラのレンズ位置によって変化させられる。このため、自動露光と自動フォーカス機能はたびたび最良の効果はどこなのかを予測することができない。

しかしながら、前述した従来の自動露光及び自動フォーカス機能では、効率的に品質の良い映像をキャプチャーすることができないといった問題があった。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、結像装置の自動露光あるいは自動フォーカス機能の正確性を高め、例えば輝度（luminance）やコントラスト値（contrast）などの視覚パラメータを修正する方法を提供することを主目的とする。

本発明の実施形態によれば、所定の焦点距離に対し、あらかじめ視覚パラメータ（例えば輝度やコントラスト）の差異量と二つの所定レンズ位置の差であるレンズ位置差異量の比率を決める。具体的な実施形態では、結像装置は光源に向けられ、かつ修正したい所定の焦点距離へとズームすることにより切り替える。自動露光モードが収束するのを待った後、自動露光モードの機能はオフにされる。レンズが第一レンズ位置ｘ１へ移動される時、同時に対応する第一視覚パラメータｙ１が読み取られる。そして、レンズが第二レンズ位置ｘ２へ移動される時、同時に対応する第二視覚パラメータｙ２が読み取られる。これにより、視覚パラメータ差異量（ｙ２−ｙ１）とレンズ位置差異量（ｘ２−ｘ１）の比率ｍが求められる。さらに、上述の求められた比率ｍと、現在の視覚パラメータＶｃと、現在のレンズ位置Ｐｃと目標レンズ位置Ｐｔとの差であるレンズ位置差異量とに基づき、目標視覚パラメータＶｔが求められる。具体的な実施形態では、目標視覚パラメータＶｔは以下の式で求められる：Ｖｔ＝Ｖｃ−（Ｐｃ−Ｐｔ）＊ｍ。最後に、自動モード下において、目標視覚パラメータに基づき、現在の視覚パラメータが更新される。

本発明の第一実施形態の結像装置の輝度自動修正の方法を示すフローチャートである。 レンズ位置／輝度図上のデータ（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を示す。 レンズ位置／輝度図上の目標輝度値Ｌｔを示す。 レンズ位置／輝度図上の目標輝度値Ｌｔによって、現在の輝度値Ｌｃが更新される様子を示す。 本発明の第二実施形態に係る結像装置のコントラスト自動修正の方法を示すフローチャートである。 レンズ位置／コントラスト図上のデータ（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を示す。 レンズ位置／コントラスト図上の目標コントラスト値Ｅｔを示す。 レンズ位置／コントラスト図上のコントラスト値Ｅｔによって、現在のコントラスト値Ｅｃが更新される様子を示す。

以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
図１は本発明の第一実施形態の結像装置の輝度自動修正の方法を示すフローチャートを示している。
ここでの結像装置とは、これに限られるわけではないが、デジタルカメラ（digital still camera）、ビデオカメラ（video camera）、カメラ機能を有する携帯電話あるいはウェブカメラ（web camera）などである。

ステップ１０１では、結像装置は例えば、ライトボックス（light box）などの光源（light source）に向けられ、さらに、ライトボックスは結像装置の全部の面を蓋うようにさせられる。そして、結像装置は修正したい所定の焦点距離へとズームすることにより切り替える（ステップ１０２）。その後、ステップ１０３では、結像装置の自動露光（Automatic Exposure, AE）モードが収束するあるいは安定するのを待った後、自動露光モードをオフにさせる。さらに、ステップ１０４では、結像装置のレンズを第一レンズ位置ｘ１（例えば最も遠い焦点距離の端（infinity focus））へと移動させ、ステップ１０５では、結像装置から対応する第一輝度ｙ１が読み取られる。また、より高い信頼性を達成させるために、複数回第一輝度値ｙ１が読み取られ、さらにその平均値が取られる（ステップ１０６）。そして、ステップ１０４−１０６と類似するが、レンズを第二レンズ位置ｘ２（例えば最も近い焦点距離の端（nearest end focus））へと移動させ（ステップ１０７）、同時に対応する第二輝度値ｙ２が読み取られる。より高い信頼性を達成させるために、複数回第二輝度値ｙ２が読み取られ、さらにその平均値が取られる（ステップ１０９）。

図２はレンズ位置／輝度図上のデータ（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を示す。ステップ１１０では、（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）の二点を結ぶ直線の傾斜角が決定させられ、これは輝度値の差異量（ｙ２−ｙ１）とレンズ位置の差異量（ｘ２−ｘ１）の比率ｍを計算することにより求められ、以下のように表示される。
ｍ＝（ｙ２−ｙ１）／（ｘ２−ｘ１）

その後、ステップ１１１では、結像装置を操作するとき、上述の求められた比率（あるいは傾斜角）ｍと、現在の輝度値Ｌｃと、現在のレンズ位置Ｐｃと目標レンズ位置Ｐｔ（例えば最も遠い焦点距離の端）との差である、レンズ位置差異量に基づき、目標輝度値Ｌｔが求められる。具体的にいえば、目標輝度値Ｌｔは以下の式によって得られる。
Ｌｔ＝Ｌｃ−（Ｐｃ−Ｐｔ）＊ｍ

図３Ａはレンズ位置／輝度図上の目標輝度値Ｌｔを示している。続く図３Ｂに示されているように、ステップ１１２では、自動モード下において、求められた目標輝度値Ｌｔにより、現在の輝度値Ｌｃが更新される。これにより、結像装置の異なる焦点距離によって得られる被写体のコントラストはすべて一致させられることが確保され、かつ、自動露光システム計算によって算出される露光指数（exposure value）も安定した結果を得ることができる。

図４は本発明の第二実施形態の結像装置のコントラスト自動修正の方法を示すフローチャートである。ここでの結像装置とは、これに限られるわけではないが、デジタルカメラ（digital still camera）、ビデオカメラ（video camera）、カメラ機能を有する携帯電話あるいはウェブカメラ（web camera）などである。

ステップ４０１では、結像装置は例えば、ライトボックスなどの光源に向けられ、さらに、ライトボックスは結像装置の全部の面を蓋うようにさせられる。そして、結像装置は修正したい所定の焦点距離へとズームすることにより切り替える（ステップ４０２）。その後、ステップ４０３では、結像装置の自動露光（AE）モードが収束するあるいは安定するのを待った後、自動露光モードをオフにさせる。さらに、ステップ４０４では、結像装置のレンズを第一レンズ位置ｘ１（例えば最も遠い焦点距離の端（infinity focus））へと移動させ、ステップ４０５では、結像装置から対応する第一コントラスト値ｙ１が読み取られる。より高い信頼性を達成させるために、複数回第一コントラスト値ｙ１を読み取り、さらにその平均値が取られる（ステップ４０６）。そして、ステップ４０４−４０６と類似するが、レンズを第二レンズ位置ｘ２（例えば最も近い焦点距離の端（nearest end focus））へと移動させ（ステップ４０７）、同時に対応する第二コントラスト値ｙ２が読み取られる。より高い信頼性を達成させるために、複数回第二コントラスト値ｙ２が読み取られ、さらにその平均値が取られる（ステップ４０９）。

図５はレンズ位置／コントラスト図上のデータ（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を示す。ステップ４１０では、（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）の二点を結ぶ直線の傾斜角が決定され、これはコントラスト値の差異量（ｙ２−ｙ１）とレンズ位置の差異量（ｘ２−ｘ１）の比率ｍを計算することにより求められ、以下のように表示される。
ｍ＝（ｙ２−ｙ１）／（ｘ２−ｘ１）

その後、ステップ４１１では、結像装置を操作するとき、上述の求められた比率（あるいは傾斜角）ｍと、現在のコントラスト値Ｅｃと、現在のレンズ位置Ｐｃと目標レンズ位置Ｐｔ（例えば最も遠い焦点距離の端）との差である、レンズ位置差異量に基づき、目標コントラスト値Ｅｔが求められる。具体的にいえば、目標コントラスト値Ｅｔは以下の式によって得られる。
Ｅｔ＝Ｅｃ−（Ｐｃ−Ｐｔ）＊ｍ

図６Ａはレンズ位置／コントラスト図上の目標コントラスト値Ｅｔを示している。続く図６Ｂに示されているように、ステップ４１２では、自動モード下において、求められた目標輝度値Ｅｔにより、現在のコントラスト値Ｅｃが更新される。これにより、結像装置の異なる焦点距離によって得られる被写体のコントラストはすべて一致させられることが確保され、、かつ、自動フォーカスシステム計算によって算出されるコントラスト値も安定した結果を得ることができる。

上述の実施形態によれば、実質的に自動露光と自動フォーカスの正確性が向上される。第一実施形態と第二実施形態では別々に輝度とコントラストの修正方法が説明されているが、他の図２や図５に類似している特性の視覚パラメータは、本発明で示されている方法を使用して修正可能であり、ここに示されているものに限られるわけではない。

上述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。

１００〜１１２・・・ステップ
４０１〜４１２・・・ステップ
ｘ１・・・第一レンズ位置
ｙ１・・・第一視覚パラメータ／第一輝度値／第一コントラスト比
ｘ２・・・第二レンズ位置
ｙ２・・・第二視覚パラメータ／第二輝度値／第二コントラスト比
ｍ・・・・比率
Ｖｃ・・・現在の視覚パラメータ
Ｐｃ・・・現在のレンズ位置
Ｐｔ・・・目標レンズ位置
Ｖｔ・・・目標視覚パラメータ
Ｌｃ・・・現在の輝度値
Ｅｃ・・・現在のコントラスト比
Ｌｔ・・・目標輝度値
Ｅｔ・・・目標コントラスト比

Claims (10)

1. 結像装置の視覚パラメータ自動修正方法であって、
   所定の焦点距離に対して、あらかじめ視覚パラメータ差異量と二つの所定レンズ位置の差であるレンズ位置差異量の比率を決定するステップと、
   前記比率と、現在の視覚パラメータと、現在のレンズ位置と目標レンズ位置との差であるレンズ位置差異量に基づき、目標パラメータを求めるステップと、
   自動モード下において、目標視覚パラメータにより、前記現在の視覚パラメータを更新させるステップを含むことを特徴とする、結像装置の視覚パラメータ自動修正方法。
2. あらかじめ前記比率を決定するステップはさらに
   前記結像装置を光源に向けるステップと、
   前記結像装置は修正したい前記所定の焦点距離へとズームすることにより切り替えるステップと、
   自動露光モードが収束するのを待った後、前記自動露光モードをオフにするステップと、
   レンズを第一レンズ位置ｘ１へと移動させ、少なくとも一回は対応する第一視覚パラメータｙ１を読み取るステップと、
   レンズを第二レンズ位置ｘ２へと移動させ、少なくとも一回は対応する第二視覚パラメータｙ２を読み取るステップと、
   視覚パラメータ差異量（ｙ２−ｙ１）とレンズ位置差異量（ｘ２−ｘ１）の前記比率ｍを計算するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の結像装置の視覚パラメータ自動修正方法。
3. 前記第一レンズ位置は最も遠い焦点距離の端に対応し、第二レンズ位置は最も近い焦点距離の端に対応することを特徴とする請求項２に記載の結像装置の視覚パラメータ自動修正方法。
4. 複数回読み取られた第一視覚パラメータは、さらに、その平均値を取られることを特徴とする、請求項２に記載の結像装置の視覚パラメータ自動修正方法。
5. 複数回読み取られた第二視覚パラメータは、さらに、その平均値を取られることを特徴とする、請求項２に記載の結像装置の視覚パラメータ自動修正方法。
6. 前記目標視覚パラメータＶｔは前記比率ｍと、前記現在の視覚パラメータＶｃと、前記現在のレンズ位置Ｐｃと前記目標レンズ位置Ｐｔとの差であるレンズ位置差異量（Ｐｃ−Ｐｔ）に基づき求められ、例えば、Ｖｔ＝Ｖｃ−（Ｐｃ−Ｐｔ）＊ｍのように表示されることを特徴とする、請求項１に記載の結像装置の視覚パラメータ自動修正方法。
7. 前記目標レンズ位置は最も遠い焦点距離の端に対応することを特徴とする、請求項１に記載の結像装置の視覚パラメータ自動修正方法。
8. 前記結像装置はデジタルカメラ（digital still camera）か、ビデオカメラ（video camera）か、カメラ機能を有する携帯電話あるいは、ウェブカメラ（web camera）かのどれかであることを特徴とする請求項１に記載の結像装置の視覚パラメータ自動修正方法。
9. 前記視覚パラメータは輝度であることを特徴とする、請求項１に記載の結像装置の視覚パラメータ自動修正方法。
10. 前記視覚パラメータはコントラストであることを特徴とする、請求項１に記載の結像装置の視覚パラメータ自動修正方法。

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