JP2024035736A - Image capturing device, method of controlling the same, program, and recording medium - Google Patents

Image capturing device, method of controlling the same, program, and recording medium Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image capturing device that enables accurate focusing.
SOLUTION: An image capturing device is provided, comprising an image capturing unit for capturing an image of an object formed by an image capturing optical system, a signal processing unit for executing noise reduction processing on the image according to the images of a plurality of frames captured by the image capturing unit, an acquisition unit for acquiring an evaluation value indicative of contrast of an image subjected to noise reduction processing by the signal processing unit, and a control unit configured to control the focus position of the image capturing optical system according to the evaluation value, where the control unit determines at least either of a driving speed and focus position of the image capturing optical system according to intensity of the noise reduction processing.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

撮像装置、撮像装置の制御方法、プログラム及び記憶媒体に関する。 The present invention relates to an imaging device, a method of controlling the imaging device, a program, and a storage medium.

従来、画像のノイズを低減するデジタル信号処理として、連続する複数フレームを比較することによってノイズ検出除去を行う3DNR(Digital Noise Reduction)処理が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, 3DNR (Digital Noise Reduction) processing, which detects and removes noise by comparing a plurality of consecutive frames, is known as digital signal processing for reducing image noise.

特許文献1では、時間フィルタ処理により安定化された評価値を用いてフォーカス情報を表示する技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique for displaying focus information using an evaluation value stabilized by temporal filter processing.

特開2015-34869JP2015-34869

特許文献1のような時間フィルタ処理により安定化された評価値を用いて、レンズのフォーカス位置を制御するオートフォーカス(以下AF)制御を行う場合、複数フレームにわたって評価値が平滑化される。これにより、本来の合焦位置からずれたフォーカス位置がピーク位置(評価値が最大となる位置)となり、精度よく合焦位置の検出ができない場合がある。 When autofocus (hereinafter referred to as AF) control for controlling the focus position of a lens is performed using evaluation values stabilized by time filter processing as in Patent Document 1, the evaluation values are smoothed over multiple frames. As a result, a focus position shifted from the original focus position becomes a peak position (a position where the evaluation value is maximum), and the focus position may not be accurately detected.

従って本発明が解決しようとする課題は、3DNR処理が行われた画像に基づいてAF制御を行う場合において、精度よくピント合わせが可能な撮像装置を提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide an imaging device that can accurately focus when performing AF control based on an image that has been subjected to 3DNR processing.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る撮像装置は、撮像光学系による被写体の像を撮像する撮像部と、前記撮像部によって撮像された複数フレームの画像に基づいて、画像のノイズ低減処理を実行する信号処理部と、前記信号処理部によるノイズ低減処理が実行された画像のコントラストを示す評価値を取得する取得部と、前記評価値に基づいて、前記撮像光学系のフォーカス位置を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記ノイズ低減処理の強度に基づいて、前記撮像光学系の駆動速度及び前記撮像光学系のフォーカス位置の少なくとも1つを決定することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an imaging device according to one aspect of the present invention includes an imaging unit that captures an image of a subject using an imaging optical system, and an image capturing unit that captures an image of an image based on a plurality of frames of images captured by the imaging unit. a signal processing section that performs noise reduction processing; an acquisition section that obtains an evaluation value indicating the contrast of the image on which the noise reduction processing has been performed by the signal processing section; and a focus control unit for the imaging optical system based on the evaluation value. a control unit that controls a position, the control unit determining at least one of a driving speed of the imaging optical system and a focus position of the imaging optical system based on the intensity of the noise reduction process. It is characterized by

本発明によれば、精度よくピント合わせが可能な撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an imaging device that can focus accurately.

第1の実施形態に係る撮像装置の構成を示す図A diagram showing the configuration of an imaging device according to the first embodiment 従来の撮像装置に係るAF動作を示すフローチャートFlowchart showing AF operation related to a conventional imaging device AF評価値と3DNRの関係を示す図Diagram showing the relationship between AF evaluation value and 3DNR AF評価値と3DNRの関係を示す図Diagram showing the relationship between AF evaluation value and 3DNR 第1の実施形態に係る撮像装置のAF動作を示すフローチャートFlowchart showing AF operation of the imaging device according to the first embodiment 第1の実施形態に係る撮像装置のハードウェア構成を示す図A diagram showing the hardware configuration of an imaging device according to the first embodiment

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is an example of means for realizing the present invention, and should be modified or changed as appropriate depending on the configuration of the device to which the present invention is applied and various conditions. It is not limited to.

<実施形態1>
(装置構成)
図1は、本実施形態に係る撮像装置の構成を示している。撮像装置100はズームレンズ101、フォーカスレンズ102、絞りユニット103、バンドパスフィルタ104、カラーフィルタ105、撮像素子106、AGC(Auto Gain Control)107、AD変換部108、信号処理部109、通信部110、取得部112、制御部113及び駆動部114を有している。
<Embodiment 1>
(Device configuration)
FIG. 1 shows the configuration of an imaging device according to this embodiment. The imaging device 100 includes a zoom lens 101, a focus lens 102, an aperture unit 103, a bandpass filter 104, a color filter 105, an image sensor 106, an AGC (Auto Gain Control) 107, an AD conversion section 108, a signal processing section 109, and a communication section 110. , an acquisition section 112, a control section 113, and a drive section 114.

ズームレンズ101、フォーカスレンズ102及び絞りユニット103は撮像装置100の撮像光学系を構成している。ズームレンズ101は、光軸方向に移動することにより焦点距離を変更する。フォーカスレンズ102は、光軸方向に移動することによりピント位置を変更する。絞りユニット103は、撮像素子106に入射する光量を調整する。 The zoom lens 101, the focus lens 102, and the aperture unit 103 constitute an imaging optical system of the imaging apparatus 100. The zoom lens 101 changes its focal length by moving in the optical axis direction. The focus lens 102 changes the focus position by moving in the optical axis direction. The aperture unit 103 adjusts the amount of light incident on the image sensor 106.

撮像光学系を通過した光は、バンドパスフィルタ104及びカラーフィルタ105を介して撮像素子106の撮像面に被写体の像を形成する。バンドパスフィルタ104は撮像光学系の光路に対し挿抜可能であってもよい。 The light that has passed through the imaging optical system forms an image of the subject on the imaging surface of the imaging element 106 via the bandpass filter 104 and the color filter 105. The bandpass filter 104 may be inserted into and removed from the optical path of the imaging optical system.

撮像素子106は撮像光学系による被写体の像を撮像する撮像部である。具体的には、撮像素子106に入射した光を光電変換し、被写体の像をアナログ電気信号(画像信号)として出力する。 The image sensor 106 is an image capture unit that captures an image of a subject using an image capture optical system. Specifically, the light incident on the image sensor 106 is photoelectrically converted and the image of the subject is output as an analog electrical signal (image signal).

AGC107は、撮像素子106から出力された電気信号を設定された増幅率に基づいて増幅して出力する。 The AGC 107 amplifies the electrical signal output from the image sensor 106 based on a set amplification factor and outputs the amplified signal.

AD変換部108はAGC107によって増幅されたアナログ画像信号をデジタル画像信号へと変換して信号処理部109へと出力する。 The AD conversion unit 108 converts the analog image signal amplified by the AGC 107 into a digital image signal and outputs the digital image signal to the signal processing unit 109.

信号処理部109は、デジタル画像信号に対して各種画像処理を行って画像を生成する。画像処理にはデジタル撮像信号に含まれるノイズを低減するための3DNR処理を実行することができる。また、空間フィルタリングによるノイズ低減処理やホワイトバランス調整なども実行可能である。なお、3DNR処理とはAD変換部108によって出力された連続する複数フレームの信号の比較に基づいて、デジタル画像信号に含まれるノイズを検出し、複数フレーム間で平滑化する処理である。これにより、ピクセル単位でノイズを低減することができる。3DNR処理を実行するか否か、3DNR処理の強度についてはユーザによって任意に設定可能である。3DNR処理の平滑化に使用するフレームの数は設定された強度に依存する。強度が高ければ高いほど、使用するフレームの数が増えるため、より強力なノイズ低減効果が得られる。一方で、強度が高ければ高いほど(すなわち使用するフレームの数が多ければ多いほど)動体を撮像した場合に画像にブレが生じたり、コントラストを示す評価値の応答性が低下したりする場合がある。 The signal processing unit 109 performs various image processing on the digital image signal to generate an image. For image processing, 3DNR processing can be performed to reduce noise included in the digital imaging signal. It is also possible to perform noise reduction processing and white balance adjustment using spatial filtering. Note that the 3DNR processing is a process of detecting noise included in a digital image signal based on a comparison of signals of a plurality of consecutive frames outputted by the AD conversion unit 108, and smoothing the noise between the plurality of frames. This makes it possible to reduce noise on a pixel-by-pixel basis. Whether or not to perform 3DNR processing and the intensity of 3DNR processing can be arbitrarily set by the user. The number of frames used for smoothing in 3DNR processing depends on the set intensity. The higher the intensity, the more frames are used and therefore the more powerful the noise reduction effect can be obtained. On the other hand, the higher the intensity (that is, the greater the number of frames used), the more blurred the image may be when capturing a moving object, and the more responsive the evaluation value indicating contrast may be. be.

通信部110は、信号処理部109によって生成された画像を有線または無線通信などにより接続されたモニタ装置110へと出力するためのネットワークインターフェースである。なお画像は必ずしもモニタ装置110へと出力される必要は無く、メモリのような不図示の主記憶装置やハードディスクのような不図示の補助記憶装置などに記憶してもよい。 The communication unit 110 is a network interface for outputting the image generated by the signal processing unit 109 to the monitor device 110 connected by wired or wireless communication. Note that the image does not necessarily need to be output to the monitor device 110, and may be stored in a main storage device (not shown) such as a memory or an auxiliary storage device (not shown) such as a hard disk.

取得部112は、信号処理部109によって生成された画像のコントラストを示す評価値を取得する。具体的には、画像の空間周波数成分のうち特定の周波数成分(例えば高周波成分)を評価値として生成することにより取得され得る。ここでは、信号処理部109によって3DNR処理が実行された画像の評価値を取得することとする。 The acquisition unit 112 acquires an evaluation value indicating the contrast of the image generated by the signal processing unit 109. Specifically, it can be obtained by generating a specific frequency component (for example, a high frequency component) among the spatial frequency components of the image as an evaluation value. Here, it is assumed that an evaluation value of an image on which 3DNR processing has been performed by the signal processing unit 109 is acquired.

制御部113は、取得部112によって取得された評価値に基づいてAF制御を行う。また、マニュアルでフォーカス制御する場合には、通信部110を介して入力されたユーザの操作情報に基づいてフォーカス制御を行う。より具体的には、撮像光学系のフォーカスレンズ101のフォーカス位置を光軸方向に駆動させることでフォーカス制御を行う。AF制御とマニュアルの切り替えも通信部110を介してユーザの操作情報に基づいて行われるが、所定の条件を満たす場合にAFとマニュアルを自動で切り替わるようにしても良い(例えば、温度ピント補正など)。より詳細なフォーカス制御については後述するが、3DNR処理の強度に基づいて撮像光学系の駆動速度とフォーカス位置とうち少なくとも1つが制御部113によって決定される。 The control unit 113 performs AF control based on the evaluation value acquired by the acquisition unit 112. Further, when performing manual focus control, focus control is performed based on user operation information input via the communication unit 110. More specifically, focus control is performed by driving the focus position of the focus lens 101 of the imaging optical system in the optical axis direction. Switching between AF control and manual is also performed via the communication unit 110 based on user operation information, but it is also possible to switch between AF and manual automatically when predetermined conditions are met (for example, temperature focus correction, etc.). ). Although more detailed focus control will be described later, at least one of the driving speed and focus position of the imaging optical system is determined by the control unit 113 based on the strength of the 3DNR processing.

駆動部114は、制御部113から指示されたフォーカス位置にフォーカスレンズ102を制御する。 The drive unit 114 controls the focus lens 102 to the focus position instructed by the control unit 113.

(従来のAF制御)
図2は、従来のAF制御の一例を示すフローチャートである。制御部113によるAF制御はROM(Read Only Memory)などの不揮発性の記憶媒体に記憶されたプログラムを撮像装置のCPU(Central Processing Unit)が読み込むことにより実行される。撮像装置100のハードウェア構成については後述する。
(Conventional AF control)
FIG. 2 is a flowchart showing an example of conventional AF control. AF control by the control unit 113 is executed by a CPU (Central Processing Unit) of the imaging device reading a program stored in a nonvolatile storage medium such as a ROM (Read Only Memory). The hardware configuration of the imaging device 100 will be described later.

AF制御は、おおまかな合焦位置を特定するために撮像光学系を高速で幅広く駆動させる方法(以下、山登り法)と精度の高い合焦位置を特定するために撮像光学系を微小に駆動させる方法(以下、ウォブリング法)を組み合わせて実行される。 AF control consists of a method in which the imaging optical system is driven widely at high speed in order to specify a rough focus position (hereinafter referred to as the "hill climbing method"), and a method in which the imaging optical system is driven minutely in order to specify a highly accurate focus position. This is performed by combining methods (hereinafter referred to as wobbling methods).

AF動作開始後は、ウォブリング法を行う。ウォブリング法では、現在のフォーカス位置からフォーカスレンズ102を微小に駆動させ、駆動前後の評価値を比較し、評価値が大きくなる方向を特定する。特定された方向をフォーカス位置からみた合焦位置の方向(合焦方向)とし、合焦方向へと徐々にフォーカスレンズ102を駆動させる。 After starting the AF operation, a wobbling method is performed. In the wobbling method, the focus lens 102 is slightly driven from the current focus position, the evaluation values before and after driving are compared, and the direction in which the evaluation value increases is identified. The specified direction is set as the direction of the in-focus position (focusing direction) seen from the focus position, and the focus lens 102 is gradually driven in the in-focus direction.

ステップS201では、深度に応じたウォブリング量を設定する。ウォブリング量は1深度内に収めてフォーカス制御による画像の変化を目立たなくさせることが一般的であるが、現在のフォーカス位置が合焦位置付近ではない場合はその限りではない。 In step S201, a wobbling amount is set according to the depth. Generally, the amount of wobbling is kept within one depth to make changes in the image due to focus control less noticeable, but this is not the case if the current focus position is not near the in-focus position.

ステップS202で前ピン位置へ駆動させ、ステップS203で前ピン駆動前後の評価値の変化(増加したか減少したか)を取得する。前ピン位置はウォブリング中心位置(初回は現在のフォーカス位置)に対して、ウォブリング量を減算した位置である。 In step S202, it is driven to the front focus position, and in step S203, the change in evaluation value (increase or decrease) before and after the front focus drive is acquired. The front focus position is a position obtained by subtracting the amount of wobbling from the wobbling center position (the current focus position at the first time).

続いてステップS204で後ピン位置へと駆動し、ステップS205で後ピン駆動による評価値の変化(増加したか減少したか)を取得する。後ピン位置はウォブリング中心位置に対して、ウォブリング量を加算した位置である。 Subsequently, in step S204, it is driven to the rear focus position, and in step S205, a change in the evaluation value (increased or decreased) due to the rear focus drive is acquired. The rear pin position is a position obtained by adding the wobbling amount to the wobbling center position.

ステップS206では、前ピン駆動前後の評価値の変化と後ピン駆動前後の評価値変化の結果に基づいて合焦方向の特定を行う。合焦方向の特定は、前ピン駆動前後で評価値が増加し、後ピン駆動前後で評価値が減少した場合には、前ピンの方向を合焦方向と特定する。評価値の変化が前ピンと後ピンとで逆の場合は後ピンの方向を合焦方向と特定される。同時に合焦方向にウォブリング中心位置をシフトさせる。 In step S206, the focusing direction is specified based on the results of the change in evaluation value before and after driving the front focus and the change in evaluation value before and after driving the rear focus. When the evaluation value increases before and after driving the front focus and decreases before and after driving the rear focus, the direction of the front focus is specified as the focusing direction. If the change in evaluation value is opposite between the front focus and the rear focus, the direction of the rear focus is identified as the in-focus direction. At the same time, the wobbling center position is shifted in the focusing direction.

ステップS207では、合焦方向が連続して同じ方向であるか否かを判定する。連続して同じ方向であれば山登り法(ステップS208)に移行し、そうでない場合は合焦方向の反転回数が所定の閾値以上か否かを判定する(ステップS209)。反転回数が所定の閾値未満である場合は、ステップS201に戻ってウォブリング法を継続し、所定の閾値以上の場合は合焦位置に到達していると考えられるためAF処理を終了する。 In step S207, it is determined whether the focusing direction is continuously the same direction. If the direction is continuously the same, the process moves to the hill climbing method (step S208), and if not, it is determined whether the number of times the focusing direction is reversed is equal to or greater than a predetermined threshold (step S209). If the number of reversals is less than a predetermined threshold, the process returns to step S201 to continue the wobbling method, and if it is greater than or equal to the predetermined threshold, it is considered that the in-focus position has been reached, and the AF process ends.

山登り法(ステップS208)では、合焦方向に高速でフォーカスレンズ102を駆動させ、評価値が最大となるフォーカス位置(ピーク位置)を検出する。フォーカスレンズ102を駆動させている間は評価値とフォーカス位置を記憶し、記憶された評価値と現在の評価値と差分が所定の閾値以上か否かを判定する(ステップS210)。所定の閾値以上である場合は山登り法を終了し、記憶されたフォーカス位置をピーク位置として検出する(ステップS211)。ピーク位置が検出されたらピーク位置までフォーカスレンズ102を駆動させ(S212)、再びウォブリング法に戻る(ステップS201)。 In the hill climbing method (step S208), the focus lens 102 is driven at high speed in the focusing direction, and the focus position (peak position) at which the evaluation value is maximum is detected. While the focus lens 102 is being driven, the evaluation value and focus position are stored, and it is determined whether the difference between the stored evaluation value and the current evaluation value is greater than or equal to a predetermined threshold (step S210). If it is greater than or equal to the predetermined threshold, the hill climbing method is ended and the stored focus position is detected as the peak position (step S211). When the peak position is detected, the focus lens 102 is driven to the peak position (S212), and the process returns to the wobbling method (Step S201).

ステップS210で、所定の閾値未満である場合は、ステップS213で評価値が所定回数連続して下降しているか否かを判定する。連続して下降している場合は合焦方向とは逆方向に駆動していると考えられるため、山登りの方向を反転させ(ステップS214)ステップS209へと戻る。 If it is less than the predetermined threshold in step S210, it is determined in step S213 whether the evaluation value has continuously decreased a predetermined number of times. If it is continuously descending, it is considered that the driving is in the opposite direction to the focusing direction, so the direction of mountain climbing is reversed (step S214) and the process returns to step S209.

(評価値と3DNR処理の関係)
図3は、撮像光学系(フォーカスレンズ102)のフォーカス位置を0から280まで、1フレームあたり10の駆動速度で駆動させた場合の評価値の遷移を3DNR処理の強度(オフ/弱/強)毎に示している。なお、ここでは合焦位置を140とする。
(Relationship between evaluation value and 3DNR processing)
Figure 3 shows the transition of the evaluation value when the focus position of the imaging optical system (focus lens 102) is driven from 0 to 280 at a driving speed of 10 per frame, and the intensity of 3DNR processing (off/weak/strong). It is shown every time. Note that the focus position is set to 140 here.

グラフ301は3DNRの処理の強度がオフ、すなわち3DNRの処理を行わない場合の評価値を示している。3DNR処理を行わない場合、前フレームの影響を受けないため、応答性が高く、合焦位置である140がピーク位置として検出される。 A graph 301 shows evaluation values when the intensity of 3DNR processing is off, that is, when 3DNR processing is not performed. When 3DNR processing is not performed, the responsiveness is high because there is no influence from the previous frame, and 140, which is the in-focus position, is detected as the peak position.

グラフ302は3DNR処理の強度が弱の場合の評価値であり、グラフ303は3DNR処理の強度が強の場合の評価値である。3DNR処理は複数フレームの画像に基づく画像のノイズ低減処理であり、現在のフォーカス位置における画像と少なくとも1つの過去のフォーカス位置とを平滑化している。従って、3DNR処理が実行された画像から得られる評価値は過去のフレーム(前フレーム)の影響を受けるため、評価値の応答性が悪化し、本来の合焦位置からずれたフォーカス位置がピーク位置として検出される。そのずれ量は3DNR処理の強度が強いほど(すなわち、3DNR処理に用いるフレームの数が多いほど)大きくなる。 A graph 302 is an evaluation value when the intensity of 3DNR processing is weak, and a graph 303 is an evaluation value when the intensity of 3DNR processing is strong. 3DNR processing is image noise reduction processing based on images of multiple frames, and smoothes the image at the current focus position and at least one past focus position. Therefore, the evaluation value obtained from the image on which 3DNR processing has been performed is affected by the past frame (previous frame), so the responsiveness of the evaluation value deteriorates, and the focus position that deviates from the original focus position becomes the peak position. Detected as . The amount of deviation increases as the strength of the 3DNR processing increases (that is, as the number of frames used for the 3DNR processing increases).

この応答性の悪化により、前述した山登り法において、山登り法が終了するタイミングが遅れるため、オーバーシュートが発生しやすくなる。また、山登り法で検出したピーク位置へ駆動しても、本来の合焦位置とずれているためボケが残ってしまう。さらに、その後のウォブリング法において合焦方向が連続して同一方向となるため、再び山登り法に移行してしまうハンチング現象が発生する場合がある。 Due to this deterioration in responsiveness, in the above-described hill climbing method, the timing at which the hill climbing method ends is delayed, and overshoot is likely to occur. Furthermore, even if the lens is driven to the peak position detected by the hill climbing method, blur remains because the focus position is shifted from the original focus position. Furthermore, since the focusing direction is continuously in the same direction in the subsequent wobbling method, a hunting phenomenon may occur in which the method shifts to the hill-climbing method again.

図4は、図3の例に対して、撮像光学系(フォーカスレンズ102)の駆動速度を半分(1フレームあたり5駆動する速度)にした場合の評価値の遷移を示す図である。3DNR処理を実行している場合(グラフ402、403)において、図3よりも合焦位置とピーク位置とのずれ量が低減されている。つまり、3DNRの強度が強いほど(すなわち、3DNR処理にフレームの数が多いほど)、撮像光学系の駆動速度を遅くなるように、撮像光学系の駆動速度を決定する。これにより、ピーク位置から合焦位置までのズレ量を低減することができる。 FIG. 4 is a diagram showing the transition of evaluation values when the driving speed of the imaging optical system (focus lens 102) is halved (speed of 5 drives per frame) in the example of FIG. 3. When 3DNR processing is being performed (graphs 402 and 403), the amount of deviation between the in-focus position and the peak position is smaller than in FIG. 3. That is, the driving speed of the imaging optical system is determined so that the stronger the 3DNR intensity (that is, the larger the number of frames for 3DNR processing), the slower the driving speed of the imaging optical system. Thereby, the amount of deviation from the peak position to the in-focus position can be reduced.

しかしながら、フォーカス駆動速度を減速させると合焦時間が延びたり、外乱やノイズに弱くなったりするなどの副作用がある。また、図4に示したように、撮像光学系の駆動速度を遅くしても本来の合焦位置をピーク位置のずれは完全には抑制できない。そこで、検出されたピーク位置の補正を行う。本実施形態では、3DNR処理の強度が強いほど(すなわち、3DNR処理にフレームの数が多いほど)ピーク位置の補正量を大きくする。例えば、3DNR処理の強度が弱(グラフ302)では1フレーム分だけ補正を行い、3DNR処理の強度が強(グラフ303)では3フレーム分だけ補正を行う。これにより、本来の合焦位置をピーク位置として検出できるため、補正により得られたピーク位置にフォーカスレンズ102のフォーカス位置を駆動させることで、精度よくピント合わせをすることが可能となる。 However, decelerating the focus drive speed has side effects such as prolonging the focusing time and making the system susceptible to disturbances and noise. Furthermore, as shown in FIG. 4, even if the driving speed of the imaging optical system is slowed down, the deviation of the peak position from the original in-focus position cannot be completely suppressed. Therefore, the detected peak position is corrected. In this embodiment, the stronger the intensity of 3DNR processing (that is, the larger the number of frames for 3DNR processing), the larger the correction amount of the peak position is. For example, when the intensity of 3DNR processing is weak (graph 302), only one frame is corrected, and when the intensity of 3DNR processing is strong (graph 303), only three frames are corrected. As a result, the original focus position can be detected as the peak position, and by driving the focus position of the focus lens 102 to the peak position obtained by correction, it becomes possible to achieve accurate focusing.

(動作説明)
図5は、本実施形態に係る撮像装置のAF動作の一例を示すフローチャートである。本フローチャートの動作は、撮像装置100のCPUがROMからプログラムをロードすることにより実行される動作である。なお、従来のAF動作の説明と同様ステップについては、同符号を付し、説明を省略する。
(Operation explanation)
FIG. 5 is a flowchart showing an example of the AF operation of the imaging device according to the present embodiment. The operations in this flowchart are executed by the CPU of the imaging device 100 loading a program from the ROM. Note that steps similar to those in the description of the conventional AF operation are given the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

ステップS209の山登り法を実行する前に、設定された3DNR処理の強度に応じた撮像光学系の駆動速度を設定する(ステップS501)。前述したとおり、3DNR処理の強度はユーザによって任意に設定可能である。3DNR処理の強度はユーザの設定値(例えば、オフ/弱/強)、撮像装置内部で設定する内部設定値、画像から検出または推定されたノイズ量、3DNR処理で使用されたフレームの数などに基づいて取得される。これらは、取得部112によって評価値と併せて取得されてもよい。 Before executing the hill-climbing method in step S209, the driving speed of the imaging optical system is set in accordance with the intensity of the set 3DNR processing (step S501). As described above, the strength of the 3DNR processing can be arbitrarily set by the user. The strength of 3DNR processing depends on the user's settings (for example, off/weak/strong), the internal settings set inside the imaging device, the amount of noise detected or estimated from the image, the number of frames used in 3DNR processing, etc. Obtained based on. These may be acquired by the acquisition unit 112 together with the evaluation value.

ステップS501では、前述の通り3DNRの強度が強いほど撮像光学系の駆動速度を遅くするように設定する。例えば、ユーザが設定する設定値に応じたテーブルデータで減速係数を設定してもよいし、ユーザの設定値や3DNR処理で使用されたフレームの数などから算出するようにしてもよい。 In step S501, as described above, the drive speed of the imaging optical system is set to be slower as the intensity of the 3DNR becomes stronger. For example, the deceleration coefficient may be set using table data corresponding to setting values set by the user, or may be calculated from the user's setting values, the number of frames used in 3DNR processing, etc.

ステップS211でピーク位置が検出されたら、3DNRの強度に応じたピーク位置の補正を行う(S502)。換言すれば、ノイズ低減処理の強度に基づいて、撮像光学系の駆動速度及びピーク位置(フォーカス位置)の少なくとも1つを決定する。ピーク位置の決定は、現在のフォーカス位置(すなわち検出されたピーク位置)を補正することにより決定される。前述の通り、3DNRの強度が強いほど補正量が大きくなるように補正する。あるいは、制御部113によって制御された複数のフォーカス位置のうち現在のフォーカス位置よりも前(過去の)フォーカス位置をピーク位置となるように補正する。例えば、3DNR処理に使用されたフレームの数が3フレームである場合は現在のフレームから3フレーム前に制御されたフォーカス位置をピーク位置とする。このように、3DNR処理の強度に基づいて、現在のフォーカス位置よりも過去に駆動(制御)されたフォーカス位置をピーク位置となるように撮像光学系のフォーカス位置を決定する。なお、現在のフレームよりも過去の複数のフレームにおける複数のフォーカス位置は撮像装置内のRAM(Random Access Memory)などの記憶部に一時的に記憶しておく。以上より、本実施形態に係る撮像装置は精度のよいピント合わせが可能となる。 When the peak position is detected in step S211, the peak position is corrected according to the intensity of 3DNR (S502). In other words, at least one of the driving speed and the peak position (focus position) of the imaging optical system is determined based on the intensity of the noise reduction process. The peak position is determined by correcting the current focus position (ie, the detected peak position). As described above, the correction is performed such that the stronger the 3DNR intensity, the larger the correction amount. Alternatively, among the plurality of focus positions controlled by the control unit 113, a focus position earlier (past) than the current focus position is corrected to become the peak position. For example, if the number of frames used for 3DNR processing is three, the focus position controlled three frames before the current frame is set as the peak position. In this way, the focus position of the imaging optical system is determined based on the strength of the 3DNR processing so that the focus position that was driven (controlled) in the past compared to the current focus position becomes the peak position. Note that a plurality of focus positions in a plurality of frames past the current frame are temporarily stored in a storage unit such as a RAM (Random Access Memory) within the imaging device. As described above, the imaging device according to this embodiment is capable of accurate focusing.

(ハードウェア構成)
図6は、本実施形態に係る撮像装置のハードウェア構成の一例を示す図である。撮像装置100は、撮像光学系601、駆動部114、撮像素子106、CPU602、RAM603及びROM604を有している。駆動部114、撮像素子106は図1と同一である。また、撮像光学系601は図1におけるズームレンズ101、フォーカスレンズ102及び絞りユニット103を少なくとも含んでいる。
(Hardware configuration)
FIG. 6 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the imaging device according to this embodiment. The imaging device 100 includes an imaging optical system 601, a drive unit 114, an imaging element 106, a CPU 602, a RAM 603, and a ROM 604. The drive unit 114 and the image sensor 106 are the same as in FIG. Further, the imaging optical system 601 includes at least the zoom lens 101, focus lens 102, and aperture unit 103 shown in FIG.

CPU602は本実施形態に係る撮像装置のAF制御を実行するための中央処理装置である。図1に示すブロックのうちソフトウェアによって実現される機能(例えば取得部112や制御部113)については、CPU602がROM604に記憶されたプログラムをロードし、RAM603をワークスペースとして実行することで実現される。RAM603には、例えば複数フレーム毎のフォーカス位置などが記憶される。 The CPU 602 is a central processing unit for executing AF control of the imaging apparatus according to this embodiment. Among the blocks shown in FIG. 1, the functions realized by software (for example, the acquisition unit 112 and the control unit 113) are realized by the CPU 602 loading a program stored in the ROM 604 and executing it using the RAM 603 as a work space. . The RAM 603 stores, for example, focus positions for each of a plurality of frames.

<その他の実施形態>
本発明は、上述の実施形態1の1以上の機能を実現するプログラムを読み出し実行する処理によって実現可能である。このプログラムは、ネットワークまたは記憶媒体を介してシステム又は装置に供給され、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサによって読み出され、実行される。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
<Other embodiments>
The present invention can be realized by reading and executing a program that implements one or more functions of the first embodiment described above. This program is supplied to a system or device via a network or storage medium, and is read and executed by one or more processors in the computer of that system or device. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

100 撮像装置
101 ズームレンズ
102 フォーカスレンズ
103 絞りユニット
104 バンドパスフィルタ
105 カラーフィルタ
106 撮像素子
107 AGC
108 AD変換部
109 信号処理部
110 通信部
111 モニタ装置
112 取得部
113 制御部
114 駆動部
100 Imaging device 101 Zoom lens 102 Focus lens 103 Aperture unit 104 Bandpass filter 105 Color filter 106 Image sensor 107 AGC
108 AD conversion unit 109 signal processing unit 110 communication unit 111 monitor device 112 acquisition unit 113 control unit 114 drive unit

Claims (16)

撮像光学系による被写体の像を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された複数フレームの画像に基づいて、画像のノイズ低減処理を実行する信号処理部と、
前記信号処理部による前記ノイズ低減処理が実行された画像のコントラストを示す評価値を取得する取得部と、
前記評価値に基づいて、前記撮像光学系のフォーカス位置を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記ノイズ低減処理の強度に基づいて、前記撮像光学系の駆動速度及び前記撮像光学系のフォーカス位置の少なくとも1つを決定することを特徴とする撮像装置
an imaging unit that captures an image of a subject using an imaging optical system;
a signal processing unit that performs image noise reduction processing based on multiple frames of images captured by the imaging unit;
an acquisition unit that acquires an evaluation value indicating the contrast of an image on which the noise reduction process has been performed by the signal processing unit;
a control unit that controls a focus position of the imaging optical system based on the evaluation value,
The imaging device, wherein the control unit determines at least one of a driving speed of the imaging optical system and a focus position of the imaging optical system based on the intensity of the noise reduction process.
前記取得部は前記ノイズ低減処理の強度を取得することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 1, wherein the acquisition unit acquires the intensity of the noise reduction process. 前記ノイズ低減処理の強度に基づいて、前記ノイズ低減処理に使用される前記複数フレームの画像の数が決定されることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 1, wherein the number of images of the plurality of frames used for the noise reduction process is determined based on the intensity of the noise reduction process. 前記制御部は、前記複数フレームの画像の数に基づいて、前記撮像光学系の駆動速度または前記フォーカス位置を決定することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 3, wherein the control unit determines the driving speed of the imaging optical system or the focus position based on the number of images of the plurality of frames. 前記制御部は、前記撮像光学系の駆動速度を決定する場合、前記ノイズ低減処理の強度が大きくなるにつれて前記撮像光学系の駆動速度が遅くなるように、前記撮像光学系の駆動速度を決定することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 When determining the driving speed of the imaging optical system, the control unit determines the driving speed of the imaging optical system such that the driving speed of the imaging optical system becomes slower as the intensity of the noise reduction processing increases. The imaging device according to claim 1, characterized in that: 前記制御部は、前記撮像光学系のフォーカス位置を決定する場合、前記ノイズ低減処理の強度に基づいて、現在のフォーカス位置を補正することにより前記撮像光学系のフォーカス位置を決定することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置 When determining the focus position of the imaging optical system, the control unit determines the focus position of the imaging optical system by correcting the current focus position based on the intensity of the noise reduction process. The imaging device according to claim 1 前記制御部によって制御された複数のフォーカス位置を記憶する記憶部を更に有し、
前記制御部は、前記ノイズ低減処理の強度に基づいて、前記現在のフォーカス位置を前記複数のフォーカス位置のうちいずれか1つのフォーカス位置となるように前記現在のフォーカス位置を補正することを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。
further comprising a storage unit that stores a plurality of focus positions controlled by the control unit,
The control unit may correct the current focus position based on the intensity of the noise reduction process so that the current focus position becomes one of the plurality of focus positions. The imaging device according to claim 6.
被写体の像を撮像する撮像工程と、
前記工程で撮像された複数フレームの画像に基づいて、画像のノイズ低減処理を実行する信号処理工程と、
前記ノイズ低減処理が実行された画像のコントラストを示す評価値を取得する取得工程と、
前記評価値に基づいて、前記撮像光学系のフォーカス位置を制御する制御工程と、を有し、
前記制御工程では、前記ノイズ低減処理の強度に基づいて、前記撮像光学系の駆動速度または前記撮像光学系のフォーカス位置を決定することを特徴とする撮像装置の制御方法。
an imaging step of capturing an image of the subject;
a signal processing step of performing image noise reduction processing based on the plurality of frames of images captured in the step;
an acquisition step of acquiring an evaluation value indicating the contrast of the image on which the noise reduction process has been performed;
a control step of controlling a focus position of the imaging optical system based on the evaluation value,
A method for controlling an imaging apparatus, wherein in the control step, a driving speed of the imaging optical system or a focus position of the imaging optical system is determined based on the intensity of the noise reduction process.
前記取得工程では、前記ノイズ低減処理の強度を取得することを特徴とする請求項8に記載の撮像装置の制御方法。 9. The method of controlling an imaging device according to claim 8, wherein in the acquisition step, the intensity of the noise reduction process is acquired. 前記ノイズ低減処理の強度に基づいて、前記ノイズ低減処理に使用される前記複数フレームの画像の数が決定されることを特徴とする請求項8に記載の撮像装置の制御方法。 9. The method of controlling an imaging device according to claim 8, wherein the number of images of the plurality of frames used for the noise reduction process is determined based on the intensity of the noise reduction process. 前記制御工程では、前記複数フレームの画像の数に基づいて、前記撮像光学系の駆動速度または前記フォーカス位置を決定することを特徴とする請求項10に記載の撮像装置の制御方法。 11. The method of controlling an imaging device according to claim 10, wherein in the control step, the driving speed of the imaging optical system or the focus position is determined based on the number of images of the plurality of frames. 前記制御工程では、前記撮像光学系の駆動速度を決定する場合、前記ノイズ低減処理の強度が大きくなるにつれて前記撮像光学系の駆動速度が遅くなるように、前記撮像光学系の駆動速度を決定することを特徴とする請求項8に記載の撮像装置の制御方法。 In the control step, when determining the driving speed of the imaging optical system, the driving speed of the imaging optical system is determined such that the driving speed of the imaging optical system becomes slower as the intensity of the noise reduction processing increases. 9. The method of controlling an imaging device according to claim 8. 前記制御工程は、前記撮像光学系のフォーカス位置を決定する場合、前記ノイズ低減処理の強度に基づいて、現在のフォーカス位置を補正することにより前記撮像光学系のフォーカス位置を決定することを特徴とする請求項8に記載の撮像装置の制御方法。 In the control step, when determining the focus position of the imaging optical system, the focus position of the imaging optical system is determined by correcting the current focus position based on the intensity of the noise reduction process. The method for controlling an imaging device according to claim 8. 前記制御部は、前記ノイズ低減処理の強度に基づいて、前記現在のフォーカス位置よりも前に制御された複数のフォーカス位置のうちいずれか1つのフォーカス位置となるように補正することを特徴とする請求項13に記載の撮像装置の制御方法。 The control unit may perform correction based on the intensity of the noise reduction process so that the focus position is any one of a plurality of focus positions that were controlled before the current focus position. The method for controlling an imaging device according to claim 13. 請求項8から14のいずれか1項に記載の撮像装置の制御方法を実行するためのプログラム。 A program for executing the method for controlling an imaging device according to claim 8. 請求項15に記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。 A computer-readable storage medium storing the program according to claim 15.
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