JP3504705B2 - カメラ - Google Patents
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- JP3504705B2 JP3504705B2 JP33097793A JP33097793A JP3504705B2 JP 3504705 B2 JP3504705 B2 JP 3504705B2 JP 33097793 A JP33097793 A JP 33097793A JP 33097793 A JP33097793 A JP 33097793A JP 3504705 B2 JP3504705 B2 JP 3504705B2
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- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
焦特性を改善したカメラに関する。
ズ等の光学系を通して得られる被写体像を電気信号に変
換し、この電気信号からコントラスト情報を検出し、検
出されたコントラスト情報値が最大となるように光学系
の位置をフイードバック制御するものがある。かかる方
式によるオートフォーカス制御は、ビデオカメラ等に用
いられる。
に示されている。レンズ2は、レンズ駆動回路1により
位置が駆動制御され、被写体像を撮像素子であるCCD
3に結像する。CCD3で電気信号に変換された画像信
号は、撮像プロセス回路4において、γ補正や色分離等
の処理が施され、A/Dコンバータ(ADC)5により
デジタルデータに変換された後、バッファメモリ6に記
録される。バッファメモリ6からは、周知のように、縦
横N画素(例えば、8画素)のブロックデータが読み出
され、DCT(離散コサイン変換)回路8において直交
変換処理が施される。DCT回路8により直交変換さ
れ、得られた直流(DC)変換係数は、量子化回路9と
レンズAF制御回路40に供給され、一方、AC変換係
数は、量子化回路10とレンズAF制御回路40とに供
給される。レンズAF制御回路40は、交流変換係数を
受け、レンズ駆動回路1を制御してレンズ2を移動さ
せ、DCT回路8で得られるAC変換係数が最大になる
ようにレンズ2の位置を制御、合焦(フォーカス)制御
する。尚、パルス発生(SSG)回路7は、CCD3、
撮像プロセス回路4、A/Dコンバータ5、バッファメ
モリ6およびレンズAF制御回路40を制御するための
水平、垂直同期信号等の各種パルスを生成する。
は、遅延回路11と減算回路12に供給され、減算回路
12の出力として予測誤差が得られる。この予測誤差
は、符号化回路14で符号化されて合成回路16に出力
される。一方、量子化回路10で量子化されたAC変換
係数は、いわゆるジグザグ走査回路13で係数の並べ替
え処理が行われた後、符号化回路15で符号化されて合
成回路16に出力される。合成回路16で合成されたD
C変換係数の予測誤差およびAC変換係数は記録装置1
7に記録される。しかして、これらの各部構成は、シス
テム制御回路18によって全体シーケンスが制御され
る。DCT回路8は、画像符号化の際に用いられること
が多く、コントラスト情報をDCT回路で検出すれば、
DCT回路の共用化が図れるので構成の簡易化・コスト
ダウンにつながる。
カメラの自動焦点(AF)制御は、画面全体エリアにつ
いてDCT演算を行い、得られたDCT係数(AC変換
係数やDC変換係数)に基づいてAF制御を実行してい
る(例えば、特開平3ー216078号公報記載の方
式)。しかしながら、全画面についてDCT演算する
と、演算に時間がかかり合焦速度が遅くなってしまうと
いう問題がある。また、演算量を低減するため、AF制
御に最低限必要なAFエリアの画像だけをDCT演算す
るようにした場合でも、、合焦速度の遅れはやはり残る
だけでなくAF制御に必要な情報量が少なくなる結果、
偽合焦する恐れもあり、合焦確率の問題がある。
持するも高速且つ高精度な合焦を可能とするカメラを提
供することにある。
るために、本願発明によるカメラは、撮像素子の出力信
号をA/ D変換してなるデジタル映像信号に係る画面
を、複数ブロックに分割してブロック毎にDC T演算
を施すDCT演算手段と、合焦制御に最低限必要な合焦
エリアの設定を行う合焦エリ ア設定手段と、上記DC
T演算手段によって演算する演算範囲を、上記合焦エリ
ア設定手段 によって設定された合焦エリア内において
合焦の程度を認識するために適用する、特定の周 波数
領域のDCT係数が得られる範囲に限定する演算範囲限
定手段と、合焦動作用の1段目 のトリガ入力があった
際には、上記特定の周波数領域から得られるAC 変換係数
に基づいて合 焦制御を行わせ、記録動作指示用の2段
目のトリガ入力があった際には、上記画面の全領域 に
基づいてDCT演算されたDCT係数を記録媒体に記録
させる制御手段と、を具備したこ とを特徴とする。
があった際には、設定された合焦制御に最低限必要な合
焦エリア内において、特定の周波数領域から得られるAC
変換係数に基づいて合焦制御を行わせ、記録動作指示用
の2段目のトリガ入力があった際には、画面の全領域に
基づいてDCT演算されたDCT係数を記録媒体に記録
させるようにして、最小限の演算で高速かつ精度の高い
AFを可能とした。
ながら説明する。図1は、本発明に関連するカメラの構
成ブロック図である。図1において、図15と同一符号
が付されている構成部は同様機能を有する構成部を示
す。本装置例では、バッファメモリ6から、全画面につ
いて、またはAFエリア内について、例えば縦横8画素
のブロックデータをレンズAF演算制御回路30に供給
する。該演算制御回路30は、供給されたブロックデー
タをDCT演算して変換係数を求める。8画素×8画素
から成るブロックデータをDCT演算して得られる変換
係数Cuvの一例が図2に示されている。図2において、
uが大きくなるにつれて、より高い水平周波数成分とな
り、vが大きくなるにつれて、より高い垂直周波数成分
となる。したがって、C00がDC成分の大きさを示し
(DC変換係数)、右方向(u:0から7)に向かって
水平方向の、より高い高周波成分が、また、C00より下
方向(v:0から7)に向かって垂直方向の、より高い
高周波成分が示されることになる。ここで、DC変換係
数を除いた残りの変換係数をAC変換係数と呼ぶ。
換係数値に基づくAF制御を、レンズ位置が略無限遠距
離にある場合と最至近距離にある場合とで係数値が小さ
く、合焦位置で係数値がピークを示す特徴を利用して行
なっている。
てAF制御が行われるが、AF制御に利用する係数の領
域を固定して、利用する部分のみのAC変換係数をDC
T演算により求めれば合焦速度を向上させることができ
る。例えば、図4のように、斜線部領域(周波数領域を
示す)の変換係数だけをAF制御に利用するようにすれ
ば、斜線部のみのDCT演算で済むので、全領域DCT
演算する場合と比較して約4倍高速化できる。
域を固定させているが、任意に可変させれば、次のよう
な利点も得られる。例えば、AF制御を行う場合、合焦
点が無限遠または最至近方向のどちらにあるのかわから
ないため、レンズを任意の方向に少し駆動し、係数の増
減変化状況を調べ、増方向にレンズを駆動させてAF制
御を行う前処理としての方向判断を行う。
も高周波側の変換係数の変化量が小さいため、方向判断
時には、図5(A)の斜線部に示すような低周波側の変
換係数を利用し、AF制御時には、同図(B)の斜線部
に示すような高周波側の変換係数を利用することができ
る。これは、図6に示すように、合焦位置から離れた
(無限遠と最至近に近い)状態では、レンズ位置変化に
対する高周波側変換係数の変化は小さいのに対して低周
波側変換係数の変化が比較的大きく、一方、合焦位置近
傍では高周波側の係数変化が大きいことに着眼してい
る。
タート時にAFエリア内のDCT演算を全て行い、変換
係数の分布を調べ、例えば、垂直側の周波数成分が多く
含まれているようであれば、図7の斜線部に示すよう
に、垂直側の変換係数を主にAF制御に利用する等、自
動的に可変させても良い。ここで、ROM等にある程度
の変換係数パターンを記憶させておき、AF制御毎に最
適のパターンを抽出したり、ファジィ理論を利用して変
換係数の値が高いところのみを抽出してAF制御に用い
ることもできる。
制御させる際には、DC及びAC変換係数の変化から被
写体像に変化があったとき、その都度AF制御に利用す
る係数の領域パターンを最適なものに可変させることも
できる。
してのDCT係数の記録動作処理手順が示されている。
先ず、AF動作用の1段目のトリガ入力を待ち(ステッ
プS1)、AF制御に必要なDCT係数のみの演算でA
F制御を行なった後(ステップS2)、AF制御が終了
するのを待つ(ステップS3)。次に、記録動作指示用
の2段目トリガ入力を待ち(ステップS4)、全領域の
DCT係数を演算し(ステップS5)、メモリカード等
の記憶媒体に係数を記録して(ステップS6)、終了す
る。これによって、AF時は必要最小限の演算が行われ
るため、記録動作への移行が速やかに行われ、よってシ
ャッターチャンス等を逃す恐れが軽減できる。
路30内でソフトウェア処理されているが、DCT処理
をハードウェア構成することができることは勿論であ
る。
による悪影響を軽減する例を説明する。この影響は、D
CT演算で得られる係数が光源のフリッカにより影響を
受けることに起因する。前述のフリッカによる偽合焦動
作を図9を参照して説明する。同図の破線で示す曲線が
フリッカがないときのレンズ位置と係数値変化との関係
を示す特性である。また、実線で示す特性曲線は、フリ
ッカが存在するときの特性を示すが、フリッカに起因し
て、特性曲線は凹凸が激しく正確な合焦位置からずれた
レンズ位置で偽ピークが生じ、結果的に偽合焦動作が生
じてしまう。
利用してフリッカを抑圧させている。つまり、DC変換
係数は明るいと大きく、暗いと小さくなることを利用
し、AF制御をDC係数の変化を反映させた次式で得ら
れる係数xを用いてAF制御を行う。 x=(AF制御に利用するAC変換係数)×(AF制御
スタート時のDC変換係数)/(現フィールドのDC変
換係数) このような係数xを用いたAF制御によれば、図9に点
線で示すようなフリッカのない滑らかな特性曲線が得ら
れ、安定且つ確実なAF制御が可能となる。また、xの
代わりにy=x×βで示す係数yを用いれば、更にフリ
ッカの影響を抑圧できる。ここで、βは下式で定義され
る係数αに基づいて、図10に示す一例としての変換テ
ーブルから求まる。 α={(AF制御スタート時のDC係数)−(現フィー
ルドのDC係数)}/(AF制御スタート時のDC係
数)×100 [%] βは、明るさに応じて変化するDC変換係数の変化に対
応してその比率どおりにAC係数も変化するとは限らな
いので、これを補償するものであり、実験的に求めるこ
とができる。
Tで得られる変換係数を利用して動体追尾や手ぶれ補正
のデータを得る例を説明する。動体追尾方法としては、
特公昭59ー32743号に、追尾エリアの2次元の映
像信号を各々1次元に投影し、各画像毎の相関を調べ、
相関の高い部分に追尾する方法が開示されている。この
方法では、追尾エリアを大きくすると、相関に使用する
データ量が増大し、そのため相関演算の時間が長くな
り、追尾性が悪化する恐れがあったり、被写体の形が急
激に変化した場合に相関がとれなくなって追尾不可能と
なってしまうこともある。
をDCT演算し、追尾したい被写体に追尾エリアをロッ
クする。次に、DCT係数中の全AC変換係数の絶対値
の総和を各ブロック毎に求め、この総和が予め定めた閾
値(Th)以上の部分を追尾したい被写体とみなす。ま
た、ノイズ抑圧のため、連続する領域のみを抽出する。
その結果、主要な被写体が抽出できる。
足するブロックが同図の斜線領域で示されている。これ
ら斜線領域の中で図11で示した追尾エリア内にあるも
のは、部分gであるから、次画面からは、部分gの被写
体を追尾すれば良い。また、gの被写体の大きさが変化
した場合には、その変化に伴い追尾エリアも逐次変化さ
せることもできる。更に、高速化のために全画面DCT
変換せずに、追尾エリアや追尾エリア周辺のみをDCT
演算するようにしても良い。また、上記閾値Thは、任
意の固定値としても良いし、追尾エリア内、外の全AC
変換係数の絶対値の総和の差分量を見て、例えば、ファ
ジィ等に基づく演算により、自動的に求め、逐次可変さ
せても良い。
の総和としているが、各種条件(被写体の絵柄、背景、
被写体輝度、合焦度合等)を加味し、各条件に最適な領
域に係るAC変換係数のみの絶対値の総和としても良
い。また、AF制御時に使用する領域のAC変換係数の
絶対値の総和としても良い。この最適な領域に係るAC
変換係数は、AC変換係数の分布状況により演算で求め
たり、任意の固定係数を利用できる。更に、上述説明で
は、閾値(Th)以上を被写体とみなしたが、条件によ
って(Th)以下を被写体とみなしても良い。また、D
C係数を利用していないが、DC係数の変化のみに着目
して被写体を抽出しても良いし、DC係数とAC係数の
両変化を総合的に判断して被写体を抽出しても良い。
体の抽出が可能となる。このような被写体抽出を利用し
て、画面のズレ量(例えば、手ぶれ量)を検出すること
もできる。例えば、図13(A)のように、画面の4隅
に適切なエリアi,j,k,lを定めておき、図12の
式により各4隅の被写体を抽出し(同図(B)に示
す)、次画面(図14(A))でも同様な処理を行っ
て、図14(B)のような被写体パターンを得る。次
に、図13(B)と図14(B)の各4隅のパターンマ
ッチング処理を行い画面のズレ量を検出する。
を設定したが、画像ズレ量検出のためには、最低1つの
エリアがあれば良いことは明らかであり、また、その数
やDCTを行うブロックのサイズ(本例では、8×8画
素)も任意であり、コストや精度を考慮して設定するこ
とができる。
追加することなく、高速且つ正確な合焦制御が可能とな
る。本発明は電子スチルカメラは勿論、ムービー用カメ
ラ等の他のカメラにも適用できることは明らかである。
よれば、合焦制御に最低限必要な合焦エリア内におい
て、特定の周波数領域から得られるAC 変換係数に基づい
て合焦制御を行わせるので、最小限の演算で高速かつ精
度の高いAFが可能となり、また、AF後の記録動作の移行
が速やかに行われる。また、垂直側の変換係数を主にAF
制御に利用することで各周波数成分を有効に利用でき、
合焦動作の高速化及び高精度化が図られる。
図である。
算して得られる変換係数を示す図である。
御を説明するための図である。
定する例を示す図である。
断時とAF制御時の利用する変換係数領域を示す図であ
る。
係数との関係を示す図である。
例を示す図である。
情報の記録動作処理手順を示す図である。
位置と変換係数との関係を示す図である。
ついて係数αとβとの変換テーブルの一例を示す図であ
る。
めの図である。
ある。
ある。
ある。
ック図である。
Claims (2)
- 【請求項1】撮像素子の出力信号をA/D変換してなる
デジタル映像信号に係る画面を、複数ブロックに分割し
てブロック毎にDCT演算を施すDCT演算手段と、 合焦制御に最低限必要な合焦エリアの設定を行う合焦エ
リア設定手段と、 上記DCT演算手段によって演算する演算範囲を、上記
合焦エリア設定手段によって設定された合焦エリア内に
おいて合焦の程度を認識するために適用する、特定の周
波数領域のDCT係数が得られる範囲に限定する演算範
囲限定手段と、 合焦動作用の1段目のトリガ入力があった際には、上記
特定の周波数領域から得られるAC 変換係数に基づいて
合焦制御を行わせ、記録動作指示用の2段目のトリガ入
力があった際に は、上記画面の全領域に基づいてDC
T演算されたDCT係数を記録媒体に記録させる制御
手段と、 を具備したことを特徴とするカメラ。 - 【請求項2】上記特定の周波数領域は、上記合焦エリア
内のDCT係数の変化状況において、垂直側の周波数成
分が多く含まれる領域であることを特徴とする請求項1
記載のカメラ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33097793A JP3504705B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | カメラ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33097793A JP3504705B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | カメラ |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04860493A Division JP3280452B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | カメラ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06245130A JPH06245130A (ja) | 1994-09-02 |
JP3504705B2 true JP3504705B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=18238466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33097793A Expired - Fee Related JP3504705B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | カメラ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3504705B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33097793A patent/JP3504705B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06245130A (ja) | 1994-09-02 |
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