JP3920659B2 - Af評価値算出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラのAF(オートフォーカス)制御で用いられるAF評価値を算出するAF評価値算出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
デジタルカメラのAF制御では、一般に所謂「山登り方式」が採用されている。山登り方式とは、光軸方向に沿った各レンズ位置で撮像される各撮像画像に於けるAF評価値のうち、最大のAF評価値が得られるレンズ位置を合焦位置とする方式である。この為、この種のデジタルカメラは、AF評価値を算出する為のAF評価値算出装置を備えて構成される。
【0003】
通常、AF評価値は、撮像領域に設定されたAFエリア内の各画素のコントラスト値を積算して算出される為、AF評価値算出装置は、コントラスト値の積算用の累算器を備えて構成される。従来のAF評価値算出装置は、撮像領域に設定されたAFエリアの数だけコントラスト値の積算用の累算器を備えて構成されている。
【0004】
また、AF制御では、各レンズ位置に於けるAF評価値の中から最大のAF評価値を求める為、即ちAF評価値の大小比較を行う為、各レンズ位置に於けるAF評価値をメモリに転送して保存しておく必要がある。従来のAF評価値算出装置では、AF評価値のメモリへの転送は、AF制御を司るデジタルカメラ側のCPUにより制御されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、撮像領域に設定されるAFエリアの数は、1つか最大でも5つ程度であった。図8及び図9に、撮像領域に4つのAFエリアA00,A01,A10,A11が設定された場合の例を示す。従来はAFエリアの数が少ない為、従来のAF評価値算出装置では、コントラスト値の積算用の累算器により、当該装置が大型化する事も、消費電力が増大する事も、CPUの処理パワーがAF評価値のメモリへの転送に消費され過ぎてAF制御の速度が低下する事も無かった。
【0006】
しかしながら、近年、撮像領域により多くのAFエリアを設定する傾向がある。かかる傾向の下では、コントラスト値の積算用の累算器の数が多くなり過ぎて、当該AF評価値算出装置が大型化したり、消費電力が増大したり、CPUの処理パワーがAF評価値の転送に消費され過ぎてAF制御の速度を低下させる問題を招く。
【0007】
そこで、この発明の課題は、第1に、多数のAFエリアを設定してもAF制御の速度が低下しないAF評価値算出装置を提供すること、第2に、多数のAFエリアを設定しても当該装置の大型化や消費電力の増大化が防止できるAF評価値算出装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためには、請求項1に記載の発明は、デジタルカメラのAF(オートフォーカス)制御で用いられるAF評価値を算出するAF評価値算出装置であって、供給される画像データに対し、それぞれ、画像領域に設定された複数のAFエリアそれぞれに於けるAF評価値を算出する1つ以上のAF評価値算出手段と、前記AF評価値算出手段で算出された前記AF評価値を主メモリにDMA(ダイレクト・メモリ・アクセス)転送するデータ転送手段と、を備え、前記複数のAFエリアは、行列状に設定され、前記各AF評価値算出手段は、前記複数のAFエリアの列数と同数設けられ、一の行の前記各AFエリア毎に前記画像データの積算値が格納される累算器と、供給される前記画像データから所定の周波数応答成分を抽出するフィルタ手段と、前記フィルタ手段を介して供給される一の行の前記各AFエリアの前記画像データを前記各累算器に格納された前記積算値に加算して、新たな積算値を求める加算器とを備え、前記各累算器は前記新たな積算値を格納し、前記各累算器に格納された、一の行の各AFエリアに於ける各AF評価値としての各積算値を、次の行に含まれる前記画像データが前記各AF評価値算出手段に供給される前に、前記データ転送手段に出力する出力手段と、を更に備え、前記データ転送手段は、前記出力手段からの前記各AF評価値を一時格納して前記主メモリにDMA転送するものである。
【0009】
請求項2に記載の発明は、前記主メモリは、前記デジタルカメラに備えられた撮像画像の一時格納用の主メモリであるものである。
【0011】
請求項3に記載の発明は、前記AF評価値算出手段は、前記算出した各AF評価値の上位ビットだけを前記データ転送手段に出力し、前記データ転送手段を介して前記主メモリに転送させるものである。
【0012】
請求項4に記載の発明は、前記AF評価値算出手段は、積算用の前記加算器を1つ有し、この加算器を前記各AFエリアに於ける前記AF評価値の算出に対して時分割的に用いるものである。
【0013】
請求項5に記載の発明は、前記AF評価値算出手段は、前記各累算器毎に積算用の前記加算器を有するものである。
【0014】
請求項6に記載の発明は、前記AF評価値算出手段が2つ以上ある場合、各AF評価値算出手段は、供給される前記画像データから互いに異なる演算法で周波数応答成分を抽出するフィルタ手段を備え、このフィルタ手段で抽出される周波数応答成分を用いることで互いに異なる特性の前記AF評価値を算出するものである。
【0015】
請求項7に記載の発明は、前記AF評価値算出手段が2つ以上ある場合、各AF評価値算出手段は、供給される前記画像データから互いに異なる帯域の周波数応答成分を抽出するフィルタ手段を備え、このフィルタ手段で抽出される周波数応答成分を用いることで互いに異なる特性の前記AF評価値を算出するものである。
【0016】
請求項8に記載の発明は、前記AF評価値算出手段が2つ以上ある場合、各AF評価値算出手段は、供給される前記画像データから互いに異なる画素間相関特性のフィルタを用いて周波数応答成分を抽出するフィルタ手段を備え、このフィルタ手段で抽出される周波数応答成分を用いることで互いに異なる特性の前記AF評価値を算出するものである。
【0017】
請求項9に記載の発明は、前記フィルタ手段は、供給される前記画像データを一時格納するレジスタ手段を備え、前記レジスタ手段は、前記デジタルカメラの画像処理で用いられる撮像画像の一時格納用のレジスタ手段と兼用されるものである。
【0018】
【発明の実施の形態】
<実施の形態>
図1は、この実施の形態に係るAF評価値算出装置を搭載したデジタルカメラの構成概略図、図2は、図1のAF評価値算出部の構成概略図、図3は、図1のデジタルカメラに於けるAFエリアの設定の一例図である。
【0019】
この実施の形態に於けるデジタルカメラ1は、図1に示す如く、撮像レンズ3と、CCD5と、撮像レンズ3を介してCCD5で撮像された画像の画像データをデジタル形式の画像データに変換するA/D変換部(図示省略)と、A/D変換部からの画像データに黒レベル補正を施す黒レベル補正部7と、黒レベル補正部7からの画像データにホワイトバランス補正を施すホワイトバランス補正部9と、ホワイトバランス補正部9からの画像データに於けるCCD5の欠陥画素部分の欠損画素データを当該欠陥画素の周辺画素の画素データから補間する処理を施すCCD欠陥画素補間部11と、CCD欠陥画素補間部11からの画像データを用いて、画像領域に設定されたAFエリアに於けるAF評価値を算出するAF評価値算出部13Aと、CCD欠陥画素補間部11からの画像データに画素補間等の処理を施して記録用の本画像データ等を生成する画像処理部15と、各要素11,13A,15の処理結果を一時格納するDMA・FIFOコントローラ17a,17b,17cと、SDRAM等の主メモリ19と、メモリバス21を介してDMA・FIFOコントローラ17a,17b,17cと主メモリ19との間のデータ転送を制御するDMAコントローラ23と、撮像レンズ3のレンズ位置を変位させる為のレンズ駆動部25と、各要素5,13A等の動作を同期させる為のクロック信号を生成するタイミングジェネレータ27と、各要素13A,25,27等を統轄するCPU29と、操作部31とを備えて主構成される。
【0020】
尚、DMAコントローラ23は、各要素17a〜17b,19間のデータ転送を担当するDMAチャンネルch0〜ch2と、各DMAチャンネルch0〜ch2の転送順序を調停する調停回路(図示省略)とを備えて主構成されており、各DMAチャンネルch0〜ch2の(転送元)→(転送先)は下記の様に設定される。
【0021】
(1)DMAチャンネルch0:
DMA・FIFOコントローラ17a→主メモリ19
(2)DMAチャンネルch1:
DMA・FIFOコントローラ17b→主メモリ19
(3)DMAチャンネルch2:
DMA・FIFOコントローラ17c→主メモリ19
尚、この実施の形態では、DMA・FIFOコントローラ17a,DMAチャンネルch0及びAF評価値算出部13AによりAF評価値算出装置が構成される。尚、DMA・FIFOコントローラ17a及びDMAチャンネルch0によりDMA(ダイレクト・メモリ・アクセス)が構成される。
【0022】
この実施の形態では、CCD5で撮像された各撮像画像には、図3に示す如く、その有効領域の全面を例えば4×4の行列状に16分割し、分割した各ブロックAmn(m,n=0〜3)を1つのAFエリアとする計16個のAFエリアAmn(m,n=0〜3)が設定される(以後、AFエリアAmnを必要に応じて行列Amnと称す)。
【0023】
CCD5は、図3に示す如く、その撮像画像の画素データを水平ラインL1,L2,…の順に順次走査で出力する。これにより、撮像画像の画素データは、行列Amnの各行毎に当該行の開始ラインLm1〜終了ラインLmf(m:当該行の行番、以下省略)の順に走査されて各要素7,9,11,13A,15(特にAF評価値算出部13A)に順に供給されて行く。
【0024】
AF評価値算出部13Aは、CCD欠陥画素補間部11から行列Amnの行毎に走査されて供給される撮像画像の画素データに対し、供給される当該行の各AFエリアAm0,Am1,Am2,Am3(m:当該行の行番、以下省略)毎にAF評価値を算出し、算出したAF評価値を、次の行の画素データが供給される前にDMA・FIFOコントローラ17aに出力して行くことで、行列Amnの列数と同数(ここでは4つ)だけの累算器を用いて、全AFエリアAmn(m,n=0〜3)に於ける各AF評価値を算出するものであり、図2に示す如く、周波数パスフィルタPFと、加算器Kと、行列Amnの列数と同数の累算器H0〜H3及びセレクタS0〜S3と、セレクタ37と、Dフリップ・フロップ回路39と、行カウンタ41及び列カウンタ43と、AFエリア・デコーダ45とを備えて構成される。
【0025】
周波数パスフィルタPF(以後フィルタPFと称す)は、例えば高域通過フィルタとして構成され、CCD欠陥画素補間部11から出力される画素データから高周波応答成分(これが当該画素のコントラスト値として扱われる)を抽出して加算器Kに出力する。単なる高域通過フィルタの出力は、正負の信号を発生する為、累積加算した場合に相殺されてしまうので、この様なAFの目的に使用する場合は、出力前に絶対値にする。
【0026】
加算器Kは、フィルタPFから出力される各画素のコントラスト値を、セレクタ37から選択的に出力される累算器H0,H1,H2,H3からの後述のコントラスト値の積算値(以後積算値と称す)と積算して新たな積算値として各セレクタS0〜S3に出力する。単なる高域通過フィルタの出力は、正負の信号を発生する為、累積加算した場合に相殺されてしまうので、この様なAFの目的に使用する場合は、出力前に絶対値する。
【0027】
セレクタS0(S1,S2,S3)は、加算器Kからの積算値と累算器H0(H1,H2,H3)からの積算値とを入力し、AFエリア・デコーダ45の出力端ACHSEL0(ACHSEL1,ACHSEL2,ACHSEL3)からの制御に従って、何れか一方の積算値を選択的に累算器H0(H1,H2,H3)に出力する。
【0028】
累算器H0(H1,H2,H3)は、AFエリア・デコーダ45の出力端HALL_ENDからの制御に従って、その格納状態をクリアー/非クリアーに切替え、非クリアー時は、セレクタS0(S1,S2,S3)からの積算値を新たな積算値として格納し、その新たな積算値をセレクタS0(S1,S2,S3)とセレクタ37とに出力し、クリアー時は、その格納する積算値をクリアーにしてゼロ値をセレクタS0(S1,S2,S3)とセレクタ37とに出力する。
【0029】
セレクタ37は、AFエリア・デコーダ45の出力端H_SEL[1:0]からの制御に従って、各累算器H0〜H3からの各積算値の何れか1つを選択的に加算器KとDフリップ・フロップ回路39とに出力する。
【0030】
Dフリップ・フロップ回路39は、AFエリア・デコーダ45の出力端BLK_ENDからの制御により作動/停止が切替えられ、作動時には、セレクタ37から選択的に出力される累算器H0,H1,H2,H3からの積算値をAF評価値としてDMA・FIFOコントローラ17aに出力し、停止時には、その出力を停止する。
【0031】
行カウンタ41,列カウンタ43はそれぞれ、タイミングジェネレータ27からのクロック信号に基づき、フィルタPFから加算器Kに出力される各画素データが撮像画像の画素配列の何行目,何列目のものかをカウントする。
【0032】
AFエリア・デコーダ45は、CPU29からの制御により作動/停止が切替られ、作動時には、図3を参照して、各カウンタ41,43のカウントに基づき、行列Amnの第m行の水平ラインLmi上の画素データのうち、AFエリアAm0(Am1,Am2,Am3)に含まれる各画素データがフィルタPFから加算器Kに出力される間は、出力される毎に、以下の様に各要素S0〜S3,H0〜H3,37,39を制御する。
【0033】
即ち、図2を参照して、セレクタ37に対しては累算器H0(H1,H2,H3)からの積算値を選択させて加算器K及びDフリップ・フロップ回路39に出力させる。これにより、加算器Kにより、そのセレクタ37からの積算値とフィルタPFからの画素データ(即ちコントラスト値)とが積算され、その新たな積算値が各セレクタS0〜S3に出力される。セレクタS0(S1,S2,S3)に対しては加算器Kからの積算値を選択させて累算器H0(H1,H2,H3)に出力させる一方、S0(S1,S2,S3)以外の各セレクタS0〜S3に対してはその後段の累算器H0,H1,H2,H3からの積算値を選択させてその後段の累算器H0,H1,H2,H3に出力させる。各累算器H0,H1,H2,H3に対しては非クリアーにさせてその前段のセレクタS0,S1,S2,S3からの積算値を新たな積算値として格納させ、格納させた積算値をセレクタ37とその前段のセレクタS0,S1,S2,S3に出力させる。Dフリップ・フロップ回路39に対しては停止させてセレクタ37の出力がDMA・FIFOコントローラ17aに出力されない様にする。
【0034】
これにより、第m行の水平ラインLmi上のAFエリアAm0(Am1,Am2,Am3)に含まれる画素のコントラスト値は、積算されて累算器H0(H1,H2,H3)に格納される。同様の制御を第m行の開始ラインLm1〜終了ラインLmfの各水平ラインに対して繰り返すことで、第m行のAFエリアAm0(Am1,Am2,Am3)に含まれる全ての画素のコントラスト値は、積算されて累算器H0(H1,H2,H3)に格納される。
【0035】
このとき、第m行の終了ラインLmfにおいては、AFエリアAm0(Am1,Am2,Am3)の終了画素Gの画素データがフィルタPFから加算器Kに出力されるときに、Dフリップ・フロップ回路39を動作させて、セレクタ37から選択的に出力される累算器H0(H1,H2,H3)からの積算値をAFエリアAm0(Am1,Am2,Am3)に於けるAF評価値としてDMA・FIFOコントローラ17aに出力させる。
【0036】
そして、更に、第m行の終了ラインLmfの最後の終了画素Gf(G)の画素データがフィルタPFから加算器Kに出力されるときには、各累算器H0,H1,H2,H3に対して、その格納する積算値をクリアーにしてゼロ値をセレクタ37とその前段のセレクタS0,S1,S2,S3とに出力させる。これにより、次の第(m+1)行の各AFエリアAm+10,Am+11,Am+12,Am+13に於けるAF評価値の算出の準備が整えられる。
【0037】
以上の制御を行列Amnの第0行〜第3行の各行に対して繰り返すことで、撮像画像に設定された全AFエリアAmn(m,n=1〜3)に於けるAF評価値が算出される。
【0038】
DMA・FIFOコントローラ17aは、AFエリア・デコーダ45の出力端BLK_ENDからの制御に従って、Dフリップ・フロップ回路39から出力されるAF評価値を一時格納し、DMAチャンネルch0の制御に従って、一時格納したAF評価値を主メモリ19に転送して格納する。尚、各AF評価値は、従来同様、そのAF評価値が得られた撮像レンズ3のレンズ位置と対応付けられて主メモリ19に格納される。
【0039】
CPU29は、操作部31を介してAF制御開始の操作指令を受けると、各要素13A,25,27を制御し、例えば所謂「全域スキャン法」によるAF制御を実行する。即ち、CPU29は、各要素25,27を制御して、撮像レンズ3を光軸方向に段階的に全域スキャンさせながら、CCD5により各レンズ位置での被写体像を撮像させる。そして、CCD5から各要素7,9,11を介してAF評価値算出部13Aに供給される各撮像画像に対し、AF評価値算出部13Aを制御して、上記の通り、各撮像画像それぞれに設定される全AFエリアAmn(m,n=1〜3)に於けるAF評価値を算出させて要素17aに出力させる。要素17aに出力されたAF評価値は、DMAチャンネルch0により主メモリ19に転送されて格納される。これにより、各レンズ位置の撮像画像に亘るAF評価値が全て主メモリ19に格納される。
【0040】
そして、CPU29は、操作部31の操作で指定された一のAFエリア(例えばAFエリアA11)に対し、主メモリ19の中から、各撮像画像のAFエリアA11に於けるAF評価値のうちの最大値のものを検出し、レンズ駆動部25を制御して、検出したAF評価値に対応付けられたレンズ位置(これが合焦位置となる)に撮像レンズ3を位置合わせさせる。
【0041】
この様に、全域スキャン法では、各レンズ位置の撮像画像に亘るAF評価値を一旦全て主メモリ19に格納し、その中から最大のAF評価値を検出することで、合焦位置を求める為、一発で合焦位置を検出でき、従って、一発で撮像レンズ3を合焦位置に位置合わせできる(即ちAF制御の高速化を図れる)利点がある。
【0042】
また、CPU29は、操作部31を介して本撮影開始の操作指令を受けると各要素15,27を制御して本撮影を実行する。即ち、CPU29は、要素27を制御し、CCD5により撮像レンズ3を介して被写体像を撮像させる。そして、CCDから各要素7,9,11を介して画像処理部15に出力されるその撮像画像に対し、画像処理部15を制御して、画素補間処理等の所要の画像処理を施して記録用の本画像データを生成させ、要素17cに出力させる。尚、要素17cに出力された本画像データは、DMAチャンネルch2により主メモリ19に格納される。
【0043】
次に、このデジタルカメラ1の動作を説明する。
【0044】
操作部31を介してAF制御開始の操作が入力されると、CPU29により各要素25,27が制御されて、撮像レンズ3が段階的に全域スキャンされると共に、撮像レンズ3の各レンズ位置毎にCCD5により被写体像が撮像される。撮像された各撮像画像の画素データは、撮像順に、各撮像画像に設定された行列Amnの行毎に順次走査されてCCD5から出力され、各要素7,9,11,13Aに順に流れて処理される。
【0045】
このとき、AF評価値算出部13Aでは、上記の通り、CPU29の制御により、行列Amnの行毎に供給される撮像画像の画素データに対し、行列Amnの列数と同数(ここでは4つ)だけの累算器H0〜H3が用いられて、供給される当該行の各AFエリアAm0,Am1,Am2,Am3毎にAF評価値が算出され、算出された各AF評価値が、次の行の画素データが供給される前にDフリップ・フロップ回路39からDMA・FIFOコントローラ17aに出力されて行く。この様にして、各レンズ位置で撮像された撮像画像の各AFエリアAmn(m,n=0〜3)に於けるAF評価値が算出される。
【0046】
そして、DMA・FIFOコントローラ17aに出力された各AF評価値は、DMAチャンネルch0によりDMA・FIFOコントローラ17aから主メモリ19に転送され格納される。この様にして、各レンズ位置で撮像された撮像画像の各AFエリアAmn(m,n=0〜3)のAF評価値が全て主メモリ19に格納される。尚、各AF評価値は、従来同様、そのAF評価値が得られた撮像レンズ3のレンズ位置と対応付けられて主メモリ19に格納される。
【0047】
そして、操作部31を介して一のAFエリア(例えばAFエリアA11)の指定の操作が入力されると、CPU29により、その指定されたAFエリアA11に対し、主メモリ19の中から、各撮像画像のAFエリアA11に於けるAF評価値のうちの最大値のものが検出され、検出されたAF評価値に対応付けられたレンズ位置(これが合焦位置となる)が検出され、レンズ駆動部25を介して撮像レンズ3がその検出されたレンズ位置(即ち合焦位置)に位置合わせされる。
【0048】
また、操作部31を介して本撮影の操作が入力されると、CPU29によりタイミングジェネレータ27を介してCCD5が制御され、撮像レンズ3を介して入射する被写体像が撮像される。その撮像画像の画像データは、CCD5から出力され、各要素7,9,11,15に順に流れて処理される。
【0049】
このとき、画像処理部15では補間処理等が施されて本画像データが生成される。そして、CCD欠陥画素補間部11から出力される原画像データ及び画像処理部15から出力される本画像データはそれぞれ、DMA・FIFOコントローラ17b,17cに出力され、それぞれ、DMAチャンネルch0,ch1により各要素17b,17cから主メモリ19に転送され格納される。
【0050】
以上の様に、本実施の形態に係るAF評価値算出装置(13A,17a,ch0)によれば、AF評価値算出部13Aで算出されたAF評価値は、データ転送手段(17a,ch0)によりAF評価値算部13Aから主メモリ19に転送される為、AF制御を司るCPU29の処理パワーをAF評価値の転送に消費されずに済み、AF制御の速度の低下を防止できる。
【0051】
しかも、データ転送手段(17a,ch0)は、DMAである為、容易に構成できる。
【0052】
更に、算出されたAF評価値は、デジタルカメラ1の主メモリ19に格納される為、即ち、主メモリ19とAF評価値の格納用のメモリとが兼用される為、メモリスペースが省略できる(即ち当該AF評価値算出装置の大型化を防止できる)と共にAF評価値の数が多くなってもメモリ不足を防止できる。これにより、本実施の形態の様に、多数のAFエリアAmn(m,n=0〜3)を設定すると共に所謂「全域スキャン法」を採用しても、当該AF評価値算出装置の小型化とデジタルカメラ1のAF制御の高速化とを両立できる。
【0053】
更に、行列Amnの列数分だけの累算器H0〜H3を備え、且つ、撮像画像を行列Amnの行毎に順次走査してAF評価値算出部13Aに供給して、それら累算器H0〜H3により、フィルタPFを介して行列Amnの行毎に供給される画像の画素データを、供給される当該行の各AFエリアAm0,Am1,Am2,Am3毎に積算して、当該行の各AFエリアAm0〜Am3毎に於ける各AF評価値を算出し、算出した各AF評価値を、次の行に含まれる画像の画素データが供給される前に、要素17aに出力させる様に構成される為、行列Amnの列数分だけの累算器H0〜H3で全AFエリアAmn(m,n=0〜3)それぞれのAF評価値が算出でき、従って、多数のAFエリアを設定しても累算器が少数で済み、当該AF評価値算出装置の大型化及び消費電力の増大化を防止できる。
【0054】
更に、積算用の加算器Kを1つだけ備え、この加算器Kを、供給される当該行の各AFエリアAm0,Am1,Am2,Am3に於けるAF評価値の算出に対して時分割的に用いる為、1つの加算器Kだけで、当該行の各AFエリアAm0〜Am3に於けるAF評価値の算出ができて、当該AF評価値算出装置の大型化及び消費電力の増大化の防止に寄与できる。
【0055】
又、以上の様に構成されたデジタルカメラ1によれば、上記のAF評価値算出装置に於ける効果により、多数のAFエリアを設定しても大型化及び消費電力の増大化が防止できると共に、多数のAFエリアを設定できることで、被写体像の画像上の位置に応じて最適なAFが行える利点がある。
【0056】
尚、この実施の形態に於いて、算出したAF評価値をDフリップ・フロップ回路39からDMA・FIFOコントローラ17aに出力する際、AF評価値の上位ビットだけ(即ち端数を切捨てた残りの部分だけ)をDMA・FIFOコントローラ17aに出力する様にしても構わない。この様にすれば、転送するデータ量が削減できて、転送速度を向上できると共に主メモリ19内のAF評価値の格納領域が削減できる。
【0057】
<変形例1>
上記実施の形態では、各AFエリアAmn(m,n=0〜3)を互いに重畳しない様に設定した場合で説明したが、特に、同じ行のAFエリアAm0,Am1,Am2,Am3間でなら、例えば図4に示す如く、各AFエリアAm0〜Am3を互いに重畳する様に設定しても構わない。この場合のAF評価値算出部13Bは、例えば図5に示す如く構成される。
【0058】
AF評価値算出部13Bは、図5に示す如く、図2のAF評価値算出部13Aと比べて、各セレクタS0,S1,S2,S3の前段に個別の加算器K0,K1,K2,K3を備える点が大きく異なる。より詳細には、このAF評価値算出部13Bでは、AF評価値算出部13Aと比べて、フィルタPFは、その抽出した各画素のコントラスト値を各加算器K0〜K3に出力し、累算器H0(H1,H2,H3)は、その格納する積算値をセレクタ37,S0(S1,S2,S3)及び加算器K0(K1,K2,K3)に出力し、加算器K0(K1,K2,K3)は、フィルタPFからのコントラスト値と累算器H0(H1,H2,H3)からの積算値とを積算して新たな積算値としてセレクタS0(S1,S2,S3)に出力する点が異なる以外はほぼ同様に構成される。
【0059】
次に、このAF評価値算出部13Bの動作を説明する。各要素S0〜S3,H0〜H3,37,39は、AFエリア・デコーダ45の制御により、図4を参照して、行列Amnの第m行の水平ラインLmi上の各画素データのうち、AFエリアAm0(Am1,Am2,Am3)に含まれる画素データがフィルタPFから各加算器K0〜K3に出力される間は、出力される毎に以下の様に動作する。
【0060】
即ち、図5を参照して、各累算器H0,H1,H2,H3は、非クリアーにされてその積算値をセレクタ37とその前段のセレクタS0,S1,S2,S3及び加算器K0,K1,K2,K3とに出力する。これにより、各加算器K0,K1,K2,K3により、その後段の累算器H0,H1,H2,H3からの積算値とフィルタPFからのコントラスト値とが積算され、その新たな積算値がその後段のセレクタS0,S1,S2,S3に出力される。セレクタS0(S1,S2,S3)は、加算器K0(K1,K2,K3)からの積算値を選択して累算器H0(H1,H2,H3)に出力する一方、S0(S1,S2,S3)以外の各セレクタS0〜S3は、その後段の累算器H0,H1,H2,H3からの積算値を選択してその後段の累算器H0,H1,H2,H3に出力する。セレクタ37及びDフリップ・フロップ回路39はともに、その出力を停止する。
【0061】
これにより、第m行の水平ラインLmi上のAFエリアAm0(Am1,Am2,Am3)に含まれる各画素のコントラスト値は、積算されて累算器H0(H1,H2,H3)に格納される。このとき、例えば第m行の水平ラインLmi上のAFエリアAm0とAm1とが重畳する領域U01では、AFエリアAm0に於ける積算とAFエリアAm0に於ける積算とが併行して行われる(領域U12,U23でも同様)。同様の動作が第m行の開始ラインLm1〜終了ラインLmfの各水平ラインに対して繰り返えされることで、第m行のAFエリアAm0(Am1,Am2,Am3)に含まれる全ての画素のコントラスト値が、積算されて累算器H0(H1,H2,H3)に格納される。
【0062】
そして、第m行の終了ラインLmf上のAFエリアAm0(Am1,Am2,Am3)の終了画素Gのコントラスト値がフィルタPFから各加算器K0〜K3に出力されるときには、セレクタ37は、累算器H0(H1,H2,H3)からの積算値を選択してDフリップ・フロップ回路39に出力する。Dフリップ・フロップ回路39は、そのセレクタ37から出力される累算器H0(H1,H2,H3)からの積算値をAFエリアAm0(Am1,Am2,Am3)に於けるAF評価値としてDMA・FIFOコントローラ17aに出力する。
【0063】
そして、更に、第m行の終了ラインLmfの最後の終了画素Gf(G)の画素データがフィルタPFから各加算器K0〜K3に出力されるときには、各累算器H0,H1,H2,H3は、その格納する積算値をクリアーにしてゼロ値をその前段の加算器K0,K1,K2,K3及びセレクタS0,S1,S2,S3とセレクタ37とに出力する。これにより、次の第(m+1)行の各AFエリアAm+10,Am+11,Am+12,Am+13に於けるAF評価値の算出の準備が整えられる。
【0064】
以上の動作が行列Amnの第0行〜第3行の各行に対して繰り返えされることで、撮像画像に設定された全AFエリアAmn(m,n=1〜3)に於けるAF評価値が算出される。
【0065】
この様に、各累算器H0,H1,H2,H3毎に積算用の加算器K0,K1,K2,K3を設けることで、同じ行のAFエリアAm0,Am1,Am2,Am3間で併行して積算処理が実行できる様になる為、同じ行の各AFエリアAm0〜Am3を互いに重畳する様に設定できる利点がある。
【0066】
尚、この変形例1では、Dフリップ・フロップ回路39は、無くても構わない。
【0067】
<変形例2>
上記実施の形態では、1つのAFエリアに対して1つのAF評価値を算出する場合で説明したが、1つのAFエリアに対して特性の異なる複数のAF評価値を算出する様にしても構わない。図6は、1つのAFエリアに対して特性の異なる2つのAF評価値を算出する様にした場合のAF評価値算出部の構成の一例図である。
【0068】
このAF評価値算出部13Cは、図6に示す如く、図2のAF評価値算出部13Aを2つ(これらを13A,13A’と称す)並列に接続して主構成される。より詳細には、AF評価値算出部13Cでは、AFエリア・デコーダ45、行セレクタ41及び列セレクタ43は、各AF評価値算出部13A,13A’の間で共通使用され、AF評価値算出部13A側のフィルタPFは、高域通過フィルタとして構成される一方、AF評価値算出部13A’側のフィルタPF’は、バンドパスフィルタとして構成される点が異なる以外は、各AF評価値算出部13A,13A’は、図2のAF評価値算出部13Aと同様に構成される。
【0069】
次に、AF評価値算出部13Cの動作を説明する。このAF評価値算出部13Cでは、CCD欠損画素補間部11からの画素データは、フィルタPF’,PFの双方に出力される。フィルタPF’に出力された画素データは、フィルタPF’にて、中周波数応答成分(これがコントラスト値となる)が抽出され、その中周波数応答成分に基づき、図2のAF評価値算出部13Aの場合と同様に、全AFエリアAmn(m,n=0〜3)それぞれに於けるAF評価値が算出されてDMA・FIFOコントローラ17aに出力される。これに併行して、フィルタPFに出力された画素データは、フィルタPFにて、高周波数応答成分が抽出(これがコントラスト値となる)され、その高周波数応答成分に基づき、図2のAF評価値算出部13Aの場合と同様にして、全AFエリアAmn(m,n=0〜3)それぞれに於けるAF評価値が算出されてDMA・FIFOコントローラ17aに出力される。この様に、この構成では、1つのAFエリアに対して異なる帯域の周波数応答成分に基づく2つのAF評価値が算出される。
【0070】
尚、1つのAFエリアに対して3つ以上のAF評価値を算出する場合は、上記2つの場合を参考にして、図2のAF評価値算出部13Aを3つ以上並列に接続すればよい。
【0071】
この様に、1つのAFエリアに対して特性の異なる複数のAF評価値を算出する様にすれば、それら特性の異なる複数のAF評価値を被写体に応じて使い分けることで、被写体に応じて、より最適な合焦位置を求めることができる。
【0072】
尚、この変形例では、各フィルタPF,PF’に於いて互いに異なる帯域の周波数応答成分を抽出させることで、各AF評価値算出部13A,13A’により算出される各AF評価値に異なる特性を持たせたが、各AF評価値に異なる特性を持たせる手法としては、その様に限定するものではない。
【0073】
例えば、周波数応答成分を抽出する際に使用する演算法(例えば差分の積算値や差分の2乗総和)を各フィルタPF,PF’で異ならせることで、各AF評価値に異なる特性を持たせても構わない。又は、例えば、周波数応答成分を抽出するフィルタの画素間相関特性(例えば、垂直方向の画素間の相関に基づいて周波数応答成分を抽出するもの,水平方向の画素間の相関に基づいて周波数応答成分を抽出するもの,斜め方向の画素間の相関に基づいて周波数応答成分を抽出するもの,点対称の画素間の相関に基づいて周波数応答成分を抽出するもの,より一般的に2次元的な画素間の相関に基づいて周波数応答成分を抽出するもの)を各フィルタPF,PF’で異ならせることで、各AF評価値に異なる特性を持たせも構わない。これらの場合も同様の効果を得る。
【0074】
尚、図7のAF評価値算出部13Dは、図6のAF評価値算出部3Cに於いて、フィルタPFとして、垂直方向の画素間の相関に基づいて高周波数応答成分を抽出する高域通過フィルタを使用し、フィルタPF’として、水平方向の画素間の相関に基づいて高周波数応答成分を抽出する高域通過フィルタを使用したものである。
【0075】
図7中の33は、フィルタPF’に備えられたレジスタ群(レジスタ手段)であり、例えば5×5個のレジスタ33aを例えば4つのラインメモリ33bを介して直列に多段接続して構成される。このレジスタ群33は、CCD欠陥画素補間部11からの画素データがレジスタ33a1に順次入力される毎に、各レジスタ33a及び各ラインメモリ33bに格納する画素データを順次後段のレジスタ33a又はラインメモリ33bにシフトさせて行く。これにより、撮像画像の各画素を中心とする5×5の画素領域の画素データが順次5×5のレジスタ33aに格納されて行く。フィルタPF’は、レジスタ33a2に順次格納される画素(着目画素)の画素データとレジスタ33a2(即ち当該着目画素)の上2つ下2つのレジスタ33aに格納される画素データの計5つの画素の画素データを用いて当該着目画素に於ける高周波応答成分を抽出して行く。
【0076】
一般に、垂直方向の画素間の相関(同様に、斜め方向の画素間の相関,点対称の画素間の相関(垂直方向の画素間の相関を含むものに限る),又は,より一般的に2次元的な画素間の相関)に基づいて波数応答成分を抽出するフィルタPF’は、この様なレジスタ群33を備えて構成される。この様なレジスタ群33は、通常、画像処理部15に於いても、撮像画像の各画素(着目画素)の画素データを当該着目画素の周囲画素の画素データから補完する画素補間処理を行う際に、当該着目画素を中心とする例えば5×5の画素領域の画素データを一時格納する為に使用されている。その為、フィルタPF’として、垂直方向の画素間の相関等に基づいて波数応答成分を抽出するものを使用する場合は、フィルタPF’で用いられるレジスタ群33と画像処理部15の画素補間処理で用いられる当該レジスタ群とを共通使用しても構わない。
【0077】
即ち、例えば、画像処理部15に於いて画素補間処理を行う場合に、画像処理部15側の当該レジスタ群を省略し、フィルタPF’側のレジスタ群33のレジスタ33aに一時格納される5×5の画素領域の画素データを用いて画素補間処理を行っても構わない。この様にすれば、画像処理部15側の当該レジスタ群が削減できて、デジタルカメラ1の小型化及び消費電力の削減が図れる。
【0078】
同様に、図2のAF評価値算出部13Aの場合に於いても、フィルタPFとして、垂直方向の画素間の相関等に基づいて周波数応答成分を抽出するものを用いる場合は、当該レジスタ群33を画像処理部との間で共通使用にしても構わない。この場合も同様の効果を得る。
【0079】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、AF評価値算出手段で算出されたAF評価値は、データ転送手段によりAF評価値算出手段から主メモリにDMA転送される為、AF制御を司るCPUの処理パワーをAF評価値の転送に消費されずに済み、AF制御の速度の低下を防止できる。更に、データ転送手段は、DMAである為、容易に構成できる。
【0080】
請求項2に記載の発明によれば、算出されたAF評価値は、デジタルカメラの主メモリに格納される為、即ち、デジタルカメラの主メモリとAF評価値の格納用の主メモリとが兼用される為、メモリスペースが省略できる(即ち当該AF評価値算出装置の大型化を防止できる)と共にAF評価値の数が多くなってもメモリ不足を防止できる。これにより、多数のAFエリアを設定すると共に所謂「全域スキャン法」を採用しても、当該AF評価値算出装置の小型化とデジタルカメラのAF制御の高速化とを両立できる。
【0081】
また、請求項1に記載の発明によれば、AFエリアの行列の列数分だけの累算器で全AFエリアそれぞれのAF評価値を算出する為、多数のAFエリアを設定しても累算器が少数で済み、当該AF評価値算出装置の大型化及び消費電力の増大化を防止できる。
【0082】
請求項3に記載の発明によれば、算出した各AF評価値の上位ビットだけをデータ転送手段に出力し、データ転送手段を介して主メモリに転送させる為、転送するデータ量が削減できて、転送速度を向上できると共に主メモリ内のAF評価値の格納領域を削減できる。
【0083】
請求項4に記載の発明によれば、1つの加算器Kを、供給される当該行の各AFエリアに於けるAF評価値の算出に対して時分割的に用いる為、1つの加算器Kだけで、当該行の各AFエリアに於けるAF評価値の算出ができ、当該AF評価値算出装置の大型化及び消費電力の増大化の防止に寄与できる。
【0084】
請求項5に記載の発明によれば、各累算器毎に積算用の加算器を有する為、同じ行のAFエリア間で併行して積算が実行でき、同じ行の各AFエリアを互いに重畳する様に設定できる利点がある。
【0085】
請求項6に記載の発明によれば、各AF評価値算出手段に於いて、互いに異なる演算法で抽出された周波数応答成分が用いられることで、互いに異なる特性のAF評価値が算出される為、それら特性の異なるAF評価値を被写体に応じて使い分けることで、被写体に応じて、より最適な合焦位置を求めることができる。
【0086】
請求項7に記載の発明によれば、各AF評価値算出手段に於いて、互いに異なる帯域の周波数応答成分が用いられることで、互いに異なる特性のAF評価値が算出される為、それら特性の異なるAF評価値を被写体に応じて使い分けることで、被写体に応じて、より最適な合焦位置を求めることができる。
【0087】
請求項8に記載の発明によれば、各AF評価値算出手段に於いて、互いに異なる画素間相関特性のフィルタで抽出された周波数応答成分が用いられることで、互いに異なる特性のAF評価値が算出される為、それら特性の異なるAF評価値を被写体に応じて使い分けることで、被写体に応じて、より最適な合焦位置を求めることができる。
【0088】
請求項9に記載の発明によれば、フィルタ手段に備えられたレジスタ手段は、デジタルカメラの画像処理で用いられるレジスタ手段と兼用される為、トータルのレジスタ群が削減できて、デジタルカメラの小型化及び消費電力の削減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るAF評価値算出装置を搭載したデジタルカメラの構成概略図である。
【図2】図1のAF評価値算出部の構成概略図である。
【図3】図1のデジタルカメラに於けるAFエリアの設定の一例図である。
【図4】変形例1に於けるAFエリアの設定の一例図である。
【図5】変形例1に於けるAF評価値算出部の構成概略図である。
【図6】変形例2に於けるAF評価値算出部の構成概略の一例図である。
【図7】変形例2に於けるAF評価値算出部の構成概略の他の一例図である。
【図8】画面に4つのAFエリアが設定された場合の一例を示す図である。
【図9】画面に4つのAFエリアが設定された場合の他の例を示す図である。
【符号の説明】
1 デジタルカメラ
13A,13B,13C(13A,13A’),13D AF評価値算部
15 画像処理部
17a,17b,17c DMA・FIFOコントローラ
19 主メモリ
23 DMAコントローラ
29 CPU
33 レジスタ手段
37 セレクタ
39 Dフリップ・フロップ回路
41 行カウンタ
43 列カウンタ
45 AFエリア・デコーダ
Amn(m,n=0〜3) AFエリア
H0〜H3 累算器
K,K0〜K3 加算器
S0〜S3 セレクタ
PF,PF’ フィルタ
Claims (9)
- デジタルカメラのAF(オートフォーカス)制御で用いられるAF評価値を算出するAF評価値算出装置であって、
供給される画像データに対し、それぞれ、画像領域に設定された複数のAFエリアそれぞれに於けるAF評価値を算出する1つ以上のAF評価値算出手段と、
前記AF評価値算出手段で算出された前記AF評価値を主メモリにDMA(ダイレクト・メモリ・アクセス)転送するデータ転送手段と、
を備え、
前記複数のAFエリアは、行列状に設定され、
前記各AF評価値算出手段は、
前記複数のAFエリアの列数と同数設けられ、一の行の前記各AFエリア毎に前記画像データの積算値が格納される累算器と、
供給される前記画像データから所定の周波数応答成分を抽出するフィルタ手段と、
前記フィルタ手段を介して供給される一の行の前記各AFエリアの前記画像データを前記各累算器に格納された前記積算値に加算して、新たな積算値を求める加算器とを備え、
前記各累算器は前記新たな積算値を格納し、
前記各累算器に格納された、一の行の各AFエリアに於ける各AF評価値としての各積算値を、次の行に含まれる前記画像データが前記各AF評価値算出手段に供給される前に、前記データ転送手段に出力する出力手段と、
を更に備え、
前記データ転送手段は、前記出力手段からの前記各AF評価値を一時格納して前記主メモリにDMA転送することを特徴とするAF評価値算出装置。 - 前記主メモリは、前記デジタルカメラに備えられた撮像画像の一時格納用の主メモリであることを特徴とする請求項1に記載のAF評価値算出装置。
- 前記AF評価値算出手段は、前記算出した各AF評価値の上位ビットだけを前記データ転送手段に出力し、前記データ転送手段を介して前記主メモリに転送させることを特徴とする請求項1に記載のAF評価値算出装置。
- 前記AF評価値算出手段は、積算用の前記加算器を1つ有し、この加算器を前記各AFエリアに於ける前記AF評価値の算出に対して時分割的に用いることを特徴とする請求項1又は請求項3に記載のAF評価値算出装置。
- 前記AF評価値算出手段は、前記各累算器毎に積算用の前記加算器を有することを特徴とする請求項1又は請求項3に記載のAF評価値算出装置。
- 前記AF評価値算出手段が2つ以上ある場合、各AF評価値算出手段は、供給される前記画像データから互いに異なる演算法で周波数応答成分を抽出するフィルタ手段を備え、このフィルタ手段で抽出される周波数応答成分を用いることで互いに異なる特性の前記AF評価値を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載のAF評価値算出装置。
- 前記AF評価値算出手段が2つ以上ある場合、各AF評価値算出手段は、供給される前記画像データから互いに異なる帯域の周波数応答成分を抽出するフィルタ手段を備え、このフィルタ手段で抽出される周波数応答成分を用いることで互いに異なる特性の前記AF評価値を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載のAF評価値算出装置。
- 前記AF評価値算出手段が2つ以上ある場合、各AF評価値算出手段は、供給される前記画像データから互いに異なる画素間相関特性のフィルタを用いて周波数応答成分を抽出するフィルタ手段を備え、このフィルタ手段で抽出される周波数応答成分を用いることで互いに異なる特性の前記AF評価値を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れかに記載のAF評価値算出装置。
- 前記フィルタ手段は、供給される前記画像データを一時格納するレジスタ手段を備え、
前記レジスタ手段は、前記デジタルカメラの画像処理で用いられる撮像画像の一時格納用のレジスタ手段と兼用されることを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れかに記載のAF評価値算出装置。
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