JP5068214B2 - イメージセンサの自動焦点調節のための装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動焦点調節技術に係り、特に、イメージ内の明るい光源によるイメージセンサ内の自動焦点調節装置と方法とに関する。

最近、デジタルカメラまたはデジタルカメラが内蔵された携帯電話機のようなイメージ感知システムで、自動焦点調節技術は必須的な技術になっている。また、多様な環境下でどれほど正確で迅速に焦点レンズ（ｆｏｃｕｓｉｎｇ ｌｅｎｓ）または撮影レンズ（ｔａｋｉｎｇ ｌｅｎｓ）の焦点を焦点が合ったレンズ位置（ｉｎ−ｆｏｃｕｓ ｌｅｎｓ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）に位置させることができるかどうかが、イメージ感知システムの性能を決定する基準になっている。

自動焦点調節技術は、イメージセンサによってキャプチャされたイメージの特性（例えば、イメージシャープネス情報（ｉｍａｇｅ ｓｈａｒｐｎｅｓｓ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ））を分析し、該分析結果（例えば、焦点値曲線）によって焦点値（ｆｏｃｕｓ ｖａｌｕｅ）が最も大きな位置（例えば、焦点が合ったレンズ位置）に焦点レンズを位置させて最も鮮明なイメージ（または、焦点が合ったイメージ（ｉｎ−ｆｏｃｕｓ ｉｍａｇｅ））を得ることをその目的とする。イメージシャープネス情報は、焦点が合ったイメージに対して最大値（ｍａｘｉｍｕｍ ｖａｌｕｅ）を有する高周波イメージ信号情報（ｈｉｇｈ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｍａｇｅ ｓｉｇｎａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を表わす。

一般的に、自動焦点調節技術を使うイメージ感知システムは、大きくイメージセンサによってキャプチャされたイメージから焦点値を検出し、焦点レンズのレンズ位置を制御するために検出された焦点値を分析する。したがって、焦点レンズの位置を正確に制御するためには、焦点値を正確に検出することが必要である。

しかし、デジタルカメラのような従来のイメージ感知システムで、ローコントラストディテール（ｌｏｗ−ｃｏｎｔｒａｓｔ ｄｅｔａｉｌ）及び飽和されたハイライト領域（ｓａｔｕｒａｔｅｄ ｈｉｇｈｌｉｇｈｔ ａｒｅａｓ；例えば、光源に対するイメージ）を共に含むイメージから焦点値を正確に検出することは難しかった。

すなわち、前記焦点値を検出するのに使われるイメージシャープネス情報は、イメージノイズ（ｉｍａｇｅ ｎｏｉｓｅ）及びキャプチャされたイメージに含まれた飽和されたハイライト領域（例えば、光源）によって相当な影響を受ける。

光源（例えば、白熱電灯、蛍光灯、太陽）に対するイメージが焦点が合ったイメージ外に存在するとしても、光源に対するイメージは、非常に強いエッジ（ｅｄｇｅｓ）を含む。したがって、エッジは、イメージシャープネス情報を歪曲させるので、従来のイメージ感知システムで焦点レンズを焦点が合ったレンズ位置に位置させることを相当に難しくする。

本発明が果たそうとする技術的な課題は、前記問題点を解決するために案出されたものであって、ローコントラストディテールと飽和されたハイライト領域とが共に含まれたイメージでさえ焦点が合ったレンズ位置を正確に捜すことができる方法と前記方法を適用したイメージ感知システムとを提供することである。

前記技術的課題を解決するための本発明の一実施形態によるイメージ感知システムの自動焦点調節のための装置及び方法において、Ｎビン輝度ヒストグラムは、イメージからデジタル信号処理器によって生成される。マイクロプロセッサは、Ｎビン輝度ヒストグラムからイメージのタイプを決定する。イメージが第１タイプであれば、マイクロプロセッサは、少なくとも一つの焦点値の第１セットを用いて焦点位置を計算する。イメージが第２タイプであれば、マイクロプロセッサは、第１セットと他の少なくとも一つの焦点値の第２セットを用いて焦点位置を決定する。

マイクロプロセッサは、数式

を満足するＫ番目のビンを計算する。ここで、Ｈｉは、ｉ（ｉ＝１，２，．．．，Ｎ）番目のビンのそれぞれでのヒストグラム値であり、ＨＮは、最も明るい輝度のためのＮ番目のビンのヒストグラム値である。

マイクロプロセッサは、Ｋ番目のビンとＮ番目のビンとの間の距離（Ｄ＝Ｎ−Ｋ）を計算する。そして、距離（Ｄ）が基準値と同一であるか大きければ、イメージをハイライト場面タイプに決定し、距離（Ｄ）が基準値より小さければ、イメージを正常場面タイプに決定する。

イメージが正常場面タイプである時、マイクロプロセッサは、グラジエントフィルタの出力から生成されたグラジエント焦点値を使って焦点位置を計算する。また、マイクロプロセッサは、イメージがハイライト場面タイプである時、マイクロプロセッサは、焦点位置を決定するためにグラジエント焦点値を使わない。

イメージが正常場面タイプであり、グラジエント焦点値が扁平な特性を有する時、焦点位置を決定するためにグラジエント焦点値は使われない。また、グラジエント焦点値が扁平な特性を有する時、焦点位置を決定するためにラプラシアン焦点値が使われる。そして、最適の焦点値は、グラジエント焦点値が扁平な特性を有する時、多数のイメージウィンドウのための多数のラプラシアン焦点値の特性に依存して決定される。

イメージがハイライト場面タイプである時、マイクロプロセッサは、さらに小さな多数のイメージウィンドウのために多数のラプラシアン焦点値の特性に依存して最適の焦点値を決定する。多数のラプラシアン焦点値のすべてが扁平な特性を有する時、マイクロプロセッサは、さらに大きいイメージウィンドウの不飽和ピクセルの個数の特性を用いる。

本発明は、焦点レンズ、焦点モータ、イメージセンサ、デジタル信号処理器、マイクロプロセッサを含むイメージ感知システムで使われる。イメージセンサは、焦点レンズを通じて伝送されたイメージを生成させる。焦点モータは、焦点レンズを移動させて、焦点モータドライバは、マイクロプロセッサによって決定された焦点位置に焦点レンズを位置させるために焦点モータを制御する。
これにより、焦点が合ったレンズ位置を決定することに利用される焦点値は、イメージの光源によるイメージのタイプによって選択される。すなわち、焦点値は、イメージに如何なる光源があっても、正確に生成されうる。

本発明の実施形態による自動焦点調節方法と自動焦点調節装置は、ローコントラストディテールと飽和されたハイライト領域とが共に含まれたイメージでさえ焦点が合った位置を正確に捜すことができる効果がある。

以下、添付した図面を参照して、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の実施形態による自動焦点調節のためのイメージ感知システムのブロック図である。本実施形態のイメージ感知システム１は、例えば、デジタル静止カメラ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｔｉｌｌ ｃａｍｅｒａ）、またはデジタル静止カメラが内蔵された携帯電話機である。

イメージ感知システム１は、レンズモジュール（ｌｅｎｓ ｍｏｄｕｌｅ）１０、イメージセンサ２０、デジタル信号処理器（ＤＳＰ）（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）３０、マイクロプロセッサ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）４０、及び焦点モータドライバ５０を含む。
レンズモジュール１０は、撮影レンズと呼ばれる焦点レンズ１２を含む。また、レンズモジュール１０は、焦点モータドライバ５０から入力されるモータ駆動信号に応答して、焦点レンズ１２を焦点が合ったレンズ位置に駆動することができる焦点モータ１４を含む。

イメージセンサ２０は、ＣＭＯＳイメージセンサとして具現可能である。イメージセンサ２０は、焦点レンズ１２を介して入力された光学的イメージ（または、被写体）をキャプチャ（ｃａｐｔｕｒｅ）して電気的イメージ（または、キャプチャされたイメージ）（図２の図面符号３１）を生成させる。
ＤＳＰ３０は、イメージセンサ２０によってキャプチャされたイメージ３１を処理する。

図２は、図１に図示されたイメージ感知システム内で使われる多数のイメージウィンドウＷ１、Ｗ２及びＷ３に組職化されたイメージ３１を表わす。図１と図２とを参照すれば、ＤＳＰ３０は、自動焦点（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ；ＡＦ）ウィンドウ（ｗｉｎｄｏｗｓ）とも呼ばれる予め定義された複数のイメージ領域Ｗ１、Ｗ２、及びＷ３から焦点値ＦＶと呼ばれるイメージシャープネス情報を抽出する。ここで、最も大きな第３イメージウィンドウＷ３は、それより小さな第２イメージウィンドウＷ２と第１イメージウィンドウＷ１とを取り囲む。

イメージシャープネス情報の抽出、例えば、焦点値ＦＶの計算は、図３に図示されたＡＦフィルタ３４によって実行される。
図３に図示されたように、ＤＳＰ３０は、イメージプロセッシングユニット３２とＡＦフィルタ３４とを含む。

ＡＦフィルタ３４は、ＡＦウィンドウＷ１、Ｗ２、及びＷ３のそれぞれの焦点値ＦＶを計算するためにイメージプロセッシングユニット（ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）３２によって生成されたイメージ輝度信号Ｙを使う。

マイクロプロセッサ４０は、ＤＳＰ３０から焦点値ＦＶを用いて焦点レンズ１２の焦点が合ったレンズ位置を検出する。マイクロプロセッサ４０は、焦点モータドライバ５０で生成されたモータ駆動信号で焦点モータ１４を制御する。焦点モータ１４は、モータ駆動信号に応答して焦点レンズ１２を焦点が合ったレンズ位置に移動させる。

イメージプロセッシングユニット３２は、イメージセンサ２０から生成されたイメージ信号から輝度信号Ｙを抽出する。ＡＦフィルタ３４は、イメージセンサ２０のピクセル（ｐｉｘｅｌ）に対応して輝度信号Ｙ（ｘ，ｙ）を提供する。また、イメージプロセッシングユニット３２は、イメージセンサ２０によってキャプチャされたイメージに対してカラー補間（ｃｏｌｏｒ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）、スケーリング（ｓｃａｌｉｎｇ）、及びフォーマット変換（ｆｏｒｍａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ）などを実行して出力イメージを出力する。

図２に図示されたＡＦウィンドウＷ１、Ｗ２、及びＷ３のそれぞれのために、ＡＦフィルタ３４は、イメージプロセッシングユニット３２から出力された輝度信号Ｙから焦点値ＦＶを計算する。焦点値ＦＶは、図４を参照して説明されるグラジエントフィルタ（ｇｒａｄｉｅｎｔ ｆｉｌｔｅｒ）１００の出力値ＦＧ′の和ＦＧ、ラプラシアンフィルタ（Ｌａｐｌａｃｉａｎ ｆｉｌｔｅｒ）１２０の出力値ＦＬ′の和ＦＬ、ＡＦウィンドウＷ１、Ｗ２、及びＷ３のそれぞれの不飽和（ｎｏｎ−ｓａｔｕｒａｔｅｄ）ピクセルの数ＮＮＳ、またはＡＦウィンドウＷ１、Ｗ２、及びＷ３のそれぞれの不飽和ピクセルの輝度の和ＳＮＳのうち少なくとも一つを含む。

それぞれのピクセルに対応する輝度の値（または、レベル）は、輝度信号Ｙの動的範囲、例えば、０から２５５までのうち何れか一つの値を有する。不飽和ピクセルは、既定の輝度の値（例えば、０から２５５までのうち２３０）より小さな輝度の値に対応するピクセルを意味する。

図１３は、ＤＳＰデータプロセッサ２０２と内部に一連の命令（例えば、ソフトウェア）が保存されたＤＳＰメモリデバイス２０４とを含むＤＳＰ３０のブロック図である。ＤＳＰデータプロセッサ２０２によって実行された一連の命令は、ＤＳＰデータプロセッサ２０２が図４の構成要素と図１５のＳ３１、Ｓ３２及びＳ３３の段階とで説明された動作を行わせる。

図１４は、データプロセッサ２１２と内部に一連の命令（例えば、ソフトウェア）が保存されたメモリデバイス２１４とを含むマイクロプロセッサ４０のブロック図である。データプロセッサ２１２によって実行された一連の命令は、データプロセッサ２１２が図８のフローチャートの段階と図１５のＳ３４、Ｓ３５及びＳ３６の段階とで説明された動作を行わせる。ＤＳＰデータプロセッサ２０２とデータプロセッサ２１２は、１個のデータプロセッサとして具現可能である。ＤＳＰメモリデバイス２０４とメモリデバイス２１４も１個のメモリデバイスとして具現可能である。

図４は、図３に図示された自動焦点フィルタＡＦのブロック図である。自動焦点フィルタ３４は、グラジエントフィルタ１００、ハイパスフィルタ（ｈｉｇｈ−ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）１２０、選択器１２２、比較器１３０、カウンタ（ｃｏｕｎｔｅｒ）１３２、第１アキュムレータ（ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ）１２４及び第２アキュムレータ１３４を含む。

グラジエントフィルタ１００は、第１計算ユニット１０２、第２計算ユニット１０４、ミニマムファインダ（ｍｉｎｉｍｕｍ ｆｉｎｄｅｒ）１０６、マキシマムファインダ（ｍａｘｉｍｕｍ ｆｉｎｄｅｒ）１０８、輝度計算器１１０、ノイズスレショルド（ｎｏｉｓｅ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）計算器１１１、最初グラジエント焦点値生成器１１２、グラジエント抑制（ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）ユニット１１３及び最後グラジエント焦点値生成器１１４を含む。

以下で、イメージ感知システム１のＤＳＰ３０とマイクロプロセッサ４０との動作について説明する。ＤＳＰ３０は、ＣＭＯＳイメージセンサ２０から電気信号で構成されたイメージを提供される（図１５のＳ３１）。ＤＳＰ３０のイメージプロセッシングユニット３２は、ＣＭＯＳイメージセンサ２０によって生成されたイメージのそれぞれの画素の位置に対する輝度値Ｙ（ｘ，ｙ）を生成させる（図１５のＳ３２）。
ＤＳＰ３０のＡＦフィルタ３４は、輝度値Ｙ（ｘ，ｙ）を提供され、焦点値を生成させる（図１５のＳ３３）。図４は、輝度値Ｙ（ｘ，ｙ）から焦点値を生成させるＡＦフィルタ３４の構成要素を表わす。

図５は、一つの単位ピクセル領域の３＊３ピクセルアレイの輝度値Ｙ（ｘ，ｙ）を表わす。図５に図示された３＊３ピクセルアレイと数式１とを参照すれば、第１計算ユニット１０２は、第１ピクセルＰ１の輝度Ｙ（ｘ＋１，ｙ）と第２ピクセルＰ２の輝度Ｙ（ｘ−１，ｙ）との差ｇｘを計算する。第２計算ユニット１０４は、第３ピクセルＰ３の輝度Ｙ（ｘ，ｙ＋１）と第４ピクセルＰ４の輝度Ｙ（ｘ，ｙ−１）との差ｇｙを計算する。

また、ミニマムファインダ１０６は、第１計算ユニット１０２の計算結果ｇｘと第２計算ユニット１０４の計算結果ｇｙとのうち、これらの最小値を算出する。マキシマムファインダ１０８は、第１計算ユニット１０２の計算結果ｇｘと第２計算ユニット１０４の計算結果ｇｙとのうち、これらの最大値を算出する。

ここで、Ｙ（ｘ，ｙ）は、ピクセル（ｘ，ｙ）の輝度を表わす。

そして、図５に図示された３＊３ピクセルアレイと数式２とを参照すれば、輝度計算器１１０は、イメージのトータル（ｔｏｔａｌ）輝度Ｙ３３を計算する。

図６は、図４に図示された自動焦点フィルタ３４の最初グラジエント焦点値生成器１１２で使われたダイナミックノイズスレショルド関数（ｄｙｎａｍｉｃ ｎｏｉｓｅ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ＴＮ（Ｙ））の一例を表わす。ダイナミックノイズスレショルド関数ＴＮ（Ｙ）は、グラジエントフィルタ１００の出力信号ＦＧ′である焦点値からノイズ信号を除去するのに使われる可変スレショルドを有する関数と定義される。

図４と図６とを参照すれば、最初グラジエント焦点値生成器１１２は、最小焦点値ｇｍｉｎ、最大焦点値ｇｍａｘ、トータル輝度Ｙ３３、及び数式３に基づいてグラジエント焦点値Ｆｇを計算する。

ノイズスレショルド計算器１１１は、図６に図示されたダイナミックノイズスレショルド関数ＴＮ（Ｙ）からダイナミックノイズスレショルド値ＴＮ（Ｙ３３）を計算する。したがって、最初グラジエント焦点値生成器１１２は、最初グラジエント焦点値（Ｆｇ＝０ ｉｆ ｇｍｉｎＴＮ（Ｙ３３）ａｎｄ Ｆｇ＝ｇｍａｘ ｉｆ ｇｍｉｎ≧ＴＮ（Ｙ３３））を計算する。グラジエント抑制ユニット１１３は、図７のハイライトグラジエント抑制関数Ｓ（Ｙ）とトータル輝度Ｙ３３からハイライトグラジエント抑制値Ｓ（Ｙ３３）を計算する。

図７のハイライトグラジエント抑制関数Ｓ（Ｙ）は、キャプチャされたイメージの高い輝度領域でグラジエントフィルタ１００の出力信号ＦＧ′である焦点値を抑制するために使われるローカルイメージ輝度従属因子（ｌｏｃａｌ ｉｍａｇｅ ｌｕｍｉｎａｎｃｅ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｆａｃｔｏｒ）の関数と定義される。

図７のハイライトグラジエント抑制関数Ｓ（Ｙ）は、数式４のように定義される。

数式５を参照すれば、最後グラジエント焦点値生成器１１４は、最初グラジエント焦点値Ｆｇとトータル輝度Ｙ３３でのハイライトグラジエント抑制値Ｓ（Ｙ３３）とから最後グラジエント焦点値ＦＧ′を生成させる。

ハイパスフィルタ１２０は、数式６のような係数を有するラプラシアンハイパスカーネル（Ｌａｐｌａｃｉａｎ ｈｉｇｈ−ｐａｓｓ ｋｅｒｎｅｌ）を有するイメージピクセル値を包んでいるｍ＊ｍ（例えば、ｍは、自然数、ｍ＝５）単位ピクセルウィンドウの輝度信号Ｙからラプラシアン焦点値ＦＬ′を生成させる。

選択器１２２は、選択信号に応答してグラジエントフィルタ１００から最後グラジエント焦点値ＦＧ′またはハイパスフィルタ１２０からラプラシアン焦点値ＦＬ′のうち一つを選択して第１アキュムレータ１２４に出力する。
第１アキュムレータ１２４は、選択器１２２から出力された出力信号ＦＧ′またはＦＬ′を累算する。例えば、選択器１２２が最後グラジエント焦点値ＦＧ′を選択する時、第１アキュムレータ１２４は、多数の単位ピクセルに最後グラジエント焦点値ＦＧ′を累算し、該累算されたグラジエント焦点値ＦＧを生成させる。

また、選択器１２２がラプラシアン焦点値ＦＬ′を選択する時、第１アキュムレーター１２４は、多数の単位ピクセルにラプラシアン焦点値ＦＬ′を累算し、該累算されたラプラシアン焦点値ＦＬを生成させる。

図４を参照すれば、第１アキュムレータ１２４は、図２の第２ウィンドウＷ２に対するハイパスフィルタ１２０から出力されるラプラシアン焦点値ＦＬ′の和でＦＬ１を算出する。また、第１アキュムレーター１２４は、図２の第３ウィンドウＷ３に対するハイパスフィルタ１２０から出力されるラプラシアン焦点値ＦＬ′の和でＦＬ２を算出する。

比較器１３０は、輝度信号Ｙ（ｘ，ｙ）と輝度スレショルドＴＳとを比べて、輝度信号Ｙ（ｘ，ｙ）が輝度スレショルドＴＳより小さな場合、すなわち、数式７を満足する場合、輝度信号Ｙ（ｘ，ｙ）をカウンタ１３２に出力する。

したがって、カウンタ１３２は、数式７を満足する輝度Ｙ（ｘ，ｙ）を有するピクセルＮＮＳの数をカウントすることができる。カウンタ１３２のピクセルカウントＮＮＳは、実質的に複数のウィンドウＷ１、Ｗ２、及びＷ３のそれぞれの不飽和ピクセルの数ＮＮＳ１、ＮＮＳ２、及びＮＮＳ３を含む。例えば、ＮＮＳ１は、第１ウィンドウＷ１の不飽和ピクセルの数を表わす。

また、比較器１３０は、輝度信号Ｙ（ｘ，ｙ）が輝度スレショルドＴＳより小さな場合、輝度信号Ｙ（ｘ，ｙ）を第２アキュムレータ１３４に出力する。したがって、第２アキュムレータ１３４は、不飽和ピクセルの輝度値Ｙ（ｘ，ｙ）を累算し、不飽和ピクセルの輝度値Ｙ（ｘ，ｙ）の和ＳＮＳを生成させることができる。

図２と図４とを参照すれば、本発明の実施形態によるイメージ感知システム１は、３個のウィンドウＷ１、Ｗ２、及びＷ３を使う。しかし、実施形態によって、ウィンドウの数は３個よりさらに多い場合もあり、さらに少ない場合もあり得る。例えば、キャプチャされたイメージ内の第１ウィンドウＷ１と第２ウィンドウＷ２のそれぞれは、主焦点ウィンドウ（ｍａｉｎ ｆｏｃｕｓｉｎｇ ｗｉｎｄｏｗｓ）として使われる。この場合に、第３ウィンドウＷ３は、第１ウィンドウＷ１と第２ウィンドウＷ２とが十分な焦点値を算出することができなかった場合に、バックアップウィンドウ（ｂａｃｋｕｐ ｗｉｎｄｏｗ）として使われる。例えば、第１ウィンドウＷ１と第２ウィンドウＷ２とに強いハイライト物体（例えば、光源）が存在する場合に、第３ウィンドウＷ３は、バックアップウィンドウとして使われる。

本発明の実施形態によるデジタル信号処理器（ＤＳＰ）３０は、次のような焦点値ＦＶをマイクロプロセッサ４０に出力する。第１ウィンドウＷ１に対して、デジタルシグナルプロセッサ３０は、第１アキュムレータ１２４によって累算されたグラジエント焦点値ＦＧとカウンタ１３２から第１ウィンドウＷ１に対するピクセルカウントＮＮＳ１とをマイクロプロセッサ４０に出力する。

また、第２ウィンドウＷ２に対して、デジタルシグナルプロセッサ３０は、第２ウィンドウＷ２の第１アキュムレータ１２４によって算出されたラプラシアン焦点値ＦＬ１とカウンタ１３２から第２ウィンドウＷ２に対するピクセルカウントＮＮＳ２とをマイクロプロセッサ４０に出力する。そして、第３ウィンドウＷ３に対して、デジタルシグナルプロセッサ３０は、第３ウィンドウＷ３の第１アキュムレータ１２４によって算出されたラプラシアン焦点値ＦＬ２とカウンタ１３２から第３ウィンドウＷ３に対するピクセルカウントＮＮＳ３とをマイクロプロセッサ４０に出力する。

第１ウィンドウＷ１と第２ウィンドウＷ２のそれぞれに対する焦点値ＦＧ及びＦＬ１を信頼することができない場合に（例えば、焦点値ＦＧ及びＦＬ１から焦点が合ったレンズ位置を計算することができない場合に）、第３ウィンドウＷ３に対する焦点値ＦＬ２は、焦点が合ったレンズ位置を計算するためのバックアップとして使われる。

また、キャプチャされたイメージ内の第１ウィンドウＷ１と第２ウィンドウＷ２とに飽和されたハイライト領域（例えば、光源）が存在することで、第１ウィンドウＷ１と第２ウィンドウＷ２のそれぞれに対する焦点値ＦＧ及びＦＬ１を信頼することができない場合に、第３ウィンドウＷ３に対するピクセルカウントＮＮＳ３は、焦点が合ったレンズ位置を計算するためのバックアップとして使われる。

図８は、本発明の実施形態による自動焦点調節方法を行うマイクロプロセッサ４０の動作を説明するためのフローチャートである。マイクロプロセッサ４０は、イメージ場面のタイプを分類（図１５のＳ３５及び図８のＳ１０）するためにイメージの輝度値Ｙ（ｘ，ｙ）からＮビン輝度ヒストグラムを算出する（図１５のＳ３４）。

図９は、本発明の実施形態によるイメージ分類方法を説明するためのＮビン輝度ヒストグラム（Ｎ−ｂｉｎ ｌｕｍｉｎａｎｃｅ ｈｉｓｔｏｇｒａｍ）の一例である。図９で、ｘ軸はヒストグラムビンを表わし、ｙ軸はピクセルの数を表わす。Ｎビン輝度ヒストグラムは、イメージセンサ２０によってキャプチャされたイメージに基づいてＤＳＰ３０またはマイクロプロセッサ４０によって計算される。

また、マイクロプロセッサ４０は、イメージセンサ２０によってキャプチャされたイメージのＮ（Ｎは、１より大きい自然数）ビン輝度ヒストグラムのＮ番目のビンとＫ（Ｋは、自然数、Ｋ＜Ｎ）番目のビンとの間の距離（Ｄ）を計算する。Ｎ番目のビンは、Ｎビン輝度ヒストグラムの最高の輝度値である。マイクロプロセッサ４０は、数式８を満足するＫ番目のビンを計算することができる。

Ｈｉは、ｉ（ｉ＝１，２，．．．，Ｎ）番目のビンでのヒストグラム値（例えば、ピクセルの数）であり、ＨＮは、Ｎ番目のビンでのヒストグラム値（例えば、ピクセルの数）である。
また、キャプチャされたイメージで飽和されたピクセルの数を表わすＨＮは、Ｎビン輝度ヒストグラムの最も右側のビン（Ｎ）のヒストグラム値（例えば、ピクセルの数）である。

ＮとＫとが計算された後、マイクロプロセッサ４０は、数式９によってＮとＫとの間の距離（Ｄ）を計算することができる。
［数式９］
Ｄ＝（Ｎ−Ｋ）

ここで、飽和されたハイライト領域（例えば、光源または前記光源に対するイメージ）を含むキャプチャされたイメージ（例えば、図１０Ａ、図１０Ｂ、及び図１０Ｃ）の二つのビンの間の距離（例えば、図１０ＡでＤ＝１３、図１０ＢでＤ＝９、または図１０ＣでＤ＝５）は、飽和されたハイライト領域を含まないキャプチャされたイメージ（例えば、図１０Ｄ、または図１０Ｅ）の二つのビンの間の距離（例えば、図１０ＤでＤ＝３、図１０ＥでＤ＝２）より大きい。

マイクロプロセッサ４０は、距離（Ｄ）と基準値（ＴＤ）とを互いに比べて、該比較結果によってキャプチャされたイメージを正常場面タイプとハイライト場面タイプとに分類する（図８のＳ１０及び図１５のＳ３５）。例えば、距離（Ｄ）が基準値（ＴＤ）より同じか大きい場合、キャプチャされたイメージは、ハイライト場面タイプ（例えば、図１０Ａ、図１０Ｂ、または図１０Ｃ）に分類される（図８のＳ１１）。また、距離（Ｄ）が基準値（ＴＤ）より小さな場合、キャプチャされたイメージは、正常場面タイプ（例えば、図１０Ｄ、及び図１０Ｅ）に分類される（図８のＳ１３）。

本明細書では、説明の便宜上、キャプチャされたイメージを二つに分類したが、図１１のように複数の基準値を設定して計算された距離（Ｄ）と複数の基準値とのそれぞれを互いに比べた後、該比較結果によって三つ以上に分類することができる。

図８を再び参照すれば、キャプチャされたイメージが正常場面タイプに分類された場合に、マイクロプロセッサ４０は、焦点レンズ１２の焦点が合ったレンズ位置を決定するために、累算されたグラジエント焦点値ＦＧと複数のウィンドウＷ１、Ｗ２、及びＷ３とのうち少なくとも一つのウィンドウによって生成された累算されたラプラシアン焦点値ＦＬ１及びＦＬ２を使うことができる。

また、キャプチャされたイメージがハイライト場面タイプに分類された場合に、マイクロプロセッサ４０は、焦点レンズ１２の焦点が合ったレンズ位置を決定するために、累算されたラプラシアン焦点値ＦＬ１及びＦＬ２と複数のウィンドウＷ１、Ｗ２、及びＷ３とのうち少なくとも一つのウィンドウによるピクセルカウントＮＮＳ３を使うことができる。

また、キャプチャされたイメージがハイライト場面タイプに分類された場合でも、マイクロプロセッサ４０は、第１ウィンドウＷ１または第２ウィンドウＷ２の不飽和ピクセルのピクセルカウントＮＮＳ１またはＮＮＳ２からハイライト場面タイプに分類された場面を再分類することができる（図８のＳ１２）。

例えば、マイクロプロセッサ４０は、ハイライト場面タイプに分類された場面を数式１０によって正常場面タイプに再び分類することができる（図８のＳ１２）。
［数式１０］
（ＮＷ２−ＮＮＳ２）＜ＴＲ

ここで、ＮＷ２は、第２ウィンドウＷ２内のピクセルの数であり、ＴＲは、基準値である。基準値ＴＲは、イメージシャープネス情報（例えば、焦点値）に深刻な影響を与えない第２ウィンドウＷ２内の飽和されたピクセルの許容することができる数（ｔｏｌｅｒａｂｌｅ ｎｕｍｂｅｒ）である。

図１２は、正規化された焦点値曲線の一例を表わす。焦点レンズ１２を駆動する焦点モータ１４を駆動するためのモータ駆動信号を出力する焦点モータドライバ５０の動作を制御して、焦点レンズ１２を複数のレンズ位置に順次に駆動するためにマイクロプロセッサ４０によって収集される。

例えば、焦点値は、累算されたグラジエント焦点値ＦＧまたは累算されたラプラシアン焦点値ＦＬ１、ＦＬ２のうち一つの値または不飽和ピクセルカウントＮＮＳ３であり得る。最適の焦点値による焦点が合ったレンズ位置は、正常焦点値曲線から決定される。これをコースサーチ（ｃｏａｒｓｅ ｓｅａｒｃｈ）と称する。

それぞれの焦点値ＦＶ＝ＦＧ、ＦＶ＝ＦＬ１、ＦＶ＝ＦＬ２、またはＦＶ＝ＮＮＳ３に基づいて、マイクロプロセッサ４０は、最大焦点値、最大焦点値に相応するレンズ位置、最小焦点値、焦点値の和、及び前記和から焦点値の数のような焦点値曲線情報を計算する。マイクロプロセッサ４０は、焦点が合ったレンズ位置を決定するために計算された焦点値曲線情報を用いる。マイクロプロセッサ４０は、数式１１に基づいて焦点値曲線を判断する。

ここで、Ｆ（ｉ）は、コースサーチのｉ番目のステップの焦点値、Ｎは、コースサーチでのステップ（ｓｔｅｐｓ）の数、そして、ＴＣは、スレショルド（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を表わす。

再び、図８を参照すれば、キャプチャされたイメージが正常場面タイプに分類された場合に、マイクロプロセッサ４０は、第１ウィンドウＷ１の累算されたグラジエント焦点値曲線ＦＧの形態（ｓｈａｐｅ）が扁平（ｆｌａｔ）であるか否かを解釈する（図８のＳ１４及びＳ１５）。

もし、第１ウィンドウＷ１の焦点値曲線が扁平ではない場合（図１２の１２ａ）、マイクロプロセッサ４０は、第１ウィンドウＷ１の焦点値曲線ＦＧのピーク（ｐｅａｋ）値で、焦点が合ったレンズ位置を決定するために累算されたグラジエント焦点値曲線ＦＧを使う（図８のＳ２６及びＳ２７）。

第１ウィンドウＷ１の焦点値曲線が扁平である場合（図１２の１２ｂ）（図８のＳ１４）、マイクロプロセッサ４０は、第２ウィンドウＷ２の累算されたラプラシアン焦点値曲線ＦＬ１の形態が扁平であるか否かを解釈する（図８のＳ１６及びＳ１７）。

もし、第２ウィンドウＷ２の焦点値曲線ＦＬ１が扁平ではない場合（図１２の１２ａ）、マイクロプロセッサ４０は、第２ウィンドウＷ２の焦点値曲線ＦＬ１のピーク値で、焦点が合ったレンズ位置を決定するために累算されたラプラシアン焦点値曲線ＦＬ１を使う（図８のＳ２１、Ｓ２６及びＳ２７）。第２ウィンドウＷ２の焦点値曲線が扁平である場合（図１２の１２ｂ）（図８のＳ１６）、マイクロプロセッサ４０は、第３ウィンドウＷ３の累算されたラプラシアン焦点値曲線ＦＬ２の形態が扁平であるか否かを解釈する（図８のＳ１８及びＳ１９）。

もし、第３ウィンドウＷ３の焦点値曲線ＦＬ２が扁平ではない場合（図１２の１２ａ）、マイクロプロセッサ４０は、第３ウィンドウＷ３の焦点値曲線ＦＬ２のピーク値で、焦点が合ったレンズ位置を決定するために累算されたラプラシアン焦点値曲線ＦＬ２を使う（図８のＳ１９、Ｓ２６及びＳ２７）。第３ウィンドウＷ３の焦点値曲線が扁平である場合（図１２の１２ｂ）（図８のＳ１８）、マイクロプロセッサ４０は、第３ウィンドウＷ３の累算されたラプラシアン焦点値曲線ＦＬ２を使って焦点レンズ１２の焦点が合ったレンズ位置を決定する（図８のＳ２９）。

すなわち、第１ウィンドウＷ１と第２ウィンドウＷ２との焦点値曲線が扁平である時、マイクロプロセッサ４０は、第３ウィンドウＷ３の累算されたラプラシアン焦点値曲線ＦＬ２を使って焦点レンズ１２の焦点が合ったレンズ位置を決定する。これをコースサーチと称する。

これと対照的に、第１ウィンドウＷ１の焦点値曲線が扁平ではない場合、第２ウィンドウＷ２の焦点値曲線が扁平ではない場合、または、前記第３ウィンドウＷ３の焦点値曲線が扁平ではない場合、マイクロプロセッサ３０は、各焦点値曲線で最高値（ｍａｘｉｍｕｍ ｖａｌｕｅ）または最適値（ｏｐｔｉｍａｌ ｖａｌｕｅ）を捜すための精密サーチ（ｆｉｎｅ ｓｅａｒｃｈ）を行う。

再び、図８を参照すれば、キャプチャされたイメージがハイライト場面タイプに分類された場合、マイクロプロセッサ４０は、第２ウィンドウＷ２の焦点値曲線の形態が扁平であるか否かを解釈する（図８のＳ２０及びＳ４１）。

もし、第２ウィンドウＷ２の焦点値曲線ＦＬ１が扁平ではない場合（図１２の１２ａ）、マイクロプロセッサ４０は、第２ウィンドウＷ２の焦点値曲線ＦＬ１のピーク値で、焦点が合ったレンズ位置を決定するために累算されたラプラシアン焦点値曲線ＦＬ１を使う（図８のＳ４２）。

第２ウィンドウＷ２の焦点値曲線が扁平である場合（図１２の１２ｂ）（図８のＳ２０）、マイクロプロセッサ４０は、第３ウィンドウＷ３の累算されたラプラシアン焦点値曲線ＦＬ２の形態が扁平であるか否かを解釈する（図８のＳ２２及びＳ４３）。もし、第３ウィンドウＷ３の焦点値曲線ＦＬ２が扁平ではない場合（図１２の１２ａ）、マイクロプロセッサ４０は、第３ウィンドウＷ３の焦点値曲線ＦＬ２のピーク値で、焦点が合ったレンズ位置を決定するために累算されたラプラシアン焦点値曲線ＦＬ２を使う（図８のＳ４４）。

第３ウィンドウＷ３の焦点値曲線が扁平である場合（図１２の１２ｂ）（図８のＳ２２）、マイクロプロセッサ４０は、数式１２に基づいて第３ウィンドウＷ３の不飽和ピクセルの数ＮＮＳ３が扁平であるか否かを解釈する（図８のＳ２４及びＳ４５）。
［数式１２］
（ｍａｘ（ＮＮＳ３）−ｍｉｎ（ＮＮＳ３））＜ＴＮＳ
ここで、ＴＮＳは、スレショルドである。

もし、第３ウィンドウＷ３の不飽和ピクセルの数ＮＮＳ３が扁平ではない場合、マイクロプロセッサ４０は、不飽和ピクセルの数ＮＮＳ３に相応する焦点値曲線のピーク値で、焦点が合ったレンズ位置を決定するために不飽和ピクセルの数ＮＮＳ３に相応する焦点値曲線を使う（図８のＳ４６）。もし、第３ウィンドウＷ３の不飽和ピクセルの数ＮＮＳ３が扁平である場合（図８のＳ４７）、マイクロプロセッサ４０は、ユーザによって既定のレンズ位置を焦点が合ったレンズ位置に選択する。これをローコンフィデンス状態（ｌｏｗ−ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ ｓｔａｔｅ）と称する。

図８によって、マイクロプロセッサ４０は、相異なる少なくとも一つの焦点値ＦＧ、ＦＬ１、ＦＬ２及びＮＮＳ３を使って、イメージの場面によって焦点レンズ１２の正確に焦点が合ったレンズ位置を選択する（図１５のＳ３６）。

本発明は、図面に図示された一実施形態を参考にして説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されるべきである。

本発明は、自動焦点調節装置、及び前記自動焦点調節装置を含むイメージ感知システムに使われる。

本発明の実施形態によるイメージ感知システムのブロック図である。 図１に図示された前記イメージ感知システムで使われる相異なる大きさを有する複数の自動焦点イメージウィンドウを表わす。 図１に図示されたイメージ感知システム内のデジタル信号処理器の機能ブロック図である。 図３に図示されたデジタル信号処理器内の自動焦点フィルタの機能ブロック図である。 図４に図示された自動焦点フィルタ内で使われる３＊３ピクセルアレイ（ｐｉｘｅｌ ａｒｒａｙ）を表わす。 図４に図示された自動焦点フィルタ内で使われるダイナミックノイズスレショルド関数を表わす。 図４に図示された自動焦点フィルタ内で使われるハイライトグラジエント抑制関数を表わす。 図１に図示されたイメージ感知システム内のマイクロプロセッサによって実行される自動焦点調節方法を説明するためのフローチャートである。 図１に図示されたイメージ感知システム内のデジタル信号処理器によって決定されたＮビン輝度ヒストグラムを表わす。 本発明の実施形態によって決定されたＮビン輝度ヒストグラムとイメージの例とを表わす。 本発明の実施形態によって決定されたＮビン輝度ヒストグラムとイメージの例とを表わす。 本発明の実施形態によって決定されたＮビン輝度ヒストグラムとイメージの例とを表わす。 本発明の実施形態によって決定されたＮビン輝度ヒストグラムとイメージの例とを表わす。 本発明の実施形態によって決定されたＮビン輝度ヒストグラムとイメージの例とを表わす。 本発明の実施形態によるイメージタイプの分類を説明するためのＮビン輝度ヒストグラムの他の例を表わす。 図１に図示されたイメージ感知システム内で使われる正規化された焦点値曲線の例を表わす。 図１に図示されたイメージ感知システム内のデジタル信号処理器とマイクロプロセッサとのブロック図である。 図１に図示されたイメージ感知システム内のデジタル信号処理器とマイクロプロセッサとのブロック図である。 図１に図示されたイメージ感知システム内のデジタル信号処理器とマイクロプロセッサとで実行される段階のフローチャートである。

符号の説明

１０：レンズモジュール
１４：焦点モータ
２０：ＣＭＯＳイメージセンサ
３０：デジタル信号処理器
４０：マイクロプロセッサ
５０：焦点モータドライバ
３２：イメージプロセッシングユニット
３４：ＡＦフィルタ

Claims (20)

1. イメージを相異なるサイズの複数の自動焦点ウィンドウに組織化する段階と、
   前記複数の自動焦点ウィンドウの各々から相異なる焦点値を抽出する段階と、
   前記イメージからＮビン輝度ヒストグラムを生成させる段階と、
   前記Ｎビン輝度ヒストグラムから前記イメージのタイプを決定する段階と、
   前記イメージが第１タイプであれば、前記焦点値のうち少なくとも一つの焦点値の第１セットを用いて焦点位置を決定する段階と、
   前記イメージが第２タイプであれば、前記第１セットと他の少なくとも一つの焦点値の第２セットを用いて前記焦点位置を決定する段階と、を含むことを特徴とするイメージ感知システムの自動焦点調節方法。
2. 前記イメージ感知システムの自動焦点調節方法は、
   数式
   

   

   を満足するＫ番目のビンを計算する段階をさらに含み、Ｈｉは、ｉ番目のビンのそれぞれのヒストグラム値であり、ＨＮは、Ｎ番目のビンのヒストグラム値であり、前記Ｋ番目のビンは、前記イメージのタイプを決定するために使用されることを特徴とする請求項１に記載のイメージ感知システムの自動焦点調節方法。
3. 前記イメージ感知システムの自動焦点調節方法は、
   前記Ｋ番目のビンと前記Ｎ番目のビンとの間の距離（Ｄ＝Ｎ−Ｋ）を計算する段階と、
   前記距離（Ｄ）が基準値と同一であるか大きければ、前記イメージをハイライト場面タイプに決定する段階と、
   前記距離（Ｄ）が前記基準値より小さければ、前記イメージを正常場面タイプに決定する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のイメージ感知システムの自動焦点調節方法。
4. 前記イメージ感知システムの自動焦点調節方法は、
   前記イメージが前記正常場面タイプである時、前記焦点位置を決定するために、前記複数の自動焦点ウィンドウのうち最も小さいサイズの自動焦点ウィンドウから抽出される前記焦点値のうち、グラジエントフィルタの出力から生成されたグラジエント焦点値を使う段階と、
   前記イメージが前記ハイライト場面タイプである時、前記焦点位置を決定するために前記グラジエント焦点値を使わない段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のイメージ感知システムの自動焦点調節方法。
5. 前記イメージ感知システムの自動焦点調節方法は、
   前記イメージが前記正常場面タイプである時、
   前記グラジエント焦点値が扁平な特性を有する場合、前記焦点位置を決定するために前記グラジエント焦点値を使わず、前記最も小さいサイズの自動焦点ウィンドウ以外の自動焦点ウィンドウから抽出される前記焦点値のうち、ラプラシアン焦点値を使う段階をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載のイメージ感知システムの自動焦点調節方法。
6. 前記イメージ感知システムの自動焦点調節方法は、
   前記イメージが前記正常場面タイプである時、前記グラジエント焦点値が扁平な特性を有する場合、前記ラプラシアン焦点値の特性に依存して最適の焦点値を決定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のイメージ感知システムの自動焦点調節方法。
7. 前記複数の自動焦点ウィンドウは、少なくとも一つの主焦点ウィンドウと少なくとも一つのバックアップウィンドウとからなり、
   前記主焦点ウィンドウは、前記バックアップウィンドウよりも小さいサイズを有し、
   前記イメージ感知システムの自動焦点調節方法は、
   前記イメージが前記ハイライト場面タイプである時、前記主焦点ウィンドウのためのラプラシアン焦点値の特性に依存して最適の焦点値を決定する段階と、
   前記主焦点ウィンドウのためのラプラシアン焦点値が扁平な特性を有する時、前記バックアップウィンドウのためのラプラシアン焦点値の特性に依存して最適の焦点値を決定する段階と、を含むことを特徴とする請求項４に記載のイメージ感知システムの自動焦点調節方法。
8. 前記イメージ感知システムの自動焦点調節方法は、
   前記主焦点ウィンドウ及び前記バックアップウィンドウのためのラプラシアン焦点値のすべてが扁平な特性を有する時、前記バックアップウィンドウ内での不飽和ピクセルの個数の特性を用いることを特徴とする請求項７に記載のイメージ感知システムの自動焦点調節方法。
9. イメージを相異なるサイズに組織化した複数の自動焦点ウィンドウの各々から相異なる複数の焦点値を決定するためのデジタル信号処理器と、
   前記イメージからＮビン輝度ヒストグラムを生成させ、前記Ｎビン輝度ヒストグラムから前記イメージのタイプを決定し、前記イメージが第１タイプに決定されれば、前記複数の焦点値のうち少なくとも一つの焦点値の第１セットを用いて焦点位置を決定し、前記イメージが第２タイプに決定されれば、前記第１セットと他の少なくとも一つの焦点値の第２セットを用いて前記焦点位置を決定するマイクロプロセッサと、を含むことを特徴とする自動焦点調節装置。
10. 前記マイクロプロセッサは、データプロセッサと内部に一連の命令を保存するメモリ装置とを含み、
    前記データプロセッサによって前記一連の命令が実行されれば、前記データプロセッサは、
    数式
    

    

    を満足するＫ番目のビンを決定し、ここで、Ｈｉは、ｉ番目のビンのためのヒストグラム値であり、ＨＮは、最も明るい輝度のためのＮ番目のビンのためのヒストグラム値であり、前記Ｋ番目のビンは、前記イメージのタイプを決定するために使用されることを特徴とする請求項９に記載の自動焦点調節装置。
11. 前記データプロセッサによって前記一連の命令が実行される場合、前記データプロセッサは、
    前記Ｋ番目のビンと前記Ｎ番目のビンとの間の距離（Ｄ＝Ｎ−Ｋ）を計算し、
    前記距離（Ｄ）が基準値と同一であるか大きければ、前記イメージをハイライト場面タイプに決定し、
    前記距離（Ｄ）が前記基準値より小さければ、前記イメージを正常場面タイプに決定することをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の自動焦点調節装置。
12. 前記データプロセッサは、
    前記イメージが前記正常場面タイプである時、前記焦点位置を決定するために、前記複数の自動焦点ウィンドウのうち最も小さいサイズの自動焦点ウィンドウから抽出される前記焦点値のうち、グラジエントフィルタの出力から生成されたグラジエント焦点値を使い、前記イメージが前記ハイライト場面タイプである時、前記焦点位置を決定するために前記グラジエント焦点値を使わず、
    前記グラジエント焦点値が扁平な特性を有する時、前記焦点位置を決定するために前記グラジエント焦点値を使わず、前記最も小さいサイズの自動焦点ウィンドウ以外の自動焦点ウィンドウから抽出される前記焦点値のうち、ラプラシアン焦点値を使うことをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の自動焦点調節装置。
13. 前記イメージが前記正常場面タイプである時、
    前記データプロセッサは、前記ラプラシアン焦点値の特性に依存して最適の焦点値を計算することをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の自動焦点調節装置。
14. 前記複数の自動焦点ウィンドウは、少なくとも一つの主焦点ウィンドウと少なくとも一つバックアップウィンドウとからなり、
    前記主焦点ウィンドウは、前記バックアップウィンドウよりも小さいサイズを有し、
    前記イメージが前記ハイライト場面タイプである時、
    前記データプロセッサは、
    前記主焦点ウィンドウのためのラプラシアン焦点値の特性に依存して最適の焦点値を決定し、
    前記主焦点ウィンドウのためのラプラシアン焦点値が扁平な特性を有する時、前記バックアップウィンドウのためのラプラシアン焦点値の特性に依存して最適の焦点値を決定し、
    前記主焦点ウィンドウ及び前記バックアップウィンドウのためのラプラシアン焦点値のすべてが扁平な特性を有する時、前記バックアップウィンドウ内の不飽和ピクセルの個数の特性を用いることをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の自動焦点調節装置。
15. 焦点レンズと、
    前記焦点レンズを移動させるための焦点モータと、
    前記焦点モータを駆動する焦点モータドライバと、
    前記焦点レンズを通じて伝送されたイメージを生成させるイメージセンサと、
    前記イメージを相異なるサイズに組織化した複数の自動焦点ウィンドウの各々から相異なる複数の焦点値を決定するためのデジタル信号処理器と、
    前記イメージからＮビン輝度ヒストグラムを生成させ、前記Ｎビン輝度ヒストグラムから前記イメージのタイプを決定し、前記イメージが第１タイプに決定されれば、前記複数の焦点値のうち少なくとも一つの焦点値の第１セットを用いて焦点位置を決定し、前記イメージが第２タイプに決定されれば、前記第１セットと他の少なくとも一つの焦点値の第２セットを用いて前記焦点位置を決定するマイクロプロセッサと、を含み、
    前記焦点モータドライバは、前記マイクロプロセッサによって決定された前記焦点位置に前記焦点モータを移動させるように制御することを特徴とするイメージ感知システム。
16. 前記マイクロプロセッサは、データプロセッサと内部に一連の命令を保存するメモリ装置とを含み、
    前記データプロセッサによって前記一連の命令が実行されれば、前記データプロセッサは、
    数式
    

    

    を満足するＫ番目のビンを決定し、ここで、Ｈｉは、ｉ番目のビンのためのヒストグラム値であり、ＨＮは、最も明るい輝度のためのＮ番目のビンのためのヒストグラム値であり、前記Ｋ番目のビンは、前記イメージのタイプを決定するために使用されることを特徴とする請求項１５に記載のイメージ感知システム。
17. 前記データプロセッサによって前記一連の命令が実行される場合、前記データプロセッサは、
    前記Ｋ番目のビンと前記Ｎ番目のビンとの間の距離（Ｄ＝Ｎ−Ｋ）を計算し、
    前記距離（Ｄ）が基準値と同一であるか大きければ、前記イメージをハイライト場面タイプに決定し、
    前記距離（Ｄ）が前記基準値より小さければ、前記イメージを正常場面タイプに決定することをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載のイメージ感知システム。
18. 前記データプロセッサは、
    前記イメージが前記正常場面タイプである時、前記焦点位置を決定するために、前記複数の自動焦点ウィンドウのうち最も小さいサイズの自動焦点ウィンドウから抽出される前記焦点値のうち、グラジエントフィルタの出力から生成されたグラジエント焦点値を使い、前記イメージが前記ハイライト場面タイプである時、前記焦点位置を決定するために前記グラジエント焦点値を使わず、
    前記グラジエント焦点値が扁平な特性を有する時、前記焦点位置を決定するために前記グラジエント焦点値を使わず、前記最も小さいサイズの自動焦点ウィンドウ以外の自動焦点ウィンドウから抽出される前記焦点値のうち、ラプラシアン焦点値を使うことをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載のイメージ感知システム。
19. 前記イメージが前記正常場面タイプである時、
    前記グラジエント焦点値が扁平な特性を有する時、前記データプロセッサは、前記ラプラシアン焦点値の特性に依存して最適の焦点値を計算することをさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載のイメージ感知システム。
20. 前記複数の自動焦点ウィンドウは、少なくとも一つの主焦点ウィンドウと少なくとも一つのバックアップウィンドウとからなり、
    前記主焦点ウィンドウは、前記バックアップウィンドウよりも小さいサイズを有し、
    前記イメージが前記ハイライト場面タイプである時、
    前記データプロセッサは、
    前記主焦点ウィンドウのためのラプラシアン焦点値の特性に依存して最適の焦点値を決定し、
    前記主焦点ウィンドウのためのラプラシアン焦点値が扁平な特性を有する時、前記バックアップウィンドウのためのラプラシアン焦点値の特性に依存して最適の焦点値を決定し、
    前記主焦点ウィンドウ及び前記バックアップウィンドウのためのラプラシアン焦点値のすべてが扁平な特性を有する時、前記バックアップウィンドウ内の不飽和ピクセルの個数の特性を用いることをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載のイメージ感知システム。

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