JP6703314B2 - フォーカス検出 - Google Patents
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Description
多変数ガウスモデル
ガウス分布:
以下の特徴、すなわち、スペクトルの線形性、スペクトルの勾配、エネルギパーセンテージ、及び、ウェーブレット・エネルギ比のそれぞれに対する焦点の合った画像は、ガウス分布を用いてモデル化することができる。スペクトルの線形性を除いて、より小さい値が焦点の合った状態に近くなるように、これらの特徴の符号は反転される。いくつかの実施形態に従った、ウェーブレット・エネルギ比に対する画像の頻度のチャートを示している。
デジタルカメラでは、オートフォーカス時には、フォーカス窓における被写体に焦点があっているかどうかを評価することがしばしば重要である。典型的には、異なるレンズ位置において複数の画像が取られ、これら複数の画像の間で鮮明さ又はコントラストを比較して被写体に焦点が合っているかどうかを決定する。ここで説明されるように、焦点は、単一の画像によって決定される。任意のデジタルカメラのすべてのレンズに存在する色収差の大きさを用いて、被写体に焦点が合っているかを決定する。
自然な画像は、フラクタルから作られていると考えられる。画像のパワースペクトルは、1/f2に従って減少する。図13は、いくつかの実施形態に従った、焦点が合った画像と焦点がずれた画像のグラフを示している。
ここで説明する方法は、異なるレンズ設定を有するDSCカメラで撮られた一連の画像から深度マップを構成することを目標とする。異なるレンズ位置においてはイメージセンサ上に投影される光景は程度の異なるぼやけを示し、1つだけのレンズ位置において焦点の合った光景を正確にキャプチャすることができる。したがって、レンズ位置を光景の深度の測定として用いることが可能である。複雑な光景の深度情報を説明するために、画像を小さい複数のブロックに分割することができ、各ブロックの深度をその焦点が合ったレンズ位置によって表すことができる。チェビシェフモーメント比を、シーケンスの中で最も鮮明な画像を見出すための焦点の測定として用いる。チェビシェフモーメント比の測定は主として、焦点の合った画像を見出すためのテクスチャの周波数情報を用いる。このため、画像の断片にテクスチャが乏しい場合はこの曲線はノイズが多くなる。解像度が高くしかも滑らかな深度マップを構成するために、粗−精細スキームを開発した。これはまず低解像度で滑らかな深度マップを構成し、そしてこれを順次高い解像度にリファインする。粗いレベルでは、チェビシェフモーメント比の妥当性を確実にするために、ブロックサイズはいくらかのテクスチャを十分に含むように大きく設定される。しかしながら、大きいブロックサイズでは、単一のブロックが異なる深度で複数のオブジェクトを含む場合は、結果とし優勢なオブジェクトの深度が選ばれるため、正確さが失われる。大きいブロックは、各ブロックにおけるオブジェクトが同じ深度となるまで、連続的により小さいブロックに分割される。精細なレベルでは、焦点の測定が多くのノイズを含むように小さい断片がほとんどテクスチャを含まない場合は、その結果は信頼できないと考えられ、粗いレベルの結果が用いられる。
1. デバイスの非一時的記憶媒体にプログラムされた方法であって、
a.1又は複数の画像を含むコンテンツを取得する段階、
b.前記コンテンツが大きいぼやけ画像を含むかどうかを決定する段階、
c.大きいぼやけ画像を除去する段階、
d.残りの小さいぼやけ画像の焦点の合った画像を決定する段階、
を含む方法。
a.1又は複数の画像を含むコンテンツを光景から取得するよう構成されたセンサと、
b. i.前記コンテンツが大きいぼやけ画像を含むかどうかを決定する段階、
ii.大きいぼやけ画像を除去する段階、
iii.残りの小さいぼやけ画像の焦点の合った画像を決定する段階、
を実行するコンピューティングモジュールと、
を含むシステム。
a.1又は複数の画像を含むコンテンツを光景から取得するセンサと、
b. i.前記コンテンツが大きいぼやけ画像を含むかどうかを決定する段階、
ii.大きいぼやけ画像を除去する段階、
iii.残りの小さいぼやけ画像の焦点の合った画像を決定する段階、
を実行するアプリケーションを記憶するためのメモリと、
c.前記アプリケーションを処理するプロセッサと、
を含むカメラデバイス。
a.前記デバイスを用いて一連の画像を取得する段階と、
b.チェビシェフ・モーメント比を用いて、前記一連の画像を使って深度マップを生成する段階と、
を含む方法。
2502 ネットワークインタフェイス
2504 メモリ
2506 プロセッサ
2508 I/Oデバイス
2510 バス
2512 記憶装置
Claims (22)
- デバイスの非一時的記憶媒体に格納されたプログラムによって前記デバイスが実行する方法であって、
a.1又は複数の画像を含むコンテンツであって、少なくとも1つの小さいぼやけ画像を含むコンテンツを取得する段階、
b.前記コンテンツが1又は複数の大きいぼやけ画像を含むかどうかを決定する段階、
c.前記1又は複数の大きいぼやけ画像を含むと決定されたときに前記1又は複数の大きいぼやけ画像を除去する段階、
d.反復数の差、組み合わされた色彩の特徴、及び、組み合わされた非色彩の特徴に対する閾値を利用して、前記1又は複数の大きいぼやけ画像のない残りの小さいぼやけ画像であって焦点の合った画像を決定する段階、
を含む方法。 - 前記1又は複数の大きいぼやけ画像は、当該1又は複数の大きいぼやけ画像が少なくとも10被写界深度離れるように焦点の合った画像から離れている、請求項1に記載の方法。
- 前記1又は複数の大きいぼやけ画像は、反復ぼやけ推定、FFTリニアリティ、ウェーブレット・エネルギ比、チェビシェフ・モーメント比、及び、色収差特徴から選択された基準を用いて決定される、請求項1に記載の方法。
- 前記コンテンツが1又は複数の大きいぼやけ画像を含むかどうかを決定する段階は、1又は複数の画像の第1のチャネルに対しウェーブレット・エネルギ比を計算すること、1又は複数の画像の第2のチャネルに対しウェーブレット・エネルギ比を計算すること、前記第1のチャネルに対するウェーブレット・エネルギ比と前記第2のチャネルに対するウェーブレット・エネルギ比の差を計算すること、そして、その差を閾値と比較することを含む、色収差特徴を利用する段階を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記差が前記閾値よりも下の場合は前記1又は複数の画像は焦点が合っている、請求項4に記載の方法。
- 前記コンテンツが1又は複数の大きいぼやけ画像を含むかどうかを決定する段階は、領域の高速フーリエ変換を計算すること、周波数0の周囲の高速フーリエ変換係数の大きさの放射状(radial)平均を計算すること、大きさと周波数の対数を計算すること、線形回帰を計算すること、線形性を測定するために線形回帰の結果と高速フーリエ変換係数の曲線の間の誤差を計算すること、及び、フォーカス検出のために前記線形性の誤差を線形回帰の勾配と組み合わせること、を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記コンテンツが1又は複数の大きいぼやけ画像を含むかどうかを決定する段階は、チェビシェフ・モーメント比を計算することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記デバイスは、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、コンピュータワークステーション、サーバ、メインフレームコンピュータ、携帯型コンピュータ、パーソナルデジタルアシスタンス、セルラー/携帯電話、スマートフォン、スマート家電、ゲーム用コンソール、デジタルカメラ、デジタルカムコーダ、カメラ電話、携帯音楽プレーヤ、タブレットコンピュータ、ビデオプレーヤ、DVDライタ/プレーヤ、高精細ディスクライタ/プレーヤ、テレビ、ホームエンタテインメントシステムからなる群から選択されたものである、請求項1に記載の方法。
- システムであって、
a.1又は複数の画像を含むコンテンツであって、少なくとも1つの小さいぼやけ画像を含むコンテンツを光景から取得するよう構成されたセンサと、
b. i.前記コンテンツが1又は複数の大きいぼやけ画像を含むかどうかを決定する段階、
ii.前記1又は複数の大きいぼやけ画像を含むと決定されたときに前記1又は複数の大きいぼやけ画像を除去する段階、
iii.反復数の差、組み合わされた色彩の特徴、及び、組み合わされた非色彩の特徴に対する閾値を利用して、前記1又は複数の大きいぼやけ画像のない残りの小さいぼやけ画像であって焦点の合った画像を決定する段階、
を実行するコンピューティングモジュールと、
を含むシステム。 - 前記1又は複数の大きいぼやけ画像は、当該1又は複数の大きいぼやけ画像が少なくとも10被写界深度離れるように焦点の合った画像から離れている、請求項9に記載のシステム。
- 前記1又は複数の大きいぼやけ画像は、反復ぼやけ推定、FFTリニアリティ、ウェーブレット・エネルギ比、チェビシェフ・モーメント比、及び、色収差特徴から選択された基準を用いて決定される、請求項9に記載のシステム。
- 前記コンテンツが1又は複数の大きいぼやけ画像を含むかどうかを決定する段階は、1又は複数の画像の第1のチャネルに対しウェーブレット・エネルギ比を計算すること、1又は複数の画像の第2のチャネルに対しウェーブレット・エネルギ比を計算すること、前記第1のチャネルに対するウェーブレット・エネルギ比と前記第2のチャネルに対するウェーブレット・エネルギ比の差を計算すること、そして、その差を閾値と比較することを含む、色収差特徴を利用する段階を含む、請求項9に記載のシステム。
- 前記差が前記閾値よりも下の場合は前記1又は複数の画像は焦点が合っている、請求項12に記載のシステム。
- 前記コンテンツが1又は複数の大きいぼやけ画像を含むかどうかを決定する段階は、領域の高速フーリエ変換を計算すること、周波数0の周囲の高速フーリエ変換係数の大きさの放射状(radial)平均を計算すること、大きさと周波数の対数を計算すること、線形回帰を計算すること、線形性を測定するために線形回帰の結果と高速フーリエ変換係数の曲線の間の誤差を計算すること、及び、フォーカス検出のために前記線形性の誤差を線形回帰の勾配と組み合わせること、を含む、請求項9に記載のシステム。
- 前記コンテンツが1又は複数の大きいぼやけ画像を含むかどうかを決定する段階は、チェビシェフ・モーメント比を計算することを含む、請求項9に記載のシステム。
- カメラデバイスであって、
a.1又は複数の画像を含むコンテンツであって、少なくとも1つの小さいぼやけ画像を含むコンテンツを光景から取得するセンサと、
b. i.前記コンテンツが1又は複数の大きいぼやけ画像を含むかどうかを決定する段階、
ii.前記1又は複数の大きいぼやけ画像を含むと決定されたときに前記1又は複数の大きいぼやけ画像を除去する段階、
iii.反復数の差、組み合わされた色彩の特徴、及び、組み合わされた非色彩の特徴に対する閾値を利用して、前記1又は複数の大きいぼやけ画像のない残りの小さいぼやけ画像であって焦点の合った画像を決定する段階、
を実行するアプリケーションを記憶するためのメモリと、
c.前記アプリケーションを処理するプロセッサと、
を含むカメラデバイス。 - 前記1又は複数の大きいぼやけ画像は、当該1又は複数の大きいぼやけ画像が少なくとも10被写界深度離れるように焦点の合った画像から離れている、請求項16に記載のカメラデバイス。
- 前記1又は複数の大きいぼやけ画像は、反復ぼやけ推定、FFTリニアリティ、ウェーブレット・エネルギ比、チェビシェフ・モーメント比、及び、色収差特徴から選択された基準を用いて決定される、請求項16に記載のカメラデバイス。
- 前記コンテンツが1又は複数の大きいぼやけ画像を含むかどうかを決定する段階は、1又は複数の画像の第1のチャネルに対しウェーブレット・エネルギ比を計算すること、1又は複数の画像の第2のチャネルに対しウェーブレット・エネルギ比を計算すること、前記第1のチャネルに対するウェーブレット・エネルギ比と前記第2のチャネルに対するウェーブレット・エネルギ比の差を計算すること、そして、その差を閾値と比較することを含む、色収差特徴を利用する段階を含む、請求項16に記載のカメラデバイス。
- 前記差が前記閾値よりも下の場合は前記1又は複数の画像は焦点が合っている、請求項19に記載のカメラデバイス。
- 前記コンテンツが1又は複数の大きいぼやけ画像を含むかどうかを決定する段階は、領域の高速フーリエ変換を計算すること、周波数0の周囲の高速フーリエ変換係数の大きさの放射状(radial)平均を計算すること、大きさと周波数の対数を計算すること、線形回帰を計算すること、線形性を測定するために線形回帰の結果と高速フーリエ変換係数の曲線の間の誤差を計算すること、及び、フォーカス検出のために前記線形性の誤差を線形回帰の勾配と組み合わせること、を含む、請求項16に記載のカメラデバイス。
- 前記コンテンツが1又は複数の大きいぼやけ画像を含むかどうかを決定する段階は、チェビシェフ・モーメント比を計算することを含む、請求項16に記載のカメラデバイス。
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