JPH04324768A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コントラスト情報検出
方式およびオートフォーカス方式に関し、特に如何なる
被写体像についても常に高精度なコントラスト情報の検
出を可能とするコントラスト情報検出方式および検出さ
れたコントラスト情報に基づいて光学系をオートフォー
カス制御するオートフォーカス方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】オートフォーカス方式においては、レン
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。従来のスチルビデオカメラの構成が図５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ＣＣＤ３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。

【０００３】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に供給され、
一方、交流（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で得られる交
流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。量子化回路９で量子化された直流変換
係数は、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で量子化された交流変
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
直流変換係数の予測誤差および交流変換係数は記録装置
１７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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
スチルビデオカメラ等におけるコントラスト情報の検出
は、画像データを直交変換して得られる交流変換係数に
基づいており、また、得られた交流変換係数を最大化す
るようにレンズ位置を制御してオートフォーカス制御し
ている。しかしながら、かかる従来の方式では、以下に
述べるとおり、被写体像の種類、パターン形状によって
は有効なコントラスト情報を得ることができず、したが
って、高精度且つ安定なオートフォーカス制御を実現す
ることができない。すなわち、例えば、図６に示すよう
な画像パターンが被写体である場合には、得られる画像
信号の水平方向の信号は、図９に示すようなレベル変化
をする。図９からわかるように、合焦時よりも非合焦時
の方がブロック内の信号レベル変化が存在する。言い換
えれば、非合焦時の方が交流変換係数が得られることに
なる。また、合焦時にはブロック内のレベル変化が０に
なってしまうので交流変換係数のレベルも０である。そ
して、合焦寸前ではブロック内のレベル変化が急になる
ので交流変換係数のレベルが最大になる。

【０００５】被写体像が、図６を含め、図７や図８に示
すような、分割ブロックと一致するパターンをもつ画像
パターンであるときのレンズ位置と交流変換係数のレベ
ル、つまりコントラストとの関係は図１０に示す如くな
る。図１０から明らかなように、合焦点において有効な
コントラストピーク値が得られないので、合焦できない
。また、ピーク値から０に急激に落ち込み、また急激に
ピーク値に移るので、オートフォーカス制御が不安定に
なってしまい、高精度且つ安定なオートフォーカスが不
可能となってしまう。

【０００６】そこで、本発明の目的は、如何なるパター
ンの被写体像についても、常に高精度にコントラスト情
報を検出できるコントラスト情報検出方式を提供するこ
とにある。本発明の他の目的は、如何なるパターンの被
写体像についても、常に高精度且つ安定なオートフォー
カスが可能なオートフォーカス方式を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明によるコントラスト情報検出方式は、画像デ
ータを複数個のブロックデータに分割し、各分割ブロッ
クデータを直交変換して得られる直流変換係数の予測誤
差を前記画像のコントラスト情報として検出する。また
、本発明によるオートフォーカス方式は、画像データを
複数個のブロックデータに分割し、各分割ブロックデー
タを直交変換して得られる交流変換係数および直流変換
係数の予測誤差の２つのデータを検出し、検出された２
つのデータの何れかを前記画像のコントラスト情報とし
て用いてオートフォーカス制御を行っている。

【０００８】

【作用】本発明では、各分割ブロックデータを直交変換
して得られる直流変換係数について予測誤差を求め、得
られた予測誤差を、交流変換係数とともに、画像のコン
トラスト情報として検出する。また、こうして検出した
直流変換係数の予測誤差と交流変換係数を比較し、大き
い方の係数データを前記画像のコントラスト情報として
用いてオートフォーカス制御を行っている。

【０００９】

【実施例】次に、本発明について図面を参照しながら説
明する。図６〜図８に示すような画像パターンの場合、
直交変換して得られるブロックの直流変換係数は、隣接
ブロック間のレベル差は大きい。そこで、本発明は、前
のブロックの直流変換係数を予測値とした予測誤差を算
出する。予測誤差はブロック間のレベル差に相当するの
で本発明は、この予測誤差をコントラスト情報として用
いている。

【００１０】図１は本発明によるコントラスト情報検出
方式を適用したスチルビデオカメラの一実施例（オート
フォーカス方式）を示すブロック図である。図１におい
て、図５と同一符号が付されている構成部は同様な機能
をもつ構成であるので、詳細な説明は省略する。ＤＣＴ
回路８で得られた交流変換係数は、絶対値回路２０で絶
対値が検出されて比較器２２およびスイッチ２３に供給
される。また、ＤＣＴ回路８からの直流変換係数は、量
子化回路９に送出されるとともに、スイッチ１９のａ端
子にも送出される。スイッチ１９の他端子ｂには量子化
回路９で量子化された直流変換係数が供給されている。 スイッチ１９からの出力は、遅延回路１１と減算回路１
２に供給され、減算器１２からは、スイッチ１９の出力
信号から遅延回路１１の出力信号を減算した信号が予測
誤差として符号化回路１４および絶対値回路２１に供給
される。量子化回路１０で量子化された交流変換係数は
、ジグザグ走査回路１３によってジグザグ走査処理が施
された後、符号化回路１５で符号化される。合成回路１
６は、符号化回路１４と１５からの符号化出力を合成し
て記録装置１７に記録する。絶対値回路２１は、減算器
１２からの予測誤差の絶対値を検出し、比較器２２およ
びスイッチ２３の他入力に送出する。比較器２２は、絶
対値回路２０と２１からの出力信号レベルを比較し、比
較結果に応じて、スイッチ２３への２つの入力端子への
いずれかの入力信号を選択出力して、レンズＡＦ制御回
路２４に供給する。レンズＡＦ制御回路２４は、スイッ
チ２３からの信号に基づいてレンズ駆動回路１を制御し
てレンズ２にオートフォーカス（合焦）動作をさせる。 オートフォーカス動作を行わせる際には、スイッチ１９
はａ側に設定されており、直流変換係数は量子化されず
に減算回路１２に入力され、遅延回路１１で水平方向に
１ブロック分だけ遅延された信号との減算信号が絶対値
回路２１に水平方向の予測誤差信号として供給される。

【００１１】以上のように、本実施例によれば、ＤＣＴ
回路８からの交流変換係数と減算回路１２からの直流変
換係数（予測誤差信号）との２種類のコントラスト情報
が得られる。これら２つのコントラスト情報とレンズ位
置との関係が図３に示されている。図３において、実線
カーブが交流変換係数を、点線カーブが減算回路１２か
らの出力係数（予測誤差）の変化を示し、合焦点位置Ｅ
での両係数の変化が対照的である。したがって、比較回
路２２で、両係数を比較し、予測誤差が交流変換係数よ
りも大きくなったとき、つまり、図３におけるＥ点のと
きには、直流変換係数の予測誤差の方が大きな値（ピー
ク値Ｃ）を示すので、直流変換係数の予測誤差をコント
ラスト情報として、スイッチ２３により選択して、レン
ズＡＦ制御回路２４に供給している。その結果、図６〜
図８に示すような画像パターンに対しても問題なく合焦
動作可能となる。また、ＤＣＴを用いた符号化回路は、
一般に直流変換係数に対しての予測符号化を含むので、
遅延回路１１、減算回路１２等の回路は共用でき、回路
の簡素化を図ることができる。合焦後の画像の記録モー
ドでは、スイッチ１９をｂ側に設定し、量子化回路９に
より量子化された直流変換係数を減算器１２に出力する
。

【００１２】図２は、本発明によるコントラスト情報検
出方式を適用したスチルビデオカメラの他の実施例を示
すブロック図である。本実施例は、図１の実施例が水平
方向の予測誤差をコントラスト情報として用いているの
に対して、垂直方向の予測誤差をもコントラスト情報と
して用いる例である。そのため、本実施例においては、
遅延回路３０、減算回路３１、絶対値回路３２、更には
３入力の比較回路３３とスイッチ３４を設けている。遅
延回路３０は、水平方向のブロック数だけＤＣＴ回路８
からの直流変換係数を遅延させる。減算回路３１には現
在処理しているブロックの直流変換係数と、そのブロッ
ク画面上で上の位置にあるブロックの直流変換係数とが
入力される。したがって、減算回路３１の出力は、垂直
方向の予測誤差となる。水平方向の予測誤差と、交流変
換係数の処理は、図１の実施例と同様である。絶対値回
路３２は、減算回路３１からの予測誤差信号の絶対値を
検出し、比較回路３３とスイッチ３４の第３の入力端子
に供給される。

【００１３】さて、図７に示すような画像パターンが入
力されたときの、ＤＣＴ回路８からの出力Ｋ１、減算回
路３１の出力Ｋ２および減算回路１２の出力Ｋ３につい
てレンズ位置とコントラスト情報との関係が図４に示さ
れている。この場合には、水平方向の予測誤差Ｋ３は０
になるので、レンズ移動に対する数値の変化はないが、
垂直方向の予測誤差Ｋ２は、合焦点位置Ｅで最大（最大
値Ｃ）になるので、これらを比較回路３３で比較し、最
大値を示す垂直方向予測誤差Ｋ２をスイッチ３４で選択
してレンズＡＦ制御回路３５にコントラスト情報として
供給する。本実施例では、水平・垂直両方向の予測誤差
を用いるので、より確実なオートフォーカス動作が可能
となる。尚、以上の実施例では、水平方向の高精度な予
測誤差を得るために、ＡＦ動作時に、スイッチ１９によ
り量子化回路９を経由しないＤＣＴ回路８の出力を用い
ているが、量子化回路９の出力から予測誤差を求めてＡ
Ｆ制御を行うようにすることもできることは勿論である
。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、直流
変換係数の予測誤差をもコントラスト情報として用いて
いるので、如何なる画像パターンに対しても常に最適な
コントラスト情報を検出することができ、より確実なオ
ートフォーカス制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるコントラスト情報検出方式を適用
したスチルビデオカメラの一実施例を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明によるコントラスト情報検出方式を適用
したスチルビデオカメラの他の実施例を示すブロック図
である。

【図３】図１の実施例におけるレンズ位置とコントラス
トとの関係を示す図である。

【図４】図２の実施例におけるレンズ位置とコントラス
トとの関係を示す図である。

【図５】従来のスチルビデオカメラのオートフォーカス
制御を含む構成ブロック図である。

【図６】コントラスト情報に基づくオートフォーカス制
御における従来方式によるコントラスト情報検出時の問
題を生ずる特定画像パターンを示す図である。

【図７】コントラスト情報に基づくオートフォーカス制
御における従来方式によるコントラスト情報検出時の問
題を生ずる他の特定画像パターンを示す図である。

【図８】コントラスト情報に基づくオートフォーカス制
御における従来方式によるコントラスト情報検出時の問
題を生ずる更に他の特定画像パターンを示す図である。

【図９】図６に示す画像パターンについてのブロックデ
ータに対する水平方向信号の変化を示す図である。

【図１０】図６に示す画像パターンについて交流変換係
数をコントスト情報としたときのコントラストとレンズ
位置との関係を示す図である。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　　レンズ駆動回路　　　　　　２
　　　　レンズ３　　　　　　　　　　ＣＣＤ　　　　
　　　　　　　　　　４　　　　撮像プロセス回路 ５　　　　　　　　　　Ａ／Ｄコンバータ　　　　６　
　　　バッファメモリ ７　　　　　　　　　　パルス発生回路　　　　　　８
　　　　ＤＣＴ回路９、１０　　　　量子化回路　　　
　　　　　　　１１、３０　　遅延回路 １２、３１　　減算回路　　　　　　　　　　　　１３
　　ジグザグ走査回路 １４、１５　　符号化回路　　　　　　　　　　１６　
　合成回路１７　　　　　　　　記録装置　　　　　　
　　　　　　１８　　システム制御回路 １９、２３、３４　　　　　　　　スイッチ２０、２１
、３２　　　　　　　　絶対値回路２２、３３　　比較
回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像データを複数個のブロックデータに分
   割し、各分割ブロックデータを直交変換して得られる直
   流変換係数の予測誤差を前記画像のコントラスト情報と
   して検出することを特徴とするコントラスト情報検出方
   式。
2. 【請求項２】画像データを複数個のブロックデータに分
   割し、各分割ブロックデータを直交変換して得られる交
   流変換係数および直流変換係数の予測誤差の２つのデー
   タの何れかを選択して前記画像のコントラスト情報とし
   て用いてオートフォーカス制御を行うことを特徴とする
   オートフォーカス方式。