JPH0690396A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH0690396A
JPH0690396A JP4170749A JP17074992A JPH0690396A JP H0690396 A JPH0690396 A JP H0690396A JP 4170749 A JP4170749 A JP 4170749A JP 17074992 A JP17074992 A JP 17074992A JP H0690396 A JPH0690396 A JP H0690396A
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JP
Japan
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circuit
high frequency
image
processor
frequency component
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JP4170749A
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English (en)
Inventor
Makoto Takayama
眞 高山
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 撮像素子から得られた画像情報を圧縮処理し
て符号化画像データを出力する画像圧縮手段と、前記画
像情報の圧縮処理の過程で得られる高域周波数情報に基
づいて合焦位置の検出を行う合焦手段を具備した。 【効果】 画像圧縮処理の途中で得られる画像の高周波
成分を利用してAF制御を行うようにしているので、合
焦点検出に必要とされる高周波成分を取り出すためのB
PF,A/D変換器,積分器等が不要となり、ローコス
トにAF制御を行うことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動焦点(AF)機能
を有する撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来から知られている合焦位置
検出回路を有する撮像装置を示す。本図において、被写
体像はレンズユニット1,撮像素子(CCD)2を介し
て電気信号に変換され、撮像処理回路3にてビデオ信号
に変換される。撮像処理回路3の出力(アナログビデオ
信号)はA/D変換回路4によりデジタル信号(画像デ
ータ)に変換され、画像圧縮回路5から圧縮された符号
化データ6が出力される。
【0003】次に、図2に示した従来例のAF動作を説
明する。
【0004】CCD2および撮像処理回路3を介して得
られたビデオ信号は、BPF(バンドパスフィルタ)1
1に入り、高域成分が取り出される。次に、スイッチ1
3を介してA/D変換回路14および積分回路15で積
分され、プロセッサ8に取り込まれる。
【0005】図3に示すように、合焦時には画像の高域
成分が最大となるため、レンズ駆動回路7を介してレン
ズ位置を制御し、積分器15の出力が最大となる位置を
合焦位置とする。
【0006】LPF12は映像信号の比較的低域の周波
数を抽出するローパスフィルタであり、大ボケ状態では
映像信号の高域成分のレベルが低く、空間周波数が低く
なる。言い換えると、図3に示す特性曲線の山が平たく
つぶれた形となり、高域成分のみでは山登り動作を行う
ことができない。
【0007】そこで、低域フィルタを用意し、大ボケ状
態ではLPFの出力に基づいて山登り動作を行い、合焦
点に近づいて高域成分のレベルが上昇してきたところ
で、高域成分のレベルによって合焦検出を行うものであ
る。
【0008】低域フィルタの特性は合焦点近傍でも山が
急峻でないため高い精度が得られないが、合焦点を離れ
てもある程度の信号レベルが得られるため大ボケでも山
登り動作を行うことができるわけである。
【0009】またSW13は高域通過型BPF11とL
PF12を各フィルタのレベルに応じて切り換えるスイ
ッチであり、システム全体を制御するプロセッサ8によ
って切換制御され、たとえばBPF11の出力が所定レ
ベル以上ならBPF11を選択し、所定レベル以下なら
LPF12を選択するように動作するものである。
【0010】なお、プロセッサ8は撮像処理回路3より
出力されたビデオ信号の輝度レベルに基づいて、アイリ
スコントロールおよびゲインコントロールを行い、露出
制御を行う。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の装置
では、AF制御を行うために、画像信号の高域成分を取
り出すフィルタ、および、その高域成分を積分するため
の回路が別個に必要となるため、装置が複雑となり、か
つ、コストが上昇するという欠点がある。
【0012】よって本発明の目的は、上述の点に鑑み、
AF制御のための余分な付加回路を不要とした撮像装置
を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明に係る撮像装置
は、撮像素子から得られた画像情報を圧縮処理して符号
化画像データを出力する画像圧縮手段と、前記画像情報
の圧縮処理の過程で得られる高域周波数情報に基づいて
合焦位置の検出を行う合焦手段を具備したものである。
【0014】ここで、前記画像圧縮手段は直交変換方式
による画像圧縮処理を行い、前記合焦手段においては、
該直交変換に際して生じる各空間周波数成分の変換係数
の累算値が最大となる点を合焦位置と判断するのが好適
である。
【0015】
【作用】本発明では、画像圧縮処理の途中で得られる高
域周波数情報を利用して合焦位置の検出を行う。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【0017】実施例1 図1は、本発明の一実施例による静止画符号化回路を示
すブロック図である。本図において、図2の従来例と同
様の要素には同一の番号を付してある。本実施例ではA
F制御を行うための付加回路、すなわち図2におけるB
PF11,スイッチ13,A/D変換回路14,積分回
路15を備えておらず、後に詳述する手順に従ってプロ
セッサ8が合焦位置を検出するものである。
【0018】本実施例の動作は、以下に述べるとおりで
ある。
【0019】被写体画像は、レンズユニット1,CCD
2を介して電気信号に変換され、撮像処理回路3により
アナログビデオ信号に変更される。撮像処理回路3のア
ナログ出力はA/D変換回路4によりデジタル信号に変
換され、次段の画像圧縮回路5では画像データを圧縮し
て符号化出力6を出力する。この画像圧縮回路5で用い
る方式は、直交変換方式のひとつである2次元DCT
(離散コサイン変換)処理を行う圧縮方式である。
【0020】すなわち画像圧縮回路5では、まずA/D
変換回路4の出力をフレームメモリ16に入力して1画
面分の画像データを記憶し、次にDCT回路17でフレ
ームメモリ16から縦横8画素(8×8)の画素データ
を入力し、これにDCT処理を施す。
【0021】一般に、N×N画素の画像データf(i,
j)に対して2次元DCTを施す場合、DCTの変換係
数F(U,V)は次式で与えられる。
【0022】
【数1】
【0023】である。
【0024】DCT変換係数F(U,V)のU,Vはそ
れぞれ8×8画素データのそれぞれをマトリクスで示す
ための変数であり、U=0,1,2,…,7、V=0,
1,2,…,7という値をとる。
【0025】上述した8×8DCT回路17によって得
られる8×8係数マトリクスF(U,V)は、画像に含
まれる最も高い空間周波数のU/2N倍,V/2N倍の
周波数成分の変換係数に対応する。図6は、この8×8
係数マトリクスを示すものである。
【0026】図6に示した係数マトリクスにおいて、一
番上の行には、8×8画素ブロック内の画像の中に含ま
れる空間周波数の水平方向成分の係数のうち周波数の低
い成分から順に左から、周波数が高くなるにつれて右方
へと推移し、右端は最も高い周波数成分に相当する係数
である。また、一番の左の列には同様に垂直成分の係数
のうち周波数の低い成分から順に上から周波数が高くな
るにつれて下方へと推移する。
【0027】したがって、一番上の成分は画像の持つ直
流成分の係数に相当し、最下方の成分は最も周波数の高
い成分となる。すなわち、最も左端の最上方となる係数
00は周波数が垂直,水平方向成分とも0で、直流成分
であることがわかる。
【0028】また斜め方向成分は、水平方向と垂直方向
の各成分を重ね合わせた周波数の係数に相当し、Y77
斜め方向において最も高い周波数成分の係数に相当す
る。
【0029】すなわち、上述のDCT処理によって得ら
れた係数マトリスクを用いると、画像信号に含まれる水
平,垂直,斜めの各周波数成分を個々に知ることができ
る。
【0030】また図5(a),(b)は、上述したDC
T処理を行う8×8画素データからなる画像ブロックの
1フレーム画像上における位置を示すものである。各図
とも、1フレーム画面内に8×8画素ブロックを12個
設定して、それぞれの設定位置における画像信号中の周
波数成分を詳細に検出することができる。同図(a)は
画面全面の情報を平均的に用い、同図(b)は画面中央
部の情報を重点的に用いている例を示す。
【0031】8×8DCT回路17の出力はリニア符号
化回路18に入力され、周知の量子化テーブルを用いて
係数位置ごとに異なるステップサイズで線形量子化さ
れ、次段の符号化器へと供給される。
【0032】符号化処理は、DCT出力の直流分(D
C)と交流分(AC)とで異なり、DC成分すなわち係
数Y00は1次元予測符号化(DPCMによる)された
後、ハフマン符号化されて可変長符号に変換される。
【0033】またDC成分の係数Y00以外のAC成分を
示す係数は、水平および垂直方向における周波数の低い
成分からジグザグ走査し、ランレングス符号化により
“0”の続く数と“0”でない係数値とを求め、2次元
ハフマン符号化を行って可変長符号に変換され、上述の
DC成分のハフマン符号化出力と多重された後、出力さ
れる。
【0034】次に、本実施例におけるAF制御手順を、
図4に示した各ステップS401〜S417に従って説
明する。
【0035】まず、AF制御を開始すると(S40
1)、CCD2からの画像信号を撮像処理回路3,A/
D変換回路4を介してフレームメモリ16に取り込む
(S402)。次に、フレームメモリ16からDCT回
路17に画像データを取り込み、DCT回路17の出力
から図5(a)または(b)のパターンに従って画像の
間引きデータをプロセッサ8に取り込む(S403)。
そして、プロセッサ8では、DCT回路17から出力さ
れた高周波成分の係数の絶対値を累算する(S40
5)。
【0036】次に、プロセッサ8の制御により、レンズ
駆動回路7を介してレンズユニット1のフォーカスモー
タ(図示せず)をフォーカスステップの1ステップ分だ
け無限遠側に送る(S405)。次に、CCD2からの
画像信号をフレームメモリ16に取り込み(S40
6)、フレームメモリ16からDCT回路17を介し
て、画像の間引きデータをプロセッサ8に取り込み(S
407)、プロセッサ8により、DCT回路17から出
力された高周波成分の係数の絶対値を累算する(S40
8)。
【0037】次に、プロセッサ8により係数の絶対値の
累算値を比較し、フォーカスステップの無限遠側の値の
方が大きければ(S409:Yes)、ステップS40
5に戻り、小さければ(S409:No)、フォーカス
ステップを1ステップ分だけ至近側に送る(S41
0)。
【0038】その後、CCD2の画像をフレームメモリ
16に取り込み(S411)、フレームメモリ16から
DCT回路17を介して画像の間引きデータをプロセッ
サ8に取り込む(S412)。そして、プロセッサ8に
より、DCT回路17から出力された高周波成分の係数
の絶対値を累算し(S413)、プロセッサ8で係数の
絶対値の累算値を比較する。その結果、フォーカスステ
ップの至近側の値の方が大きければ(S414:Ye
s)、ステップS410に戻る。他方、小さければ(S
414:No)、フォーカスステップを1ステップ分だ
け無限遠側に送り(S415)、合焦したことをプロセ
ッサ8の制御で表示器10に表示し(S416)、AF
制御を終了する(S417)。
【0039】上述したAF制御手順は、画像の高周波成
分が合焦時に最大となることを利用して(図3参照)、
DCT回路17から出力される高周波成分の係数の最大
累算値を求めることにより、合焦となるフォーカスステ
ップを求めるものである。
【0040】上述した実施例では、先に述べたとおり画
像の間引きパターンを図5の(a)または(b)のよう
に設定している。ここで(a)は、画面全体にフォーカ
スを合わせる場合の間引きパターンを、(b)は画面中
央にフォーカスを合わせる場合の間引きパターンを示
す。
【0041】なお、間引きのパターンを変えない場合で
あっても、プロセッサで高周波成分係数の絶対値の累算
を行う際に、各係数に重み付けを行うことも可能であ
る。すなわち、画面全体に合焦させる場合には全係数に
同じ重み付けを行い、中央重点とする場合には、中央付
近のデータにより大きな重み付けをして累算すればよ
い。
【0042】また、画像の高周波成分の係数の絶対値を
累算する際に、図6に示したY00を除く全ての係数を対
象としてもよいし、あるいはY00,Y01,Y10,Y02
11,Y20を除く係数を対象としても良いことは勿論で
ある。
【0043】さらに本実施例では、DCT回路17の出
力から間引きを行っているが、フレームメモリ16から
間引きを行い、DCT回路17に入力するよう構成する
ことも可能である。
【0044】本実施例ではDCT回路17を用いて画像
データの圧縮を行っているが、アダマール,フーリエな
ど他の直交変換系の圧縮処理を施すことも可能である。
【0045】実施例2 図7は、本発明の他の実施例によるAF制御手順を示
す。
【0046】AF制御を開始すると(S701)、まず
CCD2から画像信号を撮像処理回路3,A/D変換回
路4を介してフレームメモリ16に取り込む(S70
2)。次に、フレームメモリ16からDCT回路17に
画像データを取り込み、DCT回路17の出力から図5
の(a)または(b)のパターンで画像の間引きデータ
をプロセッサ8に取り込む(S703)。
【0047】プロセッサ8では、DCT回路17の出力
のうち第1の範囲の高周波成分の係数の絶対値を累算す
る(S704)。ここで、第1の範囲の高周波成分の係
数とは、例えば図6のY00を除く全て係数をさす。
【0048】ステップS704で得られた累算値が予め
決めた値に対し、大きければ(S705:Yes)、プ
ロセッサ8により、DCT回路17の出力のうち第2の
範囲の高周波成分の係数の絶対値を累算する(S70
6)。ここで、第2の範囲の高周波成分の係数とは、上
記第1の範囲の高周波成分の係数よりせまく、例えば図
6のY03,Y12,Y21,Y30より高周波側の係数であ
る。
【0049】ステップS704で求めた累算値が予め決
めた値より小さければ(S705:No)、プロセッサ
8の制御によりレンズ駆動回路7を介してレンズユニッ
ト1のフォーカスモータ(図示せず)をフォーカスステ
ップの1ステップ分だけ無限遠側に送る(S707)。
【0050】次に、CCD2の画像をフレームメモリ1
6に取り込み(S708)、フレームメモリ16からD
CT回路17を介して画像の間引きデータをプロセッサ
8に取り込み(S709)、プロセッサ8でDCT回路
17の出力のうち前ステップで決めた範囲と同じ範囲の
高周波成分の係数の絶対値を累算する(S710)。
【0051】次に、その累算値よりフォーカスステップ
の無限遠側の値の方が大きければ(S711:Ye
s)、ステップS707に戻る。他方、小さければ(S
711:No)、その累算値がステップS705と同じ
予め決めた値より大きいとき(S712:Yes)、プ
ロセッサ8でDCT回路17の出力のうち前記第2の範
囲の高周波成分の係数の絶対値を累算する(S71
3)。
【0052】また、その累算値が予め決めた値より小さ
ければ(S712:No)、フォーカスステップを1ス
テップ分だけ至近側に送る(S714)。
【0053】その後、CCD2の画像をフレームメモリ
16に取り込み(S715)、フレームメモリ16から
DCT回路17を介して画像の間引きデータをプロセッ
サ8に取り込み(S716)、プロセッサ8によりDC
T回路17の出力のうち前ステップで決めた範囲と同じ
範囲の高周波成分の係数の絶対値を累算する(S71
7)。
【0054】次に、プロセッサ8でその係数の絶対値の
累算値を比較し、フォーカスステップの至近側の値の方
が大きければ(S718:Yes)、ステップS714
に戻る。他方小さければ(S718:No)、フォーカ
スステップを1ステップ分だけ無限遠側に送り(S71
9)、合焦したことをプロセッサ8の制御により表示器
10に表示し(S720)、AF制御を終了する(S7
21)。
【0055】このように本実施例では、画像の高周波成
分が大きい場合に、より狭帯域の高周波成分に基づいて
合焦点の検出を行うことができるので、AF制御の精度
をより高めることが可能となる。
【0056】また上述の各実施例において、図5(a)
または(b)のいずれのパターンを用いるかは、測距枠
の大小制御に相当するものであり、操作者の意志によっ
て切り換えてもよいし、より高周波成分が多い方のパタ
ーンを自動的に選択してもよい。
【0057】また、各画像データサンプルポイントを連
続的に可変して最も高周波成分の量が大となる最良のパ
ターンを選択することもできる。
【0058】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像圧縮処理の途中で得られる画像の高周波成分を利用し
てAF制御を行うようにしているので、合焦点検出に必
要とされる高周波成分を取り出すためのBPF,A/D
変換器,積分器等が不要となり、ローコストにAF制御
を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】従来技術の一例を示すブロック図である。
【図3】レンズの合焦位置検出を説明するための線図で
ある。
【図4】本発明の一実施例におけるAF制御手順を示す
フローチャートである。
【図5】画像の間引きパターンを示す図である。
【図6】DCT(離散コサイン変換)処理によって得ら
れる変換係数のマトリクスを示す図である。
【図7】本発明の他の実施例におけるAF制御手順を示
すフローチャートである。
【符号の説明】
1 レンズユニット 2 CCD 3 撮像処理回路 4 A/D変換回路 5 画像圧縮回路 6 符号化出力 7 レンズ駆動回路 8 プロセッサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像素子から得られた画像情報を圧縮処
    理して符号化画像データを出力する画像圧縮手段と、 前記画像情報の圧縮処理の過程で得られる高域周波数情
    報に基づいて合焦位置の検出を行う合焦手段を具備した
    ことを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】 前記画像圧縮手段は直交変換方式による
    画像圧縮処理を行い、前記合焦手段においては、該直交
    変換に際して生じる各空間周波数成分の変換係数の累算
    値が最大となる点を合焦位置と判断することを特徴とす
    る撮像装置。
JP4170749A 1992-06-29 1992-06-29 撮像装置 Pending JPH0690396A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000008507A3 (de) * 1998-08-05 2000-05-11 Tuhh Tech Gmbh Vorrichtung und verfahren zur automatischen fokussierung und belichtung von bildaufnahmesystemen
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