TW201037450A - System and method to autofocus assisted by autoexposure control - Google Patents

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201037450 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本:㈣大體而言係針對藉由自動曝光控制協助以 焦之系統及方法。 Λ 【先前技術】 ▲技：：進步已導致更小且更強大之計算裝置。舉例而 。，备别存在多種攜帶型個人計算裝置，包括無 ❹ 置，諸如體積小、重量輕且层 …汁鼻裝 易於由使用者攜帶之攜帶型盔 電話、個人數位助理（舰)及傳呼裝置。更具體而_/、 諸如蜂巢式電話及網際網路協定（IP)電話之攜帶型以電 話可經由無線網路傳達語音及資科封包。另外多、兮 ^電話包括併入於其中之其他類型的裳置。舉例而Γ 無線電話亦可包括數位靜態相機、數位視訊攝影機1位 记錄器及音訊檔案播放器。 通寺無線電話可處理可執 丁…其包括可用以存取網際網路之軟體應 ❹ :，網頁編應用程式。因而，此等無線電話可包括； 者之計算能力。 數位信號處理器⑽Ρ)、影像處理器及其他處 :繁地用於包括數位相機或顯示藉由數位相機所榻破 2或視訊資料之攜帶型個人計㈣置中。此等 ; :以提供視訊及音訊功能、處理所接收之資料(諸如： 像資料）或執行其他功能。 〜 曰延時及精度為數位相機之自動聚焦（Μ)系統的品質度 里。延時可與數位相機之圖框速率成反比，其中通常以每 144973.doc 201037450 秒圖框數（FPS)給出該圖框速率。精度可係關於自動聚焦 搜寻演算法，以及係關於影響清晰度統計之隨機誤差。習 知地，在微光條件中，曝光控制將通常增加曝光時間以減 少雜訊效應，且將因此減小圖框速率且增加手持數位相機 之手震模糊（hand-shake blur)。然而，減小之圖框速率將 增加自動聚焦延時，而手震模糊或抖動將減少清晰度統計 之精度，且因此不利地影響最終自動聚焦精度。 【發明内容】 在一特定實施例中，揭示一種方法，其包括比較由一影 像感測器進行之影像擷取的一圖框速率與一影像擷取裝置 處之一圖框速率臨限值。該方法包括在該圖框速率小於該 圖框速率臨限值時將該圖框速率增加至一經修改的圖框速 率，該經修改的圖框速率大於或至少等於該圖框速率臨限 值。該方法進一步包括對待以該經修改之圖框速率擷取之 一影像執行一自動聚焦操作。 在另一實施例中，揭示一種影像擷取方法，其包括準備 使用耦接至一影像擷取裝置之一影像感測器的一透鏡系統 擷取一影像。該方法亦包括調整自該影像感測器輸出之一 影像信號的一影像信號增益。該方法進一步包括使用該影 像擷取裝置中之一數位信號處理器處理該經調整的影像信 號。δ玄數位彳g號處理器麵接至該影像操取裝置中之—自動 曝光控制器及-自動聚线置。該方法亦包括在由該影像 擷取裝置之該影像感測器進行之影像擷取的一圖框速率低 於一預定圖框速率時使用該自動曝光控制器選擇性地增加 144973.doc 201037450 該圖框速率。該方法進一步包括在增加該圖框速率之後使 用該自動曝光控制器減少該影像擷取裝置之該影像感測器 的一曝光時間。該方法亦包括增加該影像信號增益以調整 該影像之一亮度位準。該方法進一步包括使用該自動聚焦 裝置執行一自動聚焦操作以調整該透鏡系統之一透鏡位 置，從而對該影像聚焦。

在另一實施例中，揭示一種影像擷取裝置。該影像擷取 裝置包括：一自動曝光控制裝置，其經組態以將由一影像 感測器進行之影像擷取的一圖框速率選擇性地增加至一增 加的圖料率。該自動曝光控制裝£進一步經组態以將該 影像感測器之一曝光時間減少至一減少的曝光時間，並將 自該影像感測器輸出之一影像信號的—影像信號增益增加 至-增加的影像信號增益以調整—影像亮度位準。該影像 操取褒置進一步包括一自動聚隹奘番 目勁永焦裝置，該自動聚焦裝置經 ，及態以使用該增加的圖框速率 圃汇逯年s亥減少的曝光時間及該增 加的影像信號增益中之至少一 操作。 可訂衫像執订一自動聚焦 在另一實施例中，想+ 级別也 f W ^ …種#像擷取裝置。該影像擷取 褒置包括用於控制—自動 Ψ ^ 曝先乂將由一影像感測器進行之 和像擷取的一圖框速率 的構件。㈣#/ίΓ —增加_框速率 工制—自動曝光之構件一 + 測器之-曝料間減 V…衫像感 像感測器輸出之-影像㈣光時間，並將自該影 加的影隸料益== 像信料益增加至一增 ，整一影像亮度位準。該影像操取裝 »44973.d〇c 201037450 置進-步包括用於使用該增加的圖沾 時間及該增加的影像信號增益中之至^^減；：=光 一自動聚焦操作的構件。 者卜衫像執行 今攜帶型F置1”揭不一種包括—相機之攜帶型裝置。 裝置經組態以將由—影像感 ：曝先㈣ —SI 4T- .* 艰订之對一景> 像之操取的 王速率增加至—經修改 i亲率$ ,丨、M α 固汇迷率，該經修改的圖框 、羊-專於該相機處之一圖框速 控制襄置進-步經组態以將該相機處/亥自動曝先 機處之一曝光時間減少至 二=Ϊ時間’並將該相機處之-影像信號增益增加 型裝^亦勺遽增益以調整—影像亮度位準。該攜帶 日㈣及二用於以該經修改的圖框速率、該減少的曝光 曰加的影像信號增益對該影像執行一自動聚焦操 作的構件。 在另-實施例中，揭示一種電腦可讀媒體。該電腦可讀 媒體包括電腦可執行指令’該等電腦可執行指令可操作以 使-電腦增加由-影像感測器進行之對—影像之榻取的一 圖框速率。將該圖框速率增加至一經修改的圖框速率，該 經修改的圖框速率大於或至少等於―影像擷取裝置處之一 圖框速率臨限值。該等電腦可執行指令進一步可操作以使 該電腦減少該影像操取裝置處之該影像感測器的一曝光時 間’並增加自該影像操取裝置處之該影像感測器輸出之一 影像信號的一影像信號增益。 由該等揭示之實施例所提供之一特定優點在於―自動 144973.doc -6 - 201037450 曝光控制裝置切換至一自動聚焦協助模式中以改良自 焦品質度量中之一或多者。 * 由該等揭示之實施例所提供之另—優點在於，可改良自 動聚焦延時及精度中之一或兩者。 在審閱整個中請案之後，本發明之其他態樣、優點及特 徵將變得顯而易見，整個中請案包括以下部分··圖式簡單 說明、實施方式及申請專利範圍。 【實施方式】 0 #看圖1，說明影像操取裝置⑽。影像掏取裝置1〇2包 括透鏡系，統108、影像感測器11〇、影像信號增益元件 112,及數位信號處理器（DSP)U4。影像擷取裝置1〇2亦包 括記憶體116，冑如，隨機存取記憶體褒置或非揮發性記 憶體裝置(諸如，唯讀記憶體或快閃記憶體)。影像擷取裝 置102進步包括自動聚焦裝置（AF) 118及自動曝光控制裝 置（AEC)120。透鏡系統108回應於接收影像1〇4之影像輸入 ❹ 106透鏡系統1〇8具有回應於自動聚焦裝置118之輸入， 該自動聚焦裝置118又自數位信號處理器114接收回饋輸 入。 自動曝光控制裝置120具有回應於數位信號處理器114之 輸入。自動曝光控制裝置12〇將輸出提供至影像感測器ιι〇 及影像信號增益元件112。在一特定實施例中，自動曝光 控制裝置120將圖框速率資料122提供至影像感測器11〇且 亦將曝光時間資料124提供至影像感測器11〇以用於控制該 影像感測器11〇。數位信號處理器114耦接至記憶體116且 144973.doc 201037450 能夠存取該記憶體116。 影像感測器110經組態以擷取影像，諸如，在透鏡系統 108處接收之影像104。自動曝光控制裝置及/或模組i2〇經 組態以執行複數個功能，諸如，將由影像感測器11〇進= 之影像擷取的圖框速率增加至増加的圖框速率，將影像成 測器110之曝光時間減少至減少的曝光時間’或將自影像 感測器110輸出之影像信冑的影像信號增益增力口至增加的 影像信號增益。如由自動曝光控制裝置120所控制之增加 的影像信號增益可調整經操取之影像的影像亮度位準。因 此，在自動曝光控制裝置120之控制下調整影像信號增益 元件112，從而提供如由數位信號處理器114所接收之具有 較高亮度位準的影像。 自動聚焦裝置m經組態以對如由數位信號處理器i 14所 接收及處理之經擷取的影像執行自動聚焦操作，該操作係 使用如上文關於由自動曝光控制裝置12〇所引導之操作及 功能性控制所描述之增加的圖框速率、減少的曝光時間及 增加的影像信號增益來進行的。在另—實施例中，自動聚 焦裝置U8經組態以使用增加的圖框速率、減少的曝光時 間及/或增加的影像信號增益之功能中的—或多者對影像 執行自動聚焦操作。藉由自動聚焦裝置ιΐ8對以上功能的 執行可得到增加的影像精度、減少的抖動效應及減少的延 時。在一特定實財，、經由使用自動聚焦裝置ιΐ8功能性 來減少取裝置（諸如，由使用者所持之相機）的手抖 動0 144973.doc 201037450 在一特定實施例中，自動曝光控制裝置120進一步經組 態以在圖框速率不小於預定圖框速率時減少在影像感測器 110處整合影像104的整合時間。預定圖框速率可為預設圖 . 框速率，諸如，在製造時所確定之指定或定義的圖框速 率。或者，預定圖框速率可經由影像擷取裝置1〇2之使用 ' 者介面而受使用者控制。 在操作期間，在透鏡系統108處經由輸入1〇6接收影像 104。透鏡系統1〇8對所接收影像104聚焦，且將經聚焦之 影像提供至影像感測器110。具有由自動曝光控制裝置ι2〇 所定義或控制之特定參數的影像感測器11〇感測影像1〇4且 將經感測之影像資料提供至影像信號增益元件丨12。在一 . 特定實例中，圖框速率122及曝光時間124由自動曝光控制 裝置120提供以用於影像感測器11〇感測且接著將經感測之 t/像提供至影像信號增益元件丨丨2。影像信號增益元件1丄2 將信號增益應用於自影像感測器11〇所接收之影像ι〇4。影 〇 像信號增益元件112亦自自動曝光控制裝置120接收控制參 數，且可自自動曝光控制裝置12〇接收經調整之增益位 準。影像信號增益元件112接著將該增益位準應用於來自 ' #彡像感冑11 11G之經感測的影像1G 4，且提供具有所應用之 •增益因數之增益增強的影像作為導引至數位信號處理器 之輸出。 數位信號處理器1 Μ接著處理來自影像信號增益元件112 之增亞增強的影像。數位信號處理器114將回饋資訊提供 至自動聚焦裝置118及自動曝光控制裝置12〇兩者。數位信 144973.doc 201037450 號處理器114處理來自影像信號增益元件112之所接收的影 像資料，且接著調整控制信號以增強影像1〇4之擷取。舉 例而言，數位信號處理器114將控制信號發送至自動聚焦 裝置118以調整透鏡系統108之焦距。作為另一實例數位 信號處理器114將控制信號提供至自動曝光控制裝置12〇以 調整圖框速率122、曝光時間124或兩者，該兩者又以回饋 控制系統方式提供至影像感測器丨1〇。 在數位信號處理器U4自影像信號增益元件112接收增強 的影像資料之後，該數位㈣處理器114接著將該增強的 影像資料冑出至記憶體116。記憶體116處之所儲存的影像 資料可被傳達至額外電子裝置，或可為使用者顯示。藉由 在數位信號處理器114之控制下協調自動曝光控制裝置12〇 與自動聚焦裝置118的動作，影像擷取裝置⑽可以協助自 動聚焦裝置118執行調整透鏡系統⑽及該透鏡系統⑽之 、兄系統焦距之功能的方式來使用自動曝光控制裝置 120。可用增強之特定實例為減少的抖動該抖動可由使 用手持影像擷取裝置1()2擷取影像104之使用者的手抖動而 造成。 參看圖2 ’說明影像擷取裝置202之另-實施例。影像擷 2匕括自動曝光控制裝置204及自動聚焦裝置 206。在—特定實施例中，可以與圖1之自動曝光控制裝置 120及自動聚焦|置118類似的方式來實施自 置204及自動聚焦裂置裏。 制裝 自動曝光控制裝置2 〇 4具有增加或減小各種參數之能 144973.doc 201037450 力。在一特定貫施例中，各種參數包括圖框速率2〇8、曝 光時間210、増益212、整合時間214，及曝光指數216。在 一特定實施例中，自動曝光控制裝置204經組態以減少影 像感測益（諸如’圖1之影像感測器11 〇)之曝光指數2丨6。曝 光指數216為表示曝光時間21〇與增益212之組合的整數。 在一特定實施例中，將曝光指數216減少約23可導致將在 影像感測器（諸如，圖丨之影像感測器丨1〇)處整合影像（諸 如’圖1之影像1〇4)之整合時間214減少約一半。 在一特定說明的實例中，自動曝光控制裝置2〇4增加圖 框速率208 ’減小曝光時間210，增加增益212，減小整合 時間214且減小曝光指數216。如圖2中所說明，此導致具 有減少的延時21 8及增加的精度220之自動聚焦裝置2〇6。 如上文所描述，圖框速率2〇8與延時218可彼此反向相關， 使待增加該圖框速率2〇8可導致減少的延時2丨8。類似地， 增加圖框速率208及減小曝光時間210可導致手震模糊及抖 Q 動的減少，其可導致自動聚焦裝置206之增加的精度22〇。 參看圖3 ’在另一實施例中，包括自動曝光控制裝置3〇4 及自動聚焦裝置306之影像擷取裝置302可具有以與圖2之 影像擷取裝置202及/或圖1之影像擷取裝置1〇2類似的方式 進打調整的參數。在一特定說明性實施例中，自動曝光控 制裝置304增加圖框速率3〇8，此又導致自動聚焦裝置3〇6 具有減少的延時318，如所說明。 參看圖4，展示影像擷取裝置4〇2之另一特定說明的實施 例衫像擷取裝置402包括自動曝光控制裴置4〇4及自動聚 144973.doc 201037450 焦裝置406。在圖4之實施例中，藉由自動曝光控制裝置 404減小曝光時間41G及增加增益412。作為減小曝光時門 410及增加增益412之結果，自動聚焦裝置傷具有改良^ 增加的精度420，如所說明。 參看圖5,說明包括相機5〇〇之攜帶型裝置。包括相機 5〇〇之攜帶型裝置進一步包括該攜帶型裝置之應用晶片組 5〇2。應用晶片組5〇2包括自動曝光控制裝置綱及用於執 ^于自動聚焦操作之構件（諸如，自動聚焦裝置506)。用於執 行自動聚焦操作之構件可包括自動聚焦電路、由處理器執 打之自動聚焦軟體、機械自動聚焦裝置，或其任何组合。 自動曝光控制裝置5G4經組態以將由影像感測器進行:對 影像之擷取的圖框速率5G8增加至—經修改的圖框速率， 該經修改的圖框速率至少等於相機5〇〇處之圖框速率臨限 值，如所說明。自動曝光控制裝置5〇4亦經組態以將相機 500處之曝光時間51〇減少至減少的曝光時間且將相機· 處之影像k號增益512增加至增加的影像信號增益，以調 整影像亮度位準。自動聚焦裝置506經組態以按經修改之 圖框速率、減少之曝光時間及增加之影像信號增益位準對 p像執行自動1焦操作。結果為減小的延時5 ^ 8及改良的 精度520 ’如所展不。在_特定說明性實施例中，自動曝 光控制裝置504及自動聚焦裝置係安置於單一應用晶片 、且5〇2内°亥單-應用晶片組5〇2處於包括相機500之攜帶 型電子裝置内。 >看圖6說明包括相機600之攜帶型裝置的特定實施 144973.doc -12· 201037450 例。包括相機600之攜帶型裝置包括影像感測器6〇2。在一 特定說明性實施例中，可將影像感測器6〇2實施為如在圖2 之影像操取裝置102中的組件ι10。包括相機6〇〇之攜帶型 裝置内的影像感测益602進一步包括自動曝光控制裝置 及用於執行自動聚焦操作之構件（諸如，自動聚焦裝置 . 606)。因此，包括相機6〇〇及影像感測器602之攜帶型裝置 已將自動曝光控制裝置604及自動聚焦裝置6〇6兩者嵌入於 該影像感測器602内。因此，由於歸因於電路整合之較緊 0 密控制及潛在較低成本，故可以嵌入式方式將自動曝光控 制裝置604及自動聚焦裝置606實施於影像感測器6〇2内。 自動曝光控制裝置6 0 4經組態以將由影像感測器進行之 - 對影像之擷取的圖框速率608增加至一經修改的圖框速 -率，該經修改的圖框速率至少等於相機6〇〇處之圖框速率 臨限值，如所說明。自動曝光控制裝置6〇4亦經組態以將 相機600處之曝光時間610減少至減少的曝光時間且將相機 Q 6〇〇處之影像信號增益612增加至增加的影像信號增益，以 調整影像亮度位準。自動聚焦裝置606經組態以按經修改 之圖框速率、減少之曝光時間及增加之影像信號增益位準 - 對影像執行自動聚焦操作。結果為減小的延時618及改良 • 的精度620，如所展示。 參看圖7，用700說明擷取及處理影像資料之方法的特定 實施例。方法700包括：在702處，&較由影像感測器進行 之影像擷取的圖框速率與影像擷取裝置處之圖框速率臨限 值方法700包括.在704處，在圖框速率小於圖框速率臨 144973.doc -13- 201037450 限值時將該圖框速率增加至一經修改的圖框速率，該經修 改的圖框速率大於或等於該圖框速率臨限值。方法7⑽進 一步包括：在706處，對待以經修改之圖框速率擷取的影 像執仃自動聚焦操作。在一特定實施例中，圖框速率臨限 值為影像榻取裝置之最大圖框速率，且該經修改之圖框速 率大致等於該最大圖框速率。在一特定實施例中，影像掏 取裝置之最大圖框速率可處於約每秒2〇個圖框（Fps)至每 秒約30個圖框（FPS)的範圍卜或者，經修改之圖框速率 處於該圖框速率之大約Μ倍至該圖框料之大約3倍的範 圍中。具體言之’經修改之圖框速率可處於為該圖框速率 之大約2倍的位準。 . 在-特定實施例中，方法進—步包括在執行自動聚 焦操作之前減少影像擷取裝置處的曝光指數。在一特定實 施例中，影像掘取裳置可包括數位相機 '數位視訊攝影機 或相機電話中之-者。另外，方法可包括在對待以經 修改之圖框速率擷取的影像執行自動聚焦操作之前增加影 像操取農置之影像信號增益，以調整影像亮度位準。執行 所說明之方法的結果可包括諸如減少之手抖動效應及 增加之亮度位準的益處。 在另一特定實施例中，方法700包括在對待以經修改之 圖框速率操取的影像執行自動聚焦操作之前減小影像擷取 裝置處之整合時間及增加該影像擷取裝置處之影像信號增 益，以調整影像亮度位準。此外，方法7〇〇可進一步包括 在圖框速率不小於圖框速率臨限值時減少影像操取裝置處 144973.doc -14- 201037450 之整合時間。 參看圖8 ’用800說明擷取及處理影像資料之方法的特定 實施例。影像擷取方法800包括：在802處，準備使用麵接 至影像擷取裝置之影像感測器的透鏡系統來擷取影像。舉 例而言，如圖1中所展示，可使用耦接至影像擷取裝置1〇2 ' 之影像感測器110的透鏡系統108來擷取影像104。方法8〇〇 亦包括：在804處’調整自影像感測器所輸出之影像信號 的影像信號增益。舉例而言，如圖i中所展示，可使用影 ® 像信號增盈元件112調整自影像感測器11 〇所輸出之影像俨 號。方法800進一步包括：在806處，使用影像擷取裝置中 之數位信號處理器來處理經調整的影像信號，該數位信號 ' 處理器耦接至安置於該影像擷取裝置中之自動曝光控制器 • 及自動聚焦裝置。舉例而言，如圖1中所展示，耦接至安 置於影像擷取裝置1〇2中之自動曝光控制器12〇及自動聚焦 裝置118的數位信號處理器114可處理經調整的影像信號。 ❹ 方法800亦包括：在808處，當由影像擷取裝置之影像感 測器進行之影像擷取的圖框速率低於預定圖框速率時，使 用自動曝光控制器來選擇性地增加該圖框速率。舉例而 ' 言，如圖1中所展示’當由影像擷取裝置102之影像感測器 • u 0進行之影像擷取的圖框速率低於預定圖框速率時，可 由自動曝光控制器120選擇性地增加該圖框速率（如122處 所指示卜方法_進一步包括：在81〇處，在増加該圖框 速率之後，使用自動曝光控制器來減少影像擷取裝置之影 像感測器的曝光時間。舉例而言，如圖！中所展矛:，在增 144973.doc -15- 201037450 加該圖框速率之後，可由自動曝光控制器12〇減少影像擷 取裝置102之影像感測器ι10的曝光時間（如124處所指示）。 方法800亦包括：在812處，增加影像信號增益以調整影 像之亮度位準。舉例而言，如圖丨中所展示，影像信號增 益元件112可用以增加自影像感測器11〇輸出之影像信號的 增益，以調整影像之亮度位準。方法800進一步包括：在 814處，#用自動聚焦裝置執行自動聚焦操作，以調整透 鏡系統之透鏡位置以對影像聚焦。舉例而言，如圖丨中所 展示，自動聚焦裝置m可用以執行自動聚焦操作以調整〇 透鏡系統108之透鏡位置，從而對影像1〇4聚焦。方法8⑻ 可進-步包括確定對應於待操取之影像之最高影像對比度 的透鏡位置。方法800可進一步包括在確定透鏡位置之後 將圖框速率、曝光時間及影像信號增益恢復至原始值。 方法_可進—步包括使用自動曝光控制器減少曝光指 數及使用該自動曝光控制器增加影像信號增益以調整影像 的亮度位準。舉例而言’如圖2中所展示’可藉由自動曝 先控制裝置204減少影像擷取裝置2〇2處之曝光指數216， ◎ 且可藉由該自動曝光控制裝置2〇4增加影像信號的增益 12方法800可進一步包括減小在影像擷取裝置之 測器處整合影像的整合時間。舉例而言，如圖2中所： 不敕可藉由自動曝光控制農置2〇4減少影像擷取裝置2〇2處· 之整合時間214。 方法800可進一步句；1¾力：任f 匕括在圖框速率不小於預定圖框速率 時減少在影像擷取裝置之旦彡t片 。 置之〜像感測益處整合影像的整合時 144973.doc •16· 201037450 間方法800可進-步包括藉由增加圖框速率來減小影像 擷取裝置處之自動聚焦延時及藉由減少曝光時間及增加影 像信號增益來增加該影像擷取裝置處之自動聚焦精度。舉 例而言，如圖3中所展示，可使用自動曝光控制裝置3〇4藉 由增加圖框速率308而在自動聚焦裝置鳩處減小自動聚焦 延時318。又，如圖4中所展示，（例如）可使用自動曝光控 制裝置404藉由減少曝光時間41〇及增加影像信號之增益 412來增加自動聚焦裝置406的精度420。 #看圖9 ’用9GG展示執行藉由自動曝光控制協助之自動 聚…、操作的方法之特定說明性實施例的流程圖。可提供電 腦可讀媒體，諸如，圖1中所展示之記憶體116。該電腦可 讀媒體包括可操作以使電腦將由影像感測器進行之對影像 之擷取的圖框速率增加至—經修改的圖框速率（在9Q2處）的 電腦可執行指令，該經修改的圖框速率大於或至少等於影 像操取裝置處之圖框速率臨限值。該電腦可讀媒體包括可 ❹ #作以使電腦減少影像擷取裝置處之影像感測器的曝光時 間(口在904處）的電腦可執行指令。該電腦可讀媒體進一步包 括可=作以使電腦增加自影像擁取裝置處之影像感測器輸 2之影像信號的影像信號增益（在906處）的電腦可執行指 ^在特定實施例中’圖框速率臨限值可為影像擷取裝 置^最大圖框速率。在另—特定實施例中，該電腦可讀媒 可操作以使電腦在圖框速率不小於圖框速率臨限值 時減夕在影像操取襄置之影像感測器處整合影像的整合時 間的電腦可執行指令。 144973.doc -17- 201037450 圖仞為包括藉由自動曝光控制協助以自動聚焦之模組的 系統之特定實施例的方塊圖。系統1000包括影像感測器裝 置1022，該影像感測器裝置助耗接至透鏡咖且亦輕接 墙型多媒體裝置之應用處理器晶片組職。影像感測 斋裝置1022包括藉由自動曝光控制協助以自動聚焦之模組 1064,該模組1064使用自動曝光控制裝置（諸如）藉由以下 來協助自動聚焦操作：實施圖丨至圖6之系統中的一或多 者，根據圖7至圖9之方法中的任一者操作，或其任何組 合。 猎由自動曝光控制協助以自動聚焦之模組1〇64經耦接以 (諸如）經由類比至數位轉換器丨〇26自影像陣列〗〇66接收影 像資料，該類比至數位轉換器1〇26經耦接以接收該影像陣 列1066之輸出且將該影像資料提供至藉由自動曝光控制協 助以自動聚焦之模組1〇64。 影像感測器裝置1022亦可包括處理器1010。在一特定實 施例中，處理器1010經組態以實施藉由自動曝光控制協助 以自動聚焦之模組1〇64。在另一實施例中將藉由自動曝 光控制協助以自動聚焦之模組1〇64實施為影像處理電路。 處理器1010亦可經組態以執行額外影像處理操作，諸 由圖1之數位k號處理器114所執行之操作中的—或多 者。處理器1010可將經處理之影像資料提供至攜帶型多媒 體裝置之應用處理器晶片組1〇7〇以用於進一步處理、傳 輸、儲存、顯示，或其任何組合。 圖11為包括藉由自動曝光控制協助以自動聚焦之模組的 144973.doc -18- 201037450 系統之特定實施例的方塊圖。系統1100可實施於攜帶型電 子裳置中且包括耦接至記憶體1132之信號處理器ul〇(諸 如數位號處理器（DSP))。系統11〇〇包括藉由自動曝光 控制協助以自動聚焦之模組1164。在一說明性實例中，藉 由自動曝光控制協助以自動聚焦之模組1164包括圖1至圖6 之系統中的任一者’根據圖7至圖9之方法中的任一者操作 或其任何組合。藉由自動曝光控制協助以自動聚焦之模組 1164可處於信號處理器1110中或可為單獨裝置。藉由自動 曝光控制協助以自動聚焦之模組1164包括用於控制自動曝 光之構件119 8及用於執行自動聚焦操作之構件119 9。用於 控制自動曝光之構件1198及用於執行自動聚焦操作之構件 U99可包括硬體電路、韌體、處理器或控制器執行碼、場 可程式化陣列，或其任何組合。 相機介面1168耦接至信號處理器111〇且亦耦接至相機 (諸如，視訊攝影機1170)。顯示控制器1126耦接至信號處 理器1110及顯示裝置1128。編碼器/解碼器（c〇dec)U3^^ 可耦接至信號處理器1110。揚聲器1136及麥克風1138可耦 接至CODEC 1134。無線介面114〇可耦接至信號處理器 1110及無線天線1142。 信號處理器1110亦可經調適以產生經處理之影像資料。 顯示控制器1126經組態以接收經處理之影像資料且將該經 處理之影像資料提供至顯示裝置1128。此外，記憶體1132 可經組態以，收並儲存經處理之影像資料，且無線介面 1140可經組態以接收經處理之影像資料以用於經由天線 144973.doc -19- 201037450 1142傳輸。 在一特定實施例中，信號處理器丨丨〗〇、顯示控制器 1126、記憶體1132、CODEC 1134、無線介面1140及相機 介面1168包括於系統級封裝或系統單晶片裝置丨122中。在 一特定實施例中，輸入裝置1130及電源供應器1144耦接至

系統單晶片裝置丨122。此外，在一特定實施例中，如圖U 中所δ兒明’顯示裝置1128、輸入裝置113〇、揚聲器1136、 麥克風1138、無線天線1142、視訊攝影機117〇及電源供應 器1144處於系統單晶片裝置1122外部。然而，顯示裝置 ms、輸入裝置mo、揚聲器丨丨36、麥克風1138、無線天 線1142、視訊攝影機1170及電源供應器丨丨44中之每—者可 耦接至系統單晶片裝置1122之組件（諸如，介面或控制 器）。 熟習此項技術者將進一步瞭解，可將結合本文中所揭示 之實施例而描述之各種說明性邏輯區塊、組態、模組、電 路及演算法步驟實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組 合。為了清楚地說明硬體與軟體之此可互換性，各種說明 性組件、區塊、組態、模組、電路及步驟已在上文大體上 在其功能性方面得到了摇述。該功能性係實施為硬體還是 軟體取決於特定應用及強加於整個系統之設計約束。熟習 此項技術者可針對每-特定應用以同方式實施所描述之 功能性’但該等實施決策不應解譯為會弓丨起脫離本發明之 範嘴。 結合本文中所揭示之實施例所描述之方法或演算法的步 144973.doc -20- 201037450 驟可直接體現於硬體、由處理器所執行之軟體模組，或硬 體與軟體模組之組合中。一軟體模組可駐留於隨機存取兰己 憶體（RAM)、快閃§己憶體、唯讀記憶體（R〇M)、可程式化 唯讀記憶體（PROM)、可抹除可程式化唯讀記憶體 (EPROM)、電可抹除可程式化唯讀記憶體（EEpR〇M)、暫 ' 存器、硬碟、抽取式碟片、緊密光碟唯讀記憶體 (CD-ROM) ’或此項技術中已知之任何其他形式的儲存媒 體中。例示性儲存媒體耦接至處理器，以使得處理器可自 〇 儲存媒體讀取資訊且將資訊寫入至儲存媒體。在替代例 中，儲存媒體可與處理器成一體式。處理器及儲存媒體可 駐留於一特殊應用積體電路（ASIC)中。ASIC可駐留於計算 - 裝置或使用者終端機中。在替代例中，處理器及儲存媒體 可作為離散組件而駐留於計算裝置或使用者終端機中。 提供所揭示實施例之先前描述以使任何熟習此項技術者 能夠進行或使用所揭示之實施例。對此等實施例之各種修 Q 改對於熟習此項技術者而言將易於顯而易見，且本文中所 定義之一般原理可在不脫離本發明之精神或範疇的情況下 應用於其他實施例。因此，本發明並不意欲限於本文中所 ' 展不之實施例，而應將符合與如由以下申請專利範圍所定 義之原理及新穎特徵一致的可能最廣泛範疇。 【圖式簡單說明】 圖1為一影像擷取裝置之第一說明性實施例的方塊圖， «亥衫像擷取裝置包括藉由自動曝光控制裝置協助之自動聚 焦裝置； 144973.doc •21 · 201037450 圖2為—影像擷取裝置之第二 該影像擷取裝置々 一說月性實施例的方塊圖， 焦裝置； g藉由自動曝光控制裝置協助之自動聚 圖3為—影像擷取裝置 該影像掏取裝置包括二說明性實施例的方塊圖， 焦裝置； 。由自動曝光控制裝置協助之自動聚 圖4為—影像褐― 該影像擷取裝置包括“說明性實施例的方塊圖’ 焦裝置； 匕括精由自動曝光控制裝置協助之自動聚 方二為包/1 —相機之攜帶型裝置之第-說明性實施例的 焦裝置，目機包括藉由自動曝光控制裝置協助之自動聚 «6為包括一相機之攜帶 方塊圖，兮相抱…/ 性實施例的 焦裝置； 由自動曝光控制裝置協助之自動聚 法為—執行藉由自動曝光控制協助之自動聚焦操作之方 、 說明性實施例之流程圖； 法=為執行藉由自動曝光控制協助之自動聚焦操作之方 法的第二說明性實施例之流程圖； 之方 圖9為執行藉由自動曝光控制協助之自動聚焦操作之方 法的特定說明性實施例之流程圖； 圖10為包括藉由自動曝光控制協助以自動聚焦之模组之 裝置的特定實施例的方塊圖；及 圖U為一攜帶型通信裝置的特定實施例的方塊圖，該攜 144973.doc 201037450 帶型通信裝置包括藉由自動曝光控制協助以自動聚焦之模 組。 【主要元件符號說明】 102 影像擷取裝置 104 影像 106 影像輸入 108 透鏡系統 110 影像感測器 Ο 112 影像信號增益元件 114 數位信號處理器（DSP) 116 記憶體 118 自動聚焦裝置（AF) 120 自動曝光控制裝置（AEC) 122 圖框速率資料 124 曝光時間資料 202 影像擷取裝置 204 自動曝光控制裝置 206 自動聚焦裝置 . 208 圖框速率 210 曝光時間 212 增益 214 整合時間 216 曝光指數 218 延時 144973.doc -23 - 201037450 220 精度 302 影像擷取裴置 304 自動曝光控制裝置 306 自動聚焦裝置 308 圖框速率 318 延時 402 影像擷取裝置 404 自動曝光控制裝置 406 自動聚焦裝置 410 曝光時間 412 增益 420 精度 500 相機 502 應用晶片組 504 自動曝光控制裝置 506 自動聚焦裝置 508 圖框速率 510 曝光時間 512 影像信號增益 518 延時 520 精度 600 相機 602 影像感測器 604 自動曝光控制裝置 144973.doc -24- 201037450 606 608 610 612 ' 618 • 620 1000 1010 Ο 1022 1026 1064 1066 1068 1070 1100 1110 〇 w 1122 1126 1128 1130 1132 1134 1136 1138 自動聚焦裝置 圖框速率 曝光時間 影像信號增益 延時 精度 系統 處理器 影像感測器裝置 類比至數位轉換器 自動聚焦模組 影像陣列 透鏡 攜帶型多媒體裝置之應用處理器晶片組 系統 信號處理器 系統級封裝或系統單晶片裝置 顯示控制器 顯示裝置 輸入裝置 記憶體 編碼器/解碼器（CODEC) 揚聲器 麥克風 144973.doc -25- 201037450 1140 1142 1144 1164 1168 1170 1198 1199 無線介面 無線天線 電源供應器 藉由自動曝光控制協助以自動聚焦之模組 相機介面 視訊攝影機 用於控制自動曝光之構件 用於執行自動聚焦操作之構件 144973.doc •26-

Claims (1)

1. 201037450 七、申請專利範圍： 1. 一種方法，其包含： 比較由一影像感測器進行之影像擁取的一圖框速率與 衫像操取裝置處之一圖框速率臨限值； 在该圖框速率小於該圖框速率臨限值時將該圖框速率 增加至一經修改的圖框速率，該經修改的圖框速率大於 或至少等於該圖框速率臨限值；及 Ο 對待以該經修改之圖框速率擁取之一影像執行一自動 聚焦操作。 2.如請求項1之方法，其中兮 兴甲。亥圖框速率臨限值為該影像擷 取裝置之一最大圖框速率，且装 干且其中該絰修改之圖框速率 大致等於該最大圖框速率。 3·如請求項1之方法，其中該經 /汉之圖框速率處於該圖 杧速率之大約1.5倍至該圖框 疋丰之大約3倍的一範圍 4·如請求項丨之方法，其中該經 ❹ 速率之大約兩倍。 、^之圖框速率為該圖框 5 之方法，其進一步包含在執行該自動聚隹操 ‘ 6 減少該影像操取襄置處的-曝光指數。 :^之方法，其中該影像梅取 數位視訊攝影機及_相機電話中之—者。 7.如明求項1之方法，其進一步勹 圖框迷率擷取的該影像執行該以該:修改之 該影像擷取裝置處之—旦 Λ <、、、操作之則，增加 -像㈣増益以調整-影像亮度 144973.doc 201037450 位準。 其進一步包含在對待以該經修改之 8 ·如請求項1之方法 圖框速率擷取的該影像，0…〜 倮執仃該自動聚焦操作之前，減小 該影像擷取裝置處之一敕人士 Ββ 正〇時間及增加該影像擷取裝置 處之-影像信號增益以調整一影像亮度位準。 9.如請求項1之方法，龙推止a人上 一進一步包含在該圖框速率不小於 該圖框速率臨限值_站.，丨、# 吁減夕该影像擷取裝置處之一整合時 間0 10. 一種影像操取方法，其包含. 一影像感測器的一 準備使用麵接至一影像擷取裝置之 透鏡系統擷取一影像； 調整自該影像感测器輸出 增益； 之一影像信號的一影像信號 使用該影像擁取裝置中之一數位信號處理器處理該經 調正的該數位信號處理器純至該影像糊取 裝：中之一自動曝光控制器及—自動聚焦裝置； 田由該影像擷取裝置之該影像感測器進行之影像擷取 的-圖框速率低於—狀圖框速率時，使用該自動曝光 控制器選擇性地增加該圖框速率； /增加該®框速率之後’使用該自動曝光控制器減少 °亥和像擷取裝置之該影像感測器的一曝光時間； '曰加該衫像信號增益以調整該影像之一亮度位準；及 使用°玄自動聚焦裝置執行一自動聚焦操作以調整該透 鏡系統之—透鏡位置’從而對該景彡像聚焦。 144973.doc 201037450 11. 12. 13. G 14. 15. 16. 〇 17. 如請求項10之影像擷取方法，其進一步包含確定對應於 待擷取之該影像之一最高影像對比度的該透鏡位置。 如請求項11之影像擷取方法，其進一步包含在確定該透 鏡位置之後，將該圖框速率、該曝光時間及該影像信號 增益恢復至原始值。 如晴求項1 〇之影像擷取方法，其進一步包含使用該自動 曝光控制器減少該影像擷取裝置處之一曝光指數及使用 戎自動曝光控制器增加該影像信號增益以調整該影像的 該亮度位準。 如叫求項1 〇之影像擷取方法，其進一步包含減小在該影 像擷取裝置之該影像感測器處整合該影像的一整合時 間。 如請求項10之影像擷取方法，其進一步包含在該圖框速 率不小於該預定圖框速率時減少在該影像擷取裝置之該 影像感測器處整合該影像的一整合時間。 如請求項1〇之影像擷取方法，其進一步包含藉由增加該 圖框速率來減，卜自動聚焦延時及藉由減少該曝光時間 及增加該影像信號增益來增加一自動聚焦精度。 一種影像擷取裝置，其包含： 一自動曝光控制裝置，其經組態以： 將由一影像感測器進行之影像擷取的一圖框速率選 擇性地增加至一增加的圖框速率； 將該影像感測器之-曝光時間減少至—減少的曝光 時間；及 144973.doc 201037450 將自該影像感測器輸出之一影後e t 知像尨旎的一影像信號 增益增加至一增加的影像信號増益， 乂碉整一影像亮 度位準；及 —自動聚焦裝置，其經組態以使 尺用β亥增加的圖框速 率、該減少的曝光時間及該增加的勒你^ _ 曰刀的影像信號增益中之 至少一者對一影像執行一自動聚焦操作。 18. 19. 20. 21. 如請求項17之影像操取裝置’其中該自動曝光控制農置 進-步經組態以在該圖框速率不小於—預定圖框速率時 減少在該影像感測器處整合該影像的一整合時間。 如請求項17之影像擷取裝置，其中該自動：：控制裝置 進一步經組態以減少該影像感測器之一曝光指數。 如請求項17之影像擷取裝置，其進一步包含： 經組態以擷取該影像之該影像感測器。 一種影像操取裝置’其包含： 用於控制-自動曝Μ進行以下動作之構件： 將由-料感測器進行之影像翔取的一圖框速率選 擇性地增加至一增加的圖框速率； 將該影像感測H之-曝光時間減少至—減少的曝光 時間；及 將自δ亥影像感測器所輸出之—影像信號的一影像信 號增益增加至-增加的影像信號增益，以調整一影像 亮度位準；及 用於使用該增加的圖框速率、該減少的曝光時間及 s亥增加的影像信號增益中之至少_者對一影像執行一 144973.doc -4- 201037450 自動聚焦操作的構件 22. 種包括-相機之攜帶型裝置，該攜帶型裝置包含： -自動曝光控制裂置，其經組態以： 农由〜像感測器進行之對_影像之掏取的一圖框 ^ ; Λ 1 ^修改的圖框速率，該經修改的圖框速 率至少等於該相機處之—圖框速率臨限值； 將该相機處之—曝光時間減少至-減少的曝光時 間；及 Ο 〇 :Λ相機處之—影像信號增益增加至-增加的影像 信號增益，以調整一影像亮度位準；及 /於以該經修改的圖框速率、該減少的曝光時間及 ^加的影像信號增㈣該影像執行一自動聚焦操作 的構件。 A 2求項I2之攜帶型裝置’其中該自動曝光控制裝置及 ^ ;執行該自動聚焦操作之構件係安置於該攜帶型裝 内之一應用晶片組中。 24. t請求項22之攜帶型裝置，其中該自動曝光控制裝置及 :用於執行該自動聚焦操作之構件係安置於該攜帶型裝 置之—影像感測器中。 25. —種電腦可讀棋艚 貝嫖體其包括可操作以使—電腦進行以下 動作之電腦可執行指令： ^由-影像感測器進行之對—影像之·的—圖框速 至—經修改的圖框速率，該經修改的圖框速率大 於或至少等於該影像擷取裝置處之—圖框速率臨限值； 144973.doc 201037450 減少該影像擷取裝置處之該影像感測器 間；及 〜曝光時 '曰加自δ玄影像搁取裝置處之該影像感測器輪出 像k號的一影像信號增益。 n、y 26. 如請求項25之電腦可讀媒體，其中該圖框速率臨限 該影像擷取裝置之一最大圖框速率。 值為 27. 如請求項25之電腦可讀媒體，其中該等電腦可執行扣入 進一步可操作以使該電腦在該圖框速率不小 曰令 七^ §亥圖樞谏 率臨限值之情況下減少在該影像擷取裳置之該今 ^ 器處整合該影像的一整合時間。 像感剛 144973.doc