TWI325087B - Automatic focus for image sensors - Google Patents

Description

1325087 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明之實施例係有關於一種數位成像，特別是有關 於一種用於數位成像設備之自動對焦的構造與方法β 【先前技術】 一般而言，數位成像設備可能是兩種類型之一：自動 對焦（auto-focus )與固定焦距。固定焦距設備通常無法對 透鏡發生作用或改變孔徑，反而依靠物體看起來是對準焦 點之廣大景深。雖然在許多實例中可以接受，由固定焦距 設備拍攝之影像並不如自動對焦設備所拍攝的那樣清晰》 在一只透鏡之焦點所拍攝的影像將在銳聚焦中，其中 焦點定義爲照相機透鏡之光軸上光線聚集或看起來聚集之 點。然而，若物體在透鏡景深之內，可產生一足夠清晰之 影像。景深係所拍攝之物體影像足夠對焦時與照相機之距 離範圍。因此，相較於透鏡，景深係長達精確焦點兩側之 區域範圍。 有不同方法與相關裝置可自動調節數位成像設備之對 焦。在一方法中，透鏡朝增加光感測元件上之光強度的方 向移動，在達到最大強度後便停止。另一自動對焦技術係 依據有限脈衝響應（finite impulse response: FIR)濾波器 來測定邊緣特徵與其清晰度。此技術就廣泛變化的強度/ 色値之影像而言較無效’因爲平均這些數値會扭曲結果。 先前技術有許多自動對焦控制電路與裝置，當中許多 利用從所關注之物體測量距離的方法，把它映至（map )— 可測量數量，驅動光學系統到恰當的焦距上◊此自動對焦 i 5 1325087 方法與主成像路徑平行執行’對於使用軟-片之照相機正好 合適。 隨著數位成像設備在市場上佔主要地位，自動對焦裝 置主要依賴從主成像資料傳輸路徑得到之數據。基本的假 設是，當影像含有最大數量之高頻率訊息時，係透過施加 •數位濾波於數字化之影像資料的一部分所測量，就可達到 最佳對焦狀態。計算出的過濾光譜能量被用作頻率大小 (content)之度量標準。 雖然在很多實例中自動對焦數位成像設備較優良，在 硬體方面其結構卻更爲複雜，製造費用更昂貴，且比固定 焦距設備在操作上更緩慢。最好能以最低花費和最少額外 空間來提供自動對焦，且能利用現有的成像設備零件，而 不需要添加用於自動對焦之專屬零件。 【發明内容】 _ 本發明提供一種用於數位成像設備之自動對焦裝置。 該自動對焦裝置包含一光學系統，能在該光學系統之聚焦 _ 面形成一物體之影像。一組二維光感測器陣列，用來產生 代表影像之像素資料。一視窗設備用來萃取至少一影像區 域之像素資料；根據該區萃取之像素資料，計算至少一符 合該區之對焦狀態數値；以及根據該區萃取之像素資料， 計算至少一符合該區之景象活動數値。一對焦狀態改變探 測設備，根據景象活動値用以計算失焦指示値。以及一追 蹤狀態機，根據算出之對焦狀態値與失焦指示値’用以計 算方向値與強度値，以利於從目前位置調整並重新定位光 學系統。 6 1325087 視窗設備包含至少一視窗處理資源，用於影像之每〜 區域’而每一視窗處理資源裝設一數位濾波器以處理該萃 取之像素系列，用以產生在計算該對焦狀態値使用之數位 濾波系列。 視窗處理電路更包含多個累加器單位，透過加進該系 列上之像素資料以累積該數位濾波系列的每一個，到一個 代表所有先前系列上之像素資料總和之總値，其中最後累 積結果係累加器單元在加入數位濾波系列之最後的像素資 料之後，所計算之總値。視窗處理電路透過加權與合計視 窗處理資源之最後累積結果，更能計算算術之加權累積總 和。 追蹤狀態機之方向値與強度値的計算包含儲存先前位 置之對焦狀態値。其中在第一模式中，儲存先前連續兩個 位置之對焦狀態値；在第二模式中，儲存具有最佳對焦品 質位置之對焦狀態値，並丟棄其他數値。在第三模式中， 丟棄所有儲存之對焦狀態値。比較目前對焦狀態値與儲存 之對焦狀態値，與確定一個用來調整光學系統之所欲位 置，其中根據所儲存之對焦狀態値與先前方向和強度値， 計算出方向値與強度値。停止焦距調整，當達到一最小強 度値，所測定之對焦狀態比任何先前儲存之對焦狀態更加 理想時。以及重新開始對焦調整，當失焦指示値表示一失 焦情況時。 本發明提供一種用於數位成像設備之自動對焦方法。 該自動對焦方法包含利用大體上位於光學系統之聚焦面的 一組二維光感測器陣列，產生代表影像之像素資料。萃取 至少一影像區域之像素資料。根據它所萃取之像素資料’ 7 1325087 計算至少一符合至少一區域之對焦狀態數値。根據它所萃 取之像素資料，計算至少一符合至少一區域之景象活動數 値。根據該景象活動値，計算一失焦指示値。以及根據算 出之對焦狀態値與失焦指示値，計算一方向與一強度値， 用以從目前位置調整並重新定位光學系統。 該自動對焦方法的方向値與強度値之計算包含儲存 零 '一或兩個先前位置之對焦狀態値。比較目前對焦狀態 値與儲存之對焦狀態値，以確定一個用來調整光學系統之 • 所欲位置。計算方向値與強度値，根據所儲存之對焦狀態 値與先前方向和強度値。停止焦距調整，當達到一最小強 度値’所測定之對焦狀態比任何先前儲存之對焦狀態更加 理想時。以及重新開始對焦調整，當失焦指示値表示一失 焦情況時。 【實施方式】 以下描述提出數個特定細節，以提供讀者對本發明之 實施例徹底的了解。然而，熟悉相關領域之技藝者將可辨 認在本發明缺少一或多個特定細節下仍得以實施，亦可與 其他組件一起實施。在其他例子中，眾所周知的實施或操 作沒有顯示或詳細描述於其中，以避免本發明之各種實施 例含糊的方面。雖然本發明各方面大部份於數位相機背景 下提出，它們可用於任何數位影像捕捉系統與裝置，且本 發明之描述並不是對任何使用之特別領域限制它的適用 性》 以下提出之說明書所使用之詞彙，應以最寬廣合理的 方式解釋，即使它與本發明某些特定實施例的詳細描述一 道使用。某些詞彙可能甚至於以下被強調；然而，任何欲 8 1325087 以任何被限定的方式解釋之詞彙，將在此實施方法部份公 開且明確地定義。 在說明書各處提及的「單一實施例」或「一個實施例」， 係指一有關此實施例所描述之特徵、結構、或特性，包括 在本發明至少一實施例中。因此，在說明書各處「單一實 施例」或「一個實施例」片語之使用，不一定都指著同一 個實施例。此外，特別的特徵、結構、實施、或特性，在 一或多個實施例中，可以任何適當的方式組合起來。 本發明之實施例係有關於用於數位成像設備之自動對 焦方法與裝置。所提出之方法與裝置透過評估數位影像， 評估光學系統之對焦狀態，並不需要除了數位影像捕捉信 號流程路徑之外的任何額外硬體。本申請書根據所評估之 對焦狀態，揭露一種用於計算透鏡移動之方向與大小的方 法。在此方法中，計算出之數値傳遞至透鏡驅動裝置，用 以逐漸調整光學系統，並得到一較佳對焦。一旦達到期望 的對焦品質，便阻止該設備控制透鏡驅動裝置。 Β 本發明之實施例闡述提供反應快速之簡易數位自動對 焦方法與裝置。圖一係根據本發明之一實施例自動對焦過 程100之示意圖，在各種成像應用實施上具有彈性。本發 明提供一種用來測量所拍攝影像之頻率大小（content)的 獨特方法。對於最佳對焦，以計算上符合成本效益之方式， 所提出之方法重複地估計接近最理想之透鏡位置。本方法 係屬於一種非線性控制方法，以控制光學系統驅動器，此 技術不但複雜度低且對錄影與靜態影像應用都十分有效， 可應用於任何使用可調整對焦的透鏡之數位成像設備。 9 1325087 如在圖一所述’藉由一組二維光感測器陣列拍攝之原 始影像資料102，或來自主影像捕捉設備106之預先處理 的影像資料104，被饋至視窗（windowing)單位108，以 計算量化符合目前對焦狀態品質之數値。量化之對焦狀態 値隨後被對焦狀態改變探測電路1 1 0利用以利於計算一失 焦指示値。 量化之對焦狀態値與失焦指示値被追蹤狀態機1 1 2利 用，以計算一組用以驅動光學系統朝向一較佳聚焦位置之 方向與強度値114。失焦指示値決定是否需要驅動光學系 統。它們能夠使追蹤狀態機112計算或使得追蹤狀態機112 停止計算方向與強度値Π4，或能夠使追蹤狀態機112傳 送或使得追蹤狀態機Π2停止傳送此些數量至透鏡驅動裝 置。 圖二係由視窗單位1 〇 8執行之流程方塊圖。視窗單位 108的首要任務係爲計算適當地描述對焦狀態之數値。符 合期望之對焦狀態値並非絕對，可能在不同成像環境下而 有所變化。視窗單位1〇8由一些視窗處理電路202組成’ 每一電路只處理來自影像之一指定區域之數據。每一指定 區域由可編程式之位置與尺寸參數定義。 在一實施例中，此區域外形爲長方形，且通常將此區 域設置於完全位於影像之內（即此區域的每一部分均位於 影像之內）。在另一實施例中’其尺寸爲64x32，且可改變 至影像的全部長度與寬度。區域可具有不同之尺寸。區域 亦可能在一影像內彼此重疊’取決於應用開發者的需求。 每一區域之相對重要性藉由其本身之加權函數決定° 1325087 實際可行之應用通常需要6個或更少的視窗處理電路 2〇2。然而，使用者/應用開發者可決定電路2 02之數量。 例如，使用者可能發現只需兩個視窗處理電路，剩餘四個 之權重則爲零。有越多的視窗處理電路，對應用開發者而 言則越有彈性。 模式選擇單元208自其他之視窗處理單元202, 1至5’ 區別視窗處理單元0。其被導入作爲一彈性手段，應用開 發者可因此區分來自多個區域之加權視窗處理結果與來自 由視窗處理單元0定義之單一區域之非加權視窗處理結 果。例如，視窗處理單元0可能定義成包含整個影像，而 視窗處理1 一 5可能由影像內小塊非重疊區域定義。視窗處 理單元〇被挑選而非其他之視窗處理單元之情況之一例示 爲對焦上的變化，其有可能引起小視窗在追蹤對焦上失去 效用。視窗處理單元0根據一更大視窗尺寸，可能隨後被 挑選用以萃取更一般之對焦狀態。影像之何部分饋到視窗 處理〇由應用開發者指定；然而，其可大至整個影像。 圖三說明視窗處理電路202之處理體系架構。視窗萃 取電路3 02決定何時萃取符合它來自主影像資料流 (stream )指定區域之像素資料。若一像素被確定屬於預 先指定區域，則其將被保留並饋入數位濾波器A( 304 )與 B(306)。否則，在所有隨後過程中將被忽略。此二濾波器 3 04與3 06之每一者均可採用選自一組數位過濾係數之過 濾係數加以編程（programmed)。濾波器A與B由應用開發 者編程式以萃取影像之各種光譜資訊，其中之一可能對高 頻率影像資料較爲靈敏，而另一者可能對低頻率影像資料 較爲靈敏。此二濾波器的結果將被對焦狀態改變探測單元 使用。但追蹤狀態機只採用其中一濾波器之結果。 1325087 數位濾波器爲評估影像區域之對焦狀態、萃取與評估 某些頻率元件之主要裝置。在一實施例中，濾波器係一維 濾波器’且只有在「水平線」方向過濾（如果影像資料以 水平的光柵掃描順序掃描）》它們包含有限數量之濾波器閘 門（taps )’如3到1 5個閘門（例如，【-1 0 2 0 - 1】），且 它們可被編程。在此實施例中，濾波器爲有限脈衝響應濾 波器’意謂著每個視窗處理資料首先儲存在延遲鏈（delay chain )。有限脈衝響應濾波器閘門接著乘以在該鏈中之相 應延發數據’累積相乘結果以產生濾波器結果。一數位濾 波資料系列接著在累加器308與310上累積，直到整個區 域被處理’如在圖三所述之。提供最後累積總和作爲視窗 處理電路202之輸出。 來自每一視窗處理電路2 02之最後累積總和接著在兩 運算權重（arithmetic weighting)單元 A( 204)與 B( 206) 中算術加權，以產生一個加權累積總和。此權重單元204 與206以其數位濾波器類型區別。運算權重單元a ( 204 ) 與由數位濾波器A( 304)濾波系列產生之最後累積總和有 關。同樣地，運算權重單元B( 206)與數位濾波器B( 306) 有關。此二加權累積總和產生影像統計資料之全面的基 準，用來量化透過對焦狀態改變探測電路1 1 〇利用之影像 區域（景象）之「活動」，與量化透過追蹤狀態機112利用 之對焦品質。每個濾波器結果被乘以一權重，然後合計加 權結果。所以該權重實際上是一加權總和，並非一系列相 乘加權之結果。該權重爲可編程式，並由應用開發者調適。 此調適過程正是達到最佳對焦追蹤之處。該權重直接影響 追蹤性能。由於此些權重可編程式，它們可以採用硬體編 碼（hard-coded )編入設計中，或者如果應用開發者希望， 12 1325087 他們可以利用影像上的額外處理產生權重，把所欲權重饋 回對焦追蹤模組。 圖四說明對焦狀態改變探測電路1 1 0之處理體系架 構。來自視窗單元之最後兩個累積總和被傳送至相差 (difference)電路402與相除（divide)電路404。此些 電路首先做最後累積總和之預先尺度調整（pre-scaling)， 然後分別減去與除以這兩個最後累積總和。預先尺度調整 不過是扔掉（截短/四捨五入）過多的位元，以便在進行 相減與相除之前，結算之數値正確地排齊，且主要是在運 算權重A與運算權重B之間對齊結果。此尺度調整只用於 兩個運算權重單元的其中一個。失焦決定電路406接著透 過評估差距與相除結果之相對強度，和透過比較它們與一 預先定義之臨界値，在對焦狀態上作一判斷。 當透鏡移動時，對焦狀態跟著改變。這引起兩個加權 總和A與B也隨之改變。每組改變可以一條曲線（例如， 高斯曲線）描繪出。理想上，當透鏡爲失焦時，總和A與 B將返回低値，而當透鏡接近焦點時，兩個總和將返回它 們的最大値。然而，依照影像特性，即使在焦點上兩條曲 線仍將含有相當多噪音。兩套濾波器A與B被使用來處理 噪音問題。兩個不同濾波器之使用意味著兩條曲線（易受 不同光譜內容影響）將有不同的振幅。這允許在兩條曲線 之間取它們的差距與比率。對於來自對焦跟蹤之噪音，使 用兩條曲線和取它們的差距與比率使此方法更加健全。 圖五描述追蹤狀態機1 1 2之控制流程圖，透過在記憶 體儲存它們相應之追蹤狀態資訊，它最多紀錄兩個先前位 置。根據目前狀態與儲存狀態資訊，追蹤狀態機1 1 2計算 13 1325087 透鏡調整之所欲方向與大小。儲存狀態資訊包含與 窗單元之數位濾波器B有關之加權累積總和，先前 方向與強度値，以及失焦指示値。 以下段落提出對焦追蹤過程之一例。總之，所 之計算係根據比較目前位置之加權累積總和，與相 蹤位置之加權累積總和（即先前一或兩個位置）》如 於先前兩個位置一直朝著相同方向移動，即爲之 向。否則，如果透鏡反轉它的方向，則在目前位置 與右側各有一可能位置。該方向調整成加權累積總 一最大値。該強度係根據兩個假設作調整：（1)沒 視察過的先前位置再次被視察（除非有一個對焦狀育 (2)透鏡被帶至最理想之焦點（當接近最理想之焦 透鏡調整強度可能降低）。 在該設備的初始通電後，追蹤狀態機112重新 空檔狀態，其中透鏡被安置在中間（或鬆弛）位置 計算該位置之追蹤狀態資訊且儲存在記億體。然後 (positive )步驟（相當於一正向方向與一非零強度 加於透鏡驅動裝置。隨後計算此新位置之追蹤狀態 在記憶體中。來自兩狀態之資訊，目前與初始資訊 被使用以計算用來調整透鏡位置之所欲方向與強度 果目前位置導致較佳對焦品質，一正向方向被選擇 欲方向。否則，即選擇一反向方向。在此步驟之所 値通常爲先前強度値之兩倍。 當透鏡被重定位時，將計算出一新的加權累積 在此階段，追蹤狀態機112在「整體搜尋」模式下 所欲方向之決定過程保持相同，但對於強度値則不 來自視 算出的 欲方向 鄰的跟 果透鏡 前的方 之左側 和接近 有一個 I改變） 點時， 設定爲 〇接著 一正向 値）施 且儲存 ，接著 値。如 作爲所 欲強度 總和》 操作。 同。如 14 1325087 果目前位置導致較佳對焦品質，所欲方向與強度値皆會保 持相同。若非如此，所欲方向會被反轉，而強度値被降低 一半。在後例中，下一個透鏡位置將位於目前的透鏡位置 與先前的透鏡位置之間。 反轉搜尋方向之條件，在圖五說明，根據比較目前加 權累積總和與先前儲存之加權累積總和，係爲一簡單條 件。亦可實施更精制之條件，以減少整體搜尋期間「過衝」 (overshoot)數量，在其中透鏡被驅動超過最理想之焦點。 φ 此條件可利用來自在不同時間所測量之影像系列之其他特 性之資訊。 當透鏡被重定位時，將計算出一新的加權累積總和， 而追蹤狀態機112在「局部搜尋」模式下操作。此搜尋模 式之主要特性爲在更新資訊期間，如果目前位置沒有比先 前的位置有一較佳對焦品質，則保留最佳對焦位置之追蹤 狀態資訊。另一方面，如果目前位置有最佳對焦品質，則 丟棄先前跟蹤狀態資訊，只儲存目前蹤狀態資訊。 B 透過比較目前追蹤狀態資訊與具有最佳對焦品質之追 蹤狀態資訊，方向與強度値被確定以靠近最理想之焦點。 透過局部捜尋確定最佳對焦位置之後，追蹤狀態機112被 放在閒置模式中，並保持在閒置模式中，直到對焦狀態改 變探測單元110產生一失焦信號。 除非本文清楚要求，否則整份說明與專利申請範圍之 詞彙「包含」，「包括J等等將被解釋爲開放態之意義，而 與封閉態之意義相反：換言之，解釋上爲「包含，但不受 限於J意義上。此外，於本文中之詞彙「此中」、「以上」、 15 1325087 「以下」，與其相似槪念含義之用語等，當參酌申請書整體 而非此申請書之任何特別片段。本文允許之處，在以上實 施方法中使用單一或複數數量之詞彙時，可能也分別包含 複數或單一數量。當專利申請範圍使用關於兩個或更多項 目之例示詞彙「或」，該詞含蓋以下所有該詞之解釋：在例 \ 示上之任何項目，在例示上之所有項目，與在例示上任何 項目之組合。 所有上述專利、應用與其他參考，包括任何可能列舉 φ 於伴隨之提交文件中，將在此引用。如有必要，本發明之 各方面可被調整以利用以上所描述的各種參考之系統、功 能與槪念，來提供本發明之再進一步地實施例。 本發明以較佳實施例說明如上，然其並非用以限定本 發明所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之 申請專利範圍及其等同領域而定。凡熟悉此領域之技藝 者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾， 均屬於本發明所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且 應包含在下述之申請專利範圍內。 i 雖然本發明之某些觀點以一定的申請專利範圍形式於 以下提出，本發明者在任何數量之申請專利範圍形式中仔 細考慮本發明之各觀點。例如，雖然只有本發明之一觀點 詳述如具體呈現於一電腦可讀之媒介中，然其他觀點也可 被具體呈現於一電腦可讀之媒介中。因此，本發明者保留 在提出申請之後添加額外專利範圍之權利，以爲本發明之 其他觀點取得此額外之申請專利範圍形式。 16 1325087 【圖式簡單說明】 圖一係根據本發明之一實施例的自動對焦過程之高階 示意圖。 圖二係根據本發明之另一實施例在圖一描述之由視窗 單位執行之流程方塊圖。 圖三係根據本發明之又一實施例說明在圖一描述之視 窗處理電路。 圖四係根據本發明之再一實施例說明在圖一描述之對 焦狀態改變探測電路。 圖五係根據本發明之再一實施例說明在圖一描述之跟 蹤狀態機之控制流程圖。 【主要元件符號說明】 自動對焦過程100 原始影像資料102 預先處理的影像資料104 主影像捕捉設備106 視窗單位108 對焦狀態改變探測電路11 〇 追蹤狀態機11 2 用於光學系統位置改變之方向與強度値114 視窗處理電路202 運算權重單元A 204 運算權重單元B 206 模式選擇單位208 視窗萃取電路302 數位濾波器A 304 數位濾波器B 306 、 累加器3 0 8 17 1325087

累加器3 1 Ο 相差電路402 相除電路404 失焦決定電路406

Claims (1)

1325087

十、申請專利範圍： κ 一個在數位成像設備中之自動對焦裝置，該裝置包 含： 一光學系統’能在該光學系統之聚焦面形成一物體之 影像； 一組二維光感測器陣列’用來產生代表影像之像素資 料； 一視窗設備，用以與複數濾波器閘門倂用，其中該視 窗設備規劃爲用來：

使用一第一有限脈衝響應濾波器，利用第一頻率影像 資料’以取得第一光譜資訊，使用一第二有限脈衝響 應濾波器利用第二頻率影像資料，以取得第二光譜資 訊，其中該第一有限脈衝響應濾波器與該第二有限脈 衝響應濾波器更規劃用以產生延發該像素資料，有限 脈衝響應濾波器閘門與該延發像素資料相乘，以產生 一相乘結果，累積該相乘結果，以各自產生關於該像 素資料之一第一數位濾波資料系列，與關於該像素資 料之一第二數位濾波資料系列，萃取至少一影像區域 之像素資料：

根據該區域萃取之像素資料計算至少一對應於該區域 之對焦狀態値；以及 根據該區萃取之像素資料計算至少一符合該區域之景 象活動値； 一對焦狀態改變探測設備，根據該景象活動値用以計 算失焦指示値；以及 一追蹤狀態機，根據算出之對焦狀態値與失焦指示 値，用以計算方向値與強度値，以利於從目前位置調 整並重新定位光學系統。 1325087 2.如申請專利範圍第1項之自動對焦裝置，其中該追蹤 狀態機之方向値與強度値的計算包含： 儲存先前位置之對焦狀態値，其中： 在第一模式中，儲存先前連續兩個位置之對焦狀態 値； 在第二模式中’儲存具有最佳對焦品質位置之對焦狀 態値’並丟棄其他數値；以及 在第三模式中，丟棄所有儲存之對焦狀態値： 比較目前對焦狀態値與儲存之對焦狀態値，與確定一 個用來調整光學系統之所欲位置，其中根據所儲存之 對焦狀態値與先前方向和強度値，計算出方向値與強 度値； 停止焦距調整’當達到一最小強度値，所測定之對焦 狀態比任何先前儲存之對焦狀態更加理想時；以及 重新開始對焦調整，當失焦指示値表示一失焦情況時。

3 .如申請專利範圍第1項之自動對焦裝置，其中該視窗 設備包含至少一個視窗處理資源，用於影像的每一區 域以萃取該像素資料，而其中透過提供視窗設備位置 與尺寸詳細指明一影像區域，其中該區域可能部份重 暨。 4.如申請專利範圍第1項之自動對焦裝置，其中該視窗 設備包含至少一個主要視窗處理資源與次要視窗處理 資源，而其中： 主要視窗處理資源專屬錄影自動對焦應用： 次要視窗處理資源專屬影像自動對焦應用；以及 隨後的主要視窗處理資源結果之處理與隨後的次要視 窗處理資源結果之處理係獨立執行。 20 1325087 5 . 如申請專利範圍第4項之自動對焦裝置，更包含一種 選擇模式’藉以在該主要視窗處理資源與該次要視窗 處理資源之間選擇’作爲在該視窗設備之中的主動處 理資源。

6.如申請專利範圍第1項之自動對焦裝置，其中該視窗 設備包含至少一視窗處理資源，用於影像的每一區 域’而每一視窗處理資源裝設一數位濾波器以處理該 萃取之像素系列’用以產生在計算該對焦狀態値使用 之數位濾波系列。 1 如申請專利範圍第6項之自動對焦裝置，其中在每台 該數位濾波器所使用之一套數位濾波器係數，係選自 預定之一或多套之數位濾波器係數。 8.如申請專利範圍第6項之自動對焦裝置，更包含多個 累加器單位，透過加進該系列上之像素資料以累積該 數位濾波系列的每一個’到一代表所有先前系列上之 像素資料總和之總値，其中最後累積結果係累加器單 元在加入數位濾波系列之最後的像素資料之後，所計 算之總値。 9 .如申請專利範圍第8項之自動對焦裝置，透過加權與 合計視窗處理資源之最後累積結果，更能計算算術之 加權累積總和。 10.如申請專利範圍第9項之自動對焦裝置，其中用於每 個新影像之該運算權重可被更新。 21 1325087 Η·如申請專利範圍第9項之自動對焦裝置，其中該運算 權重被分割成至少一個曲線組，而其中每個曲線組由 以下定義： 包含正好一個來自視窗處理資源之最後累積結果：以 及 每個最後累積結果與一曲線組相關。

1 2 .如申請專利範圍第4項之自動對焦裝置，透過加權與 合計視窗處理資源之最後累積結果，更能計算算術之 加權累積總和，其中該主要視窗使用一權重。 13.如申請專利範圍第1項之自動對焦裝置，其中該提及 之過程被編程輸入至少一個數位成像設備之積體電 路。 1 4.如申請專利範圍第3項之自動對焦裝置，其中該視窗 處理資源從影像之單一讀出作用在一像素系列上。 ^ 1 5 ·如申請專利範圍第1 1項之自動對焦裝置，其中該對焦 狀態改變探測設備利用來自至少兩條曲線之結果計算 失焦値，並透過作用於每個曲線組之加權累積總和產 生兩組中間結果，而其中； 第一組中間結果，係透過在來自同一個曲線組之兩個 預定的加權累積總和之間取差距來計算； 第二組中間結果，係透過來自同一個曲線組之兩個預 定的加權累積總和相除來計算； 失焦指示値，透過一臨界探測設備計算，該設備在四 組數値上進行邏輯操作，兩組中間結果來自目前影像 22 1325087 與兩組中間結果來自先前影像。 16. —種用於數位影像捕捉設備 包含：

之 白 動 對 隹 /1、、 方 法 > 該 方 法 利 用 大 體 上 位 於 光 學 系 統 器 陣 列 > 資 料 少 —. 個 符 合 至 少 一 丨品. 域 之 m 濾 波 器 J 利 用 第 — 頻 率 料 取 得 第 — 光 譜 資 訊 J 波 器 > 利 用 第 二 頻 率 影 像 得 第 二 光 譜 資 訊 > 該 第 二 有 限 脈 衝 響 應 濾 波 器 ) 發 使 閘 門 與 該 延 發 像 素 果 t 累 積 該 相 乘 結 果 > 以 一 第 — 數 位 濾 波 資 料 系 第 二 數 位 瀘 波 資 料 系 列 至 少 一 個 對 库 Λ 111、 於 至 少 —- 區 隹 / 1 \\ 指 示 値 » 以 及 隹 / 1 \\ 指 示 値 計 算 一 方 向 m 一 整 並 重 新 定 位 光 學 系 統 0 產生代表影像之像素資料， 之聚焦面的一組二維光感測 萃取至少一影像區域之像素 根據該萃取像素資料計算至 對焦狀態値；以及 藉由使用一第一有限脈衝響 影像資料，自該萃取像素資 使用一第二有限脈衝響應濾 資料，自該萃取像素資料取 有限脈衝響應濾波器與該第 均各自用以使該像素資料延 資料相乘，以產生一相乘結 各自產生關於該像素資料之 列，與關於該像素資料之一 以根據該萃取像素資料計算 域之景象活動値； 根據該景象活動値計算一失 根據算出之對焦狀態値與失 強度値，用以從目前位置調 1 7.如申請專利範圍第1 6項之自動對焦方法，其中該方向 値與強度値之計算包含： 儲存零、一或兩個先前位置之對焦狀態値； 比較目前對焦狀態値與儲存之對焦狀態値，以確定一 個用來調整光學系統之所欲位置； 23 1325087 1 8 . 根據所儲存之對焦狀態値與先前方向和強度値計算方 向値與強度値； 停止焦距調整’當達到一敢小強度値，所測定之對隹 狀態比任何先前儲存之對焦狀態更加理想時；以及 重新開始對焦調整，當失焦指示値表示一失焦情況時。 如申請專利範圍第1 6項之自動對焦方法，其中計算方 向値與強度値包含： 選擇一調整光學系統之位置，其中： 尊 若該對焦狀態提昇，則該光學系統之位置如同該光_ 系統之目前位置，在該光學系統之先前位置的同側： 若該對焦狀態退化，且該方向値已事先計算，則該光 學系統之位置在該目前位置與該先前位置之間；以& 若該對焦狀態退化，且該方向數量事先未被確定，則 該光學系統之位置在該先前位置之該目前位置的相胃 側。 " 19. ▲ 如申請專利範圍第1 6項之自動對焦方法，其中該功能 被編程輸入至少一個數位成像設備之積體電路。 w 20. 一個在數位成像設備中之自動對焦裝置，包含： 一像素資料產生裝置，用來產生代表影像之像素資 料； 一像素資料萃取裝置，用來萃取至少一影像區域之像 素資料’其中該萃取之像素資料係來自影像之綠色成 分或發光成分； 一對焦狀態計算裝置，根據所萃取之像素資料，用來 計算至少一符合至少一區域之對焦狀態値； 一影像統計資料計算裝置，根據它所萃取之像素資 24 1325087 » · I 料’用來計算至少—符合至少一區域之影像統計資料 數値；

一失焦指示値計算裝置，使用一第一有限脈衝響應濾 波器’利用第一頻率影像資料，自該萃取像素資料， 取得第一光譜資訊，使用一第二有限脈衝響應濾波 器’利用第二頻率影像資料，自該萃取像素資料取得 第二光譜資訊’該第一有限脈衝響應濾波器與該第二 有限脈衝響應濾波器，均用以使該像素資料延發，使 閘門與該延發像素資料相乘，以產生一相乘結果，累 積該相乘結果，以各自產生關於該像素資料之一第一 數位濾波資料系列，與關於該像素資料之一第二數位 濾波資料系列，以根據影像統計資料數値，計算失焦 指示値；以及 一方向與強度計算裝置，根據算出之對焦狀態値與失 焦指示値，用以計算一方向與一強度値，以調整光學 系統。

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