JP2006301004A - Control unit and method therefor, program, and camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御装置および方法、プログラム、並びにカメラに関し、特に、評価値ピーク検出感度を向上させ、合焦能力を向上させることができるようにする制御装置および方法、プログラム、並びにカメラに関する。 The present invention relates to a control device and method, a program, and a camera, and more particularly, to a control device and method, a program, and a camera that can improve evaluation value peak detection sensitivity and improve focusing ability.
従来、例えば撮像装置等において、焦点を被写体に合焦させるフォーカス処理を自動的に行うオートフォーカス(以下、AF(Auto Focus)と称する)処理がある。このAF処理には、例えば、取り込み画像のコントラストを検出し、コントラストが最も高くなるようにレンズ位置を調整する方法(画像処理方式)がある(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in an imaging apparatus or the like, there is an autofocus (hereinafter referred to as AF (Auto Focus)) process that automatically performs a focus process for focusing a subject on a subject. This AF processing includes, for example, a method (image processing method) of detecting the contrast of a captured image and adjusting the lens position so that the contrast becomes the highest (see, for example, Patent Document 1).
例えば、撮像装置は、取り込み画像の所定の領域(評価枠)において、画像の「ぼけ」度合いを評価するパラメータである評価値を、画像のコントラスト(例えば、輝度値の高周波成分)等から算出し、フォーカス位置を移動させながら、その評価値の最大値(ピーク値)を探索し、そのピーク値をとる位置に焦点を合焦させる。このようにすることにより、取り込み画像は、範囲内に写されている被写体に合焦する(ジャストピン)。 For example, the imaging apparatus calculates an evaluation value, which is a parameter for evaluating the degree of “blur” of an image, in a predetermined region (evaluation frame) of the captured image from the contrast of the image (for example, a high-frequency component of the luminance value). While the focus position is moved, the maximum value (peak value) of the evaluation value is searched, and the focus is focused on the position where the peak value is obtained. In this way, the captured image is focused on the subject imaged within the range (just pin).
このような画像処理方式のAF処理の場合、その精度は、一般的に、撮影環境や被写体などの条件に(得られる撮影画像の内容に)大きく依存する。そこで、より的確なAF処理を行うために様々な方法が考えられている。例えば、フォーカス位置を効率よく探索させるためにレンズを微小範囲で振動(ウォブリング)させ、その取り込み画像の評価値に基づいてフォーカスレンズの進行方向を判定する方法(例えば、特許文献2参照)や、幅広い撮影条件下において良好なAF処理を行うことができるように、条件に応じて評価値を算出する範囲である評価枠の枠サイズを変更する方法(例えば、特許文献3参照)等がある。 In the case of such an image processing type AF process, the accuracy generally depends largely on conditions such as a shooting environment and a subject (depending on the content of a captured image to be obtained). Therefore, various methods are considered to perform more accurate AF processing. For example, in order to efficiently search for the focus position, the lens is vibrated (wobbed) in a minute range, and the traveling direction of the focus lens is determined based on the evaluation value of the captured image (for example, see Patent Document 2). There is a method of changing the frame size of an evaluation frame that is a range in which an evaluation value is calculated according to conditions (see, for example, Patent Document 3) so that satisfactory AF processing can be performed under a wide range of shooting conditions.
また、複数種類の評価値を用いてAF処理を行ったり、評価値の最大値(ピーク値)を検出する方法を複数用意したりする方法もある。例えば、撮像装置が、通常の被写体に対しては、フィールド画像間において評価値の差分値を算出し、その傾きにより最大値をとるフィールド(ピーク)を検出するようにし、この方法でピークを検出できない被写体、例えば、暗い被写体やコントラストが低い被写体に対しては、複数のフィールド間において、評価値の最大と最小の比を調べ、所定の値以上の比になっている場合にその最大値をとるフィールド(またはその付近のフィールド)をピークとして検出するようにする方法がある。 There are also methods of performing AF processing using a plurality of types of evaluation values and preparing a plurality of methods for detecting the maximum value (peak value) of evaluation values. For example, for a normal subject, the imaging device calculates a difference value of evaluation values between field images, detects a field (peak) having a maximum value based on the inclination, and detects a peak by this method. For subjects that cannot be performed, for example, subjects that are dark or have low contrast, the maximum and minimum ratios of the evaluation values are checked between multiple fields, and if the ratio is greater than or equal to a predetermined value, the maximum value is set. There is a method of detecting a field to be taken (or a field in the vicinity thereof) as a peak.
この、暗い被写体やコントラストが低い被写体に対するピーク検出方法においては、ノイズ成分のピークを識別し、正確な評価値のピークを検出するために、評価値ピークの大きさをEmaxとし、大ぼけ状態(明らかに合焦していない状態)での評価値の上限、すなわちノイズ成分のレベル(ノイズレベル)の上限をn_maxとし、その下限をn_minとすると、以下の式(1)および式(2)の2つの条件式の両方を満たす必要がある。 In this peak detection method for a dark subject or a low-contrast subject, in order to identify the peak of the noise component and detect the peak of the accurate evaluation value, the magnitude of the evaluation value peak is Emax, When the upper limit of the evaluation value in the state (obviously not in focus), that is, the upper limit of the noise component level (noise level) is n_max and the lower limit is n_min, the following equations (1) and (2) It is necessary to satisfy both of the two conditional expressions.
Emax / n_min > β ・・・(1)
n_max / n_min ≦ β ・・・(2)
ただし、βは定数
Emax / n_min> β (1)
n_max / n_min ≦ β (2)
Where β is a constant
式(1)は、評価値のピークを検出するための条件式であり、式(2)はノイズによる変動で誤ったピークを検出しないようにするための条件式である。 Expression (1) is a conditional expression for detecting the peak of the evaluation value, and Expression (2) is a conditional expression for preventing an erroneous peak from being detected due to fluctuation due to noise.
例えば、評価値が、図1に示されるグラフの曲線1のように変化する場合、式(1)のEmaxが点4となり、nminが点5となる。また、式(2)のn_maxが点2となり、n_minが点3となる。
For example, when the evaluation value changes as shown by
近年においては技術の向上に伴い画像の高画質化も進み、HD(High Definition)画像に関する技術も普及し始めており、HD画像に対応するビデオカメラも存在する。このようなHD画像の場合、SD(Standard Definition)画像と比較して1フィールド画像における画素数も増大するので、ノイズレベルが上昇しS/N比が大幅に低下する。 In recent years, as the technology has improved, the quality of images has been improved, and technologies related to HD (High Definition) images have begun to spread, and there are video cameras that support HD images. In the case of such an HD image, the number of pixels in one field image increases as compared with an SD (Standard Definition) image, so that the noise level increases and the S / N ratio decreases significantly.
図2は、評価値のピークとノイズレベルの関係について、SD画像とHD画像とで比較する図である。 FIG. 2 is a diagram comparing the relationship between the evaluation value peak and the noise level between the SD image and the HD image.
図2Aに示されるSD画像の場合、評価値ピーク(時刻T2)における値(評価値B)に対して、ノイズレベル(時刻T1以前、および時刻T3以降)における値(評価値A)は十分に小さい。これに対して、図2Bに示されるように、HD画像の場合、ノイズレベル(時刻T1以前、および時刻T3以降)における値(評価値A')は、SD画像の場合と比較して、評価値ピーク(時刻T2)における値(評価値B)に対して無視できないほど大きくなる可能性がある。 In the case of the SD image shown in FIG. 2A, the value (evaluation value A) at the noise level (before time T1 and after time T3) is sufficiently larger than the value (evaluation value B) at the evaluation value peak (time T2). small. On the other hand, as shown in FIG. 2B, in the case of an HD image, the value (evaluation value A ′) at the noise level (before time T1 and after time T3) is evaluated as compared with the case of an SD image. There is a possibility that the value (evaluation value B) at the value peak (time T2) becomes so large that it cannot be ignored.
しかしながら、上述したように、正確な評価値ピークの検出のためには、式(1)および式(2)の条件を満たす必要があるが、例えば、点2の評価値が1295とし、点3の評価値が1225とし、点4の評価値が1370とし、点5の評価値が1280とすると、式(1)の左辺および式(2)の左辺は以下のようになる。
However, as described above, in order to accurately detect the evaluation value peak, it is necessary to satisfy the conditions of the expressions (1) and (2). For example, the evaluation value of the point 2 is 1295, and the point 3 Assuming that the evaluation value of 1225, the evaluation value of
Emax / n_min=1370 / 1280=1.07 ・・・(3)
n_max / n_min=1295 / 1225=1.06 ・・・(4)
Emax / n_min = 1370/1280 = 1.07 (3)
n_max / n_min = 1295/1225 = 1.06 (4)
つまり、式(3)および式(4)に示されるように、式(1)の左辺と式(2)の左辺の値はほとんど差が無く、βのマージンが非常に小さくなる。つまり、式(1)および式(2)の条件を満たすことが困難であり、合焦能力が低下する恐れがある。 That is, as shown in Expression (3) and Expression (4), there is almost no difference between the left side of Expression (1) and the left side of Expression (2), and the margin of β is very small. That is, it is difficult to satisfy the conditions of the expressions (1) and (2), and the focusing ability may be reduced.
例えば、図2Bに示されるHD画像の場合のように、ノイズレベルが増加すると、Emaxに対するn_minの値がさらに大きくなり、式(1)を満たすために値βをより小さく設定する必要があり、式(2)を満たすことがさらに困難になる(式(2)を満たすためのマージンが小さくなる)恐れがある。 For example, as in the case of the HD image shown in FIG. 2B, when the noise level increases, the value of n_min with respect to Emax further increases, and the value β needs to be set smaller to satisfy Equation (1). It may become more difficult to satisfy the expression (2) (a margin for satisfying the expression (2) may be reduced).
つまり、HD画像の場合、SD画像の場合よりも、正確な評価値ピークの検出がさらに困難になり、合焦能力がさらに低下する恐れがあった。 That is, in the case of an HD image, it is more difficult to detect an accurate evaluation value peak than in the case of an SD image, and the focusing ability may be further reduced.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、評価値ピーク検出感度を向上させ、合焦能力を向上させるようにするものである。
The present invention has been made in view of such a situation, and is intended to improve the evaluation value peak detection sensitivity and improve the focusing ability.
本発明の制御装置は、フォーカス位置の調整用のパラメータであり、被写体の撮像画像のぼけ度合いをフィールド画像毎に評価する評価値の、現在のフィールド画像に対応する現在の評価値の予測を行い、予測値を算出する予測値算出手段と、予測値算出手段により算出された予測値と予測値が対応する現在の評価値との差分値に基づいて、現在の評価値が評価値のピークであるか否かを判定する評価値ピーク判定手段とを備えることを特徴とする。 The control device of the present invention is a parameter for adjusting the focus position, and predicts the current evaluation value corresponding to the current field image of the evaluation value for evaluating the degree of blur of the captured image of the subject for each field image. Based on the difference between the predicted value calculated by the predicted value calculating means and the predicted value calculated by the predicted value calculating means and the current evaluated value corresponding to the predicted value. Evaluation value peak determination means for determining whether or not there is provided.
前記予測値算出手段は、過去のフィールド画像に対応する複数の過去の評価値を用いて最小二乗法演算を行い、得られた近似直線から予測値を算出するようにすることができる。 The predicted value calculation means can perform a least square method calculation using a plurality of past evaluation values corresponding to past field images, and calculate a predicted value from the obtained approximate straight line.
前記差分値を算出し、得られた差分値を現在の評価値で正規化することにより、正規化差分値を算出する正規化差分値算出手段をさらに備え、評価値ピーク判定手段は、正規化差分値算出手段により算出された正規化差分値に基づいて現在の評価値が評価値のピークであるか否かを判定するようにすることができる。 The difference value is calculated, and the obtained difference value is normalized with a current evaluation value, thereby further comprising a normalized difference value calculation means for calculating a normalized difference value, and the evaluation value peak determination means includes a normalization Based on the normalized difference value calculated by the difference value calculation means, it can be determined whether or not the current evaluation value is the peak of the evaluation value.
予め定められた所定の閾値を保持する閾値保持手段をさらに備え、評価値ピーク判定手段は、正規化差分値算出手段により算出された正規化差分値を、閾値保持手段に保持されている閾値と比較し、その比較結果に基づいて現在の評価値が評価値のピークであるか否かを判定するようにすることができる。 Threshold value holding means for holding a predetermined threshold value determined in advance is further provided, and the evaluation value peak determination means includes the normalized difference value calculated by the normalized difference value calculation means as a threshold value held in the threshold value holding means. It is possible to compare and determine whether or not the current evaluation value is the peak of the evaluation value based on the comparison result.
前記評価値ピーク判定手段は、正規化差分値が閾値より大きい場合、現在の評価値が評価値のピークであると判定するようにすることができる。 The evaluation value peak determination means can determine that the current evaluation value is the peak of the evaluation value when the normalized difference value is larger than the threshold value.
前記被写体の撮像画像に対応する画像信号から、評価値を、撮像画像のフィールド画像毎に算出する評価値算出手段をさらに備えるようにすることができる。 The image processing apparatus may further include evaluation value calculation means for calculating an evaluation value for each field image of the captured image from an image signal corresponding to the captured image of the subject.
前記評価値算出手段により算出された評価値を一時的に保持する評価値保持手段をさらに備え、予測値算出手段は、評価値保持手段により保持されている複数の評価値を用いて予測値を算出するようにすることができる。 Evaluation value holding means for temporarily holding the evaluation value calculated by the evaluation value calculation means is further provided, and the predicted value calculation means uses the plurality of evaluation values held by the evaluation value holding means to calculate the predicted value. It can be calculated.
前記評価値ピーク判定手段により現在の評価値が評価値のピークであると判定された場合、焦点をピークに合焦させる合焦動作を指示する合焦動作指示手段をさらに備えるようにすることができる。 When the evaluation value peak determination unit determines that the current evaluation value is the peak of the evaluation value, the evaluation value peak determination unit may further include a focusing operation instruction unit that instructs a focusing operation to focus the focus on the peak. it can.
本発明の制御方法は、フォーカス位置の調整用のパラメータであり、被写体の撮像画像のぼけ度合いをフィールド画像毎に評価する評価値の、現在のフィールド画像に対応する現在の評価値の予測を行い、予測値を算出する予測値算出ステップと、予測値算出ステップの処理により算出された予測値と予測値が対応する現在の評価値との差分値に基づいて、現在の評価値が評価値のピークであるか否かを判定する評価値ピーク判定ステップと、評価値ピーク判定ステップの処理により、現在の評価値が評価値のピークであると判定された場合、焦点をピークに合焦させる合焦ステップとを含むことを特徴とする。 The control method of the present invention is a parameter for adjusting the focus position, and predicts the current evaluation value corresponding to the current field image of the evaluation value for evaluating the degree of blur of the captured image of the subject for each field image. , Based on the predicted value calculation step for calculating the predicted value, and the difference value between the predicted value calculated by the processing of the predicted value calculation step and the current evaluated value corresponding to the predicted value, If the current evaluation value is determined to be the peak of the evaluation value by the evaluation value peak determination step for determining whether or not it is a peak and the processing of the evaluation value peak determination step, the focus is adjusted to the peak. A focusing step.
本発明のプログラムは、フォーカス位置の調整用のパラメータであり、被写体の撮像画像のぼけ度合いをフィールド画像毎に評価する評価値の、現在のフィールド画像に対応する現在の評価値の予測を行い、予測値を算出する予測値算出ステップと、予測値算出ステップの処理により算出された予測値と予測値が対応する現在の評価値との差分値に基づいて、現在の評価値が評価値のピークであるか否かを判定する評価値ピーク判定ステップと、評価値ピーク判定ステップの処理により、現在の評価値が評価値のピークであると判定された場合、焦点をピークに合焦させる合焦ステップとを含むことを特徴とする。 The program of the present invention is a parameter for adjusting the focus position, and predicts the current evaluation value corresponding to the current field image of the evaluation value for evaluating the degree of blur of the captured image of the subject for each field image, Based on a prediction value calculation step for calculating a prediction value, and a difference value between the prediction value calculated by the processing of the prediction value calculation step and the current evaluation value corresponding to the prediction value, the current evaluation value is a peak of the evaluation value. When the current evaluation value is determined to be the peak of the evaluation value by the processing of the evaluation value peak determination step and the evaluation value peak determination step for determining whether or not the focus is the peak of the evaluation value, the focus is focused on the peak And a step.
本発明のカメラは、フォーカス位置の調整用のパラメータであり、被写体の撮像画像のぼけ度合いをフィールド画像毎に評価する評価値の、現在のフィールド画像に対応する現在の評価値の予測を行い、予測値を算出する予測値算出手段と、予測値算出手段により算出された予測値と予測値が対応する現在の評価値との差分値に基づいて、現在の評価値が評価値のピークであるか否かを判定する評価値ピーク判定手段と、評価値ピーク判定手段により現在の評価値が評価値のピークであると判定された場合、駆動部に対して、焦点をピークに合焦させる合焦動作を指示する合焦動作指示手段とを備えることを特徴とする。 The camera of the present invention is a parameter for adjusting the focus position, and predicts the current evaluation value corresponding to the current field image of the evaluation value for evaluating the degree of blur of the captured image of the subject for each field image, The current evaluation value is the peak of the evaluation value based on the prediction value calculation means for calculating the prediction value and the difference value between the prediction value calculated by the prediction value calculation means and the current evaluation value corresponding to the prediction value. When the evaluation value peak determination unit and the evaluation value peak determination unit determine that the current evaluation value is the peak of the evaluation value, the driving unit adjusts the focus to the peak. Focusing operation instruction means for instructing a focusing operation is provided.
本発明の制御装置および方法、プログラム、並びにカメラにおいては、フォーカス位置の調整用のパラメータであり、被写体の撮像画像のぼけ度合いをフィールド画像毎に評価する評価値の、現在のフィールド画像に対応する現在の評価値の予測が行われ、予測値が算出され、算出された予測値と予測値が対応する現在の評価値との差分値に基づいて、現在の評価値が評価値のピークであるか否かが判定される。 In the control device and method, the program, and the camera of the present invention, the parameter for adjusting the focus position corresponds to the current field image of the evaluation value for evaluating the degree of blur of the captured image of the subject for each field image. The current evaluation value is predicted, the prediction value is calculated, and the current evaluation value is the peak of the evaluation value based on the difference value between the calculated prediction value and the current evaluation value corresponding to the prediction value It is determined whether or not.
本発明によれば、撮像装置が、安定した撮影画像が得られるように、より適切なフォーカス処理を行うことができる。 According to the present invention, the imaging apparatus can perform more appropriate focus processing so that a stable captured image can be obtained.
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本明細書に記載の発明と、発明の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする実施の形態が本明細書に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、発明に対応するものとして、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が発明に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明以外の発明には対応しないものであることを意味するものでもない。 Embodiments of the present invention will be described below. The correspondence relationship between the invention described in this specification and the embodiments of the invention is exemplified as follows. This description is intended to assure that embodiments supporting the claimed invention are described in this specification. Therefore, although there is an embodiment which is described in the embodiment of the invention but is not described here as corresponding to the invention, it means that the embodiment is not It does not mean that it does not correspond to the invention. Conversely, even if an embodiment is described herein as corresponding to an invention, that means that the embodiment does not correspond to an invention other than the invention. Absent.
さらに、この記載は、本明細書に記載されている発明の全てを意味するものではない。換言すれば、この記載は、本明細書に記載されている発明であって、この出願では請求されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加されたりする発明の存在を否定するものではない。 Further, this description does not mean all the inventions described in this specification. In other words, this description is an invention described in the present specification and is not claimed in this application, that is, an invention that will be filed in the future or added by amendment. Is not to deny.
本発明においては、撮像装置(例えば、図3の撮像装置)の光学素子(例えば、図3のフォーカスレンズやウォブリングレンズ)を駆動させて被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部(例えば、図3のAF駆動部)の制御に関する処理を実行する制御装置(例えば、図3のAF制御部)が提供される。この制御装置では、フォーカス位置の調整用のパラメータであり、被写体の撮像画像のぼけ度合いをフィールド画像毎に評価する評価値の、現在のフィールド画像に対応する現在の評価値の予測を行い、予測値を算出する予測値算出手段(例えば、図4の予測値算出部)と、予測値算出手段により算出された予測値と予測値が対応する現在の評価値との差分値に基づいて、現在の評価値が評価値のピークであるか否かを判定する評価値ピーク判定手段(例えば、図4の評価値ピーク判定部)とを備える。 In the present invention, a drive unit (e.g., adjusting the focus position when imaging an object by driving an optical element (e.g., the focus lens or wobbling lens in Fig. 3) of an imaging device (e.g., the imaging device in Fig. 3)). , A control device (for example, the AF control unit in FIG. 3) that performs processing related to the control of the AF drive unit in FIG. 3 is provided. In this control device, a parameter for adjusting the focus position, an evaluation value for evaluating the degree of blur of the captured image of the subject for each field image is predicted, and a current evaluation value corresponding to the current field image is predicted. Based on a difference value between a predicted value calculating unit (for example, a predicted value calculating unit in FIG. 4) that calculates a value and a current evaluation value corresponding to the predicted value calculated by the predicted value calculating unit and the predicted value. Evaluation value peak determination means for determining whether or not the evaluation value is a peak of the evaluation value (for example, an evaluation value peak determination unit in FIG. 4).
前記差分値を算出し、得られた差分値を現在の評価値で正規化することにより、正規化差分値を算出する正規化差分値算出手段(例えば、図4の正規化差分値算出部)をさらに備え、評価値ピーク判定手段は、正規化差分値算出手段により算出された正規化差分値に基づいて現在の評価値が評価値のピークであるか否かを判定するようにすることができる。 Normalized difference value calculating means for calculating a normalized difference value by calculating the difference value and normalizing the obtained difference value with a current evaluation value (for example, a normalized difference value calculating unit in FIG. 4) The evaluation value peak determining means may determine whether or not the current evaluation value is a peak of the evaluation value based on the normalized difference value calculated by the normalized difference value calculating means. it can.
予め定められた所定の閾値を保持する閾値保持手段(例えば、図4の閾値保持部)をさらに備え、評価値ピーク判定手段は、正規化差分値算出手段により算出された正規化差分値を、閾値保持手段に保持されている閾値と比較し、その比較結果に基づいて現在の評価値が評価値のピークであるか否かを判定するようにすることができる。 A threshold value holding unit (for example, a threshold value holding unit in FIG. 4) that holds a predetermined threshold value that is set in advance is further provided, and the evaluation value peak determination unit calculates the normalized difference value calculated by the normalized difference value calculation unit, It can be compared with the threshold value held in the threshold value holding means, and based on the comparison result, it can be determined whether or not the current evaluation value is the peak of the evaluation value.
前記被写体の撮像画像に対応する画像信号から、評価値を、撮像画像のフィールド画像毎に算出する評価値算出手段(例えば、図3の評価値算出部)をさらに備えるようにすることができる。 An evaluation value calculation unit (for example, an evaluation value calculation unit in FIG. 3) that calculates an evaluation value for each field image of the captured image from an image signal corresponding to the captured image of the subject can be further provided.
前記評価値算出手段により算出された評価値を一時的に保持する評価値保持手段(例えば、図3の評価値保持部)をさらに備え、予測値算出手段は、評価値保持手段により保持されている複数の評価値を用いて予測値を算出するようにすることができる。 Evaluation value holding means (for example, the evaluation value holding unit in FIG. 3) that temporarily holds the evaluation value calculated by the evaluation value calculation means is further provided, and the predicted value calculation means is held by the evaluation value holding means. The predicted value can be calculated using a plurality of evaluation values.
前記評価値ピーク判定手段により現在の評価値が評価値のピークであると判定された場合、焦点をピークに合焦させる合焦動作を指示する合焦動作指示手段(例えば、図3の合焦動作指示部)をさらに備えるようにすることができる。 When the evaluation value peak determination means determines that the current evaluation value is the peak of the evaluation value, a focus operation instruction means for instructing a focus operation to focus the focus on the peak (for example, the focus in FIG. 3). An operation instructing unit).
本発明においては、撮像装置(例えば、図3の撮像装置)の光学素子(例えば、図3のフォーカスレンズやウォブリングレンズ)を駆動させて被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部(例えば、図3のAF駆動部)の制御に関する処理を実行する制御装置(例えば、図3のAF制御部)の制御方法が提供される。この制御方法においては、フォーカス位置の調整用のパラメータであり、被写体の撮像画像のぼけ度合いをフィールド画像毎に評価する評価値の、現在のフィールド画像に対応する現在の評価値の予測を行い、予測値を算出する予測値算出ステップ(例えば、図9のステップS22)と、予測値算出ステップの処理により算出された予測値と予測値が対応する現在の評価値との差分値に基づいて、現在の評価値が評価値のピークであるか否かを判定する評価値ピーク判定ステップ(例えば、図9のステップS24)と、評価値ピーク判定ステップの処理により、現在の評価値が評価値のピークであると判定された場合、焦点をピークに合焦させる合焦ステップ(例えば、図8のステップS6)とを含む。 In the present invention, a drive unit (e.g., adjusting the focus position when imaging an object by driving an optical element (e.g., the focus lens or wobbling lens in Fig. 3) of an imaging device (e.g., the imaging device in Fig. 3)). , A control method of a control device (for example, the AF control unit in FIG. 3) that executes processing related to control of the AF drive unit in FIG. 3 is provided. In this control method, it is a parameter for adjusting the focus position, the evaluation value for evaluating the degree of blur of the captured image of the subject for each field image, the current evaluation value corresponding to the current field image is predicted, Based on the difference value between the prediction value calculation step (for example, step S22 in FIG. 9) for calculating the prediction value and the current evaluation value corresponding to the prediction value calculated by the processing of the prediction value calculation step, The evaluation value peak determination step (for example, step S24 in FIG. 9) for determining whether or not the current evaluation value is the peak of the evaluation value, and the processing of the evaluation value peak determination step, the current evaluation value becomes the evaluation value. If it is determined to be a peak, a focusing step (for example, step S6 in FIG. 8) for focusing the focus on the peak is included.
本発明のプログラムにおいても、各ステップが対応する実施の形態(但し一例)は、本発明の制御方法と同様である。 Also in the program of the present invention, the embodiment (however, an example) corresponding to each step is the same as the control method of the present invention.
本発明においては、被写体を撮像する撮像部(例えば、図3のCCD)と、光学素子(例えば、図3のフォーカスレンズやウォブリングレンズ)を駆動させて、前記撮像部により前記被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部(例えば、図3のAF駆動部)を有するカメラ(例えば、図3の撮像装置)が提供される。このカメラにおいては、フォーカス位置の調整用のパラメータであり、被写体の撮像画像のぼけ度合いをフィールド画像毎に評価する評価値の、現在のフィールド画像に対応する現在の評価値の予測を行い、予測値を算出する予測値算出手段(例えば、図4の予測値算出部)と、予測値算出手段により算出された予測値と予測値が対応する現在の評価値との差分値に基づいて、現在の評価値が評価値のピークであるか否かを判定する評価値ピーク判定手段(例えば、図4の評価値ピーク判定部)と、評価値ピーク判定手段により現在の評価値が評価値のピークであると判定された場合、駆動部に対して、焦点をピークに合焦させる合焦動作を指示する合焦動作指示手段(例えば、図3の合焦動作指示部)とを備える。 In the present invention, when an imaging unit (for example, the CCD in FIG. 3) that images a subject and an optical element (for example, the focus lens or wobbling lens in FIG. 3) are driven, the imaging unit captures the subject. A camera (for example, the imaging apparatus of FIG. 3) having a drive unit (for example, the AF drive unit of FIG. 3) for adjusting the focus position is provided. In this camera, it is a parameter for adjusting the focus position, and an evaluation value for evaluating the degree of blur of the captured image of the subject for each field image is predicted for the current evaluation value corresponding to the current field image. Based on a difference value between a predicted value calculating unit (for example, a predicted value calculating unit in FIG. 4) that calculates a value and a current evaluation value corresponding to the predicted value calculated by the predicted value calculating unit and the predicted value. An evaluation value peak determination unit (for example, the evaluation value peak determination unit in FIG. 4) for determining whether or not the evaluation value is an evaluation value peak, and the evaluation value peak determination unit sets the current evaluation value to the peak of the evaluation value When it is determined that the focus is in focus, the drive unit is provided with a focus operation instructing unit (for example, a focus operation instruction unit in FIG. 3) for instructing a focus operation to focus on the peak.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図3は、本発明を適用した撮像装置の一実施形態に係る構成例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example according to an embodiment of an imaging apparatus to which the present invention is applied.
図3において、撮像装置50は、AF(Auto Focus)駆動部51、画像処理部52、およびAF制御部53を有しており、被写体を撮像し、動画または静止画の画像データを得る装置である。撮像装置50は、得られた画像データを記録媒体に記録したり、外部に出力したりする。なお、図3においては、撮像装置50の構成の内、本発明に関わる部分のみを示している。
In FIG. 3, an imaging device 50 has an AF (Auto Focus)
AF駆動部51は、フォーカスレンズ61、ウォブリングレンズ62、レンズ駆動部63、駆動制御部64、センサ65、およびスイッチ(SW)66を有しており、AF制御部53の制御に基づいて、光学系を駆動させ、画像処理部52に取り込まれる光のフォーカス位置調整処理を行う。
The
フォーカスレンズ61は、画像処理部52に入射する光の光軸方向に駆動し、その光のフォーカス位置(得られる撮影画像のフォーカス位置)を制御する。ウォブリングレンズ62は、画像処理部52に入射する光の光軸方向に微小に振動(ウォブリング)し、撮影画像のフォーカス位置を微小にずらす。このウォブリングレンズ62は、焦点調整処理(フォーカス処理)中におけるフォーカスレンズ61の動かす向きを決定するのに利用される。なお、このフォーカスレンズ61とウォブリングレンズ62は、1組のレンズにより実現する(フォーカスレンズ61をウォブリングレンズ62としてウォブリング動作させる)ようにしてもよい。
The
レンズ駆動部63は、駆動制御部64より供給される制御情報に基づいて、フォーカスレンズ61およびウォブリングレンズ62の位置や動作を制御することによりフォーカス位置を制御する(フォーカス位置を制御するための動作を行わせる)。駆動制御部64は、後述するようにAF制御部53のAF制御処理部82とシリアルバスで接続されており、AF制御処理部82より供給されるフォーカス制御指令やウォブリング制御指令等の制御情報に基づいて、レンズ駆動部63にフォーカスレンズ61およびウォブリングレンズ62の駆動に関する制御情報を供給する。例えば、駆動制御部64は、レンズ駆動部63に対して、制御情報を供給し、フォーカスレンズ61の位置を移動するように指示したり、ウォブリングレンズ62のウォブリング動作を開始させたりする。
The
また、駆動制御部64は、センサ65より供給されるアイリス値やフォーカス位置に関する情報を、シリアルバスを介して、AF制御処理部82に供給する。さらに、駆動制御部64は、スイッチ(SW)66の状態に応じて動作が制御される。例えば、スイッチ66がオン状態の場合のみ駆動制御部64は、上述した制御処理や通信処理を行い、スイッチ66がオフ状態の場合、駆動制御部64は、休止状態となり各処理を実行しない。
Further, the
センサ65は、フォーカス位置、ズーム位置(焦点距離)、およびアイリス値等を測定するセンサであり、測定したそれらの情報を、駆動制御部64を介してAF制御処理部82に供給する。スイッチ(SW)66は、AF処理を行うか否かをユーザが制御するためのスイッチであり、その状態を駆動制御部64に通知する。
The
画像処理部52は、撮像装置50に入射される光から電気信号の画像信号を生成する処理部であり、CCD(Charge Coupled Devices)71、増幅部72、および信号処理部73を有している。
The image processing unit 52 is a processing unit that generates an image signal of an electrical signal from light incident on the imaging device 50, and includes a CCD (Charge Coupled Devices) 71, an
CCD71は、フォトダイオード等の光電変換素子を有するCCDを利用した撮像素子であり、フォーカスレンズ61およびウォブリングレンズ62を介して入射される入射光を光電変換し、入射光量に対応する電荷を蓄積すると、それを吐き出すことにより電気信号の画像信号を得る。CCD71は、その画像信号を増幅部72に供給する。なお、CCD71の代わりにCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等を利用したイメージセンサを用いるようにしてもよい。
The
増幅部72は、CDS回路(Correlated Double Sampling circuit)、AGC回路(Automatic Gain Control circuit)、およびA/D(Analog / Digital)変換回路等を含み、CCD71より供給される画像信号のリセットノイズを除去したり、画像信号を増幅したり、アナログ信号の画像信号をデジタル信号に変換したりした後、そのデジタルの画像信号を信号処理部73に供給する。
The amplifying
信号処理部73は、供給された画像信号に対してAE(Auto Exposure)処理やAWB(Auto White Balance)処理や、γ補正等の画像処理等を施した後、その画像信号を後段に出力するとともに、AF制御部53の評価値算出部81に供給する。また、信号処理部73は、画像信号の水平同期信号や垂直同期信号、並びにシステムクロック信号等の制御用同期信号を、評価値算出部81に供給する。
The
AF制御部53は、画像処理部52より供給される画像信号等に基づいて、AF駆動部51を制御し、AF処理の制御に関する処理を行う。AF制御部53は、評価値算出部81およびAF制御処理部82を有している。
The AF control unit 53 controls the
評価値算出部81は、画像処理部52の信号処理部73より供給される画像信号や同期信号、並びにAF制御処理部82を介して供給される設定データ等に基づいて、取り込み画像(画像信号)の「ぼけ」度合いを評価する評価値を、フィールド画像(プログレッシブ方式の場合はフレーム画像)毎に算出する。評価値算出部81は、算出した評価値をAF制御処理部82に供給する。なお、以下において、撮影画像(取り込み画像)がインターレス方式の場合についてのみ説明するが、この説明は、フィールド単位をフレーム単位に置き換えるだけで、プログレッシブ方式の場合にも適用することができる。
The evaluation
AF制御処理部82は、評価値算出部81より供給される過去の評価値から、次の評価値の予測をたて、その予測と、実際に評価値算出部81より供給される評価値との差分を監視することにより評価値のピークを検出する。詳細については後述するが、AF制御処理部82は、ピーク時において評価値の変化の傾きが正から負に反転することから、この差分が閾値を越える(予測が外れる)ことをピークとして検出する。そして、AF制御処理部82は、そのピーク検出に基づいて、シリアルバスを介して駆動制御部64を制御する。また、AF制御処理部82は、そのシリアルバスを介して駆動制御部64よりフォーカス位置やアイリス値等のセンサ情報を取得し、それらに基づいて、評価値算出用の設定データを生成し、その設定データを評価値算出部81に供給する。
The AF
AF制御処理部82は、評価値保持部91、評価値ピーク探索部92、合焦動作指示部93、および検索動作指示部94を有している。
The AF
評価値保持部91は、評価値算出部81より供給されるフィールド毎の評価値を、一時的に保持する。評価値保持部91は、所定フィールド数(例えばMフィールド、Mは自然数)の評価値を保持することが出来る記憶領域を有しており、最大で、最新のフィールドからMフィールド分の評価値(最新のM個の評価値)を保持する。そして、評価値保持部91は、必要に応じて、その保持している評価値の中から、最新のN個(Nは自然数、N≦M)を、評価値ピーク探索部92に供給する。なお、このNの値(つまり、評価値保持部91から評価値ピーク探索部92に一度に供給される評価値の数)は毎回同じであっても良いし、その都度異なるようにしてもよい。
The evaluation
評価値ピーク探索部92は、評価値保持部91より供給された評価値を用いて、評価値のピーク(最大値をとるフィールド、そのフォーカス位置、若しくはその評価値)の探索を行う。評価値ピーク探索部92は、評価値保持部91よりN個の評価値を取得すると、それらのうち過去の評価値を用いて最小二乗法演算を行い次の評価値を予測する。そして、評価値ピーク探索部92は、その予測値と最新の評価値との差分値を求め、その差分値が閾値以上であれば、その点をピークとして検出する。詳細については後述する。
The evaluation value
このように評価値のピークの探索を行うと、評価値ピーク探索部92は、その探索結果を合焦動作指示部93に供給する。合焦動作指示部93は、ピークが検出されている場合、そのピークに焦点を合焦させるように動作制御部64に指示を供給する。ピークが検出されていない場合、合焦動作指示部93は、その旨を検索動作指示部94に供給する。
When the search for the peak of the evaluation value is performed as described above, the evaluation value
検索動作指示部94は、評価値のピークが検出されていない場合、駆動制御部64を制御し、フォーカス位置をずらす等の指示を供給し、ピークの検索に必要な動作をフォーカスレンズ61やウォブリングレンズ62に行わせる。
When the peak of the evaluation value is not detected, the search
また、AF制御部53は、バス100、ROM(Read Only Memory)101、入力部102、出力部103、記憶部104、通信部105、およびドライブ106をさらに有している。AF制御処理部82には、バス100が接続され、そのバス100を介して、ROM101乃至ドライブ106が接続される。
The AF control unit 53 further includes a
ROM101は、読み出し専用の記憶媒体を有しており、AF制御処理部82において実行されるプログラムやデータが予め記憶されている。ROM101に記憶されているプログラムやデータは、AF制御処理部82により、バス100を介して必要に応じて読み出される。入力部102は、スイッチやボタン等の入力デバイスを有しており、例えばユーザにより入力された指示情報等を受け付け、それらを、バス100を介してAF制御処理部82に供給する。出力部103は、LED(Light Emitting Diode)ディスプレイ、LCD(Liquid Crystal Display)、または有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等よりなる表示部や、スピーカ等よりなる音声出力部を有しており、AF制御処理部82よりバス100を介して供給された情報を表示したり出力したりする。
The
記憶部104は、ハードディスクや半導体メモリ等を有し、AF制御処理部82により実行されるプログラムやデータが記憶されたり、AF制御処理部82より供給されるデータ等を記憶したりする。通信部105は、例えば、モデム、LAN(Local Area Network)アダプタ、USB(Universal Serial Bus)インタフェース、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)1394インタフェース、SCSI(Small Computer System Interface)、またはIEEE802.11xアダプタ等を有し、所定の通信規格に基づいたインタフェース処理を行い、ネットワークを介して他の装置と通信を行い、例えば、他の装置より情報を受信し、それをAF制御処理部82に供給したり、AF制御処理部82からの情報を他の装置に送信したりする。
The storage unit 104 includes a hard disk, a semiconductor memory, and the like, and stores programs and data executed by the AF
ドライブ106は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア107が適宜装着される読み出し書き込み処理部である。ドライブ106は、例えば、装着されたリムーバブルメディア107からプログラムやデータを読み出し、それを、必要に応じて記憶部104にインストールさせたり、AF制御処理部82に供給したりする。また、ドライブ106は、例えば、バス100を介してAF制御処理部82より取得したプログラムやデータを、装着されているリムーバブルメディア107に記録する。
The drive 106 is a read / write processing unit to which a
AF制御処理部82が実行する処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
When the processing executed by the AF
この記録媒体は、例えば、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク(フレキシブルディスクを含む)、光ディスク(CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む)、光磁気ディスク(MD(Mini-Disk)(登録商標)を含む)、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア107により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM101や、記憶部104に含まれるハードディスクや半導体メモリ等で構成される。
This recording medium is, for example, a magnetic disk (including a flexible disk) on which a program is recorded, an optical disk (CD-ROM (Compact Disk-Read), which is distributed to distribute the program to the user separately from the apparatus main body. The apparatus is not only constituted by a
次に、動作について説明する。 Next, the operation will be described.
撮影が開始されると、画像処理部52のCCD71は、点線矢印111に示されるような光軸でAF駆動部51のフォーカスレンズ61およびウォブリングレンズ62を介して入射された光を光電変換し、電気信号の画像情報(画像信号)を得る。そしてCCD71は、矢印112のように、その画像信号を増幅部72に供給する。増幅部72は、その画像信号を所定の方法で増幅させると、その増幅済みの画像信号を矢印113のように信号処理部73に供給する。信号処理部73は、供給された画像信号に対して画像処理を施すなどした後、それを、矢印114Aに示されるように図示せぬ後段に出力するとともに、矢印114Bに示されるようにAF制御部53の評価値算出部81に供給する。また、信号処理部73は、矢印115に示されるように、同期信号を評価値算出部81に供給する。
When shooting is started, the
評価値算出部81は、矢印117に示されるようにAF制御処理部82より供給される設定データ等に基づいて、信号処理部73より供給される画像信号に対応する、取り込み画像の「ぼけ」具合を評価する評価値を、所定の算出方法で算出する。例えば、評価値は、フレーム画像の一部の画像領域内(評価枠内)におけるコントラストの大きさを示す値であり、その評価枠内の輝度値の高周波成分の合計値等に基づいて算出される。評価値算出部81は、このような評価値をフィールド毎に算出すると、それを矢印118に示されるように、AF制御処理部82の評価値保持部91に供給する。
The evaluation
評価値保持部91は、矢印118に示されるように評価値算出部81よりフィールド毎に供給される評価値を一時的に保持する。そして、その保持している評価値を、矢印119に示されるように、必要に応じて評価値ピーク探索部92に供給する。
The evaluation
評価値ピーク探索部92は、矢印119のように供給される過去の評価値に基づいて最新の(現在の)評価値を、最小二乗法演算を用いて予測する。そして、評価値ピーク探索部92は、その予測値と実際の評価値との差分値を用いてピーク検出を行い、矢印120に示されるように、そのピーク探索結果を合焦動作指示部93に供給する。合焦動作指示部93は、ピークが検出されている場合、フォーカス位置をピークに合焦させるような制御情報を、矢印121に示されるようにシリアルバスを介して駆動制御部64に供給する。また、ピークが検出されていない場合、合焦動作指示部93は、矢印122に示されるようにその旨を検索動作指示部94に供給する。
The evaluation value
検索動作指示部94は、矢印123に示されるように、シリアルバスを介して駆動制御部64を制御し、フォーカスレンズ61やウォブリングレンズ62等の光学系を駆動させ、ピークを検出するための動作、例えば、フォーカス位置の移動等を行わせる。
The search
このように、AF制御処理部82の合焦動作指示部93や検索動作指示部94により制御される(矢印121または矢印123)と、駆動制御部64は、その制御に基づいて矢印127に示されるようにレンズ駆動部63を制御し、フォーカスレンズ61やウォブリングレンズ62を駆動させる。ただし、駆動制御部64は、矢印126に示されるようにスイッチ66がON状態であることが通知されている場合のみ、そのような処理を行う。例えば、スイッチ66がOFF状態である場合、駆動制御部64は、休止状態となり、AF制御処理部82(合焦動作指示部93および検索動作指示部94)の制御を受け付けない。
As described above, when controlled by the focusing
また、駆動制御部64は、矢印125に示されるように、センサ65よりフォーカス位置、ズーム位置(焦点距離)、およびアイリス値等のセンサ情報を取得すると、それを矢印116に示されるように、シリアルバスを介してAF制御処理部82に供給する。AF制御処理部82は、それらのセンサ情報から評価値算出用の設定データを生成し、それを矢印117に示されるように評価値算出部81に供給する。
Further, when the
撮像装置50においては、このようにAF処理が制御される。 In the imaging apparatus 50, the AF process is controlled in this way.
図4は、図3の評価値ピーク探索部92の詳細な構成例を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a detailed configuration example of the evaluation value
図4において、評価値ピーク探索部92は、評価値取得部151、予測値算出部152、正規化差分値算出部153、評価値ピーク判定部154、閾値保持部155、および、フラグ更新部156を有している。
In FIG. 4, the evaluation value
評価値取得部151は、例えばフィールド周期で、評価値保持部91に保持されている評価値を新しいものから順にN個ずつ取得し、それを予測値算出部152および正規化差分値算出部153に供給する。予測値算出部152は、評価値算出部152より供給された過去の評価値を用いて最小二乗法演算を行い、現在の(最新の)評価値を予測する。
The evaluation
例えば、図5に示されるグラフのように、過去の評価値として10個の評価値161乃至評価値170が評価値取得部151より供給されたとすると、予測値算出部152は、これらの評価値を用いて以下のような最小二乗法演算を行い、近似直線171を得る。
For example, as in the graph shown in FIG. 5, assuming that ten
y=C1×x+C0 ・・・(5)
C1={(xyの平均)−(xの平均)×(yの平均)}/{(x2の平均)−(xの平均)×(xの平均)} ・・・(6)
C0=(yの平均)−C1×(xの平均) ・・・(7)
y = C1 × x + C0 (5)
C1 = {(average of xy) − (average of x) × (average of y)} / {(average of x 2 ) − (average of x) × (average of x)} (6)
C0 = (average of y) −C1 × (average of x) (7)
そして、予測値算出部152は、式(5)に基づいて、最新の評価値の予測値y(直線171上の点)を算出する。予測値算出部152は、その予測値yを正規化差分値算出部153に供給する。
And the predicted
正規化差分値算出部153は、評価値取得部151より供給された現在の(最新の)評価値と、予測値算出部152より供給された、その現在の評価値の予測値yの差分値(予測値−現在の評価値)を算出し、さらにその差分値を、現在の評価値で正規化した正規化差分値、すなわち、以下の式(8)で示されるような正規化差分値Sを算出する。
The normalized difference
S=(予測値−現在の評価値)/現在の評価値 ・・・(8) S = (predicted value−current evaluation value) / current evaluation value (8)
式(8)に示されるように、差分値を現在の評価値で正規化することにより、評価値ピーク判定部154は、被写体の輝度等に関わらず、各フィールドにおける差分値を同じ閾値に対して同条件で(現在の評価値に対する比率として)比較することができる。そして、正規化差分値算出部153は、その正規化差分値Sを評価値ピーク判定部154に供給する。評価値ピーク判定部154は、閾値保持部155に予め保持されている、予め定められた所定の閾値Thを、閾値保持部155より取得すると、その閾値Thと正規差分値Sとの大きさを比較し、評価値ピークを検出したか否かを判定する。
As shown in Expression (8), by normalizing the difference value with the current evaluation value, the evaluation value
例えば、評価値と予測値は図6に示されるグラフのように変動する。図6のグラフにおいて、曲線181が実際の評価値の推移を示し、点線曲線191が予測値の推移を示している。この図6のグラフの曲線181は、図1の曲線1に対応している。この図6のグラフに示されるように、評価値のピーク位置(部分201)においては、実際の評価値が増加から減少に移行し(傾きが正から負に移行し)、値も大きく変動する。予測値算出部152は過去の評価値より現在の評価値を予測する(予測値を算出する)ため、そのような変動を予測することはできない。従って、正規化差分値算出部153が算出する、予測値と現在の評価値の差分値に対応する正規化差分値Sは、図7のグラフに示される曲線211のように変動する。つまり、図7の曲線211は、図6の曲線191と曲線181との差分値を示しており、曲線211の部分212が図6の部分201に対応する。このように、ピークの部分では、予測が困難であるため、正規化差分値の値が大きくなる(大きく変動する)。
For example, the evaluation value and the predicted value vary as in the graph shown in FIG. In the graph of FIG. 6, a
評価値ピーク判定部154は、このような正規化差分値の大きな変動部分(図7の場合部分212)を所定の閾値を用いて検出し、その部分をピークとして検出する。ピークを検出した場合(正規化差分値が閾値を越えた場合)、評価値ピーク判定部154は、その判定結果をフラグ更新部156に供給する。フラグ更新部156は、評価値ピークを検出したことを示す評価値ピーク検出フラグをたて、そのフラグ情報を合焦動作指示部93に供給する。また、ピークを検出していない場合、評価値ピーク判定部154は、フラグ更新部156に評価値ピーク検出フラグを更新させずに、判定結果を合焦動作指示部93に供給する。
The evaluation value
合焦動作指示部93は、この評価値ピーク検出フラグがたてられているか否かにより、評価値ピークが検出されたか否かを判定し、評価値ピークが検出されている場合はそのピーク位置に合焦させるように駆動制御部64に対して指示を出す。
The focusing
以上のように、評価値ピーク探索部92は、最小二乗法を用いて過去の評価値から現在の評価値の予測値を算出し、その予測値を用いて正規化差分値を算出し、その正規化差分値と閾値とを比較することにより、ピークを検出する。このようにピークを検出することにより、評価値ピーク探索部92は、例えば、暗い被写体や、低コントラストの被写体のように、評価値を算出するのに条件の悪い被写体に対する合焦能力を大幅に向上させることができる。つまり、評価値ピーク探索部92は、上述した評価値ピークの探索方法を用いることにより、より高感度な評価値ピーク探索を行うことができる。すなわち、撮像装置50は、評価値ピーク検出感度を向上させ、合焦能力を向上させることができる。
As described above, the evaluation value
次に、上述した各処理の流れについて説明する。最初に、図8のフローチャートを参照して、AF制御部53により実行されるフォーカス処理の流れの例を説明する。 Next, the flow of each process described above will be described. First, an example of the flow of focus processing executed by the AF control unit 53 will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS1において、AF制御処理部82の検索動作指示部94は、シリアルバスを介して駆動制御部64を制御し、各部に検索動作を実行させる。その検索動作により信号処理部73より画像信号(フィールド画像またはフレーム画像)が供給されると、AF制御部53の評価値算出部81は、ステップS2において、その画像信号から評価値を算出する。評価値保持部91は、ステップ3において、その算出された評価値を保持する。評価値ピーク探索部92は、ステップS4において、最小二乗法を用いた評価値ピーク探索処理を行う。評価値ピーク探索処理の詳細は、図9のフローチャートを参照して後述する。
In step S1, the search
合焦動作指示部93は、ステップS5において、ステップS4の探索結果を参照し、評価値ピーク検出フラグがたっているか否かを判定し、評価値ピーク検出フラグがたっており、評価値のピークが検出されたと判定した場合、処理をステップS6に進め、駆動制御部64に対して制御情報を供給し、焦点をピーク位置に合焦させる。ステップS6の処理を終了すると合焦動作指示部93は、フォーカス処理を終了する。
In step S5, the focusing
また、ステップS5において、評価値ピーク検出フラグがたってらず、評価値のピークが検出されていないと判定した場合、合焦動作指示部93は、処理をステップS7に進め、フォーカス処理を終了するか否かを判定し、終了すると判定した場合、ステップS8において終了処理を行った後、フォーカス処理を終了する。また、ステップS7においてフォーカス処理を終了しないと判定した場合、合焦動作指示部93は、処理をステップS1に戻し、検索動作指示部94に検索動作を実行させる等、それ以降の処理を繰り返させる。
If it is determined in step S5 that the evaluation value peak detection flag is not set and the evaluation value peak is not detected, the focusing
次に、図8のステップS4において実行させる評価値ピーク探索処理の詳細な流れを、図9のフローチャートを参照して説明する。 Next, the detailed flow of the evaluation value peak search process executed in step S4 of FIG. 8 will be described with reference to the flowchart of FIG.
評価値取得部151は、ステップS21において、評価値保持部91より評価値を新しい方からN個取得する。ステップS22において予測値算出部152は、それらの評価値の内、過去の評価値を用いて最小二乗法演算を行い、現在の評価値の予測値を算出する。ステップS23において、正規化差分値算出部153は、現在の評価値とその予測値から正規化差分値を算出する。ステップS24において、評価値ピーク判定部154は、閾値保持部155より閾値を取得し、それを正規化差分値と比較し、その比較結果から評価値ピークを検出したか否かを判定する。検出したと判定した場合、ステップS25においてフラグ更新部156は、評価値ピーク検出フラグをたて評価値ピーク探索処理を終了し、処理を図8のステップS4に戻し、ステップS5以降の処理を実行させる。
In step S21, the evaluation
また、ステップS24において評価値ピークを検出していないと判定した場合、評価値ピーク判定部154は、ステップS25の処理を省略し、評価値ピーク探索処理を終了し、処理を図8のステップS4に戻し、ステップS5以降の処理を実行させる。
If it is determined in step S24 that the evaluation value peak has not been detected, the evaluation value
このように各部が各処理を行うことにより、AF制御部53は、例えば、暗い被写体や、低コントラストの被写体のように、評価値を算出するのに条件の悪い被写体に対する合焦能力を大幅に向上させることができる。つまり、AF制御部53は、上述した評価値ピークの探索方法を用いることにより、より高感度な評価値ピーク探索を行うことができる。すなわち、撮像装置50は、評価値ピーク検出感度を向上させ、合焦能力を向上させることができる。 As each unit performs each process in this manner, the AF control unit 53 greatly improves the focusing ability for a subject having a bad condition for calculating an evaluation value, such as a dark subject or a low-contrast subject. Can be improved. That is, the AF control unit 53 can perform the evaluation value peak search with higher sensitivity by using the evaluation value peak search method described above. That is, the imaging device 50 can improve the evaluation value peak detection sensitivity and improve the focusing ability.
なお、以上において、評価値ピーク探索部92の評価値取得部151は、評価値を新しいものから順にN個取得するように説明したが、評価値取得部151は、少なくとも現在の評価値を取得していればよく、それ以外に取得する過去の評価値は、新しいものから順番どおりでなくてもよい。
In the above description, the evaluation
また、以上において図4の予測値算出部152は、最小二乗法演算を用いて現在の評価値の予測値を算出するように説明したが、現在の評価値を所定以上の精度で予測可能であれば、どのような方法で予測を行い、予測値を算出するようにしてもよい。
In the above description, the prediction
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。上述した一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。 The series of processes described above can be executed by hardware or can be executed by software. When the above-described series of processing is executed by software, a program constituting the software is installed from a network or a recording medium.
この記録媒体は、例えば、上述したように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布されるリムーバブルメディア107により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM101や、記憶部104に含まれるハードディスクなどで構成される。
For example, as described above, this recording medium is configured not only by the
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。 In the present specification, the step of describing the program recorded on the recording medium is not limited to the processing performed in chronological order according to the described order, but is not necessarily performed in chronological order. It also includes processes that are executed individually.
また、本明細書において、1つの装置として説明した構成を分割し、複数の装置として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置として説明した構成をまとめて1つの装置として構成されるようにしてもよい。また、上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、装置全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある部分の構成の一部を他の部分の構成に含めるようにしてもよい。 Further, in this specification, the configuration described as one device may be divided and configured as a plurality of devices. Conversely, the configurations described above as a plurality of devices may be combined into a single device. Of course, configurations other than those described above may be added. Further, if the configuration and operation of the entire apparatus are substantially the same, a part of the configuration of a certain part may be included in the configuration of the other part.
50 撮像装置, 51 AF駆動部, 52 画像処理部, 53 AF制御部, 61 フォーカスレンズ, 62 ウォブリングレンズ, 63 レンズ駆動部, 64 駆動制御部, 73 信号処理部, 81 評価値算出部, 82 AF制御処理部, 91 評価値保持部, 92 評価値ピーク探索部, 93 合焦動作指示部, 94 検索動作指示部, 151 評価値取得部, 152 予測値算出部, 153 正規化差分値算出部, 154 評価値ピーク判定部, 155 閾値保持部, 156 フラグ更新部 50 imaging device, 51 AF drive unit, 52 image processing unit, 53 AF control unit, 61 focus lens, 62 wobbling lens, 63 lens drive unit, 64 drive control unit, 73 signal processing unit, 81 evaluation value calculation unit, 82 AF Control processing unit, 91 evaluation value holding unit, 92 evaluation value peak searching unit, 93 focusing operation instruction unit, 94 search operation instruction unit, 151 evaluation value acquisition unit, 152 predicted value calculation unit, 153 normalized difference value calculation unit, 154 evaluation value peak determination unit, 155 threshold holding unit, 156 flag update unit
Claims (11)
前記フォーカス位置の調整用のパラメータであり、前記被写体の撮像画像のぼけ度合いをフィールド画像毎に評価する評価値の、現在のフィールド画像に対応する現在の評価値の予測を行い、予測値を算出する予測値算出手段と、
前記予測値算出手段により算出された前記予測値と前記予測値が対応する前記現在の評価値との差分値に基づいて、前記現在の評価値が前記評価値のピークであるか否かを判定する評価値ピーク判定手段と
を備えることを特徴とする制御装置。 In a control device that executes processing related to control of a drive unit that adjusts a focus position when driving an optical element of an imaging device to image a subject,
It is a parameter for adjusting the focus position, and a prediction value is calculated by predicting a current evaluation value corresponding to the current field image of an evaluation value for evaluating the degree of blur of the captured image of the subject for each field image. Predicted value calculation means for
Whether or not the current evaluation value is a peak of the evaluation value is determined based on a difference value between the prediction value calculated by the prediction value calculation means and the current evaluation value corresponding to the prediction value. An evaluation value peak determination means for performing control.
ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 The predicted value calculation means performs a least square method calculation using a plurality of past evaluation values corresponding to past field images, and calculates the predicted value from the obtained approximate straight line. The control device described in 1.
前記評価値ピーク判定手段は、前記正規化差分値算出手段により算出された前記正規化差分値に基づいて前記現在の評価値が前記評価値のピークであるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の制御装置。 Further comprising a normalized difference value calculating means for calculating a difference value, and normalizing the obtained difference value with the current evaluation value to calculate a normalized difference value,
The evaluation value peak determination means determines whether or not the current evaluation value is a peak of the evaluation value based on the normalized difference value calculated by the normalized difference value calculation means. The control device according to claim 2.
前記評価値ピーク判定手段は、前記正規化差分値算出手段により算出された前記正規化差分値を、前記閾値保持手段に保持されている前記閾値と比較し、その比較結果に基づいて前記現在の評価値が前記評価値のピークであるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項3に記載の制御装置。 Further comprising a threshold value holding means for holding a predetermined threshold value,
The evaluation value peak determination means compares the normalized difference value calculated by the normalized difference value calculation means with the threshold value held in the threshold value holding means, and based on the comparison result, the current value It is determined whether an evaluation value is the peak of the said evaluation value. The control apparatus of Claim 3 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項4に記載の制御装置。 The control device according to claim 4, wherein the evaluation value peak determination unit determines that the current evaluation value is a peak of the evaluation value when the normalized difference value is larger than the threshold value.
ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 The control apparatus according to claim 1, further comprising: an evaluation value calculation unit that calculates the evaluation value for each field image of the captured image from an image signal corresponding to the captured image of the subject.
前記予測値算出手段は、前記評価値保持手段により保持されている複数の前記評価値を用いて前記予測値を算出する
ことを特徴とする請求項6に記載の制御装置。 An evaluation value holding means for temporarily holding the evaluation value calculated by the evaluation value calculating means;
The control device according to claim 6, wherein the predicted value calculating unit calculates the predicted value using a plurality of the evaluation values held by the evaluation value holding unit.
ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 When the evaluation value peak determination unit determines that the current evaluation value is the peak of the evaluation value, the evaluation value peak determination unit further includes a focusing operation instruction unit that instructs a focusing operation to focus a focus on the peak. The control device according to claim 1, wherein
前記フォーカス位置の調整用のパラメータであり、前記被写体の撮像画像のぼけ度合いをフィールド画像毎に評価する評価値の、現在のフィールド画像に対応する現在の評価値の予測を行い、予測値を算出する予測値算出ステップと、
前記予測値算出ステップの処理により算出された前記予測値と前記予測値が対応する前記現在の評価値との差分値に基づいて、前記現在の評価値が前記評価値のピークであるか否かを判定する評価値ピーク判定ステップと、
前記評価値ピーク判定ステップの処理により、前記現在の評価値が前記評価値のピークであると判定された場合、焦点を前記ピークに合焦させる合焦ステップと
を含むことを特徴とする制御方法。 A control method for a control device that executes processing related to control of a drive unit that adjusts a focus position when driving an optical element of an imaging device to image a subject,
It is a parameter for adjusting the focus position, and a prediction value is calculated by predicting a current evaluation value corresponding to the current field image of an evaluation value for evaluating the degree of blur of the captured image of the subject for each field image. A predicted value calculating step,
Whether or not the current evaluation value is a peak of the evaluation value based on a difference value between the prediction value calculated by the processing of the prediction value calculation step and the current evaluation value corresponding to the prediction value An evaluation value peak determination step for determining
A control method comprising: a focusing step of focusing a focus on the peak when the current evaluation value is determined to be a peak of the evaluation value by the processing of the evaluation value peak determination step. .
前記フォーカス位置の調整用のパラメータであり、前記被写体の撮像画像のぼけ度合いをフィールド画像毎に評価する評価値の、現在のフィールド画像に対応する現在の評価値の予測を行い、予測値を算出する予測値算出ステップと、
前記予測値算出ステップの処理により算出された前記予測値と前記予測値が対応する前記現在の評価値との差分値に基づいて、前記現在の評価値が前記評価値のピークであるか否かを判定する評価値ピーク判定ステップと、
前記評価値ピーク判定ステップの処理により、前記現在の評価値が前記評価値のピークであると判定された場合、焦点を前記ピークに合焦させる合焦ステップと
を含むことを特徴とするプログラム。 A program that causes a computer to perform processing related to control of a drive unit that adjusts a focus position when an optical element of an imaging device is driven to image a subject,
It is a parameter for adjusting the focus position, and a prediction value is calculated by predicting a current evaluation value corresponding to the current field image of an evaluation value for evaluating the degree of blur of the captured image of the subject for each field image. A predicted value calculating step,
Whether or not the current evaluation value is a peak of the evaluation value based on a difference value between the prediction value calculated by the processing of the prediction value calculation step and the current evaluation value corresponding to the prediction value An evaluation value peak determination step for determining
And a focusing step of focusing a focus on the peak when the current evaluation value is determined to be a peak of the evaluation value by the processing of the evaluation value peak determination step.
前記フォーカス位置の調整用のパラメータであり、前記被写体の撮像画像のぼけ度合いをフィールド画像毎に評価する評価値の、現在のフィールド画像に対応する現在の評価値の予測を行い、予測値を算出する予測値算出手段と、
前記予測値算出手段により算出された前記予測値と前記予測値が対応する前記現在の評価値との差分値に基づいて、前記現在の評価値が前記評価値のピークであるか否かを判定する評価値ピーク判定手段と、
前記評価値ピーク判定手段により前記現在の評価値が前記評価値のピークであると判定された場合、前記駆動部に対して、焦点を前記ピークに合焦させる合焦動作を指示する合焦動作指示手段と
を備えることを特徴とするカメラ。 In a camera having an imaging unit that images a subject, and a drive unit that drives an optical element and adjusts a focus position when imaging the subject by the imaging unit.
It is a parameter for adjusting the focus position, and a prediction value is calculated by predicting a current evaluation value corresponding to the current field image of an evaluation value for evaluating the degree of blur of the captured image of the subject for each field image. Predicted value calculation means for
Whether or not the current evaluation value is a peak of the evaluation value is determined based on a difference value between the prediction value calculated by the prediction value calculation means and the current evaluation value corresponding to the prediction value. Evaluation value peak determination means to perform,
When the evaluation value peak determination means determines that the current evaluation value is the peak of the evaluation value, a focusing operation that instructs the driving unit to perform a focusing operation to focus the peak. And a camera.
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JPH1010416A (en) * | 1996-06-26 | 1998-01-16 | Nikon Corp | Focusing device |
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- 2005-04-15 JP JP2005118348A patent/JP2006301004A/en active Pending
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