圖像信號處理裝置以及圖像信號處理方法

2023-06-09 18:27:41 3

專利名稱：圖像信號處理裝置以及圖像信號處理方法
技術領域：
本發明涉及圖像信號處理裝置以及圖像信號處理方法。
背景技術：
作為本技術領域的背景技術，例如，有專利文獻I。在專利文獻I中，記載了如下內容:「[課題]即使在有點光源的情況下，也正確並且容易地判定對焦位置並且對焦。[解決手段]具備CPU70，而作為如下單元:焦點評價值計算單元，對圖像設定大小相互不同的多個焦點評價值計算區，通過透鏡驅動器55使聚焦透鏡52移動，同時針對各焦點評價值計算區的每一個計算圖像的對比度的焦點評價值；區選擇單元，根據圖像中有無點光源，從多個焦點評價值計算區，選擇用於判定聚焦透鏡52的對焦位置的對焦判定區段；以及對焦控制單元，根據對焦判定區中的焦點評價值，判定聚焦透鏡52的對焦位置，通過透鏡驅動器55使聚焦透鏡52移動到對焦位置」。專利文獻I日本特開2010- 286791號公報

發明內容
在專利文獻I中，通過將亮度值與閾值進行比較而檢測高亮度像素，但關於使該閾值可變、以及控制時序並未記載。因此，本發明提供一種圖像信號處理裝置以及圖像信號處理方法，例如，在自動聚焦控制(以下稱為AF控制)、特別是與具有點光源的場景對應的AF控制中，通過在適合的定時對為了檢測高亮度像素而使用的閾值進行可變控制，即使在存在點光源等高亮度的區域的被攝體中也能夠高精度地對焦。如果簡單說明在本申 請中公開的發明中代表性的發明的概要則如下所述。( I) —種圖像信號處理裝置，其特徵在於，具備:攝像單元，具備聚焦透鏡；自動聚焦單元，該自動聚焦單元具有從成為計算為了使所述聚焦透鏡移動到對焦點而使用的焦點評價值的對象的區域內，判定存在預先設定的閾值以上的亮度的區域的判定單元；和設定在所述判定單元中使用的閾值的閾值設定單元；以及從焦點評價值計算對象中去除通過所述判定單元判定的存在所述預先設定的閾值以上的亮度的區域而計算焦點評價值的焦點評價值計算單元；以及系統控制部，根據由所述自動聚焦單元的所述焦點評價值計算單元計算出的焦點評價值，以成為對焦的方式進行自動聚焦控制，所述系統控制部在被攝體發生了變化的情況下，根據與所述閾值設定單元設定的閾值的可變控制的開始以及停止的狀況對應地可變的所述焦點評價值進行自動聚焦控制。(2) —種圖像信號處理方法，該圖像信號處理方法使用了具有攝像元件以及聚焦透鏡的圖像信號處理裝置，該圖像信號處理方法的特徵在於，具有:攝像步驟，對來自被攝體的入射光進行光電變換並作為圖像信號進行輸出；焦點評價值計算對象區域設定步驟，設定計算為了使所述聚焦透鏡移動到對焦點而使用的焦點評價值的對象的區域；高亮度像素有無判定步驟，判定在所述焦點評價值計算對象區域設定步驟中設定的各區域內是否包括高亮度像素；高亮度像素判定閾值設定步驟，設定在所述高亮度像素有無判定步驟中使用的閾值；焦點評價值計算步驟，從焦點評價值計算對象去除在所述高亮度像素有無判定步驟中判定為存在高亮度像素的分割區域，計算焦點評價值，自動聚焦控制開始步驟，在被攝體發生了變化時開始自動聚焦控制；以及聚焦透鏡移動步驟，使用將高亮度像素存在的焦點評估值計算對象區域去除而計算出的焦點評價值，使所述聚焦透鏡移動到對焦點，在所述高亮度像素判定閾值設定步驟中，在規定的定時1，開始高亮度像素判定閾值的可變控制，通過使用將高亮度像素存在的焦點評估值計算對象區域去除而計算出的焦點評價值使所述聚焦透鏡移動到對焦點的所述聚焦透鏡移動步驟進行控制，在所述高亮度像素判定閾值設定步驟中，以在規定的定時2使高亮度像素判定閾值的可變控制停止的方式進行控制。(3) —種圖像信號處理方法，是具有攝像元件以及聚焦透鏡的圖像信號處理裝置的圖像信號處理方法，該圖像信號處理方法的特徵在於，具有:攝像步驟，對來自被攝體的入射光進行光電變換並作為圖像信號輸出；焦點評價值計算對象區域設定步驟，設定計算為了使所述聚焦透鏡移動到對焦點而使用的焦點評價值的對象的區域；分割區域設定步驟，在所述焦點評價值計算對象區域設定步驟中設定的區域內以任意的大小以及任意的數量以及任意的位置設定區 域；高亮度像素有無判定步驟，判定在所述分割區域設定步驟中設定的各分割區域內是否包括高亮度像素；高亮度像素判定閾值設定步驟，設定在所述高亮度像素有無判定步驟中使用的閾值；焦點評價值計算步驟，從焦點評價值計算對象去除在所述高亮度像素有無判定步驟中判定為存在高亮度像素的分割區域而計算焦點評價值；自動聚焦控制開始步驟，在被攝體發生了變化時開始自動聚焦控制；以及聚焦透鏡移動步驟，使用去除高亮度像素存在的分割區域而計算出的焦點評價值，使所述聚焦透鏡移動到對焦點，在所述高亮度像素判定閾值設定步驟中，在規定的定時1，開始高亮度像素判定閾值的可變控制，通過使用將高亮度像素存在的分割區域去除而計算出的焦點評價值使所述聚焦透鏡移動到對焦點的所述聚焦透鏡移動步驟進行控制，在所述高亮度像素判定閾值設定步驟中，以在規定的定時2使高亮度像素判定閾值的可變控制停止的方式進行控制。根據本發明，能夠提供即使在存在點光源等高亮度的區域的被攝體中也能夠高精度地對焦的圖像信號處理裝置以及圖像信號處理方法。


圖1是說明實施例1中的基本結構的一個例子的圖。圖2是說明用於判定不存在點光源的一般的被攝體中的對比度的強弱的焦點評價值的一個例子的圖。圖3是說明存在點光源的被攝體中的焦點評價值的一個例子的圖。圖4是說明在畫面內設定的焦點評價值計算對象區域以及分割區域的一個例子的圖。圖5是說明亮度對應AF控制的一個例子的圖。圖6是示出檢測被攝體的變化而開始AF控制的處理流程的一個例子的圖。圖7是示出判定亮度分布信息而對高亮度像素判定閾值進行控制開始的亮度對應AF控制的處理流程的一個例子的圖。
圖8是示出步驟S702 (圖7)的閾值控制開始判定處理的詳細流程的一個例子的圖。圖9是示出步驟S704 (圖7)的高亮度像素有無判定處理的詳細流程的一個例子的圖。圖10是示出判定亮度分布信息而對高亮度像素判定閾值進行控制停止的亮度對應AF控制的處理流程的一個例子的圖。圖11是示出步驟S1002 (圖10)的閾值控制停止判定處理的詳細流程的一個例子的圖。圖12是示出在對焦時使高亮度像素判定閾值的可變控制停止的亮度對應AF控制的處理流程的一個例子的圖。圖13是說明實施例2中的基本結構的一個例子的圖。圖14是示出判定經過時間而對高亮度像素判定閾值進行控制開始的亮度對應AF控制的處理流程的一個例子的圖。圖15是示出步驟S1403 (圖14)的閾值控制開始判定處理的詳細流程的一個例子的圖。圖16是示出判定從AF控制開始起的經過時間而對高亮度像素判定閾值進行控制停止的亮度對應AF控制 的處理流程的一個例子的圖。圖17是示出步驟S1603 (圖16)的閾值控制停止判定處理的詳細流程的一個例子的圖。圖18是說明實施例3中的基本結構的一個例子的圖。圖19是示出步驟S702 (圖7)、步驟S1202 (圖12)、步驟S1403 (圖14)的閾值控制開始判定處理的詳細流程的一個例子的圖。圖20是說明實施例4中的基本結構的一個例子的圖。(符號說明)401:外框；402:焦點評價值計算對象區域；403:分割區域；501:焦點評價值計算對象區域；502:點光源；503:點光源區域。
具體實施例方式以下，使用附圖來說明本發明的實施方式。(1-1)實施例1的系統結構此處，使用附圖來說明存在點光源等高亮度的被攝體的場景中的高精度的AF控制實現單元的系統結構的一個例子。圖1是說明實施例1中的基本結構的一個例子的圖。攝像部101包括調整來自被攝體的入射光的光量的光圈D101、用於調節通過該光圈DlOl的光的焦點的聚焦透鏡D102、對通過了該聚焦透鏡D102的光進行光電變換而作為圖像信號輸出的攝像元件D103等。焦點評價值計算區域設定部102通過來自系統控制部109的命令，將成為計算焦點評價值的對象的區域設定為任意的大小、數量、位置。分割區域設定部103通過來自系統控制部109的命令，在焦點評價值計算區域設定部102設定的區域內以任意的大小以及縱橫任意的數量以及位置設定分割區域。高亮度像素有無判定部104通過來自系統控制部109的命令，針對分割區域設定部103設定的每個區域判定有無高亮度像素。高亮度像素判定閾值設定部105通過來自系統控制部109的命令，設定在高亮度像素有無判定部中使用的高亮度像素判定閾值。焦點評價值計算部106通過來自系統控制部109的命令，使用高亮度像素有無判定部104的判定結果，使用從焦點評價值計算對象區域去除了高亮度像素存在的區域而得到的區域的圖像信號來計算焦點評價值。焦點評價值是指，例如，用於檢測指定的區域的圖像信號的輪廓部分的強度的、針對圖像信號的每個行線累計了高頻分量而得到的信號。亮度分布檢測部107檢測圖像信號的亮度分布。圖像處理部108通過來自系統控制部109的命令，對圖像信號進行噪聲除去、伽馬校正、輪廓強調、濾波處理、縮放處理、手抖動校正、圖像識別等圖像信號處理、以及變換為TV、存儲設備等輸出機器的信號格式的輸出接口處理。輸出接口處理是指，例如，變換為NTSC、PAL的視頻輸出的處理，例如，變換為HDMI信號的處理，例如，為了網絡傳送變換為規定的信號的處理。另外，雖然未圖示，但也可以具備為了保存各種設定而使用的 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read — OnlyMemory,電可擦除只讀存儲器)、快閃記憶體存儲器等外部裝置。系統控制部109控制攝像部101、焦點評價值計算區域設定部102、分割區域設定部103、高亮度像素有無判定部104、高亮度像素判定閾值設定部105、焦點評價值計算部106、亮度分布檢測部107、圖像處理部108。AF部110表示AF控制所 需的塊群。也可以在一個圖像信號處理裝置中具備多個AF部110。通過以上的結構，能夠實現系統控制部109使用來自亮度分布檢測部107的信息來檢測對高亮度像素判定閾值進行可變控制開始以及停止的定時，高亮度像素有無判定部104使用該高亮度像素判定閾值來判定高亮度像素存在的區域，焦點評價值計算部106使用其判定結果從焦點評價值計算對象區域去除高亮度像素存在的區域來計算焦點評價值。由此，在存在點光源的場景中，通過對高亮度像素判定閾值進行可變控制而抑制處理負荷，並且，不會由於不小心地改變高亮度像素判定閾值而透鏡控制變得不穩定，能夠實現高精度的AF。(1- 2)關於焦點評價值的計算圖2是說明用於判定不存在點光源的一般的被攝體中的對比度的強弱的焦點評價值的一個例子的圖。橫軸表示聚焦透鏡的位置，縱軸表示焦點評價值。以下，將針對被攝體對焦的聚焦透鏡位置稱為對焦點。在一般的被攝體中，聚焦透鏡越接近對焦點，輪廓部分越強，所以焦點評價值的等級增加，越遠離，輪廓部分越弱，焦點評價值的等級減少。因此，通過將聚焦透鏡移動控制到焦點評價值的峰值位置，能夠正確地向被攝體對焦。圖3是說明存在點光源的被攝體中的焦點評價值的一個例子的圖。本來的對焦點是圖的(A)所示的聚焦透鏡位置，但在圖3中(A)地點的焦點評價值未成為峰值。其原因為，點光源越遠離對焦點，越模糊而看起來變大，所以越遠離對焦點，輪廓部分變得越強，其結果，焦點評價值成為比對焦點大的值。因此，如果針對存在點光源的被攝體，進行使聚焦透鏡移動到焦點評價值最大的位置的以往的AF控制，則將使聚焦透鏡以(B)的偽對焦點為對焦點而停止。偽對焦點是指，在本實施例中，儘管並非本來的對焦點，但通過AF控制而聚焦透鏡仍停止的聚焦透鏡位置。通過聚焦透鏡在偽對焦點停止，發生所謂的失焦。圖4是說明在畫面內設定的焦點評價值計算對象區域以及分割區域的一個例子的圖。401所示的最外側的框表示畫面的外框。402所示的框是焦點評價值計算對象區域，對於該區域，為了防止對焦到背景而非希望對焦的被攝體上的所謂的後對焦，優選被設定為比畫面小，但也可以設為與畫面的外框相同的大小、其以上的大小。403表示在402的框內分割區域設定部103 (圖1)設定的區域。在圖4中，示出對402的框縱橫進行了八分割的情況。如果使分割數與402的框內的像素數相同，則能夠以像素單位來實現高亮度像素的檢測。另外，在通過硬體實現分割區域設定部103 (圖1)的情況下，如果分割數過多，則硬體成本增加，但既可以為了提高性能而增加分割數，也可以為了削減處理成本而減少分割數。(1- 3)與亮度分布對應的閾值可變控制開始定時的檢測為了在存在點光源的場景始終實現高精度的AF控制，需要恰當地檢測點光源存在的區域，並將該區域從焦點評價值計算對象中去除。但是，由於周邊照度、光源自身的照度降低，點光源的亮度有時降低。此時，如果使高亮度像素判定閾值保持固定值，則特別在點光源存在的區域的亮度降低了的情況下，無法將點光源存在的區域判定為高亮度像素而包含於焦點評價值計算對象，作為結果，無法進行高精度的AF控制。因此，在點光源存在的區域的亮度降低了的情況下，為了設定恰當的高亮度像素判定閾值，需要進行高亮度像素判定閾值的可變控制。另一方面，在周邊照度是充分的明亮度的情況下，通過AE控制，點光源存在的區域的亮度被保持為某種程度以上，所以無需進行高亮度像素判定閾值的可變控制。此處，說明在點光源存在的區域的亮度降低了的情況下開始可變控制的處理。使用圖5、圖6、圖7、圖8、圖9，說明通過檢測對高亮度像素判定閾值進行可變控制開始的定時從而使得在高亮度像素存在的場景中始終高精度地對焦的亮度對應AF控制。圖5是說明亮度對應AF控制的一個例子的圖。501所示的框是與402的框(圖4)同樣地，在畫面內設定的焦點評價值計算對象區域。502示出501的框內存在的點光源。在該狀態下，由聞売度像素有無判定部104 (圖1)判定為有聞売度像素的區域例如如503的網格所示。焦點評價值計算部106 (圖1)使用未附加網格的區域的圖像信號來計算焦點評價值。圖6是示出檢測被攝體的變化而開始AF控制的處理流程的一個例子的圖。通過系統控制部109 (圖1)執行圖6的處理。在步驟S60中，系統控制部109 (圖1)判定被攝體是否發生了變化，在被攝體發生了變化的情況下在步驟S602中開始AF控制。在其以外的情況下，結束處理。另外，在檢測被攝體的變化中，既可以使用從亮度分布檢測部107(圖1)得到的直方圖信息的變化量、規定區域的平均亮度的變化量，也可以使用從焦點評價值計算部106 (圖1)得到的焦點評價值的變化量，也可以使用通過AE控制得到的光圈DlOl的變化量、快門速度的變化量，也可以使用從後述裝置狀態檢測部1807 (圖18)得到的裝置狀態的變化量。另外，此處說明的AF控制開始判定處理能夠應用於以後說明的所有AF控制。圖7是示出判定亮度分布信息而對高亮度像素判定閾值進行控制開始的亮度對應AF控制的處理流程的一個例子的圖。通過系統控制部109 (圖1)執行圖7的處理。在本手法中，系統控制部109(圖1)根據被攝體的亮度分布信息對高亮度像素有無判定部104(圖1)使用的高亮度像素判定閾值進行控制開始判定。另外，設為在AF控制開始前，預先對高亮度像素判 定閾值設定了規定的值。對於規定的值，既可以在EEPROM等中保存值並使用該值，也可以是固定值。如果AF控制開始，則在步驟S701中，系統控制部109 (圖1)以使焦點評價值計算區域設定部102 (圖1)以及分割區域設定部103 (圖1)在畫面內例如如圖4那樣設定區域的方式進行命令。在步驟S702中，系統控制部109 (圖1)判定是否開始高亮度像素判定閾值的可變控制。對於步驟S702的詳細內容在後面敘述。在步驟S703中，在步驟S702的判定結果是「控制開始」的情況下，對高亮度像素判定閾值進行可變控制。另外，在可變控制一旦開始了之後，直至高亮度像素判定閾值的可變控制停止為止，可變控制有效。在步驟S704中，在步驟S702的判定結果是「不進行控制開始」的情況下，系統控制部109 (圖1)以使高亮度像素有無判定部104 (圖1)針對在步驟S701中設定的每個分割區域使用在AF控制開始前預先設定的高亮度像素判定閾值來判定有無高亮度像素的方式進行命令。另外，在從步驟S703轉移到步驟S704的情況下，使用在步驟S703中設定的高亮度像素判定閾值，判定有無高亮度像素。對於步驟S704的詳細內容在後面敘述。在步驟S705中，系統控制部109 (圖1)以使用步驟S704的判定結果，去除高亮度像素存在的區域的圖像信號而計算焦點評價值的方式進行命令。在步驟S706中，系統控制部109 (圖1)使聚焦透鏡向焦點評價值的峰值存在的方向移動規定量。在步驟S707中，系統控制部109(圖1)判定聚焦透鏡是否處於對焦點，在處於對焦點的情況下結束處理。在不處於對焦點的情況下，返回步驟S702，進行一連串的處理。在本處理中，在將點光源存在的區域從焦點評價值計算對象去除的亮度對應AF控制中，能夠檢測對在判定在區域內有無高亮度像素時使用的閾值進行可變控制的定時。圖8是示出步驟S702 (圖7)的閾值控制開始判定處理的詳細流程的一個例子的圖。在步驟S801中，系統控制部109 (圖1)判定當前是否為高亮度像素判定閾值的可變控制中，在是可變控制中的情況下，輸出「控制開始」這樣的判定結果而結束處理。在其以外的情況下，轉移到步驟S802。在是否為可變控制中的判定中，使用表示是可變控制中的標誌即可。該標誌在開始了高亮度像素判定閾值的可變控制時成為1，在停止了時成為O。對於可變控制停止判定在後面敘述。在步驟S802中，系統控制部109 (圖1)取得從亮度分布檢測部107 (圖1)得到的當前的亮度分布信息。在步驟S803中，系統控制部109 (圖1)判定在步驟S802中得到的亮度分布信息是否為規定的亮度分布。是規定的亮度分布是指，具體而言，例如，被推測為是點光源的高亮度部分的亮度是一定值以下的情況。在該情況下，考慮為點光源的區域的亮度暗的場景，所以需要將高亮度像素判定閾值可變控制為小的值，所以輸出「控制開始」這樣的判定結果而結束處理。另外，也可以在閾值控制停止判定時，使用低亮度像素數、高亮度像素數、規定區域的亮度平均值。在步驟S803的判定中，判定為並非規定的亮度分布的情況下，輸出「不進行控制開始」這樣的判定結果而結束處理。圖9是示出步驟S704 (圖7)的高亮度像素有無判定處理的詳細流程的一個例子的圖。此處，以分割區域設定部103 (圖1)按照I像素單位設定了分割區域的情況為例子而進行說明。另外，預先取得分割區域數。在步驟S901中，系統控制部109 (圖1)使用於對高亮度像素有無判定已完成的區域數進行計數的區域計數器初始化。在步驟S902中，系統控制部109 (圖1)比較各區域的亮度評價值(在I像素單位的分割區域的情況下像素的亮度值本身)和高亮度像素判定閾值，如果該亮度評價值大於該閾值，則在步驟S903中將該區域判定為有高亮度像素。在其以外的情況下，在步驟S904中將該區域判定為無高亮度像素。在步驟S905中，系統控制部109 (圖1)使區域計數器遞增I。在步驟S906中，系統控制部109 (圖1)比較區域計數 器和分割區域數，如果區域計數器的值小，則轉移到步驟S902，進行一連串的處理。在其以外的情況下，設為針對所有分割區域進行了高亮度像素有無判定而結束處理。以上，以分割區域是I像素單位的情況為例子進行了說明，但在按照2像素單位以上設定了分割區域的情況下，也可以在步驟S902中，作為亮度評價值，在該分割區域內的像素的亮度值的平均大於高亮度像素閾值的情況下，判定為有高亮度像素，或者在分割區域內的大於高亮度像素判定閾值的像素數超過了規定的數量的情況下，判定為有聞売度像素。通過以上的處理，通常不進行高亮度像素判定閾值的可變控制，僅在光源存在的區域的亮度值發生了變化的情況等必要的情況下，對高亮度像素判定閾值進行可變控制，所以能夠實現抑制處理負荷的同時、還不會由於不小心地使高亮度像素判定閾值變化而透鏡控制變得不穩定的高精度的亮度對應AF控制。(1- 4)與亮度分布對應的閾值可變控制停止定時的檢測如上所述，在周邊照度是充分的明亮度的情況下，通過AE控制，點光源存在的區域的亮度被保持為某種程度以上，所以無需進行高亮度像素判定閾值的可變控制。此處，說明以不進行不必要的高亮度像素判定閾值的可變控制的方式在點光源存在的區域的亮度是充分的明亮度的情況下使可變控制停止的處理。使用圖10、圖11，說明通過檢測對高亮度像素判定閾值進行可變控制停止的定時從而使得在高亮度像素存在的場景中始終高精度地對焦的亮度對應AF控制。圖10是示出判定亮度分布信息而對高亮度像素判定閾值進行控制停止的亮度對應AF控制的處理流程的一個例子的圖。通過系統控制部109 (圖1)執行圖10的處理。在本手法中，系統控制部109(圖1)根據被攝體的亮度分布信息對高亮度像素有無判定部104(圖1)使用的高亮度像素判定閾值進行可變控制停止判定。如果開始了 AF控制，則在步驟S1001中，系統控制部109 (圖1)以使焦點評價值計算區域設定部102 (圖1)以及分割區域設定部103 (圖1)在畫面內例如如圖4那樣設定區域的方式進行命令。在步驟S1002中，系統控制部109 (圖1)判定是否使高亮度像素判定閾值的可變控制停止。對於步驟S1002的詳細內容在後 面敘述。在步驟S1003中，在步驟S1002的判定結果是「不進行控制停止」的情況下，對高亮度像素判定閾值進行可變控制。在步驟S1004中，在步驟S1002的判定結果是「控制停止」的情況下，系統控制部109 (圖1)以使高亮度像素有無判定部104 (圖1)針對在步驟S1001中設定的每個分割區域使用高亮度像素判定閾值來判定有無高亮度像素的方式進行命令。對於此時所使用的高亮度像素判定閾值在後面敘述。對於以後的處理，進行與圖7的對應的步驟同樣的處理。圖11是示出步驟S1002 (圖10)的閾值控制停止判定處理的詳細流程的一個例子的圖。在步驟SllOl中，系統控制部109 (圖1)判定當前高亮度像素判定閾值的可變控制是否有效，在有效的情況下轉移到步驟S1102。在其以外的情況下，轉移到步驟S1104。另夕卜，也可以使用表示是可變控制中的標誌來判定閾值的可變控制是否有效。設為該標誌的值在開始了閾值的可變控制時成為1，在停止了時成為O。在步驟S1102中，系統控制部109(圖1)取得從亮度分布檢測部107 (圖1)得到的當前的亮度分布信息。在步驟S1103中，系統控制部109 (圖1)判定在步驟S1102中得到的亮度分布信息是否為規定的亮度分布。規定的亮度分布是指，具體而言，例如，推測為是點光源的高亮度部分的亮度是一定值以上的情況。該亮度分布被考慮為點光源的亮度明亮的場景，所以設為無需對高亮度像素判定閾值進行可變控制，轉移到步驟S1104。另外，也可以在閾值控制停止判定時，使用低亮度像素數、高亮度像素數、規定區域的亮度平均值。在步驟S1103的判定中，判定為並非規定的亮度分布的情況下，設為無需使高亮度像素判定閾值的可變控制停止，輸出「不進行閾值控制停止」這樣的判定結果而結束處理。在步驟S1104中，系統控制部109 (圖1)對高亮度像素判定閾值設定規定的值，輸出「進行控制停止」這樣的判定結果而使處理結束。對於此處所稱的規定的值，既可以在EEPROM等中預先保存值，並使用該值，也可以是固定值。另夕卜，在使用表示是可變控制中的標誌的情況下，使該標誌的值為O。通過以上的處理，能夠在不需要的情況下使高亮度像素判定閾值的可變控制停止，所以能夠削減處理負荷，並且，能夠抑制AF控制由於可變控制的誤動作而變得不穩定的風險。(1- 5)對焦時的閾值可變控制停止處理在通過AF控制對焦之後，進行被攝體發生變化等而接下來開始透鏡移動的期間，無需對高亮度像素判定閾值進行可變控制。此處，說明在不需要的情況下以不進行高亮度像素判定閾值的可變控制的方式，在對焦時使高亮度像素判定閾值的可變控制停止的處理。圖12是示出在對焦時使高亮度像素判定閾值的可變控制停止的亮度對應AF控制的處理流程的一個例子的圖。通過系統控制部109 (圖1)執行圖12的處理。在本手法中，對圖7的處理，追加了步驟S1208的閾值控制結束處理，對於其他步驟，進行與圖7同樣的處理。在步驟S1208中，系統控制部109 (圖1)在步驟S1207中判定為對焦了的情況下，使高亮度像素判定閾值的可變控制停止而結束處理。另外，在使用表示是可變控制中的標誌的情況下，使該標誌的值為O。通過以上的處理，能夠不進行不需要的高亮度像素判定閾值的可變控制，所以能夠削減處理負荷，並且，能夠抑制AF控制由於可變控制的誤動作而變得不穩定的風險。 (2 -1)實施例2的系統結構
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此處，使用附圖來說明點光源等高亮度的被攝體存在的場景中的高精度的AF控制實現單元的系統結構的一個例子。圖13是說明本發明中的基本結構的一個例子的圖。本系統結構代替圖1的系統結構的亮度分布檢測部107而具備時間測量部1307。時間測量部1307按照來自系統控制部1309的命令，測量任意期間的時間。通過以上的結構，系統控制部1309使用來自時間測量部1307的信息來檢測對高亮度像素判定閾值進行可變控制的定時，高亮度像素有無判定部1304使用該高亮度像素判定閾值來判定高亮度像素存在的區域，焦點評價值計算部1306使用其判定結果從焦點評價值計算對象區域去除高亮度像素存在的區域而計算焦點評價值。由此，在點光源存在的場景中，抑制處理負荷，並且，即使在不需要可變控制的情況下，也不會由於對高亮度像素判定閾值進行可變控制而透鏡控制變得不穩定，能夠實現高精度的AF。(2 - 2)與經過時間對應的閾值可變控制開始定時的檢測通過系統，在AF控制剛剛開始之後，由於其他控制而處理負荷高，所以有時優選在經過規定的時間之後開始高亮度像素判定閾值的可變控制。此處，說明在從AF控制開始起經過規定時間之後開始高亮度像素判定閾值的可變控制的處理。使用圖14、圖15，說明在通過檢測對高亮度像素判定閾值進行可變控制開始的定時從而使得在高亮度像素存在的場景中始終高精度地對焦的亮度對應AF控制。圖14是示出判定經過時間而對高亮度像素判定閾值進行控制開始的亮度對應AF控制的處理流程的一個例子的圖。通過系統控制部1309 (圖13)執行圖14的處理。在本手法中，系統控制部1309 (圖13)根據經過時間對高亮度像素有無判定部1304 (圖13)使用的高亮度像素判定閾值進行控制開始判定。如果AF控制開始，則在步驟S1401中，系統控制部1309 (圖13)命令時間測量部1307 (圖13)開始時間測量。在步驟S1402中，系統控制部1309 (圖13)以使焦點評價值計算區域設定部1302 (圖13)以及分割區域設定部1303 (圖13)在畫面內例如如圖4那樣設定區域的方式進行命令。對於步驟S1403的處理的詳細內容在後面敘述。以後的處理與圖7的對應的處理相同。另外，在可變控制一旦開始之後，直至高亮度像素判定閾值的可變控制停止為止是有效的。圖15是示出步驟S1403 (圖14)的閾值控制開始判定處理的詳細流程的一個例子的圖。在步驟S1501中，系統控制部1309 (圖13)判定當前是否為高亮度像素判定閾值的可變控制中，在是可變控制中的情況下，輸出「進行控制開始」這樣的判定結果而結束處理。在其以外的情況下，轉移到步驟S1502。在是否為可變控制中的判定中，使用表示是可變控制中的標誌即可。該標誌在開始了高亮度像素判定閾值的可變控制時為1，在停止了時為
O。在步驟S1502中，系統控制部1309 (圖13)從時間測量部1307 (圖13)取得從AF控制開始時起的經過時間。在步驟S1503中，系統控制部1309 (圖13)判定在步驟S1502中取得的測量時間是否超過規定的值，在超過超的情況下輸出「進行控制開始」這樣的判定結果而結束處理。在其以外的情況下，輸出「不進行控制開始」這樣的判定結果而結束處理。另夕卜，對於此處所稱的規定的值，既可以在EEPROM等中保存值並使用該值，也可以是固定值。通過以上的處理，能夠在處理負荷變低之後開始高亮度像素判定閾值的可變控制，所以能夠抑制處理負荷變得過大。(2 - 3)與經過時間對應的閾值可變控制停止定時的檢測即使在AF控制開始之後過一會後仍不對焦的情況下，有可能是由於對高亮度像素判定閾值進行可變控制而焦點評價值變得不穩定的緣故。因此，在不容易對焦的情況下，需要使高亮度像素判定閾值的可變控制停止。此處，說明在從AF控制開始起經過了規定的時間的情況下使可變控制停止的處理。使用圖16、圖17，說明通過檢測對高亮度像素判定閾值進行可變控制停止的定時從而使在高亮度像素存在的場景中始終高精度地對焦的亮度對應AF控制。圖16是示出判定從AF控制開始起的經過時間而對高亮度像素判定閾值進行控制停止的亮度對應AF控制的處理流程的一個例子的圖。通過系統控制部1309 (圖13)執行圖16的處理。在本手法中，對於高亮度像素有無判定部1304 (圖13)使用的高亮度像素判定閾值，系統控制部1309 (圖13)根據從AF控制開始起的經過時間，判定可變控制停止。如果AF控制開始，則在步驟S1601中，系統控制部1309 (圖13)命令時間測量部1307 (圖13)開始時間測量。在步驟S1602中，系統控制部1309 (圖13)以使焦點評價值計算區域設定部1302 (圖13)以及分割區域設定部1303 (圖13)在畫面內例如如圖4那樣設定區域的方式進行命令。在步驟S1603中，系統控制部1309 (圖13)判定是否停止高亮度像素判定閾值的可變控制 。對於步驟S1603的詳細內容在後面敘述。在步驟S1604中，在步驟S1603的判定結果是「不進行控制停止」的情況下，對高亮度像素判定閾值進行可變控制。在步驟S1605中，在步驟S1603的判定結果是「進行控制停止」的情況下，系統控制部1309(圖13)以使高亮度像素有無判定部1604 (圖16)針對在步驟S1602中設定的每個分割區域使用高亮度像素判定閾值來判定有無高亮度像素的方式進行命令。對於以後的處理，進行與圖7的對應的步驟同樣的處理。圖17是示出步驟S1603 (圖16)的閾值控制停止判定處理的詳細流程的一個例子的圖。在步驟S1701中，系統控制部1309 (圖13)判定當前高亮度像素判定閾值的可變控制是否有效，在有效的情況下轉移到步驟S1702。在其以外的情況下，轉移到步驟S1704。另外，也可以使用表示是可變控制中的標誌來判定閾值的可變控制是否有效。該標誌的值在開始了高亮度像素判定閾值的可變控制時為1，在停止了時為O。在步驟S1702中，系統控制部1309 (圖13)取得從時間測量部1307 (圖13)得到的從AF控制開始時起的經過時間。在步驟S1703中，系統控制部1309 (圖13)判定在步驟S1702中得到的測量時間是否超過規定的值，在超過的情況下轉移到步驟S1704。在其以外的情況下，輸出「不進行控制停止」這樣的判定結果而結束處理。對於此處所稱的規定的值，既可以在EEPROM等中保存值並使用該值，也可以是固定值。在步驟S1704中，系統控制部1309 (圖13)對高亮度像素判定閾值設定規定的值，輸出「進行控制停止」這樣的判定結果而結束處理。對於此處所稱的規定的值，既可以在EEPROM等中預先保存值並使用該值，也可以是固定值。另外，也可以設定在進行步驟S1704的處理時計算出的值。另外，在使用表示是可變控制中的標誌的情況下，使該標誌的值為O。通過以上的處理，在從AF控制開始起經過了規定的時間的情況下能夠使可變控制停止，所以在高亮度像素判定閾值的可變控制是不穩定的AF控制的原因的情況下，能夠解決該問題。(3 -1)實施例3的系統結構此處，使用附圖來說明點光源等高亮度的被攝體存在的場景中的高精度的AF控制實現單元的系統結構的一個例子。圖18是說明本發明·中的基本結構的一個例子的圖。在本系統結構中，代替圖1的系統結構的亮度分布檢測部107而具備裝置狀態檢測部1807。裝置狀態檢測部1807例如是加速度傳感器、陀螺傳感器，通過來自系統控制部1809的命令，檢測本裝置的設置位置、傾斜等信息。通過以上的結構，系統控制部1809使用來自裝置狀態檢測部1807的信息來檢測對高亮度像素判定閾值進行可變控制的定時，高亮度像素有無判定部1804使用該高亮度像素判定閾值來判定高亮度像素存在的區域，焦點評價值計算部1806使用其判定結果從焦點評價值計算對象區域去除高亮度像素存在的區域而計算焦點評價值。由此，在存在點光源的場景中，通過在由於圖像信號處理裝置的設置位置、傾斜改變而被攝體發生了變化時開始高亮度像素判定閾值的可變控制，能夠設定與被攝體對應的高亮度像素判定閾值。由此，能夠實現高精度的AF。(3 - 2)與裝置狀態對應的閾值可變控制開始定時的檢測作為從高亮度像素判定閾值的可變控制停止著的狀態，再次開始可變控制的定時，可以舉出有被攝體發生了變化的情況。此處，說明如下處理:使用加速度傳感器、陀螺傳感器等裝置狀態檢測單元來檢測被攝體發生了變化，開始高亮度像素判定閾值的可變控制。圖19是示出步驟S702 (圖7)、步驟S1202 (圖12)、步驟S1403 (圖14)的閾值控制開始判定處理的詳細流程的一個例子的圖。在步驟S1901中，系統控制部1809 (圖18)判定當前是否為高亮度像素判定閾值的可變控制中，在是可變控制中的情況下，輸出「進行控制開始」這樣的判定結果而結束處理。在其以外的情況下，轉移到步驟S1902。在是否為可變控制中的判定中，使用表示是可變控制中的標誌即可。該標誌在開始了高亮度像素判定閾值的可變控制時為1，在停止了時為O。在步驟S1902中，系統控制部1809 (圖18)取得從裝置狀態檢測部1807 (圖18)得到的當前的亮度分布信息。在步驟S1903中，系統控制部1809 (圖18)判定在步驟S1902中得到的裝置狀態是否為規定的裝置狀態。規定的裝置狀態是指，具體而言，例如，加速度傳感器的評價值處於一定值以上的情況。對於檢測到一定值以上的加速度傳感器評價值，考慮到裝置移動而攝影的對象發生變化，所以需要對高亮度像素判定閾值進行可變控制，所以判定為「進行控制開始」。在步驟S1903的判定中，判定為並非規定的裝置狀態的情況下，輸出「不進行控制開始」這樣的判定結果而結束處理。另外，在可變控制一旦開始了之後，直至高亮度像素判定閾值的可變控制停止為止，可變控制是有效的。通過以上的處理，能夠檢測被攝體的變化，從高亮度像素判定閾值的可變控制停止著的狀態，再次開始可變控制，所以能夠實現高精度的AF。(4 -1)實施例4的系統結構此處，使用附圖來說明點光源等高亮度的被攝體存在的場景中的高精度的AF控制實現單元的系統結構的一個例子。圖20是說明實施例4中的基本結構的一個例子的圖。在本系統結構中，從圖1的系統結構刪除了分割區域設定部103，其他所有塊具有與圖1的對應的塊等同的功能。其中，高亮度像素有無判定部 2003判定在焦點評價值計算區域中有無高亮度像素。具備多個AF部，該AF部包含焦點評價值計算區域設定部2002、高亮度像素有無判定部2003、高亮度像素判定閾值設定部2004、焦點評價值計算部2005、亮度分布檢測部2006。在圖19中，圖示了對於具有等同的功能的AF部具備2009和2010這二個的情況，但也可以具備三個以上。通過以上的結構，系統控制部2007對處於各AF部的焦點評價值計算區域設定部命令設定區域，使用來自亮度分布檢測部2006的信息來檢測對高亮度像素判定閾值進行可變控制開始以及停止的定時，高亮度像素有無判定部2003使用該高亮度像素判定閾值來判定在各焦點評價值計算區域中是否存在高亮度像素，焦點評價值計算部2005使用其判定結果來計算焦點評價值。由此，通過與圖1不同的系統結構，在存在點光源的場景中，抑制處理負荷，並且，透鏡控制不會由於不小心地改變高亮度像素判定閾值而變得不穩定，能夠實現高精度的AF0另外，本發明不限於上述實施例，而包括各種變形例。例如，上述實施例是為了更易於理解地說明本發明而詳細地說明的實施例，並不是限定為必須具備說明的所有結構。另外，能夠將某實施例的結構的一部分置換為其他實施例的結構，並且，還能夠對某實施例的結構附加其他實施例的結構。另外，還能夠針對各實施例的結構的一部分，進行其他結構的追加、刪除、置換。另外，上述各結構的一部分或者全部既可以通過硬體構成，也可以構成為通過由處理器執行程序來實現。另外，控制線、信息線示出了考慮到說明上的必要的控制線、信息線，但未必示 出產品上所有的控制線、信息線。可以認為實際上幾乎所有結構都相互連接。
權利要求
1.一種圖像信號處理裝置，其特徵在於，具備: 攝像單元，具備聚焦透鏡； 自動聚焦單元，該自動聚焦單元具有從成為計算為了使所述聚焦透鏡移動到對焦點而使用的焦點評價值的對象的區域內，判定存在預先設定的閾值以上的亮度的區域的判定單元；和設定在所述判定單元中使用的閾值的閾值設定單元；以及從焦點評價值計算對象中去除通過所述判定單元判定的存在所述預先設定的閾值以上的亮度的區域而計算焦點評價值的焦點評價值計算單元；以及 系統控制部，根據由所述自動聚焦單元的所述焦點評價值計算單元計算出的焦點評價值，以成為對焦的方式進行自動聚焦控制， 所述系統控制部在被攝體發生了變化的情況下，根據與所述閾值設定單元設定的閾值的可變控制的開始以及停止的狀況對應地可變的所述焦點評價值進行自動聚焦控制。
2.根據權利要求1所述的圖像信號處理裝置，其特徵在於， 所述自動聚焦單元還具有: 對象區域設定單元，設定成為計算所述焦點評價值的對象的區域；以及 分割區域設定單元，分割由所述對象區域設定單元設定的區域而設定任意多個分割區域， 從所述焦點評價值計算對象去除的區域以所述分割區域為單位。
3.根據權利要求1或者2所述`的圖像信號處理裝置，其特徵在於， 根據所述被攝體的變化的探測，開始所述閾值的可變控制。
4.根據權利要求廣3中的任意一項所述的圖像信號處理裝置，其特徵在於， 如果判定為對焦，則停止所述閾值的可變控制。
5.根據權利要求1或者2所述的圖像信號處理裝置，其特徵在於， 所述自動聚焦單元還具有檢測從所述攝像單元輸出的圖像信號的亮度分布的亮度分布檢測單元， 根據探測到由所述亮度分布檢測單元檢測的亮度分布成為規定的亮度分布，而開始所述閾值的可變控制。
6.根據權利要求1或者2所述的圖像信號處理裝置，其特徵在於， 所述自動聚焦單元還具有檢測從所述攝像單元輸出的圖像信號的亮度分布的亮度分布檢測單元， 根據探測到由所述亮度分布檢測單元檢測的亮度分布成為規定的亮度分布，而停止所述閾值的可變控制。
7.根據權利要求1或者2所述的圖像信號處理裝置，其特徵在於， 在從自動聚焦控制開始起經過規定時間之後，開始所述閾值的可變控制。
8.根據權利要求1、2或者7中的任意一項所述的圖像信號處理裝置，其特徵在於， 在從自動聚焦控制開始起經過規定時間之後，停止所述閾值的可變控制。
9.根據權利要求1或者2所述的圖像信號處理裝置，其特徵在於，還具備: 檢測所述圖像信號處理裝置的設置位置和設置方向中的至少一個變化了的裝置狀態檢測單元， 根據通過所述裝置狀態檢測單元檢測到所述圖像信號處理裝置的設置位置和設置方向中的至少一個發生變化，而開始所述閾值的可變控制。
10.一種圖像信號處理方法，該圖像信號處理方法使用了具有攝像元件以及聚焦透鏡的圖像信號處理裝置，該圖像信號處理方法的特徵在於，具有: 攝像步驟，對來自被攝體的入射光進行光電變換並作為圖像信號進行輸出； 焦點評價值計算對象區域設定步驟，設定計算為了使所述聚焦透鏡移動到對焦點而使用的焦點評價值的對象的區域； 高亮度像素有無判定步驟，判定在所述焦點評價值計算對象區域設定步驟中設定的各區域內是否包括高亮度像素； 高亮度像素判定閾值設定步驟，設定在所述高亮度像素有無判定步驟中使用的閾值；焦點評價值計算步驟，從焦點評價值計算對象去除在所述高亮度像素有無判定步驟中判定為存在高亮度像素的分割區域，計算焦點評價值， 自動聚焦控制開始步驟，在被攝體發生了變化時開始自動聚焦控制；以及聚焦透鏡移動步驟，使用將高亮度像素存在的分割區域去除而計算出的焦點評價值，使所述聚焦透鏡移動到對焦點， 在所述高亮度 像素判定閾值設定步驟中，在規定的定時1，開始高亮度像素判定閾值的可變控制， 通過使用將高亮度像素存在的分割區域去除而計算出的焦點評價值使所述聚焦透鏡移動到對焦點的所述聚焦透鏡移動步驟進行控制， 在所述高亮度像素判定閾值設定步驟中，以在規定的定時2使高亮度像素判定閾值的可變控制停止的方式進行控制。
11.一種圖像信號處理方法，是具有攝像元件以及聚焦透鏡的圖像信號處理裝置的圖像信號處理方法，該圖像信號處理方法的特徵在於，具有: 攝像步驟，對來自被攝體的入射光進行光電變換並作為圖像信號輸出； 焦點評價值計算對象區域設定步驟，設定計算為了使所述聚焦透鏡移動到對焦點而使用的焦點評價值的對象的區域； 分割區域設定步驟，在所述焦點評價值計算對象區域設定步驟中設定的區域內以任意的大小以及任意的數量以及任意的位置設定區域； 高亮度像素有無判定步驟，判定在所述分割區域設定步驟中設定的各分割區域內是否包括聞売度像素； 高亮度像素判定閾值設定步驟，設定在所述高亮度像素有無判定步驟中使用的閾值；焦點評價值計算步驟，從焦點評價值計算對象去除在所述高亮度像素有無判定步驟中判定為存在高亮度像素的分割區域而計算焦點評價值； 自動聚焦控制開始步驟，在被攝體發生了變化時開始自動聚焦控制；以及聚焦透鏡移動步驟，使用去除高亮度像素存在的分割區域而計算出的焦點評價值，使所述聚焦透鏡移動到對焦點， 在所述高亮度像素判定閾值設定步驟中，在規定的定時1，開始高亮度像素判定閾值的可變控制， 通過使用將高亮度像素存在的分割區域去除而計算出的焦點評價值使所述聚焦透鏡移動到對焦點的所述聚焦透鏡移動步驟進行控制，在所述高亮度像素判定閾值設定步驟中，以在規定的定時2使高亮度像素判定閾值的可變控制停止的方式進行控制。
12.根據權利要求10或者11所述的圖像信號處理方法，其特徵在於， 規定的定時I是指，探測到被攝體的變化的時刻。
13.根據權利要求10或者11所述的圖像信號處理方法，其特徵在於， 規定的定時I是指，探測到被攝體成為規定的亮度分布的時刻。
14.根據權利要求10或者11所述的圖像信號處理方法，其特徵在於， 規定的定時2是指，探測到被攝體成為規定的亮度分布的時刻。
15.根據權利要求10或者11所述的圖像信號處理方法，其特徵在於， 規定的定時2是指，判定為對焦的時刻。
16.根據權利要求10或者11所述的圖像信號處理方法，其特徵在於， 規定的定時I是指，從自動聚焦控制開始起經過了規定時間的時刻。
17.根據權利要求10或者11所述的圖像信號處理方法，其特徵在於， 規定的定時2是指，從自動聚焦控制開始起經過了規定時間的時刻。
18.根據權利要求10或者11所述的圖像信號處理方法，其特徵在於，具有: 檢測所述圖像信號處理裝置的設置位置和設置方向中的至少一個發生了變化的裝置狀態檢測步驟， 規定的定時I是指，在所述裝置狀態檢測步驟中檢測到所述圖像信號處理裝置的設置位置和設置方向中的至少一方發生了變化的時刻。
全文摘要
在用於判定像素是否為高亮度的閾值是固定值的情況下，有時無法高精度地對焦。一種圖像信號處理裝置，其特徵在於，具備分割區域設定單元，在焦點評價值計算對象區域設定單元設定的區域內設定區域；高亮度像素有無判定單元，判定在由所述分割區域設定單元設定的各分割區域內是否包括高亮度像素；高亮度像素判定閾值設定單元，設定在所述高亮度像素有無判定單元中使用的閾值；以及區域選擇的焦點評價值計算單元，將由所述高亮度像素有無判定單元判定為不存在高亮度像素的分割區域選擇為焦點評價值計算對象而計算焦點評價值，在規定的定時開始以及停止所述高亮度像素判定閾值設定單元設定的高亮度像素判定閾值的可變控制。
文檔編號H04N5/232GK103248812SQ20131004485
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月5日 優先權日2012年2月6日
發明者大渕麻莉, 塩川淳司, 市毛健志, 齋寬知 申請人:株式會社日立製作所