控制設備、控制方法、電腦程式和攝像機的製作方法
2023-08-08 09:50:56
專利名稱：控制設備、控制方法、電腦程式和攝像機的製作方法
技術領域：
本發明涉及控制設備、控制方法、電腦程式和攝像機。更具體地說，本發明涉及用於精確地確定對象(subject)以便更適當地執行自動聚焦控制處理的控制設備、控制方法、電腦程式和攝像機。
背景技術：
已知的圖像拾取設備一般配備有用於自動聚焦在對象上的自動聚焦(AF)功能。國際專利公開號WO97/25812公開了一種AF處理技術，其檢測捕捉到的對象圖像的對比度，並且調整透鏡的位置以達到最高對比度(圖象處理技術)。
該圖像拾取設備從圖像對比度(例如，亮度值的高頻分量)在捕捉到的圖像的預定區域(評估幀)內計算作為評估圖像離焦度(out-of-focus level)的參數的評估值，在移動聚焦位置的同時搜索最大評估值(峰值)，然後把對象聚焦在獲得峰值的位置。用這種方法，圖像拾取設備精確地聚焦在其視野內的該對象上。
在這類圖象處理技術中，聚焦的精確性主要取決於攝影環境和對象(被攝影的圖像的內容)的情況。各種各樣的技術已經被構想來實現更可靠的AF處理。例如，未經審查的日本專利申請號10-215403公開了一個技術，其中，透鏡在微小範圍內擺動以有效率地搜索最恰當的聚焦位置，並且透鏡的運動方向基於捕捉到的圖像的評估值來確定。未經審查的日本專利申請公開號10-161016公開了另一個技術。根據該公開內容，在其中計算評估值的評估幀的大小基於情況而更改，以便在大範圍的攝影情況內執行最恰當的AF處理。
對象可能是一個瞬間並強烈地發光的特殊的對象，其涉及定期或非定期的急劇的亮度變化。這樣的對象可能包括球面反射鏡(mirrorball)和穿過樹葉的斑駁的陽光中的一個。如果標準峰值搜索技術應用於這樣的對象，則其易產生峰值檢測誤差並難於精確地聚焦該對象。長濾光片(long-filter)模式是一種應用於這類特殊對象的峰值搜索技術。在長濾光片模式的搜索技術中，隨著透鏡以恆定速度移動來計算亮度增加值和評估值的長移動平均值，並且該透鏡被移回移動平均值最大化的位置。
甚至對於其評估值急劇變化的特殊對象，長濾光片模式的峰值搜索技術也能夠降低誤操作(用終止於離焦位置的AF處理)的概率。
發明內容
然而，在長濾光片模式的峰值搜索技術中，聚焦位置被大大地移動。如果長濾光片模式的峰值搜索技術被應用於普通對象(不同於涉及定期或非定期的急劇的亮度變化的瞬間並強烈地發光的對象)，則結果圖像變成長時間的並離焦，從而導致觀看者感到奇怪。優選地，長濾光片模式的峰值搜索技術被限定於涉及定期或非定期的亮度急劇變化的瞬間並強烈地發光的對象，而不被應用於普通對象。更具體地說，長濾光片模式的峰值搜索技術的應用涉及一種關於對象是否是特殊對象的適當的確定方法。
圖1示出了當攝像機拍攝在瞬間發光的同時轉動的球面反射鏡時所測量的亮度積分值的變化圖。圖2示出了在攝像機拍攝正以大位移振蕩的花朵時所測量的亮度積分值的變化圖。更具體地說，圖1是說明特殊對象的亮度積分值的變化圖，而圖2說明了普通對象的亮度積分值的變化。如圖1和2中所示，亮度積分值隨時間而變化很大。
通常，(特殊或非特殊)對象的確定僅僅基於亮度積分值的變化量來執行。在這種情況下，圖1和圖2中的變化不能彼此區分。更具體地說，已知的確定技術在確定對象時具有困難。即使當大幅度振蕩的花朵如圖2中所示被拍攝的時候，長濾光片模式的峰值搜索技術也被應用，而聚焦位置的位置變化很大，產生不合乎需要的圖像。
因而，希望藉助於更精確的對象確定來執行更適當的AF控制處理。
本發明的一個實施例的控制設備包括局部峰值比較單元，用於比較作為調整聚焦位置的參數的評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值，評估值基於每個場圖像來評估捕捉到的對象圖像的離焦度，並且通過基於每個場圖像對捕捉到的對象圖像的亮度值進行積分來獲得亮度積分值，和模式選擇單元，用於基於由局部峰值比較單元提供的比較結果從多個預備模式中選擇一個模式以便在整個評估值範圍上搜索峰值。
優選地，局部峰值比較單元對評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值的峰值位置和峰值計數進行比較。
優選地，如果評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值在峰值位置和峰值計數方面匹配，則模式選擇單元把該對象識別為瞬間發光的特殊對象並且選擇對應於該特殊對象的模式，而如果評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值在峰值位置和峰值計數方面不匹配，則把該對象識別為普通對象並且選擇對應於該普通對象的模式。
優選地，特殊對象包括球面反射鏡和穿過樹葉的斑駁的陽光中的一個。
優選地，對應於特殊對象的模式包括長濾光片模式，用於基於每個場來計算標準化(normalized)亮度評估值的移動平均值。
優選地，控制設備還包括用於計算評估值的評估值計算單元和用於計算亮度積分值的亮度積分值計算單元。局部峰值比較單元比較評估值計算單元所計算的評估值的局部峰值與亮度積分值計算單元所計算的亮度積分值的局部峰值。
優選地，控制設備還包括用於檢測評估值計算單元所計算的評估值的局部峰值的評估值局部峰值檢測單元，和用於檢測亮度積分值計算單元所計算的亮度積分值的局部峰值的亮度積分值局部峰值檢測單元。局部峰值比較單元比較評估值局部峰值檢測單元檢測到的評估值的局部峰值與亮度積分值局部峰值檢測單元檢測到的亮度積分值的局部峰值。
優選地，控制設備還包括峰值搜索單元，用於以模式選擇單元選擇的模式在整個評估值範圍上來搜索峰值。
本發明的一個實施例的控制方法包括下列步驟比較作為聚焦位置調整參數的評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值，評估值基於每個場圖像來評估捕捉到的對象圖像的離焦度，並且通過基於每個場圖像對捕捉到的該對象圖像的亮度值進行積分而獲得亮度積分值，並且基於在局部峰值比較步驟中提供的比較結果從多個預備模式中選擇一個模式以便在整個評估值範圍上搜索峰值。
本發明的一個實施例的電腦程式產品包括下列步驟比較作為聚焦位置調整參數的評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值，評估值基於每個場圖像來評估捕捉到的對象圖像的離焦度，並且通過基於每個場圖像對捕捉到的該對象圖像的亮度值進行積分而獲得亮度積分值，並且基於在局部峰值比較步驟中提供的比較結果從多個預備模式中選擇一個模式以便在整個評估值範圍上搜索峰值。
本發明的實施例的攝像機包括局部峰值比較單元，用於比較作為聚焦位置調整參數的評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值，評估值基於每個場圖像來評估捕捉到的該對象圖像的離焦度，並且通過基於每個場圖像對捕捉到的該對象圖像的亮度值進行積分來獲得亮度積分值，模式選擇單元，用於基於局部峰值比較單元所提供的比較結果從多個預備模式中選擇一個模式以便在整個評估值範圍上搜索峰值，和峰值搜索單元，用於通過以模式選擇單元所選擇的模式來控制驅動器從而在整個評估值範圍上搜索峰值。
根據本發明的實施例，作為聚焦位置調整參數的、基於每個場圖像來評估捕捉到的對象圖像的離焦度的評估值的局部峰值與通過基於每個場圖像對捕捉到的對象圖像的亮度值進行積分而獲得的亮度積分值的局部峰值相比較。基於局部峰值比較單元所提供的比較結果，從多個預備模式中選擇用於在整個評估值範圍上搜索峰值的模式。
根據本發明的實施例，對象的確定被精確地執行從而產生更適當的AF控制處理。
圖1是在拍攝球面反射鏡時獲得的亮度積分值的變化圖；圖2是在拍攝大位移振蕩的花朵時獲得的亮度積分值的變化圖；圖3說明了根據本發明的一個實施例的圖像拾取設備；圖4是圖3的評估值計算器的框圖；圖5是詳細地說明圖3的亮度積分值計算器的框圖；圖6是詳細地說明圖3的評估值局部峰值搜索器的框圖；圖7是詳細地說明圖3的局部峰值比較器的框圖；圖8說明了其中的峰值被同步的波形框圖；圖9A和9B說明了包含在被拍攝圖像中的點光源的閃光；圖10A和10B說明了亮度積分值和評估值的峰值位置的對比圖；圖11A和11B說明了評估幀中的暗色(dark)對象的變化；圖12A和12B示出了反覆地進入並離開評估幀的被拍攝圖像中的暗色對象圖；圖13A和13B示出了反覆地進入並離開評估幀的被拍攝圖像中的明亮對象圖；圖14說明了作為對象而被拍攝的球面反射鏡的數據；圖15說明了作為對象的振蕩花朵的高清晰度圖像；圖16說明了作為對象的搖擺花朵的數據；圖17A和17B說明了評估值變化很大的峰值搜索方法；圖18說明了具有被同步的峰值的波形；圖19是聚焦處理的流程圖；
圖20是準備處理的流程圖；圖21是評估值局部峰值搜索處理的流程圖；圖22是亮度積分值局部峰值搜索處理的流程圖；圖23是說明局部峰值比較處理的流程圖；和圖24是說明長濾光片模式處理的流程圖。
具體實施例方式
在描述本發明的實施例之前，權利要求的特徵和在本發明實施例中公開的具體元素之間的對應關係在下邊被論述。本說明書意在保證支持要求保護的本發明的實施例在本說明書中被描述。從而，即使下文實施例中的元素沒有被描述為與本發明的某個特徵有關，那也不一定意味著該元素和權利要求的特徵無關。反之，即使此處所述的元素被描述為與權利要求的某個特徵有關，也不一定意味著該元素和權利要求的其它特徵無關。
而且，本說明書不應當被看作是限制實施例中公開的本發明的所有方面都在權利要求中被描述。即，本說明書不否認實施例中所描述的但是沒有在本申請發明中要求保護的本發明的那些方面的存在，即以後可能通過分案申請要求保護的本發明的那些方面的存在，或通過修改而另外要求保護的本發明的那些方面的存在。
本發明的一個實施例的控制設備(例如圖3的AF控制器53)，用於控制驅動圖像拾取裝置的光學元件(例如圖3的聚焦透鏡和擺動透鏡中的一個)以便在捕捉對象圖像的時候調整圖像拾取裝置(例如圖3的圖像拾取設備)的聚焦位置的驅動器(例如，圖3的AF驅動器51)，該控制設備包括局部峰值比較單元(例如圖3的局部峰值比較器95)，其用於比較作為聚焦位置調整參數的評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值，評估值基於每個場(field)圖像來評估捕捉到的該對象圖像的離焦度，而亮度積分值是通過基於每個場圖像對捕捉到的對象圖像的亮度值進行積分而獲得的，和模式選擇單元(例如圖3的模式選擇器96)，用於基於局部峰值比較單元所提供的比較結果從多個預備模式中挑選出用於在整個評估值範圍上搜索峰值的模式。
該控制設備還包括用於計算評估值的評估值計算單元(例如圖3的評估值計算器81)，和用於計算亮度積分值的亮度積分值計算單元(例如圖3的亮度積分值計算器82)。局部峰值比較單元比較評估值計算單元所計算的評估值的局部峰值與亮度積分值計算單元所計算的亮度積分值的局部峰值。
控制設備還包括用於檢測評估值計算單元所計算的評估值的局部峰值的評估值局部峰值檢測單元(例如圖3的評估局部峰值搜索器92)，和用於檢測亮度積分值計算單元所計算的亮度積分值的局部峰值的亮度積分值局部峰值檢測單元(例如圖3的亮度積分值局部峰值搜索器94)。局部峰值比較單元比較評估值局部峰值檢測單元檢測到的評估值的局部峰值與亮度積分值局部峰值檢測單元檢測到的亮度積分值的局部峰值。
控制設備還包括用於以搜索模式選擇單元所選擇的模式在整個評估值範圍上搜索峰值的峰值搜索單元(例如，圖3的標準模式峰值搜索器97和長濾光片模式峰值搜索器98中的一個)。
本發明的另一個實施例涉及用於控制驅動器(例如圖3的AF驅動器51)的控制設備(例如圖3的AF控制器53)的方法，所述驅動器驅動圖像拾取裝置的光學元件(例如圖3的聚焦透鏡和擺動透鏡中的一個)以便在捕捉對象圖像的時候調整圖像拾取裝置(例如圖3的圖像拾取設備)的聚焦位置。控制方法包括以下步驟比較作為聚焦位置調整參數的評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值，評估值基於每個場圖像來評估捕捉到的該對象圖像的離焦度，而亮度積分值通過基於每個場圖像對捕捉到的該對象圖像的亮度值進行積分而獲得(例如，在圖19的步驟S4中)，和基於在局部峰值比較步驟中提供的比較結果從多個預備模式中選擇用於在整個評估值範圍上搜索峰值的模式(例如，在圖19的步驟S5中)。
本發明的一個實施例的電腦程式產品包括與本發明實施例的控制方法的處理步驟相同的處理步驟。
在另一個實施例中，本發明涉及本發明的一個實施例的攝像機(圖3的圖像拾取設備)，具有用於捕捉對象圖像的圖像拾取裝置(例如，圖3的電荷耦合裝置(CCD))，和用於驅動圖像拾取裝置的光學元件(例如，圖3的聚焦透鏡和擺動透鏡中的一個)以便在捕捉對象圖像的時候調整圖像拾取裝置的聚焦位置的驅動器(例如，圖3的AF驅動器51)。攝像機包括局部峰值比較單元(例如，圖3的局部峰值比較器95)，用於比較作為聚焦位置調整參數的評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值，評估值基於每個場圖像來評估捕捉到的該對象圖像的離焦度，並且亮度積分值通過基於每個場圖像對捕捉到的該對象圖像的亮度值進行而獲得，模式選擇單元(例如，圖3的模式選擇器96)，用於基於局部峰值比較單元所提供的比較結果從多個預備模式中選擇用於在整個評估值範圍上搜索峰值的模式，和峰值搜索單元(例如，圖3的標準模式峰值搜索器97和長濾光片模式峰值搜索器98中的一個)，用於通過以模式選擇單元所選擇的模式來控制驅動器從而在整個評估值範圍上搜索峰值。
本發明的實施例參考附圖被描述如下。
圖3說明了根據本發明的一個實施例的圖像拾取設備50。
如圖3中所示，圖像拾取設備50捕捉對象圖像，並且獲得對象的活動圖像和靜止圖像中的一個的視頻數據。圖像拾取設備50包括自動聚焦(AF)驅動器51、視頻處理器52和AF控制器53。圖像拾取設備50還把所獲得的視頻數據記錄在記錄介質上並且把視頻數據向外輸出。圖3僅示出了與本發明實施例相關的圖像拾取設備50中的單元。
AF驅動器51包括聚焦透鏡61、擺動透鏡(wobbling lens)62、透鏡驅動器63、驅動器控制器64、傳感器65以及開關(SW)66。在AF控制器53的控制下，AF驅動器51驅動光學系統，從而對視頻處理器52拾取的光執行聚焦位置調整處理。
沿著入射到視頻處理器52上的光的光軸方向被移動的聚焦透鏡61控制入射光的聚焦位置(所拍攝圖像的聚焦位置)。擺動透鏡62沿著入射到視頻處理器52上的光的光軸方向輕微擺動，以便移動所拍攝圖像的聚焦位置。擺動透鏡62被用來在焦點調整處理(聚焦處理)期間確定聚焦透鏡61的移動方向。聚焦透鏡61和擺動透鏡62可以被集成到單個透鏡單元中(例如，聚焦透鏡61可以被操作來象擺動透鏡62一樣地擺動)。
響應於從驅動器控制器64提供的控制信息，透鏡驅動器63控制聚焦透鏡61和擺動透鏡62的位置和操作來控制聚焦位置(即，操作聚焦透鏡61和擺動透鏡62來控制聚焦位置)。如下所述，驅動器控制器64經由串行總線被連接到AF控制器53中的AF控制處理器83。響應於從AF控制處理器83提供的包括聚焦控制命令和擺動控制命令的控制信息，驅動器控制器64向透鏡驅動器63提供與聚焦透鏡61和擺動透鏡62的驅動相關的控制信息。驅動器控制器64向透鏡驅動器63提供控制信息，從而命令透鏡驅動器63移動聚焦透鏡61的位置並且使擺動透鏡62開始擺動操作。
驅動器控制器64經由串行總線從傳感器65向AF控制處理器83提供與虹膜值和聚焦位置相關的信息。驅動器控制器64響應於開關(SW)66的狀態而被控制。只有當SW66處於接通狀態時，驅動器控制器64才執行控制處理和通信處理。當SW66處於關斷狀態時，驅動器控制器64暫停，不執行處理。
傳感器65感測聚焦位置、變焦位置(焦距)和虹膜值，並且經由驅動器控制器64將這些條測量信息提供給AF控制處理器83。SW66被用戶操作以確定是否執行AF處理，並且向驅動器控制器64通知其狀態。
視頻處理器52響應於入射到圖像拾取設備50上的光產生電視頻信號，並且包括電荷耦合裝置(CCD)71、放大器72和信號處理器73。
CCD71是具有例如光電二極體的光電轉換元件的圖像拾取裝置。CCD71光電轉換經過聚焦透鏡61和擺動透鏡62的入射光，響應於輸入光量積累電荷然後放電，從而產生電視頻信號。CCD71把視頻信號提供給放大器72。互補金屬氧化物半導體(CMOS)的圖像傳感器可以替代CCD71被應用。
放大器72包括相關雙採樣(CDS)電路、自動增益控制(AGC)電路和模數轉換(A/D)轉換電路。放大器72除去從CCD71提供的視頻信號中的重置噪聲，放大視頻信號，把模擬形式的視頻信號轉換成數字視頻信號，並且然後把數字視頻信號提供給信號處理器73。
信號處理器73對所提供的視頻信號執行自動曝光(AE)處理，自動白平衡(AWB)處理和γ校正處理，並且然後把結果視頻信號提供給後續電路級，並同時把結果視頻信號提供給AF控制器53中的評估值計算器81和亮度積分值計算器82。信號處理器73還向評估值計算器81和亮度積分值計算器82提供包括視頻信號的水平同步信號和垂直同步信號的控制同步信號以及系統時鐘信號。
響應於從視頻處理器52提供的視頻信號，AF控制器53控制AF驅動器51，從而執行與AF處理的控制有關的控制處理。AF控制器53包括評估值計算器81、亮度積分值計算器82以及AF控制處理器83。
評估值計算器81基於從視頻處理器52中的信號處理器73提供的視頻信號和同步信號以及從AF控制處理器83提供的設置數據來計算評估值，評估值基於每個場圖像(在逐行系統的情況下基於每幀圖像)來評估捕捉到的圖像(視頻信號)的離焦度。評估值計算器81把計算得出的評估值提供給AF控制處理器83中的評估值保存器91。以下討論是基於所拍攝圖像符合隔行系統的情況。然而，通過簡單地用幀單元替換場單元，以下討論同樣適用於逐行系統。
通過基於從視頻處理器52中的信號處理器73提供的視頻信號和同步信號，基於每個場(在逐行系統的情況下基於每幀)來對捕捉到的圖像的一部分或全部上的每個像素的亮度值進行積分，亮度積分值計算器82計算亮度積分值。亮度積分值計算器82把計算得出的亮度積分值提供給AF控制處理器83中的亮度積分值保存器93。
如稍後在下面將詳細描述的，AF控制處理器83搜索在從評估值計算器81提供的評估值的局部區域中呈現的局部峰值，而不是總區域中的峰值，同時還搜索從亮度積分值計算器82提供的亮度積分值的局部區域中的局部峰值，而不是總區域中的峰值。AF控制處理器83比較搜索到的評估值局部峰值與搜索到的亮度積分值的局部峰值，並且基於該比較結果選擇用於在總區域上搜索峰值的模式。
AF控制處理器83包括評估值保存器91、評估局部峰值搜索器92、亮度積分值保存器93、亮度積分值局部峰值搜索器94、局部峰值比較器95、模式選擇器96、標準模式峰值搜索器97以及長濾光片模式峰值搜索器98。
評估值保存器91暫時保存從評估值計算器81提供的每場評估值，並且然後根據需要把評估值提供給評估局部峰值搜索器92。評估局部峰值搜索器92搜索從評估值保存器91提供的評估值的局部峰值。更具體地說，評估局部峰值搜索器92搜索短期(局部)峰值(即高頻峰值)，而不是搜索整個波長的峰值(低頻峰值)。評估局部峰值搜索器92搜索評估值的局部峰值，並且然後把搜索結果提供給局部峰值比較器95。
亮度積分值保存器93暫時保存從亮度積分值計算器82提供的每場亮度積分值，並且然後根據需要把亮度積分值提供給亮度積分值局部峰值搜索器94。亮度積分值局部峰值搜索器94在從亮度積分值保存器93提供的亮度積分值中搜索局部峰值。更具體地說，亮度積分值局部峰值搜索器94搜索短期(局部)峰值(即高頻峰值)，而不是搜索整個波長的峰值(低頻峰值)。從而，局部峰值比較器95搜索亮度積分值的局部峰值，並且然後把搜索結果提供給局部峰值比較器95。
局部峰值比較器95接收作為評估值局部峰值信息的、與從評估局部峰值搜索器92提供的評估值的局部峰值的位置和數量有關的信息。局部峰值比較器95還接收作為亮度積分值局部峰值信息的、與從亮度積分值局部峰值搜索器94提供的亮度積分值的局部峰值的位置和數量有關的信息。基於評估值局部峰值信息和亮度積分值局部峰值信息，局部峰值比較器95比較局部峰值的峰值位置和峰值計數，並且然後把比較結果提供給模式選擇器96。
模式選擇器96基於從局部峰值比較器95提供的比較結果在標準模式和長濾光片模式之間選擇用於峰值搜索的模式(對於整個波長)。更具體地說，基於評估值局部峰值和亮度積分值局部峰值之間的比較結果，模式選擇器96確定該對象是否是涉及定期或非定期的急劇亮度變化的瞬間並強烈發光的特殊對象，比如球面反射鏡或穿過樹葉的斑駁的陽光，即確定該對象是否應該用長濾光片模式來處理。模式選擇器96命令標準模式峰值搜索器97和長濾光片模式峰值搜索器98中的一個以便用所選擇的模式來執行峰值搜索。
響應於來自於模式選擇器96的命令，標準模式峰值搜索器97經由串行總線把控制信息提供給驅動器控制器64，因此聚焦透鏡61和擺動透鏡62用諸如差分法或向下檢查法之類的標準模式來執行峰值搜索。
響應於來自於模式選擇器96的命令，長濾光片模式峰值搜索器98經由串行總線把控制信息提供給驅動器控制器64，因此聚焦透鏡61和擺動透鏡62以利用移動平均值的長濾光片模式來執行峰值搜索。
AF控制器53還包括總線100、只讀存儲器(ROM)101、輸入單元102、輸出單元103、記錄單元104、通信單元105和驅動器106。AF控制處理器83被連接到總線100。而且，AF控制處理器83經由總線100通過驅動器106被連接到ROM101。
ROM101是只讀存儲器，並且預存儲AF控制處理器83將執行的程序和數據。ROM101中存儲的程序和數據根據需要經由總線100被AF控制處理器83讀取。包括諸如開關及按鈕之類的輸入裝置的輸入單元102接收用戶輸入的命令信息，並且經由總線100把所述命令信息提供給AF控制處理器83。輸出單元103包括諸如發光二極體(LED)、液晶顯示器(LCD)、電致發光顯示器等等之類的顯示器，以及諸如擴音器之類的聲頻輸出裝置。輸出單元103經由總線100顯示並輸出從AF控制處理器83提供的信息。
包括硬碟、半導體存儲器等等的記錄單元104存儲AF控制處理器83將執行的程序和數據。通信單元105包括數據機、區域網(LAN)適配器、通用串行總線(USB)接口、電子和電氣工程師協會(IEEE)1394接口、小型計算機系統接口(SCSI)、IEEE802.11x適配器等等。通信單元105經由網絡與另一個設備通信。例如，通信單元105從其它設備接收信息並且把接收到的信息提供給AF控制處理器83，而且把信息從AF控制處理器83發射到其它設備。
驅動器106是裝載有可移動介質107的讀寫處理單元，並且從可移動介質107中讀出數據並且向可移動介質107中寫入數據。可移動介質107包括磁碟、光碟、磁光碟、半導體存儲器、等等。驅動器106從加載的可移動介質107中讀取程序和數據，把讀出的程序安裝在記錄單元104上，並且根據需要把讀出的程序提供給AF控制處理器83。驅動器106把經由總線100從AF控制處理器83檢取的程序和數據存儲在被加載的可移動介質107上。
當用軟體來執行AF控制處理器83的處理時，形成該軟體的程序從記錄介質或經由網絡被安裝。
存儲程序的記錄介質可以是從設備體分別提供給用戶的可移動介質107，以便向用戶提供該程序。可移動介質107可以包括下列介質之一磁碟(包括軟盤)、光碟(比如緊緻盤只讀存儲器(CD-ROM)、數字多用盤(DVD)等等)、磁光碟(比如迷你盤(MO))、以及半導體存儲器。記錄介質還包括ROM101和記錄單元104(包括硬碟和半導體存儲器之一)中的一個，每個在設備體中被提供給用戶。
設備的操作被描述如下。
當拍攝操作開始時，視頻處理器52中的CCD71光電轉換沿著由虛箭頭線111表示的光軸通過AF驅動器51中的聚焦透鏡61和擺動透鏡62進入的光，從而產生電形式的視頻信息(視頻信號)。如實箭頭線112所表示，CCD71把視頻信號提供給放大器72。在根據預定方法放大視頻信號之後，放大器72如實箭頭線113所表示，把所產生的放大視頻信號提供給信號處理器73。信號處理器73對被提供的視頻信號執行視頻處理並且然後如實箭頭線114A所示把處理後的視頻信號提供給後續級，同時如實箭頭線114B和實箭頭線114C所示分別把處理後的視頻信號提供給AF控制器53中的評估值計算器81和亮度積分值計算器82。如實箭頭線115A和115B所示，信號處理器73還把同步信號分別提供給評估值計算器81和亮度積分值計算器82。
根據預定的計算方法，評估值計算器81基於如實箭頭線116所示從AF控制處理器83提供的設置數據來計算評估值，該評估值評估對應於從信號處理器73提供的視頻信號的捕捉到的圖像的離焦度。評估值指出幀圖像中的一部分圖像區域(評估幀)中的對比度值，並且基於評估幀中的亮度值的高頻分量之和來計算。在基於每個場計算了評估值後，評估值計算器81就如實箭頭線117所示把評估值提供給AF控制處理器83中的評估值保存器91。
如實箭頭線117所示，評估值保存器91接收並暫時存儲基於每個場所提供的評估值。如實箭頭線118所示，評估值保存器91根據需要把評估值提供給評估局部峰值搜索器92。評估局部峰值搜索器92如實箭頭線118所示接收評估值，並且然後在評估值中搜索局部峰值。評估局部峰值搜索器92把與檢測到的評估值局部峰值的數量和位置有關的評估值局部峰值信息作為搜索結果提供給局部峰值比較器95。
亮度積分值計算器82通過根據預定計算方法，基於每個場，對於形成場圖像的全部或部分像素，對從信號處理器73提供的視頻信號的亮度值進行積分來計算亮度積分值。在基於每個場計算了亮度積分值後，亮度積分值計算器82就如實箭頭線120所示把計算得出的亮度積分值提供給AF控制處理器83中的亮度積分值保存器93。
亮度積分值保存器93暫時存儲由亮度積分值計算器82如實箭頭線120所示基於每個場提供的亮度積分值。如實箭頭線121所示，亮度積分值保存器93根據需要把亮度積分值提供給亮度積分值局部峰值搜索器94。亮度積分值局部峰值搜索器94搜索已經如實箭頭線121所示提供的亮度積分值的局部峰值。亮度積分值局部峰值搜索器94如實箭頭線122所示把與亮度積分值中的局部峰值的數量和位置有關的亮度積分值局部峰值信息作為搜索結果提供給局部峰值比較器95。
局部峰值比較器95比較所提供的評估值中的局部峰值的位置和數量與所提供的亮度積分值中的局部峰值的位置和數量，並且如實箭頭線123所示把比較結果提供給模式選擇器96。響應於比較結果，模式選擇器96在執行標準模式峰值搜索和執行長濾光片模式峰值搜索之間做出選擇，並且然後命令所選擇的峰值搜索器之一(標準模式峰值搜索器97和長濾光片模式峰值搜索器98之一)執行峰值搜索處理。當模式選擇器96選擇模式時，對應的標準模式峰值搜索器97和長濾光片模式峰值搜索器98之一執行所選擇的峰值搜索處理。
當將執行標準模式峰值搜索時，模式選擇器96如實箭頭線124所示命令標準模式峰值搜索器97執行峰值搜索處理。響應於該命令，標準模式峰值搜索器97如實箭頭線125所示經由串行總線來控制驅動器控制器64。當將執行長濾光片模式峰值搜索時，模式選擇器96如實箭頭線126所示命令長濾光片模式峰值搜索器98執行峰值搜索處理。響應於該命令，長濾光片模式峰值搜索器98如實箭頭線127所示經由串行總線來控制驅動器控制器64。
響應於AF控制處理器83中的標準模式峰值搜索器97和長濾光片模式峰值搜索器98之一的控制(如實箭頭線125和127所示)，驅動器控制器64如實箭頭線131所示控制透鏡驅動器63，從而(分別如實箭頭線132和133所示)驅動聚焦透鏡61和擺動透鏡62。然而，只有當驅動器控制器64如實箭頭線130所示被通知SW66處於接通狀態時，驅動器控制器64才執行這個驅動處理。當SW66處於關斷狀態時，驅動器控制器64暫停，從而保持不受AF控制處理器83(包括標準模式峰值搜索器97和長濾光片模式峰值搜索器98)的控制。
當如實箭頭線129所示從傳感器65接收到關於聚焦位置、變焦位置(焦距)和虹膜值的傳感器信息時，驅動器控制器64就如實箭頭線128所示把傳感器信息提供給AF控制處理器83。AF控制處理器83從傳感器信息產生用於評估值計算的設置數據，並且然後如實箭頭線116所示把產生的設置數據提供給評估值計算器81。
圖像拾取設備50用這種方法來控制AF處理。
圖4詳細地說明了圖3的評估值計算器81的結構。
如圖4中所示，評估值計算器81包括用於從亮度值提取高頻分量的高通濾波器(HPF)151，用於絕對化亮度值的絕對值處理器152，用於在水平方向上對像素的絕對亮度值求和的水平方向加法器153，和用於在垂直方向上對水平求和的亮度值求和的垂直方向加法器154。
在從信號處理器73接收到視頻信號後，評估值計算器81中的HPF151就從視頻信號的亮度值中提取高頻分量。然後，在評估值計算器81中，絕對值處理器152絕對化所提取的高頻分量，水平方向加法器153對水平方向上的亮度值的絕對值求和，而垂直方向加法器154在垂直方向上對水平求和的亮度值求和。用這種方法，場圖像的評估值被計算。
圖5是詳細地說明圖3的亮度積分值計算器82的框圖。
如圖5中所示，亮度積分值計算器82包括用於求水平方向上的像素的亮度值之和的水平方向加法器161，和用於在垂直方向上對水平求和的亮度值求和的垂直方向加法器162。
更具體地說，當從信號處理器73接收到視頻信號時，亮度積分值計算器82中的水平方向加法器153就對水平方向中的視頻信號的亮度值求和，而亮度積分值計算器82中的垂直方向加法器154在垂直方向上對水平求和的亮度值求和。從而，場圖像的亮度積分值被計算。
圖6是詳細地說明圖3中分別所示出的評估局部峰值搜索器92和亮度積分值局部峰值搜索器94的框圖。
評估局部峰值搜索器92包括評估值獲取單元171、評估值局部峰值檢測器172、評估值局部峰值位置固定器173、評估值局部峰值計數器174和評估值局部峰值信息保存器175。
評估值獲取單元171從評估值保存器91中檢取評估值，並且然後把評估值提供給評估值局部峰值檢測器172。評估值局部峰值檢測器172跟蹤所提供的評估值中的變化以檢測評估值中的局部峰值(評估值局部峰值)，並且然後把檢測到的評估值局部峰值提供給評估值局部峰值位置固定器173和評估值局部峰值計數器174。評估值局部峰值位置固定器173固定評估值局部峰值檢測器172檢測到的評估值局部峰值的位置(場)，並且把評估值局部峰值的位置信息提供給評估值局部峰值信息保存器175以用於存儲。評估值局部峰值計數器174計數評估值局部峰值檢測器172所檢測的評估值局部峰值的數量，並且把評估值局部峰值的計數提供給評估值局部峰值信息保存器175以用於存儲。
評估值局部峰值信息保存器175把從評估值局部峰值位置固定器173提供的與評估值局部峰值相關的位置信息和從評估值局部峰值計數器174提供的與評估值局部峰值的計數相關的信息作為評估值局部峰值信息保存。然後，評估值局部峰值信息保存器175在預定時間把評估值局部峰值信息輸出給局部峰值比較器95。
亮度積分值局部峰值搜索器94包括亮度積分值獲取單元181、亮度積分值局部峰值檢測器182、亮度積分值局部峰值固定器183、亮度積分值局部峰值計數器184和亮度積分值局部峰值信息保存器185。
亮度積分值獲取單元181從亮度積分值保存器93檢取亮度積分值，並且把檢取的亮度積分值提供給亮度積分值局部峰值檢測器182。亮度積分值局部峰值檢測器182跟蹤所提供亮度積分值的變化以檢測亮度積分值的局部峰值(亮度積分值局部峰值)。亮度積分值局部峰值檢測器182把與檢測到的亮度積分值局部峰值相關的信息提供給亮度積分值局部峰值固定器183和亮度積分值局部峰值計數器184。亮度積分值局部峰值固定器183固定亮度積分值局部峰值檢測器182檢測到的亮度積分值局部峰值的位置(場)，並且把亮度積分值局部峰值信息提供給亮度積分值局部峰值信息保存器185以用於存儲。亮度積分值局部峰值計數器184計數亮度積分值局部峰值檢測器182檢測到的亮度積分值局部峰值的數量，並且然後把亮度積分值局部峰值計數提供給亮度積分值局部峰值信息保存器185以用於存儲。
亮度積分值局部峰值信息保存器185把從亮度積分值局部峰值固定器183提供的與亮度積分值局部峰值相關的位置信息和從亮度積分值局部峰值計數器184提供的與亮度積分值局部峰值的計數相關的計數信息存儲為亮度積分值局部峰值信息。亮度積分值局部峰值信息保存器185在預定時間把亮度積分值局部峰值信息提供給局部峰值比較器95。
圖7是詳細地說明圖3的局部峰值比較器95的框圖。
如圖7中所示，局部峰值比較器95對於評估值局部峰值和亮度積分值局部峰值的峰值位置和峰值計數進行比較。局部峰值比較器95包括局部峰值計數最低條件檢驗器191、局部峰值計數最低條件保存器192、局部峰值計數比較器193、局部峰值位置比較器194和比較結果輸出單元195。
局部峰值計數最低條件檢驗器191從評估局部峰值搜索器92接收評估值局部峰值信息，並且從亮度積分值局部峰值搜索器94接收亮度積分值局部峰值信息。局部峰值計數最低條件檢驗器191然後檢取局部峰值計數最低條件保存器192中存儲的局部峰值計數最低條件(確定所檢測的局部峰值有效所需的最小計數)，並且對該最低條件與評估值局部峰值信息中所包含的評估值局部峰值計數或亮度積分值局部峰值信息中所包含的亮度積分值局部峰值計數進行比較。從而，局部峰值計數最低條件檢驗器191確定局部峰值計數是否滿足最低條件(即，確認局部峰值計數不是太小)。在確定了評估值局部峰值計數和亮度積分值局部峰值計數滿足最低條件時，局部峰值計數最低條件檢驗器191就向局部峰值計數比較器193提供局部峰值信息(包括評估值局部峰值信息和亮度積分值局部峰值信息)。如果評估值局部峰值信息和亮度積分值局部峰值信息之一沒能滿足最低條件，則比較結果被提供給比較結果輸出單元195。
響應於局部峰值信息，局部峰值計數比較器193比較評估值局部峰值計數與亮度積分值局部峰值計數。如果兩個計數匹配，則局部峰值計數比較器193把局部峰值信息提供給局部峰值位置比較器194。如果兩個計數不匹配，則局部峰值計數比較器193把比較結果提供給比較結果輸出單元195。
響應於所提供的局部峰值信息，局部峰值位置比較器194比較評估值局部峰值的位置與亮度積分值局部峰值的位置，並且把比較結果輸出給比較結果輸出單元195。
比較結果輸出單元195接收從局部峰值計數最低條件檢驗器191提供的檢驗結果，從局部峰值計數比較器193提供的比較結果，和從局部峰值位置比較器194提供的比較結果，並且然後把接收到的結果作為局部峰值的比較結果輸出到模式選擇器96。響應於比較結果，模式選擇器96在標準模式和長濾光片模式之間選擇峰值搜索模式。
如圖8中所示，局部峰值比較器95在監控期間確定該評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值在峰值位置和峰值計數方面是否匹配。如果來自於兩個值的峰值匹配，則模式選擇器96選擇長濾光片模式。否則模式選擇器96選擇標準模式。
如圖8中所示，波形201示出評估值在監控期間(對應於評估值獲取單元171所獲得的評估值的N個場(N是自然數))的變化。PK1到PK3分別代表該評估值的局部峰值的定時。波形202代表亮度積分值在監控期間(對應於亮度積分值獲取單元181獲得的亮度積分值的場)的變化。PK4到PK6分別代表亮度積分值的局部峰值的定時。如果評估值在峰值位置和峰值數量方面匹配亮度積分值，則PK1、PK2和PK3在定時(場)方面匹配PK4、PK5和PK6。在這種情況下，模式選擇器96確定對象是諸如球面反射鏡或穿過樹葉的斑駁的陽光的一個特殊對象，並把長濾光片模式選擇為峰值搜索模式。
選擇方法的原則參考圖9A和9B到圖13A和13B被描述如下。
圖9A和9B說明了閃爍點光源的所拍攝的圖像。如同所示，圖9A中示出的所拍攝圖像211A包括在評估幀212內拍攝的熄滅的點光源213A的圖像。與所拍攝圖像211A對比，在圖9B中示出為空白圓圈的拍攝圖像211B包括在評估幀212內所拍攝的點亮的點光源213B的圖像。所拍攝圖像211A和所拍攝圖像211B的背景是灰色，並且其亮度值更接近黑色而不是白色。
如果點光源閃爍一個預定周期，則所拍攝圖像在所拍攝圖像211A和所拍攝圖像211B之間切換。如果點光源從由所拍攝圖像211A表示的點光源213A中的關斷狀態被轉換到由所拍攝圖像211B表示的點光源213B中的接通狀態，則亮度積分值增大對應於點光源的量。同時，對比度從幾乎無對比度的狀態(所拍攝圖像211A)被轉換到清楚的對比度狀態(所拍攝圖像211B)。評估值因此被提高。如圖10A和10B中所示，該評估值局部峰值和亮度積分值局部峰值在產生定時方面是匹配的。在圖10A中所示的亮度積分值圖的波形215中出現的峰值定時T1到T4分別匹配圖10B中所示的評估值圖的波形216中出現的峰值定時T11到T14。
例如，球面反射鏡被認為是具有一個區域而不是一個點。或者，球面反射鏡可能被認為是一組點光源(點光源群)。如果所有的點光源都被接通，則亮度積分值增加，從而導致評估值的升高(點光源群的相鄰點光源之間沒有出現對比度)。整個點光源群的亮度積分值和評估值都增加。在光來自於球面反射鏡(光源)的情況下，亮度積分值的局部峰值的產生定時與評估值的局部峰值的產生定時匹配(與之同步)。球面反射鏡任何位置處的光(光源)的情況也是一樣的。如果對象是涉及定期或非定期的急劇亮度變化的瞬間和強烈發光的特殊對象，比如球面反射鏡和穿過樹葉的斑駁的陽光，則評估值和亮度積分值的局部峰值的產生定時相互匹配(互相同步)。
普通對象不包括任何被重複地接通和關斷的點光源(換言之，不包括數量不是多到影響亮度積分值和評估值的點光源)。普通對象中包括的圖像的元素被描述如下。
圖11A和11B說明了在評估幀內振蕩並且與所拍攝圖像中的背景相比較較暗的對象。如圖11A中所示，所拍攝圖像221A是這樣的一個對象。雙箭頭線224A表示的振蕩中的暗色對象223A呈現在所拍攝圖像221A的評估幀222內。如圖11B中所示，所拍攝圖像221A的評估值和亮度積分值保持不變。如圖11B中所示，實線225A表示亮度積分值怎樣變化，而實線226A表示評估值怎樣變化。即使暗色對象223A在評估幀222內振蕩，評估值和亮度積分值也保持不變。
如圖12A和12B中所示，暗色對象223A振蕩，從而反覆地進入並離開評估幀222。如圖12A中的雙箭頭線224B所表示的，暗色對象223A反覆地進入並然後離開所拍攝圖像221B中的評估幀222。評估值和亮度積分值都在評估幀222內被計算，並且如圖12B中所繪製地變化。如圖12B中所示，波形225B表示亮度積分值中的變化，而波形226B表示評估值中的變化。更具體地說，當比背景暗的對象223A進入評估幀222時，在暗色對象223A和圍繞暗色對象223A的區域之間之間產生對比度，並且評估值提高。因為暗色對象223A與背景相比較來說較暗，所以亮度積分值下降。反之，當暗色對象223A離開評估幀222時，評估值由於評估幀222中沒有對比度而下降。因為評估幀222內的暗色部分(暗色對象223A)在區域中減少，所以亮度積分值上升。評估值和亮度積分值同時但反方向地發生變化。更具體地說，評估值和亮度積分值不同步(換言之，評估值和亮度積分值不按相同的定時增加或減小)。
圖13A和13B說明了比背景亮並且反覆地以振蕩運動進入並然後離開評估幀222的對象223B。如圖13A中所示，明亮對象223B振蕩，從而如圖13A中的雙箭頭線224B所示(以與圖12A和12B中相同的方式)反覆地進入並然後離開所拍攝圖像221C中的評估幀222。當評估值和亮度積分值在評估幀222內被計算時，評估值和亮度積分值如圖13B中所示地發生變化。如圖13B中所示，波形225C表示亮度積分值怎樣變化，而波形226C表示評估值怎樣變化。更具體地說，當比背景亮的對象223B進入評估幀222時，明亮對象223B和圍繞明亮對象223B的區域之間出現對比，從而導致評估值上升。亮度積分值也因為明亮對象223B比背景亮而上升。當明亮對象223B離開評估幀222時，評估幀222中沒有產生對比，從而導致了評估值的下降。因為評估幀222內的明亮區域(明亮對象223B)的大小減小，所以亮度積分值也下降。評估值和亮度積分值按相同的定時上升和下降，換言之它們彼此同步。
因為普通對象(不同於特殊對象)由各種各樣的點(包括白色點、灰色點和暗色點)組成，所以不大可能使評估值和亮度積分值以足夠清楚以便被檢測到的方式被同步。
圖14到16示出了評估值和亮度積分值的具體例子。圖14示出了在被拍攝時聚焦位置被移動的特殊對象(球面反射鏡)的評估值和亮度積分值中的變化圖。如所示，評估值的變化被表示為評估值231，而亮度積分值的變化被表示為亮度積分值232。評估值231增加並在由箭頭線233表示的對焦點(in-focus point)達到總的峰值。亮度積分值232在對焦點沒有總的峰值。然而，評估值的局部峰值(高頻分量峰值)在數量和位置上與亮度積分值的局部峰值(高頻峰值)匹配(與之同步)。
圖15示出了普通對象(振蕩花朵)的評估值和亮度積分值的繪圖，該對象在被拍攝的同時聚焦位置被移動。如所示，評估值的變化被表示為評估值241，而亮度積分值的變化被表示為亮度積分值242。如圖15中所示，評估值的局部峰值241在計數和位置方面與亮度積分值242的局部峰值不匹配。圖16是圖15的部分243的放大繪圖。如圖16中所示，評估值局部峰值和亮度積分值局部峰值被清楚地示出是不同步的。
如上所述，評估值和亮度積分值的局部峰值只在諸如球面反射鏡之類的特殊對象中同步(在可檢測的電平範圍內)，而評估值和亮度積分值的局部峰值在諸如振蕩花朵之類的普通對象中不同步(在可檢測的電平範圍內)。模式選擇器96比較評估值局部峰值與亮度積分值局部峰值(關於計數和位置)以確定同步。從而，與只基於亮度積分值的變化的已知確定方法相比較，模式選擇器96更精確地確定對象是否是球面反射鏡和穿過樹葉的斑駁的陽光的其中一個。長濾光片模式被恰當地應用在峰值搜索中。從而，圖像拾取設備50更精確地確定對象，從而更適當地執行AF控制處理。
通過應用長濾光片模式，圖3的長濾光片模式峰值搜索器98響應於來自模式選擇器96的命令控制驅動器控制器64，從而執行長濾光片模式峰值搜索處理。
在長濾光片模式峰值搜索處理期間，基於每個場對於標準化的亮度評估值進行移動平均值計算(具有11級)，並且執行最大值更新處理。當標準化亮度評估值變成最大值的一半時，或當達到搜索結束時，下一個處理重新開始。如果確定處理已經被執行了一次，則執行對焦位置的計算。如果轉向數量是零，則執行移動方向設置處理，並且然後移動方向被反向。
標準化亮度評估值通過將評估值(IIR1-W1-HPeak)乘以32個Y亮度增加值(Y-W1-Hintg)的移動平均值而被確定，並且然後將結果除以3個Y亮度增加值(Y-W1-Hintg)的移動平均值。32個Y亮度增加值(Y-W1-Hintg)的移動平均值/3個Y亮度增加值(Y-W1-Hintg)的移動平均值的乘法被執行以減少從球面反射鏡反射的強光的影響。
圖17A和17B示出了上述計算結果的繪圖。如圖17A中所示，波形251表示變化很大的評估值，而波形252通過將波形251乘以32個Y亮度增加值的移動平均值/3個Y亮度增加值的移動平均值的商而被確定。聚焦位置JP1指的是在整個評估值上達到峰值的場。如圖17B中所示，波形253表示通過取波形252的11個值的移動平均值而獲得的標準化亮度評估值的變化。通過取移動平均值，變化(高頻分量)被減少並且總峰值(JP2)被容易地與波形251相比較(更精確的峰值搜索被執行，而不穩定的檢測的概率減小)。然而，通過取移動平均值(11級)，評估值的峰值位置被延遲5個場。從而，將5個場的延遲考慮在內而進行峰值位置的計算。
圖18說明了在長濾光片模式峰值搜索中的聚焦透鏡61的移動。如箭頭線261所表示，聚焦透鏡61在峰值搜索處理開始的時候開始以恆定速度移動。因為聚焦透鏡61在標準化亮度評估值減少的方向上移動，最大值和最大值的位置與開始點保持相同。聚焦透鏡61不返回地連續移動到標準化亮度評估值變成最大值一半的點，然後轉向並且又從該點開始移動。
如箭頭線262所表示，聚焦透鏡61以恆定速度移動，並且還移動通過標準化評估值峰值。在標準化亮度評估值達到最大值的一半時計算峰值位置，這是因為聚焦透鏡61已經轉向。如箭頭線263所表示，聚焦透鏡61達到峰值位置，從而完成了長濾光片處理。
當對象被確定為諸如球面反射鏡或穿過樹葉的斑駁的陽光之類的特殊對象時，上述長濾光片模式峰值搜索被執行。從而，圖像拾取設備50更精確地確定對象，從而更適當地執行AF控制處理。
上述處理被描述如下。由圖像拾取設備50執行的聚焦處理參考圖19的流程圖被描述如下。
在步驟S1中，圖像拾取設備50執行準備處理。準備處理將稍後參考圖20的流程圖來詳細地描述。在步驟S2中，評估局部峰值搜索器92執行評估值局部峰值搜索處理。評估值局部峰值搜索處理將參考圖21的流程圖在下面被描述。在步驟S3中，亮度積分值局部峰值搜索器94執行亮度積分值局部峰值搜索處理。亮度積分值局部峰值搜索處理將參考圖22的流程圖在下面被描述。在步驟S4中，局部峰值比較器95執行局部峰值比較處理。局部峰值比較處理將參考圖23的流程圖在下面被描述。在步驟S5中，模式選擇器96基於在步驟S4中獲得的比較處理結果在標準模式和長濾光片模式之間選擇峰值搜索模式。在步驟S6中，模式選擇器確定是否用在步驟S5中選擇的標準模式來執行標準模式峰值搜索。如果標準模式被選擇，則處理進行到步驟S7。在步驟S7中，標準模式峰值搜索器97執行標準模式峰值搜索處理，從而在標準模式峰值搜索處理結束時完成了聚焦處理。如果在步驟S6中確定不用標準模式來執行峰值搜索，則模式選擇器96進行到步驟S8。在步驟S8中，長濾光片模式峰值搜索器98執行長濾光片模式峰值搜索處理，從而在長濾光片模式峰值搜索處理結束時完成了聚焦處理。在步驟S8中執行的長濾光片模式峰值搜索處理將參考圖24的流程圖在下面被描述。
在圖19的步驟S1中執行的準備處理參考圖20的流程圖在下面被描述。
在步驟S21中，驅動器控制器64通過控制透鏡驅動器63來控制聚焦透鏡61的位置，並從而控制聚焦位置。在步驟S22中，CCD71對入射在其上面的光進行光電轉換以捕捉對象圖像。被捕捉到的圖像然後被提供給評估值計算器81和亮度積分值計算器82以作為視頻信號。在步驟S23中，評估值計算器81計算評估值。在步驟S24中，評估值保存器91保存評估值。在步驟S25中，亮度積分值計算器82基於所提供的視頻信號來計算亮度積分值。在步驟S26中，亮度積分值保存器93保存亮度積分值。在步驟S27中，驅動器控制器64確定是否結束準備處理。如果在步驟S27中確定將結束準備處理，則驅動器控制器64結束準備處理。處理進行到圖19的步驟S1，並且步驟S2和後續步驟然後被執行。
如果在步驟S27中確定不結束準備處理，則驅動器控制器64回到步驟S21以重複步驟S21和後續步驟。
在圖19的步驟S2中執行的評估值局部峰值搜索處理參考圖21的流程圖在下面被描述。
在步驟S41中，圖6的評估值獲取單元171檢取評估值。在步驟S42中，評估值局部峰值檢測器172檢測評估值局部峰值。在步驟S43中，評估值局部峰值位置固定器173固定評估值局部峰值的位置。在步驟S44中，評估值局部峰值計數器174計數評估值局部峰值。在步驟S45中，評估值局部峰值信息保存器175把評估值局部峰值位置和評估值局部峰值計數保存為評估值局部峰值信息以結束評估值局部峰值搜索處理。處理回到圖19的步驟S2以便重複步驟S3和後續步驟。
在圖19的步驟S3中執行的亮度積分值局部峰值搜索處理參考圖22的流程圖被描述如下。
在步驟S61中，圖6的亮度積分值獲取單元181檢取亮度積分值。在步驟S62中，亮度積分值局部峰值檢測器182檢測亮度積分值的局部峰值。在步驟S63中，亮度積分值局部峰值固定器183固定亮度積分值局部峰值的位置。在步驟S64中，亮度積分值局部峰值計數器184計數亮度積分值局部峰值。在步驟S65中，亮度積分值局部峰值信息保存器185把亮度積分值局部峰值位置和亮度積分值局部峰值計數保存為亮度積分值局部峰值信息，以結束亮度積分值局部峰值搜索處理。處理回到圖19的步驟S3以執行步驟S4和後續步驟。
在圖19的步驟S4中執行的局部峰值比較處理參考圖23的流程圖被描述如下。
在步驟S81中，局部峰值計數最低條件檢驗器191檢取評估值局部峰值信息和亮度積分值局部峰值信息。在步驟S82中，局部峰值計數最低條件檢驗器191從局部峰值計數最低條件保存器192中檢取局部峰值計數最低條件。在步驟S83中，局部峰值計數最低條件檢驗器191對評估值局部峰值計數和亮度積分值局部峰值計數與局部峰值計數最低條件進行比較。
在步驟S84中，局部峰值計數最低條件檢驗器191確定局部峰值計數是否大於最低條件。如果在步驟384中確定局部峰值計數大於最低條件，則局部峰值計數最低條件檢驗器191進行到步驟S85。在步驟S85中，局部峰值計數比較器193比較評估值局部峰值計數與亮度積分值局部峰值計數。在步驟S86中，局部峰值計數比較器193確定兩個局部峰值計數匹配。如果在步驟S86中確定兩個局部峰值計數匹配，則局部峰值計數比較器193進行到步驟S87。在步驟S87中，局部峰值位置比較器194比較評估值局部峰值位置與亮度積分值局部峰值位置。
如果在步驟S84中確定局部峰值計數小於最低條件，即不能檢測到足夠數量的局部峰值，則局部峰值計數最低條件檢驗器191進行到步驟S88。如果在步驟S86中確定兩個局部峰值計數不匹配，則局部峰值計數比較器193進行到步驟S88。
在步驟S88中，比較結果輸出單元195輸出比較結果並且回到圖19的步驟S4以執行步驟S5和後續步驟。
在圖19的步驟S8中執行的長濾光片模式參考圖24的流程圖被描述如下。
在開始用於以長濾光片模式搜索峰值的長濾光片模式處理之後，長濾光片模式峰值搜索器98執行透鏡速度設置處理以用於在S101步驟中設置聚焦透鏡61的速度。在步驟S102中，長濾光片模式峰值搜索器98設置聚焦透鏡61(的聚焦位置)的運動方向。在步驟S103中，通過使用標準化亮度評估值和移動平均值(11級)，長濾光片模式峰值搜索器98執行下趨確定處理(以檢測評估值的峰值已經通過)。
在步驟S104中，長濾光片模式峰值搜索器98確定是否當前的評估值變成候選最大值的一半，或者確定搜索位置是否達到了評估值的結尾。長濾光片模式峰值搜索器98還確定搜索操作中的轉向次數是否為1。從而，長濾光片模式峰值搜索器98通過在轉向數等於1或更大時確定當前的評估值是否比候選最大值的一半低，或通過在轉向數等於1或更大時確定搜索位置是否達到評估值的結尾，確定評估值峰值是否已經被檢測到。當評估值峰值被檢測到時(即在轉向數等於1或更大時當前的評估值低於候選最大值的一半，或者在轉向數等於1或更大時搜索位置達到評估值的結尾)，長濾光片模式峰值搜索器98進行到步驟S105以計算對焦位置(對象對焦狀態)。處理進行到步驟S106以便把圖像拾取設備50設置到對焦位置。在步驟S107中，執行結束處理。長濾光片模式處理從而被完成。處理回到圖19的步驟S8以結束聚焦處理。
如果在步驟S104中確定評估值峰值沒有被檢測到(即，在轉向數等於0時當前的評估值高於候選最大值的一半，或者在轉向數等於0時搜索位置沒有達到評估值的結尾)，則長濾光片模式峰值搜索器98把轉向數量標記設置為″1″並且然後回到步驟S102以重複步驟S102和後續步驟。
圖像拾取設備50用這種方法操作。從而，與只基於亮度積分值的變化的已知確定方法相比較，圖像拾取設備50更精確地確定對象是否是球面反射鏡和穿過樹葉的斑駁的陽光的其中一個。長濾光片模式被恰當地應用在峰值搜索中。從而，圖像拾取設備50更精確地確定對象，從而更適當地執行AF控制處理。
上述處理步驟可以用硬體或者軟體來執行。如果處理步驟用軟體執行，則形成軟體的電腦程式能夠從記錄介質或經由網絡來安裝。
記錄介質可以包括可移動介質107，其從設備體中被分離出來以向用戶提供電腦程式。記錄介質還可以包括ROM101或記錄裝置104(包括硬碟)，每個存儲電腦程式並在設備體中被提供給用戶。
形成存儲在記錄介質上的電腦程式的處理步驟能夠以此處陳述的連續時間序列的順序來執行。或者，處理步驟可以並行或分別地被執行。
在此處所描述的設備能夠被拆分在多個單元中。或者，被描述為多個單元的布置能夠被集成到單個設備中。上面沒有描述的元素能夠被添加到系統中。只要整個設備在結構和操作上保持不變，一個單元的部分可以被包括在另一個單元中。
本領域的技術人員應當理解，各種更改、組合、子組合和變更可以取決於設計要求及其它因素而發生，因為它們在附加權利要求或其等效物的範圍內。
權利要求
1.一種用於控制驅動器的控制設備，所述驅動器驅動圖像拾取裝置的光學元件以便在捕捉對象圖像時調整圖像拾取裝置的聚焦位置，所述控制設備包括局部峰值比較裝置，用於比較作為調整所述聚焦位置的參數的評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值，所述評估值基於每個場圖像評估捕捉到的對象圖像的離焦度，而所述亮度積分值是通過基於每個場圖像對捕捉到的對象圖像的亮度值進行積分而獲得的；和模式選擇裝置，用於基於由局部峰值比較裝置提供的比較結果從多個預備模式中選擇一個用於在整個評估值範圍上搜索峰值的模式。
2.根據權利要求1的控制設備，其中，局部峰值比較裝置在峰值位置和峰值計數方面對評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值進行比較。
3.根據權利要求2的控制設備，其中，如果評估值的局部峰值在峰值位置和峰值計數方面與亮度積分值的局部峰值匹配，則模式選擇裝置把該對象識別為瞬間發光的特殊對象並選擇對應於該特殊對象的模式，而如果評估值的局部峰值在峰值位置和峰值計數方面與亮度積分值的局部峰值不匹配，則把該對象識別為普通對象並選擇對應於該普通對象的模式。
4.根據權利要求3的控制設備，其中，特殊對象包括球面反射鏡和穿過樹葉的斑駁的陽光中的一個。
5.根據權利要求3的控制設備，其中，對應於特殊對象的模式包括基於每個場來計算標準化亮度評估值的移動平均值的長濾光片模式。
6.根據權利要求1的控制設備，還包括評估值計算裝置，用於計算評估值；和亮度積分值計算裝置，用於計算亮度積分值，其中，局部峰值比較裝置對由評估值計算裝置計算的評估值的局部峰值與由亮度積分值計算裝置計算的亮度積分值的局部峰值進行比較。
7.根據權利要求1的控制設備，還包括評估值局部峰值檢測裝置，用於檢測由評估值計算裝置計算的評估值的局部峰值；和亮度積分值局部峰值檢測裝置，用於檢測由亮度積分值計算裝置計算的亮度積分值的局部峰值，其中，局部峰值比較裝置對評估值局部峰值檢測裝置檢測到的評估值的局部峰值與亮度積分值局部峰值檢測裝置檢測到的亮度積分值的局部峰值進行比較。
8.根據權利要求1的控制設備，還包括峰值搜索裝置，用於以模式選擇裝置選擇的模式在整個評估值範圍上搜索峰值。
9.一種用於控制驅動器的控制設備的控制方法，該驅動器驅動圖像拾取裝置的光學元件以便在捕捉對象圖像時調整圖像拾取裝置的聚焦位置，該控制方法包括下列步驟比較作為調整聚焦位置的參數的評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值，所述評估值基於每個場圖像評估捕捉到的對象圖像的離焦度，而所述亮度積分值是通過基於每個場圖像對捕捉到的對象圖像的亮度值進行積分而獲得的；和基於在局部峰值比較步驟中提供的比較結果從多個預備模式中選擇一個用於在整個評估值範圍上搜索峰值的模式。
10.一種用於使計算機控制驅動器的電腦程式產品，該驅動器驅動圖像拾取裝置的光學元件以便在捕捉對象圖像時調整圖像拾取裝置的聚焦位置，該電腦程式產品包括下列步驟比較作為調整聚焦位置的參數的評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值，所述評估值基於每個場圖像評估捕捉到的對象圖像的離焦度，而所述亮度積分值是通過基於每個場圖像對捕捉到的對象圖像的亮度值進行積分而獲得的；和基於在局部峰值比較步驟中提供的比較結果從多個預備模式中選擇一個用於在整個評估值範圍上搜索峰值的模式。
11.一種攝像機，具有用於捕捉對象圖像的圖像拾取裝置和用於驅動該圖像拾取裝置的光學元件以便在捕捉對象圖像時調整圖像拾取裝置的聚焦位置的驅動器，該攝像機包括局部峰值比較裝置，用於比較作為調整聚焦位置的參數的評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值，所述評估值基於每個場圖像評估捕捉到的對象圖像的離焦度，而所述亮度積分值是通過基於每個場圖像對捕捉到的對象圖像的亮度值進行積分而獲得的；模式選擇裝置，用於基於由局部峰值比較裝置提供的比較結果從多個預備模式中選擇一個用於在整個評估值範圍上搜索峰值的模式；和峰值搜索裝置，用於通過以模式選擇裝置選擇的模式控制驅動器而在整個評估值範圍上搜索峰值。
12.一種用於控制驅動器的控制設備，該驅動器驅動圖像拾取裝置的光學元件以便在捕捉對象圖像時調整圖像拾取裝置的聚焦位置，該控制設備包括局部峰值比較單元，用於比較作為調整聚焦位置的參數的評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值，所述評估值基於每個場圖像評估捕捉到的對象圖像的離焦度，而所述亮度積分值是通過基於每個場圖像對捕捉到的對象圖像的亮度值進行積分而獲得的；和模式選擇裝置，用於基於由局部峰值比較單元提供的比較結果從多個預備模式中選擇一個用於在整個評估值範圍上搜索峰值的模式。
13.一種攝像機，具有用於捕捉對象圖像的圖像拾取裝置和用於驅動該圖像拾取裝置的光學元件以便在捕捉對象圖像時調整圖像拾取裝置的聚焦位置的驅動器，該攝像機包括局部峰值比較單元，用於比較作為調整聚焦位置的參數的評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值，所述評估值基於每個場圖像評估捕捉到的對象圖像的離焦度，而所述亮度積分值是通過基於每個場圖像對捕捉到的對象圖像的亮度值進行積分而獲得的；和模式選擇單元，用於基於由局部峰值比較單元提供的比較結果從多個預備模式中選擇一個用於在整個評估值範圍上搜索峰值的模式；和峰值搜索單元，用於通過以模式選擇單元選擇的模式控制驅動器而在整個評估值範圍上搜索峰值。
全文摘要
一種用於控制驅動器的控制設備，驅動器驅動圖像拾取裝置的光學元件以便在捕捉對象圖像的時候調整圖像拾取裝置的聚焦位置，包括局部峰值比較單元，用於比較作為調整聚焦位置的參數的評估值的局部峰值與亮度積分值的局部峰值，評估值基於每個場圖像來評估捕捉到的對象圖像的離焦度，而亮度積分值是通過基於每個場圖像來對捕捉到的對象圖像的亮度值進行積分而獲得的，和模式選擇單元，用於基於由局部峰值比較單元提供的比較結果從多個預備模式中選擇一個用於在整個評估值範圍上搜索峰值的模式。
文檔編號H04N5/232GK1848922SQ20061007439
公開日2006年10月18日 申請日期2006年4月14日 優先權日2005年4月15日
發明者伊藤雄二郎, 須藤秀和, 竹本新治 申請人:索尼株式會社