УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ Российский патент 2012 года по МПК G06T1/00 G03B13/32 

Уровень техники изобретения

Область техники изобретения

Данное изобретение относится к устройству и способу обработки изображений.

Описание уровня техники

Опубликованный Патент Японии № (“JP”) 2001-174690 раскрывает устройство съемки изображений, которое позволяет пользователю свободно корректировать значение настройки, используемое для калибровки величины расфокусировки объектива съемки изображений, которая была установлена во время отправки с производства. JP 2005-227639 раскрывает устройство съемки изображений, обладающее микронастройкой автофокусировки (AF), которая является функцией точной настройки AF для каждого объектива. JP-2009-003122 раскрывает устройство съемки изображений, которое предоставляет пиксели обнаружения фокуса блоку съемки изображения и реализует функцию детектирования разности фаз.

Как описано выше, существует функция, которая позволяет фотографу вручную установить значение корректировки величины расфокусировки. При использовании этой функции фотограф определяет значение корректировки по своим собственным ощущениям после того, как изображение было сфотографировано. Таким образом, управление затруднено из-за того, что установка значения корректировки и подтверждение воспроизведенного изображения выполняются неоднократно. Кроме того, в определенном месте съемки, позиция, которая фактически должна фокусироваться на экране, может отличаться от позиции фокусировки фотографа. Например, хотя фотограф следит за фокусом на глазу гонщика (являющемся позицией, которая фактически должна фокусироваться на экране), фокусируется шлем гонщика (который является позицией фокусировки фотографа). В этом случае, будет удобно, чтобы камера обеспечивала автофокусировку на глазу гонщика, когда фотограф управляет камерой так, чтобы мог быть сфокусирован шлем гонщика, только если фотограф установил величину расфокусировки заранее. Однако, в случае, когда фокус установлен на шлем гонщика, а лицо гонщика и глаза расфокусированы, предшествующий уровень техники не предлагает средств предоставления информации о величине расфокусировки объекта для обнаружения фокусировки.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает устройство и способ обработки изображений, которое может точно и просто предоставить информацию относительно величины расфокусировки объекта, который должен быть обнаружен в фокусе.

Устройство обработки изображений согласно одному аспекту настоящего изобретения включает в себя детектор фокуса, сконфигурированный для обнаружения состояния фокусировки области обнаружения фокусировки путем обнаружения величины сдвига между парой сигналов изображения изображения объекта, память, сконфигурированную для хранения изображения, фотоэлектрически преобразованного и выведенного блоком съемки изображения, области обнаружения фокусировки и сигналов изображения, блок установки, сконфигурированный для установки обозначенной области в изображении, сохраненном в памяти, блок вычисления, сконфигурированный для вычисления величины расфокусировки обозначенной области, используя пару сигналов изображения, соответствующих обозначенной области среди сигналов изображения, сохраненных в памяти, и блок отображения, сконфигурированный для отображения величины расфокусировки обозначенной области.

Дополнительные признаки данного изобретения станут очевидными из последующего описания вариантов осуществления со ссылкой на приложенные чертежи.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 является блок-схемой устройства съемки изображений, к которому применимо настоящее изобретение.

Фиг.2 является схемой последовательности операций процесса съемки изображений устройства съемки изображений, показанного на Фиг.1.

Фиг.3 является схемой последовательности операций, объясняющей подробности этапа S300, показанного на Фиг.2.

Фиг.4A-4D являются изображениями, объясняющими управление AF, показанное на Фиг.3.

Фиг.5 является схемой последовательности операций, объясняющей способ обработки отображения для величины расфокусировки устройства съемки изображений.

Фиг.6A-6E являются изображениями, показывающими снимки экрана, отображенные на блоке отображения, показанном на Фиг.1.

Фиг.7 является изображением, объясняющим этап S405 и S500, показанные на Фиг.5.

Фиг.8 является изображением, показывающим взаимосвязь между обозначенной областью рядом пикселей обнаружения фокусировки.

Фиг.9 является схемой последовательности операций, объясняющей подробности этапа S500, показанного на Фиг.5.

Фиг.10 является схемой последовательности операций варианта способа, показанного на Фиг.5.

Фиг.11 является изображением, показывающим снимок экрана, отображенные на блоке отображения на этапе S412, показанном на Фиг.10.

Подробное описание

Этот вариант осуществления относится к устройству и способу обработки изображения, сконфигурированного для обработки изображения, снятого устройством съемки изображения. Устройство обработки изображения может быть объединено с устройством съемки изображения так, чтобы обработка изображения могла быть выполнена в устройстве съемки изображения, или может быть сформировано как внешний процессор, такой как персональный компьютер (“PC”), отдельно от устройства съемки изображения. Способ обработки изображения реализуется в качестве программы, которая позволяет процессору реализовать функцию обработки изображения.

Фиг.1 является блок-схемой цифровой фотокамеры (устройства съемки изображения), к которой применимо настоящее изобретение. Цифровая фотокамера этого варианта осуществления является зеркальной съемочной камерой с одним сменным объективом и включает в себя блок 100 объектива и корпус 120 камеры. Блок 100 объектива соединен с корпусом 120 камеры через крепление М, изображенное центральной пунктирной линией на Фиг.1.

Блок 100 объектива включает в себя первый блок 101 линз, диафрагму/затвор 102, второй блок 103 линз, блок 104 линз фокусировки (далее называемый как “линзы фокусировки”), и систему привода/управления. Таким образом, блок 100 объектива имеет объектив съемки изображения, сконфигурированный для формирования изображения объекта и обеспечен линзами 104 фокусировки.

Первый блок 101 линз расположен во главе блока 100 объектива и удерживается с возможностью перемещения назад и вперед в направлении ОА оптической оси. Диафрагма/затвор 102 служит для регулировки количества света во время съемки изображения путем регулировки диаметра ее апертуры и служит затвором, сконфигурированным для установки времени выдержки при фотосъемке изображений. Диафрагма/затвор 102 и второй блок 103 линз сконфигурированы с возможностью перемещения назад и вперед как единый блок в направлении ОА оптической оси и реализовать функцию изменения масштаба совместно с прямым и обратным движениями первого блока 101 линз. Линзы фокусировки 104 сконфигурированы с возможностью перемещения назад и вперед в направлении ОА оптической оси для регулировки фокуса.

Система привода/управления включает в себя привод 111 изменения масштаба, привод 112 диафрагмы/затвора, привод 113 фокусировки, драйвер 114 изменения масштаба, драйвер 115 диафрагмы/затвора, драйвер 116 фокусировки, микропроцессор MPU 117 объектива, и память 118 объектива.

Привод 111 изменения масштаба сконфигурирован для перемещения первого блока 101 линз или второго блока 103 линз назад и вперед в направлении ОА оптической оси для изменения масштаба. Привод 112 диафрагмы/затвора управляет диаметром апертуры диафрагмы/затвора 102, чтобы регулировать количество света для съемки изображения и управлять временем выдержки при фотосъемке изображений.

Привод 113 фокусировки сконфигурирован для перемещения линз 104 фокусировки назад и вперед в направлении ОА оптической оси для фокусировки. Привод 113 фокусировки может служить детектором положения, сконфигурированным для обнаружения текущего положения линз 104 фокусировки.

Драйвер 114 изменения масштаба сконфигурирован для приведения в движение привода 111 изменения масштаба согласно пользовательским манипуляциям изменения масштаба. Драйвер 115 диафрагмы/затвора управляет апертурой диафрагмы/затвора 102 посредством управления приведения в движение привода 112 диафрагмы/затвора.

Драйвер 116 фокусировки управляет приведением в движение привода 113 фокусировки на основании результата обнаружения фокусировки, перемещает линзы 104 фокусировки назад и вперед в направлении ОА оптической оси для фокусировки.

MPU 117 объектива отвечает за все операции и управление, относящееся к объективу съемки изображения, и управляет драйвером 114 изменения масштаба, драйвером 115 диафрагмы/затвора, драйвером 116 фокусировки, и памятью 118 объектива. Кроме того, MPU 117 объектива обнаруживает текущее положение линз, и сообщает MPU 125 камеры информацию о положении линз в ответ на запрос от MPU 125 камеры. Память 118 объектива хранит оптическую информацию, необходимую для AF.

Корпус 120 камеры включает в себя оптический низкочастотный фильтр 121, устройство 122 съемки изображения и систему привода/управления.

Оптический низкочастотный фильтр 121 и устройство 122 съемки изображений служат в качестве оптической системы съемки изображений, сконфигурированной для формирования изображения объекта, используя свет из блока 100 объектива.

Оптический низкочастотный фильтр 121 сконфигурирован для уменьшения псевдоцветов и муара на снятом изображении.

Устройство 122 съемки изображений включает в себя датчик C-MOS и его периферию, где один элемент фотоэлектрического преобразования скомпонован на светоприемных пикселях, включающих «m» пикселей в поперечном направлении и «n» пикселей в продольном направлении, и сконфигурирован для фотоэлектрического преобразования изображения объекта. Устройство 122 съемки изображений сконфигурировано для вывода данных от каждого из пикселей независимо. Дополнительно, некоторые пиксели назначены в качестве пикселей обнаружения изображения, сконфигурированных для обнаружения состояния фокусировки на поверхности съемки изображения в способе детектирования разности фаз (AF на основе детектирования разности фаз поверхности съемки изображения).

Более конкретно, устройство 122 съемки изображений включает в себя множество пикселей съемки изображения, каждый из которых принимает свет, который проходит через всю область выходного зрачка объектива съемки изображения, и генерирует электрический сигнал, представляющий изображение объекта. Кроме того, устройство 122 съемки изображений дополнительно включает в себя множество пикселей обнаружения фокусировки, каждый из которых принимает свет, который проходит через часть выходного зрачка объектива съемки изображения. Множество пикселей обнаружения фокусировки в целом могут принимать свет, который проходит через всю область выходного зрачка объектива съемки изображения. Например, в четырех пикселях из 2 колонок по 2 ряда в устройстве 122 съемки изображения, пиксель R и пиксель B заменены пикселями обнаружения фокусировки, в то время как пара диагональных пикселей G оставлены как пиксели съемки изображения.

Система привода/управления включает в себя драйвер 123 устройства съемки изображения, процессор 124 изображений, MPU 125 камеры, блок 126 отображения, операционные переключатели 127 ("SW"), память 128, детектор 129 фокусировки на основе разности фаз поверхности съемки изображения и детектор 130 фокусировки на основе контраста (TVAF).

Драйвер 123 устройства съемки изображения сконфигурирован для управления работой 122 устройства съемки изображения, выполняет A/D-преобразование полученного сигнала изображения и посылает результирующий цифровой сигнал в MPU 125 камеры. Процессор 124 изображения выполняет г-преобразование, цветовую интерполяцию и сжатие JPEG для полученного изображения.

MPU (контроллер или процессор) 125 камеры является процессором, ответственным за все операции и управление, относящееся к корпусу 120 камеры. MPU 125 камеры управляет драйвером 123 устройства съемки изображения, процессором 124 изображений, блоком 126 отображения, операционными переключателями 127, памятью 128, детектором 129 фокусировки на основе разности фаз поверхности съемки изображения и детектором 130 фокусировки на основе контраста.

MPU 125 камеры, соединенный с MPU 117 объектива через сигнальную линию крепления М, выполняет запрос положения линз или запрос приведения линз в движение с предопределенной величиной перемещения в MPU 117 объектива, и получает оптическую информацию, характерную для блока 100 объектива, такую как фокусное расстояние. MPU 125 камеры включает в себя ROM 125a, сконфигурированный для хранения программы, используемой для управления работой камеры, RAM 125b, сконфигурированный для хранения переменных, и EEPROM 125c, сконфигурированный для хранения множества параметров. Множество параметров включает в себя порог L1, порог D1, порог Num_TH, порог Con_TH и величину коррекции величины расфокусировки обозначенной области 34, которые будут описаны ниже.

MPU 125 камеры выполняет программу, сохраненную в ROM 125a, как описано ниже. Например, MPU 125 камеры выполняет управление AF, приспособленное, чтобы приводить в движение линзы 104 фокусировки через MPU 117 объектива на основании результата обнаружения детектора 129 фокусировки на основе разности фаз поверхности съемки изображения или детектора 130 фокусировки на основе контраста.

Дополнительно, как проиллюстрировано на этапах S405 и S500 с Фиг.5, которые будут описаны позже, MPU 125 камеры служит блоком 125d задания, сконфигурированным для задания пары сигналов изображения, соответствующих обозначенной области 34, среди сигналов изображения, сохраненных в памяти 128. Кроме того, MPU 125 камеры выполняет функцию блока 125e управления, как иллюстрировано на этапе S406 с Фиг.5, который будет описан позже, сконфигурироваться, чтобы управлять величиной расфокусировки обозначенной области 34, используя способ детектирования разности фаз и парой сигналов изображения, заданных блоком l25d задания.

Когда устройством обработки изображения является PC, процессор (центральный процессор, CPU) PC служит блоком 125d задания и блоком 125e управления. Конечно, один процессор не должен служить обеим функциям блока задания и блока управления, и эти функции могут быть распределены между камерой и PC, например.

Блок 126 отображения включает в себя монитор на основе жидкокристаллического дисплея ("LCD") и т.п. Блок 126 отображения отображает информацию о режиме съемки изображения камеры, изображение предварительного просмотра перед тем, как оно будет снято, изображение для подтверждения после того, как оно снято, область обнаружения фокусировки, выбранную во время съемки изображения, обозначенную область 34, состояние фокусировки во время обнаружения фокусировки, величину расфокусировки обозначенной области 34 и т.д. Когда устройством обработки изображения является PC, блок отображения PC отображает снятое изображение, обозначенную область 34 и величину расфокусировки обозначенной области 34.

Операционные переключатели (просто называемые “операционные SW” в дальнейшем) 127 включают в себя переключатель питания, выпуск (спусковой механизм съемки изображения) переключатель е(SW1, SW2) спуска (триггер съемки изображения), переключатель изменения масштаба, переключатель выбора режима съемки изображения, наборную клавиатуру и другие части ввода. Операционные SW 127 служат блоком установки, сконфигурированным для установки области обнаружения фокусировки в качестве фактически обнаруженной в фокусе среди множества областей обнаружения фокусировки, отображенных на видоискателе.

Операционные SW 127 также служат в качестве блока установки, сконфигурированного для установки обозначенной области 34 в изображении, сохраненном в памяти 128. Операционные SW 127 также служат в качестве средства установки, сконфигурированного для определения, установлено ли значение коррекции величины расфокусировки обозначенной области 34 в устройстве съемки изображения, или блоком установки, сконфигурированным для утверждения или отклонения установленного значения коррекции. Операционные SW 127 также служат селектором, сконфигурированным для выбора одного из множества меню, включая меню установки значения коррекции, сконфигурированное для установки значения коррекции, используемое для коррекции величины расфокусировки обозначенной области 34. Когда значение коррекции величины расфокусировки обозначенной области 34 установлено в устройстве съемки изображения, устройство съемки изображения корректирует состояние фокусировки, на основании величины расфокусировки при фокусировке во время съемки изображения.

Когда устройством обработки изображения является PC, этим блоком установки является множество элементов ввода, таких как клавиатура и указательное устройство (например, мышь).

Память 128 является сменной флэш-памятью, сконфигурированной для записи снятого изображения (или для вывода изображения с устройства 122 съемки изображения), а устройство обработки изображения обрабатывает это изображение. Память 128 записывает множество областей обнаружения фокусировки, заданную область обнаружения фокусировки, которая была выбрана как объект, который будет обнаружен в фокусе в момент времени съемки изображения среди множества областей обнаружения фокусировки, и пару сигналов изображения, соответствующих каждой области обнаружения фокусировки.

Детектор 129 фокусировки на основе разности фаз поверхности съемки изображения является детектором фокусировки, сконфигурированным для обнаружения состояния фокусировки, используя способ детектирования разности фаз и сигналы изображения от пикселей обнаружения фокусировки, включенных в устройство 122 съемки изображения. Более конкретно, детектор 129 фокусировки на основе разности фаз поверхности съемки изображения является детектором фокусировки, который обеспечивает AF на основе разности фаз поверхности съемки изображения, сконфигурированной для обнаружения состояния фокусировки объектива съемки изображения посредством обнаружения величины сдвига между парой сигналов изображения объекта, сформированного пикселем обнаружения фокусировки и световым потоком, который проходит через пару областей зрачка объектива съемки изображения. Принцип AF на основе разности фаз поверхности съемки изображения подобен описанному в JP 2009-003122 и его Фиг.5-7 и 16.

Детектор 130 фокусировки на основе контраста (TVAF) является детектором фокусировки, сконфигурированным для обнаружения состояния фокусировки, используя способ обнаружения контраста и компонента контраста в информации об изображении, полученной процессором 124 изображения. TVAF обнаруживает положение линз 104 фокусировки, которое обеспечивает пиковую величину контраста, посредством перемещения линз 104 фокусировки, используя способ поиска пика и рамки обнаружения фокусировки, которая определяет область обнаружения фокусировки.

Этот вариант осуществления использует гибридный детектор фокусировки, который объединяет AF на основе разности фаз поверхности съемки изображения с TVAF. Следовательно, этот вариант осуществления использует AF на основе разности фаз поверхности съемки изображения, чтобы переместить линзы 104 фокусировки в положение, близкое к фокусу, и затем TVAF, чтобы точно переместить линзы 104 фокусировки в положение фокуса, таким образом согласовав чувствительность и точность обнаружения фокусировки.

Обращаясь к Фиг.2 и 3, будет дано описание работы во время съемки изображения. Фиг.2 является схемой последовательности операций процесса съемки изображений, а Фиг.3 является схемой последовательности операций, объясняющей подробности этапа S300, показанного на Фиг.2. На Фиг.2 и 3 “S” является обозначением этапа, и это также относится к Фиг.5, 9 и 10, которые будут описаны позже.

Первоначально, при нажатии кнопки съемки изображения посредством манипуляции операционными SW 127, начинается (S200) процесс съемки изображения. MPU 125 камеры детектирует состояние переключателя SW1, который сконфигурирован для включения по первому нажатию кнопки (S201) спуска. Когда MPU 125 камеры определяет, что SW1 нажат (на этапе S201), MPU 125 камеры выполняет управление AF, как проиллюстрировано на Фиг.3 (S300). MPU 125 камеры ожидает нажатия SW1 (из состояния на этапе S201).

MPU 125 камеры первоначально осуществляет связь с MPU 117 объектива из блока 100 объектива и получает данные фокусного расстояния (LF) объектива съемки изображения (S301). Затем MPU 125 камеры считывает сигналы изображения из ряда пикселей обнаружения фокусировки, соответствующего области обнаружения фокусировки, которая установлена пользователем через операционные SW 127 (S302).

Фиг.4A является схематическим изображением, которое иллюстрирует множество рядов пикселей обнаружения фокусировки, соответствующих областям 21a-21i обнаружения фокусировки, дискретно организованных на поверхности съемки изображения. Каждой области обнаружения фокусировки назначают пару рядов пикселей, которые распределяются в продольном и поперечном направлениях от каждой области обнаружения фокусировки как центра. Когда пользователь манипулирует операционными SW 127, чтобы установить область 21a обнаружения фокусировки в качестве обнаруженной в фокусе, детектор 129 фокусировки на основе разности фаз поверхности съемки изображения считывает сигналы изображения из пикселей 22a и 23a детектирования фокусировки соответствующих области 21a обнаружения фокусировки.

Затем MPU 125 камеры сравнивает фокусное расстояние LF с порогом L1 и определяет количество пикселей управления, используемых для обнаружения величины расфокусировки по сигналам изображения (S303). Например, чтобы уменьшить влияние фона на широкоугольной стороне объектива, сравнительно короткий рабочий диапазон R3 объекта, рабочий диапазон R1 объекта шире чем R2, и R3 шире чем R1, устанавливаются в соответствие с рядом 23a пикселей детектирования фокусировки, проиллюстрированным на Фиг.4B. Центры R1 и R3 соответствуют центру ряда 23a пикселей обнаружения фокусировки, и R3 покрывает ряд 23a пикселей обнаружения фокусировки. R3 используется, только если величина расфокусировки не обнаружена в диапазоне R2 или R1.

Более конкретно, когда MPU 125 камеры определяет, что фокусное расстояние LF больше или равно порогу L1 (LF≥L1) (Да на этапе S303) или фокусное расстояние LF во время съемки изображения ближе к фокусному расстоянию телефотообъектива, чем порог L1, MPU 125 камеры управляет корреляцией с помощью R1 (S304). С другой стороны, когда MPU 125 камеры определяет, что фокусное расстояние LF меньше, чем порог L1 (LF<L1) (Нет на этапе S303), или фокусное расстояние LF объектива во время съемки изображения ближе к широкоугольному расстоянию, чем порог L1, MPU 125 камеры управляет корреляцией с помощью R2 (S305).

Затем MPU 125 камеры сравнивает с порогом D1 абсолютную величину DEF расфокусировки, обнаруженную операцией корреляции на этапах S304 или S305 (S306). D1 является допущением (фокусировки) величины расфокусировки, которая может рассматриваться в качестве фокусировки. Когда MPU 125 камеры определяет, что DEF находится в пределах допущения фокусировки (|DEF|≤D1) (Да на этапе S306), MPU 125 камеры останавливает приведение в движение линз 104 фокусировки (S307) и заканчивает управление AF (S309). С другой стороны, когда MPU 125 камеры определяет, что DEF вне допущения фокусировки (|DEF|>D1) (Нет на этапе S306), MPU 125 камеры приводит в движение линзы 104 фокусировки в соответствии с величиной расфокусировки (S308) и последовательность способа возвращается к этапу S302.

После того как MPU 125 камеры завершает управление AF, MPU 125 камеры обнаруживает статус переключателя SW2, который сконфигурирован для включения по второму нажатию кнопки спуска (S202). При определении того, что SW2 нажат (вкл. этапе S202), MPU 125 камеры выполняет процесс съемки изображения (S203), генерирует информацию изображения и записывает информацию изображения в файл. Этот процесс съемки изображения обеспечивает, например, изображение, в котором в фокусе находится область 21a обнаружения фокусировки, выбранная пользователем. С другой стороны, когда MPU 125 камеры определяет, что SW2 не нажат в пределах предопределенного периода времени, последовательность возвращается к этапу S201 (выкл. на этапе S202).

Затем MPU 125 камеры записывает выходную информацию сигналов изображения ряда пикселей обнаружения фокусировки, проиллюстрированного на Фиг.4A в файле в памяти 128 (S204), и заканчивает процесс (S205). При записи информации в файле выходное значение пикселя поверхности съемки изображения может быть включено в файл изображения в формате RAW (необработанный) или отдельно записано в другом файле.

Например, информацию сигнала изображения ряда 23a пикселей детектирования фокусировки получают как выходные значения с номерами пикселей для каждой из пары изображений объекта, таких как изображение A и изображение B на Фиг.4C, где изображение A и изображение B являются теми же, как определенные в JP 2009-003122. Поэтому MPU 125 камеры записывает таблицу, проиллюстрированную на Фиг.4D, в память 128. На Фиг.4D начальная координата и конечная координата соответствуют координате левого конца и координате правого конца ряда 23a пикселей детектирования фокусировки в системе координат с началом в верхнем левом конце, как проиллюстрировано в Фиг.4A.

Благодаря вышеупомянутому процессу обнаружение состояния фокусировки и фокусировка в положении в фокус выполняются на основании информации сигнала ряда пикселей обнаружения фокусировки с фиксированным диапазоном во время съемки изображения, а информацию сигнала изображения рядов пикселей обнаружения фокусировки, относящихся к изображениям и всей поверхности съемки изображения, записывают в файл в памяти 128.

Обращаясь теперь к последовательности операций, проиллюстрированной на Фиг.5, будет дано описание способа обработки отображения величины расфокусировки, выполняемой MPU 125 камеры.

Когда начинается процесс отображения величины расфокусировки (S400), MPU 125 камеры первоначально определяет, воспроизведены ли и отображены на блоке 126 отображения одновременно изображение, записанное в памяти 128, и область обнаружения фокусировки, выбранная в период времени съемки изображения (S401). Фиг.6A является снимком экрана блока 126 отображения, который иллюстрирует область 31 обнаружения фокусировки, выбранную в период времени съемки изображения, на изображении 30 защищенного шлемом объекта (человека). MPU 125 камеры ожидает до тех пор, пока изображение 30 и область 31 обнаружения фокусировки не будут отображены на блоке 126 отображения.

Затем MPU 125 камеры определяет, установлена ли обозначенная область 34 в изображении 30, отображенном на блоке 126 отображения операционными SW 127 (например, путем перемещения) (S402). Фиг.6B иллюстрирует обозначенную область 34 с помощью прямоугольного пунктира.

Затем блок 125d задания MPU 125 камеры определяет пару сигналов изображения, соответствующих обозначенной области 34 в сигнале изображения, сохраненном в памяти 128. Более конкретно, MPU 125 камеры получает количество N рядов пикселей обнаружения фокусировки, по меньшей мере, частично содержащихся в обозначенной области 34 (S403). Фиг.6C иллюстрирует три ряда пикселей обнаружения фокусировки 32a, 32b и 33a, по меньшей мере, частично содержавшихся в обозначенной области 34, а количество N рядов пикселей обнаружения фокусировки будет 3 в этом случае.

Затем MPU 125 камеры определяет, существует ли множество рядов пикселей обнаружения фокусировки (или является ли “N” единицей) (S404). Когда MPU 125 камеры определяет, что “N” является единицей (Да на этапе S404), MPU 125 камеры обнаруживает диапазон пикселей, соответствующий области наложения между каждым рядом пикселей обнаружения фокусировки и обозначенной областью 34 (S405). Например, когда выходной сигнал ряда пикселей обнаружения фокусировки проиллюстрирован, как показано на Фиг.7, MPU 125 камеры находит область 35 пикселей, соответствующую обозначенной области 34, то есть значение пикселя (индекс) начального положения работы и значение пикселя конечного положения работы. Например, когда координаты ряда 32a пикселей обнаружения фокусировки и обозначенная область 34 заданы, как проиллюстрировано на Фиг.8, MPU 125 камеры вычисляет значения пикселей операционного начального положения и операционного конечного положения следующим образом.

Значение Пикселя Операционного Начального Положения =(Y_ds-Y_s)/(Шаг Пикселей)

Значение Пикселя Операционного Конечного Положения =(Y_de-Y_s)/(Шаг Пикселей)

В формате таблицы, иллюстрированном в Фиг.4D, информация о сигнале изображения, соответствующая значению пикселя операционного начального положения работы и значению пикселя операционного конечного положения, записывается как изображение A [значение пикселя операционного начального положения] в изображение A [значение пикселя операционного конечного положения], а изображение B [значение пикселя операционного начального положения] в изображение B [значение пикселя операционного конечного положения]. Таким образом, может быть получена информация сигнала изображения обозначенной области 34.

С другой стороны, когда N больше или равно 2 (Нет на этапе S404), MPU 125 камеры выбирает один ряд пикселей обнаружения фокусировки (S500).

Затем, блок 125e управления в MPU 125 камеры управляет величиной расфокусировки обозначенной области 34, используя пару сигналов изображения, заданных блоком 125d задания. Другими словами, после этапа S405 или S500, MPU 125 камеры вычисляет величину расфокусировки обозначенной области 34, используя диапазон пикселей ряда пикселей обнаружения фокусировки, соответствующего обозначенной области 34, и выходную величину сигнала изображения, полученную из таблицы, проиллюстрированной на Фиг.4D, и операцию по корреляции в способе детектирования разности фаз (S406).

Затем MPU 125 камеры отображает на блоке 126 отображения, как проиллюстрировано на Фиг.6D, изображение 30, область 31 обнаружения фокусировки, которая выбрана в период времени съемки изображения и находится в фокусе, обозначенную область 34 и величину 36 расфокусировки обозначенной области 34 (от области 31 обнаружения фокусировки) (S407). На Фиг.6D величина 36 расфокусировки обозначенной области 34 отображена как “XX STEP” в нижнем правом поле на экране блока 126 отображения, но положение и размер этого поля не ограничены.

Затем MPU 125 камеры определяет на основании манипуляции пользователя (не показано), должно ли быть продолжено вычисление величины расфокусировки обозначенной области (S408), и при определении, что оно должно быть продолжено (Да на этапе S408), последовательность операций возвращается к этапу S402. С другой стороны, когда MPU 125 камеры определяет, что оно не должно быть продолжено (Нет на этапе S408), MPU 125 камеры заканчивает процесс (S409).

Обращаясь теперь к Фиг.9, будут описаны детали этапа S500. Фиг.9 - схема последовательности операций, объясняющая детали процесса выбора ряда пикселей обнаружения фокусировки, выполняемого MPU 125 камеры.

Этапы S501-S506 формируют подпоследовательность, выполняемую для каждого ряда пикселей обнаружения фокусировки, обнаруженного на этапе S403.

Первоначально MPU 125 камеры обнаруживает диапазон пикселей в обозначенной области 34 из каждого ряда пикселей обнаружения фокусировки, по меньшей мере, частично содержащегося в обозначенной области 34, подобно этапу S405 (S502).

Затем MPU 125 камеры сохраняет количество Num[I] пикселей из диапазона пикселей, найденного на этапе S502 в RAM 125b (S503). Например, положение пикселя в ряду пикселей обнаружения фокусировки, по меньшей мере частично содержавшегося в области 35 пикселей, проиллюстрированной на Фиг.7, начинается с восемнадцатого пикселя с левого конца до тридцать пятого пикселя и количество Num[I] пикселей становится 35-18+1=18.

Затем MPU 125 камеры сохраняет величину контраста Con[I] сигнала изображения диапазона пикселей, найденного на этапе S502 в RAM 125b (S504). Величина контраста может использовать основной контраст, вычисленный из суммы абсолютной величины выходной разности между смежными пикселями сигнала изображения ряда пикселей обнаружения фокусировки, и вторичный контраст, вычисленный из суммы квадратов выходной разности между смежными пикселями.

Затем MPU 125 камеры сохраняет соответствие FLv1[I] в RAM 125b между сигналами изображения (изображение A и изображение B) диапазона пикселей, найденного на этапе S502 (S505). Соответствие изображения находят, оценивая соответствие формы волны выходов пикселей обнаружения фокусировки или путем операции корреляции пары изображений объекта.

После того как соответствие вычислено для каждого ряда пикселей обнаружения фокусировки (S506), MPU 125 камеры выбирает ряд пикселей обнаружения фокусировки, используемый, чтобы вычислить величину расфокусировки из числа “I” рядов пикселей обнаружения фокусировки. Первоначально MPU 125 камеры получает максимальную величину Num_max Num[I] (S507).

Этапы S508-S512 формируют подпоследовательность, относящуюся к диапазону пикселей, содержавшемуся в обозначенной области 34, для всех рядов-кандидатов пикселей обнаружения фокусировки.

Первоначально MPU 125 камеры устанавливает поисковый индекс I в 1 и очищает переменную Temp_num для управления количеством рядов пикселей (или устанавливает ее в 0) (S508).

Затем MPU 125 камеры сравнивает разность между Num_max и Num[I] с порогом Num_TH (S509). При определении, что разность больше, чем порог Num_TH (Нет на этапе S509), MPU 125 камеры очищает величины Con[I] и FLv1[I] ряда пикселей обнаружения фокусировки (S510). С другой стороны, при определении, что разность равна или меньше, чем порог Num_TH (Да на этапе S509), MPU 125 камеры увеличивает Temp_num (S511).

Последовательность этапов S507-S511 позволяет только ряду(ам) пикселей обнаружения фокусировки, имеющему большое количество пикселей, накладывающихся на обозначенную область, быть извлеченным из "I" рядов пикселей обнаружения фокусировки. Вместо этапов S509-S511, количество пикселей, содержащихся в обозначенной области, может быть отсортировано в порядке убывания, и может быть извлечено только предопределенное число рядов пикселей обнаружения фокусировки, имеющих большое количество пикселей. Другими словами, для множества рядов пикселей обнаружения фокусировки, по меньшей мере частично содержащихся в обозначенной области 34 и годных для использования детектором 129 фокусировки на основании разности фаз поверхности погрузки изображения, подобный результат может быть получен при выборе рядов пикселей обнаружения фокусировки, в которых число пикселей, содержащихся в обозначенной области 34, больше или равно первому порогу. Кроме того, блок 125d задания может задавать сигнал изображения, соответствующий выбранному ряду пикселей обнаружения фокусировки.

Затем, при определении, что Temp_num равна 1 (Да на этапе S513), MPU 125 камеры заканчивает процесс, потому что единственный кандидат был получен (S520).

С другой стороны, при определении, что Temp_num больше, чем 1 (Нет на этапе S513), MPU 125 камеры получает максимальную величину Con_max из Con[I], потому что все еще существует множество кандидатов. Поэтому MPU 125 камеры получает максимальную величину Con_max из Con[I] (S514).

Этапы S515-S518 формируют последовательность, выполняемую для каждого ряда(ов)-кандидата пикселей обнаружения фокусировки. Первоначально, MPU 125 камеры сравнивает разность между Con_max и Con[I] с порогом Con_TH (S516). Ряд пикселей обнаружения фокусировки, у которого Con[I] был очищен на этапе S510, всегда переходит на этап S517. При определении, что разность больше, чем порог Con_TH (Нет на этапе S516), MPU 125 камеры очищает величину FLv1 [I] ряда пикселей обнаружения фокусировки (S517). С другой стороны, при определении, что разность меньше или равна порогу Con_TH (Да на этапе S516), MPU 125 камеры выбирает ее. В результате может быть извлечен ряд пикселей обнаружения фокусировки, имеющий большое количество пикселей, содержащихся в обозначенной области, и высокую величину контраста. В то же время ряд пикселей обнаружения фокусировки может быть извлечен путем сортировки всех рядов пикселей обнаружения фокусировки в порядке убывания относительно величины контраста и выделением предопределенного числа пикселей обнаружения фокусировки. Другими словами, для множества рядов пикселей обнаружения фокусировки, по меньшей мере частично содержащихся в обозначенной области 34 и годных для использования детектором 129 фокусировки на основании разности фаз поверхности съемки изображения, подобный результат может быть получен при выборе рядов пикселей обнаружения фокусировки, содержащихся в обозначенной области 34, имеющей величину контраста, большую или равную, чем второй порог. Кроме того, блок задания 125d может задать сигнал изображения, соответствующий выбранному ряду пикселей обнаружения фокусировки.

Затем MPU 125 камеры выбирает один из рядов-кандидатов пикселей обнаружения фокусировки, который имеет лучшее или максимальное соответствие изображения (S519) и заканчивает процесс (S520). Так как на этапах S510 и S517 очистили FLv1[I] рядов пикселей обнаружения фокусировки, имеющих небольшое количество пикселей, содержащихся в обозначенной области, или низкую величину контраста, на этапе S519 не выбирают эти ряды пикселей обнаружения фокусировки.

Благодаря вышеупомянутой процедуре, после того как пользователь обозначает область во время воспроизведения изображения, величина расфокусировки обозначенной области может быть представлена пользователю, используя область обнаружения фокусировки, используемую во время съемки изображения.

Обычно необходимо подтверждение установки значения корректировки для снятого изображения, чтобы величина расфокусировки была скорректирована, и, таким образом, установление значения корректировки и подтверждение для снятого изображения должны обычно повторяться. С другой стороны, согласно этому варианту осуществления, после того как снятое изображение воспроизведено, а обозначенная область 34, на которой следует фокусироваться, установлена, может быть получена ее величина расфокусировки.

Выделенный датчик AF на основе разности фаз может использоваться вместо AF на основе детектирования разности фаз поверхности съемки изображения. Блок AF на основе разности фаз включает в себя датчик области (или линии) (не показан) и обнаруживает состояние фокусировки объектива съемки изображения в способе детектирования разности фаз для каждой области обнаружения фокусировки. Блок AF на основе разности фаз собирает свет от объекта и разделяет свет на два световых потока, используя линзу-расщепитель так, чтобы каждый из двух световых потоков мог сформировать изображение на соответствующем одном из двух рядов элементов фотоэлектрического преобразования. Поскольку расстояние до объекта изменяется, расстояние изменяется между изображениями объекта, инициированное двумя световыми потоками. Ряд элементов фотоэлектрического преобразования накапливает электрические заряды в течение периода времени, определяемого яркостью объекта, а выход ряда элементов фотоэлектрического преобразования оцифровывается A/D-преобразователем после накопления электрических зарядов, а операционная схема корреляции детектирует корреляцию между оцифрованными сигналами. Благодаря этой операции корреляции величина сдвига между двумя сигналами может быть вычислена в единицах пикселей. Блок AF на основе разности фаз измеряет расстояние до объекта в направлении оптической оси, используя принцип триангуляции с помощью величины сдвига, расстояние между двумя рядами фотоэлектрических элементов, и фокусное расстояние оптической системы измерения расстояния, и выводит результат в MPU 125 камеры. Другими словами, блок AF на основе разности фаз также служит получателем информации расстояния, сконфигурированным для получения информации расстояния о расстоянии (объекта) между каждой областью обнаружения фокусировки и объектом.

Фиг.10 является вариантом Фиг.5, и этапы S401-S407 те же самые, как на Фиг.5, и их описание будет пропущено. На Фиг.10 этапы S411-S413 добавлены вместо S407.

После этапа S406 MPU 125 камеры отображает, как показано на Фиг.6E, информацию 37, которая предоставляет в блоке 126 отображения вариант того, должна ли быть записана с изображением 30 величина расфокусировки обозначенной области 34, соответствующей области 21a обнаружения фокусировки, выбранной во время съемки изображения (S411).

При определении, что величина расфокусировки обозначенной области 34 должна быть записана (Да на этапе S412), как результат того, что пользователь вводит данные через операционные SW 127 (Да на этапе S412), MPU 125 камеры записывает ее как информацию атрибута в примечании EXIF создателя изображения 30 (S413). С другой стороны, при определении, что величина расфокусировки обозначенной области 34 не должна быть записана (Нет на этапе S412), или после этапа S413, последовательность операций переходит к этапу S408.

Обращаясь теперь к Фиг.11, будет дано описание способа, выполняемого MPU 125 камеры, для установки значения корректировки, используемого для исправления величины расфокусировки обозначенной области 34 в устройстве съемки изображения. Фиг.11 является изображением, которое иллюстрирует снимок экрана съемки изображения, отображенный на блоке 126 отображения.

Как только пользователь выбирает меню установки значения корректировки (не показано), манипулируя операционными SW 127, блок 126 отображения отображает экран 40 установки, проиллюстрированный на Фиг.11. Экран 40 установки отображает изображение, на котором сохраняется величина расфокусировки с этапа S412 на Фиг.10 как информация атрибута.

На Фиг.11 каждое из изображений 30A-30С объекта имеет величину расфокусировки как свой атрибут и соответствующий один из номеров 38A-38C изображения. Символы 41a и 41b служат переключателем отображения к изображению, имеющему информацию атрибута, за исключением текущего отображаемого изображения. Кадр 42 указывает на изображение, имеющее текущую выбранную информацию атрибута. На текущем выбранном изображении также отображена область 31 обнаружения фокусировки, выбранная во время съемки изображения, и обозначенная область 34.

Фиг.11 иллюстрирует информацию 43, включая значение корректировки, записанное в текущем выбранном изображении 30A, и вариант того, должно ли значение корректировки быть установлено в камере. Когда пользователь выбирает кнопку 44a "Да" через операционные SW 127, отображаемое значение корректировки камеры устанавливается в EEPROM 125c. В результате, когда подобное изображение снимается в последующем этапе фотографирования, обозначенная область 34 может более точно сфокусирована в полученном изображении. С другой стороны, когда пользователь выбирает кнопку 44b "Нет" через операционные SW 127, значение исправления не устанавливается, и текущая установка сохраняется.

Поскольку значение корректировки, устанавливаемое в этом варианте осуществления, эффективно для сцены съемки изображения, относящейся к изображению, используемому для вычисления значения корректировки, MPU 125 камеры может переключить статус значения корректировки между действительным/недействительным в соответствии с манипуляцией операционными SW 127.

В этом варианте осуществления записывается значение корректировки величины расфокусировки обозначенной области 34 вместе с изображением 30 и обеспечивается возможность установки величины корректировки, улучшая удобство использования. Вместо отображения информации 37, проиллюстрированной на Фиг.6E, может быть отображена информация 43, проиллюстрированная на Фиг.11, и на этапе S413 может быть установлено значение корректировки.

В то время как данное изобретение было описано в отношении вариантов осуществления, необходимо понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления. Объем последующей формулы изобретения должен иметь самую широкую интерпретацию, чтобы охватить все такие модификации и эквивалентные структуры и функции.

Устройство обработки изображений может быть осуществлено как компьютер или может быть объединено с устройством съемки изображения. Устройство съемки изображения применимо к фотографированию объекта.

Изобретение относится к обработке изображений. Техническим результатом является улучшение калибровки величины расфокусировки посредством отображения информации, связанной с величиной расфокусировки обозначенной области изображения. Устройство обработки изображений содержит детектор фокуса, память, блок установки, блок вычисления, блок отображения. При этом детектор фокуса сконфигурирован для обнаружения состояния фокусировки области обнаружения фокусировки путем обнаружения разности фаз между парой сигналов изображения объекта. Память сконфигурирована для хранения изображения, фотоэлектрически преобразованного и выведенного устройством съемки изображения, области обнаружения фокусировки и пар сигналов выходного изображения. Блок установки сконфигурирован для установки области, обозначенной пользователем в изображении, сохраненном в памяти. Блок вычисления сконфигурирован для вычисления величины расфокусировки обозначенной области, используя пару сигналов изображения, соответствующих обозначенной области, среди сигналов изображения, сохраненных в памяти. Блок отображения сконфигурирован для отображения информации, связанной с величиной расфокусировки обозначенной области. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Устройство обработки изображений, содержащее:
детектор фокуса, сконфигурированный для обнаружения состояния фокусировки области обнаружения фокусировки путем обнаружения разности фаз между парой сигналов изображения объекта;
память, сконфигурированную для хранения изображения, фотоэлектрически преобразованного и выведенного устройством съемки изображения, области обнаружения фокусировки и пар сигналов выведенного изображения;
блок установки, сконфигурированный для установки области, обозначенной пользователем в изображении, сохраненном в памяти;
блок вычисления, сконфигурированный для вычисления величины расфокусировки обозначенной области, используя пару сигналов изображения, соответствующих обозначенной области, среди сигналов изображения, сохраненных в памяти; и
блок отображения, сконфигурированный для отображения информации, связанной с величиной расфокусировки обозначенной области.

2. Устройство обработки изображений по п.1, дополнительно содержащее блок коррекции, сконфигурированный для коррекции состояния фокусировки изображения, запечатленного на следующей фотографии, на основании величины расфокусировки.

3. Устройство обработки изображений по п.1, в котором устройство съемки изображений включает в себя множество пикселей обнаружения фокусировки, каждый из которых принимает свет, который проходит через часть выходного зрачка объектива съемки изображений; и
в котором блок вычисления вычисляет величину расфокусировки с помощью пары сигналов изображения, выведенных из пикселей обнаружения фокусировки, по меньшей мере, частично содержащихся в области устройства съемки изображений, соответствующей обозначенной области.

4. Способ обработки изображений с помощью процессора и памяти, в котором детектор фокуса сконфигурирован для обнаружения разности фаз между парой сигналов изображения объекта, при этом способ обработки изображений содержит этапы на которых:
сохраняют в памяти изображение, фотоэлектрически преобразованное и выведенное из устройства съемки изображения, область обнаружения фокусировки и пары сигналов выведенного изображения, причем область обнаружения фокусировки используют для детектора фокусировки,
обнаруживают с помощью процессора область, обозначенную пользователем в изображении, сохраненном в памяти;
вычисляют с помощью процессора величину расфокусировки обозначенной области, используя пару сигналов изображения, соответствующих обозначенной области, среди сигналов изображения, сохраненных в памяти; и
отображают информацию, связанную с величиной расфокусировки обозначенной области.

5. Способ обработки изображений по п.4, дополнительно содержащий этапы, на которых:
определяют с помощью процессора, должна ли быть величина расфокусировки обозначенной области записана вместе с изображением, включающим в себя обозначенную область;
записывают с помощью процессора величину расфокусировки обозначенной области в информации атрибута изображения, включающего в себя обозначенную область, когда процессор определяет, что величина расфокусировки обозначенной области должна быть записана вместе с изображением, включающим в себя обозначенную область.

6. Способ обработки изображений по п.4, дополнительно содержащий этап, на котором устанавливают с помощью процессора величину коррекции величины расфокусировки обозначенной области в устройстве съемки изображения.

7. Способ обработки изображений по п.6, дополнительно содержащий этап, на котором статус коррекции определяют действительным либо недействительным.

8. Способ обработки изображений по п.4, дополнительно содержащий этапы, на которых:
определяют с помощью процессора, существует ли множество рядов пикселей обнаружения фокусировки, используемых детектором фокуса и, по меньшей мере, частично содержащихся в обозначенной области; и
выбирают с помощью процессора, по меньшей мере, один из множества рядов пикселей обнаружения фокусировки, при этом количество пикселей каждого из, по меньшей мере, одного содержащегося в обозначенном пикселе является большим, чем первый порог, при этом пара сигналов изображения соответствует, по меньшей мере, одному выбранному.

9. Способ обработки изображений по п.8, дополнительно содержащий этап, на котором выбирают с помощью процессора, по меньшей мере, один из множества рядов пикселей обнаружения фокусировки, при этом каждый из, по меньшей мере, одного имеет величину контраста, содержащуюся в обозначенном пикселе, большую, чем второй порог.

10. Способ обработки изображений по п.8, дополнительно содержащий этап, на котором выбирают ряд пикселей обнаружения фокусировки, имеющий максимальное соответствие между парой изображений, соответствующих каждому ряду пикселей обнаружения фокусировки.

11. Машиночитаемый носитель данных с записанной на него программой, обеспечивающей выполнение процессором способа обработки изображений для обработки изображения с помощью памяти, сконфигурированной для хранения изображения, фотоэлектрически преобразованного и выведенного устройством съемки изображения, области обнаружения фокусировки и пар сигналов выведенного изображения, при этом область обнаружения фокусировки используют для детектора фокуса, причем детектор фокуса сконфигурирован для обнаружения разности фаз между парой сигналов изображения объекта,
при этом способ обработки изображений содержит этапы, на которых:
обнаруживают с помощью процессора область, обозначенную пользователем в изображении, сохраненном в памяти;
вычисляют с помощью процессора величину расфокусировки обозначенной области, используя пару сигналов изображения, соответствующих обозначенной области, среди сигналов изображения, сохраненных в памяти; и
отображают информацию, связанную с величиной расфокусировки обозначенной области.