聚焦设备和方法

专利名称：聚焦设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种数字图像处理设备及其操作方法，更具体地讲，涉及这 样一种聚焦设备和方法使图像传感器仅能够读取图像的预设区域内的像素， 使用读取的像素计算焦距值，并将计算的焦距值应用到整个图 <象。
背景技术：
通常，数字图像处理设备使用传感器(例如，电荷耦合器件(CCD)或 互补金属氧化物半导体(CMOS))将对象的电子图像信号转换为数字信号， 并使用压缩/恢复单元存储数字信号或使用输出单元输出数字图像。
这样的数字图像处理设备执行自动聚焦以正确地聚焦对象。对于每幅画 面，通过使用边缘计算焦距值、基于计算的焦距值确定聚焦透镜的移动方向 和移动距离、并沿确定的移动方向将聚焦透镜移动确定的移动距离来执行自 动聚焦，其中，在诸如CCD或CMOS的传感器处理图像信号之后输出所述 边缘。
在自动聚焦才莫式中，诸如CCD或CMOS的传感器以30帧每秒(FPS ) 的速度读取对象的所有像素。例如，当一帧包括256像素时，以30FPS的速 度读取一像素花费的时间为0.117ms。相应地，读取全部256像素花费的时间 为大约30ms。在高速自动聚焦模式下，为了减少读取像素花费的时间， 一些 行的像素被读取，而其他行的像素被跳过。例如，当第一行的像素被读取， 第三行的像素被跳过时，由于仅读取256像素中的64像素，所以读取64像 素花费的时间为大约7.488ms ( 133FPS)。
然而，尽管上面描述了一些行的像素被读取而其他行的像素被跳过，但
是传感器仍要读取大量的像素。因此，传统数字图像处理设备在提高聚焦速度方面具有限制，它实际上还读取不必要的像素。

发明内容
本发明提供这样一种聚焦设备和方法使图像传感器能够仅读取图像的 预设区域内的像素，使用读取的像素计算焦距值，并将计算的焦距值应用到
整个图像。
根据本发明的一方面，提供一种聚焦设备，包括区域设置单元，设置 图像的任意聚焦区域；设置区域像素读取单元，仅读取设置的聚焦区域内的 像素；焦距值计算单元，根据聚焦透镜为仅针对由设置区域像素读取单元读 取的聚焦区域内的像素达到聚焦状态而移动的距离来计算最大焦距值；控制 单元，将计算的最大焦距值应用到整个图像。
所述聚焦区域可由用户设置。
所述聚焦区域可i皮设置为包括预定像素块的中心区域。 所述聚焦区域可,皮设置为脸部识别区域。
所述聚焦设备还可包括脸部识别单元，当聚焦区域被设置为脸部识别区 域时，从图像检测脸的数量和位置。
根据本发明的另一方面，提供一种聚焦设备，包括区域设置单元，设 置图像的任意聚焦区域；设置区域像素读取单元，仅读取包括设置的聚焦区 域的邻近像素区域内的像素；焦距值计算单元，根据聚焦透镜为仅针对设置 区域像素读取单元读取的包括设置的聚焦区域的邻近像素区域内的像素达到 聚焦状态而移动的距离来计算最大焦距值；控制单元，将计算的最大焦距值 应用到整个图像。
所述聚焦区域可由用户设置。
所述聚焦区域可被设置为包括预定像素块的中心区域。 所述聚焦区域可被设置为脸部识别区域。
所述聚焦设备还可包括脸部识别单元，当聚焦区域被设置为脸部识别区 域时，从图像检测脸的数量和位置。
根据本发明的另一方面，提供一种聚焦方法，包括设置图像的任意聚 焦区域；仅读取设置的聚焦区域内的像素；根据聚焦透镜为仅针对读取的聚 焦区域内的像素达到聚焦状态而移动的距离来计算最大焦距值；将计算的最 大焦距值应用到整个图像。设置任意聚焦区域的步骤可包括用户设置聚焦区域；将聚焦区域设置 为包括预定像素块的中心区域；或将聚焦区域设置为脸部识别区域。
所述聚焦方法还可包括当聚焦区域被设置为脸部识别区域时，从图像 检测脸的数量和位置。
根据本发明的另一方面，提供一种聚焦方法，包括从图像设置任意聚 焦区域；仅读取包括设置的聚焦区域的邻近像素区域内的像素；根据聚焦透 镜为仅针对读取的包括设置的聚焦区域的邻近像素区域内的像素达到聚焦状 态而移动的距离来计算最大焦距值；将计算的最大焦距值应用到整个图像。
设置任意聚焦区域的步骤可包括用户设置聚焦区域；将聚焦区域设置 为包括预定像素块的中心区域；或将聚焦区域-没置为脸部识别区域。
所述聚焦方法还可包括当聚焦区域被设置为脸部识别区域时，从图像 检测脸的数量和位置。


通过下面结合附图对示例性实施例进行的详细描述，本发明的上述和其 它特点和优点将会变得更加清楚，其中
图1是示出传统数字图像处理设备的前侧和上侧的透视图； 图2是示出图1的传统数字图像处理设备的后侧的后视图； 图3是根据本发明实施例的聚焦设备的框图4A至图4C示出根据本发明实施例的通过图3的聚焦设备的数字信号 处理单元设置的聚焦区域；
图5A至图5C示出根据本发明另一实施例通过图3的聚焦设备的数字信 号处理单元设置的聚焦区域；
图6是示出焦距值和聚焦透镜的移动距离之间的关系的曲线图7是示出根据本发明实施例的聚焦方法的流程图8是示出根据本发明另 一实施例的聚焦方法的流程图。
具体实施例方式
现在，将参照附图来更全面地描述说明本发明，其中，在附图中示出本 发明的示例性实施例。
图1是示出传统数字图像处理设备的前侧和上侧的透视图。参照图1,数字图像处理设备包括快门按钮ll、电源按钮13、闪光单 元15、辅助光单元17以及透镜单元19。快门按钮11被按下以将电荷耦合器 件(CCD)曝光预定时间段，与光圈(iris，未示出)共同工作，以将对象适 当地曝光，并将对象的图像记录在CCD上。
用户按下快门按钮11以产生第一和第二图像拍摄信号。如果快门按钮 ll被按下一部分，则数字图像处理设备执行聚焦并调整光量。当实现正确的 聚焦时，聚焦指示可被提供给用户，例如，绿色的光或图标可被示出在图2 的显示单元23中。在快门按钮11被按下一部分，获得正确的聚焦，并且光 量被调整之后，快门按钮11被完全按下以进行拍摄。
电源按钮13被按下以将电源提供给数字图像处理设备，并操作数字图像 处理设备。当在暗处拍摄图像时，闪光单元15提供瞬时的光。闪光模式包括 自动闪光模式、强制闪光模式、无闪光模式、防红眼(red-eye reduction)模 式以及慢同步模式。
辅助闪光单元17将光提供给对象(例如，当对象缺乏照明或在晚上拍摄 时)，以便数字图像处理设备可快速而准确地执行自动聚焦。
透镜单元19接收从对象反射的光，以使该设备能够处理图像。
图2是示出图1的传统数字图像处理设备的后侧的后视图。数字图像处 理设备的后侧包括广角变焦按钮21w、远摄变焦(telephoto-zoom)按钮21t、 显示单元23以及输入按钮Bl至B14。
当广角变焦4姿4丑21 w或远才聂变焦按4丑211 一皮4姿下时，#见角变宽或变窄。 具体地说，广角变焦按钮21w或远摄变焦按钮21t被按下以改变选择的区域。 当广角变焦按钮21 w被按下时，选择的区域减小，当远摄变焦按钮211被按 下时，选择的区域扩大。
输入按钮Bl至B14靠近显示单元23被垂直和水平地布置。靠近显示单 元23被垂直和水平地布置的输入按钮B1至B14的每个包括触摸传感器(未 示出)或接触开关(未示出)。如本领域所公知的，触摸传感器不需要像触摸 接触开关那样的强有力地触摸。
如果在输入按钮B1至B14的每个中包括触摸传感器，则用户可沿不同 方向在水平排列的按钮B1至B7或垂直排列的按钮B8至14上移动他的或她 的指尖来选择任意项，例如，主菜单项中的颜色或亮度或者包括在主菜单图 标中的子菜单图标。如果在输入按4丑Bl至B14的每个中包括4妄触开关，则可直接选4奪主菜 单图标和子菜单图标来激活相应的功能。
图3是根据本发明实施例的聚焦设备的框图。参照图3,根据本发明的 当前实施例的聚焦设备包括显示单元23、用户输入单元31、图像拾取单元 33、图像处理单元35、存储单元37以及数字信号处理单元39。
用户输入单元31包括快门按钮11,被按下以将CCD曝光预定时间段； 电源按钮13，提供电源；广角变焦按钮21W和远摄变焦按钮21t，使视角变 宽或变窄；输入按钮B1至B14,靠近显示单元23被垂直和水平地布置，用 于输入字符，并且输入按钮B1至B14的每个包括触摸传感器或接触开关。
图像拾取单元33包括变焦透镜33-l、聚焦透镜33-2、聚焦透镜驱动 单元33-3、图像传感器33-4、模拟-数字转换器(ADC) 33-5、快门(未示出) 和光圏(未示出)。
快门和光圏共同工作以调整由图像传感器33-4接收的光量。变焦透镜 33-1和聚焦透镜33-2从外部光源接收光并处理图像。光圈根据入射光的量调 整其大小。光圏的大小由数字信号处理单元39控制。
变焦透镜33-1和聚焦透镜33-2的每个的光轴与图像传感器33-4的光接 收面的光学中心对齐。聚焦透镜33-2可沿光轴线性地移动。聚焦透镜33-2 被移动以将图像聚焦到图像传感器33-4的光接收面。聚焦透镜驱动单元33-3 在数字信号处理单元39的控制下移动聚焦透镜33-2。
图像传感器33-4聚集通过变焦透镜33-1和聚焦透镜33-2输入的光量， 并响应于垂直同步信号输出通过变焦透镜33-1和聚焦透4竟33-2拍才聂的相应于 聚集的光量的图像。将对象反射的光转换为电信号的图像传感器33-4用于捕 获图像。为了获取彩色图像，图像传感器33-4需要滤色器。通常使用滤色器 阵列(CFA,未示出)。CFA是规则地放置在图像传感器33-4上的滤色器的 阵列，其中，CFA中的每个像素仅透射一种颜色的光。CFA可具有各种布置。 ADC 33-5将从图像传感器33-4输出的模拟图像信号转换为数字图像信号。
图像处理单元35将来自ADC 33-5的数字原始数据处理为可被显示或存 储的经处理的数据。图像处理单元35去除由在对温度改变敏感的CFA和图 像传感器33-4中产生的暗电流导致的暗电平。图像处理单元35执行基于非 线性人类视觉响应对信息编码的伽玛校正。图像处理单元35还执行CFA插 值，所述CFA插值将包括伽玛校正的信息的RGRG线和GBGB线的贝叶尔(Bayer)模式中失去的颜色插入RGB线，以使RGB信号完整。图像处理单 元35将RGB信号转换为YUV信号，执行使用高通滤波器对Y信号进行滤 波并获得清楚的图像的边缘补偿和使用标准颜色坐标校正U和V信号的颜色 值的颜色校正，并去除Y、 U和V信号的噪声。图^象处理单元35压缩并处理 去除了噪声的Y、 U和V信号，以产生联合图象专家组(JPEG)文件。产生 的JPEG文件被显示在显示单元23上，并被存储在存储单元37中。可在数 字信号处理单元39的控制下或与数字信号处理单元39协作执行图像处理单 元35的操作。
根据本发明的当前实施例的数字信号处理单元39不控制图像传感器 33-4读取图像的所有像素，而是控制图像传感器33-4仅读取设置的聚焦区域 内的像素，以便使用读取的像素计算焦距值，并将焦距值应用到整个图像， 从而减少图像传感器33-4读取像素所花费的时间，并提高聚焦速度。
为此，数字信号处理单元39包括区域设置单元39-1、设置区域像素 读取单元39-2、焦距值计算单元39-3以及控制单元39-4。
第一实施例中，数字信号处理单元39仅读取预设的聚焦区域内的像素，根据 读取的像素计算最大焦距值，然后执行聚焦。在第二实施例中，数字信号处 理单元39仅读取包括第一实施例的预设的聚焦区域的"邻近"像素区域内的 像素，根据读取的像素计算最大焦距值，并执行聚焦。
现在将解释第一实施例，即，数字信号处理单元39仅读取预设的聚焦区 域内的像素，根据读取的像素计算最大焦距值，然后执行聚焦。
区域设置单元39-1从用户输入单元31接收区域设置信号，并设置用于 计算焦距值的任意区域。控制单元39-4存储由区域设置单元39-l设置的聚焦 区域的坐标信息。
可以以各种方式设置聚焦区域。在本实施例中，可以以下面的三种方式 中的一种方式来设置聚焦区域通过用户设置；设置为图像的中心区域；设 置为脸部识别区域。控制单元39-4可将用于设置聚焦区域的菜单提供给用户 (即，在显示单元23上显示菜单)。用户可选择菜单中菜单项或子菜单，例 如，用户直接设置、中心区域设置或者脸部识别区域设置。可以以其他方式 来设置聚焦区域。
图4A至图4C示出根据本发明实施例的可通过图3的聚焦设备的数字信号处理单元设置的各种示例性聚焦区域(由用交叉的平行线画出阴影的像素
示出)。参照图4A，用户可在观看图像的实况示图(live view)或图像的取景 器示图之后设置图像的聚焦区域。在图4A中，用户使用按钮B1至B14 (图 2)直接设置包括4像素块的聚焦区域401。尽管图4A的聚焦区域401包括 以方形布局布置的4像素块，但是本发明不限于此。即，例如，聚焦区域401 可以为矩形、圓形或由本领域公知的其他多义线(polylinear)或曲线的形状 定义。此外，可使用按钮B1至B 14将直接设置的聚焦区域移动到期望的位 置。因此，可以理解，用户可为聚焦区域401选4奪大小、形状和位置，从而 定制期望的区域401。例如，除了选择马的头部的包括眼睛的部分，用户可 选择马的身体的不同部分，例如，腿、脚、躯干、尾巴等，或者甚至不同的 对象，例如，马的后面示出的树(或树的部分)。
参照图4B，聚焦区域403被设置为图像的中心区域。 参照图4C,聚焦区域405被设置为图像的脸部识别区域。 当聚焦区域405被设置为图4C中所示的脸部识别区域时，数字信号处 理单元39还包括脸部识别单元(未示出)，以检测关于脸的数量和位置的脸 部信息。脸部识别单元^吏用^r测到的脸部信息i殳置脸部识别区域。脸部识别 单元的基于特征的脸部识别方法被用于定位脸上明显的特征，例如，眼睛、 鼻子、嘴唇、肉体(material)或肤色。由于上述特征中的肤色对于脸部的运 动、旋转和大小的变化的敏感程度较低，因此常使用肤色。脸部识别单元的 基于模板的脸部检测方法定义了脸的几种标准图案，存储该图案，并将图像 与搜索窗中存储的图案中的一个进行比较。脸部识别单元的基于支持向量机 (SVM)的脸部检测方法近来最常被使用。基于SVM的脸部检测方法对图 像的不同区域进行子采样，使用检测器将脸部与图像的非脸部分区分开来， 然后从图像中寻找脸部。由于脸部识别单元的脸部检测方法已经是公知的， 因此为了简明将省略对其的详细解释。
设置区域像素读取单元39-2仅读取通过区域设置单元39-1设置的聚焦 区域内的像素。为此，当快门ll被按下一部分时，控制单元39-4获取存储 的设置的聚焦区域的坐标信息，并将获取的坐标信息发送到图像传感器33-4。 图像传感器33-4将设置的聚焦区域内的像素(或像素信息)发送到设置区域 像素读取单元39-2。
在图4A中，设置区域像素读取单元39-2仅读取由用户直接设置的聚焦区域401内的像素。在图4B中，设置区域像素读取单元39-2仅读取设置为 中心区域的聚焦区域403内的像素。在图4C中，设置区域像素读取单元39-2 仅读取设置为脸部识别区域的聚焦区域405内的像素。
焦距值计算单元39-3在控制单元39-4的控制下，根据聚焦透镜33-2为 针对通过设置区域像素读取单元39-2读取的像素达到聚焦状态而移动的距 离，计算最大焦距值。
图6是解释根据聚焦透镜33-2为达到聚焦状态而移动的距离的最大焦距 值的曲线图，其中，焦距值计算单元39-3根据设置的聚焦区域401、 403或 405内的像素计算所述最大焦距值。如果在聚焦区3或401、 403或405内没有 实现正确的聚焦，则获得小的焦距值A。在此情况下，聚焦透镜33-2的移动 方向在点B被确定为变为方向C。当聚焦透镜33-2沿方向C移动并通过了获 得最大焦距值的点E时，聚焦透镜33-2沿方向D往回朝点E移动，然后被 固定在点E，从而找到最大焦距值。
根据本发明实施例寻找最大焦距值花费的时间是设置区域像素读取单元 39-2读取聚焦区域(例如，401 、 403和405中的一个)内的^象素所花费的时 间与聚焦透镜33-2的移动时间之和。
焦距值计算单元39-3与控制单元39-4不断地交换^:据，控制单元39-4 接收从焦距值计算单元39-3输出的信号，并控制聚焦透镜驱动单元33-3寻找 最大焦距值。当焦距值计算单元39-3计算出最大焦距值时，控制单元39-4 通过将计算的最大焦距值应用到整个图像来执行聚焦。如果快门按钮11被完 全按下，则控制单元39-4捕获使用最大焦距值调整过的图像，并将调整过的 图像存储在存储单元37中。
由于根据本发明实施例的设置区域像素读取单元39-2仅读取设置的聚
焦区域401、 403或405的像素并寻找最大焦距值，因此与基本上读取全部像 素的传统图像传感器相比，读取像素花费的时间可大大缩短。因此，与传统 的数字信号处理单元相比，可提高聚焦速度。
现在将解释第二实施例，即，数字信号处理单元39仅读取包括第一实施 例的预设的聚焦区域的"邻近"像素区域内的像素，根据读取的像素计算最 大焦距值，并执行聚焦。
区域设置单元39-1从用户输入单元31接收区域设置信号，并设置用于 计算焦距值的任意聚焦区域。图5A至图5C示出根据本发明的第二实施例的可通过图3的聚焦设备的 数字信号处理单元设置的不同示例聚焦区域(由用交叉的平行线画出阴影的 像素示出)。参照图5A，用户在观看对象的实况示图或图像的取景器示图的 同时，可设置图像的聚焦区域。在设置聚焦区域之后，控制单元39-4可存储 由用户定义或构造的聚焦区域的坐标信息，并且可设置包括由用户直接设置 的聚焦区域的邻近像素区域501,以定义最终的聚焦区域。或者，控制单元 39-4可存储由用户直接设置的聚焦区域的坐标信息和包括由用户设置的聚焦 区域的邻近像素区域501的坐标信息，并且可将包括由用户设置的聚焦区域 的邻近像素区域501设置为最终聚焦区域。
在图4A中由用户直接设置的聚焦区域401包括4像素块时，当用户设 置聚焦区域401时由第二实施例建立的邻近像素区域501包括16像素块。即， 像素区域501由用户设置的中心区域(即，4像素的区域401 )和另外的补偿 或扩大区域(即，围绕区域401的12像素的像素区域形成的普通方形环)限 定。
参照图5B，作为中心区域的邻近像素区域503可被设置为最终聚焦区域。 当聚焦区域被设置为中心区域时，控制单元39-4存储中心区域的坐标信息， 包括中心区域的邻近像素区域503可被设置为最终聚焦区域。或者，控制单 元39-4可存储中心区域的坐标信息和包括中心区域的邻近像素区域503的坐 标信息，包括中心区域的邻近像素区域503可被设置为最终聚焦区域。
在图4B中被设置为中心区域的聚焦区域403包括4像素块时，图5B中 包括中心区域的邻近像素区域503包括16像素块。在区域设置操作期间，图 像处理单元35或者数字信号处理单元39的一个或多个单元可扩大或另外地 改变聚焦区域403以定义邻近像素区域503,即，由12像素的方形环及其围 绕的四像素区域403构成的区域。
参照图5C，包括脸部识别区域的邻近像素区域505可被设置为最终聚焦 区域。当包括脸部识别区域的邻近像素区域505被设置为最终聚焦区域时， 数字信号处理单元39还包括脸部识别单元(未示出)，以检测脸的数量和位 置。
当聚焦区域被设置为图5C所示的脸部识别区域时，控制单元39-4存储 脸部识别区域的坐标信息，并且包括脸部识别区域的邻近像素区域505可被 设置为最终聚焦区域。或者，控制单元39-4可存储脸部识别区域的坐标信息和包括脸部识别区域的邻近像素区域505的坐标信息，并且包括脸部识别区 域的邻近像素区域505可被设置为最终聚焦区域。
设置区域像素读取单元39-2仅读取包括通过区域设置单元39-1设置的 聚焦区域的邻近像素区域内的像素。为此，当快门11按钮被按下一部分时， 控制单元39-4获取存储的聚焦区域的坐标信息，并将该坐标信息发送到图像 传感器33-4。图像传感器33-4仅将与该坐标信息相应的包括设置的聚焦区域 的邻近像素区域内的像素发送到设置区域像素读取单元39-2。
在图5A中，设置区域像素读取单元39-2仅读取包括由用户直接设置的 聚焦区域的邻近像素区域501内的像素。在图5B中，设置区域像素读取单元 39-2仅读取包括设置为中心区域的聚焦区域的临近像素区域503内的像素。 在图5C中，设置区域像素读取单元39-2仅读取包括设置为脸部识别区域的 聚焦区域的邻近像素区域505内的像素。
焦距值计算单元39-3在控制单元39-4的控制下，根据聚焦透镜33-2为 针对通过设置区域像素读取单元39-2读取的像素达到聚焦状态而移动的距 离，计算最大焦距值。由于焦距值计算单元39-3和控制单元39-4的操作与前 面的描述相同，因此为了简明将不再重复对其的解释。
尽管设置聚焦区域501、 503或505的数字信号处理单元39比设置聚焦 区域401 、 403或405的图4A至图4C的数字信号处理单元39处理更多的像 素，但是读取的像素的数量仍远少于传统的数字信号处理单元读取的像素的 数量，从而提高了聚焦速度。
将参照图7和图8解释根据本发明实施例的聚焦方法。可在图3的聚焦 设备中执行聚焦方法。可结合数字图像处理设备中的外围组件在数字信号处 理单元39中执行使用本聚焦方法的主拍摄方法。
图7是示出根据本发明实施例的聚焦方法的流程图。
参照图7，在操作701,数字信号处理单元39从用户接收聚焦区域选择 信号，并使用聚焦区域选择信号设置图像的聚焦区域。数字信号处理单元39 存储设置的聚焦区域的坐标信息。数字信号处理单元39可向用户提供用于设 置聚焦区域的菜单，并且用户可在所述菜单中选择期望的子菜单。所述菜单 可包括三个菜单项或子菜单，即，可以以三种方式选择聚焦区域。聚焦区域 可被用户直接设置，可被设置为图像的中心区域，并且可被设置为图像的脸 部识别区域。由于已经参照图4A至图4C详细描述了聚焦区域的设置，因此为了简明将不再重复对其的解释。
在操作703,快门按钮11被用户按下一部分以启动拍摄，数字信号处理 单元39接收指示快门按钮11被按下一部分的信号。
在操作705,数字信号处理单元39获取设置的聚焦区域的坐标信息。
在操作707,数字信号处理单元39仅读取设置的聚焦区域内的像素。为 此，当快门按钮11被按下一部分时，数字信号处理单元39获取存储的设置 的聚焦区域的坐标信息，并将设置的聚焦区域的坐标信息发送到图像传感器 33-4。图像传感器33-4仅将设置的聚焦区域内的像素或像素的像素信息发送 到数字信号处理单元39。
在操作709,数字信号处理单元39根据聚焦透镜33-2为针对设置的聚 焦区域内的像素达到聚焦状态而移动的距离来计算最大焦距值。由于已经详 细描述了根据设置的聚焦区域内的像素计算最大焦距值，因此为了简明将不 再重复进行解释。
在操作711,数字信号处理单元39通过将计算的最大焦距值应用到整个
图像来执行聚焦。
在操作713,快门按钮11被用户完全按下以捕获聚焦的图像，并且数字 信号处理单元39接收指示快门按钮11被完全按下的信号。在操作715，数 字信号处理单元39捕获使用最大焦距值调整后的图像，并将调整后的图像存 储在存储单元37中。
图8是示出根据本发明的另 一实施例的聚焦方法的流程图。 在操作801，数字信号处理单元39从用户接收聚焦区域选择信号，并使 用聚焦区域选择信号设置聚焦区域。数字信号处理单元39存储设置的聚焦区 域的坐标信息。与图7的区域设置单元39-l不同，图8的区域设置单元39-l 将包括预设聚焦区域的邻近像素区域设置为最终聚焦区域。由于已经参照图 5A至图5C详细描述了最终聚焦区域的设置，因此为了简明将不再重复对其 的解释。
在操作803,快门按钮11被用户按下一部分以启动拍摄，数字信号处理 单元39接收指示快门按钮11被按下一部分的信号。
在操作805，数字信号处理单元39获取最终聚焦区域(即，包括设置的 聚焦区域的邻近像素区域)的坐标信息。
在操作807,数字信号处理单元39仅读取包括设置的聚焦区域的临近像素区域内的像素。为此，当快门按钮11被按下一部分时，数字信号处理单元
39获取存储的坐标信息，并将该坐标信息发送到图像传感器33-4。图像传感 器33_4仅将与该坐标信息相应的包括设置的聚焦区域的临近像素区域内的像 素发送到数字信号处理单元39。
在操作809，数字信号处理单元39根据聚焦透镜33-2为针对包括设置 的聚焦区域的临近像素区域501、 503或505内的像素达到聚焦状态而移动的 距离来计算最大焦距值。由于已经解释了根据包括设置的聚焦区域的临近像 素区域501、 503或505内的像素计算最大焦距值，因此为了简明将不再重复 进行解释。
在操作811，数字信号处理单元39通过将计算的最大焦距值应用到整个 图像来执行聚焦。
在操作813,快门按钮11被用户完全按下以捕获聚焦的图像，并且数字 信号处理单元39接收指示快门按钮11被完全按下的信号。在操作815,数 字信号处理单元39捕获使用最大焦距值调整后的图像，并将调整后的图像存 储在存储单元37中。
如上所述，由于聚焦区域预先提取被用户直接设置、净皮设置为中心区域 或脸部识别区域，因此通过仅读取预设区域内的像素来计算焦距值，并且将 计算的焦距值应用到整个图像，从而提高了聚焦速度。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的 普通技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的 情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。
权利要求
1、一种聚焦设备，包括区域单元，用于设置图像的聚焦区域；设置区域像素单元，用于仅读取通过区域单元设置的聚焦区域内的像素；焦距值单元，根据聚焦透镜为仅针对聚焦区域内的像素达到聚焦状态而移动的距离来计算最大焦距值；控制单元，将最大焦距值应用到聚焦透镜以捕获图像。
2、 如权利要求1所述的聚焦设备，还包括与区域单元进行通信的用户接 口，所述用户接口将菜单提供给用户以选#^聚焦区域。
3、 如权利要求2所述的聚焦设备，其中，所述菜单包括用于用户选择用 户配置的聚焦区域的菜单项和子菜单中的至少 一个。
4、 如权利要求2所述的聚焦设备，其中，所述菜单包括用于用户将图像 的中心区域选择为聚焦区域的菜单项和子菜单中的至少一个。
5、 如权利要求2所述的聚焦设备，其中，所述菜单包括用于用户将脸部 识别区域选择为聚焦区域的菜单项和子菜单中的至少 一个。
6、 如权利要求5所述的聚焦设备，还包括脸部识别单元，从图像检测至 少一个脸。
7、 一种聚焦设备，包括区域单元，用于根据用户选择的聚焦区域设置图像的聚焦区域；设置区域像素单元，用于扩大用户选4奪的聚焦区域，并仅读取包括用户 选择的聚焦区域的扩大的像素区域内的像素；焦距值单元，根据聚焦透镜为针对扩大像素区域内的像素达到聚焦状态 而移动的距离来计算最大焦距值；控制单元，将通过焦距值单元计算的最大焦距值应用到整个图像。
8、 如权利要求7所述的聚焦设备，还包括与区域单元进行通信的用户接 口，所述用户接口将菜单提供给用户以选"^聚焦区域。
9、 如权利要求8所述的聚焦设备，其中，所述菜单包括用于用户选择用 户配置的聚焦区域的菜单项和子菜单中的至少一个。
10、 如权利要求8所述的聚焦设备，其中，所述菜单包括用于用户将图 像的中心区域选择为聚焦区域的菜单项和子菜单中的至少 一个。
11、 如权利要求8所述的聚焦设备，其中，所述菜单包括用于用户将图 像的脸部识别区域选择为聚焦区域的菜单项和子菜单中的至少 一个。
12、 如权利要求11所述的聚焦设备，还包括脸部识别单元，从图像检测至少一个脸。
13、 一种聚焦方法，包括设置图像的聚焦区域，所述聚焦区域具有比图像少的像素； 仅读取聚焦区域内的像素；计算为仅针对聚焦区域内的像素达到聚焦状态的聚焦透镜的最大焦距值；将最大焦距值应用到整个图像。
14、 如权利要求13所述的聚焦方法，其中，设置步骤包括 将聚焦区域设置菜单显示给用户，所述菜单包括用于设置用户配置的聚焦区域的第 一项、用于设置中心聚焦区域的第二项以及用于设置脸部识别 聚焦区域的第三项；确定用户对第一、第二和第三项中的一项的选才奪。
15、 如^L利要求14所述的聚焦方法，其中，确定第三项一皮选l奪，并且该 方法还包括以下步骤从图像检测至少 一个脸；将脸部识别聚焦区域定义为包围图像中的至少一个脸。
16、 如权利要求13所述的聚焦方法，其中，设置步骤还包括使用图像的 另外的像素扩大聚焦区域以扩大聚焦区域。
17、 如权利要求16所述的聚焦方法，其中，扩大步骤包括 确定聚焦区域的像素的配置；使用邻近像素补充该配置。
18、 如权利要求17所述的聚焦方法，其中，补充步骤包括 相对于所述配置确定聚焦区域的像素的坐标信息； 存储坐标信息；识别围绕所述配置的像素；将坐标信息改变为包括与围绕所述配置的像素有关的附加的坐标信息。
全文摘要
提供一种用于数字图像处理设备的聚焦设备和方法。所述聚焦设备和方法控制图像传感器以仅读取图像的预设区域内的像素，仅使用读取的像素来计算焦距值，并将该焦距值应用到整个图像。所述聚焦设备包括区域设置单元，设置图像的任意聚焦区域；设置区域像素读取单元，仅读取设置的聚焦区域内的像素；焦距值计算单元，根据聚焦透镜为针对由设置区域像素读取单元读取的聚焦区域内的像素达到聚焦状态而移动的距离来计算最大焦距值；控制单元，将计算的最大焦距值应用到整个图像。
文档编号H04N5/225GK101441388SQ20081013034
公开日2009年5月27日 申请日期2008年7月11日 优先权日2007年11月21日
发明者孙赫秀, 金鸿柱 申请人:三星Techwin株式会社