摄像装置和摄像装置的控制方法_4

文档序号:9239944阅读:来源:国知局
块设定部331、计算表示所设定的多个块中的各块的对比度值的块对比度值信息的对比度值计算部332、保存基准图像的块对比度值信息的对比度值保存部333、计算所设定的多个块中的各块的特征量的特征量计算部334、根据特征量判定多个所述块中的对焦控制中有效的有效块并取得判定结果作为有效块信息的有效块判定部335、保存基准图像的有效块信息的有效块信息保存部336、根据基准图像的有效块信息和输入图像的有效块信息设定AF区域的AF区域设定部337、以及根据AF区域和基准图像的块对比度值信息决定基准图像的图像对比度值并且根据AF区域和输入图像的块对比度值信息决定输入图像的图像对比度值的对比度值决定部338,AF区域设定部337设定基准图像和输入图像双方中判定为有效块的块的集合作为AF区域。
[0094]由此,在AF用的对比度值的计算中,不仅使用输入图像的有效块信息,还能够使用作为与该输入图像的比较对象的基准图像的有效块信息进行处理。由此,即使当亮点等在图像上的位置和大小在AF中发生变化的情况下,也能够适当地将该亮点等区域除去,并且,能够结合作为比较对象的图像间的对比度值的计算条件,所以,能够进行适当的AF控制。
[0095]并且,在输入图像的图像对比度值大于基准图像的图像对比度值的情况下,对焦控制部330也可以进行设定输入图像作为新的基准图像的基准图像更新处理。并且,在输入图像的图像对比度值小于根据基准图像的图像对比度值计算出的阈值的情况下,对焦控制部330也可以判定为检测到峰值。
[0096]由此,如图9所示,能够检测对比度值的峰值位置。本实施方式的基准图像是此前进行了处理后的图像中的认为最接近峰值位置的图像。输入图像的图像对比度值大于基准图像的图像对比度值的情况对应于图9的状态1,该情况下,认为输入图像更接近峰值位置,所以,对基准图像进行更新。另一方面,输入图像的图像对比度值小于基准图像的图像对比度值的情况对应于图9的状态2,可以认为峰值位置是与该时刻保持的基准图像对应的位置。但是,即使输入图像的图像对比度值稍微小于基准图像的图像对比度值,也可以认为是噪声等的影响,可能没有适当反映对焦的情况。由此,检测到峰值这样的判定可以将输入图像的图像对比度值相对于基准图像的图像对比度值以某种程度大幅减小作为条件。这里,使用0〈K〈1这样的常数K进行图4的S108所示的判定。
[0097]并且,在判定为检测到峰值的情况下,对焦控制部330也可以对镜头位置控制部340发送使对焦镜头240移动到与进行判定的定时的基准图像对应的对焦镜头位置的指不O
[0098]由此,能够检测图9的lensPosRef2所示的位置作为峰值,能够使对焦镜头240移动到该位置。该情况下,由于实际上移动到取得基准图像的位置,所以,为了提高AF的精度,优选对焦镜头240的移动幅度(扫描间距)减小某种程度(例如,即使峰值位于给定的镜头位置与下一个镜头位置之间也没有问题的程度)。
[0099]并且,在对焦控制中,对焦控制部330也可以使对焦镜头位置以给定的移动幅度从第I位置朝向第2位置移动,将对焦镜头位置是第I位置的情况下生成的图像作为基准图像,将对焦镜头位置按照给定的移动幅度从第I位置的下一个位置到第2位置每次移动时生成的图像依次作为输入图像。
[0100]由此,如图9所示,能够实现单次AF。这里,假设第I位置是对焦镜头240的可动范围的一端,第2位置是对焦镜头240的可动范围的另一端,但是不限于此。
[0101]并且,对焦控制部330也可以设定第I基准图像和比第I基准图像靠前的定时取得的第2基准图像这两个图像作为基准图像,AF区域设定部337也可以设定在第I基准图像、第2基准图像和输入图像的全部图像中判定为有效块的块的集合作为AF区域。
[0102]由此,能够针对3张(或3张以上的数量)图像适当地比较对比度值。在分别进行了针对图像A和图像B的第I比较处理以及针对图像B和图像C的第2比较处理的情况下,各个处理中计算出的图像对比度值仅在2个图像间的比较中有效,第I比较处理中计算出的图像A的对比度值与第2比较处理中计算出的图像C的对比度值的比较可能没有意义(在第I比较处理和第2比较处理中,如果AF区域相同,则也可能成为有意义的比较,但是这是被限定的情况)。由此,如果针对3个以上(包含该值)的图像进行比较处理,则可以使用全部图像的有效块信息。
[0103]并且,在输入图像的图像对比度值大于第I基准图像的图像对比度值的情况下,对焦控制部330也可以进行设定第I基准图像作为新的第2基准图像、并且设定输入图像作为新的第I基准图像的基准图像更新处理。并且,在输入图像的图像对比度值小于根据第I基准图像的图像对比度值计算出的阈值的情况下,对焦控制部330也可以判定为检测到峰值。
[0104]而且,在判定为检测到峰值的情况下,对焦控制部330也可以进行基于进行了判定的定时的第I基准图像、第2基准图像和输入图像的图像对比度值的插值处理来求出极大值,对镜头位置控制部340发送使对焦镜头240移动到与极大值对应的对焦镜头位置的指示。
[0105]由此,如图10所示,能够进行使用了插值处理的峰值位置的检测。该情况下,即使在峰值位置处未进行图像的取得(及此后的对比度值的计算处理等),也能够检测该位置作为峰值。由此,与图9的情况相比,能够增大使对焦镜头240移动时的移动幅度,所以,能够实现AF要求的处理负荷的减轻以及AF控制的高速化。如上所述,由于使用3个以上(包含该值)的图像的全部有效块信息,所以,能够适当求出图像对比度值的相对关系,也能够适当执行插值处理。
[0106]并且,在对焦控制中,对焦控制部330也可以使对焦镜头位置以给定的移动幅度从第I位置朝向第2位置移动,将对焦镜头位置是第I位置的情况下生成的图像作为第2基准图像,将对焦镜头位置是第I位置的下一个位置的情况下生成的图像作为第I基准图像,将对焦镜头位置按照给定的移动幅度从第I位置的后两个位置到第2位置每次移动时生成的图像依次作为输入图像。
[0107]由此,能够实现图10所示的单次AF。
[0108]并且,有效块判定部335也可以进行判定块中是否包含亮点的第I判定处理、判定块是否是暗部区域的第2判定处理、以及判定块中是否包含针对活体的处置器械的第3判定处理中的至少一个判定处理,判定块是否是有效块。
[0109]由此,能够根据亮点、暗部区域、处置器械(钳子等)判定是否是有效块。另外,作为该情况下的特征量,在第I判定处理中可以使用亮度的最大值,在第2判定处理中可以使用亮度的平均值,在第3判定处理中可以使用CrCb各自的平均值。另外,作为各判定处理的特征量,也可以使用其他值。并且,在是否是有效块的判定中还可以使用第I?第3判定处理以外的判定处理。
[0110]并且,虽然在图1中未图示,但是,摄像装置也可以包括距离计测部,该距离计测部根据由对焦控制部330检测到的合焦镜头位置求出与被摄体之间的距离信息。
[0111]由此,能够使用对焦控制部330中的自动对焦控制的结果取得与被摄体之间的距离信息。在通过对焦控制而完成了 AF的情况下,可以说由镜头(对焦镜头240等)、像面(狭义地讲为摄像元件260的表面,但是不限于此)、被摄体构成的系统处于合焦状态。而且,合焦状态下的对焦镜头240和摄像元件260的基本特性可以作为设计事项而事前取得。即,如果决定了合焦状态下的对焦镜头240等的位置(合焦镜头位置),则能够通过参照表数据等求出合焦状态下的物点的位置(合焦物体位置),这无非就是表示与所摄像的被摄体之间的距离的信息。
[0112]3.第2实施方式
[0113]对本发明的第2实施方式的摄像装置(内窥镜系统)进行说明。本实施方式中的AF控制部339进行全时AF。另外,除了 AF控制部339以外,本实施方式的内窥镜系统的结构与第I实施方式系相同。
[0114]使用图7所示的流程图对本实施方式中的AF控制部339的动作进行说明。在从控制部360输出了 AF开始信号的情况下,AF控制部339在当前图像的取得结束的定时设计数器wobCnt为0,设全时AF的开始标志startFlag为I。进而,AF控制部339从镜头位置控制部 340 取得 lensPosNow(S401)。接着,由于 wobCnt 为 O 且 startFlag 为 1(S403、S404均为“是”),所以,AF控制部339设startFlag为0,设wobCnt为I (S405)。此后,startFlag 一直为O。进而,AF控制部339计算请求镜头位置IensPosReq作为IensPosReq=lensPosNow+wobLvl,将其输出到镜头位置控制部340。这里,如图11所示,wobLvl是对焦镜头240的摆动幅度。
[0115]接着,由于wobCnt为1(S403为“否”、S406为“是”),所以,AF控制部339在当前图像的取得结束的定时输出控制信号以使得保存从有效块判定部335输出到有效块信息保存部 336 的 effectiveBlockFlagNow (bx、by)作为 effectiveBlockFlagRef (bx、by)。进而,AF控制部339输出控制信号以使得保存从对比度值计算部332输出到对比度值保存部333 的 blockContrastValNow (bx、by)作为 blockContrastValRef (bx、by) (S407)。另外,这里的当前图像是如图11所示在对焦镜头位置增加的方向上摆动的图像。进而,AF控制部339设wobCnt为2后,计算出IensPosReq = lensPosNow_2*wobLvl,将其输出到镜头位置控制部 340 (S408) ο
[0116]接着,由于wobCnt为2(S403、S406均为“否”),所以,AF控制部339在当前图像的取得结束的定时取得从对比度值决定部338输出的contrastValNow和contrastValRef (S410)。此时,进行根据新取得的 effectiveBlockFlagNow (bx、by)和 S407中保存的effectiveBlockRef (bx、by)求出AF区域等的处理。另外,这里的当前图像是如图11所示在对焦镜头位置减小的方向上摆动的图像。进而,AF控制部339设wobCnt为O后,计算出IensPosReq = lensPosNow+wobLvl,将其输出到镜头位置控制部340(S411)。由此,对焦镜头位置返回摆动的中心位置。
[0117]接着,由于wobCnt 为 O 且 startFlag 为 O (S403 为“是”、S404 为“否”),所以,AF 控制部339在当前图像的取得结束的定时对上述取得的contrastValNow和contrastValRef进行比较(S412)。在contrastValRef大于contrastValNow的情况下(S412为“是”的情况下),认为在对焦镜头位置增加的方向上存在合焦镜头位置,所以,AF控制部339设wobCnt为I后,计算出IensPosReq = lensPosNow+wobLvl+shiftLvl,将其输出到镜头位置控制部340(S413)。由此,如图11所示,摆动的中心位置在对焦镜头位置增加的方向上移动。
[0118]并且,在contrastValRef小于contrastValNow的情况下(S412为“否”的情况下),认为在对焦镜头位置减小的方向上存在合焦镜头位置,所以,AF控制部339设wobCnt为I后,计算出IensPosReq = lensPosNow+wobLvl-shiftLvl,将其输出到镜头位置控制部340(S414)。由此,摆动的中心位置在对焦镜头位置减小的方向上移动。
[0119]此后,通过继续进行同样的动作,AF控制部339通过使对焦镜头位置逐渐接近合焦镜头位置,最终能够到达合焦镜头位置。并且,在由于被摄体的移动等而脱离合焦状态的情况下,通过继续进行上述动作,也能够再次实现合焦状态。
[0120]通过进行这种控制,在本实施方式中的摄像装置中,在由于作为被摄体的活体稍微移动等而使图像中的亮点的位置变动的情况下或者用户移动钳子的情况下等应该除去的被摄体在图像中的位置在AF中发生变化的情况下,也能够准确地进行全时AF。
[0121]在以上的本实施方式中,摄像装置的对焦控制部330将相对于给定的中心位置使对焦镜头240向第I方向移动的定时取得的图像作为基准图像,将相对于中心位置使对焦镜头240向与第I方向不同的第2方向移动的定时取得的图像作为输入图像。而且,对焦控制部330根据基准图像的图像对
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