[发明专利]数字取像装置的脸部自动对焦方法

说明书

技术领域

一种脸部自动对焦的技术，特别有关于根据脸部位置大小、方位与至少涵盖身体部份的影像区域，用以进行数字取像装置的脸部自动对焦及其方法。 

背景技术

随着数字相机的发展，使得摄影不再是昂贵的消费。使用者可以随意的拍摄所要的影像，用以记录值得纪念的一刻或景象。一般而言，进行拍摄时为能凸显主体所以都会聚焦在主题上。换句话说，就是将拍摄焦距对准被摄物体上。所以在大部分的相机中都具备了自动对焦的功能。 

随着技术的进步，已经有愈来愈多的数字相机有人脸探测的功能。根据人脸的位置判断最佳的曝光条件与对焦距离，使得拍摄人像的画面品质更好。而数字相机的脸部自动对焦的方法，是根据人脸探测的结果，包含人脸大小及位置，定义人脸的区域为对焦视窗。请参考图1a与图1b所示，人脸视窗110a、120a(虚线框)与对焦视窗110b、120b(实线框)示意图。自动对焦程序计算对焦视窗内(也即人脸区域)的高频信号，利用公知的爬山理论或是曲线逼近(Curve fitting)的技术找到最佳对焦位置。 

但是人脸区域的高频信号，除各器官的轮廓线外，皮肤包覆区域一般说来高频信息并不显著。当拍摄环境稍暗时，相机会用较高的感光度(ISO value)拍摄。因为较高的感光度在数字相机中意味着较高的增益值(gain)；较高的增益值代表噪声也会被放大；使得人脸器官轮廓的高频信号小于噪声，无法被自动对焦模块有效的采取，导致无法有效的对焦。 

在此状况下若要增加对焦的成功率，方法之一是降低系统的噪声。例如使用品质较高的元件、工艺或增加印刷电路板的布局层数，然而无论如何降低噪声，噪声仍会被较高的增益值放大。更何况这对策往往意味着成本提高。因此如何不提高成本而能提高脸部自动对焦的成功率仍是许多研发人员努 力的目标。 

定义人脸视窗等于对焦视窗的另一缺点是对人脸探测错误的忍受度较低。请参考图2a与图2b所示，人脸视窗(虚线框)与对焦视窗(实线框)示意图。当人脸探测程序判断错误，人脸视窗(人脸视窗虚线视窗210a与人脸视窗虚线视窗220a)涵盖了背景的情况下，因为背景通常含有丰富的高频信号，例如树叶、花丛等，若直接将人脸视窗定义为对焦视窗(人脸视窗对焦视窗210b与人脸视窗对焦视窗220b)，易造成自动对焦程序误判，将物距设在背景拍摄，最后得到背景清楚而人物模糊的照片。因此如何设计出对人脸探测错误的忍受度较高的自动对焦程序也是研发人员努力的目标。 

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种数字取像装置的自动对焦方法。在数字取像装置进行对焦的期间，对焦区域会沿着人脸向身体方向延伸至少涵盖胸部以上，借以涵盖衣服领口及衣服花纹的高频信号。 

为达上述目的，本发明所揭露的一种数字取像装置的脸部自动对焦方法包括以下步骤：载入人脸大小信息、人脸位置信息与方位信息；根据人脸大小、人脸位置信息与方位信息决定对焦视窗，对焦视窗至少涵盖人脸区域与身体的影像区域；采取数字影像；计算每一数字影像中的对焦视窗的高频信号；从高频信号得出最大值；将数字取像装置的对焦镜组移动最大值所相应的物距的镜头位置，以完成对焦。 

在所述的数字取像装置的脸部自动对焦方法中，人脸的该方位信息指该人脸区域中的人脸角度在每一该数字影像中对水平线或垂直线的夹角。 

在所述的数字取像装置的脸部自动对焦方法中，该方位信息由脸部探测模块或是方位探测器(rotation sensor)提供。 

在所述的数字取像装置的脸部自动对焦方法中，决定该对焦视窗时参考该方位信息，该对焦视窗从该人脸区域沿着身体的方向延伸，并至少涵盖身体胸部以上。 

在所述的数字取像装置的脸部自动对焦方法中，决定该对焦视窗时根据该人脸区域的颜色，重新判断肤色所在区域，该对焦视窗从该人脸区域沿着身体的方向延伸，并至少涵盖身体胸部。 

有关本发明的特征与实际做法，现配合附图作最佳实施例详细说明如下。 

附图说明

图1a为公知技术人脸视窗(虚线框)与对焦视窗(实线框)的示意图。 

图1b为公知技术人脸视窗(虚线框)与对焦视窗(实线框)的示意图。 

图2a为公知技术在人脸判断错误时可能的人脸视窗(虚线框)与对焦视窗(实线框)的示意图。 

图2b为公知技术在人脸判断错误时可能的人脸视窗(虚线框)与对焦视窗(实线框)的示意图。 

图3为本发明的数字取像装置结构示意图。 

图4a本发明人脸视窗(虚线框)与对焦视窗(实线框)的示意图。