[发明专利]自动聚焦图像系统

说明书

发明人

Hiok Nam TAY

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2010年12月7日申请的第PCT/IB2010/055641号PCT专利申请案的优先权。

技术领域

所揭示的标的物一般涉及自动聚焦电子捕捉的图像。

背景技术

例如数码相机和数字摄像机等摄影设备可包含电子图像传感器，其捕捉光以用于分别处理成静止或视频图像。电子图像传感器通常包含数百万个光捕捉元件，例如光电二极管。

例如相机等许多图像捕捉装置包括自动聚焦系统。自动聚焦过程包括以下步骤：捕捉图像；处理图像以确定其是否对焦；以及如果未对焦，那么产生用以改变聚焦透镜的位置（“聚焦位置”）的反馈信号。存在两种主要自动聚焦技术。第一种技术涉及对比度测量，另一技术考虑一对图像之间的相位差。在对比度方法中，分析邻近像素之间的强度差，且调整焦点，直到检测到最大对比度为止。尽管对于静态图片来说是可接受的，但对比度技术对于运动视频来说是不合适的。

相位差方法包括将传入图像分裂成两个图像，其由单独的图像传感器捕捉。将两个图像进行比较以确定相位差。调整聚焦位置，直到两个图像匹配为止。相位差方法需要额外零件，例如光束分裂器和额外图像传感器。另外，相位差方法分析相对小的固定检测点带。具有较小的检测点群组易于导致误差，因为噪声可叠加到一个或一个以上点上。如检测点不与图像边缘重合，那么此技术也是无效的。最后，因为相位差方法将光分裂，因此撞击在光传感器上的光的量被切为两半或更多。在图像光强度已经较低的暗淡环境中，这可成为问题。

发明内容

本发明揭示一种自动聚焦图像系统，其包括耦合到聚焦信号产生器的像素阵列。该像素阵列捕捉图像，该图像具有具多个边缘。该产生器产生聚焦信号，该聚焦信号随从该等多个边缘中的每一者测得的多个边缘锐度度量而变。该产生器可根据一预定义准则，基于检测到一边缘在该边缘上的一图像信号的一梯度序列中不具有充足的反射对称性，来确定减小该边缘对该聚焦信号的贡献的一相对程度。

附图说明

图1是自动聚焦图像拾取设备的实施例的示意图;

图2是自动聚焦图像拾取设备的替代实施例的示意图;

图3是聚焦信号产生器的框图;

图4是图像信号矩阵上的水平索贝尔算子的运算的说明;

图5说明从水平梯度计算边缘宽度;

图6A、图6B是具有倾斜角度φ的垂直边缘的边缘宽度的计算的说明;

图6C、图6D是具有倾斜角度φ的水平边缘的边缘宽度的计算的说明;

图7是计算倾斜角度φ并校正具有倾斜度的垂直边缘的边缘宽度;

图8是垂直级联边缘的说明;

图9A是紧密堆积的垂直条的群组的说明;

图9B是越过图9A的图像信号的曲线图;

图9C是越过图9A的水平索贝尔梯度的曲线图;

图10是用以消除具有浅调制深度的紧密堆积边缘的过程的流程图;

图11是说明用于计算细聚焦信号的边缘宽度范围的边缘宽度的直方图;

图12是场景的说明;

图13是说明图12的场景的聚焦扫描期间的窄边缘计数的变化的曲线图;

图14是说明图12的场景的聚焦扫描期间的毛聚焦信号的变化的曲线图;

图15是说明聚焦位置范围上的细聚焦信号的变化的曲线图;

图16是显示场景中的多个对象以及该等对象中的一者上的选择标记的设备的说明;

图17是聚焦信号产生器的替代实施例的框图;

图18是自动聚焦图像拾取设备的替代实施例的示意图;

图19是具有主要像素阵列和辅助像素阵列的自动聚焦图像拾取设备的实施例的示意图；

图20是具有主要像素阵列和辅助像素阵列的自动聚焦图像拾取设备的替代实施例的示意图；

图21是具有主要像素阵列和辅助像素阵列的自动聚焦图像拾取设备的替代实施例的示意图；

图22是在不同聚焦位置处来自主要像素阵列的边缘宽度的变化以及来自辅助像素阵列的边缘宽度的变化的说明；

图23A说明图像信号在边缘不相互作用的相对极性（即正负号）的两个邻近边缘上的梯度；

图23B说明图像信号在边缘相互作用的相对极性（即正负号）的两个邻近边缘上的梯度；