專利名稱：利用光信號(hào)的自動(dòng)對(duì)焦方法及其數(shù)字采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種數(shù)字影像采集裝置的對(duì)焦方法，且特別是有關(guān)于一種在拍攝主體位置朝數(shù)字影像采集裝置發(fā)射光信號(hào)，提供主體位置供數(shù)字影像采集裝置調(diào)整對(duì)焦及白平衡條件的方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字影像采集裝置廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)(DC)、數(shù)碼攝影機(jī)(DV)及照相手機(jī)等產(chǎn)品。在公知的相關(guān)技藝中，消除紅眼及自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)向來(lái)都是分頭各自發(fā)展的不同研發(fā)主題。本發(fā)明將數(shù)碼相機(jī)消除紅眼的影像識(shí)別技術(shù)首度應(yīng)用于數(shù)字影像采集裝置的自動(dòng)對(duì)焦，創(chuàng)造出一種新穎的自動(dòng)對(duì)焦方法。
所謂紅眼，乃動(dòng)物或人類眼部虹膜乍見(jiàn)強(qiáng)列閃光時(shí)自然引起的特殊反射現(xiàn)象。這種紅眼現(xiàn)象對(duì)傳統(tǒng)相機(jī)而言難是個(gè)頭疼問(wèn)題，但對(duì)數(shù)碼相機(jī)而言，已能在事前或事后用影像處理技術(shù)予以彌除。更進(jìn)步的數(shù)碼相機(jī)，甚且能在拍攝的過(guò)程中，直接識(shí)別出紅眼的位置而使紅眼處恢復(fù)正常；其方法包括先檢測(cè)一畫(huà)面上的紅眼特征，然后執(zhí)行消除紅眼的影像處理步驟。此方面的裝置與識(shí)別處理方法，已見(jiàn)于美國(guó)早期公開(kāi)第2005/0094894 A1專利文件內(nèi)容，其中提出一種技術(shù)可針對(duì)每一畫(huà)面中所有疑似紅眼的光點(diǎn)利用內(nèi)建的程序逐一查對(duì)所有的特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別出真正的紅眼光點(diǎn)，增加紅眼識(shí)別處理的可信賴性，避免對(duì)非紅眼的光點(diǎn)做出錯(cuò)誤的影像處理，使畫(huà)面影像顯得顏色異常。
關(guān)于數(shù)字影像采集裝置的自動(dòng)對(duì)焦方法，一般是利用影像信號(hào)所產(chǎn)生的評(píng)估值(evaluation)產(chǎn)生作為自動(dòng)對(duì)焦的執(zhí)行依據(jù)，此評(píng)估值是依據(jù)影像信號(hào)通過(guò)帶通濾波器(band pass filter)或是高通濾波器(high pass filter)后所產(chǎn)生的高頻分量計(jì)算而得。在變焦鏡頭移動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)于各個(gè)對(duì)焦位置上的高頻分量累加值會(huì)構(gòu)成一曲線，而曲線上出現(xiàn)的峰值所對(duì)應(yīng)的對(duì)焦位置即判斷為數(shù)字影像采集裝置所取的自動(dòng)對(duì)焦點(diǎn)。
公知的自動(dòng)對(duì)焦模式無(wú)法精確地隨機(jī)鎖定拍攝場(chǎng)景中某個(gè)特定主體的位置，亦無(wú)從鎖定對(duì)某一定點(diǎn)或在移動(dòng)軌跡中進(jìn)行對(duì)焦及加權(quán)計(jì)算白平衡。目前，公知的數(shù)字影像采集裝置自動(dòng)對(duì)焦方式，關(guān)于對(duì)焦、曝光、白平衡等計(jì)算區(qū)域都是預(yù)先設(shè)定的少數(shù)幾種模式，無(wú)法完全符合所有拍攝現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要。譬如以圖1A中例示的公知十字心11對(duì)焦模式為例，是僅針對(duì)畫(huà)面10的中心點(diǎn)作對(duì)焦處理，如果拍攝者想凸顯的主體是跑來(lái)跑去正在逗狗的女孩，則無(wú)論如何，其對(duì)焦、曝光與白平衡都將是不符合拍攝者期望的錯(cuò)誤結(jié)果。
再以圖1B中公知的中間區(qū)域心對(duì)焦模式為例，是僅針對(duì)畫(huà)面10中的中間區(qū)域12作對(duì)焦處理；又再以圖1C中公知的全區(qū)域13對(duì)焦模式為例，同樣的錯(cuò)也會(huì)發(fā)生在這里。
請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D2中繪示的公知數(shù)字影像采集裝置的對(duì)焦方法，其步驟包括在按下攝影鍵21之后激活一預(yù)定的對(duì)焦模式22，針對(duì)該對(duì)焦模式所預(yù)定的重點(diǎn)范圍進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦24，接著針對(duì)該對(duì)焦模式所預(yù)定的重點(diǎn)范圍設(shè)定白平衡及曝光條件24，藉此攝入一數(shù)字影像25。
目前各種公知的對(duì)焦模式，諸如圖1A、圖1B與圖1C所例示的，似乎無(wú)一能隨意、快速地掌握拍攝主體，譬如上述各圖例示的畫(huà)面邊緣的女孩。針對(duì)這類的對(duì)焦問(wèn)題，正是數(shù)字影像采集裝置設(shè)計(jì)者長(zhǎng)期以來(lái)苦思不解的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要突破上述難題，提供一種新的方法讓數(shù)字影像采集裝置能隨意、快速地掌握拍攝主體，并準(zhǔn)確地針對(duì)拍攝現(xiàn)場(chǎng)的主體進(jìn)行對(duì)焦、曝光及白平衡條件的設(shè)定。為此，本發(fā)明首度將已知數(shù)字相機(jī)識(shí)別紅眼位置的影像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字影像采集裝置的自動(dòng)對(duì)焦，創(chuàng)造出一種新穎的自動(dòng)對(duì)焦方法。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明所提供的方法包括在拍攝現(xiàn)場(chǎng)從主體朝一數(shù)字影像采集裝置發(fā)射一光信號(hào)；利用一數(shù)字影像采集裝置接收該光信號(hào)，執(zhí)行一影像識(shí)別步驟以識(shí)出發(fā)射該光信號(hào)的位置，而使數(shù)字采集裝置以該光信號(hào)的位置為主體區(qū)域進(jìn)行對(duì)焦，接著給予該主體區(qū)域適當(dāng)?shù)臋?quán)重，設(shè)定其曝光和白平衡條件然后完成拍射。藉此從拍攝現(xiàn)場(chǎng)主動(dòng)發(fā)出光信號(hào)的方式，使數(shù)字影像采集裝置能快速、準(zhǔn)確地針對(duì)拍攝主體部位給予適度的權(quán)重，確保主體的影像能有較優(yōu)且清析的表現(xiàn)。


圖1A、公知對(duì)焦模式示意圖(之一)。
圖1B、公知對(duì)焦模式示意圖(之二)。
圖1C、公知對(duì)焦模式示意圖(之三)。
圖2、公知對(duì)焦方法流程圖。
圖3、本發(fā)明對(duì)焦方法較佳實(shí)施例的流程圖。
圖4、本發(fā)明對(duì)焦模式示意圖。
圖5、本發(fā)明對(duì)焦方法另一較佳實(shí)施例的流程圖。
圖6、本發(fā)明數(shù)字影像處理裝置的較佳實(shí)施例的功能方塊圖。
符號(hào)說(shuō)明10畫(huà)面 11十字心12中間區(qū)域 13全區(qū)域21、22、23、24、25公知方法的對(duì)焦拍攝步驟31、32、33、34、35本發(fā)明方法實(shí)施例的對(duì)焦拍攝步驟L1光信號(hào)L2位置A1、A2本發(fā)明方法實(shí)施例的對(duì)焦拍攝步驟40數(shù)字影像采集裝置 41鏡頭42影像傳感器43光信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)44光信號(hào)位置識(shí)別裝置45自動(dòng)對(duì)焦模塊46焦距調(diào)整器47白平衡與曝光條件設(shè)定裝置48數(shù)字影像處理裝置 49閃光燈具體實(shí)施方式
為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施利，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下
圖3繪示本發(fā)明一較佳實(shí)施例的方塊流程圖。是在按下攝影鍵31之后，1、從拍攝主體位置發(fā)射一光信號(hào)，數(shù)字影像采集裝置檢測(cè)并識(shí)別該來(lái)自拍攝現(xiàn)場(chǎng)的光信號(hào)位置32，針對(duì)該光信號(hào)位置進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦33，2、接著給予適當(dāng)權(quán)重針對(duì)該光信號(hào)位置調(diào)整白平衡及曝光條件34，3、然后攝入一數(shù)字影像35。
接著請(qǐng)參圖4所示。拍攝時(shí)，可在主體(譬如圖中例示場(chǎng)景的逗狗的女孩)所在的位置發(fā)射一光信號(hào)L1，數(shù)字影像采集裝置10因此得以識(shí)別光信號(hào)L1在畫(huà)面10的位置L2，然后針對(duì)光信號(hào)的位置L2進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦，接著針對(duì)此光信號(hào)的位置L2給予適度的權(quán)重設(shè)定白平衡及曝光值后攝入一數(shù)字影像。
然而，熟習(xí)此項(xiàng)技藝者應(yīng)知，上述方法的并不限于單獨(dú)實(shí)施，圖5即繪示本發(fā)明另一較佳實(shí)施例。使一數(shù)字影像采集裝置能同時(shí)兼具公知對(duì)焦模式及本發(fā)明的利用光信號(hào)對(duì)焦的模式。當(dāng)激活一數(shù)字影像采集裝置的電源A1，先讀取對(duì)焦模式設(shè)定A2，令其選擇范圍包括以中心點(diǎn)、中心區(qū)域及全區(qū)為重點(diǎn)范圍計(jì)算自動(dòng)對(duì)焦點(diǎn)，及本發(fā)明所創(chuàng)以光信號(hào)的位置為重點(diǎn)范圍計(jì)算自動(dòng)對(duì)焦點(diǎn)、調(diào)整白平衡及曝光條件。本圖中的其它步驟，請(qǐng)參閱前面有關(guān)圖2及圖3的說(shuō)明。
最后，請(qǐng)參圖6本發(fā)明的數(shù)字影像采集裝置的較佳實(shí)施例功能方塊圖。圖中依照本發(fā)明實(shí)施的數(shù)字影像采集裝置40，包括一鏡頭41、一影像傳感器42、一光信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)43、一光信號(hào)位置識(shí)別裝置44、一自動(dòng)對(duì)焦模塊45、一焦距調(diào)整器46、一白平衡與曝光條件設(shè)定裝置47、一數(shù)字影像處理裝置48及一閃光燈49。
承上述，所謂光信號(hào)L1的光源種類，可包括一般的可見(jiàn)光及影像傳感器42可感測(cè)到但人類肉眼不可見(jiàn)的不可見(jiàn)光。發(fā)出光信號(hào)的裝置形態(tài)可為能佩帶在人身上會(huì)發(fā)亮的飾品、手電筒或各種顏色的發(fā)光體(如LED)等。此外，為了擴(kuò)大光信號(hào)L1的可識(shí)別種類，較佳者，實(shí)施者可賦予產(chǎn)品一光信號(hào)L1樣態(tài)的學(xué)習(xí)功能。所謂的學(xué)習(xí)功能，是透過(guò)鏡頭41及影像傳感器42將新的光信號(hào)L1光源存入一光信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)43，藉以擴(kuò)增光信號(hào)位置識(shí)別裝置44的比對(duì)樣本。
拍攝時(shí)，光信號(hào)位置識(shí)別裝置44取讀數(shù)字影像處理裝置48取自影像傳感器42的數(shù)字影像，并利用儲(chǔ)存于光信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)43的比對(duì)樣本去識(shí)別該影像中光信號(hào)L1所在的位置；接著令自動(dòng)對(duì)焦模塊45針對(duì)信號(hào)L1所在的位置進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦演算，從而產(chǎn)生控制指令驅(qū)動(dòng)焦距調(diào)整器46以移動(dòng)鏡頭41，最后數(shù)字影像處理裝置48因鏡頭41的移動(dòng)產(chǎn)生針光信號(hào)L1所在位置的對(duì)焦影像。這時(shí)白平衡與曝光條件設(shè)定裝置47針對(duì)信號(hào)L1所在的位置加權(quán)計(jì)算白平衡與曝光條件，當(dāng)演算發(fā)現(xiàn)信號(hào)L1所在位置的曝光條件不足時(shí)，可令閃光燈49激活發(fā)出閃光以重新進(jìn)行上述的對(duì)焦處理。
上述針對(duì)光信號(hào)L1位置對(duì)焦的步驟完成時(shí)，數(shù)字影像處理裝置48將依據(jù)白平衡與曝光條件設(shè)定裝置47產(chǎn)生的設(shè)定條件進(jìn)行影像處理，將來(lái)自影像傳感器42的模擬影像信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字影像信號(hào)，接著進(jìn)行編碼、壓縮、儲(chǔ)存或輸出。
熟習(xí)此項(xiàng)技藝者應(yīng)知，上述較佳實(shí)施例的功能方塊圖，有些能直接以韌體附加于既有硬件中完成。譬如光信號(hào)位置識(shí)別裝置44能以韌體附加在一公知數(shù)字影像處理裝置的影像預(yù)處理器IPP里；而光信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)43則可寄存于既有硬件的存儲(chǔ)器里，不必額外增加組件成本。
本發(fā)明所提供的數(shù)字影像處理裝置48及其對(duì)焦方法，至少具有下列優(yōu)點(diǎn)提供一種新穎、快速兼準(zhǔn)確的對(duì)焦模式，供操作者多一項(xiàng)操作選擇。
利用光信號(hào)可靈活、迅速且隨意地提供自動(dòng)對(duì)焦的重點(diǎn)位置，使拍攝者欲加強(qiáng)表現(xiàn)的物品部位或主體影像不會(huì)模糊失焦。
在欲加強(qiáng)表現(xiàn)的物品部位或主體位置以光信號(hào)指定自動(dòng)對(duì)焦位置，可賦予適當(dāng)?shù)臋?quán)重做曝光設(shè)定，確保主體不至于過(guò)曝或過(guò)暗。同時(shí)，亦可針對(duì)該區(qū)域給予適當(dāng)?shù)臋?quán)重做白平衡設(shè)定，使主體不至于色偏。
此外，在拍攝動(dòng)態(tài)的影像時(shí)，可讓主體人物佩帶著持續(xù)發(fā)射光信號(hào)L1的組件，即使因而在連續(xù)畫(huà)面上產(chǎn)生信號(hào)L1的亮點(diǎn)，但熟習(xí)此項(xiàng)技藝者應(yīng)可利用公知自動(dòng)消除紅眼的方法消除該亮點(diǎn)，或使亮點(diǎn)之處的影像自動(dòng)恢復(fù)正常。若是只拍攝靜態(tài)的影像，則可在完成對(duì)焦后關(guān)閉該信號(hào)L1再攝入影像。
綜上所示，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種利用光信號(hào)的自動(dòng)對(duì)焦方法，包括以下步驟拍攝現(xiàn)場(chǎng)發(fā)射一光信號(hào)；感測(cè)并識(shí)別該光信號(hào)的位置，并針對(duì)該光信號(hào)的位置進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦；針對(duì)該光信號(hào)的位置加權(quán)計(jì)算白平衡和曝光值；按照上述條件，拍攝數(shù)字影像。
2.如權(quán)利要求1所述利用光信號(hào)的自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于設(shè)有一光信號(hào)位置識(shí)別器識(shí)別所述光信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述利用光信號(hào)的自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于設(shè)有一光信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存光信號(hào)的比對(duì)樣本，供所述光信號(hào)位置識(shí)別器比對(duì)。
4.如權(quán)利要求2所述利用光信號(hào)的自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于所述光信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)是一存儲(chǔ)器。
5.一種利用光信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦的數(shù)字采集裝置，至少包括一鏡頭、一影像傳感器、一光信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)、一光信號(hào)位置識(shí)別裝置、一自動(dòng)對(duì)焦模塊、一焦距調(diào)整器、一白平衡與曝光條件設(shè)定裝置、一數(shù)字影像處理裝置；光信號(hào)位置識(shí)別裝置取讀數(shù)字影像處理裝置取自影像傳感器的數(shù)字影像，識(shí)別該影像中光信號(hào)所在的位置，自動(dòng)對(duì)焦模塊針對(duì)該光信號(hào)的位置進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦演算，產(chǎn)生控制指令驅(qū)動(dòng)焦距調(diào)整器移動(dòng)鏡頭，數(shù)字影像處理裝置因鏡頭的移動(dòng)產(chǎn)生針光信所在位置的對(duì)焦影像，白平衡與曝光條件設(shè)定裝置針對(duì)光信號(hào)所在的位置加權(quán)計(jì)算白平衡與曝光條件，數(shù)字影像處理裝置將依據(jù)白平衡與曝光條件設(shè)定裝置產(chǎn)生的設(shè)定條件進(jìn)行影像處理，將來(lái)自影像傳感器的模擬影像信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字影像信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述利用光信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦的數(shù)字采集裝置，其特征在于還包括一光信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存多種光信號(hào)的比對(duì)樣本，供該光信號(hào)位置識(shí)別裝置取讀進(jìn)行比對(duì)。
7.如權(quán)利要求5所述利用光信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦的數(shù)字采集裝置，其特征在于還包括一閃光燈，當(dāng)演算發(fā)現(xiàn)所述光信號(hào)所在位置的曝光條件不足時(shí)，激活閃光燈發(fā)出閃光以重新進(jìn)行對(duì)焦處理。
全文摘要
一種利用光信號(hào)的自動(dòng)對(duì)焦方法及其數(shù)字采集裝置，適用于影像的靜態(tài)拍攝及動(dòng)態(tài)的錄制。此自動(dòng)對(duì)焦方法包括下列步驟在拍攝現(xiàn)場(chǎng)從主體朝一數(shù)字影像采集裝置發(fā)射一光信號(hào)；利用一數(shù)字影像采集裝置接收該光信號(hào)，執(zhí)行一影像識(shí)別步驟識(shí)出發(fā)射該光信號(hào)的位置，而使數(shù)字采集裝置以該光信號(hào)的位置為主體區(qū)域進(jìn)行對(duì)焦，接著給予該主體區(qū)域適當(dāng)?shù)臋?quán)重，設(shè)定其曝光和白平衡條件然后攝入一影像。藉此主動(dòng)發(fā)出光信號(hào)的對(duì)焦方式，能靈活、快速及準(zhǔn)確地針對(duì)拍攝主體部位給予適度的權(quán)重，將使主體影像能有較優(yōu)且清晰的表現(xiàn)。
文檔編號(hào)G03B13/36GK1960443SQ20051011706
公開(kāi)日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2005年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者洪進(jìn)福 申請(qǐng)人:普立爾科技股份有限公司