專利名稱：相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z影機(jī)、數(shù)字影像擷取裝置等變焦鏡頭的自動(dòng)對(duì)焦方法，尤其是有關(guān)利用前三個(gè)評(píng)價(jià)值預(yù)測(cè)焦點(diǎn)可能位置以縮短對(duì)焦時(shí)間的方法。
本發(fā)明的另一目的在提供一種相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦的方法，能快速的預(yù)測(cè)焦點(diǎn)的位置，簡(jiǎn)化馬達(dá)移動(dòng)程序以縮短對(duì)焦時(shí)間。
本發(fā)明一種相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦的方法，其特征在于，它包括如下步驟A.使鏡頭進(jìn)行可取得至少三個(gè)評(píng)價(jià)值的初期掃描；B.計(jì)算CCD擷取影像的評(píng)價(jià)值，將此至少三個(gè)評(píng)價(jià)值均一化處理后，依預(yù)測(cè)關(guān)系式獲得焦點(diǎn)位置的預(yù)測(cè)區(qū)段；C.使鏡頭在該預(yù)測(cè)區(qū)段進(jìn)行粗調(diào)，以該粗調(diào)的數(shù)個(gè)評(píng)價(jià)值的均一化后，依排列方式及排列的斜率驗(yàn)證初期掃描的預(yù)測(cè)區(qū)段是否正確，若正確，則進(jìn)行下一步驟；若驗(yàn)證不合，則再以該粗調(diào)獲得的至少三個(gè)評(píng)價(jià)值均一化處理后依預(yù)測(cè)關(guān)系式獲得另一預(yù)測(cè)區(qū)段進(jìn)行粗調(diào)；D.若粗調(diào)后經(jīng)驗(yàn)證確認(rèn)焦點(diǎn)在某一區(qū)段內(nèi)，則在該某一區(qū)段進(jìn)行細(xì)調(diào)；E.細(xì)調(diào)完畢后再使鏡頭回到細(xì)調(diào)時(shí)獲得的評(píng)值峰值位置，即完成對(duì)焦程序。
其中該步驟B及C中，進(jìn)一步包括以CCD測(cè)光取得環(huán)境亮度值，以該環(huán)境亮度值配合該至少三個(gè)評(píng)價(jià)值，依預(yù)測(cè)關(guān)系式獲得焦點(diǎn)位置的預(yù)測(cè)區(qū)段。
其中該評(píng)價(jià)值只取三個(gè)。
其中該步驟A中使鏡頭由一端點(diǎn)向另一方進(jìn)行初期掃描。
其中該預(yù)測(cè)區(qū)段分為很遠(yuǎn)距離的影像區(qū)段；遠(yuǎn)距離的影像區(qū)段；近距離的影像區(qū)段；極近距離的影像區(qū)段。
其中步驟B中是以驗(yàn)證該粗調(diào)的數(shù)個(gè)評(píng)價(jià)值若具，有峰值的型態(tài)，即可確認(rèn)焦點(diǎn)在該預(yù)測(cè)區(qū)段內(nèi)。
其中要使鏡頭反向行進(jìn)時(shí)，先使帶動(dòng)鏡頭的，馬達(dá)步進(jìn)順間隙步數(shù)，再以逆向步進(jìn)方式帶動(dòng)鏡頭反向行進(jìn)。
本發(fā)明一種獲得相機(jī)焦點(diǎn)位置的預(yù)測(cè)區(qū)段的方法，其特征在于，包括使鏡頭進(jìn)行可取得三個(gè)評(píng)價(jià)值的初期掃描；計(jì)算CCD擷取影像的評(píng)價(jià)值，將此三個(gè)評(píng)價(jià)值均一化處理后，依預(yù)測(cè)關(guān)系式獲得焦點(diǎn)位置的預(yù)測(cè)區(qū)段。
其中包括以CCD測(cè)光取得環(huán)境亮度值配合該三個(gè)評(píng)價(jià)值，依預(yù)測(cè)關(guān)系式獲得焦點(diǎn)位置的預(yù)測(cè)區(qū)段。


圖1為很遠(yuǎn)距離影像的評(píng)價(jià)值曲線示意圖；圖2為遠(yuǎn)距離影像的評(píng)價(jià)值曲線示意圖；圖3為近距離影像的評(píng)價(jià)值曲線示意圖；圖4為極近距離影像的評(píng)價(jià)值曲線示意圖；圖5為實(shí)施本發(fā)明的方法取得的評(píng)價(jià)值曲線示意圖。
請(qǐng)參閱圖2所示，當(dāng)相機(jī)攝得遠(yuǎn)距離的影像時(shí)，其評(píng)價(jià)值曲線的對(duì)焦點(diǎn)位于第二區(qū)段F2，此時(shí)該前三個(gè)評(píng)價(jià)值a、b、c對(duì)應(yīng)的三點(diǎn)的排列方式，亦呈向上傾斜的形狀，但其傾斜角度較圖1所示者小。
請(qǐng)參閱圖3所示，當(dāng)相機(jī)攝得近距離的影像時(shí)，其評(píng)價(jià)值曲線對(duì)焦點(diǎn)的位置位于第三區(qū)段F3，此時(shí)該前三個(gè)評(píng)價(jià)值a、b、c對(duì)應(yīng)的三點(diǎn)的排列方式，亦呈向上傾斜的形狀，但其傾斜角度較圖2所示者小。
請(qǐng)參閱圖4所示，當(dāng)相機(jī)攝得極近距離的影像時(shí)，其評(píng)價(jià)值曲線對(duì)焦點(diǎn)的位置位于第四區(qū)段F4，此時(shí)該前三個(gè)評(píng)價(jià)值a、b、c對(duì)應(yīng)的三點(diǎn)的排列近水平的形狀，其傾斜角度較圖3所示者更小。
由上述圖1、圖2、圖3及圖4所示焦點(diǎn)在不同區(qū)段的評(píng)價(jià)值曲線可知，其前三點(diǎn)評(píng)價(jià)值a、b、c之間的差異與焦點(diǎn)所在區(qū)段具有相關(guān)性，只要使鏡頭在第一區(qū)段F1的前端做很短距離的掃描，取得最前幾點(diǎn)的評(píng)價(jià)值，例如前三點(diǎn)的評(píng)價(jià)值加以比較，由其排列方式及排列的斜率即可預(yù)測(cè)焦點(diǎn)可能在那一區(qū)段。由于各點(diǎn)評(píng)價(jià)值之間的差異與攝取影像當(dāng)時(shí)環(huán)境的亮度值(以CCD測(cè)光取得)有關(guān)，故若將亮度值d因素加以考慮，預(yù)測(cè)焦點(diǎn)時(shí)可獲得更佳的效果。因此可事先進(jìn)行多次試驗(yàn)，獲得各種不同前三個(gè)評(píng)價(jià)值及亮度值(a、b、c、d)組合與其對(duì)應(yīng)焦點(diǎn)位于那一區(qū)段的預(yù)測(cè)關(guān)系式，進(jìn)而以該預(yù)測(cè)關(guān)系式做為基礎(chǔ)，當(dāng)吾人獲得任何一組(a、b、c、d)值時(shí)，即可應(yīng)用該預(yù)測(cè)關(guān)系式(F＝f(Y-in-θ2))預(yù)測(cè)焦點(diǎn)可能在那一區(qū)段。
該預(yù)測(cè)關(guān)系式(F＝f(Y-in-θ2))的說(shuō)明如下設(shè)F表示預(yù)測(cè)區(qū)段的值，X表示輸入向量(前三個(gè)評(píng)價(jià)值及亮度值經(jīng)過(guò)均一化后的值)，W1表示介于輸入層及隱藏層的權(quán)值矩陣(weightmatrix)，W2表示介于隱藏層及輸出層的權(quán)值矩陣，θ1表示隱藏層的閥值向量，θ2表示輸出層的閥值向量，令H-in＝W1T·X在H-in導(dǎo)入隱藏層之后，將各單元減去節(jié)點(diǎn)之間值θ1之后，代入活化函數(shù)，而產(chǎn)生隱藏層的輸出值Hh值，即Hh＝f(H-ih-θ1h)，h＝1，2，……Nh由隱藏層輸出所組成向量H，此向量乘上介于隱藏層和輸出層的權(quán)值陣列W2，可得輸出層的輸入向量Y-in，即Y-in＝W1T·X在Y-in導(dǎo)入輸出層后，各單元再減去輸出層的閥值向量θ2后，代入活化函數(shù)f，而產(chǎn)生輸出層的輸出值(即預(yù)測(cè)區(qū)段值)F，即F＝f(Y-in-θ2)該活化函數(shù)f是恢所引應(yīng)用的理論及需求的不同加以定義；該W1、W2、θ1、θ2的值是依多次試驗(yàn)修正而獲得。
請(qǐng)參閱圖5所示，本發(fā)明相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦的方法，包括如下步驟A.使鏡頭由一端點(diǎn)向另一方進(jìn)行可取得三個(gè)評(píng)價(jià)值(即取得第一點(diǎn)10、第二點(diǎn)20、第三點(diǎn)30)的初期掃描；B.計(jì)算CCD擷取影像的評(píng)價(jià)值，將此三個(gè)評(píng)價(jià)值均一化處理后，配合環(huán)境亮度值獲得一組(a、b、c、d)的值，依預(yù)測(cè)關(guān)系式獲得焦點(diǎn)位置的預(yù)測(cè)區(qū)段；該預(yù)測(cè)區(qū)段分為很遠(yuǎn)距離的影像F1區(qū)段；遠(yuǎn)距離的影像F2區(qū)段；近距離的影像F3區(qū)段；極近距離的影像F4區(qū)段；C.使鏡頭在該預(yù)測(cè)區(qū)段進(jìn)行粗調(diào)，粗調(diào)間隔(取得坪價(jià)值間隔)依預(yù)測(cè)區(qū)段F1、F2、F3、F4的不同而依序增長(zhǎng)；以該粗調(diào)的數(shù)個(gè)評(píng)價(jià)值的均一化后，依排列方式及排列的斜率驗(yàn)證初期掃描的預(yù)測(cè)區(qū)段是否正確，若正確，則進(jìn)行下一步驟；若驗(yàn)證不合，則以該粗調(diào)獲得的至少三個(gè)評(píng)價(jià)值再依該預(yù)測(cè)關(guān)系式獲得另一預(yù)測(cè)區(qū)段進(jìn)行粗調(diào)；D.若粗調(diào)后經(jīng)驗(yàn)證確認(rèn)焦點(diǎn)在某一區(qū)段內(nèi)，則在該某一區(qū)段進(jìn)行細(xì)調(diào)；E.細(xì)調(diào)完畢后再使鏡頭回到細(xì)調(diào)時(shí)獲得的評(píng)值峰值位置，即完成對(duì)焦程序，本發(fā)明的“粗調(diào)”是指鏡頭在一段掃描后取得較少數(shù)量的評(píng)價(jià)值，如圖5中的區(qū)段F2、F3所取的評(píng)價(jià)值；而“細(xì)調(diào)”是指鏡頭在一段掃描后取得較多數(shù)量的評(píng)價(jià)值，如圖5中的區(qū)段F4所取的評(píng)價(jià)值；本發(fā)明若要使鏡頭反向行進(jìn)時(shí)，先使帶動(dòng)鏡頭的馬達(dá)步進(jìn)順間隙步數(shù)，再以逆向步進(jìn)方式帶動(dòng)銳頭反向行進(jìn)，可獲得較佳的自動(dòng)對(duì)焦效果。
依圖5所示的情況，是使鏡頭依預(yù)測(cè)區(qū)段F2進(jìn)行粗調(diào)，該粗調(diào)后經(jīng)驗(yàn)證其評(píng)價(jià)值往右側(cè)遞增，并無(wú)遞增再遞減具峰值的型態(tài)，可確認(rèn)焦點(diǎn)不在區(qū)段F2；則以在區(qū)段F2取得的評(píng)價(jià)值再依預(yù)測(cè)關(guān)系式獲得另一預(yù)測(cè)區(qū)段F3進(jìn)行粗調(diào)，若再驗(yàn)證不合即可確定焦點(diǎn)在區(qū)段F4；即可直接在區(qū)段F4進(jìn)行細(xì)調(diào)，細(xì)調(diào)完畢后再使馬達(dá)步進(jìn)逆間隙步數(shù)，再回細(xì)調(diào)的評(píng)值峰值位置，即完成對(duì)焦程序。
本發(fā)明的初期掃描亦可取得三個(gè)以上評(píng)價(jià)值作為預(yù)測(cè)焦點(diǎn)位置的依據(jù)，且預(yù)測(cè)區(qū)段亦不限于四段，可依相機(jī)對(duì)焦機(jī)構(gòu)的性質(zhì)做不同的區(qū)分。
利用本發(fā)明，以初期掃描取得三個(gè)評(píng)價(jià)值作為預(yù)測(cè)焦點(diǎn)位置的依據(jù)及預(yù)測(cè)區(qū)段設(shè)為四段為例，通?？稍谝淮未终{(diào)后再進(jìn)行一次細(xì)調(diào)即可確定焦點(diǎn)的位置最多只要二次粗調(diào)后再進(jìn)行一次細(xì)調(diào)即可確定焦點(diǎn)的位置。若被攝物在很遠(yuǎn)的地方，利用本發(fā)明，甚至只要一次掃描取得前三個(gè)評(píng)價(jià)值即可確定焦點(diǎn)的位置。故本發(fā)明能快速的預(yù)測(cè)焦點(diǎn)的位置，簡(jiǎn)化馬達(dá)移動(dòng)程序以縮短對(duì)焦時(shí)間，且不需以手動(dòng)方式選擇對(duì)焦模式，能快速的達(dá)成自動(dòng)對(duì)焦的功效。
以上所記載，僅為利用本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容的實(shí)施例，任何熟悉本項(xiàng)技藝者運(yùn)用本發(fā)明所為的修飾、變化，皆屬本發(fā)明主張的專利范圍，而不限于實(shí)施例所揭示者。
綜上所述，本發(fā)明突破一般習(xí)知相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦方法所采用的方式，且具功效增進(jìn)，已合于發(fā)明專利要件，故依法申請(qǐng)專利。
權(quán)利要求
1.一種相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦的方法，其特征在于，它包括如下步驟A.使鏡頭進(jìn)行可取得至少三個(gè)評(píng)價(jià)值的初期掃描；B.計(jì)算CCD擷取影像的評(píng)價(jià)值，將此至少三個(gè)評(píng)價(jià)值均一化處理后，依預(yù)測(cè)關(guān)系式獲得焦點(diǎn)位置的預(yù)測(cè)區(qū)段；C.使鏡頭在該預(yù)測(cè)區(qū)段進(jìn)行粗調(diào)，以該粗調(diào)的數(shù)個(gè)評(píng)價(jià)值的均一化后，依排列方式及排列的斜率驗(yàn)證初期掃描的預(yù)測(cè)區(qū)段是否正確，若正確，則進(jìn)行下一步驟；若驗(yàn)證不合，則再以該粗調(diào)獲得的至少三個(gè)評(píng)價(jià)值均一化處理后依預(yù)測(cè)關(guān)系式獲得另一預(yù)測(cè)區(qū)段進(jìn)行粗調(diào)；D.若粗調(diào)后經(jīng)驗(yàn)證確認(rèn)焦點(diǎn)在某一區(qū)段內(nèi)，則在該某一區(qū)段進(jìn)行細(xì)調(diào)；E.細(xì)調(diào)完畢后再使鏡頭回到細(xì)調(diào)時(shí)獲得的評(píng)值峰值位置，即完成對(duì)焦程序。
2.如權(quán)利要求1所述的相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦的方法，其特征在于，其中該步驟B及C中，進(jìn)一步包括以CCD測(cè)光取得環(huán)境亮度值，以該環(huán)境亮度值配合該至少三個(gè)評(píng)價(jià)值，依預(yù)測(cè)關(guān)系式獲得焦點(diǎn)位置的預(yù)測(cè)區(qū)段。
3.如權(quán)利要求2所述的相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦的方法，其特征在于，其中該評(píng)價(jià)值只取三個(gè)。
4.如權(quán)利要求3所述的相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦的方法，其特征在于，其中該步驟A中使鏡頭由一端點(diǎn)向另一方進(jìn)行初期掃描。
5.如權(quán)利要求4所述的相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦的方法，其特征在于，其中該預(yù)測(cè)區(qū)段分為很遠(yuǎn)距離的影像區(qū)段；遠(yuǎn)距離的影像區(qū)段；近距離的影像區(qū)段；極近距離的影像區(qū)段。
6.如權(quán)利要求5所述的相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦的方法，其特征在于，其中步驟B中是以驗(yàn)證該粗調(diào)的數(shù)個(gè)評(píng)價(jià)值若具，有峰值的型態(tài)，即可確認(rèn)焦點(diǎn)在該預(yù)測(cè)區(qū)段內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦的方法，其特征在于，其中要使鏡頭反向行進(jìn)時(shí)，先使帶動(dòng)鏡頭的，馬達(dá)步進(jìn)順間隙步數(shù)，再以逆向步進(jìn)方式帶動(dòng)鏡頭反向行進(jìn)。
8.一種獲得相機(jī)焦點(diǎn)位置的預(yù)測(cè)區(qū)段的方法，其特征在于，包括使鏡頭進(jìn)行可取得三個(gè)評(píng)價(jià)值的初期掃描；計(jì)算CCD擷取影像的評(píng)價(jià)值，將此三個(gè)評(píng)價(jià)值均一化處理后，依預(yù)測(cè)關(guān)系式獲得焦點(diǎn)位置的預(yù)測(cè)區(qū)段。
9.如權(quán)利要求8所述的獲得相機(jī)焦點(diǎn)位置的預(yù)測(cè)區(qū)段的方法，其特征在于，其中包括以CCD測(cè)光取得環(huán)境亮度值配合該三個(gè)評(píng)價(jià)值，依預(yù)測(cè)關(guān)系式獲得焦點(diǎn)位置的預(yù)測(cè)區(qū)段。
全文摘要
一種相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦方法，是以初期掃描取得之前數(shù)個(gè)評(píng)價(jià)值及預(yù)環(huán)境亮度值測(cè)焦點(diǎn)可能的位置；于焦點(diǎn)可能區(qū)段進(jìn)行粗調(diào)；若確認(rèn)焦點(diǎn)不在該區(qū)段，則依粗調(diào)取得的評(píng)價(jià)值再次預(yù)測(cè)焦點(diǎn)可能位置；若確認(rèn)焦點(diǎn)在該區(qū)段，則在該區(qū)段進(jìn)行細(xì)調(diào)，細(xì)調(diào)完畢后再使鏡頭回到細(xì)調(diào)時(shí)獲得的評(píng)值峰值位置，即完成對(duì)焦程序；本發(fā)明利用預(yù)測(cè)焦點(diǎn)位置的技術(shù)及簡(jiǎn)化馬達(dá)移動(dòng)程序，以縮短對(duì)焦時(shí)間及省去對(duì)焦前的手動(dòng)切換對(duì)焦模式的動(dòng)作。
文檔編號(hào)G03B13/36GK1417634SQ0113450
公開日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2001年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月31日
發(fā)明者劉權(quán)輝 申請(qǐng)人:金寶電子工業(yè)股份有限公司