專利名稱：具有自動(dòng)聚焦的數(shù)字成像的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及數(shù)字成像，以及具體地涉及數(shù)字成像中的自動(dòng)聚焦。本發(fā)明尤其涉及例如用于自動(dòng)聚焦期間在取景器顯示屏上預(yù)覽的那些情形，其中需要按比例縮小數(shù)字圖像。
背景技術(shù)：
在過(guò)去的幾年中，諸如數(shù)字相機(jī)的數(shù)字成像設(shè)備，在成像技術(shù)中發(fā)揮顯著作用。傳統(tǒng)相機(jī)已經(jīng)獲得了后繼產(chǎn)品，然而，該產(chǎn)品與傳統(tǒng)相機(jī)差異很大。傳統(tǒng)相機(jī)完全依賴于化學(xué)和機(jī)械處理，并且傳統(tǒng)相機(jī)不必需要利用電來(lái)操作。然而，數(shù)字相機(jī)具有一個(gè)或者多個(gè)內(nèi)置處理器，并且這些相機(jī)以完全的數(shù)字形式記錄圖像。因?yàn)樗鼈兊碾妼傩?，?shù)字相機(jī)(或者數(shù)字相機(jī)模塊)可以容易集成到其他電子設(shè)備，在這些電子設(shè)備中移動(dòng)電信設(shè)備(移動(dòng)終端)是現(xiàn)今最普通的例子。根據(jù)主設(shè)備(即與相機(jī)模塊集成的設(shè)備)，相機(jī)模塊可以與所述設(shè)備的系統(tǒng)以及多個(gè)其他組件進(jìn)行通信。例如在相機(jī)電話中，相機(jī)模塊通常地操作性地為與一個(gè)或者多個(gè)處理器進(jìn)行通信，以及在數(shù)字相機(jī)的情況下，設(shè)備可以包括某些其他類型的專用信號(hào)處理組件。
數(shù)字相機(jī)具有一組透鏡，即用于聚焦光以創(chuàng)建景物圖像的透鏡系統(tǒng)。而取代將光聚焦到一張膠片上的是，將光聚焦到用電子方式記錄光的半導(dǎo)體設(shè)備上。該半導(dǎo)體設(shè)備可以例如是CMOS(互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體)或者CCD(電荷耦合設(shè)備)傳感器。該傳感器主要包括光敏像素集合，其將光轉(zhuǎn)換成電荷，并且該電荷還進(jìn)一步被轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。通常地，數(shù)字圖像數(shù)據(jù)主要在該傳感器組件本身外部處理，但是現(xiàn)今也可以將邏輯和存儲(chǔ)器集成到CMOS傳感器中。US 6,570,617 B2公開(kāi)了一種單片(single chip)相機(jī)，其中將特定信號(hào)和控制電子設(shè)備集成到具有光敏元件的同一襯底上。
與傳統(tǒng)膠片型相機(jī)非常不同的是，現(xiàn)代數(shù)字相機(jī)通常具有集成的彩色顯示屏，其提供對(duì)使用者正在拍攝的幀的預(yù)覽。該顯示屏可以用作數(shù)字取景器來(lái)取代傳統(tǒng)光學(xué)取景器。在顯示屏上看到的圖像通常直接從圖像傳感器取得，并且根據(jù)圖像的原始分辨率按比例縮小后，在取景器顯示屏上顯示。該過(guò)程確保在這種預(yù)覽模式期間快速更新實(shí)況顯示。預(yù)覽圖像還以下文所述方式用于基于圖像自動(dòng)聚焦的目的。
通常地，在數(shù)字相機(jī)中，圖像傳感器以較低分辨率QVGA(四分之一視頻圖形陣列)輸出數(shù)據(jù)用于顯示屏，因?yàn)樯鲜鲆缶哂锌焖俑骂A(yù)覽顯示，并且因?yàn)轱@示屏的有限像素分辨率。在預(yù)覽模式期間，基于圖像的自動(dòng)聚焦可以通過(guò)分析低分辨率圖像和相應(yīng)地通過(guò)調(diào)整透鏡系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行以改善聚焦。使用者可以檢查顯示在取景器顯示屏上的圖像以便查看是否已經(jīng)成功地應(yīng)用了自動(dòng)聚焦。非基于圖像的聚焦也可以例如通過(guò)使用本領(lǐng)域中已知的各種距離測(cè)量方法而應(yīng)用于此。然而，旨在用于取景器預(yù)覽的該較低圖像分辨率不足夠高，而在現(xiàn)代的幾百萬(wàn)像素(例如三百萬(wàn)像素)相機(jī)中無(wú)法基于圖像而完成精確的聚焦。換言之，按比例縮小的圖像分辨率不足夠高，而無(wú)法提供用于微調(diào)自動(dòng)聚焦的精確圖像分析的基礎(chǔ)。因此在拍攝圖像之前，除了上述預(yù)聚焦測(cè)量，相機(jī)需要通常基于較高分辨率圖像數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行某些最終聚焦步驟。
在大多數(shù)數(shù)字相機(jī)設(shè)備中，當(dāng)使用者將拍攝按鈕按下一半時(shí)，如上所述基于按比例縮小取景器圖像數(shù)據(jù)而執(zhí)行自動(dòng)聚焦。當(dāng)使用者決定拍照并且完全按下拍攝按鈕時(shí)，相機(jī)設(shè)備執(zhí)行最終聚焦步驟。在最終聚焦期間，圖像傳感器開(kāi)始輸出高分辨率圖像數(shù)據(jù)，以便提供用于聚焦算法的最佳可能基礎(chǔ)。根據(jù)(例如從中心)選定的圖像塊從這些高分辨率圖像收集/計(jì)算聚焦測(cè)量值。
根據(jù)基于按比例縮小圖像的預(yù)聚焦的結(jié)果與基于高分辨率圖像的最終聚焦的結(jié)果彼此偏離的程度，最終聚焦步驟在可以實(shí)際記錄圖像之前造成一定的延遲。另外，在最終聚焦期間，用于取景器的低分辨率圖像不能適當(dāng)?shù)厣苫蛘吒?。在某些?shù)字相機(jī)中，即使當(dāng)將拍攝按鈕按下一半并能夠進(jìn)行自動(dòng)聚焦(預(yù)聚焦)功能時(shí)，常規(guī)的取景器圖像更新也可能被忽略。
現(xiàn)有技術(shù)數(shù)字相機(jī)的自動(dòng)聚焦和預(yù)覽功能的操作在它們的細(xì)節(jié)處可以與上文給定描述略有不同，但是可以意識(shí)到的是現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)，特別針對(duì)從百萬(wàn)像素圖像連續(xù)地并且沒(méi)有不必要延遲地提供準(zhǔn)確的聚焦數(shù)據(jù)方面，具有特定嚴(yán)格的限制?？梢砸庾R(shí)到，在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中準(zhǔn)確的聚焦數(shù)據(jù)總是不可用的，因?yàn)樵谔囟〞r(shí)間僅旨在用于取景器的按比例縮小的低分辨率圖像可能變?yōu)榭捎谩Ａ硗?，在一些情況中，當(dāng)拍攝高分辨率圖像用于最終聚焦時(shí)，可能不能適當(dāng)?shù)馗氯【捌鲌D像。
數(shù)字成像中的使用者體驗(yàn)受發(fā)生在拍攝操作中的延遲的影響最大。換言之，按壓拍攝按鈕和實(shí)際圖像拍攝時(shí)刻之間的延遲應(yīng)該被最小化。在當(dāng)前的數(shù)字相機(jī)中，由使用者將拍攝按鈕按下一半來(lái)啟動(dòng)聚焦。當(dāng)將按壓按鈕按下一半時(shí)，數(shù)字相機(jī)通常嘗試尋找最佳聚焦并將其鎖定。如果聚焦不夠好，則可釋放按鈕并且再次按下按鈕以便找到更佳的聚焦。如果聚焦已經(jīng)在按鈕按下一半時(shí)適當(dāng)?shù)亟Y(jié)束，則當(dāng)將按鈕全部按下時(shí)，立即拍攝該圖像。如果聚焦未就緒并且按鈕已被全部按下，則相機(jī)需要至少在該點(diǎn)結(jié)束聚焦，并且這消耗了不希望的較多時(shí)間。這意味著，在使用者已經(jīng)按下按鈕之后，他/她需要等待一會(huì)，以便相機(jī)完成聚焦。如果使用者在該短時(shí)間期間內(nèi)移動(dòng)相機(jī)，則圖像將自然變得不聚焦。該延遲還影響相機(jī)的通常使用。利用數(shù)字相機(jī)，可以很容易地拍攝一組圖像，其意味著不斷地(例如在目標(biāo)運(yùn)轉(zhuǎn)期間)按壓拍攝按鈕，用于拍攝每個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)階段。然而，對(duì)于所述時(shí)刻，即使重復(fù)按壓按鈕，通常用于現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備的“等待時(shí)間”阻止了拍攝“每個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)階段”。
可以看出即使數(shù)字相機(jī)提供了新的并有意義的方法用于成像，仍需要比當(dāng)前技術(shù)中的方法更準(zhǔn)確和快速的并可以處理不斷提高的傳感器分辨率的改進(jìn)聚焦方法。另外，這種方法應(yīng)該還在以下情形下工作圖像需要按比例縮小用于產(chǎn)生較高圖像頻率，例如，用于預(yù)覽目的。以下描述公開(kāi)了解決這些需要的方案。

發(fā)明內(nèi)容
本方案包括一種可以改進(jìn)圖像聚焦的方法、設(shè)備、成像模塊以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的方法包括用于以下的步驟提供全分辨率圖像、基于所述全分辨率圖像提供按比例縮小的部分分辨率圖像、基于全分辨率圖像數(shù)據(jù)計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并且提供所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和按比例縮小圖像的數(shù)據(jù)一起用于進(jìn)一步的處理步驟。
用于數(shù)字成像的設(shè)備包括圖像傳感器，用于提供全分辨率圖像的；處理器，用于基于所述全分辨率圖像提供按比例縮小的部分分辨率圖像；以及計(jì)算裝置，用于基于全分辨率圖像數(shù)據(jù)確定統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并提供所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和按比例縮小圖像的數(shù)據(jù)一起用于進(jìn)一步處理。
用于數(shù)字成像的成像模塊包括用于提供全分辨率圖像的圖像傳感器，用于基于全分辨率圖像提供按比例縮小的部分分辨率圖像的處理器，其中所述成像模塊還包括計(jì)算裝置，用于基于所述全分辨率圖像的數(shù)據(jù)確定統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并用于提供所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和按比例縮小圖像的數(shù)據(jù)一起用于進(jìn)一步處理。
數(shù)字成像中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括配置如下的計(jì)算機(jī)可讀指令提供全分辨率圖像，基于所述全分辨率圖像提供按比例縮小的部分分辨率圖像，其中借助于所述計(jì)算機(jī)可讀指令，基于所述全分辨率圖像計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并且提供所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和按比例縮小圖像的數(shù)據(jù)一起用于進(jìn)一步的處理步驟。
當(dāng)進(jìn)行數(shù)字成像并且特別是聚焦操作時(shí)，本發(fā)明具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明使得能夠以目標(biāo)幀速率的準(zhǔn)確自動(dòng)聚焦可用于任何時(shí)間。另外，圖像可以總是保持為聚焦的。因?yàn)椴恍枰舆t時(shí)，在使用者按壓拍攝按鈕時(shí)，可以立即拍攝經(jīng)聚焦的圖像，。該方法不僅可應(yīng)用于靜止圖像，而且在視頻成像中，自動(dòng)聚焦也更精確。


根據(jù)結(jié)合附圖的以下例子可以獲得對(duì)本發(fā)明的更好的理解。
圖1示出了成像設(shè)備結(jié)構(gòu)的例子；圖2示出了成像設(shè)備結(jié)構(gòu)的另一例子；圖3示出了成像設(shè)備結(jié)構(gòu)的又一例子；圖4示出了方法步驟的例子以及該方法步驟在兩個(gè)相機(jī)組件之間的劃分；以及圖5示出了以塊來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算的圖像的例子。
具體實(shí)施例方式
盡管在下文描述中為了清楚起見(jiàn)使用了專用術(shù)語(yǔ)，這些術(shù)語(yǔ)旨在僅涉及附圖中用于說(shuō)明而選定的本發(fā)明的特定結(jié)構(gòu)，并且它們不旨在過(guò)度地限定或者限制本發(fā)明的范圍。在描述中，通用術(shù)語(yǔ)“圖像”用于限定這種圖像數(shù)據(jù)是可視的。圖像的例子是靜止圖像、視頻圖像以及在拍攝過(guò)程中使用的預(yù)覽圖像。本描述中的“原始圖像”涉及未以任何方式處理過(guò)的圖像數(shù)據(jù)。原始圖像是由圖像傳感器進(jìn)行拍攝但沒(méi)有經(jīng)過(guò)解釋的數(shù)據(jù)?！敖?jīng)處理的數(shù)據(jù)”是由經(jīng)處理的原始圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生的。經(jīng)處理的圖像可以但不必須被可視化解釋。“成像設(shè)備”可以是包括數(shù)字成像裝置的任何設(shè)備。因此，成像設(shè)備可以是數(shù)字相機(jī)、成像電話或者一些其他設(shè)備，其可以包括成像裝置或者被連接到一個(gè)成像裝置(例如web相機(jī))。
現(xiàn)在通過(guò)參考圖1來(lái)描述實(shí)施由本申請(qǐng)公開(kāi)的方法的成像設(shè)備，其中以非常簡(jiǎn)化的方式給出成像設(shè)備結(jié)構(gòu)。成像設(shè)備的附圖呈現(xiàn)這種數(shù)字相機(jī)組件，該方法對(duì)這些組件有顯著作用。
成像設(shè)備100包括相機(jī)模塊110、可以是視聽(tīng)引擎的相機(jī)處理器120、以及主單元130。主單元130的目的是主要負(fù)責(zé)設(shè)備100的各種應(yīng)用。主單元130包括例如用于控制成像設(shè)備100的顯示屏132的顯示控制器131。主單元130還被布置用于將圖像和其他信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)卡133或者其他存儲(chǔ)裝置。另外，主單元130可以具有通信裝置，用于形成到諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)的外部存儲(chǔ)器裝置的數(shù)據(jù)傳輸連接。這些通信裝置可以是數(shù)據(jù)電纜或者無(wú)線系統(tǒng)。主單元130還可以具有其他能力或者連接到改進(jìn)成像設(shè)備的效率和功能的其他系統(tǒng)、組件或者數(shù)據(jù)庫(kù)。
在該例子中，相機(jī)處理器120至少包括用于確定自動(dòng)聚焦的裝置121。相機(jī)處理器120還能夠(根據(jù)情形)根據(jù)已知圖像處理方法來(lái)處理圖像。在該例子中，相機(jī)處理器120作為獨(dú)立組件示出，但是應(yīng)該理解到相機(jī)處理功能可以通過(guò)主單元130的處理器來(lái)執(zhí)行。其他配置也是可以的。例如，統(tǒng)計(jì)計(jì)算所需要的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以通過(guò)相機(jī)模塊110來(lái)收集，統(tǒng)計(jì)計(jì)算由相機(jī)處理器120完成并且自動(dòng)聚焦控制在主單元130中完成。通過(guò)理解這些配置的變形，也可以理解其他可能的配置。
相機(jī)模塊110包括透鏡111，光可以經(jīng)由該透鏡而在圖像傳感器115出現(xiàn)。在該例子中，圖像傳感器115包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器116和用于引入增益的裝置。某些圖像傳感器可以僅包括增益，而某些圖像傳感器可以不包括兩種裝置中的任何一種。在該例子中，圖像傳感器還包括視頻圖像縮放器117和光敏區(qū)域118。圖像傳感器115還可以引入統(tǒng)計(jì)裝置119，用于提供關(guān)于所述圖像的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)裝置119能夠收集和計(jì)算自動(dòng)聚焦統(tǒng)計(jì)，而還可以僅布置統(tǒng)計(jì)裝置119用于收集統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，由此通過(guò)其他計(jì)算裝置執(zhí)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。
關(guān)于一些其他圖像傳感器，諸如CCD-傳感器，傳感器可以僅包括光敏區(qū)域和電荷發(fā)送器。除了這些，傳感器需要至先前描述的電子組件的接口。接口被布置用于從傳感器發(fā)送模擬電荷值以及將電荷發(fā)送器所需的時(shí)序發(fā)送到該傳感器。
成像設(shè)備的另一例子示于圖2中，其中呈現(xiàn)成像電話200。成像電話200包括參考圖1所描述的組件，而這種組件需要具有無(wú)線通信功能。例如，圖2中的設(shè)備200包括音頻裝置236、各種連網(wǎng)裝置234以及基礎(chǔ)蜂窩元件235(例如鍵盤、電源管理)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解到設(shè)備200可以將其他功能和組件并入在此提到的功能和組件。
成像設(shè)備的又一例子在圖3中示出。在此所示的成像電話300比成像電話200(圖2)更詳細(xì)的附圖。用于確定自動(dòng)聚焦的裝置121在本圖中被布置在多媒體處理器322中。在該圖3中，成像電話還包括WLAN連接234，但是顯然該附加的短程網(wǎng)絡(luò)能力還可以是某種其他短程網(wǎng)絡(luò)，例如藍(lán)牙或者紅外。在該圖3中還示出了接收器-發(fā)送器337。該例子的成像電話300包括作為主存儲(chǔ)器的SDRAM存儲(chǔ)器339。在該圖中主單元130在基帶中操作電話。而且成像電話300有立體聲輸入和立體聲輸出338的能力。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解到，除了主單元以外，相機(jī)處理器還可以與例如顯示屏、音響、存儲(chǔ)卡或者外部存儲(chǔ)器的組件相連接。
成像過(guò)程的一個(gè)例子示于圖4中。由通過(guò)成像設(shè)備查看成像目標(biāo)的使用者啟動(dòng)該過(guò)程。通過(guò)透鏡將原始圖像數(shù)據(jù)401捕獲到圖像傳感器115。圖像傳感器115以高分辨率模式運(yùn)行。在傳統(tǒng)相機(jī)中，當(dāng)進(jìn)行視圖尋找時(shí)，圖像通常是低分辨率圖像，并且針對(duì)拍攝靜止圖像和針對(duì)聚焦的目的，圖像傳感器輸出高分辨率圖像。然而，在本描述中，可以通過(guò)使用圖像中任何選定區(qū)域完成聚焦，根據(jù)以下描述這將顯而易見(jiàn)。
本發(fā)明旨在去除現(xiàn)有技術(shù)的限制以及呈現(xiàn)一種方法，其中按比例縮小的圖像數(shù)據(jù)可用于預(yù)覽，但是同時(shí)來(lái)自高分辨率圖像的高質(zhì)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)還可用于基于圖像的自動(dòng)聚焦。當(dāng)這種高質(zhì)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)基本上連續(xù)可用于聚焦時(shí)，其加速自動(dòng)聚焦處理并最小化最終圖像拍攝期間的延遲。
根據(jù)本發(fā)明，在基于圖像的自動(dòng)聚焦之前的過(guò)程可以用各種方式實(shí)施?；舅枷胧窃趫D像傳感器中拍攝401全分辨率圖像以及模數(shù)轉(zhuǎn)換402完成之后，收集關(guān)于圖像的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)403。在圖像傳感器中從圖像的多個(gè)區(qū)域計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，例如參見(jiàn)圖5，在圖像510中，從塊520計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。塊的個(gè)數(shù)不重要，但是更有利的是具有多于一個(gè)塊用于計(jì)算。通常，在圖像的中心部分、若干區(qū)域和若干不同頻帶中執(zhí)行統(tǒng)計(jì)收集。當(dāng)將有更多塊待用于統(tǒng)計(jì)計(jì)算時(shí)，可以例如選擇展現(xiàn)最佳聚焦的特定組。
當(dāng)收集/計(jì)算403統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，將圖像按比例縮小404到期望的部分分辨率，其通常在預(yù)覽中使用并可以例如是QVGA-分辨率。在該例子中，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)附在405圖像數(shù)據(jù)的末端。然而在某些情形下，可以更有利地在其他時(shí)間(例如恰在計(jì)算出該統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)后)傳輸統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。還應(yīng)該注意到不是同時(shí)需要所有圖像數(shù)據(jù)，而可以隨著圖像數(shù)據(jù)逐漸就緒而相應(yīng)地進(jìn)行收集和按比例縮放。因此，此時(shí)通過(guò)重復(fù)步驟401至404以及偶爾進(jìn)一步發(fā)送數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)收集可以一次進(jìn)行一行。在該情況下也可以在圖像405的末端操作發(fā)送。本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員將理解到，該過(guò)程可以在步驟401至410之間結(jié)合在此未公開(kāi)的其他圖像處理功能。例如，涉及諸如箝位(clamping)、噪聲抑制等處理。
應(yīng)該理解到，根據(jù)本發(fā)明，從高分辨率圖像來(lái)確定用于自動(dòng)聚焦目的的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并且之后僅是用于其他目的的圖像按比例縮小，諸如用于實(shí)況取景器顯示屏。因此，促進(jìn)高精度自動(dòng)聚焦的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及用于預(yù)覽的按比例縮小圖像連續(xù)可用。在現(xiàn)有技術(shù)解決方案中這是不可能的，因?yàn)橄到y(tǒng)需要從預(yù)覽模式切換到指定的自動(dòng)聚焦模式。在首先提到的模式中，用于預(yù)覽的按比例縮小圖像是可用的，但是沒(méi)有從高分辨率原始圖像計(jì)算出的高質(zhì)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。在后一模式中，高分辨率自動(dòng)聚焦數(shù)據(jù)是可用的，但是預(yù)覽顯示不可以有規(guī)律地更新，因?yàn)槿鄙倭税幢壤s小的圖像數(shù)據(jù)。
統(tǒng)計(jì)收集步驟，即分析圖像以便產(chǎn)生描述所述圖像的聚焦?fàn)顟B(tài)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)所需的動(dòng)作，可以包括本領(lǐng)域已知的任何步驟或者方法，或者適合用于這種目的的任何其他步驟。本發(fā)明不應(yīng)該由那些步驟的屬性所限制，而該屬性僅當(dāng)那些步驟執(zhí)行時(shí)以及在那些步驟執(zhí)行處是重要的。
具有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)還經(jīng)由相機(jī)接口460傳遞到相機(jī)處理器120。相機(jī)處理器120對(duì)自動(dòng)聚焦410作出判決，即對(duì)移動(dòng)透鏡或者維持透鏡的當(dāng)前位置作出判決。相機(jī)處理器120可以基于在傳感器處已經(jīng)收集的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在不經(jīng)過(guò)整個(gè)圖像數(shù)據(jù)的前提下，判決透鏡應(yīng)該以哪種方式移動(dòng)。相機(jī)處理器120可以判決圖像中的哪個(gè)塊用于聚焦。僅基于對(duì)按比例縮小的圖像的分析對(duì)透鏡移動(dòng)的判決將不精確，并且因此根據(jù)本發(fā)明的方法與現(xiàn)有技術(shù)方法相比是優(yōu)選的。
聚焦判決基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。根據(jù)圖像傳感器的特征和最終聚焦的值，可以限定至少一個(gè)目標(biāo)值用于判決。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與目標(biāo)值相對(duì)比，以及根據(jù)當(dāng)前統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)偏離了所述目標(biāo)值多少來(lái)移動(dòng)透鏡。當(dāng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)小于(差于)目標(biāo)值時(shí)，透鏡向被認(rèn)為更佳方向的方向移動(dòng)。當(dāng)移動(dòng)完成時(shí)，檢查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并且如果結(jié)果足夠好，則保持透鏡在該位置。如果結(jié)果較好，但不足夠好，則繼續(xù)向那個(gè)方向移動(dòng)。如果結(jié)果較差，則透鏡向相反方向移動(dòng)，在該處檢查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并且進(jìn)行下一步判決。如果結(jié)果改善得足夠好，則透鏡保持在該位置，如果需要，則還可以檢查下一個(gè)位置。如果這里的結(jié)果也較差，則將透鏡置回原始位置。重新定義目標(biāo)值。在每一步驟中，當(dāng)透鏡移動(dòng)到新位置或者移動(dòng)回先前位置時(shí)，重新定義目標(biāo)值。如果目標(biāo)值變得太差，則可以指示聚焦丟失，由此可以在整個(gè)聚焦區(qū)域中重新進(jìn)行掃描。還應(yīng)該注意是否有來(lái)自許多不同頻率的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可以從該統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的改變來(lái)檢查聚焦何時(shí)被改善并且透鏡應(yīng)該向哪個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng)。其還使得能夠觀察何時(shí)需要聚焦。例如，最佳目標(biāo)值結(jié)束的頻帶越低，則透鏡越可能應(yīng)該向某個(gè)方向移動(dòng)。
上文描述了一種情形，其中已經(jīng)掃描經(jīng)過(guò)了整個(gè)聚焦區(qū)域并且透鏡處于較好聚焦。第一掃描可以通過(guò)以下來(lái)執(zhí)行開(kāi)始從某點(diǎn)掃描，以及掃描整個(gè)圖像直到找到最佳的新聚焦為止。通過(guò)經(jīng)過(guò)所有透鏡位置并確定聚焦值在哪個(gè)位置達(dá)到最大值、或者通過(guò)快速掃描并且接著通過(guò)聚焦，可以找到最佳聚焦。
在先前例子中，圖像傳感器能夠收集統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、按比例縮放圖像以及將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)輸入到圖像。相機(jī)處理器因此負(fù)責(zé)處理、自動(dòng)聚焦以及與其相關(guān)的功能。然而，可以將任務(wù)在相機(jī)模塊和相機(jī)處理器之間進(jìn)行不同劃分。然而應(yīng)該記住，即使任務(wù)被不同地共享，但是不能摒棄基本思想，該基本思想是在按比例縮小圖像之前收集統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。因此，當(dāng)記住基本思想時(shí)，將理解到相機(jī)模塊或者相機(jī)處理器或者主單元可以實(shí)施處理?？梢詮南鄼C(jī)模塊傳遞較小的高分辨率塊(之后可以根據(jù)該較小的高分辨率塊計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù))或者傳遞預(yù)收集的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。還可以利用原始圖像數(shù)據(jù)或者經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)(并且甚至可能是按比例縮放的圖像數(shù)據(jù))來(lái)傳遞經(jīng)收集的或者計(jì)算的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，也可能還可以從原始圖像數(shù)據(jù)或者經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)來(lái)收集統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。然而，在后一種情形中，應(yīng)該通過(guò)相機(jī)模塊執(zhí)行處理和按比例縮放。由相機(jī)處理器或者主單元判決自動(dòng)聚焦。
在這些例子中，圖像傳感器是CMOS傳感器，其中邏輯和存儲(chǔ)器可以集成在與光敏元件相同的襯底上。然而，本發(fā)明不限制于使用CMOS傳感器。當(dāng)將CCD傳感器以及其他圖像傳感器布置為結(jié)合適當(dāng)?shù)碾娐泛瓦壿嬕源_定用于自動(dòng)聚焦目的的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，還可以使用CCD傳感器以及其他圖像傳感器。
本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員將理解到系統(tǒng)可以包括適合于提高聚焦功能的效率的任何數(shù)目的能力和功能。另外該系統(tǒng)可以提供其他手動(dòng)或者自動(dòng)服務(wù)用于維持?jǐn)?shù)據(jù)。
因此，將變得顯而易見(jiàn)的是，在不偏離如權(quán)利要求中所闡述的本發(fā)明的保護(hù)范圍的情況下，可以對(duì)所描述的實(shí)施方式的例子進(jìn)行變形和修改。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字成像方法，至少包括以下步驟提供全分辨率圖像，基于所述全分辨率圖像提供按比例縮小的部分分辨率圖像，以及基于所述全分辨率圖像的數(shù)據(jù)計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并且提供所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和按比例縮小圖像的數(shù)據(jù)一起用于進(jìn)一步的處理步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)用于聚焦，并且所述按比例縮小的圖像用于預(yù)覽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中從原始圖像數(shù)據(jù)收集所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中從圖像數(shù)據(jù)的至少一個(gè)預(yù)定部分收集所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在圖像傳感器處收集所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)附于圖像數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中從靜止圖像或者視頻圖像收集所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
8.一種用于數(shù)字成像的設(shè)備，包括圖像傳感器，用于提供全分辨率圖像的；處理器，用于基于所述全分辨率圖像提供按比例縮小的部分分辨率圖像；以及計(jì)算裝置，用于基于所述全分辨率圖像的數(shù)據(jù)確定統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并提供所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和按比例縮小的圖像的數(shù)據(jù)一起用于進(jìn)一步處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述圖像傳感器被布置用于從原始圖像數(shù)據(jù)收集所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述圖像傳感器被布置用于從圖像數(shù)據(jù)的至少一個(gè)預(yù)定部分收集所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備被布置用于在提供所述按比例縮小的部分分辨率圖像之前計(jì)算所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備被布置用于將所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)附于所述按比例縮小的部分分辨率圖像用于自動(dòng)聚焦。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中從靜止圖像或者視頻圖像收集所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述圖像傳感器以高分辨率模式操作并且所述按比例縮放的圖像具有較低分辨率。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述圖像傳感器是CMOS傳感器，其中布置了所述計(jì)算裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，包括數(shù)字相機(jī)。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，包括成像電話。
18.一種用于數(shù)字成像的成像模塊，包括用于提供全分辨率圖像的圖像傳感器，用于基于所述全分辨率圖像提供按比例縮小的部分分辨率圖像的處理器，其中所述成像模塊還包括計(jì)算裝置，用于基于所述全分辨率圖像的數(shù)據(jù)確定統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并用于提供所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和按比例縮小圖像的數(shù)據(jù)一起用于進(jìn)一步處理。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的成像模塊，其中所述圖像傳感器是CMOS傳感器，其中布置了所述計(jì)算裝置。
20.一種用于數(shù)字成像的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括配置如下的計(jì)算機(jī)可讀指令提供全分辨率圖像，基于所述全分辨率圖像提供按比例縮小的部分分辨率圖像，其中借助于所述計(jì)算機(jī)可讀指令，基于所述全分辨率圖像的數(shù)據(jù)而計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并且提供所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和按比例縮小圖像的數(shù)據(jù)一起用于進(jìn)一步的處理步驟。
全文摘要
在數(shù)字成像中，在將全分辨數(shù)字圖像呈現(xiàn)在顯示屏上之前需要將其按比例縮小的情況下，在該圖像被按比例縮小之前，從所述全分辨圖像數(shù)據(jù)收集統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，其中所收集的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)附于圖像用于進(jìn)一步處理。本發(fā)明涉及一種方法、設(shè)備、成像模塊和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
文檔編號(hào)G06T1/00GK101095341SQ200580045756
公開(kāi)日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月5日
發(fā)明者E·薩爾梅蘭, J·阿維斯托, O·卡勒沃 申請(qǐng)人:諾基亞公司