自动聚焦图像系统技术方案

本发明专利技术揭示一种自动聚焦图像系统，其包括一耦合到一聚焦信号产生器的像素阵列。该像素阵列捕捉一具有多个边缘的图像。该产生器产生一聚焦信号，该聚焦信号随多个边缘锐度度量而变，每一边缘锐度度量是从该等多个边缘中的一者测得。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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动聚焦图像系统专利技术人HiokNamTAY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。
所揭示的标的物一般涉及自动聚焦电子捕捉的图像。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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；图24A展示来自图23B的正梯度，且说明特定梯度水平处的一对经内插梯度之间的距离被经内插峰分为两个不等距离；图24B展示来自图23B的正梯度，且说明两个梯度水平之间且在左侧和右侧由梯度轮廓的两侧定界的区域被经内插峰正下方的垂直线分为不等面积的两个区；图24C展示来自图23B的正梯度，且说明两个梯度水平之间的梯度轮廓的片段的长度、该片段和下部梯度水平垂直下方的区的面积，以及该区的基底的宽度；图24D展示来自图23B的正梯度，且说明用于估计第一导数的方法；图24E展示来自图23B的正梯度，且说明用于估计第一导数的替代方法；图24F展示来自图23B的正梯度，且说明用于估计第二导数的方法；图24G展示来自图23B的正梯度，且说明用于估计第二导数的替代方法；图24H展示来自图23B的正梯度，且说明不同梯度水平处的中点之间以及每一中点与经内插峰之间的距离；图24I展示来自图23B的正梯度，且说明距经内插峰共同距离处的两个梯度；图24J展示对称梯度轮廓且使中点与经内插峰重合；图25说明在对照作为连续第二导数之间的间距的倍数的距离而绘制的边缘上的图像信号的第二导数序列，其展示(a)一对正峰和负峰之间的宽度Ws，(b)具有给定量值h1的一对最外的经内插的第二导数之间的宽度W1，(c)具有给定量值h1的一对内部的经内插的第二导数之间的宽度W2，以及(d)从(该对正峰与负峰之间的)过零到具有给定量值h1的最外的经内插的第二导数的距离D1；图26说明对照于作为连续样本之间的间距的倍数的距离而绘制的图像信号的图像数据样本序列，其展示(a)边缘的两端处的两个样本之间的宽度Wedge和对比度Cedge，(b)具有样本值的最陡变化的一对样本之间的峰梯度值gpeak，(c)边缘的具有对比度C1和宽度Wpart1的未分部分，以及(d)边缘的具有对比度C2和宽度Wpart2的未分部分；图27说明对照于作为连续样本之间的间距的倍数的距离而绘制的边缘上的梯度序列、以及所绘制梯度序列下的区的面积；图28说明在对照于作为连续梯度之间的间距的倍数的距离而绘制的边缘上的图像信号的梯度序列、一重心(即，矩心)、以及该等梯度距该重心的距离；图29说明通过内插来找到内插峰的位置；图30展示聚焦信号产生器的替代实施例。具体实施方式所揭示的是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，该图像具有具一宽度的至少一个边缘。聚焦信号产生器可产生聚焦信号，其随边缘宽度和/或边缘宽度的统计而变。所揭示的是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，该图像具有具一宽度的至少一个边缘。该产生器产生聚焦信号，该聚焦信号随边缘宽度和边缘宽度的各种统计而变。该产生器可消除具有图像信号的梯度的不对称性的边缘。该产生器还可消除由于梯度中的相关联峰值而使模板失效的边缘。处理器接收聚焦信号和/或边缘宽度的统计，并调整聚焦透镜的聚焦位置。边缘宽度可由包括使用梯度在内的各种技术来确定。可使用边缘宽度的直方图来确定特定图像是聚焦还是未聚焦。具有大的较瘦边缘宽度计数的直方图指示已聚焦的图像。架构通过参考数字来更具体地参考图式，图1展示自动聚焦图像捕捉系统102的实施例。系统102可为数字静态相机的一部分，但将理解，该系统可在需要图像的受控聚焦的任何装置中实施。系统102可包括聚焦透镜104、像素阵列本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从场景的图像的多个边缘产生一聚焦信号以指示图像尖锐程度的方法，其包括：在一计算装置中，基于指示一边缘上的一梯度序列中的不对称程度的一量，减轻或排除来自该边缘的对该聚焦信号的贡献，其中，对所述聚焦信号作贡献的任一边缘均贡献一边缘锐度度量，该边缘锐度度量为从所述任一边缘的预定邻域内的多个图像数据样本而计算的量，其中:(A)该边缘锐度度量为所述任一边缘的一预定义未分部分的一宽度，所述预定义未分部分是基于所述任一边缘的所述多个图像数据样本以预定方式而定义的，且：(i)所述预定义未分部分为贡献所述任一边缘上的一对比度的一预定分数的所述任一边缘的最窄未分部分；或(ii)所述预定义未分部分为所述边缘上的一个二阶导数序列的一个正的峰或经内插峰与一个负的峰或经内插峰之间的最宽未分部分；或(B)该边缘锐度度量为所述任一边缘上的一梯度序列的一峰梯度值除以所述任一边缘上的一对比度；或(C)该边缘锐度度量为从所述任一边缘上的一梯度序列的多个梯度到相对于所述多个梯度而预定义的一位置的距离的一函数。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在第(C)项，将梯度值作为权重，则所述预定义的位置为所述多个梯度的重心。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在第(C)项，所述函数是测量所述预定义的位置周围的所述多个梯度的第k階中心矩，k为一正偶整数。4.根据上述权利要求中任一权利要求所述的方法，其进一步包括：检测到所述边缘与跨其自身的一梯度序列相...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑苍隆，
申请(专利权)人：郑苍隆，
类型：
国别省市：