图像捕获设备和方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010258391.9

申请日:

2010.08.17

公开号:

CN101998055A

公开日:

2011.03.30

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H04N 5/232申请日:20100817|||公开

IPC分类号:

H04N5/232; G03B13/36; G02B7/36

主分类号:

H04N5/232

申请人:

佳能株式会社

发明人:

追川真

地址:

日本东京都大田区下丸子3-30-2

优先权:

2009.08.20 JP 2009-191473

专利代理机构:

北京怡丰知识产权代理有限公司 11293

代理人:

迟军

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内容摘要

本发明涉及一种图像捕获设备和方法。所述图像捕获设备包括:移动单元,用于通过在光轴方向上改变摄影镜头和图像传感器之间的距离,使所述摄影镜头相对于所述图像传感器的焦点位置以预定幅度运动;检测单元,用于检测由所述图像传感器获得的各个图像的焦点状态;以及散焦校正单元,用于基于所述检测单元检测到的各个图像的所述焦点状态,对在所述移动单元进行所述运动期间、由所述图像传感器获得的各个图像进行散焦校正,使得用于在显示装置上显示的各个图像的所述焦点状态,至少接近焦准图像的焦点状态。

权利要求书

1: 一种图像捕获设备, 所述图像捕获设备包括 : 移动单元, 用于通过在光轴方向上改变摄影镜头和图像传感器之间的距离, 使所述摄 影镜头相对于所述图像传感器的焦点位置以预定幅度运动 ; 检测单元, 用于检测由所述图像传感器获得的各个图像的焦点状态 ; 以及 散焦校正单元, 用于基于所述检测单元检测到的各个图像的所述焦点状态, 对在所述 移动单元进行所述运动期间、 由所述图像传感器获得的各个图像进行散焦校正, 使得用于 在显示装置上显示的各个图像的所述焦点状态, 至少接近焦准图像的焦点状态。
2: 根据权利要求 1 所述的图像捕获设备, 其中, 所述散焦校正单元通过基于所述摄影 镜头和所述图像传感器之间的光传输函数特性的图像处理, 来进行散焦校正。
3: 根据权利要求 1 所述的图像捕获设备, 其中, 在所述检测单元检测到的所述焦点状 态指示焦准图像的焦点位置在所述运动的幅度范围内的情况下, 所述散焦校正单元基于焦 准图像的焦点位置与在所述运动期间捕获到图像的焦点位置之间的差, 来进行散焦校正。
4: 根据权利要求 1 所述的图像捕获设备, 其中, 在所述检测单元检测到的所述焦点状 态指示焦准图像的焦点位置在所述运动的幅度范围外的情况下, 所述散焦校正单元基于在 所述幅度范围内靠近焦准图像的所述焦点位置一侧的焦点位置, 与在所述运动期间捕获到 图像的焦点位置之间的差, 来进行散焦校正。
5: 根据权利要求 1 所述的图像捕获设备, 其中, 所述移动单元使所述摄影镜头在所述 光轴方向上、 相对于所述图像传感器移动。
6: 根据权利要求 1 所述的图像捕获设备, 其中, 所述移动单元使所述图像传感器在所 述光轴方向上、 相对于所述摄影镜头移动。
7: 一种图像捕获方法, 所述图像捕获方法包括 : 拍摄步骤, 在运动期间由图像传感器捕获图像, 在所述运动中, 通过在光轴方向上改变 摄影镜头和所述图像传感器之间的距离, 来使所述摄影镜头相对于所述图像传感器的焦点 位置以预定幅度运动 ; 检测步骤, 检测在所述拍摄步骤中由所述图像传感器获得的各个图像的焦点状态 ; 以 及 散焦校正步骤, 基于在所述检测步骤中检测到的各个图像的所述焦点状态, 对在所述 拍摄步骤中由所述图像传感器获得的图像进行散焦校正, 使得用于在显示装置上显示的各 个图像的所述焦点状态, 至少接近焦准图像的焦点状态。

说明书


图像捕获设备和方法

    技术领域 本发明涉及一种图像捕获设备和方法, 更具体地, 涉及一种具有所谓的 “摇摆 (wobbling)” 功能的图像捕获设备和图像捕获方法, 该 “摇摆” 功能通过在光轴方向上改变 摄影镜头和图像传感器之间的距离, 从而使摄影镜头相对于图像传感器的焦点位置以预定 幅度往复运动, 来检测摄影镜头的焦点状态。
     背景技术 传统上, 如在日本特开 2006-146062 号公报中所公开的, 已知在基于捕获的图像 的对比度 (contrast) 检测焦点状态的对比度 AF 中使用的摇摆方法, 作为用于提供自动聚 焦功能 (AF 系统 ) 的检测焦点状态的方法。这种通过摇摆方法来控制聚焦的 AF 系统通常 如下工作。
     首先, 通过对比度 AF( 登山 (hill-climbing) 检测方法 ) 获得焦准 (in-focus, 焦 点对准 ) 状态, 然后, 在以焦准位置为中心的窄幅度范围内往复驱动 ( 摇摆 ) 聚焦透镜的情 况下, 以规则的间隔捕获图像, 并且基于捕获的图像信号的对比度, 来确定焦准位置。 然后, 在焦准位置改变的情况下, 如果改变小, 则在将往复驱动的幅度的中心改变为改变后的焦 准位置之后, 继续往复运动, 而如果改变大, 则通过登山检测方法来控制聚焦。
     在对比度 AF 中, 比较在至少两个聚焦透镜位置处捕获的图像的对比度, 以确定到 焦准位置的方向。因此, 在进行摇摆时, 一旦达到焦准状态, 则比较通过微小地驱动聚焦透 镜而在不同的透镜位置获得的图像的对比度, 以维持焦准状态。
     然而, 使用在日本特开 2006-146062 号公报中公开的摇摆方法存在如下问题 : 在 摇摆期间, 聚焦透镜的聚焦面从图像传感器的光接收表面大幅偏移的情况下, 摄影者能注 意到散焦 (defocus)。
     由于该原因, 通常的作法是设置聚焦透镜在摇摆期间的改变量, 使得出现的散焦 的量小于容许模糊圈 (acceptable circle of confusion), 由此防止摄影者能注意到的图 像的散焦。 然而, 在以下条件下, 摇摆期间的散焦或者散焦的改变仍有可能是摄影者能注意 到的 :
     (1) 在可互换镜头照相机上安装了没有高精度微小驱动能力的摄影镜头的情况 ;
     (2) 由于图像传感器的小型化, 容许模糊圈的大小显著减小的情况 ;
     (3) 检测运动被摄体的焦点的情况。
     发明内容 考虑到上述情况作出了本发明, 在具有使摄影镜头相对于图像传感器的焦点位置 以预定幅度往复运动的功能的图像捕获设备中, 本发明的目的在于, 使往复运动期间的图 像的散焦或者散焦的改变对于摄影者更不明显。
     本发明在其第一方面提供一种图像捕获设备, 所述图像捕获设备包括 : 移动单元, 用于通过在光轴方向上改变摄影镜头和图像传感器之间的距离, 使所述摄影镜头相对于所
     述图像传感器的焦点位置以预定幅度运动 ; 检测单元, 用于检测由所述图像传感器获得的 各个图像的焦点状态 ; 以及散焦校正单元, 用于基于所述检测单元检测到的各个图像的所 述焦点状态, 对在所述移动单元进行所述运动期间、 由所述图像传感器获得的各个图像进 行散焦校正, 使得用于在显示装置上显示的各个图像的所述焦点状态, 至少接近焦准图像 的焦点状态。
     本发明在其第二方面提供一种图像捕获方法, 所述图像捕获方法包括 : 拍摄步骤, 在运动期间由图像传感器捕获图像, 在所述运动中, 通过在光轴方向上改变摄影镜头和所 述图像传感器之间的距离, 来使所述摄影镜头相对于所述图像传感器的焦点位置以预定幅 度运动 ; 检测步骤, 检测在所述拍摄步骤中由所述图像传感器获得的各个图像的焦点状态 ; 以及散焦校正步骤, 基于在所述检测步骤中检测到的各个图像的所述焦点状态, 对在所述 拍摄步骤中由所述图像传感器获得的图像进行散焦校正, 使得用于在显示装置上显示的各 个图像的所述焦点状态, 至少接近焦准图像的焦点状态。
     从下面参考附图对示例性实施例的描述, 本发明的其它特征将变得清楚。 附图说明 图 1 是示出根据本发明的第一实施例的图像捕获设备的配置的框图。
     图 2 是示出根据本发明的第一实施例的在进行摇摆时, 焦准位置在摇摆的幅度范 围内的情况下的散焦校正量的说明图。
     图 3A 至 3C 示出了在图 2 的情况下如何进行散焦校正。
     图 4 是示出根据本发明的第一实施例的在进行摇摆时, 焦准位置从摇摆的幅度范 围偏移的情况下的散焦校正量的说明图。
     图 5A 至 5C 示出了在图 4 的情况下如何进行散焦校正。
     图 6A 和 6B 是示出根据本发明的第一实施例的散焦校正处理的流程图。
     图 7 是示出根据本发明的第二实施例的包含散焦校正处理的捕获静止图像的过 程的流程图。
     图 8 是示出根据本发明的变型例的图像捕获设备的配置的框图。
     具体实施方式
     根据附图详细描述本发明的优选实施例。
     第一实施例
     图 1 是示出根据第一实施例的图像捕获设备的配置的框图, 其中, 图像捕获设备 由包括图像传感器的数字照相机体 138 和可从照相机体 138 上拆下的摄影镜头 137 构成。
     首先对摄影镜头 137 的配置进行描述。附图标记 101 表示第一透镜组, 其被布置 为与图像捕获 ( 摄像 ) 光学系统中的被摄体最靠近, 并且被保持为能够在光轴方向上前后 移动。附图标记 102 表示光圈, 其通过对光圈大小的控制来对拍摄时的光量进行控制。附 图标记 103 表示第二透镜组。光圈 102 和第二透镜组 103 作为一个单元在光轴方向上前后 移动, 并且与第一透镜组 101 的前后移动组合来实现缩放操作 ( 变焦功能 )。附图标记 105 表示第三透镜组, 其通过在光轴方向上前后移动来进行聚焦。
     附图标记 111 表示变焦致动器, 其通过旋转地驱动未示出的凸轮柱, 在光轴方向上前后驱动第一透镜组 101、 光圈 102 和第二透镜组 103, 由此使得能够进行缩放操作。附 图标记 112 表示光圈致动器, 其控制光圈 102 的光圈大小, 以调节入射光量。附图标记 114 表示聚焦致动器, 其在光轴方向上前后驱动第三透镜组 105, 以进行聚焦。
     附图标记 136 表示照相机通信电路, 其向照相机体 138 发送关于摄影镜头 137 的 信息, 并从照相机体 138 接收关于照相机体 138 的信息。注意, 关于摄影镜头 137 的信息是 指例如变焦状态、 光圈状态、 聚焦状态和镜头框信息, 照相机通信电路 136 将该信息发送到 设置在照相机体 138 侧的镜头通信电路 135。
     接下来, 对照相机体 138 进行描述。附图标记 106 表示光学低通滤波器, 其是用于 减少捕获的图像中的伪色 (false color) 和波纹 (moiré) 的光学元件。附图标记 107 表示 图像传感器, 其由包括以 CCD 或者 CMOS 传感器为代表的光电转换元件的传感器和周围的外 围电路构成。图像传感器 107 可以是二维单板彩色传感器, 其中, 在水平方向上具有 m 个像 素和垂直方向上具有 n 个像素的光接收像素阵列上, 形成有片上型拜尔排列原色马赛克滤 波器 (on-chip Bayer-arrayed primary color mosaicfilter)。
     附图标记 139 表示快门单元, 其在进行静止图像拍摄时通过打开和关闭来控制曝 光时间, 并且在进行运动图像拍摄时保持打开。附图标记 140 表示快门致动器, 其对快门单 元 139 进行致动。
     附图标记 115 表示用于在进行图像捕获时照亮被摄体的电子闪光灯, 其优选是使 用氙管的闪光灯照明器, 作为另选方案, 其可以是安装有连续发光 LED 的照明器。附图标记 116 表示 AF 辅助光 (fill light) 投影仪, 其通过透射透镜向被摄域 (field) 投射具有预定 开口图案的掩模 (mask) 图像, 由此改善检测对暗的被摄体或者低对比度的被摄体聚焦的 能力。
     附图标记 121 表示照相机内的 CPU, 其以各种方式控制照相机, CPU121 例如包括操 作单元、 ROM、 RAM、 A/D 转换器、 D/A 转换器和通信接口电路。CPU 基于存储在 ROM 中的预定 程序, 驱动照相机体 138 中的各种电路, 并且进行诸如 AF、 图像捕获以及图像处理和记录的 一系列操作。
     附图标记 122 表示电子闪光控制电路, 其控制与图像捕获操作同步的电子闪光灯 115 的发光。附图标记 123 表示辅助光驱动电路, 其控制与焦点检测操作同步的 AF 辅助光 投影仪 116 的发光。附图标记 124 表示图像传感器驱动电路, 其驱动图像传感器 107, 并且 将捕获的图像信号从模拟转换为数字, 并将转换后的信号发送到 CPU 121。 附图标记 125 表 示图像处理电路, 其对从图像传感器 107 获取的图像进行诸如 γ 转换、 颜色插值和 JPEG 压 缩的处理。
     附图标记 126 表示聚焦驱动电路, 其基于焦点检测结果来控制对聚焦致动器 114 的驱动, 并在光轴方向上前后驱动第三透镜组 105( 聚焦透镜 ), 以进行聚焦。附图标记 128 表示光圈驱动电路, 其控制对光圈致动器 112 的驱动, 以控制光圈 102 的打开。附图标记 129 表示变焦驱动电路, 其响应于摄影者进行的变焦操作来驱动变焦致动器 111。附图标记 135 表示镜头通信电路, 其与摄影镜头 137 中的照相机通信电路 136 进行通信。附图标记 145 表示快门驱动电路, 其驱动快门致动器 140。
     附图标记 131 表示诸如 LCD 的显示装置, 其显示例如关于照相机的拍摄模式的信 息、 拍摄之前的预览图像和图像捕获之后的确认图像以及焦点检测时的焦准状态显示图像。附图标记 132 表示操作开关组, 其包括例如电源开关、 释放 ( 拍摄触发 ) 开关、 变焦操 作开关和拍摄模式选择开关。附图标记 133 表示记录捕获的图像的可移动闪存。附图标记 144 表示照相机内的存储器, 其存储 CPU 121 进行计算所需的各种数据。
     在如上构成的图像捕获设备中, 进行对比度自动聚焦 ( 对比度 AF) 控制, 作为 AF 控制, 其中, 通过根据从图像传感器 107 获得的信号的高频分量确定聚焦的程度, 来控制聚 焦。注意, 对比度 AF 是已知技术, 因此这里不进行描述。
     在第一实施例中, 一旦在进行运动图像拍摄时, 达到了焦准状态, 则开始使用摇摆 方法的聚焦控制。在一般情况下, 将摇摆时的透镜的幅度设置为使得不产生明显的散焦。 通常, 将幅度设置为低于或等于 Fδ, 其中, F 是图像捕获光学系统的 F 值, δ 是容许模糊圈 的直径, 使得散焦不明显。然而, 当采用如图 1 所示的安装有可移动摄影镜头 137 的图像捕 获设备时, 如果在该设备上安装了没有用于高精度微小驱动能力的摄影镜头, 则摇摆幅度 可能高于 Fδ。此外, 在容许模糊圈 δ 由于图像传感器的小型化而显著变小的情况下, Fδ 显著变低, 而难以使摇摆幅度减小到低于或等于 Fδ。此外, 在对运动被摄体检测焦点的情 况下, 需要将摇摆幅度设置得稍高, 来捕获被摄体, 因此可能需要将摇摆幅度设置得稍微高 于 Fδ。在这种情况下, 如果通过摇摆方法进行聚焦控制, 则可以使由于摇摆而产生的图像 的散焦或者散焦的改变, 对于摄影者不明显。 因此, 在第一实施例中, 进行下面描述的处理, 以使摇摆期间的图像的散焦或者散 焦的改变对于摄影者更不明显。
     图 2 是摇摆 ( 往复运动期间 ) 的图示, 其中, 通过在光轴方向上改变摄影镜头 137 和图像传感器 107 之间的距离, 使摄影镜头 137 相对于图像传感器 107 的焦点位置以预定 幅度往复运动。 水平轴表示时间, 垂直轴表示摄影镜头 137 的摄像面相对于图像传感器 107 的预设位置, 即焦点位置。
     在图 2 中, 附图标记 L11、 L12、 L13 和 L14 表示进行图像捕获时的焦点位置, 其显 示诸如以 L11 和 L12 的平均值为中心的往复运动的运动。附图标记 LC 表示焦准位置, 其近 似是焦点位置的往复运动的中心。注意, 如图 2 所示, 在焦点位置的周期性改变中, 在最远 离幅度的中心的焦点位置处获取图像。 使用在最远焦点位置处获得的这些图像来得出多个 AF 评价值, 根据 AF 评价值, 可以检测摄影镜头 137 的聚焦状态。
     附图标记 F11、 F12、 F13 和 F14 分别表示焦点位置 L11、 L12、 L13 和 L14 处的散焦 量。也就是说, 在焦点位置 L11、 L12、 L13 和 L14 处获得的图像分别是从焦准位置 LC 散焦了 散焦量 F11、 F12、 F13 和 F14 的低质量的离焦 (out-of-focus) 图像。因此, 在第一实施例 中, 校正在摇摆期间获得的图像的这种散焦, 并输出。
     图 3A 至 3C 示出如何校正如图 2 所示的在摇摆期间散焦的图像。图 3A 示出了在 图 2 中的焦点位置 L11 处获得的图像, 其中, 由于从焦准位置 LC 散焦了散焦量 F11, 因此被 摄体显示散焦。因此, 对在焦点位置 L11 处获得的图像进行将焦点位置移位 F11 的散焦校 正。图 3B 示出了在图 2 中的焦点位置 L12 处获得的图像, 其中, 由于从焦准位置 LC 散焦了 散焦量 F12, 因此被摄体显示散焦。因此, 对在焦点位置 L12 处获得的图像进行将焦点位置 移位 F12 的散焦校正。
     图 3C 示出了对分别在图 2 中的焦点位置 L11 和 L12 处获得的图 3A 和 3B 中的图 像进行散焦校正之后的图像。在散焦校正之后, 在焦点位置 L11 和 L12 处获得的图 3A 和 3B
     中的图像两者, 在其焦点位置与焦准位置 LC 匹配的情况下焦准。注意, 稍后将描述散焦校 正方法。
     图 4 示出了例如在摇摆期间, 由于被摄体的移动, 焦准位置 LC 从摇摆幅度的范围 偏移的情况下的焦点位置。 附图标记 L21、 L22、 L23 和 L24 表示焦点位置, 其显示诸如以 L21 和 L22 的平均值为中心的往复运动的运动。附图标记 LC 表示焦准位置, 其在如上所述的摇 摆幅度的范围外。附图标记 F21、 F22、 F23 和 F24 分别表示焦点位置 L21、 L22、 L23 和 L24 处的散焦量。在焦点位置 L21、 L22、 L23 和 L24 处获得的图像分别离焦了散焦量 F21、 F22、 F23 和 F24。
     在这种情况下, 理想地, 进行散焦校正, 以生成将焦点位置移位散焦量 F21、 F22、 F23 和 F24 的图像, 并记录 / 显示校正后的图像。然而, 虽然到焦准位置的方向可能从根据 在焦点位置 L21、 L22、 L23 和 L24 处处获得的图像计算的 AF 评价值得到, 但是可能无法得出 散焦量。因此, 无法确定焦准位置 LC 的精确位置。
     因此, 在第一实施例中, 取焦点位置 L21 和 L23 作为焦点位置 LD, 基于从焦点位置 LD 的移位量, 也就是说, 基于焦点位置 L21、 L22、 L23 和 L24 处的散焦量, 进行散焦校正。因 此, 不对在焦点位置 L21 和 L23 处获得的捕获的图像进行移位焦点位置的散焦校正。对在 焦点位置 L22 和 L24 处获得的捕获的图像分别进行将其焦点位置移位 G22 和 G24 的散焦校 正。这使得即使焦准位置 LC 在摇摆期间的焦点位置的往复运动的幅度范围外, 也能够尽量 按照希望地进行散焦校正。 图 5A 至 5C 示出了如何校正如图 4 所示的在摇摆期间散焦的图像。图 5A 示出了 在图 4 中的焦点位置 L21 处获得的图像, 其中, 由于从焦准位置 LC 散焦了散焦量 F21, 因此 被摄体显示散焦。然而, 由于散焦量 F21 小, 因此该图像中的被摄体仅仅散焦了一点。图 5B 示出了在图 4 中的焦点位置 L22 处获得的图像, 其从焦准位置 LC 散焦了 F22。由于散焦量 F22 大于散焦量 F21, 因此被摄体的散焦大于在焦点位置 L21 处获得图像中的被摄体, 如图 5B 所示。
     图 5C 示出了散焦校正之后的图像。在第一实施例中, 由于如上所述, 不对在焦点 位置 L21 处获得的图像进行散焦校正, 因此图 5C 所示的图像是对在图 4 中的焦点位置 L22 处获得的图 5B 中的图像进行了等同于 G22 的量的散焦校正之后的图像。因为该图像在散 焦校正之后的焦点位置接近焦准位置 LC, 因此该图像仅仅离了一点焦。
     如以上参考图 2 至图 5C 所描述的, 尽可能通过校正由于摇摆而出现的散焦来生成 图像, 使得由于摇摆产生的散焦或者散焦的改变对于摄影者更不明显。这也提高了记录图 像和预览图像的图像质量。
     接下来, 参考图 6A 和 6B, 描述根据第一实施例的在摇摆期间进行的散焦校正处理 的过程。图 6A 是示出散焦校正处理的流程图, 图 6B 是示出生成在散焦校正中使用的散焦 函数的过程的流程图, 其中, 由 CPU121 进行各个系列的操作。
     在步骤 S11 中, 获取转换信息, 其指示在图像数据获取时进行的转换处理的内容。
     在步骤 S12 中, 确定在校正处理之前对图像数据进行转换的方法。 CPU 121 基于在 步骤 S11 中获取的转换信息, 并且按照需要, 基于关于照相机体 138 的特征信息和关于摄影 镜头 137 的特征信息, 确定用于对从图像处理电路 125 提供的图像信息进行转换的转换方 法。这里确定的转换方法是, 转换图像信息, 使得在曝光值和像素值之间成正比关系, 以确
     保作为图像恢复处理的算法的前提条件的直线性 (linearity) 的方法。
     例如, 在图像处理电路 125 进行伽玛校正的情况下, 在步骤 S12 中进行伽玛校正转 换的逆转换。这使得能够再现转换之前的图像, 并且使得能够以直线性获取图像。类似地, 在图像处理电路 125 进行颜色转换的情况下, 在步骤 S12 中进行颜色校正转换的逆转换。 这 使得能够以直线性获取图像。如上所述, 在步骤 S12 中确定与图像处理电路 125 进行的转 换处理的逆转换相对应的转换方法。
     在步骤 S13 中, 获取经过了散焦校正的捕获的图像数据。然后, 在步骤 S14 中, 根 据在步骤 S12 中确定的转换方法, 对获取的图像数据进行转换。在步骤 S14 中转换处理完 成之后, 处理进行到步骤 S15, 生成散焦函数。注意, 稍后将参考图 6B 描述生成散焦函数的 处理。在步骤 S16 中, 基于在步骤 S15 中生成的散焦函数进行逆转换, 以对在步骤 S14 中转 换的图像数据进行散焦校正处理。这里, 由通常称为去卷积 (deconvolution) 处理的图像 恢复算法进行散焦校正处理。 这使得能够获取校正了预定被摄体的散焦的散焦校正后的图 像。注意, 例如在日本特开 2000-20691 号公报中公开了这种基于散焦函数进行逆转换处理 的散焦校正方法, 因此这里不进行描述。在步骤 S 16 中的散焦校正处理完成之后, 散焦校 正处理结束。 图 6B 是示出散焦函数生成子例程的流程图。
     在步骤 S21 中, CPU 121 获取指示在进行图像捕获时图像处理电路 125 进行的转换 处理的内容的转换信息, 以及在进行图像捕获时记录在照相机内的存储器 144 中的关于照 相机体 138 的特征信息和关于摄影镜头 137 的特征信息。这里, 关于照相机体 138 的特征 信息例如包括指示图像传感器 107 中的进行拍摄的像素的光接收灵敏度的分布的信息、 渐 晕 (vignetting) 信息、 指示从照相机体 138 和摄影镜头 137 之间的安装表面到图像传感器 107 的距离的信息和制造误差信息。 关于摄影镜头 137 的特征信息例如包括出射光瞳 (exit pupil) 信息、 框信息、 图像捕获时的 F 值信息、 像差信息和制造误差信息。
     在步骤 S22 中, 获取关于摇摆的信息。摇摆信息例如包括摇摆幅度、 周期、 焦准确 定结果和到焦准位置的方向。该信息能够影响图像捕获时的焦点位置, 因此作为指定散焦 校正使用的散焦量的指示器。已经参考图 2 和 4 描述了确定在摇摆期间获得的图像的散焦 量的方法, 因此这里不进行描述。
     在步骤 S23 中, 获取用来定义散焦函数的参数 ( 散焦参数 )。通过摄影镜头 137 和图像传感器 107 之间的光传输特性来确定散焦函数。光传输特性根据诸如关于照相机体 138 的特征信息、 关于摄影镜头 137 的特征信息、 摇摆信息、 被摄体区域在捕获的图像中的 位置和被摄体距离的因素而改变。因此, 在照相机内的存储器 144 中存储了将这些因素与 用来定义散焦函数的参数相关联的表数据。 然后, 基于这些因素, 在步骤 S23 中, CPU 121 从 照相机内的存储器 144 中获取用来定义散焦函数的参数。
     在步骤 S24 中, 基于在步骤 S23 中获取的散焦参数来定义散焦函数。 将散焦函数视 为摄影镜头 137 和图像传感器 107 之间的光传输函数特性。散焦函数的示例是高斯分布, 其中, 散焦现象被视为与正态分布定律相对应。由下面的等式 (1) 给出散焦函数 h(r) :
     其中, r 是与中心像素的距离, σ2 是与正态分布定律相对应的任何参数。在步骤 S24 中定义了散焦函数之后, 散焦函数生成子例程结束, 在图 6A 中的步骤 S16 中进行散焦校正处理。
     如上所述, 根据第一实施例, 具有摇摆功能的图像捕获设备能够使摇摆期间的散 焦或者散焦的改变对于摄影者更不明显。
     第二实施例
     前述第一实施例描述了对由于进行运动图像拍摄时的摇摆操作而出现散焦的图 像进行散焦校正的情况。第二实施例描述如下情况 : 对由于进行静止图像拍摄时的摇摆操 作而出现散焦的图像进行散焦校正。注意, 根据第二实施例的图像捕获设备具有与在第一 实施例中参考图 1 描述的图像捕获设备类似的配置, 因此这里不进行描述。
     接下来, 参考图 7 描述根据第二实施例的捕获静止图像的处理。
     首先, 在步骤 S31 中确定是否通过操作开关 132 中的释放开关的操作 ( 例如半按 下操作 ), 给出了开始拍摄准备的指令。在指令开始拍摄准备时, 处理进行到步骤 S32, 进行 聚焦处理。然后, 确定是否实现了聚焦, 如果没有实现聚焦 ( 步骤 S33 : 否 ), 则处理返回步 骤 S32, 继续聚焦处理。 另一方面, 如果实现了聚焦 ( 步骤 S33 : 是 ), 则处理进行到步骤 S34, 开始进行摇摆。在步骤 S35 中, 确定是否通过释放开关的操作 ( 例如全按下操作 ), 给出了 开始进行拍摄的指令, 如果给出了指令, 则在步骤 S36 中确定是否取消了开始拍摄准备的 指令。如果取消了该指令, 则处理返回步骤 S31, 否则, 处理重复步骤 S35 的确定。
     在指令了开始进行拍摄时 ( 步骤 S35 : 是 ), 将关于照相机体 138 的特征信息和关 于摄影镜头 137 的特征信息记录在闪存 133 和照相机内的存储器 144 中 ( 步骤 S37)。 这里, 关于照相机体 138 的特征信息例如包括指示图像传感器 107 中的进行拍摄的像素的光接收 灵敏度的分布的信息、 光束渐晕信息、 指示从照相机体 138 和摄影镜头 137 之间的安装表面 到图像传感器 107 的距离的信息和制造误差信息。由于指示图像传感器 107 中的进行拍摄 的像素的光接收灵敏度的分布的信息由片上型微透镜和光电转换单元来确定, 因此也可以 记录关于该透镜和单元的信息。关于摄影镜头 137 的特征信息例如包括出射光瞳信息、 框 信息、 拍摄时的 F 值信息、 像差信息和制造误差信息。
     然后, 捕获静止图像, 并对捕获的图像信号进行各种已知处理, 以获取图像数据 ( 步骤 S38), 并对获取的图像数据进行散焦校正处理 ( 步骤 S39)。 注意, 以与在第一实施例 中参考图 2 至图 6B 描述的处理类似的方式, 进行这里执行的散焦校正处理, 因此这里不进 行描述。然后, 将经过散焦校正处理的图像数据记录在闪存 133 中 ( 步骤 S40), 该处理结 束。也就是说, 将散焦校正后的图像存储在闪存 133 中。注意, 可以在显示装置 131 上显示 如上所述经过散焦校正处理的图像数据, 作为确认图像。
     如上所述, 根据第二实施例, 通过基于关于摄影镜头的特征信息、 关于图像捕获设 备的特征信息和摇摆信息推断散焦的形状, 然后, 对其进行逆转换, 来对由于摇摆而出现了 散焦的捕获的图像进行散焦校正处理。因此, 在步骤 S40 中记录的捕获的图像是校正了由 于摇摆而出现的散焦的图像。 这实现了能够使摇摆期间的散焦或者散焦的改变对于摄影者 更不明显的图像捕获设备。
     此外, 如上所述, 在根据第二实施例的图像捕获设备中, 将散焦校正后的捕获的图 像以及与捕获的图像相对应的关于照相机体 138 和摄影镜头 137 的特征信息记录在闪存 133 中。 通过这样作, 即使图像捕获设备进行的散焦校正不令人满意, 也能够在拍摄之后, 基于关于照相机体 138 的特征信息和关于摄影镜头 137 的特征信息对捕获的图像重新进行散 焦校正。
     变型例
     前述第一和第二实施例描述了通过驱动摄影镜头 137 来进行摇摆的情况。然而, 由于摇摆仅需要摄影镜头 137 和图像传感器 107 之间的距离在光轴方向上往复移动, 因此 可以不驱动摄影镜头 137, 而是在光轴方向上前后驱动图像传感器 107, 来进行摇摆。
     图 8 是示出根据本发明的变型例的图像捕获设备的配置的框图。与图 1 所示的图 像捕获设备的配置的不同之处在于, 其包括用于在光轴方向上驱动图像传感器 107 的位置 移动单元 150 和位置移动单元驱动电路 151。 配置的其它方面与图 1 中的配置类似, 因此这 里省略其描述。通过图 8 所示的配置, 在摇摆期间, 位置移动单元 150 在光轴方向上相对于 摄影镜头 137 移动图像传感器 107 的位置, 这消除了为了进行摇摆而驱动摄影镜头 137 的 需要。
     在照相机体 138 中包括可互换摄影镜头 137 的电子照相机的情况下, 容易想到各 种镜头作为摄影镜头 137。如果在照相机上安装了具有低驱动精度的聚焦透镜, 则不能进 行摇摆。在这种情况下, 如果图像捕获设备安装有在光轴方向上前后驱动图像传感器 107 的位置移动单元 150, 则可以实现稳定的摇摆, 而不受安装的摄影镜头的聚焦驱动精度的影 响。 虽然利用具有可替换摄影镜头的照相机描述了上述实施例, 但是本发明也可应用 于在照相机体中包括内置摄影镜头的照相机 ( 称为镜头集成照相机 )。通过使用这种镜头 集成照相机显示散焦校正后的捕获的图像, 也可以实现与在上述实施例中描述的效果类似 的效果。
     虽然参照示例性实施例对本发明进行了说明, 但是应当理解, 本发明不限于所公 开的示例性实施例。 所附权利要求的范围符合最宽的解释, 以使其涵盖所有这种变型、 等同 结构及功能。
    

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1、10申请公布号CN101998055A43申请公布日20110330CN101998055ACN101998055A21申请号201010258391922申请日20100817200919147320090820JPH04N5/232200601G03B13/36200601G02B7/3620060171申请人佳能株式会社地址日本东京都大田区下丸子330272发明人追川真74专利代理机构北京怡丰知识产权代理有限公司11293代理人迟军54发明名称图像捕获设备和方法57摘要本发明涉及一种图像捕获设备和方法。所述图像捕获设备包括移动单元,用于通过在光轴方向上改变摄影镜头和图像传感器之间的距离,。

2、使所述摄影镜头相对于所述图像传感器的焦点位置以预定幅度运动;检测单元,用于检测由所述图像传感器获得的各个图像的焦点状态;以及散焦校正单元,用于基于所述检测单元检测到的各个图像的所述焦点状态,对在所述移动单元进行所述运动期间、由所述图像传感器获得的各个图像进行散焦校正,使得用于在显示装置上显示的各个图像的所述焦点状态,至少接近焦准图像的焦点状态。30优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书8页附图6页CN101998060A1/1页21一种图像捕获设备,所述图像捕获设备包括移动单元,用于通过在光轴方向上改变摄影镜头和图像传感器之间的距离,使所述。

3、摄影镜头相对于所述图像传感器的焦点位置以预定幅度运动;检测单元,用于检测由所述图像传感器获得的各个图像的焦点状态;以及散焦校正单元,用于基于所述检测单元检测到的各个图像的所述焦点状态,对在所述移动单元进行所述运动期间、由所述图像传感器获得的各个图像进行散焦校正,使得用于在显示装置上显示的各个图像的所述焦点状态,至少接近焦准图像的焦点状态。2根据权利要求1所述的图像捕获设备,其中,所述散焦校正单元通过基于所述摄影镜头和所述图像传感器之间的光传输函数特性的图像处理,来进行散焦校正。3根据权利要求1所述的图像捕获设备,其中,在所述检测单元检测到的所述焦点状态指示焦准图像的焦点位置在所述运动的幅度范围。

4、内的情况下,所述散焦校正单元基于焦准图像的焦点位置与在所述运动期间捕获到图像的焦点位置之间的差,来进行散焦校正。4根据权利要求1所述的图像捕获设备,其中,在所述检测单元检测到的所述焦点状态指示焦准图像的焦点位置在所述运动的幅度范围外的情况下,所述散焦校正单元基于在所述幅度范围内靠近焦准图像的所述焦点位置一侧的焦点位置,与在所述运动期间捕获到图像的焦点位置之间的差,来进行散焦校正。5根据权利要求1所述的图像捕获设备,其中,所述移动单元使所述摄影镜头在所述光轴方向上、相对于所述图像传感器移动。6根据权利要求1所述的图像捕获设备,其中,所述移动单元使所述图像传感器在所述光轴方向上、相对于所述摄影镜头。

5、移动。7一种图像捕获方法,所述图像捕获方法包括拍摄步骤,在运动期间由图像传感器捕获图像,在所述运动中,通过在光轴方向上改变摄影镜头和所述图像传感器之间的距离,来使所述摄影镜头相对于所述图像传感器的焦点位置以预定幅度运动;检测步骤,检测在所述拍摄步骤中由所述图像传感器获得的各个图像的焦点状态;以及散焦校正步骤,基于在所述检测步骤中检测到的各个图像的所述焦点状态,对在所述拍摄步骤中由所述图像传感器获得的图像进行散焦校正,使得用于在显示装置上显示的各个图像的所述焦点状态,至少接近焦准图像的焦点状态。权利要求书CN101998055ACN101998060A1/8页3图像捕获设备和方法技术领域0001。

6、本发明涉及一种图像捕获设备和方法,更具体地,涉及一种具有所谓的“摇摆WOBBLING”功能的图像捕获设备和图像捕获方法,该“摇摆”功能通过在光轴方向上改变摄影镜头和图像传感器之间的距离,从而使摄影镜头相对于图像传感器的焦点位置以预定幅度往复运动,来检测摄影镜头的焦点状态。背景技术0002传统上,如在日本特开2006146062号公报中所公开的,已知在基于捕获的图像的对比度CONTRAST检测焦点状态的对比度AF中使用的摇摆方法,作为用于提供自动聚焦功能AF系统的检测焦点状态的方法。这种通过摇摆方法来控制聚焦的AF系统通常如下工作。0003首先,通过对比度AF登山HILLCLIMBING检测方法。

7、获得焦准INFOCUS,焦点对准状态,然后,在以焦准位置为中心的窄幅度范围内往复驱动摇摆聚焦透镜的情况下,以规则的间隔捕获图像,并且基于捕获的图像信号的对比度,来确定焦准位置。然后,在焦准位置改变的情况下,如果改变小,则在将往复驱动的幅度的中心改变为改变后的焦准位置之后,继续往复运动,而如果改变大,则通过登山检测方法来控制聚焦。0004在对比度AF中,比较在至少两个聚焦透镜位置处捕获的图像的对比度,以确定到焦准位置的方向。因此,在进行摇摆时,一旦达到焦准状态,则比较通过微小地驱动聚焦透镜而在不同的透镜位置获得的图像的对比度,以维持焦准状态。0005然而,使用在日本特开2006146062号公报。

8、中公开的摇摆方法存在如下问题在摇摆期间,聚焦透镜的聚焦面从图像传感器的光接收表面大幅偏移的情况下,摄影者能注意到散焦DEFOCUS。0006由于该原因,通常的作法是设置聚焦透镜在摇摆期间的改变量,使得出现的散焦的量小于容许模糊圈ACCEPTABLECIRCLEOFCONFUSION,由此防止摄影者能注意到的图像的散焦。然而,在以下条件下,摇摆期间的散焦或者散焦的改变仍有可能是摄影者能注意到的00071在可互换镜头照相机上安装了没有高精度微小驱动能力的摄影镜头的情况;00082由于图像传感器的小型化,容许模糊圈的大小显著减小的情况;00093检测运动被摄体的焦点的情况。发明内容0010考虑到上述。

9、情况作出了本发明,在具有使摄影镜头相对于图像传感器的焦点位置以预定幅度往复运动的功能的图像捕获设备中,本发明的目的在于,使往复运动期间的图像的散焦或者散焦的改变对于摄影者更不明显。0011本发明在其第一方面提供一种图像捕获设备,所述图像捕获设备包括移动单元,用于通过在光轴方向上改变摄影镜头和图像传感器之间的距离,使所述摄影镜头相对于所说明书CN101998055ACN101998060A2/8页4述图像传感器的焦点位置以预定幅度运动;检测单元,用于检测由所述图像传感器获得的各个图像的焦点状态;以及散焦校正单元,用于基于所述检测单元检测到的各个图像的所述焦点状态,对在所述移动单元进行所述运动期间。

10、、由所述图像传感器获得的各个图像进行散焦校正,使得用于在显示装置上显示的各个图像的所述焦点状态,至少接近焦准图像的焦点状态。0012本发明在其第二方面提供一种图像捕获方法,所述图像捕获方法包括拍摄步骤,在运动期间由图像传感器捕获图像,在所述运动中,通过在光轴方向上改变摄影镜头和所述图像传感器之间的距离,来使所述摄影镜头相对于所述图像传感器的焦点位置以预定幅度运动;检测步骤,检测在所述拍摄步骤中由所述图像传感器获得的各个图像的焦点状态;以及散焦校正步骤,基于在所述检测步骤中检测到的各个图像的所述焦点状态,对在所述拍摄步骤中由所述图像传感器获得的图像进行散焦校正,使得用于在显示装置上显示的各个图像。

11、的所述焦点状态,至少接近焦准图像的焦点状态。0013从下面参考附图对示例性实施例的描述,本发明的其它特征将变得清楚。附图说明0014图1是示出根据本发明的第一实施例的图像捕获设备的配置的框图。0015图2是示出根据本发明的第一实施例的在进行摇摆时,焦准位置在摇摆的幅度范围内的情况下的散焦校正量的说明图。0016图3A至3C示出了在图2的情况下如何进行散焦校正。0017图4是示出根据本发明的第一实施例的在进行摇摆时,焦准位置从摇摆的幅度范围偏移的情况下的散焦校正量的说明图。0018图5A至5C示出了在图4的情况下如何进行散焦校正。0019图6A和6B是示出根据本发明的第一实施例的散焦校正处理的流。

12、程图。0020图7是示出根据本发明的第二实施例的包含散焦校正处理的捕获静止图像的过程的流程图。0021图8是示出根据本发明的变型例的图像捕获设备的配置的框图。具体实施方式0022根据附图详细描述本发明的优选实施例。0023第一实施例0024图1是示出根据第一实施例的图像捕获设备的配置的框图,其中,图像捕获设备由包括图像传感器的数字照相机体138和可从照相机体138上拆下的摄影镜头137构成。0025首先对摄影镜头137的配置进行描述。附图标记101表示第一透镜组,其被布置为与图像捕获摄像光学系统中的被摄体最靠近,并且被保持为能够在光轴方向上前后移动。附图标记102表示光圈,其通过对光圈大小的控。

13、制来对拍摄时的光量进行控制。附图标记103表示第二透镜组。光圈102和第二透镜组103作为一个单元在光轴方向上前后移动,并且与第一透镜组101的前后移动组合来实现缩放操作变焦功能。附图标记105表示第三透镜组,其通过在光轴方向上前后移动来进行聚焦。0026附图标记111表示变焦致动器,其通过旋转地驱动未示出的凸轮柱,在光轴方向说明书CN101998055ACN101998060A3/8页5上前后驱动第一透镜组101、光圈102和第二透镜组103,由此使得能够进行缩放操作。附图标记112表示光圈致动器,其控制光圈102的光圈大小,以调节入射光量。附图标记114表示聚焦致动器,其在光轴方向上前后驱。

14、动第三透镜组105,以进行聚焦。0027附图标记136表示照相机通信电路,其向照相机体138发送关于摄影镜头137的信息,并从照相机体138接收关于照相机体138的信息。注意,关于摄影镜头137的信息是指例如变焦状态、光圈状态、聚焦状态和镜头框信息,照相机通信电路136将该信息发送到设置在照相机体138侧的镜头通信电路135。0028接下来,对照相机体138进行描述。附图标记106表示光学低通滤波器,其是用于减少捕获的图像中的伪色FALSECOLOR和波纹MOIR的光学元件。附图标记107表示图像传感器,其由包括以CCD或者CMOS传感器为代表的光电转换元件的传感器和周围的外围电路构成。图像传。

15、感器107可以是二维单板彩色传感器,其中,在水平方向上具有M个像素和垂直方向上具有N个像素的光接收像素阵列上,形成有片上型拜尔排列原色马赛克滤波器ONCHIPBAYERARRAYEDPRIMARYCOLORMOSAICFILTER。0029附图标记139表示快门单元,其在进行静止图像拍摄时通过打开和关闭来控制曝光时间,并且在进行运动图像拍摄时保持打开。附图标记140表示快门致动器,其对快门单元139进行致动。0030附图标记115表示用于在进行图像捕获时照亮被摄体的电子闪光灯,其优选是使用氙管的闪光灯照明器,作为另选方案,其可以是安装有连续发光LED的照明器。附图标记116表示AF辅助光FIL。

16、LLIGHT投影仪,其通过透射透镜向被摄域FIELD投射具有预定开口图案的掩模MASK图像,由此改善检测对暗的被摄体或者低对比度的被摄体聚焦的能力。0031附图标记121表示照相机内的CPU,其以各种方式控制照相机,CPU121例如包括操作单元、ROM、RAM、A/D转换器、D/A转换器和通信接口电路。CPU基于存储在ROM中的预定程序,驱动照相机体138中的各种电路,并且进行诸如AF、图像捕获以及图像处理和记录的一系列操作。0032附图标记122表示电子闪光控制电路,其控制与图像捕获操作同步的电子闪光灯115的发光。附图标记123表示辅助光驱动电路,其控制与焦点检测操作同步的AF辅助光投影仪。

17、116的发光。附图标记124表示图像传感器驱动电路,其驱动图像传感器107,并且将捕获的图像信号从模拟转换为数字,并将转换后的信号发送到CPU121。附图标记125表示图像处理电路,其对从图像传感器107获取的图像进行诸如转换、颜色插值和JPEG压缩的处理。0033附图标记126表示聚焦驱动电路,其基于焦点检测结果来控制对聚焦致动器114的驱动,并在光轴方向上前后驱动第三透镜组105聚焦透镜,以进行聚焦。附图标记128表示光圈驱动电路,其控制对光圈致动器112的驱动,以控制光圈102的打开。附图标记129表示变焦驱动电路,其响应于摄影者进行的变焦操作来驱动变焦致动器111。附图标记135表示镜。

18、头通信电路,其与摄影镜头137中的照相机通信电路136进行通信。附图标记145表示快门驱动电路,其驱动快门致动器140。0034附图标记131表示诸如LCD的显示装置,其显示例如关于照相机的拍摄模式的信息、拍摄之前的预览图像和图像捕获之后的确认图像以及焦点检测时的焦准状态显示图说明书CN101998055ACN101998060A4/8页6像。附图标记132表示操作开关组,其包括例如电源开关、释放拍摄触发开关、变焦操作开关和拍摄模式选择开关。附图标记133表示记录捕获的图像的可移动闪存。附图标记144表示照相机内的存储器,其存储CPU121进行计算所需的各种数据。0035在如上构成的图像捕获设。

19、备中,进行对比度自动聚焦对比度AF控制,作为AF控制,其中,通过根据从图像传感器107获得的信号的高频分量确定聚焦的程度,来控制聚焦。注意,对比度AF是已知技术,因此这里不进行描述。0036在第一实施例中,一旦在进行运动图像拍摄时,达到了焦准状态,则开始使用摇摆方法的聚焦控制。在一般情况下,将摇摆时的透镜的幅度设置为使得不产生明显的散焦。通常,将幅度设置为低于或等于F,其中,F是图像捕获光学系统的F值,是容许模糊圈的直径,使得散焦不明显。然而,当采用如图1所示的安装有可移动摄影镜头137的图像捕获设备时,如果在该设备上安装了没有用于高精度微小驱动能力的摄影镜头,则摇摆幅度可能高于F。此外,在容。

20、许模糊圈由于图像传感器的小型化而显著变小的情况下,F显著变低,而难以使摇摆幅度减小到低于或等于F。此外,在对运动被摄体检测焦点的情况下,需要将摇摆幅度设置得稍高,来捕获被摄体,因此可能需要将摇摆幅度设置得稍微高于F。在这种情况下,如果通过摇摆方法进行聚焦控制,则可以使由于摇摆而产生的图像的散焦或者散焦的改变,对于摄影者不明显。0037因此,在第一实施例中,进行下面描述的处理,以使摇摆期间的图像的散焦或者散焦的改变对于摄影者更不明显。0038图2是摇摆往复运动期间的图示,其中,通过在光轴方向上改变摄影镜头137和图像传感器107之间的距离,使摄影镜头137相对于图像传感器107的焦点位置以预定幅。

21、度往复运动。水平轴表示时间,垂直轴表示摄影镜头137的摄像面相对于图像传感器107的预设位置,即焦点位置。0039在图2中,附图标记L11、L12、L13和L14表示进行图像捕获时的焦点位置,其显示诸如以L11和L12的平均值为中心的往复运动的运动。附图标记LC表示焦准位置,其近似是焦点位置的往复运动的中心。注意,如图2所示,在焦点位置的周期性改变中,在最远离幅度的中心的焦点位置处获取图像。使用在最远焦点位置处获得的这些图像来得出多个AF评价值,根据AF评价值,可以检测摄影镜头137的聚焦状态。0040附图标记F11、F12、F13和F14分别表示焦点位置L11、L12、L13和L14处的散焦。

22、量。也就是说,在焦点位置L11、L12、L13和L14处获得的图像分别是从焦准位置LC散焦了散焦量F11、F12、F13和F14的低质量的离焦OUTOFFOCUS图像。因此,在第一实施例中,校正在摇摆期间获得的图像的这种散焦,并输出。0041图3A至3C示出如何校正如图2所示的在摇摆期间散焦的图像。图3A示出了在图2中的焦点位置L11处获得的图像,其中,由于从焦准位置LC散焦了散焦量F11,因此被摄体显示散焦。因此,对在焦点位置L11处获得的图像进行将焦点位置移位F11的散焦校正。图3B示出了在图2中的焦点位置L12处获得的图像,其中,由于从焦准位置LC散焦了散焦量F12,因此被摄体显示散焦。。

23、因此,对在焦点位置L12处获得的图像进行将焦点位置移位F12的散焦校正。0042图3C示出了对分别在图2中的焦点位置L11和L12处获得的图3A和3B中的图像进行散焦校正之后的图像。在散焦校正之后,在焦点位置L11和L12处获得的图3A和3B说明书CN101998055ACN101998060A5/8页7中的图像两者,在其焦点位置与焦准位置LC匹配的情况下焦准。注意,稍后将描述散焦校正方法。0043图4示出了例如在摇摆期间,由于被摄体的移动,焦准位置LC从摇摆幅度的范围偏移的情况下的焦点位置。附图标记L21、L22、L23和L24表示焦点位置,其显示诸如以L21和L22的平均值为中心的往复运动。

24、的运动。附图标记LC表示焦准位置,其在如上所述的摇摆幅度的范围外。附图标记F21、F22、F23和F24分别表示焦点位置L21、L22、L23和L24处的散焦量。在焦点位置L21、L22、L23和L24处获得的图像分别离焦了散焦量F21、F22、F23和F24。0044在这种情况下,理想地,进行散焦校正,以生成将焦点位置移位散焦量F21、F22、F23和F24的图像,并记录/显示校正后的图像。然而,虽然到焦准位置的方向可能从根据在焦点位置L21、L22、L23和L24处处获得的图像计算的AF评价值得到,但是可能无法得出散焦量。因此,无法确定焦准位置LC的精确位置。0045因此,在第一实施例中,。

25、取焦点位置L21和L23作为焦点位置LD,基于从焦点位置LD的移位量,也就是说,基于焦点位置L21、L22、L23和L24处的散焦量,进行散焦校正。因此,不对在焦点位置L21和L23处获得的捕获的图像进行移位焦点位置的散焦校正。对在焦点位置L22和L24处获得的捕获的图像分别进行将其焦点位置移位G22和G24的散焦校正。这使得即使焦准位置LC在摇摆期间的焦点位置的往复运动的幅度范围外,也能够尽量按照希望地进行散焦校正。0046图5A至5C示出了如何校正如图4所示的在摇摆期间散焦的图像。图5A示出了在图4中的焦点位置L21处获得的图像,其中,由于从焦准位置LC散焦了散焦量F21,因此被摄体显示散。

26、焦。然而,由于散焦量F21小,因此该图像中的被摄体仅仅散焦了一点。图5B示出了在图4中的焦点位置L22处获得的图像,其从焦准位置LC散焦了F22。由于散焦量F22大于散焦量F21,因此被摄体的散焦大于在焦点位置L21处获得图像中的被摄体,如图5B所示。0047图5C示出了散焦校正之后的图像。在第一实施例中,由于如上所述,不对在焦点位置L21处获得的图像进行散焦校正,因此图5C所示的图像是对在图4中的焦点位置L22处获得的图5B中的图像进行了等同于G22的量的散焦校正之后的图像。因为该图像在散焦校正之后的焦点位置接近焦准位置LC,因此该图像仅仅离了一点焦。0048如以上参考图2至图5C所描述的,。

27、尽可能通过校正由于摇摆而出现的散焦来生成图像,使得由于摇摆产生的散焦或者散焦的改变对于摄影者更不明显。这也提高了记录图像和预览图像的图像质量。0049接下来,参考图6A和6B,描述根据第一实施例的在摇摆期间进行的散焦校正处理的过程。图6A是示出散焦校正处理的流程图,图6B是示出生成在散焦校正中使用的散焦函数的过程的流程图,其中,由CPU121进行各个系列的操作。0050在步骤S11中,获取转换信息,其指示在图像数据获取时进行的转换处理的内容。0051在步骤S12中,确定在校正处理之前对图像数据进行转换的方法。CPU121基于在步骤S11中获取的转换信息,并且按照需要,基于关于照相机体138的特。

28、征信息和关于摄影镜头137的特征信息,确定用于对从图像处理电路125提供的图像信息进行转换的转换方法。这里确定的转换方法是,转换图像信息,使得在曝光值和像素值之间成正比关系,以确说明书CN101998055ACN101998060A6/8页8保作为图像恢复处理的算法的前提条件的直线性LINEARITY的方法。0052例如,在图像处理电路125进行伽玛校正的情况下,在步骤S12中进行伽玛校正转换的逆转换。这使得能够再现转换之前的图像,并且使得能够以直线性获取图像。类似地,在图像处理电路125进行颜色转换的情况下,在步骤S12中进行颜色校正转换的逆转换。这使得能够以直线性获取图像。如上所述,在步骤。

29、S12中确定与图像处理电路125进行的转换处理的逆转换相对应的转换方法。0053在步骤S13中,获取经过了散焦校正的捕获的图像数据。然后,在步骤S14中,根据在步骤S12中确定的转换方法,对获取的图像数据进行转换。在步骤S14中转换处理完成之后,处理进行到步骤S15,生成散焦函数。注意,稍后将参考图6B描述生成散焦函数的处理。在步骤S16中,基于在步骤S15中生成的散焦函数进行逆转换,以对在步骤S14中转换的图像数据进行散焦校正处理。这里,由通常称为去卷积DECONVOLUTION处理的图像恢复算法进行散焦校正处理。这使得能够获取校正了预定被摄体的散焦的散焦校正后的图像。注意,例如在日本特开2。

30、00020691号公报中公开了这种基于散焦函数进行逆转换处理的散焦校正方法,因此这里不进行描述。在步骤S16中的散焦校正处理完成之后,散焦校正处理结束。0054图6B是示出散焦函数生成子例程的流程图。0055在步骤S21中,CPU121获取指示在进行图像捕获时图像处理电路125进行的转换处理的内容的转换信息,以及在进行图像捕获时记录在照相机内的存储器144中的关于照相机体138的特征信息和关于摄影镜头137的特征信息。这里,关于照相机体138的特征信息例如包括指示图像传感器107中的进行拍摄的像素的光接收灵敏度的分布的信息、渐晕VIGNETTING信息、指示从照相机体138和摄影镜头137之间。

31、的安装表面到图像传感器107的距离的信息和制造误差信息。关于摄影镜头137的特征信息例如包括出射光瞳EXITPUPIL信息、框信息、图像捕获时的F值信息、像差信息和制造误差信息。0056在步骤S22中,获取关于摇摆的信息。摇摆信息例如包括摇摆幅度、周期、焦准确定结果和到焦准位置的方向。该信息能够影响图像捕获时的焦点位置,因此作为指定散焦校正使用的散焦量的指示器。已经参考图2和4描述了确定在摇摆期间获得的图像的散焦量的方法,因此这里不进行描述。0057在步骤S23中,获取用来定义散焦函数的参数散焦参数。通过摄影镜头137和图像传感器107之间的光传输特性来确定散焦函数。光传输特性根据诸如关于照相。

32、机体138的特征信息、关于摄影镜头137的特征信息、摇摆信息、被摄体区域在捕获的图像中的位置和被摄体距离的因素而改变。因此,在照相机内的存储器144中存储了将这些因素与用来定义散焦函数的参数相关联的表数据。然后,基于这些因素,在步骤S23中,CPU121从照相机内的存储器144中获取用来定义散焦函数的参数。0058在步骤S24中,基于在步骤S23中获取的散焦参数来定义散焦函数。将散焦函数视为摄影镜头137和图像传感器107之间的光传输函数特性。散焦函数的示例是高斯分布,其中,散焦现象被视为与正态分布定律相对应。由下面的等式1给出散焦函数HR00590060其中,R是与中心像素的距离,2是与正态。

33、分布定律相对应的任何参数。说明书CN101998055ACN101998060A7/8页90061在步骤S24中定义了散焦函数之后,散焦函数生成子例程结束,在图6A中的步骤S16中进行散焦校正处理。0062如上所述,根据第一实施例,具有摇摆功能的图像捕获设备能够使摇摆期间的散焦或者散焦的改变对于摄影者更不明显。0063第二实施例0064前述第一实施例描述了对由于进行运动图像拍摄时的摇摆操作而出现散焦的图像进行散焦校正的情况。第二实施例描述如下情况对由于进行静止图像拍摄时的摇摆操作而出现散焦的图像进行散焦校正。注意,根据第二实施例的图像捕获设备具有与在第一实施例中参考图1描述的图像捕获设备类似的。

34、配置,因此这里不进行描述。0065接下来,参考图7描述根据第二实施例的捕获静止图像的处理。0066首先,在步骤S31中确定是否通过操作开关132中的释放开关的操作例如半按下操作,给出了开始拍摄准备的指令。在指令开始拍摄准备时,处理进行到步骤S32,进行聚焦处理。然后,确定是否实现了聚焦,如果没有实现聚焦步骤S33否,则处理返回步骤S32,继续聚焦处理。另一方面,如果实现了聚焦步骤S33是,则处理进行到步骤S34,开始进行摇摆。在步骤S35中,确定是否通过释放开关的操作例如全按下操作,给出了开始进行拍摄的指令,如果给出了指令,则在步骤S36中确定是否取消了开始拍摄准备的指令。如果取消了该指令,则。

35、处理返回步骤S31,否则,处理重复步骤S35的确定。0067在指令了开始进行拍摄时步骤S35是,将关于照相机体138的特征信息和关于摄影镜头137的特征信息记录在闪存133和照相机内的存储器144中步骤S37。这里,关于照相机体138的特征信息例如包括指示图像传感器107中的进行拍摄的像素的光接收灵敏度的分布的信息、光束渐晕信息、指示从照相机体138和摄影镜头137之间的安装表面到图像传感器107的距离的信息和制造误差信息。由于指示图像传感器107中的进行拍摄的像素的光接收灵敏度的分布的信息由片上型微透镜和光电转换单元来确定,因此也可以记录关于该透镜和单元的信息。关于摄影镜头137的特征信息例。

36、如包括出射光瞳信息、框信息、拍摄时的F值信息、像差信息和制造误差信息。0068然后,捕获静止图像,并对捕获的图像信号进行各种已知处理,以获取图像数据步骤S38,并对获取的图像数据进行散焦校正处理步骤S39。注意,以与在第一实施例中参考图2至图6B描述的处理类似的方式,进行这里执行的散焦校正处理,因此这里不进行描述。然后,将经过散焦校正处理的图像数据记录在闪存133中步骤S40,该处理结束。也就是说,将散焦校正后的图像存储在闪存133中。注意,可以在显示装置131上显示如上所述经过散焦校正处理的图像数据,作为确认图像。0069如上所述,根据第二实施例,通过基于关于摄影镜头的特征信息、关于图像捕获。

37、设备的特征信息和摇摆信息推断散焦的形状,然后,对其进行逆转换,来对由于摇摆而出现了散焦的捕获的图像进行散焦校正处理。因此,在步骤S40中记录的捕获的图像是校正了由于摇摆而出现的散焦的图像。这实现了能够使摇摆期间的散焦或者散焦的改变对于摄影者更不明显的图像捕获设备。0070此外,如上所述,在根据第二实施例的图像捕获设备中,将散焦校正后的捕获的图像以及与捕获的图像相对应的关于照相机体138和摄影镜头137的特征信息记录在闪存133中。通过这样作,即使图像捕获设备进行的散焦校正不令人满意,也能够在拍摄之后,基说明书CN101998055ACN101998060A8/8页10于关于照相机体138的特征。

38、信息和关于摄影镜头137的特征信息对捕获的图像重新进行散焦校正。0071变型例0072前述第一和第二实施例描述了通过驱动摄影镜头137来进行摇摆的情况。然而,由于摇摆仅需要摄影镜头137和图像传感器107之间的距离在光轴方向上往复移动,因此可以不驱动摄影镜头137,而是在光轴方向上前后驱动图像传感器107,来进行摇摆。0073图8是示出根据本发明的变型例的图像捕获设备的配置的框图。与图1所示的图像捕获设备的配置的不同之处在于,其包括用于在光轴方向上驱动图像传感器107的位置移动单元150和位置移动单元驱动电路151。配置的其它方面与图1中的配置类似,因此这里省略其描述。通过图8所示的配置,在摇。

39、摆期间,位置移动单元150在光轴方向上相对于摄影镜头137移动图像传感器107的位置,这消除了为了进行摇摆而驱动摄影镜头137的需要。0074在照相机体138中包括可互换摄影镜头137的电子照相机的情况下,容易想到各种镜头作为摄影镜头137。如果在照相机上安装了具有低驱动精度的聚焦透镜,则不能进行摇摆。在这种情况下,如果图像捕获设备安装有在光轴方向上前后驱动图像传感器107的位置移动单元150,则可以实现稳定的摇摆,而不受安装的摄影镜头的聚焦驱动精度的影响。0075虽然利用具有可替换摄影镜头的照相机描述了上述实施例,但是本发明也可应用于在照相机体中包括内置摄影镜头的照相机称为镜头集成照相机。通。

40、过使用这种镜头集成照相机显示散焦校正后的捕获的图像,也可以实现与在上述实施例中描述的效果类似的效果。0076虽然参照示例性实施例对本发明进行了说明,但是应当理解,本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围符合最宽的解释,以使其涵盖所有这种变型、等同结构及功能。说明书CN101998055ACN101998060A1/6页11图1说明书附图CN101998055ACN101998060A2/6页12图2图3A图3B图3C说明书附图CN101998055ACN101998060A3/6页13图4图5A图5B图5C说明书附图CN101998055ACN101998060A4/6页14图6A图6B说明书附图CN101998055ACN101998060A5/6页15图7说明书附图CN101998055ACN101998060A6/6页16图8说明书附图CN101998055A。

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