CN104301603B - 摄像装置、摄像方法以及摄像系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像装置、摄像方法以及摄像系统，使得能够从透镜可移动范围中选择适合进行对焦的透镜位置范围，从而能高精度且快速地进行对焦。本发明的摄像装置进行聚焦控制，具有：信号转换处理部分，将被拍摄体图像转换为视频信号；图像获取部分，获取从信号转换处理部分输出的视频信号；对焦区域设定部分，在图像获取部分获取的拍摄画面中设定成为评价值计算区域的对焦区域；有效范围选择部分，一边使透镜移动，一边针对各个透镜位置求出对焦区域中的图像的有效代码密度，根据有效代码密度判断透镜的位置是否在适合对焦的有效范围内；焦点对准度计算部分，在有效范围选择部分判断为透镜的位置位于有效范围内时求出透镜位置的焦点对准度。

Description

摄像装置、摄像方法以及摄像系统

技术领域

本发明涉及一种摄像装置、摄像方法以及摄像系统。

背景技术

自动聚焦是指使照相机的对焦(使焦点对准)实现自动化的功能。

自动聚焦由大体可分成两个步骤的控制动作进行。

首先，在第一步骤中计测用于判断焦点是否对焦的对焦区域中的焦点对准度。

接着，在第二步骤中使用在第一步骤测得的焦点对准度搜索焦点对准度成为最大值的焦点对准位置。在现有技术中通常采用爬山搜索方式。在该搜索方法中，采用决定焦点对准度在规定阈值水平以上的透镜位置的区域，并根据其范围使透镜朝向焦点对准度的值的梯度增加的方向移动的方法。此后，在峰值附近仔细搜索，由此来搜索成为峰值的透镜位置。

作为本技术领域的背景技术，在特开2009-42621号公报(专利文献1)中公开了一种方案，其中具有摄像单元和焦点调节机构，摄像单元用于将被拍摄体图像转换为电信号，焦点调节机构根据表示图像清晰度的评价值来调节透镜的焦点位置，该评价值根据从摄像单元输出的信号算出。此外，还具有：聚焦区域设定单元，其在拍摄画面中设定成为评价值计算区域的聚焦区域；透镜移动单元，其使透镜在焦点调节范围内移动；以及评价值计算单元，其针对每个通过透镜移动单元移动到的透镜位置计算评价值，在该方案中，一边使透镜移动，一边从近距离侧开始进行在各个透镜位置获取评价值的评价值获取动作，并在评价值大于或者等于规定的阈值的透镜位置进行拍摄。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-42621号公报

发明内容

上述专利文献1所公开的自动聚焦控制中存在以下问题。

首先，在低照明度的场合等对比度值低的拍摄环境中，焦点对准度的值容易受到杂波(Noise)的影响，可能会因为杂波而识别不到真正的峰值位置。此时，无法将透镜位置控制在适当的焦点对准位置，导致被拍摄体图像模糊。

本发明的目的在于实现一种摄像装置、摄像方法以及摄像系统，使得能够从透镜可移动范围中选择适合进行对焦的透镜位置范围，从而能够高精度地进行对焦。

解决方案

为了解决上述课题，本发明提供一种摄像装置，其是进行聚焦控制的摄像装置，该摄像装置的特征在于，具有：信号转换处理部分，其将被拍摄体图像转换为视频信号；图像获取部分，其获取从信号转换处理部分输出的视频信号；对焦区域设定部分，其在图像获取部分获取的拍摄画面中设定成为评价值计算区域的对焦区域；有效范围选择部分，其一边使透镜移动，一边针对各个透镜位置求出对焦区域中的图像的有效代码密度，并根据有效代码密度判断透镜的位置是否在适合对焦的有效范围内；焦点对准度计算部分，在有效范围选择部分判断为透镜的位置位于所述有效范围内时，该焦点对准度计算部分求出透镜位置的焦点对准度。

发明效果

根据本发明，能够实现一种摄像装置、摄像方法以及摄像系统，使得能够从透镜可移动范围中选择适合进行对焦的透镜位置范围，能够高精度地进行对焦。

附图说明

图1是本实施例的摄像装置的结构图的示例。

图2是说明在本实施例的对焦区域设定部分中进行的图像处理的说明图。

图3是表示焦点对准位置为48step时的照相机的透镜的可移动范围内的焦点对准度、可移动范围内的(1)有效范围和(2)无效范围以及任意的透镜位置处的获取图像的示例的图。

图4是对任意评价区域(x，y)中的任意像素P(x，y)进行方向编码的示例图。

图5是基于有效代码、无效代码的方向代码图像。

图6是将评价区域中的部分区域内的有效代码密度标绘在透镜的可移动范围而得到的图。

图7是说明由焦点对准度计算部分求出的评价区域的焦点对准度以及统计焦点对准度的说明图。

图8是使用黄金分割法搜索最大值的搜索方法的说明图。

图9表示本实施例的处理流程。

图10表示采用了第二实施例所涉及的发明的监视系统。

具体实施方式

第一实施例

以下参照附图对实施例进行说明。

在本实施例中说明摄像装置的示例。

图1是本实施例的摄像装置的结构图的示例。

摄像装置具有照相机信号处理部分10、透镜单元11、摄像器件12、杂波除去部分13、A/D转换部分14、透镜控制部分17以及电动机驱动部分18。

透镜单元11具有透镜20和驱动透镜20用的电动机19，通过驱动透镜20来进行聚焦控制。

从透镜20入射的图像被输入到摄像器件12中，摄像器件12对形成在受光面上的被拍摄体的光学图像进行光电转换，并将所得的摄像信号发送到杂波除去部分13。此后，在杂波除去部分13中进行规定的杂波除去处理，在A/D转换部分14中进行数字转换后，作为数字摄像信号发送到照相机信号处理部分10。

照相机信号处理部分10具有信号转换处理部分15和图像处理部分16。信号转换处理部分15通过对供应来的数字摄像信号实施规定的信号处理而将数字摄像信号例如转换成基于NTSC(National Television Standards Committee，国家电视标准委员会)制式或者PAL(Phase Alternating Line，逐行倒相)制式等的标准的信号形式的视频信号后输出到外部或者图像处理部分16。

图像处理部分16由图像获取部分16A、对焦区域设定部分16B、有效范围选择部分16C以及焦点对准度计算部分16D构成。

图像获取部分16A是监视用摄像机等的摄像器件，其获取由照相机拍摄的图像，并且将视频信号输入到对焦区域设定部分16B。

对焦区域设定部分16B在所输入的照相机的图像视频信号的区域中设定用于评价焦点是否对准的评价区域，并将该评价区域的图像信息输出到有效范围选择部分16C和焦点对准度计算部分16D。

有效范围选择部分16C使用从对焦区域设定部分16B获得的对焦区域的信息以及从图像获取部分16A获得的图像信息，来判断当前的透镜位置是适合进行对焦(以下称为“有效范围”)还是不适合进行对焦(以下称为“无效范围”)。关于该判断方法的详细内容在后述部分说明。判断结果被输出到焦点对准度计算部分16D或者/以及透镜控制部分17。

焦点对准度计算部分16D根据在对焦区域设定部分16B中设定的对焦区域的图像信息，计测由照相机拍摄的图像的焦点对准度。所测得的焦点对准度被输出到透镜控制部分17。

透镜控制部分17根据从有效范围选择部分16C输入的有效范围和无效范围的信息、以及从焦点对准度计算部分16D输入的焦点对准度的结果来控制透镜位置(这一内容在后述部分进行详细说明)。具体来说是，在当前的透镜位置不在有效范围内时，在不求取焦点对准度的情况下使透镜移动，在透镜位置位于有效范围内时，在有效范围内搜索焦点对准度的最大值，并将透镜移动到焦点对准位置。通过采用本结构，从透镜可移动范围选择适合进行对焦的透镜位置范围，从而能够高精度地进行对焦，并且能够快速进行用于决定焦点对准位置的控制。此外，也可以构造成在透镜位置不位于有效范围内时也求取焦点对准度。

从透镜控制部分17输出的透镜控制指令被输出到电动机驱动器18。电动机驱动器18根据透镜控制指令对用于驱动透镜20的电动机19进行驱动，由此来进行聚焦控制。

以下对设置在图像处理部分16内的图像获取部分16A、对焦区域设定部分16B、有效范围选择部分16C以及焦点对准度计算部分16D进行详细说明。

首先参照图2并且适当参照图1说明对焦区域设定部分16B。

图2是说明在本实施例的对焦区域设定部分16B中进行的图像处理的说明图。

图2(a)示出了从图像获取部分16A获取的图像20中的对焦区域21和取样点22(以三角形表示的点)。图2(b)示出了取样点22中的采用各种方法选择出的评价点23。图2(c)示出了以选择出的评价点23为中心设定的评价区域24。

在对焦区域设定部分16B中，首先如图2(a)所示，输入由图像输入部分10获取的图像20，设定进行对焦时使用的对焦区域21。该对焦区域21可以任意设定。接着，设定对焦区域21中的取样点22。作为取样点22的设定方法，例如可以如图2(a)所示，在对焦区域21中设定网格状的取样点22。不过，取样点22的设定方法不在此限。

此后，如图2(b)所示，在取样点22中设定对所获得的图像20进行对焦评价用的评价点23。在此，作为评价点23的设定方法，可以使用通过sobe1方式获得的图像上的被拍摄体的边缘信息来进行设定。以下说明采用sobe1方式来设定评价点23的方法。

首先，根据式(1)对图像进行取样，以设定处理图像20。

[式1]

x＝a×S_x，y＝b×S_y…(1)

[式2]

式中，(H×L)表示x，y方向的图像尺寸，(x，y)表示通过取样得到的像素的位置信息，Sx表示通过取样得到的处理图像20在x方向上的取样宽度，Sy表示通过取样得到的处理图像20在y方向上的取样宽度，(a，b)表示x，y方向的取样点的个数。通过如上设定取样点22，能够降低对焦评价时的计算成本。

接着，从图像的取样点22中，使用式(3)和式(4)提取能够有效进行对焦评价的评价点23。

[式3]

[式4]

式中，h_x表示水平方向滤波器，h_y表示垂直方向滤波器。使用上述两个滤波器，通过局部积和运算来求出边缘强度h_xy。

使用式3对通过式2求出的边缘强度进行计算，在超过了阈值(Threshold)时，将其选择为评价点23。如上所述，通过使用式2和式3，能够提取边缘强度大的部分作为评价点23。通过选择边缘强度大的评价点，具有从不对焦变化为对焦时容易识别该变化的优点。

其中，对焦区域设定部分16B中的区域设定方法并不仅限于上述sobe1方式，例如也可以将图像的整个区域设定为对焦区域。此外，在预测为被拍摄体存在于图像的中心时，也可以将中心区域设定为对焦区域。此外，也可以采用当前在大部分照相机中采用的9个、5个评价点的设定方法。

接着，在图2(c)中示出了根据所设定的评价点23，以评价点23为中心设定的评价区域24。评价区域24是以评价点23为中心由任意个像素构成的区域。所设定的评价区域24的信息被输出到焦点对准度计算部分16D中。

其中，在计算焦点对准度时，既可以使用对焦区域21的图像信息，也可以使用一个场所或者多个场所的评价区域24的图像信息。

以下说明有效范围选择部分16C。

首先参照图3说明照相机透镜的可移动范围内的适合进行对焦的有效范围和不适合进行对焦的无效范围。

图3是表示焦点对准位置为48step时的照相机的透镜的可移动范围内的焦点对准度、可移动范围内的(1)有效范围和(2)无效范围以及任意的透镜位置处的获取图像20的示例的图。

如图3所示，透镜的可移动范围可以大致分为以下两种范围。

(1)有效范围：有效范围是指存在有一定程度的图像边缘信息的范围。在此示出了有效范围为0step～141step的示例。在透镜从近端(Near)位置起到焦点对准位置为止的范围内时，焦点对准度呈增加趋势，图像从不对焦状态转变为焦点对准状态。这一点也可以从获取图像20中的0step处的获取图像20处于比较模糊的状态，而48step处的获取图像20处于焦点对准状态清楚地看出。接着，在焦点对准位置(48step)，焦点对准度达到最大值。此后，随着从焦点对准位置朝远端(Far)方向移动，焦点对准度呈现下降趋势，图像从焦点对准状态再次返回到模糊状态。这一点可以从在48step处获取图像20处于焦点对准状态，而在149step处获取图像20处于不对焦状态清楚地知道。

(2)无效范围：无效范围是不存在焦点对准位置(图3中的48step)的范围，指边缘信息少的范围。在无效范围内，随着透镜进一步接近远端，图像进一步变得模糊。这一点可以从48step处的获取图像20处于焦点对准状态，而随着从48step朝着262step移动，获取图像20变为模糊状态清楚地看出。

另外，如上所述，在低照明度等对比度值低的摄像环境，焦点对准度的值容易受到杂波的影响，所以原本不是峰值位置的透镜位置处的焦点对准度变高，可能会导致焦点对准位置的误识别。例如，图3中的155step附近的峰值就是其中一例。此外，在焦点模糊的图像中，由于边缘等的信息量减少，用于对焦评价的像素与位于其附近的附近像素在明度变化方向上的变化消失，导致整体的焦点对准度变高。此时，在现有的焦点搜索方式中，使透镜在透镜可移动范围内移动，针对每个透镜位置计算焦点对准度以搜索焦点对准度的最大值，所以会出现将存在于无效范围内的杂波误识别为焦点对准位置处的峰值，或者无法适当地搜索到焦点对准位置的情况。

因此，在本实施例中，为了防止错误地将上述峰值识别为焦点对准位置，判断透镜的位置是否在有效范围内，在判断为处于有效范围内时进行透镜位置的聚焦控制。根据本结构，当在无效范围内存在高的焦点对准度时，可以参照有效范围的焦点对准度进行焦点对准位置的搜索，所以能够防止对透镜的焦点对准位置进行误识别，能够从透镜可移动范围选择出适合进行对焦的透镜位置范围，从而能够进行高精度的对焦。

此外，通过构造成在判断为处于有效范围内时，求出焦点对准值并搜索焦点对准度的最大值，而在判断为处于无效范围内时不求取焦点对准度，能够在防止对透镜的焦点对准位置进行误识别的同时，缩短到焦点对准为止所需的时间。

以下说明在有效范围选择部分16C中确定有效范围和无效范围的方法。在确定有效范围和无效范围时，利用在有效范围内图像存在大量的边缘信息而在无效范围内图像的边缘信息损失这一特点来进行识别。具体来说是，可以考虑定量地评价在对焦区域设定部分11中求出的评价区域24的边缘信息。

另外，在以定量方式评价边缘信息时，大多采用根据边缘亮度梯度来进行评价的方法。不过，由于亮度梯度的用途是计测像素的明亮度变化的强度，其会随着照明度的变化而变化，所以尤其不适合在低照明度的环境下使用。

因此，本实施例的特征在于，不使用亮度本身来评价边缘信息，而是使用将任意像素与位于该任意像素附近的附近像素之间的明亮度变化变得最大的亮度梯度方向量化而得到的方向代码来定量地评价边缘信息。通过使用方向代码，具有即使照明度发生了变化，边缘信息的定量化也不容易受到影响的特征。

以下，参照图4对由有效范围选择部分16C求出的方向代码进行简单的说明。

图4是对任意评价区域40(x，y)中的任意像素P(x，y)41进行方向编码的示例图。

在图4(a)中示出了在任意的评价区域40(x，y)中以任意的像素P(x，y)41为中心将位于该像素附近的3×3个像素(9个像素)设定为局部区域42时的情况。

在图4(b)中示出了以任意的像素P(x，y)41为中心的附近3×3个像素(9个像素)的局部区域42。

图4(c)表示局部区域42的各个像素的亮度值。亮度梯度方向43表示中心像素41与位于中心像素41附近的附近像素44之间的亮度差分的方向和大小，是在图4(c)中求出的亮度差分中的亮度差分的大小最大的亮度梯度方向。对该亮度梯度方向43进行量化而求出方向代码(图4(e))。

在图4(d)中示出了求取方向代码时使用的方向代码图表45。方向代码与时钟旋转1圈从12时前进到0时一样循环地进行定义，并被转换为方向代码i(i＝0，1，...，N)。在本实施例中示出了N＝16的示例。若对图4(c)所示的亮度差分方向43进行方向编码，则方向代码被转换为图4(d)所示的i＝14。针对各个像素求出方向代码。

在各个像素中定义的方向代码i中，将像素附近的亮度差分小于阈值而方向编码为N(在本实施例中N＝16)的代码作为“无效代码”。另一方面，将表示其他的亮度变化的亮度梯度方向的方向代码i(i＝0，1，...，N-1，在本实施例中为i＝0，1，...15)称为“有效代码”。从上述图可以知道，被编码为有效代码的像素由于亮度差分大于阈值，所以其边缘信息量大。另一方面，从上述图可以知道，无效代码由于像素附近的对比度低于阈值，所以边缘信息量少。

对评价区域40中的像素进行上述方向编码处理，以对每个像素设定有效代码、无效代码。

图5是基于采用图4的方法针对每个像素求出的有效代码、无效代码的方向代码图像。图5(a)表示焦点对准状态下的焦点对准图像50和焦点对准图像50的方向代码图像51，图5(b)表示焦点未对准状态下的焦点未对准图像52和焦点未对准图像52的方向代码图像53。

在方向代码图像51，53中，白色像素表示方向代码中的被编码为N的无效代码，另一方面，黑色像素表示有效代码。通过对方向代码图像51和方向代码图像53进行比较可以知道，焦点对准图像50中的有效代码(黑色像素)在像素区域中所占的比率高于焦点未对准图像52中的有效代码(黑色像素)在像素区域中所占的比率。也就是说，有效代码的比率越高，该区域内能够用于对焦判断的边缘信息量越大，能够将其判断为处于适合进行对焦的状态。另一方面，有效代码的比率越低，该区域内能够用于对焦判断的边缘信息量越少，所以能够将其判断为处于不适合进行对焦的状态。如上所述，在本实施例中，通过对每个像素设定有效代码或者无效代码，即使在低照明度下也能够对图像的边缘信息量进行适当的识别。

为了定量地评价边缘信息量，作为本实施例的一例，评价局部区域内的有效代码的密度。有效代码的密度ρ_xy能够根据式(5)进行定义。式中，M表示评价区域50的总像素数，h_xy(N)表示被判断为无效代码的像素的出现频率。

[式5]

在式(5)中，通过对无效代码的出现频率进行计数来求出有效代码密度ρ_xy，这是因为在有效代码的出现频率高的场合，能够获得缩短处理时间的效果。此外，也可以设置成通过直接求出有效代码的出现频率来求出有效代码密度ρ_xy。这样，通过使用有效代码密度ρ_xy，无论评价区域的大小如何，均能够对边缘信息进行定量评价。

此外，在评价区域的大小预先确定的场合，也可以使用有效代码或者无效代码的绝对值来取代有效代码密度ρ_xy。

图6是将根据式5求出的评价区域中的部分区域内的有效代码密度标绘在透镜的可移动范围而得到的图。

在判断无效范围或者有效范围时，对有效代码密度设定阈值，将有效代码密度大于该阈值的透镜位置范围判断为有效范围，并且将有效代码密度小于该阈值的透镜位置范围判断为无效范围。在进行这些判断时，分别从透镜的近端(Near)或者远端(Far)或者近端(Near)和远端(Far)开始进行判断。

[式6]

式中，Threshold表示有效代码密度的阈值。

如上所述，在被判断为位于适合进行对焦的有效范围时，将其输出到透镜控制部分17和焦点对准度计算部分16D中。作为判断是有效范围还是无效范围时使用的有效代码密度，可以使用多个评价区域的统计值，并且也可以使用任意的评价区域的有效代码密度。

图7是说明在焦点对准度计算部分16D中求出的评价区域24的焦点对准度以及统计焦点对准度的说明图。

在焦点对准度计算部分16D中输入来自对焦区域设定部分16B的对焦区域的信息以及来自后述的有效范围选择部分16C的有效范围选择结果。在判断为是有效范围时，通过如下方法求出焦点对准值。

图7(a)表示在对焦区域设定部分16B中设定的评价点23中的作为任意评价区域的3个评价区域(在以下的说明中称为“评价区域1～3”)中的各个评价区域的焦点对准度70～72。在图7(b)中示出了评价区域1～3中的各个区域的焦点对准度70～72的统计焦点对准度73。统计焦点对准度73在焦点对准度计算部分13中根据式3从焦点对准度70～72算出。在式7中，通过取得焦点对准度70～72中的所有的评价区域的焦点对准度的平均值来计算代表值。

[式7]

将如上求出的统计焦点对准度73输出到透镜控制部分17中。

透镜控制部分17在由有效范围选择部分16C求出的有效范围内，使用由焦点对准度计算部分16D计测出的焦点对准值搜索焦点对准值的最大值。另一方面，当在有效范围选择部分16C求出的是无效范围时，在不求取焦点对准值的情况下使透镜移动。此外，也可以构造成在求出的是无效范围时在求出焦点对准值的情况下使透镜移动。

将达到该最大值的透镜的位置作为焦点对准位置输出。透镜控制部分14还可以使用爬山计算方法或者搜索单纯的焦点对准度的最大值的方法。

此外，在现有的爬山搜索方式的计算中，在低照明度的场合，可能会将局部的最大值识别为焦点对准位置。为了解决这一问题，可以考虑采用适合虚拟山且搜索次数稳定的黄金分割法。黄金分割法与爬山搜索法不同，其在决定搜索方向时不使用梯度的增加，而只使用焦点对准值。并且，利用黄金比而使搜索区域缩小来求取最大值。在此，将黄金比设定为可以将该比率按照内分点划分为0.38197∶0.61803。因此，该方法可以应对局部值的微小变动，能够从搜索区域搜索到最大值。并且，具有在决定搜索范围后，能够到达相同的搜索位置的特征。

图8是使用黄金分割法来搜索最大值的搜索方法的说明图。

步骤1：将a指定为从近端(Near)缩小的有效区域的开始位置，并且将b指定为从远端(Far)缩小的有效区域的结束位置，并确定为τ＝0.61803＞0。

步骤2：设定为p＝b-τ(b-a)q＝a+τ(b-a)，计算p，q位置处的焦点对准度AF(p)，AF(q)。

步骤3：在b-a＜ε时结束处理。

步骤4：如果是AF(p)＞AF(q)，则为a＝p，p＝q，q＝a+τ(b-a)，

如果是AF(p)＞AF(q)，则为b＝p，q＝p，p＝b-τ(b-a)

AF(x)表示焦点对准度的计算方法

一直到步骤3结束为止，反复进行步骤1至步骤4，由此能够获得最大值。

图9表示本实施例的处理流程。

首先，在图像获取部分16A中输入由摄像装置获取的图像(S90)。

接着，在对焦区域设定部分16B中设定评价焦点对准度的对焦区域(S91)。此后，在有效范围选择部分16C中求出对焦区域的图像的有效代码密度(S92)。在有效范围选择部分16C中判断在S92中求出的有效代码密度是否在阈值以上(S93)。

在判断为有效代码密度在阈值以上时，可以认为当前时间点的透镜位置处于有效范围内(S93为是)，所以在焦点对准度计算部分16D中求出焦点对准度(S94)，并判断所求出的焦点对准度是否为最大值(S96)。在判断为是最大值时，作为已经求出焦点对准位置而结束控制。另一方面，在判断为不是最大值时，在移动透镜(S95)后，再次从S90开始重复进行处理。

在判断为有效代码密度在阈值以下时，可以认为当前时间点的透镜位置处于无效范围内(S93为否)，由此可以知道该透镜位置不是适合进行对焦的透镜位置。因此，进一步使透镜移动(S95)。如此，在透镜位置处于无效范围内时，在不计算焦点对准度的情况下使透镜移动，由此能够缩短对焦所需的处理时间。不过，也可以设置成在处于无效范围时也进行焦点对准度的计算。

在现有技术中，由于在不判断透镜位置是处于有效范围还是处于无效范围的情况下根据焦点对准度来求出聚焦透镜位置，所以无法高精度地求出透镜位置的焦点对准度。并且，由于构造成在整个透镜可移动范围内计算焦点对准度，所以对焦处理需要花费很长的时间。另一方面，在本发明中，由于求出透镜位置是处于有效范围还是处于无效范围，所以能够高精度地求出透镜的焦点对准位置。并且，由于构造成在被判断为有效范围的透镜位置计算焦点对准度，在被判断为无效范围的透镜位置不计算焦点对准度，所以能够缩短对焦所需的透镜控制时间。

此外，在本实施例中，尤其是在因照明度低等而使得焦点对准值可能受到杂波等影响的情况下，能够获得适当的焦点对准位置，并且具有能够缩短处理时间以及降低成本的效果。为此，在判断为处于低照明度的情况时，可以采用本实施例，并且在低照明度以外的情况下也可以采用本发明。

第二实施例

在第一实施例中，照相机信号处理部分10设置在摄像装置内，但也可以将照相机信号处理部分10设置在通过图10所示网络连接的管理装置101内。

图10表示采用了第二实施例所涉及的发明的监视系统。以下省略结构与图1相同的部分的说明。多个摄像装置100通过网络与管理装置101连接。在管理装置101内设置有照相机信号处理部分102。通过采用本结构，不需要在摄像装置100内新设本实施例所涉及的照相机信号处理部分102，能够通过设置在管理装置101内来实施本发明。

符号说明

10 照相机信号处理部分

11 透镜单元

12 摄像器件

13 杂波除去部分

14 A/D转换部分

15 信号转换处理部分

16 图像处理部分

16A 图像获取部分

16B 对焦区域设定部分

16C 有效范围选择部分

16D 焦点对准度计算部分

17 透镜控制部分

18 电动机驱动器

19 电动机

20 透镜

Claims (8)

1.一种摄像装置，其是进行聚焦控制的摄像装置，该摄像装置的特征在于，具有：

信号转换处理部分，其将被拍摄体图像转换为视频信号；

图像获取部分，其获取从所述信号转换处理部分输出的视频信号；

对焦区域设定部分，其在所述图像获取部分获取的拍摄画面中设定成为评价值计算区域的对焦区域；

有效范围选择部分，其使透镜移动，针对各个透镜位置在所述对焦区域的图像中的各像素附近的亮度差分大于预先确定的阈值的情况下设定为有效代码，求出所述有效代码在所述对焦区域中的密度即有效代码密度，并根据预先确定的所述有效代码密度的阈值来判断所述透镜在光轴方向上的位置是否在适合对焦的有效范围内；

焦点对准度计算部分，在所述有效范围选择部分判断为所述透镜的位置位于所述有效范围内时，所述焦点对准度计算部分求出所述透镜位置的焦点对准度；以及

透镜控制部分，其根据所述焦点对准度控制所述透镜位置。

2.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

在所述有效范围选择部分判断为透镜的位置位于所述有效范围以外时，所述焦点对准度计算部分不求出所述透镜位置的焦点对准度。

3.如权利要求1或者2所述的摄像装置，其特征在于，

所述有效范围选择部分不根据所述有效代码密度，而是根据所述像素附近的亮度差分的大小来判断所述透镜的位置是否在适合对焦的有效范围内。

4.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

将对任意像素与位于任意像素附近的附近像素之间的明亮度变化变得最大的亮度梯度方向进行量化而得到的方向代码中的、所述任意像素与位于所述任意像素附近的附近像素之间的亮度差分大于阈值的代码作为有效代码，所述有效代码密度是所述对焦区域中的所述有效代码的密度的值。

5.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

所述焦点对准度计算部分在根据所述焦点对准度求出焦点对准位置时，采用黄金分割法来求出焦点对准位置。

6.一种摄像装置，其是进行聚焦控制的摄像装置，该摄像装置的特征在于，具有：

信号转换处理部分，其将被拍摄体图像转换为视频信号；

图像获取部分，其获取从所述信号转换处理部分输出的视频信号；

对焦区域设定部分，其在所述图像获取部分获取的拍摄画面中设定成为评价值计算区域的对焦区域；

有效范围选择部分，其使透镜移动，针对各个透镜位置在所述对焦区域的图像中的各像素附近的亮度差分大于预先确定的阈值的情况下设定为有效代码，求出所述有效代码在所述对焦区域中的密度即有效代码密度，并根据预先确定的所述有效代码密度的阈值来判断所述透镜在光轴方向上的位置是否在适合对焦的第一范围内；

焦点对准度计算部分，在所述有效范围选择部分判断为所述透镜的位置位于所述第一范围内时，所述焦点对准度计算部分求出所述透镜位置的焦点对准度；以及

透镜控制部分，其根据所述焦点对准度控制所述透镜位置。

7.一种摄像方法，其是进行聚焦控制的摄像方法，该摄像方法的特征在于，包括：

将被拍摄体图像转换为视频信号的步骤；

在根据所述视频信号获取的拍摄画面中设定成为评价值计算区域的对焦区域的步骤；

使透镜移动，针对各个透镜位置在所述对焦区域的图像中的各像素附近的亮度差分大于预先确定的阈值的情况下设定为有效代码，求出所述有效代码在所述对焦区域中的密度即有效代码密度，并根据预先确定的所述有效代码密度的阈值来判断所述透镜在光轴方向上的位置是否在适合对焦的有效范围内的步骤；

在判断为所述透镜的位置位于所述有效范围内时，求出所述透镜位置的焦点对准值的步骤。

8.一种摄像系统，其特征在于，具有：

对监视区域内进行拍摄的摄像装置；

信号转换处理部分，其将被拍摄体图像转换为视频信号；

图像获取部分，其获取从所述信号转换处理部分输出的视频信号；

对焦区域设定部分，其在所述图像获取部分获取的拍摄画面中设定成为评价值计算区域的对焦区域；

有效范围选择部分，其使透镜移动，针对各个透镜位置在所述对焦区域的图像中的各像素附近的亮度差分大于预先确定的阈值的情况下设定为有效代码，求出所述有效代码在所述对焦区域中的密度即有效代码密度，并根据预先确定的所述有效代码密度的阈值来判断所述透镜在光轴方向上的位置是否在适合对焦的有效范围内；以及

焦点对准度计算部分，在所述有效范围选择部分判断为所述透镜的位置位于所述有效范围内时，所述焦点对准度计算部分求出所述透镜位置的焦点对准值。