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JP2008292541A - Automatic focus adjustment device and automatic focus adjustment method - Google Patents

Automatic focus adjustment device and automatic focus adjustment method Download PDF

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JP2008292541A
JP2008292541A JP2007135170A JP2007135170A JP2008292541A JP 2008292541 A JP2008292541 A JP 2008292541A JP 2007135170 A JP2007135170 A JP 2007135170A JP 2007135170 A JP2007135170 A JP 2007135170A JP 2008292541 A JP2008292541 A JP 2008292541A
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noise reduction
noise
unit
focus adjustment
image signal
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Application number
JP2007135170A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Otsuki
武志 大槻
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NEC Electronics Corp
Original Assignee
NEC Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic focus adjustment device and an automatic focus adjustment method by which focusing is easily determined by using digital image data passing through a noise lowering part. <P>SOLUTION: The automatic focus adjustment device 1 is equipped with the noise lowering part 17 to output a digital image signal after lowering the noise of the digital image signal, and a means (image processing part 20 and color separation part 18 or the like) to determine focusing in accordance with output of the image signal from the noise lowering part. The noise lowering part removes the noise of the digital image data received from an imaging device 15 through a CDS/ADC or the like 16. The focusing is determined based on the image output the noise of which is lowered. Since image processing is performed on the basis of the image signal the noise of which is lowered, the degree of freedom of the image processing part 20 is increased. Generally speaking, the lowering amount of the noise becomes large when a subject is dark. By setting a threshold corresponding thereto and increasing chances to determine focusing, an effect that focusing is facilitated is obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置に用いられる自動焦点調整装置、自動焦点調整方法に関し、特にノイズ低減回路を備える自動焦点調整装置、自動焦点調整方法に関する。   The present invention relates to an automatic focus adjustment apparatus and an automatic focus adjustment method used in an imaging apparatus such as a digital camera, and more particularly to an automatic focus adjustment apparatus and an automatic focus adjustment method including a noise reduction circuit.

最近では携帯電話等の携帯端末にデジタルカメラが用いられるなど、デジタルカメラの需要が増加している。これら携帯電話等の携帯端末に用いられる自動焦点調整装置は、コントラストを検出してオートフォーカス制御(以下、AF(Automatic Focus)制御と略称する。)を行うことが一般的である。このAF制御の従来からの課題としては、周囲環境が暗いなかやコントラストの低い環境での合焦特性の向上、ノイズの少ない良好な画質の提供などがある。また、これらデジタルカメラにおいては、低コスト、小型、簡単に使用できることなどの基本的な要求がある。   Recently, demand for digital cameras is increasing, such as digital cameras being used for mobile terminals such as mobile phones. In general, an automatic focus adjustment device used for a portable terminal such as a cellular phone detects contrast and performs autofocus control (hereinafter abbreviated as AF (Automatic Focus) control). Conventional problems of this AF control include improvement of focusing characteristics in an environment where the surrounding environment is dark or low in contrast, and provision of good image quality with less noise. In addition, these digital cameras have basic requirements such as low cost, small size, and ease of use.

加えて、特に設計変更の機会が多く、機能的な要求の変化の多い携帯電話等携帯端末のデジタルカメラなどに用いられる自動焦点調整装置には、それ自身の構成のみならず、携帯電話本体と連動したカメラシステム制御という広い観点から、映像エンジン全体としてのメモリや半導体装置などの省資源化や、汎用化ということも求められている。以下、本発明の解決課題を述べる前にこれらの従来技術のうち、関係の深いものについて簡単に説明する。   In addition, the automatic focus adjustment device used for digital cameras of mobile terminals such as mobile phones such as mobile phones, where there are many opportunities for design changes and functional requirements are changing, is not limited to its own configuration. From the wide viewpoint of linked camera system control, there is a demand for resource saving and generalization of memories and semiconductor devices as the entire video engine. Hereinafter, before describing the problem to be solved by the present invention, a brief description will be given of the related arts.

非特許文献1には、携帯電話用カメラ映像エンジンの構成例が紹介されている。その一例を図1、図2に示す。図1は、カメラモジュールとしてレンズ、CCDなどの撮像装置や、カメラDSPなどのカメラ映像エンジンまで組み込んだ例である。   Non-Patent Document 1 introduces a configuration example of a mobile phone camera video engine. An example is shown in FIGS. FIG. 1 shows an example in which an imaging device such as a lens and CCD and a camera video engine such as a camera DSP are incorporated as a camera module.

図2には、カメラ映像エンジンを機能ブロック別に分けて示した一例が開示されている。機能ブロックとしては、撮像制御部、信号処理部、CPUを備えて撮像制御を行うことが紹介されている。撮像制御部は、プリプロセッサとも言われ、RGB(red、green、blue)信号形式でAE(Automatic Exposure)や、AWB(Automatic White Balance)用の計測処理やAF(Automatic Focus)用の検波処理を行っている。信号処理部は、ポストプロセッサとも言われ、YUV信号形式(輝度信号(Y)並びに輝度情報と青色成分との差(U)、輝度信号と赤色成分との差(V)という3つの情報で色を表す形式)で画像形成系と画像補正系、出力制御系の処理を行っている。また、撮像制御部と信号処理部の接続箇所でRGB信号がYUV信号に変換される。   FIG. 2 discloses an example in which the camera video engine is divided into functional blocks. As a functional block, it is introduced that an imaging control unit, a signal processing unit, and a CPU are provided to perform imaging control. The imaging control unit is also called a preprocessor, and performs measurement processing for AE (Automatic Exposure) and AWB (Automatic White Balance) and detection processing for AF (Automatic Focus) in RGB (red, green, blue) signal format. ing. The signal processing unit is also referred to as a post processor, and uses three types of information: YUV signal format (luminance signal (Y), difference between luminance information and blue component (U), and difference between luminance signal and red component (V)). The image forming system, the image correcting system, and the output control system are processed. Further, the RGB signal is converted into a YUV signal at a connection point between the imaging control unit and the signal processing unit.

また、信号処理部のうち、画像補正系では、エッジ補正処理、ノイズ抑圧処理など種々の処理を行っている。画像補正系の処理のうちでもデジタルデータの取り扱いに関連して、ノイズ抑圧処理は重要である。なお、ノイズ抑圧処理は、ノイズを除去し、低減する処理であり、ノイズ除去処理、ノイズ低減処理とも言われるものである。以下、本明細書ではノイズ低減処理という。   In the signal processing unit, the image correction system performs various processes such as an edge correction process and a noise suppression process. Among the image correction processing, noise suppression processing is important in connection with the handling of digital data. Note that the noise suppression processing is processing for removing and reducing noise, and is also referred to as noise removal processing and noise reduction processing. Hereinafter, this specification is referred to as noise reduction processing.

以上まとめると、AF制御などを行う機能部分は撮像制御部に集約されており、ノイズ低減処理などを行う部分は、AF制御などの処理が終わった後にデジタル信号処理の一環として行っているのが従来の方法である。そしてこのような撮像処理、信号処理等を行う専用LSIチップも前述のようにカメラエンジンとして開発されている。   In summary, functional parts that perform AF control and the like are integrated in the imaging control unit, and parts that perform noise reduction processing and the like are performed as part of digital signal processing after the processing such as AF control is completed. It is a conventional method. A dedicated LSI chip that performs such imaging processing, signal processing, and the like has also been developed as a camera engine as described above.

また、AF制御に際しては、CCD等からの出力(撮像信号など)に含まれる高周波成分の量を例えば1フィールド期間積分し、その値をAF評価値として、それが最も大きくなるようにフォーカスレンズを光軸方向に移動させるという方法がよく行われている。   In AF control, for example, the amount of high-frequency components contained in the output from the CCD or the like (imaging signal or the like) is integrated for, for example, one field period, and the value is set as an AF evaluation value, and the focus lens is adjusted so that it becomes the largest. A method of moving in the optical axis direction is often performed.

しかし、AF制御において一般的に用いられているコントラスト検出方式においては、CCD等からの撮像信号などの高周波成分の量をAF評価値として使用することから、暗い被写体や、コンストラストの変化が小さい被写体については、合焦位置を検出することができなかった。   However, in contrast detection methods generally used in AF control, the amount of high-frequency components such as imaging signals from a CCD or the like is used as an AF evaluation value, so that a dark subject or a change in contrast is small. The focus position could not be detected for the subject.

こういった課題を解決すべく、特許文献1に開示された技術を図3,図4を用いて簡単に説明する。図3にその代表的な構成を示すが、RGBそれぞれにデジタルゲイン調整部を設けること、そしてその後、YUV変換部に画像データが入ること、が開示されている。更に、図4に示すように、事前に撮像により取得した画像信号の輝度を検出し(SA4)、それが基準以下である場合には、AF評価の対象となる画像信号のうち、Rゲインを、G、Bゲインよりも高めに設定(SA7)することにより、AF評価の対象となる画像信号の全体的な輝度成分を増大させる技術が開示されている。   In order to solve these problems, the technique disclosed in Patent Document 1 will be briefly described with reference to FIGS. FIG. 3 shows a typical configuration, which discloses that a digital gain adjustment unit is provided for each of RGB and that image data is then input to the YUV conversion unit. Further, as shown in FIG. 4, the brightness of the image signal acquired by imaging in advance is detected (SA4), and if it is below the reference, the R gain of the image signal to be evaluated for AF is calculated. A technique for increasing the overall luminance component of an image signal to be subjected to AF evaluation by setting the gain higher than G, B gain (SA7) is disclosed.

そして、上述の構成により、暗い被写体であっても、合焦点が検出でき、AF制御を行うことができると開示されている。   Further, it is disclosed that, with the above-described configuration, a focused point can be detected and AF control can be performed even for a dark subject.

また、特許文献2には、変化の乏しい被写体、つまりコントラストの小さい被写体に対しても高い確率でフォーカスを合焦位置に設定すること、つまり合焦特性を向上させることが開示されている。この開示内容を、図5を参照して簡単に説明する。信号処理回路はCDS/AGC/AD回路から出力された画像データを受けて、白バランス調整、色分離、YUV変換などの処理を施し、YUV形式の画像データを生成することが開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses that a focus is set to a focus position with high probability even for a subject with little change, that is, a subject with low contrast, that is, the focus characteristic is improved. This disclosure will be briefly described with reference to FIG. It is disclosed that the signal processing circuit receives the image data output from the CDS / AGC / AD circuit, performs processing such as white balance adjustment, color separation, and YUV conversion to generate image data in the YUV format.

更に、AF評価回路で、出力画像データを形成するYデータ(輝度データ)から高域周波数成分を抽出してAF評価値を取り込むこと、この際、AF評価値に含まれるノイズ成分を除去することが開示されている。なお、ここで、CDS回路は公知のアナログ信号での増幅器に起因するノイズの除去回路である。   Further, the AF evaluation circuit extracts the high frequency component from the Y data (luminance data) forming the output image data and takes in the AF evaluation value. At this time, the noise component included in the AF evaluation value is removed. Is disclosed. Here, the CDS circuit is a circuit for removing noise caused by a known analog signal amplifier.

また、ノイズ成分の除去に当たっては、輝度評価回路からの輝度評価値、AGCゲイン、そして、温度センサからの温度情報が取り込まれ、補正AF評価値が算定されることが開示されている。この補正AF評価価が最大になる位置にフォーカスレンズが設定されること、つまり、この位置が合焦位置となることが開示されている。そしてこれにより合焦特性が向上することが開示されている。
デジタルカメラの最先端技術、特に171頁−176頁、技術情報協会、2004年10月29日第1版発行 特開2002−287013号公報 特開2006−79069号公報
Further, it is disclosed that, when removing noise components, a luminance evaluation value, an AGC gain from a luminance evaluation circuit, and temperature information from a temperature sensor are taken in, and a corrected AF evaluation value is calculated. It is disclosed that the focus lens is set at a position where the corrected AF evaluation value is maximized, that is, this position is the in-focus position. And it is disclosed that this improves the focusing characteristics.
State-of-the-art technology for digital cameras, in particular, pages 171 to 176, Technical Information Association, first edition published on October 29, 2004 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-287013 JP 2006-79069 A

以上の非特許文献などで述べたように、デジタル変換された生画像に対するノイズ低減処理回路は、信号処理回路に設けられているのが一般的であった。しかしながら、最近の画質に対する顧客の要求は広範に渡っており、ノイズ低減処理もこれらの画質処理の影響を受けるので、厳しい画質要求に対応した画質処理が必要とされる場合にはノイズ低減処理も複雑になるという状況であった。   As described in the above non-patent documents, a noise reduction processing circuit for digitally converted raw images is generally provided in a signal processing circuit. However, recent customer demands for image quality are widespread, and noise reduction processing is also affected by these image quality processing, so noise reduction processing is also required when image quality processing corresponding to strict image quality requirements is required. The situation was complicated.

これを避けるためには、ノイズ低減処理は信号処理回路の前段で行うのが効果的である。なお、撮像制御と信号処理とを一体化して画像処理部としてカメラエンジンなどに用いている場合も多い。これらを考慮すると、ノイズ低減処理をこの画像処理部の前段、つまり、撮像制御部の前段に配置するのが画像処理部の自由度を上げ、経済性を高めることにもなるので総合的には効果的である。   In order to avoid this, it is effective to perform the noise reduction process before the signal processing circuit. In many cases, imaging control and signal processing are integrated and used as an image processing unit in a camera engine or the like. Considering these factors, placing noise reduction processing in the previous stage of the image processing unit, that is, in the previous stage of the imaging control unit, increases the degree of freedom of the image processing unit and increases the economy. It is effective.

しかしながら、撮像制御部の前ということは、換言すればAF制御の前ということになる。この結果、ノイズ抑制処理後のデータに基づいてAF制御が行われることになり、従来のAF制御の方法をそのまま用いることはできない。つまり、ノイズ低減処理を考慮したAF制御が必要である、という新しい課題が生じる。   However, in front of the imaging control unit, in other words, before AF control. As a result, AF control is performed based on the data after the noise suppression processing, and the conventional AF control method cannot be used as it is. That is, a new problem arises that AF control considering noise reduction processing is necessary.

したがって、本発明は、ノイズ低減処理を考慮した精度の高いAF制御を得ること、即ち、ノイズ低減処理回路を通過したデジタル画像データを用いて精度の高い合焦を可能とする自動焦点調整装置やその合焦方法を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention provides an automatic focus adjustment device that obtains high-precision AF control in consideration of noise reduction processing, that is, high-precision focusing using digital image data that has passed through the noise reduction processing circuit, It is an object to provide a focusing method.

上記課題を解決すべく本発明の自動焦点調整装置は、デジタル画像信号のノイズを低減して出力するノイズ低減部と、前記ノイズ低減部からの画像信号出力に応じて合焦判定を行う手段とを備えることを特徴とする。本発明は、ノイズ低減部からの画像出力に基づいて合焦判定を行うことにより合焦判定の機会を増大させることができる。例えば一般に被写体が暗い場合には、ノイズの低減量が増大し、画像出力が低減するので、これに対応して合焦判定の閾値を低減させることで合焦判定の機会を増加させることができる。   In order to solve the above problems, an automatic focus adjustment apparatus of the present invention includes a noise reduction unit that reduces and outputs noise of a digital image signal, and a unit that performs focus determination according to an image signal output from the noise reduction unit. It is characterized by providing. The present invention can increase the opportunities for focus determination by performing focus determination based on the image output from the noise reduction unit. For example, in general, when the subject is dark, the amount of noise reduction increases and the image output decreases. Therefore, the focus determination opportunity can be increased by reducing the focus determination threshold correspondingly. .

本発明に係る自動焦点調整方法は、アナログ画像信号に対しノイズ低減処理とデジタル変換処理とが施されたデジタル画像信号のノイズ低減部を備える自動焦点調整装置を用いる自動焦点調整方法であって、 前記ノイズ低減部からの画像信号出力に応じて合焦判定を行うことを特徴とする。本発明は、ノイズ低減部からの画像出力に基づいて合焦判定を行うことにより、例えば一般に被写体が暗い場合には、ノイズの低減量が増大し、画像出力が低減するので、これに対応して閾値を低減させることで合焦判定の機会を増加させる。   An automatic focus adjustment method according to the present invention is an automatic focus adjustment method using an automatic focus adjustment device including a noise reduction unit of a digital image signal subjected to noise reduction processing and digital conversion processing on an analog image signal, In-focus determination is performed according to an image signal output from the noise reduction unit. In the present invention, the focus determination is performed based on the image output from the noise reduction unit. For example, when the subject is generally dark, the amount of noise reduction increases, and the image output is reduced. By reducing the threshold value, the opportunity for in-focus determination is increased.

以上のように、本発明によれば、ノイズ低減部(ノイズ低減処理回路部)を通過したデジタル画像データを用いて精度の高い合焦を可能とする自動焦点調整装置などが得られる。   As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an automatic focus adjustment device that enables high-precision focusing using digital image data that has passed through a noise reduction unit (noise reduction processing circuit unit).

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図6は、本発明の自動焦点調整装置1の実施形態の一例である。本発明の自動焦点調整装置1は、フォーカスレンズ10、フォーカスレンズ用のモータ11、モータドライバ12、イメージセンサ15、イメージセンサのセンサドライバ13、CPU(Central Processing Unit、中央演算処理装置)14、イメージセンサからのアナログ生画像データのノイズ除去を行う公知のCDS(Correlated Double Sampling )、及びAGC(Automatic Gain Control)、ADC(アナログデジタル変換)の処理を行う回路部16、ノイズ低減部(NR)17、色分離部18、AF評価値計算部19、画像処理部20を備える。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 6 is an example of an embodiment of the automatic focus adjustment apparatus 1 of the present invention. The automatic focus adjustment apparatus 1 of the present invention includes a focus lens 10, a motor 11 for a focus lens, a motor driver 12, an image sensor 15, an image sensor sensor driver 13, a CPU (Central Processing Unit) 14, an image. A circuit unit 16 and a noise reduction unit (NR) 17 for performing known CDS (Correlated Double Sampling), AGC (Automatic Gain Control), and ADC (Analog / Digital Conversion) processing for removing noise from analog raw image data from the sensor. A color separation unit 18, an AF evaluation value calculation unit 19, and an image processing unit 20.

なお、本明細書では以下、説明の簡便さのために、CDS、AGC(Automatic Gain Control)、ADC(アナログデジタル変換)の回路部16を生画像データ処理部16とも言う。   In the present specification, the CDS, AGC (Automatic Gain Control), and ADC (analog / digital conversion) circuit unit 16 will also be referred to as a raw image data processing unit 16 for the sake of simplicity.

なお、本発明の構成のうち、特徴的な部分は、図6のなかでは、ノイズ低減部(NR)17、色分離部18、AF評価値計算部19である。なお、ノイズ低減部(NR)17は、背景技術でいうノイズ低減処理部と同様の機能を有している。ノイズ低減処理部という記載は冗長なため、ノイズ低減部と呼称するものである(以下、簡潔さを重視して(NR)の記載も削除する。)。従ってこれらの部分、及びその動作の特徴的な部分について、後で詳しく説明する。なお、本発明の実施形態にかかる画像処理部20は、背景技術でいう撮像制御部の画像処理、つまり、AEや、AF等図示しない撮像処理に加え、信号処理部に相当する画像処理、つまり、ホワイトバランス、補正その他種々の画像処理を行っている。そして、それらの外部出力として、図示しない圧縮部、メモリ部、表示部等に画像データの出力を行っている。また、CPU14はこれらをも含めて各部の動作を統合、調整し、種々の制御を行っている。   In the configuration of the present invention, characteristic parts are a noise reduction unit (NR) 17, a color separation unit 18, and an AF evaluation value calculation unit 19 in FIG. The noise reduction unit (NR) 17 has the same function as the noise reduction processing unit referred to in the background art. Since the description of the noise reduction processing unit is redundant, it is referred to as a noise reduction unit (hereinafter, the description of (NR) is also deleted for the sake of simplicity). Therefore, these parts and the characteristic parts of the operation will be described in detail later. The image processing unit 20 according to the embodiment of the present invention performs image processing corresponding to the signal processing unit in addition to image processing of the imaging control unit referred to in the background art, that is, imaging processing (not illustrated) such as AE and AF. , White balance, correction and other various image processing. As these external outputs, image data is output to a compression unit, a memory unit, a display unit, etc. (not shown). Further, the CPU 14 integrates and adjusts the operation of each unit including these and performs various controls.

次に本発明の特徴的な箇所である、ノイズ低減部17、色分離部18、AF評価値計算部19について図6等に基づいて説明する。ノイズ低減部17は、ノイズ抑圧処理を行っており、CCDやCMOS等のイメージセンサ15からのR,G,B等の生画像データをCDSやAGC,ADCからなる生画像データ処理部16を経てそれぞれデジタル変換されたR、G、Bデータを受け取る。ノイズ低減部17は、1つの半導体チップで構成することもできるが、これは必須ではない。つまり、ノイズ低減部17は、色分離部18、AF評価値計算部19と合わせて1個の半導体チップで構成することもできる。また、色分離部18と、AF評価値計算部19は、画像処理部20と合わせて1個の半導体チップで構成することもできる。最初から構成する場合には、1個の半導体チップでCPU14も含めて、全体(ノイズ低減部17、色分離部18、AF評価値計算部19、画像処理部20)を構成することもできる。   Next, the noise reduction unit 17, the color separation unit 18, and the AF evaluation value calculation unit 19, which are characteristic parts of the present invention, will be described with reference to FIG. The noise reduction unit 17 performs noise suppression processing. Raw image data such as R, G, and B from the image sensor 15 such as a CCD or CMOS is passed through a raw image data processing unit 16 including CDS, AGC, or ADC. Receiving digitally converted R, G and B data, respectively. Although the noise reduction part 17 can also be comprised with one semiconductor chip, this is not essential. That is, the noise reduction unit 17 can be configured by one semiconductor chip together with the color separation unit 18 and the AF evaluation value calculation unit 19. In addition, the color separation unit 18 and the AF evaluation value calculation unit 19 may be configured by one semiconductor chip together with the image processing unit 20. In the case of configuring from the beginning, the whole (the noise reduction unit 17, the color separation unit 18, the AF evaluation value calculation unit 19, and the image processing unit 20) including the CPU 14 can be configured by one semiconductor chip.

ノイズ低減部17のノイズの抑制などの基本的な動作は従来と異なる部分はないが、図6に示すように、画像処理部20、色分離部18に、それぞれのデータを出力している点で異なる。これらのデータは、後述する処理を受けて合焦判定に用いられる。   The basic operation such as noise suppression of the noise reduction unit 17 is not different from the conventional one, but the respective data are output to the image processing unit 20 and the color separation unit 18 as shown in FIG. It is different. These data are used for in-focus determination after receiving the processing described later.

色分離部18は、ノイズ低減部17からの出力結果、即ち、ノイズが抑制されたセンサ生画像処理部16からのRGBの出力データのうちの一つ、本実施形態ではGのみをAF評価値計算部へ送信する。具体的には色分離部18を用いてGの出力データをAF評価値計算部23へ送り、Gの出力データでAF評価値の計算を行う。   The color separation unit 18 outputs only the output result from the noise reduction unit 17, that is, one of RGB output data from the sensor raw image processing unit 16 in which noise is suppressed, in this embodiment, only G is an AF evaluation value. Send to the calculator. Specifically, the G output data is sent to the AF evaluation value calculation unit 23 using the color separation unit 18, and the AF evaluation value is calculated using the G output data.

次に本発明の動作を図6に加えて、図7のフローチャートも用いて詳しく説明する。図7は、本発明にて合焦判定を行う場合のフローチャートである。これは、具体的には、前述のノイズ低減部17や、色分離部18、AF評価値計算部19の他に、画像処理部20、CPU14等も含めて動作が行われる。   Next, the operation of the present invention will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 7 in addition to FIG. FIG. 7 is a flowchart in the case of performing focus determination in the present invention. Specifically, in addition to the noise reduction unit 17, the color separation unit 18, and the AF evaluation value calculation unit 19, the operation is performed including the image processing unit 20, the CPU 14, and the like.

AF評価を行う場合には、CPU14がAF STRAT(S1:ステップ1)の指示を出す。この指示を画像処理部20が受けて、AEロックを行う(S2:ステップ2)。これは、自動処理に委ねるとAF処理時間が大幅に伸張してしまうことを防止するものである。具体的には、シャッター速度(TV値)に閾値を設け、ゲインにて露光を調整している。   When performing AF evaluation, the CPU 14 issues an AF STRAT (S1: step 1) instruction. The image processing unit 20 receives this instruction and performs AE lock (S2: Step 2). This is to prevent the AF processing time from being significantly extended if it is left to automatic processing. Specifically, a threshold is provided for the shutter speed (TV value), and exposure is adjusted by gain.

即ち、図6の16中のAGCでの調整幅をある範囲にし、被写体が暗いなど光量が不足している場合には、従来のようにある値まで、増幅するということは行わず、ノイズ低減部からの出力は低くても良いとするものである。これにより、AF処理時間の伸張を所定の範囲内にしている。   That is, when the adjustment range in AGC in 16 of FIG. 6 is set within a certain range and the amount of light is insufficient such as the subject is dark, it is not amplified to a certain value as in the conventional case, and noise reduction is performed. The output from the unit may be low. As a result, the AF processing time is extended within a predetermined range.

次に、AF処理(S3:ステップ3)、レンズ移動(S4:ステップ4)、AF評価値取得(S5:ステップ5)を行う。これらは図8に一部を示すように、公知の技術同様にAFサーチ範囲内、具体的には被写体の中央部をスキャンステップ駆動しながらレンズ停止位置毎のAF評価値を取得するものである。ただ、本実施形態においては、後述するようにGのデータのみでAF評価値取得などを行っているのが異なる。   Next, AF processing (S3: Step 3), lens movement (S4: Step 4), and AF evaluation value acquisition (S5: Step 5) are performed. As shown in part in FIG. 8, the AF evaluation value for each lens stop position is acquired while performing a scan step drive within the AF search range, specifically, the center of the subject as in the known technique. . However, in the present embodiment, as described later, the AF evaluation value acquisition or the like is performed using only the G data.

そして、取得したAF評価値を前後比較してピーク位置検出を行う(S6:ステップ6)。これにより、AF評価値取得が完了する(S7:ステップ7)。   Then, the acquired AF evaluation value is compared before and after to perform peak position detection (S6: Step 6). Thereby, the AF evaluation value acquisition is completed (S7: Step 7).

即ち、本実施形態では、前述のR,B,G各成分のデータの中から、G成分のデータのみを選択して、G成分のデータのみでAF評価を行っている。具体的には、図6に示したように、ノイズ低減部17から出力されたRBG各成分のデータを色分離部18で受けて、G成分のみをAF評価値計算部19へ送出することにより行っている。G成分のデータのみでAF評価を行う理由は、図10に示すように、G成分は、RGBの中央部に位置し、波長が長いため、R成分、B成分の輝度波長を含む形で取得できるということと、AFはコントラストにより合焦/非合焦を判定しているため、R画素成分で合焦判定するよりも、G成分による輝度差から判定する方が、より高精度にコントラストを取得できる為である。   That is, in this embodiment, only the G component data is selected from the R, B, and G component data described above, and the AF evaluation is performed using only the G component data. Specifically, as shown in FIG. 6, the RBG component data output from the noise reduction unit 17 is received by the color separation unit 18, and only the G component is sent to the AF evaluation value calculation unit 19. Is going. As shown in FIG. 10, the reason for performing AF evaluation using only the G component data is that the G component is located in the center of RGB and has a long wavelength, and therefore is acquired in a form including the luminance wavelengths of the R component and the B component. Because AF determines in-focus / out-of-focus by contrast, it is more accurate to determine from the luminance difference due to the G component than to determine the focus from the R pixel component. This is because it can be acquired.

次にNR強度を取得する(S8:ステップ8)。ここでNR(Noise Reduction)強度とは、ノイズ低減部17でのノイズ低減値(抑圧値)、換言すると排除したデジタルノイズ信号の強度である。NR強度の取得は具体的には、以下の手順で行われる。まず、ノイズ低減部17からRGBの出力が画像処理部20へ送出され、画像処理部20で、撮影環境における輝度を判定している。その輝度判定結果に基づき、CPU14がNR強度の設定を行っている。なお、輝度とNR強度との関係は、予め、設計段階で決定しておくのが好ましいが、必要により、CPU14のプログラム設定を変更することができるようにしても良いのは勿論である。   Next, NR intensity is acquired (S8: Step 8). Here, the NR (Noise Reduction) strength is the noise reduction value (suppression value) in the noise reduction unit 17, in other words, the strength of the excluded digital noise signal. Specifically, the acquisition of the NR intensity is performed according to the following procedure. First, the RGB output is sent from the noise reduction unit 17 to the image processing unit 20, and the image processing unit 20 determines the luminance in the shooting environment. Based on the brightness determination result, the CPU 14 sets the NR intensity. It should be noted that the relationship between the luminance and the NR intensity is preferably determined in advance at the design stage, but it goes without saying that the program setting of the CPU 14 may be changed if necessary.

被写体の明るさとNR強度との関係を述べれば、例えば被写体が暗い場合は、ノイズが目立つ。従ってノイズ低減部17の働きを強くする必要がある。また、被写体が明るい場合はノイズが目立たない。従って、ノイズ低減部17の働きを弱くしても良いとなる。即ち、被写体が暗い場合にはノイズ低減部17の働きを強くするので、NR強度値は大きくなる。被写体が明るい場合には、一般には、NR強度値は小さくなるという関係がある。   When the relationship between the brightness of the subject and the NR intensity is described, for example, when the subject is dark, noise is conspicuous. Therefore, it is necessary to strengthen the function of the noise reduction unit 17. Also, when the subject is bright, noise is not noticeable. Accordingly, the function of the noise reduction unit 17 may be weakened. That is, when the subject is dark, the noise reduction unit 17 is strengthened so that the NR intensity value is increased. In general, when the subject is bright, the NR intensity value is small.

次にNR強度に応じて合焦判定閾値を変更する(S9:ステップ9)。これは、CPU14の内部で行われる。図9を参照してこれをより詳しく説明すると、合焦判定の閾値についてNR強度が無いときを基準とし(図9の(a))、NR強度が弱い時を図9の(b)に示す。更にNRが強い時を図9の(c)に示す。このようにNR強度の強弱により、合焦判定のレベルを下げている。   Next, the focus determination threshold value is changed according to the NR intensity (S9: Step 9). This is performed inside the CPU 14. This will be described in more detail with reference to FIG. 9. The focus determination threshold value is based on the absence of NR intensity (FIG. 9 (a)), and when the NR intensity is weak, FIG. 9 (b) shows. . Further, when the NR is strong, FIG. Thus, the level of focus determination is lowered by the strength of the NR intensity.

次にCPU14が合焦判定を行う。ここで、合焦判定は、図9の(a)、(b)、(c)の各模式図に示すように、ピーク位置のAF評価値に対してNR強度を加味した値、換言すればNR強度に応じた値をNRゼロのときの合焦判定しきい値から減算した値を新合焦判定しきい値としてこのしきい値で合焦判定を行う。   Next, the CPU 14 performs in-focus determination. Here, the in-focus determination is a value obtained by adding the NR intensity to the AF evaluation value at the peak position, in other words, as shown in the schematic diagrams of FIGS. 9A, 9B, and 9C. A value obtained by subtracting a value corresponding to the NR intensity from the focus determination threshold value when NR is zero is used as a new focus determination threshold value, and focus determination is performed using this threshold value.

そして、AF評価値計算部19で求められたAF評価値が合焦判定閾値以上の場合に、CPU14が合焦と判定する。AF評価値が合焦判定閾値未満の場合にはCPU14は、非合焦と判定する(S10:ステップ10)。   When the AF evaluation value obtained by the AF evaluation value calculation unit 19 is equal to or greater than the focus determination threshold, the CPU 14 determines that the focus is achieved. When the AF evaluation value is less than the focus determination threshold, the CPU 14 determines that the focus is not in focus (S10: Step 10).

合焦と判定されれば、CPU14は、合焦位置補正を行う(S11:ステップ11)。即ち、CPU14は、モータドライバ12に所定の合焦位置補正命令を発するなどを行う。この命令に基づき、モータドライバ12は、モータ11を動かし、レンズの位置を所定の箇所に移動させる(S12:ステップ12)。   If determined to be in focus, the CPU 14 corrects the focus position (S11: step 11). That is, the CPU 14 issues a predetermined focus position correction command to the motor driver 12 and the like. Based on this command, the motor driver 12 moves the motor 11 to move the lens position to a predetermined location (S12: step 12).

非合焦と判定された場合には、例えば、非合焦位置にレンズを移動させるなど、それぞれのカメラシステム特有の非合焦に対応した動作を行う(S13:ステップ13)。合焦、非合焦のいずれかにレンズ移動が行われることで合焦判定動作が終了する(S14:ステップ14)。   If it is determined that the image is out of focus, for example, the lens is moved to the out of focus position, and an operation corresponding to the out of focus specific to each camera system is performed (S13: Step 13). The focus determination operation ends when the lens is moved to either in-focus or out-of-focus (S14: Step 14).

以上のようにして合焦判定を終了する。また、合焦判定が終了したことは、AF評価値計算部19にもCPU14から、AF評価値計算部のそれ以降の演算処理を中止する命令などとして伝えられる。なお、合焦判定の模式図を図8に示す。これは、従来技術同様に合焦の模式図であるが、合焦判定は、図8に示すようにAF評価値のピーク位置を合焦判定に用いるAF評価値として合焦判定閾値と比較して行っている。即ち、本発明では、前述のようにNR強度を加味して合焦判定閾値を設定している点、広義に換言すれば、ノイズ低減部からの画像出力に応じて合焦判定を行っている点に特徴がある。   The focus determination is completed as described above. The completion of the focus determination is also transmitted from the CPU 14 to the AF evaluation value calculation unit 19 as a command to stop the subsequent calculation processing of the AF evaluation value calculation unit. A schematic diagram of the focus determination is shown in FIG. This is a schematic diagram of focusing as in the prior art, but focusing determination is performed by comparing the peak position of the AF evaluation value with the focusing determination threshold as an AF evaluation value used for focusing determination as shown in FIG. Is going. That is, in the present invention, the focus determination threshold value is set in consideration of the NR intensity as described above. In other words, the focus determination is performed according to the image output from the noise reduction unit. There is a feature in the point.

以上説明したように、本発明はNRの強度に応じて適切な合焦判定閾値を選定することにより、AF評価値のピークが低い場合でもスムーズに合焦判定ができるという格別の効果を有する。これにより、被写体が暗い場合や被写体のコントラストが低い場合、その他の理由でノイズが多い場合などにおいても合焦判定が簡便、かつ迅速にできるという格別の効果を有する。   As described above, the present invention has the special effect that the focus determination can be performed smoothly even when the peak of the AF evaluation value is low by selecting an appropriate focus determination threshold according to the strength of the NR. Thus, there is a special effect that the focus determination can be performed easily and quickly even when the subject is dark, the contrast of the subject is low, or when there is a lot of noise for other reasons.

なお、本発明は、以上の実施形態に限定されないにはいうまでもない。例えば、実施形態ではG成分のデータでAF評価を行うことを示したが、その画像特性の必要に応じて他の成分のデータのみで行ってもよいことは勿論である。その他、本発明の思想の範囲内で自由に変更等ができる。   Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, although the embodiment has shown that the AF evaluation is performed using the data of the G component, it is needless to say that the evaluation may be performed using only the data of other components according to the necessity of the image characteristics. In addition, changes and the like can be freely made within the scope of the idea of the present invention.

従来のカメラつき携帯電話のカメラモジュールの説明図。Explanatory drawing of the camera module of the conventional mobile phone with a camera. 図1中の画像データの処理をソフトウエアの観点で説明した説明図。Explanatory drawing explaining the process of the image data in FIG. 1 from a software viewpoint. 従来の自動合焦装置のブロック図。The block diagram of the conventional automatic focusing apparatus. 図3の装置による従来の合焦判定のフローチャートである。It is a flowchart of the conventional focusing determination by the apparatus of FIG. 他の従来の電子カメラの自動合焦装置のブロック図である。It is a block diagram of the automatic focusing apparatus of another conventional electronic camera. 本発明の自動焦点調整装置の一実施形態の図である。It is a figure of one Embodiment of the automatic focus adjustment apparatus of this invention. 本発明の合焦判定のフォローチャートである。It is a follow chart of the focus determination of this invention. 合焦判定の模式図である。It is a schematic diagram of focusing determination. 本発明の合焦判定の効果を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the effect of the focus determination of this invention. 本発明の第1の実施形態にG画素成分を用いる説明図である。It is explanatory drawing which uses G pixel component for the 1st Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 本発明の自動合焦装置を用いたデジタルカメラの要部を示す図
10 フォーカスレンズ
11 モータ
12 モータドライバ
13 センサドライバ
14 CPU
15 イメージセンサ
16 センサ生画像処理部
17 ノイズ低減部(NR)
18 色分離部
19 AF評価値計算部
20 画像処理部
1 is a diagram showing a main part of a digital camera using an automatic focusing device of the present invention.
10 focus lens 11 motor 12 motor driver 13 sensor driver 14 CPU
15 Image sensor 16 Sensor raw image processing unit 17 Noise reduction unit (NR)
18 color separation unit 19 AF evaluation value calculation unit 20 image processing unit

Claims (6)

デジタル画像信号のノイズを低減して出力するノイズ低減部と、
前記ノイズ低減部からの画像信号出力に応じて合焦判定を行う手段と、
を備えることを特徴とする自動焦点調整装置。
A noise reduction unit that reduces and outputs digital image signal noise;
Means for performing in-focus determination according to an image signal output from the noise reduction unit;
An automatic focus adjustment device comprising:
前記デジタル画像信号は、アナログ画像信号に対しノイズ低減処理とデジタル変換処理とが施されたものであることを特徴とする請求項1記載の自動焦点調整装置。
2. The automatic focus adjustment apparatus according to claim 1, wherein the digital image signal is obtained by subjecting an analog image signal to noise reduction processing and digital conversion processing.
前記手段は、
前記ノイズ低減部からの画像信号を受けて合焦判定に用いる輝度を検出する画像処理部と、
前記ノイズ低減部からの画像信号を受けて、R,G,Bの信号成分に分離し、これら信号成分の少なくとも一つを用いてAF評価値を求めるAF評価値計算部に出力する色分離部と、
を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の自動焦点調整装置。
The means is
An image processing unit that receives an image signal from the noise reduction unit and detects luminance used for in-focus determination;
A color separation unit that receives an image signal from the noise reduction unit, separates it into R, G, and B signal components and outputs an AF evaluation value using at least one of these signal components to an AF evaluation value calculation unit When,
The automatic focus adjustment apparatus according to claim 1 or 2, characterized by comprising:
前記手段は、画像信号処理部にて検出された前記輝度に基づいて合焦判定のしきい値を設定し、前記合焦評価値と比較することによって合焦判定を行う中央演算処理装置(CPU)を更に含むことを特徴とする請求項3又は4に記載の自動焦点調整装置。
The means sets a threshold value for focusing determination based on the luminance detected by the image signal processing unit, and performs a focusing determination by comparing with the focusing evaluation value (CPU). The automatic focusing apparatus according to claim 3 or 4, further comprising:
前記G信号成分を用いて、AF評価値を求めることを特徴とする請求項4又は5に記載の自動焦点調整装置。
6. The automatic focus adjustment apparatus according to claim 4, wherein an AF evaluation value is obtained using the G signal component.
アナログ画像信号に対しノイズ低減処理とデジタル変換処理とが施されたデジタル画像信号のノイズ低減部を備える自動焦点調整装置を用いる自動焦点調整方法であって、
前記ノイズ低減部からの画像信号出力に応じて合焦判定を行うことを特徴とする自動焦点調整方法。
An automatic focus adjustment method using an automatic focus adjustment device including a noise reduction unit of a digital image signal subjected to noise reduction processing and digital conversion processing on an analog image signal,
An automatic focus adjustment method, comprising: performing in-focus determination according to an image signal output from the noise reduction unit.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010139786A (en) * 2008-12-12 2010-06-24 Canon Inc Image-pickup apparatus
US8854534B2 (en) 2011-09-09 2014-10-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Image processing apparatus, focus adjusting method, and camera module
WO2017057267A1 (en) * 2015-09-30 2017-04-06 株式会社ニコン Imaging device and focus detection device
JP2018010190A (en) * 2016-07-14 2018-01-18 オリンパス株式会社 Focus adjustment device and focus adjustment method
JP2018125618A (en) * 2017-01-30 2018-08-09 アイホン株式会社 Camera focus adjustment method for camera intercom equipment
US12501154B2 (en) 2023-06-06 2025-12-16 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus, image capturing apparatus, information processing method, and storage medium

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002287013A (en) * 2001-03-28 2002-10-03 Casio Comput Co Ltd Automatic focusing device, focusing method, and program
JP2003140032A (en) * 2001-11-06 2003-05-14 Konica Corp Image pickup device
JP2004072422A (en) * 2002-08-06 2004-03-04 Olympus Corp Imaging system and image processing program
JP2006079069A (en) * 2004-08-13 2006-03-23 Sanyo Electric Co Ltd Electronic camera
JP2007053482A (en) * 2005-08-16 2007-03-01 Fujifilm Holdings Corp Imaging apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002287013A (en) * 2001-03-28 2002-10-03 Casio Comput Co Ltd Automatic focusing device, focusing method, and program
JP2003140032A (en) * 2001-11-06 2003-05-14 Konica Corp Image pickup device
JP2004072422A (en) * 2002-08-06 2004-03-04 Olympus Corp Imaging system and image processing program
JP2006079069A (en) * 2004-08-13 2006-03-23 Sanyo Electric Co Ltd Electronic camera
JP2007053482A (en) * 2005-08-16 2007-03-01 Fujifilm Holdings Corp Imaging apparatus

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010139786A (en) * 2008-12-12 2010-06-24 Canon Inc Image-pickup apparatus
US8531587B2 (en) 2008-12-12 2013-09-10 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus that provides focus control based on focusing information obtained from an interchangeable lens
US8854534B2 (en) 2011-09-09 2014-10-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Image processing apparatus, focus adjusting method, and camera module
WO2017057267A1 (en) * 2015-09-30 2017-04-06 株式会社ニコン Imaging device and focus detection device
JPWO2017057267A1 (en) * 2015-09-30 2018-08-16 株式会社ニコン Imaging device and focus detection device
JP2018010190A (en) * 2016-07-14 2018-01-18 オリンパス株式会社 Focus adjustment device and focus adjustment method
JP2018125618A (en) * 2017-01-30 2018-08-09 アイホン株式会社 Camera focus adjustment method for camera intercom equipment
US12501154B2 (en) 2023-06-06 2025-12-16 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus, image capturing apparatus, information processing method, and storage medium

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