攝像裝置和攝像裝置的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及攝像裝置和攝像裝置的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，為了不妨礙用戶的診斷/處置，要求盡可能寬的被攝場深度。但是，近年來，在內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，隨著使用高像素的攝像元件，其被攝場深度變窄，所以，提出了進行自動對焦(以下為AF)的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。在內(nèi)窺鏡中進行對比度方式的AF的情況下，當在圖像中存在由于照明光的反射而引起的亮點時，亮點的邊緣對對比度值造成較大影響，所以，存在無法良好地檢測在作為用戶希望觀察的被攝體的活體上對焦的位置的課題。并且，在用戶進行處置時進行AF的情況下，當在圖像中存在鉗子等處置器械時，存在在用戶非意圖的被攝體(鉗子等)上對焦的課題。
[0003]并且，這些課題不限于內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，在進行使用了對比度值的AF的攝像裝置中也同樣成為問題。為了解決這種課題，例如，如專利文獻I和專利文獻2那樣提出了如下方法:在AF區(qū)域中設(shè)定多個塊，檢測包含亮點或鉗子的塊，將這些塊從AF區(qū)域中除去，從而進行AF控制。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2004-294788號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2011-139760號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]在所述專利文獻I和專利文獻2中，當由于作為被攝體的活體稍微移動等而使圖像中的亮點的位置變動的情況下或者用戶移動鉗子的情況下等應(yīng)該除去的被攝體在圖像中的位置在AF中發(fā)生變化的情況下，很難準確地進行AF。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的幾個方式，能夠提供如下的攝像裝置和攝像裝置的控制方法:當應(yīng)該除去的被攝體在圖像中的位置在AF中發(fā)生變化的情況下，也能夠進行適當?shù)膶箍刂啤?br>[0011]用于解決課題的手段
[0012]本發(fā)明的一個方式涉及一種攝像裝置，該攝像裝置包括:光學系統(tǒng)，其包括調(diào)整合焦物體位置的對焦鏡頭；攝像元件，其取得由所述光學系統(tǒng)形成的被攝體像的圖像；鏡頭位置控制部，其控制對焦鏡頭位置；以及對焦控制部，其進行自動對焦控制，所述對焦控制部包括:塊設(shè)定部，其在輸入圖像中設(shè)定多個塊；對比度值計算部，其計算塊對比度值信息，該塊對比度值信息表示所設(shè)定的多個所述塊中的各塊的對比度值；對比度值保存部，其保存基準圖像的所述塊對比度值信息；特征量計算部，其計算所設(shè)定的多個所述塊中的各塊的特征量；有效塊判定部，其根據(jù)所述特征量判定多個所述塊中的在所述對焦控制中有效的有效塊，取得判定結(jié)果作為有效塊信息；有效塊信息保存部，其保存所述基準圖像的所述有效塊信息；自動對焦區(qū)域設(shè)定部，其根據(jù)所述基準圖像的所述有效塊信息和所述輸入圖像的所述有效塊信息設(shè)定自動對焦區(qū)域；以及對比度值決定部，其根據(jù)所述自動對焦區(qū)域和所述基準圖像的所述塊對比度值信息決定所述基準圖像的圖像對比度值，并且，根據(jù)所述自動對焦區(qū)域和所述輸入圖像的所述塊對比度值信息決定所述輸入圖像的所述圖像對比度值，所述自動對焦區(qū)域設(shè)定部將在所述基準圖像和所述輸入圖像雙方中被判定為所述有效塊的所述塊的集合設(shè)定為所述自動對焦區(qū)域。
[0013]在本發(fā)明的一個方式中，使用輸入圖像的有效塊信息和基準圖像的有效塊信息雙方設(shè)定自動對焦區(qū)域，根據(jù)所設(shè)定的自動對焦區(qū)域決定各圖像的對比度值。由此，針對輸入圖像和基準圖像雙方，能夠適當?shù)貙o效的塊(例如包含亮點等的塊)除去，并且能夠在相同條件下計算對比度值，所以，能夠進行適當?shù)腁F控制等。
[0014]本發(fā)明的另一個方式涉及一種攝像裝置的控制方法，該方法取得輸入圖像，在所述輸入圖像中設(shè)定多個塊，計算表示所設(shè)定的多個所述塊中的各塊的對比度值的塊對比度值信息，計算所設(shè)定的多個所述塊中的各塊的特征量，根據(jù)計算出的所述特征量判定多個所述塊中的在對焦控制中有效的有效塊，取得所述輸入圖像的有效塊信息，在合焦物體位置與所述輸入圖像不同的對焦鏡頭位置處，從對比度值保存部中讀出在比所述輸入圖像靠前的定時攝像的基準圖像的所述塊對比度值信息，并且從有效塊信息保存部中讀出所述基準圖像的所述有效塊信息，將在所述基準圖像和所述輸入圖像雙方中被判定為所述有效塊的所述塊的集合設(shè)定為自動對焦區(qū)域，根據(jù)所述自動對焦區(qū)域和所述基準圖像的所述塊對比度值信息求出所述基準圖像的圖像對比度值，并且，根據(jù)所述自動對焦區(qū)域和所述輸入圖像的所述塊對比度值信息求出所述輸入圖像的所述圖像對比度值，根據(jù)所述基準圖像的所述圖像對比度值和所述輸入圖像的所述圖像對比度值的比較處理進行所述對焦控制。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實施方式的攝像裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)例。
[0016]圖2是對焦控制部的結(jié)構(gòu)例。
[0017]圖3是對焦控制部的另一個結(jié)構(gòu)例。
[0018]圖4是說明第I實施方式的處理的流程圖。
[0019]圖5是說明第I實施方式的變形例的處理的流程圖。
[0020]圖6是說明將第3實施方式應(yīng)用于單次AF的處理的流程圖。
[0021]圖7是說明第2實施方式的處理的流程圖。
[0022]圖8是說明將第3實施方式應(yīng)用于全時AF的處理的流程圖。
[0023]圖9是說明第I實施方式的峰值檢測處理的圖。
[0024]圖10是說明第I實施方式的變形例的峰值檢測處理的圖。
[0025]圖11是說明第2實施方式的對焦鏡頭的驅(qū)動例的圖。
[0026]圖12(A)、圖12(B)是塊設(shè)定處理的說明圖。
[0027]圖13是說明塊與坐標值的關(guān)系的圖。
[0028]圖14(A)?圖14(C)是說明有效塊信息的例子和AF區(qū)域的設(shè)定例的圖。
【具體實施方式】
[0029]下面，對本實施方式進行說明。另外，以下說明的本實施方式并非不當?shù)叵薅?quán)利要求書所記載的本發(fā)明的內(nèi)容。并且，本實施方式中說明的全部結(jié)構(gòu)不一定是本發(fā)明的必須結(jié)構(gòu)要件。
[0030]1.本實施方式的方法
[0031]如圖1所示，本實施方式的圖像處理裝置包括:包含調(diào)整合焦物體位置的對焦鏡頭240的光學系統(tǒng)；取得由光學系統(tǒng)形成的被攝體像的圖像的攝像元件260 ;控制對焦鏡頭位置的鏡頭位置控制部340 ;以及進行自動對焦控制的對焦控制部330。而且，如圖2所示，對焦控制部330包括在輸入圖像中設(shè)定多個塊的塊設(shè)定部331、計算表示所設(shè)定的多個塊中的各塊的對比度值的塊對比度值信息的對比度值計算部332、保存基準圖像的塊對比度值信息的對比度值保存部333、計算所設(shè)定的多個塊中的各塊的特征量的特征量計算部334、根據(jù)特征量判定多個所述塊中的對焦控制中有效的有效塊并取得判定結(jié)果作為有效塊信息的有效塊判定部335、保存基準圖像的有效塊信息的有效塊信息保存部336、根據(jù)基準圖像的有效塊信息和輸入圖像的有效塊信息設(shè)定自動對焦區(qū)域的自動對焦區(qū)域設(shè)定部
337、以及根據(jù)自動對焦區(qū)域和基準圖像的塊對比度值信息決定基準圖像的圖像對比度值并且根據(jù)自動對焦區(qū)域和輸入圖像的塊對比度值信息決定輸入圖像的圖像對比度值的對比度值決定部338，自動對焦區(qū)域設(shè)定部337設(shè)定基準圖像和輸入圖像雙方中判定為有效塊的塊的集合作為自動對焦區(qū)域。
[0032]這里，合焦物體位置表示由光學系統(tǒng)、像面(狹義地講為攝像元件260的表面)、物體(被攝體)構(gòu)成的系統(tǒng)處于合焦狀態(tài)的情況下的物體的位置。并且，塊對比度值信息是表示作為對象的圖像中包含的塊的塊對比度值的集合的信息。并且，特征量用于有效塊的判定，例如如后所述，使用亮度的最大值或平均值、CrCb的平均值等即可。并且，有效塊信息是表示作為對象的圖像中設(shè)定的多個塊是否是有效塊的信息，例如可以是圖14(A)或圖14(B)所示的信息。
[0033]如專利文獻I和專利文獻2那樣，公知有如下方法:在AF用的對比度值的計算中，除去作為對象的圖像中的亮點或鉗子的區(qū)域。但是，在現(xiàn)有方法中，沒有假設(shè)亮點等在圖像上的位置和大小在AF中發(fā)生變化的情況等。
[0034]因此，在AF處理中依然繼續(xù)使用最初設(shè)定的除去區(qū)域的情況下，此后，當亮點等的位置和大小發(fā)生變化時，在該變化后的圖像中無法適當去除該亮點等，很難準確計算對比度值。并且，即使按照每個圖像設(shè)定除去區(qū)域從而將各圖像的亮點等除去，在一連串的AF動作中，由于除去區(qū)域(乃至對比度值的計算中使用的區(qū)域)按照每個圖像而不同，所以，從各圖像中計算出的對比度值的計算條件不同，即使對該對比度值進行比較，也無法準確進行對比度值的峰值檢測。
[0035]特別是在使用活體用的內(nèi)窺鏡裝置作為攝像裝置的情況下，由于需要從攝像部側(cè)照射照射光、并且作為被攝體的活體表面濕潤，所以，圖像上的亮點的位置和大小容易變動，不能無視上述問題。
[0036]并且，在現(xiàn)有方法中，還存在如下問題:假設(shè)了一次性決定合焦鏡頭位置(系統(tǒng)處于合焦狀態(tài)的情況下的對焦鏡頭位置)的單次AF，沒有假設(shè)連續(xù)地持續(xù)探索合焦鏡頭位置的全時AF。
[0037]因此，本申請人提出如下方法:在對輸入圖像進行AF處理的情況下，不僅使用作為與該輸入圖像有關(guān)的有效塊(除了包含亮點等的塊以外的有效的塊)的判定結(jié)果的有效塊信息，還使用與基準圖像有關(guān)的有效塊信息來設(shè)定自動對焦區(qū)域(以下表記為AF區(qū)域，將自動對焦區(qū)域設(shè)定部337表記為AF區(qū)域設(shè)定部337)。具體而言，如圖14(A)?圖14(C)所示，將輸入圖像和基準圖像雙方中判定為有效的塊的集合設(shè)為AF區(qū)域即可。這樣，由于能夠在相同條件下求出輸入圖像和基準圖像的對比度值，所以，能夠適當進行輸入圖像和基準圖像的比較處理。
[0038]該情況下，能夠根據(jù)AF區(qū)域中包含的塊的塊對比度值的總和等求出各圖像的對比度值(為了與塊對比度值進行區(qū)分，還根據(jù)需要表記為圖像對比度值)。
[0039]另外，關(guān)于某一個圖像的圖像對比度值，如果作為比較對象的圖像不同，則AF區(qū)域可能變化，既然這樣，不一定始終相同。即，在本實施方式的方法中也應(yīng)該留意到，圖像對比度值不意味著其絕對值，在基準圖像和輸入圖像的比較處理中表示其相對關(guān)系。
[0040]下面，對第I?第3實施方式進行說明。在第I實施方式中說明進行單次AF的方法及其變形例，在第2實施方式中說明進行全時AF的方法。并且，在第3實施方式中說明使用輸入圖像的運動量的方法。另外，使用運動量的方法也可以與單次AF進行組合，還可以與全時AF進行組合，所以，說明與第i實施方式的組合以及與第2實施方式的組合雙方。
[0041]2.第I實施方式
[0042]在本實施方式中，說明進行單次AF作為對焦控制的情況。具體而言，首先說明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)例，然后說明進行自動對焦控制的對焦控制部的詳細情況。然后，使用流程圖等說明處理的詳細情況，然后說明變形例。
[0043]2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)例
[0044]使用圖1對本發(fā)明的第I實施方式的攝像裝置(這里，作為具體例，使用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，但是不限于此)進行說明。本實施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)具有光源部100、攝像部200、處理部300、顯示部400、外部I/F部500。
[0045]光源部100具有產(chǎn)生白色光的白色光源110以及用于使白色光會聚到光導纖維210的會聚透鏡120。
[0046]攝像部200例如形成為細長且能夠彎曲以使得能夠插入到體腔中。在攝像部200中具有用于引導由光源部100會聚后的光的光導纖維210、使由該光導纖維210引導至前端的光擴散并對觀察對象進行照射的照明透鏡220、使從觀察對象返回的反射光成像的物鏡系統(tǒng)230、包含在物鏡系統(tǒng)230中并調(diào)整合焦物體位置的對焦鏡頭240、驅(qū)動對焦鏡頭240的鏡頭驅(qū)動部250、以及對由物鏡系統(tǒng)230成像的反射光進行光電轉(zhuǎn)換并生成圖像的攝像元件260。鏡頭驅(qū)動部250例如是音圈馬達(以下為VCM)。并且，攝像元件260例如是具有拜爾排列的濾色鏡的攝像元件。
[0047]處理部300具有A/D轉(zhuǎn)換部310、預處理部320、對焦控制部330、鏡頭位置控制部340、圖像處理部350、控制部360。A/D轉(zhuǎn)換部310將從攝像元件260依次輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號，并將其依次輸出到預處理部320。預處理部320對從A/D轉(zhuǎn)換部310輸出的圖像信號實施白平衡、插值處理(去馬賽克處理)、YCbCr轉(zhuǎn)換處理等圖像處理，并將其依次輸出到對焦控制部330和圖像處理部350。
[0048]鏡頭位置控制部340與鏡頭驅(qū)動部250和對焦控制部330連接，根據(jù)從對焦控制部330輸出的信息來控制對焦鏡頭240。對焦控制部330在后面詳細敘述。
[0049]圖像處理部350對從預處理部320輸出的圖