專利名稱：相機自動對焦方法
技術領域：
本發(fā)明是有關數(shù)字相機、數(shù)字攝影機、數(shù)字影像擷取裝置等變焦鏡頭的自動對焦方法，尤其是有關利用前三個評價值預測焦點可能位置以縮短對焦時間的方法。
本發(fā)明的另一目的在提供一種相機自動對焦的方法，能快速的預測焦點的位置，簡化馬達移動程序以縮短對焦時間。
本發(fā)明一種相機自動對焦的方法，其特征在于，它包括如下步驟A.使鏡頭進行可取得至少三個評價值的初期掃描；B.計算CCD擷取影像的評價值，將此至少三個評價值均一化處理后，依預測關系式獲得焦點位置的預測區(qū)段；C.使鏡頭在該預測區(qū)段進行粗調，以該粗調的數(shù)個評價值的均一化后，依排列方式及排列的斜率驗證初期掃描的預測區(qū)段是否正確，若正確，則進行下一步驟；若驗證不合，則再以該粗調獲得的至少三個評價值均一化處理后依預測關系式獲得另一預測區(qū)段進行粗調；D.若粗調后經驗證確認焦點在某一區(qū)段內，則在該某一區(qū)段進行細調；E.細調完畢后再使鏡頭回到細調時獲得的評值峰值位置，即完成對焦程序。
其中該步驟B及C中，進一步包括以CCD測光取得環(huán)境亮度值，以該環(huán)境亮度值配合該至少三個評價值，依預測關系式獲得焦點位置的預測區(qū)段。
其中該評價值只取三個。
其中該步驟A中使鏡頭由一端點向另一方進行初期掃描。
其中該預測區(qū)段分為很遠距離的影像區(qū)段；遠距離的影像區(qū)段；近距離的影像區(qū)段；極近距離的影像區(qū)段。
其中步驟B中是以驗證該粗調的數(shù)個評價值若具，有峰值的型態(tài)，即可確認焦點在該預測區(qū)段內。
其中要使鏡頭反向行進時，先使帶動鏡頭的，馬達步進順間隙步數(shù)，再以逆向步進方式帶動鏡頭反向行進。
本發(fā)明一種獲得相機焦點位置的預測區(qū)段的方法，其特征在于，包括使鏡頭進行可取得三個評價值的初期掃描；計算CCD擷取影像的評價值，將此三個評價值均一化處理后，依預測關系式獲得焦點位置的預測區(qū)段。
其中包括以CCD測光取得環(huán)境亮度值配合該三個評價值，依預測關系式獲得焦點位置的預測區(qū)段。


圖1為很遠距離影像的評價值曲線示意圖；圖2為遠距離影像的評價值曲線示意圖；圖3為近距離影像的評價值曲線示意圖；圖4為極近距離影像的評價值曲線示意圖；圖5為實施本發(fā)明的方法取得的評價值曲線示意圖。
請參閱圖2所示，當相機攝得遠距離的影像時，其評價值曲線的對焦點位于第二區(qū)段F2，此時該前三個評價值a、b、c對應的三點的排列方式，亦呈向上傾斜的形狀，但其傾斜角度較圖1所示者小。
請參閱圖3所示，當相機攝得近距離的影像時，其評價值曲線對焦點的位置位于第三區(qū)段F3，此時該前三個評價值a、b、c對應的三點的排列方式，亦呈向上傾斜的形狀，但其傾斜角度較圖2所示者小。
請參閱圖4所示，當相機攝得極近距離的影像時，其評價值曲線對焦點的位置位于第四區(qū)段F4，此時該前三個評價值a、b、c對應的三點的排列近水平的形狀，其傾斜角度較圖3所示者更小。
由上述圖1、圖2、圖3及圖4所示焦點在不同區(qū)段的評價值曲線可知，其前三點評價值a、b、c之間的差異與焦點所在區(qū)段具有相關性，只要使鏡頭在第一區(qū)段F1的前端做很短距離的掃描，取得最前幾點的評價值，例如前三點的評價值加以比較，由其排列方式及排列的斜率即可預測焦點可能在那一區(qū)段。由于各點評價值之間的差異與攝取影像當時環(huán)境的亮度值(以CCD測光取得)有關，故若將亮度值d因素加以考慮，預測焦點時可獲得更佳的效果。因此可事先進行多次試驗，獲得各種不同前三個評價值及亮度值(a、b、c、d)組合與其對應焦點位于那一區(qū)段的預測關系式，進而以該預測關系式做為基礎，當吾人獲得任何一組(a、b、c、d)值時，即可應用該預測關系式(F＝f(Y-in-θ2))預測焦點可能在那一區(qū)段。
該預測關系式(F＝f(Y-in-θ2))的說明如下設F表示預測區(qū)段的值，X表示輸入向量(前三個評價值及亮度值經過均一化后的值)，W1表示介于輸入層及隱藏層的權值矩陣(weightmatrix)，W2表示介于隱藏層及輸出層的權值矩陣，θ1表示隱藏層的閥值向量，θ2表示輸出層的閥值向量，令H-in＝W1T·X在H-in導入隱藏層之后，將各單元減去節(jié)點之間值θ1之后，代入活化函數(shù)，而產生隱藏層的輸出值Hh值，即Hh＝f(H-ih-θ1h)，h＝1，2，……Nh由隱藏層輸出所組成向量H，此向量乘上介于隱藏層和輸出層的權值陣列W2，可得輸出層的輸入向量Y-in，即Y-in＝W1T·X在Y-in導入輸出層后，各單元再減去輸出層的閥值向量θ2后，代入活化函數(shù)f，而產生輸出層的輸出值(即預測區(qū)段值)F，即F＝f(Y-in-θ2)該活化函數(shù)f是恢所引應用的理論及需求的不同加以定義；該W1、W2、θ1、θ2的值是依多次試驗修正而獲得。
請參閱圖5所示，本發(fā)明相機自動對焦的方法，包括如下步驟A.使鏡頭由一端點向另一方進行可取得三個評價值(即取得第一點10、第二點20、第三點30)的初期掃描；B.計算CCD擷取影像的評價值，將此三個評價值均一化處理后，配合環(huán)境亮度值獲得一組(a、b、c、d)的值，依預測關系式獲得焦點位置的預測區(qū)段；該預測區(qū)段分為很遠距離的影像F1區(qū)段；遠距離的影像F2區(qū)段；近距離的影像F3區(qū)段；極近距離的影像F4區(qū)段；C.使鏡頭在該預測區(qū)段進行粗調，粗調間隔(取得坪價值間隔)依預測區(qū)段F1、F2、F3、F4的不同而依序增長；以該粗調的數(shù)個評價值的均一化后，依排列方式及排列的斜率驗證初期掃描的預測區(qū)段是否正確，若正確，則進行下一步驟；若驗證不合，則以該粗調獲得的至少三個評價值再依該預測關系式獲得另一預測區(qū)段進行粗調；D.若粗調后經驗證確認焦點在某一區(qū)段內，則在該某一區(qū)段進行細調；E.細調完畢后再使鏡頭回到細調時獲得的評值峰值位置，即完成對焦程序，本發(fā)明的“粗調”是指鏡頭在一段掃描后取得較少數(shù)量的評價值，如圖5中的區(qū)段F2、F3所取的評價值；而“細調”是指鏡頭在一段掃描后取得較多數(shù)量的評價值，如圖5中的區(qū)段F4所取的評價值；本發(fā)明若要使鏡頭反向行進時，先使帶動鏡頭的馬達步進順間隙步數(shù)，再以逆向步進方式帶動銳頭反向行進，可獲得較佳的自動對焦效果。
依圖5所示的情況，是使鏡頭依預測區(qū)段F2進行粗調，該粗調后經驗證其評價值往右側遞增，并無遞增再遞減具峰值的型態(tài)，可確認焦點不在區(qū)段F2；則以在區(qū)段F2取得的評價值再依預測關系式獲得另一預測區(qū)段F3進行粗調，若再驗證不合即可確定焦點在區(qū)段F4；即可直接在區(qū)段F4進行細調，細調完畢后再使馬達步進逆間隙步數(shù)，再回細調的評值峰值位置，即完成對焦程序。
本發(fā)明的初期掃描亦可取得三個以上評價值作為預測焦點位置的依據，且預測區(qū)段亦不限于四段，可依相機對焦機構的性質做不同的區(qū)分。
利用本發(fā)明，以初期掃描取得三個評價值作為預測焦點位置的依據及預測區(qū)段設為四段為例，通?？稍谝淮未终{后再進行一次細調即可確定焦點的位置最多只要二次粗調后再進行一次細調即可確定焦點的位置。若被攝物在很遠的地方，利用本發(fā)明，甚至只要一次掃描取得前三個評價值即可確定焦點的位置。故本發(fā)明能快速的預測焦點的位置，簡化馬達移動程序以縮短對焦時間，且不需以手動方式選擇對焦模式，能快速的達成自動對焦的功效。
以上所記載，僅為利用本發(fā)明技術內容的實施例，任何熟悉本項技藝者運用本發(fā)明所為的修飾、變化，皆屬本發(fā)明主張的專利范圍，而不限于實施例所揭示者。
綜上所述，本發(fā)明突破一般習知相機自動對焦方法所采用的方式，且具功效增進，已合于發(fā)明專利要件，故依法申請專利。
權利要求
1.一種相機自動對焦的方法，其特征在于，它包括如下步驟A.使鏡頭進行可取得至少三個評價值的初期掃描；B.計算CCD擷取影像的評價值，將此至少三個評價值均一化處理后，依預測關系式獲得焦點位置的預測區(qū)段；C.使鏡頭在該預測區(qū)段進行粗調，以該粗調的數(shù)個評價值的均一化后，依排列方式及排列的斜率驗證初期掃描的預測區(qū)段是否正確，若正確，則進行下一步驟；若驗證不合，則再以該粗調獲得的至少三個評價值均一化處理后依預測關系式獲得另一預測區(qū)段進行粗調；D.若粗調后經驗證確認焦點在某一區(qū)段內，則在該某一區(qū)段進行細調；E.細調完畢后再使鏡頭回到細調時獲得的評值峰值位置，即完成對焦程序。
2.如權利要求1所述的相機自動對焦的方法，其特征在于，其中該步驟B及C中，進一步包括以CCD測光取得環(huán)境亮度值，以該環(huán)境亮度值配合該至少三個評價值，依預測關系式獲得焦點位置的預測區(qū)段。
3.如權利要求2所述的相機自動對焦的方法，其特征在于，其中該評價值只取三個。
4.如權利要求3所述的相機自動對焦的方法，其特征在于，其中該步驟A中使鏡頭由一端點向另一方進行初期掃描。
5.如權利要求4所述的相機自動對焦的方法，其特征在于，其中該預測區(qū)段分為很遠距離的影像區(qū)段；遠距離的影像區(qū)段；近距離的影像區(qū)段；極近距離的影像區(qū)段。
6.如權利要求5所述的相機自動對焦的方法，其特征在于，其中步驟B中是以驗證該粗調的數(shù)個評價值若具，有峰值的型態(tài)，即可確認焦點在該預測區(qū)段內。
7.如權利要求1、2、3、4、5或6所述的相機自動對焦的方法，其特征在于，其中要使鏡頭反向行進時，先使帶動鏡頭的，馬達步進順間隙步數(shù)，再以逆向步進方式帶動鏡頭反向行進。
8.一種獲得相機焦點位置的預測區(qū)段的方法，其特征在于，包括使鏡頭進行可取得三個評價值的初期掃描；計算CCD擷取影像的評價值，將此三個評價值均一化處理后，依預測關系式獲得焦點位置的預測區(qū)段。
9.如權利要求8所述的獲得相機焦點位置的預測區(qū)段的方法，其特征在于，其中包括以CCD測光取得環(huán)境亮度值配合該三個評價值，依預測關系式獲得焦點位置的預測區(qū)段。
全文摘要
一種相機自動對焦方法，是以初期掃描取得之前數(shù)個評價值及預環(huán)境亮度值測焦點可能的位置；于焦點可能區(qū)段進行粗調；若確認焦點不在該區(qū)段，則依粗調取得的評價值再次預測焦點可能位置；若確認焦點在該區(qū)段，則在該區(qū)段進行細調，細調完畢后再使鏡頭回到細調時獲得的評值峰值位置，即完成對焦程序；本發(fā)明利用預測焦點位置的技術及簡化馬達移動程序，以縮短對焦時間及省去對焦前的手動切換對焦模式的動作。
文檔編號G03B13/36GK1417634SQ0113450
公開日2003年5月14日 申請日期2001年10月31日 優(yōu)先權日2001年10月31日
發(fā)明者劉權輝 申請人:金寶電子工業(yè)股份有限公司