攝像裝置、攝像裝置的工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及攝像裝置、攝像裝置的作動方法，一邊改變對焦位置一邊取得多個圖像，以使得對比度評價值取得峰值的方式調(diào)整對焦位置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為取得到被檢體的距離信息的測距方式，公知有如下方式:主動方式，向被檢體照射紅外線或超聲波等，根據(jù)反射波返回為止的時間以及照射角度檢測距離；以及，被動方式，不使用紅外線等，利用經(jīng)由光學(xué)系統(tǒng)取得的圖像進行測距。
[0003]作為這其中的被動方式的例子，可舉出在單反相機等中使用的相位差A(yù)F(AF:自動對焦)、在攝像機以及緊湊型相機等中廣泛使用的對比度AF。由于相位差A(yù)F例如需要使用AF傳感器等，因此，在內(nèi)窺鏡等小型的攝像裝置中，比較廣泛地采用能夠利用攝像部拍攝到的圖像進行AF的對比度AF。
[0004]該對比度AF是如下的AF方式:一邊驅(qū)動對焦鏡頭使對焦位置不同一邊取得多個(一般為3個以上)幀圖像，將取得的圖像的對比度評價值(例如、圖像的高頻成分)為最大(峰值)的對焦位置作為對焦點。對于這樣的對比度AF技術(shù)，現(xiàn)有技術(shù)中提出了各種方案。
[0005]例如，在日本特開2009-133903號公報中，記載了如下技術(shù):在被攝體的運動較快的情況下，不進行基于圖像對比度的峰值位置檢測，而是通過連續(xù)地實施向?qū)诡A(yù)測位置的運動，在一定程度地確保了對焦精度的狀態(tài)下，使對焦鏡頭的運動追隨被攝體的運動。
[0006]此外，在日本特開2012-108313號公報中，記載了如下技術(shù):具有第1對焦處理部以及第2對焦處理部，當(dāng)判斷為完成了第1對焦處理部的對焦時，將處理從第1對焦處理部切換到第2對焦處理部。在此，第1對焦處理部例如是通過對比度AF進行對焦處理的對焦處理部。另一方面，第2對焦處理部是進行基于圖像平均亮度的AF的對焦處理部、進行基于亮度圖像的頻率特性的AF的對焦處理部、以及進行基于從亮度圖像的局部區(qū)域檢測到的運動向量的AF的對焦處理部等。
[0007]進而，在日本特開2010-204585號公報中，記載了如下技術(shù):在進行對比度AF時還檢測被攝體像的運動，對于焦點檢測區(qū)域，根據(jù)運動檢測結(jié)果改變位置，但是，對于AF框，根據(jù)運動檢測的累計結(jié)果改變位置，以與焦點檢測區(qū)域不同的特性改變AF框，從而抑制使AF框運動時的閃爍感。
[0008]此外，在想要對被檢體對準(zhǔn)對焦位置但在視野內(nèi)存在運動的物體的情況下，例如，在攝像裝置是電子內(nèi)窺鏡，且存在手術(shù)中頻繁出入視野內(nèi)的鉗子或處置器械等運動物體的情況下，如果追隨這樣的運動物體進行對焦，則不能在使目標(biāo)被檢體對焦的狀態(tài)下觀察，可能給觀察帶來障礙。
[0009]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供攝像裝置、攝像裝置的工作方法，能夠?qū)ψ鳛槟繕?biāo)的被檢測進行穩(wěn)定地對焦。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]用于解決課題的手段
[0011]本發(fā)明的一個方式的攝像裝置具有:物鏡光學(xué)系統(tǒng)，其包含用于使對焦位置變化的對焦鏡頭，形成被檢體的光學(xué)像；攝像元件，其對所述光學(xué)像進行攝像并輸出圖像；對比度AF部，其使所述對焦位置變化并使所述攝像元件取得多個圖像，計算所取得的各圖像的對比度評價值，以使得所述對比度評價值取得峰值的方式調(diào)整所述焦點位置；運動量檢測部，其根據(jù)通過所述攝像元件按照時間序列取得的多個圖像，檢測圖像內(nèi)的各區(qū)域中的被檢體的運動量；以及控制部，其使所述對比度AF部從所述對比度評價值的計算對象區(qū)域中排除所述運動量為規(guī)定閾值以上的排除區(qū)域。
[0012]在本發(fā)明的一個方式的攝像裝置的工作方法中，具有以下步驟:包含用于使對焦位置變化的對焦鏡頭的物鏡光學(xué)系統(tǒng)形成被檢體的光學(xué)像；攝像元件對所述光學(xué)像進行攝像并輸出圖像；對比度AF部使所述對焦位置變化并使所述攝像元件取得多個圖像，計算所取得的各圖像的對比度評價值，以使得所述對比度評價值取得峰值的方式調(diào)整所述對焦位置；運動量檢測部根據(jù)通過所述攝像元件按照時間序列取得的多個圖像，檢測圖像內(nèi)的各區(qū)域中的被檢體的運動量；以及控制部使所述對比度AF部從所述對比度評價值的計算對象區(qū)域中排除所述運動量為規(guī)定閾值以上的排除區(qū)域。
【附圖說明】
[0013]圖1是示出本發(fā)明的實施方式1中的攝像裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0014]圖2是示出上述實施方式1中存在移動物體時的圖像的例子的圖。
[0015]圖3是示出上述實施方式1中將移動物體從對比度評價值的計算對象區(qū)域中排除的情況的圖。
[0016]圖4是示出上述實施方式1中的攝像裝置的對比度AF處理的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0018]實施方式1
[0019]圖1-圖4是示出本發(fā)明的實施方式1的圖，圖1為示出攝像裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0020]本實施方式的攝像裝置適用于電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，具有電子內(nèi)窺鏡1和視頻處理器2。
[0021]電子內(nèi)窺鏡1具有對被檢體的光學(xué)像進行成像的物鏡光學(xué)系統(tǒng)3以及對物鏡光學(xué)系統(tǒng)3所成像出的光學(xué)像進行拍攝并輸出圖像的攝像元件5。
[0022]在此，物鏡光學(xué)系統(tǒng)3包含用于改變對焦位置的對焦鏡頭4。此外，物鏡光學(xué)系統(tǒng)3也可以構(gòu)成為包含變焦鏡頭的變焦光學(xué)系統(tǒng)。
[0023]如后所述，攝像元件5根據(jù)對比度AF部8的控制按照時間序列取得多個圖像。
[0024]此外，視頻處理器2具有信號處理部6、運動量檢測部7、對比度AF部8、以及控制部9。
[0025]信號處理部6對從攝像元件5輸出的圖像進行如下的圖像信號處理:相關(guān)雙采樣(CDS)、增益調(diào)節(jié)、從模擬信號向數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換、同時化處理(從一個像素中僅存在構(gòu)成彩色圖像的三個顏色成分中的一個顏色成分的狀態(tài)，插值為一個像素中存在全部三個顏色成分的狀態(tài)的處理)、白平衡調(diào)整、γ校正處理、顏色空間變換處理等。將為了顯示而通過該信號處理部6進行處理后的圖像輸出到顯示器等，將為了記錄而進行處理后的圖像輸出到記錄裝置等。
[0026]運動量檢測部7根據(jù)通過攝像元件5按照時間序列取得的多個圖像(該圖像也可以兼用作為了供后述的對比度AF部8計算對比度評價值而取得的圖像)，檢測圖像內(nèi)的各區(qū)域中的被檢體的運動量。對于該運動量檢測部7，參考圖2進一步進行說明。在此，圖2是示出存在移動物體時的圖像的例子的圖。
[0027]在圖2所示的例子中，在作為目標(biāo)的被檢體(想要對準(zhǔn)對焦位置的被檢體，例如體腔內(nèi))的圖像11中，假設(shè)存在鉗子以及處置器械等移動物體12的情況。
[0028]運動量檢測部7首先對按時間序列取得的第1圖像和第2圖像(這些第1圖像和第2圖像是按照該順序取得的圖像)進行匹配處理，估計兩個圖像中同一物體。接著，運動量檢測部7根據(jù)匹配處理結(jié)果，計算第1圖像和第2圖像的圖像整體的運動向量(運動量以及運動方向)作為被認(rèn)為是由于相機抖動等影響引起的整體運動向量。進而，運動量檢測部7從第2圖像中去除整體運動向量分量，在去除后的第2圖像中，將從第1圖像產(chǎn)生移動的物體估計為移動物體12。并且，運動量檢測部7檢測所估計出的移動物體12的移動量以及運動方向作為移動物體12的運動向量。
[0029]控制部9判斷通過運動量檢測部7檢測出的移動物體12的運動量(運動向量的大小)是否為規(guī)定閾值以上。然后，控制部9使對比度AF部8從對比度評價值的計算對象區(qū)域中排除運動量為規(guī)定閾值以上的排除區(qū)域。
[0030]圖3是示出從對比度評價值的計算對象區(qū)域中排除移動物體的情況的圖。
[0031]關(guān)于對比度AF部8進行的對比度評價值的計算，例如，將圖像11分割為多個區(qū)域11a，按照所分割的每個區(qū)域11a進行計算。因此，控制部9設(shè)定由包含移動物體12的區(qū)域11a的集合所構(gòu)成的區(qū)域(剖面線所示出的區(qū)域)作為排除區(qū)域。
[0032]此外，控制部9控制對比度AF部8，一邊移動對焦鏡頭4的位置一邊通過攝像元件5按照時間序列取得多個圖像。
[0033]對比度AF部8計算改變焦點位置并取得的多個圖像11的對比度評價值，以使得計算出的對比度評價值取得峰值的方式，使對焦鏡頭4的位置移動，調(diào)整物鏡光學(xué)系統(tǒng)3的焦點位置。
[0034]此時，如上所述，對比度AF部8的對比度評價值的計算對象是排除區(qū)域13以外的區(qū)域。
[0035]即，對比度AF部8通過對圖像11例如施加高通濾波，從而提取高頻成分圖像。然后，對比度AF部8針對排除區(qū)域13以外的所有的計算對象區(qū)域11a，將各區(qū)域11a高頻成分值相加。
[0036]將此時計算出的相加值(對比度相加值)設(shè)為SumC，在計算對象區(qū)域中存在排除區(qū)域13的情況下，與不存在排除區(qū)域13的情況相比，對比度相加值SumC成為較小的值，考慮排除區(qū)域13的小大可能對對比度AF的精度有影響。
[0037]因此，將圖像11中的計算對象區(qū)域的整體面積設(shè)為S0、排除區(qū)域13以外的計算對象區(qū)域的面積設(shè)為S1時，控制部9如下計算校正系數(shù)R。
[0038]R = S0/S1
[0039]然后，對比度AF部8根據(jù)下述公式計算對比