图像捕捉设备和对焦方法技术

本发明专利技术公开图像捕捉设备和对焦方法。图像捕捉设备包括：获取光学系统，包括对焦镜头；成像单元，通过获取光学系统接收物体光并将物体光转换为表示帧图像的图像数据；面部检测单元，在由成像单元顺序地提供的帧图像之一的第一帧图像中检测人的面部区域；面部检测设置单元，为面部检测单元在由成像单元提供的第一帧图像之后的第二帧图像中设置面部区域检测范围的位置和尺寸；对焦区域限定单元，在由成像单元提供的第二帧图像之后的第三帧图像中限定对焦评估值计算区域；计算单元，计算对焦评估值；和焦点调节单元，根据由计算单元计算的对焦评估值，调节对焦镜头的焦距。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像捕捉设备的对焦。
技术介绍
日本专利申请公布No.2005-318554公开了用于面部检测的图像被 用在照相机中执行诸如AE/AF/AWE的控制，从而提高在物体运动或相 机抖动的情况下的对焦准确性。日本专利申请公布No.2006-025238公开了根据到正被对焦的对 象的估计距离确定人物面部的尺寸，以及利用所确定的尺寸进行面部 检测，从而缩短面部检测时间。日本专利申请公布No.2005-215750公开了根据图像数据和相关 信息来确定面部检测区域，且在该面部检测区域上部分地执行面部检 测。用于面部检测和在检测到的面部区域内自动对焦(AF)调节的技 术是公知的。然而，在相关技术中，执行面部检测和之后在对比AF中 搜索聚焦位置需要很长时间。因此，当在检测到的面部区域中执行AF 时，在物体运动或相机抖动的情况下难以准确在面部上聚焦。
技术实现思路
本专利技术根据上述情况进行设计，目的是提供用于尽管物体运动、 相机抖动或类似情况下依然准确在面部上聚焦的技术。为了实现上述目的，本专利技术致力于一种图像捕捉设备，包括获取光学系统，包括对焦镜头；成像单元，通过获取光学系统接收物体光并将物体光转换成表示帧图像的图像数据；面部检测单元，在由成 像单元顺序地提供的帧图像之一的第一帧图像中检测人的面部区域； 面部检测设置单元，根据面部检测单元在第一帧图像中检测到的面部 区域的位置和尺寸，为面部检测单元在由成像单元提供于第一帧图像 之后的第二帧图像中设置面部区域检测范围的位置和尺寸；对焦区域限定单元，根据面部检测单元在第二帧图像中检测到的面部区域的位 置和尺寸，在由成像单元提供于第二帧图像之后的第三帧图像中限定对焦评估值计算区域；计算单元，根据在第三帧图像中由对焦区域限 定单元限定的对焦评估值计算区域中的图像数据，计算对焦评估值； 和焦距调节单元，根据计算单元计算的对焦评估值来调节对焦镜头的 焦距。根据本专利技术的这个方面，通过根据在第一帧图像中检测的面部区 域的位置和尺寸来限制在随后的第二帧图像中要检测的面部区域的位 置和尺寸，显著减少面部检测需要的时间。在面部检测与对焦评估值 计算之间的物体运动和相机抖动的影响也被减少，因而提高了在面部 上聚焦的准确性。本专利技术还致力于图像捕捉设备，包括获取光学系统，包括对焦 镜头；成像单元，通过获取光学系统接收物体光并将物体光转换成表 示帧图像的图像数据；临时存储单元，临时地存储由成像单元顺序地 提供的帧图像；面部检测单元，在临时存储单元中存储的帧图像之一 的第一帧图像中检测人的面部区域；面部检测设置单元，根据由面部 检测单元在第一帧图像中检测到的面部区域的位置和尺寸，为面部检 测单元在临时存储单元中第一帧图像之后存储的第二帧图像中设置面 部区域检测范围的位置和尺寸；对焦区域限定单元，根据由面部检测 单元在第二帧图像中检测到的面部区域的位置和尺寸，在第二帧图像 中限定对焦评估值计算区域；计算单元，根据由对焦区域限定单元在 第二帧图像中限定的对焦评估值计算区域中的图像数据，计算对焦评估值；和焦点调节单元，根据计算单元计算的对焦评估值来调节对焦 镜头的焦距。根据本专利技术的这个方面，用于检测面部区域的帧图像和用于限定 对焦评估值区域的帧图像是相同的(第二帧图像)。从而可以使得用 于计算对焦评估值的目标区域与检测到的面部区域匹配，为面部提供 准确的焦点调节。此外，本专利技术的这个方面还通过根据在第一帧图像中检测的面部 区域的位置和尺寸来限制在随后的第二帧图像中要检测的面部区域的 位置和尺寸，来大量减少所需时间，从而提供了快速且准确的焦点调 节。本专利技术还致力于图像捕捉设备，包括获取光学系统，包括对焦 镜头；成像单元，通过获取光学系统接收物体光并将物体光转换成表 示帧图像的图像数据；临时存储单元，临时地由存储成像单元顺序地 提供的帧图像；面部检测帧图像提供源选择单元，在临时存储单元和 成像单元中选择一个作为面部检测帧图像提供源，以提供用于执行面 部检测的帧图像；面部检测单元，在由面部检测帧图像提供源提供的 第一帧图像中检测人的面部区域；面部检测设置单元，根据由面部检 测单元在第一帧图像中检测的面部区域的位置，在第一帧图像之后提 供的第二帧图像中设置面部区域的检测范围和尺寸；对焦帧图像提供 源选择单元，在临时存储单元和成像单元中选择一个作为对焦帧图像 提供源，以提供用于限定对焦评估值计算区域的帧图像；控制单元， 将由面部检测单元在第一帧图像中检测的面部区域的位置和尺寸与由 面部检测单元在第二帧图像中检测的面部区域的位置和尺寸进行对 比，判断面部区域的位置和尺寸的变化量是否小于预定阈值，当判断 变化量小于预定阈值时，让面部检测帧图像提供源选择单元和对焦帧 图像提供源选择单元来选择成像单元作为面部检测帧图像提供源和对 焦帧图像提供源，当判断变化量不小于预定阈值时，使得面部检测帧图像提供源选择单元和对焦帧图像提供源选择单元来选择临时存储单 元作为面部检测帧图像提供源和对焦帧图像提供源；对焦区域限定单 元，根据由面部检测单元在第二帧图像中检测的面部区域的位置和尺 寸，在由对焦帧图像提供源提供的第三帧图像中限定对焦评估值计算 区域；计算单元，根据由对焦区域限定单元在第三帧图像中限定的对 焦评估值计算区域中的图像数据，计算对焦评估值；和焦点调节单元， 根据由计算单元计算的对焦评估值，来调节对焦镜头的焦距。根据本专利技术的这个方面，判断使用来自成像单元的帧图像还是来 自临时存储单元的帧图像执行面部检测取决于面部区域的位置和尺寸 的变化量。换句话说，如果面部区域的变化量较大，则通过使用来自 临时存储单元的帧图像来确保面部检测的准确性；另一方面，如果面 部区域的变化量较小，使用来自成像单元的帧图像而不是临时存储单 元的帧图像执行面部检测。这允许利用减少的功率消耗提供了最准确 的面部检测。本专利技术还致力于图像捕捉设备的对焦方法，该设备包括具有对焦 镜头的获取光学系统以及通过获取光学系统接收物体光并将物体光转 换成表示帧图像的图像数据的成像单元，该方法包括步骤在由成像 单元顺序地提供的帧图像之一的第一帧图像中检测人的面部区域；根 据在第一帧图像中检测的面部区域的位置和尺寸，在由成像单元提供 的第一帧图像之后的第二帧图像中设置面部区域检测范围的位置和尺 寸；根据在第二帧图像中检测的面部区域的位置和尺寸，在由成像单 元提供的第二帧图像之后的第三帧图像中限定对焦评估值计算范围； 根据在第三帧图像中艰定的对焦评估值计算范围中的图像数据，来计 算对焦评估值；和根据计算的对焦评估值，来调节对焦镜头的焦距。本专利技术还致力于图像捕捉设备的对焦方法，该设备包括具有对焦 镜头的获取光学系统、以及通过获取光学系统接收物体光并将物体光 转换成表示帧图像的图像数据的成像单元，该方法包括步骤临时存储由成像单元顺序地提供的帧图像；在存储的帧图像之一的第一帧图 像中检测人的面部；根据在第一帧图像中检测的面部区域的位置和尺 寸，在第一帧图像之后的存储的第二帧图像中设置面部区域检测范围 的位置和尺寸；根据在第二帧图像中检测的面部区域的位置和尺寸， 在第二帧图像中限定对焦评估值计算区域；根据在第二帧图像中限定 的对焦评估值计算区域中的图像数据，计算对焦评估值；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像捕捉设备，包括：获取光学系统，包括对焦镜头；成像单元，通过所述获取光学系统接收物体光并将所述物体光转换为表示帧图像的图像数据；面部检测单元，在由所述成像单元顺序提供的所述帧图像之一的第一帧图像中检测人的面部区域；面部检测设置单元，根据由所述面部检测单元在所述第一帧图像中检测的所述面部区域的位置和尺寸，为所述面部检测单元在由所述成像单元提供于所述第一帧图像之后的第二帧图像中设置面部区域检测范围的位置和尺寸；对焦区域限定单元，根据由所述面部检测单元在所述第二帧图像中检测的所述面部区域的位置和尺寸，在由所述成像单元提供于所述第二帧图像之后的第三帧图像中限定对焦评估值计算区域；计算单元，根据由所述对焦区域限定单元在所述第三帧图像中限定的所述对焦评估值计算区域中的图像数据，来计算对焦评估值；和焦点调节单元，根据由所述计算单元计算的对焦评估值来调节所述对焦镜头的焦距。

【技术特征摘要】
JP 2006-12-27 2006-3532041.一种图像捕捉设备，包括获取光学系统，包括对焦镜头；成像单元，通过所述获取光学系统接收物体光并将所述物体光转换为表示帧图像的图像数据；面部检测单元，在由所述成像单元顺序提供的所述帧图像之一的第一帧图像中检测人的面部区域；面部检测设置单元，根据由所述面部检测单元在所述第一帧图像中检测的所述面部区域的位置和尺寸，为所述面部检测单元在由所述成像单元提供于所述第一帧图像之后的第二帧图像中设置面部区域检测范围的位置和尺寸；对焦区域限定单元，根据由所述面部检测单元在所述第二帧图像中检测的所述面部区域的位置和尺寸，在由所述成像单元提供于所述第二帧图像之后的第三帧图像中限定对焦评估值计算区域；计算单元，根据由所述对焦区域限定单元在所述第三帧图像中限定的所述对焦评估值计算区域中的图像数据，来计算对焦评估值；和焦点调节单元，根据由所述计算单元计算的对焦评估值来调节所述对焦镜头的焦距。2. —种图像捕捉设备，包括 获取光学系统，包括对焦镜头；成像单元，通过所述获取光学系统接收物体光并将所述物体光转 换为表示帧图像的图像数据；临时存储单元，临时地存储由所述成像单元顺序提供的帧图像；面部检测单元，在所述临时存储单元中存储的帧图像之一的第一 帧图像中检测人的面部区域；面部检测设置单元，根据由所述面部检测单元在所述第一帧图像 中检测的所述面部区域的位置和尺寸，为所述面部检测单元在所述临 时存储单元中存储于所述第一帧图像之后的第二帧图像中设置面部区域检测范围的位置和尺寸；对焦区域限定单元，根据由所述面部检测单元在所述第二帧图像 中检测的所述面部区域的位置和尺寸，在所述第二帧图像中限定对焦 评估值计算区域；计算单元，根据由所述对焦区域限定单元在所述第二帧图像中限定的所述对焦评估值计算区域中的图像数据，来计算对焦评估值；和 焦点调节单元，根据由所述计算单元计算的所述对焦评估值来调 节对焦镜头的焦距。3. —种图像捕捉设备，包括 获取光学系统，包括对焦镜头；成像单元，通过所述获取光学系统接收物体光并将所述物体光转换为表示帧图像的图像数据；临时存储单元，临时地存储由所述成像单元顺序提供的帧图像； 面部检测帧图像提供源选择单元，其在所述临时存储单元和所述成像单元中选择一个作为面部检测帧图像提供源以提供帧图像用于执行面部检测；面部检测单元，在由所述面部检测帧图像提供源提供的第一帧图 像中检测人的面部区域；面部检测设置单元，根据由所述面部检测单元在所述第一帧图像 中检测的所述面部区域的位置，在提供于所述第一帧图像之后的第二 帧图像中设置面部区域的检测范围和尺寸；对焦帧图像提供源选择单元，其从所述临时存储单元和所述成像 单元中选择一个作为对焦帧图像提供源以提供帧图像用于限定对焦评 估值计算区域；控制单元，将由所述面部检测单元在所述第一帧图像中检测的面 部区域的位置和尺寸与由所述面部检测单元在所述第二帧图像中检测 的所述面部区域的位置和尺寸进行对比，判断所述面部区域的位置和 尺寸的变化量是否小于预定的阈值，当判断所述变化量小于所述预定 的阈值时，使得所述面部检测帧图像提供源选择单元和所述对焦帧图页像提供源选择单元来选择所述成像单元作为所述面部检测帧图像提供 源和所述对焦帧图像提供源，当判断所述变化量不小于所述预定的阈 值的时候，使得所述面部检测帧图像提供源选择单元和所述对焦帧图 像提供源选择单元来选择所述临时存储单元作为所述面部检测帧图像 提供源...

【专利技术属性】
技术研发人员：船本宪司，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]