(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像獲得装置の焦点レンズを、固定された第１位置に位置させて第１映像を獲得し、前記焦点レンズを、前記第１位置よりイメージセンサ部からの距離がさらに近い固定された第２位置に位置させ、第２映像を獲得する段階と、
前記第１映像と第２映像のブラーレベルを計算する段階と、
前記焦点レンズを前記第１位置と第２位置に位置させてあらかじめ獲得した映像から求めた、物体との距離に応じる多数の、前記第１位置でのブラーレベルと前記第２位置でのブラーレベルとの間のブラーレベル関係式と、前記計算された前記第１映像のブラーレベルおよび前記第２映像のブラーレベルとを用いて、前記焦点レンズの位置を求める段階とを含み、
前記焦点レンズの位置を求める段階は、
前記多数のブラーレベル関係式に前記第１映像のブラーレベルおよび前記第２映像のブラーレベルの一方を入力して計算された値と、前記第１映像のブラーレベルおよび前記第２映像のブラーレベルの他方とを比較し、最小誤差を有する二つのブラーレベル関係式を抽出する段階、及び
前記二つのブラーレベル関係式での誤差の比率に応じ前記焦点レンズの位置を求める段階
を含む、映像獲得装置の自動焦点調節方法。
【請求項２】
前記第１位置と第２位置はノーマルモード映像を獲得するための前記焦点レンズの位置である、請求項１に記載の映像獲得装置の自動焦点調節方法。
【請求項３】
前記求めた焦点レンズの位置がマクロモード映像を獲得するための位置である場合に、
前記焦点レンズを、前記第２位置よりイメージセンサ部からの距離がさらに近い固定された第３位置に位置させて、第３映像を獲得する段階と、
前記第３映像のブラーレベルを計算する段階と、
前記焦点レンズを前記第２位置と前記第３位置に位置させてあらかじめ獲得した映像から求めた、物体との距離に応じる多数の、前記第２位置でのブラーレベルと前記第３位置でのブラーレベルとの間のブラーレベル関係式と、前記計算された第２映像のブラーレベルおよび前記第３映像のブラーレベルとを用いて、前記焦点レンズの位置を再び求める段階と
をさらに含む、請求項２に記載の映像獲得装置の自動焦点調節方法。
【請求項４】
前記第２位置と第３位置はマクロモード映像を獲得するための前記焦点レンズの位置である、請求項３に記載の映像獲得装置の自動焦点調節方法。
【請求項５】
前記ブラーレベルを計算する段階は、
前記獲得した映像のフォーカスウィンドウを指定する段階、および
前記フォーカスウィンドウの各ピクセル別離散コサイン変換（ＤＣＴ）値の絶対値の平均値を計算する段階
を含む、請求項１に記載の映像獲得装置の自動焦点調節方法。
【請求項６】
前記ブラーレベルを計算する段階は、
前記獲得した映像のフォーカスウィンドウを指定する段階、
前記フォーカスウィンドウの領域を分割する段階、
前記分割された各領域に対して各ピクセル別離散コサイン変換値の絶対値の平均値を計算する段階、および
前記各平均値の平均値を求める段階
を含む、請求項１に記載の映像獲得装置の自動焦点調節方法。
【請求項７】
前記ブラーレベル関係式の各々は、
物体の種類を異にして特定距離に置き、前記焦点レンズを前記第１位置と第２位置に位置させて各々の映像を獲得する段階と、
該獲得した映像のブラーレベルを計算する段階と、
前記第１位置での該ブラーレベルと前記第２位置での該ブラーレベルとの間の関係を多項式（ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ）によってフィッティング（ｆｉｔｔｉｎｇ）する段階と
によって求められる、請求項１に記載の映像獲得装置の自動焦点調節方法。
【請求項８】
前記第２位置でのブラーレベルと前記第３位置でのブラーレベルとの間の前記ブラーレベル関係式の各々は、
物体の種類を異にして特定距離に置き、前記第２位置と第３位置で各々の映像を獲得する段階と、
前記獲得した映像のブラーレベルを計算する段階と、
前記第２位置での該ブラーレベルと前記第３位置での該ブラーレベルとの間の関係を多項式（ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ）によってフィッティング（ｆｉｔｔｉｎｇ）する段階と
によって求められる、請求項３に記載の映像獲得装置の自動焦点調節方法。
【請求項９】
光信号を電気信号に変換して映像を獲得するイメージセンサ部と、
前記獲得した映像のブラーレベルを計算するブラーレベル計算部と、
物体との距離に応じる多数のブラーレベル関係式に、前記計算されたブラーレベルを入力して焦点レンズの位置を求める焦点レンズ位置計算部と
を含み、
前記イメージセンサ部は、前記焦点レンズを固定された第１位置に位置させて第１映像を獲得し、前記焦点レンズを前記第１位置より前記イメージセンサ部からの距離がさらに近い固定された第２位置に位置させて第２映像を獲得し、
前記焦点レンズ位置計算部は、前記焦点レンズを前記第１位置と第２位置に位置させてあらかじめ獲得した映像から求めた、物体との距離に応じる多数の、前記第１位置でのブラーレベルと前記第２位置でのブラーレベルとの間のブラーレベル関係式と、前記第１映像のブラーレベルおよび前記第２映像のブラーレベルとを用いて、前記焦点レンズの位置を求め、
前記焦点レンズ位置計算部は、
前記多数のブラーレベル関係式に前記第１映像のブラーレベルおよび前記第２映像のブラーレベルの一方を入力して計算された値と、前記第１映像のブラーレベルおよび前記第２映像のブラーレベルの他方とを比較し、最小誤差を有する二つのブラーレベル関係式を抽出し、
前記二つのブラーレベル関係式での誤差の比率によって前記焦点レンズの位置を計算する、
映像獲得装置の自動焦点調節装置。
【請求項１０】
前記第１位置と第２位置はノーマルモード映像を獲得するための前記焦点レンズの位置である、請求項９に記載の映像獲得装置の自動焦点調節装置。
【請求項１１】
前記求めた焦点レンズの位置がマクロモード映像を獲得するための位置である場合に、
前記イメージセンサ部は、前記焦点レンズを前記第２位置より前記イメージセンサ部からの距離がさらに近い固定された第３位置に位置させて第３映像を獲得し、
前記焦点レンズ位置計算部は、前記焦点レンズを前記第２位置と第３位置に位置させてあらかじめ獲得した映像から求めた、物体との距離に応じる多数の、前記第２位置でのブラーレベルと前記第３位置でのブラーレベルとの間のブラーレベル関係式と、前記ブラーレベル計算部で求めた第２映像のブラーレベルおよび前記第３映像のブラーレベルとを用いて、前記焦点レンズの位置を再び求める、
請求項１０に記載の映像獲得装置の自動焦点調節装置。
【請求項１２】
前記第２位置と第３位置はマクロモード映像を獲得するための前記焦点レンズの位置である、請求項１１に記載の映像獲得装置の自動焦点調節装置。
【請求項１３】
前記ブラーレベル計算部は、前記獲得した映像のフォーカスウィンドウを指定し、前記フォーカスウィンドウの各ピクセル別離散コサイン変換（ＤＣＴ）値の絶対値の平均値を計算して前記ブラーレベルを求める、請求項９に記載の映像獲得装置の自動焦点調節装置。
【請求項１４】
前記ブラーレベル計算部は、前記獲得した映像のフォーカスウィンドウを指定し、前記フォーカスウィンドウの領域を分割した後、前記分割された各領域に対して各ピクセル別離散コサイン変換値の絶対値の平均値を計算し、前記各平均値の平均値を計算して前記ブラーレベルを求める、請求項９に記載の映像獲得装置の自動焦点調節装置。
【請求項１５】
前記ブラーレベル関係式の各々は、
物体の種類を異にして特定距離に置き、前記イメージセンサ部で、前記焦点レンズを前記第１位置と第２位置に位置させて各々の映像を獲得し、
前記ブラーレベル計算部で該獲得した映像のブラーレベルを計算した後、前記第１位置での該ブラーレベルと前記第２位置での該ブラーレベルとの間の関係を多項式（ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ）によってフィッティング（ｆｉｔｔｉｎｇ）する
ことによって求められる、請求項９に記載の映像獲得装置の自動焦点調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像獲得装置の自動焦点調節方法および装置に関するものであって、より詳細に獲得した映像のブラーレベル（ｂｌｕｒ  ｌｅｖｅｌ）を利用してノーマルモード（ｎｏｒｍａｌ  ｍｏｄｅ）とマクロモード（ｍａｃｒｏ  ｍｏｄｅ）を変換せず物体との距離に関係なくはやい自動焦点調節を可能にした映像獲得装置の自動焦点調節方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラの自動焦点調節（ａｕｔｏ  ｆｏｃｕｓｉｎｇ）技術はカメラレンズに捉えられる被写体の信号を利用して被写体を検出し、この検出された被写体に合わせて焦点レンズ（ｆｏｃｕｓ  ｌｅｎｓ）を自動で駆動させてその焦点を自動的に合わせる技術である。特に、最近広く使用されるデジタルカメラ、デジタルムービービデオのような映像獲得装置では自動焦点調節機能によって映像の画質を向上させようとする努力が続いている。
【０００３】
図１は焦点レンズの位置に応じる焦点の正確度を示すグラフである。
【０００４】
映像を獲得しようとする被写体との距離に応じ映像獲得装置の焦点レンズの位置は変わる。図１では特定位置にある被写体に対して焦点レンズの位置と焦点の正確度の間の相関関係を示しているグラフである。従来には焦点を合わせるために焦点レンズの位置を変えつつ焦点の正確度を比較しつつ最適の焦点位置を探す方法（Ｈｉｇｈ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ方法とＨｉｌｌ  Ｃｌｉｍｂｉｎｇ方法）を使用した。しかし、このような方法は最適の焦点位置を探す時まで多数の映像を獲得しなければならないため、シャッターラグ（ｓｈｕｔｔｅｒ  ｌａｇ）現象の主要原因となった。特に、この方法は高速撮影においては適切ではない方法であった。
【０００５】
また他の方法で、固定された二地点に焦点レンズを位置させて映像を獲得し、獲得した映像をピクセル単位で加えたり抜いた映像の周波数成分を分析して最適の焦点レンズの位置を求める方法が提案された。しかし、この方法は二つの映像を加えたり抜くために獲得した二つの映像のエッジ（ｅｄｇｅ）部分が正確に一致しなければならず、演算量が多い問題点がある。
【０００６】
また、従来の自動焦点調節方法は被写体との距離に応じ近接撮影のためのマクロモードと一般撮影のためのノーマルモードの転換が必要とされて、モード転換なしに自動で焦点を合わせる方法は提示しなかった。
【特許文献１】韓国特許公開第2006-065099号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記した問題点を改善するために案出されたものであって、本発明が解決しようとする課題は最小二地点または最大三地点が固定された位置に焦点レンズを位置させて獲得した映像のブラーレベル（ｂｌｕｒ  ｌｅｖｅｌ）を利用してはやく自動焦点調節が可能なようにしてノーマルモードとマクロモードの変換なしで自動焦点調節を可能にしたものである。
【０００８】
本発明の目的は以上で言及した目的に制限されず、言及されていないまた他の目的は次の記載から当業者に明確に理解できるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明の実施形態による映像獲得装置の自動焦点調節方法は、映像獲得装置の焦点レンズを、固定された第１位置に位置させて第１映像を獲得し、前記焦点レンズを、前記第１位置よりイメージセンサ部からの距離がさらに近い固定された第２位置に位置させて第２映像を獲得する段階と、前記第１映像と第２映像のブラーレベル（ｂｌｕｒ  ｌｅｖｅｌ）を計算する段階と、前記焦点レンズを前記第１位置と第２位置に位置させてあらかじめ獲得した映像から求めた、物体との距離に応じる多数の、前記第１位置でのブラーレベルと前記第２位置でのブラーレベルとの間のブラーレベル関係式に、前記計算された前記第１映像と第２映像のブラーレベルを入力し、前記焦点レンズの位置を求める段階とを含む。
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明の実施形態による映像獲得装置の自動焦点調節装置は、光信号を電気信号に変換して映像を獲得するイメージセンサ部と、前記獲得した映像のブラーレベルを計算するブラーレベル計算部と、物体との距離に応じる多数のブラーレベル関係式に、前記計算されたブラーレベルを入力し、焦点レンズの位置を求める焦点レンズ位置計算部とを含み、前記イメージセンサ部は、前記焦点レンズを固定された第１位置に位置させて第１映像を獲得し、前記焦点レンズを前記第１位置より前記イメージセンサ部からの距離がさらに近い固定された第２位置に位置させて第２映像を獲得し、前記焦点レンズ位置計算部は、前記焦点レンズを前記第１位置と第２位置に位置させてあらかじめ獲得した映像から求めた、物体との距離に応じる多数の、前記第１位置でのブラーレベルと前記第２位置でのブラーレベルとの間のブラーレベル関係式に、前記第１映像のブラーレベルと前記第２映像のブラーレベルを入力し、前記焦点レンズの位置を求める。
【発明の効果】
【００１１】
前記したような本発明の映像獲得装置の自動焦点調節方法および装置によれば次のような効果が一つあるいはそれ以上ある。
【００１２】
最初に、最小二地点または最大三地点の固定された位置に焦点レンズを位置させて獲得した映像のブラーレベルを利用して自動で素早く焦点の位置を合わせることができるという長所がある。
【００１３】
二番目、ノーマルモードとマクロモードの変換なしで両モードに対して自動で焦点を合わせることができるという長所もある。
【００１４】
三番目、物体までの距離に基づいて映像の３次元マップを作成できるという長所もある。
【００１５】
本発明の効果は以上で言及した効果に制限されず、言及されていないまた他の効果は請求範囲の記載から当業者に明確に理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるであろう。しかし、本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現され得、単に本実施形態は本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範囲によってのみ定義される。
【００１７】
以下、本発明の実施形態によって映像獲得装置の自動焦点調節方法および装置を説明するためのブロック図または処理フローチャートに対する図を参考にして本発明に対して説明する。この時、処理フローチャート図の各ブロックとフローチャート図の組合せはコンピュータプログラムインストラクションによって遂行され得ることを理解できるであろう。これらコンピュータプログラムインストラクションは凡庸コンピュータ、特殊用コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備のプロセッサに搭載され得るため、コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備のプロセッサを通して遂行されるそのインストラクションがフローチャートブロックで説明された機能を遂行する手段を生成するようになる。これらコンピュータプログラムインストラクションは特定方式で機能を具現するためにコンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備を指向できるコンピュータ利用可能またはコンピュータ判読可能メモリに保存されることも可能であるため、そのコンピュータ利用可能またはコンピュータ判読可能メモリに保存されたインストラクションはフローチャートブロックで説明された機能を遂行するインストラクション手段を内包する製造品目を生産することも可能である。コンピュータプログラムインストラクションはコンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備上に搭載されることも可能であるため、コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備上で一連の動作段階が遂行されてコンピュータで実行されるプロセスを生成し、コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備を遂行するインストラクションはフローチャートブロックで説明された機能を実行するための段階を提供することも可能である。
【００１８】
また、各ブロックは特定された論理的機能を実行するための一つ以上の実行可能なインストラクションを含むモジュール、セグメントまたはコードの一部を示し得る。また、いくつかの代替実行形態ではブロックで言及された機能が順序から外れ発生することも可能であることに注目しなければならない。例えば、相次いで示されている二つのブロックは事実実質的に同時に遂行されることも可能であり、またはそのブロックが時々該当する機能によって逆順で遂行されることも可能である。
【００１９】
自動焦点調節（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓｉｎｇ）は、ユーザが映像を獲得するためにシャッターを押した時、映像処理を通して焦点レンズの最適の位置を計算した後、計算された位置に焦点レンズを移動させることに関するものである。焦点レンズを移動させた後最終的に映像を獲得するようになるが、焦点レンズの最適の位置を素早く決定することができれば、ユーザが被写体に向かってシャッターを押した時の映像と最終的に獲得した映像との差異が小さい映像を獲得することができる。本発明は前述したように焦点レンズの最適位置を素早く探すことに関するものである。
【００２０】
図２は本発明の一実施形態による映像獲得装置の自動焦点調節方法のフローチャートである。
【００２１】
まず、ユーザが映像を獲得するためにシャッターを押した時、映像獲得装置の焦点レンズを固定された第１位置Ｓ１に位置させて第１映像Ｉ１を獲得し、固定された第２位置Ｓ２に位置させて第２映像（Ｉ２）を獲得する（Ｓ１１０）。
【００２２】
図３は焦点距離と焦点が合わされた被写体距離の間の相関関係を図示した図であるが、焦点距離を被写体から反射する光信号をセンシングするイメージセンサ部から焦点レンズの間の距離とした時、焦点距離が長くなるほど映像獲得装置から距離が遠い物体に対して焦点が合わされて遠い物体に対して鮮明に映像を獲得することができる。したがって、図３においてＳ１からＳ３位置に行くほど近い被写体に対して焦点が合わされた鮮明な映像を獲得することができる。Ｓ１とＳ２間を一般的なノーマルモードの映像を獲得するための焦点レンズの位置とし、Ｓ２とＳ３間を近接撮影のためのマクロモードの映像を獲得するための焦点レンズの位置とすれば、前述した焦点レンズの第１位置と第２位置を一般的なノーマルモードでの映像を獲得できる範囲の境界であるＳ１、Ｓ２位置に定める。もちろんこれは説明の便宜のためのものであり、後述する内容であるが、第１位置と第２位置をＳ２、Ｓ３の位置に定めることができるのはもちろんである。
【００２３】
次に、固定された第１位置Ｓ１と第２位置Ｓ２に焦点レンズを位置させて各々の映像Ｉ１、Ｉ２を獲得した後、各々の映像のブラーレベルＢ１、Ｂ２を計算する（Ｓ１２０）。ブラーレベルは映像の鮮明度またはぼやけなどを数値化したものであって、数値化する方法は多様に提示されている。本発明の一実施形態によるブラーレベルを計算する方法は図１０および図１１を参照にし後述する。
【００２４】
次に、あらかじめ求めた被写体との距離に応じる多数のブラーレベル関係式に計算したブラーレベルＢ１、Ｂ２を入力して焦点レンズの位置を求める（Ｓ１３０）。
【００２５】
本段階（Ｓ１３０）を説明するため、まずブラーレベル関係式を求めることに関して説明する。
【００２６】
図４は本発明の一実施形態によるブラーレベル関係式を求める方法を図示した順序図であり、図５は図４の順序図によってブラーレベル関係式を求める方法を説明するための図であり、図６は物体との距離に応じ多数のブラーレベル関係式を図示した図である。
【００２７】
まず、特定距離に物体の種類を異にし、焦点レンズを固定された二つの位置に位置させて各々の映像を獲得する（Ｓ３１０）。Ｓ１２０でＳ１、Ｓ２位置から獲得した映像のブラーレベルＢ１、Ｂ２を利用するため、ブラーレベル関係式を求めるために焦点レンズの固定された二つの位置は同様にＳ１、Ｓ２位置にしなければならない。特定距離にＡ物体を置いて焦点レンズの位置をＳ１、Ｓ２位置に変えつつ、二つの映像を獲得して次にＢ物体を同じ位置に置いて焦点レンズの位置をＳ１、Ｓ２位置に変えつつ、二つの映像を獲得し、このような過程を繰り返しつつ、複数の映像データを獲得する。
【００２８】
次に、各々の映像に対して特定距離に置かれた物体に対してブラーレベルを計算する（Ｓ３２０）。すなわち、特定距離にある各々の物体に対してＳ１、Ｓ２距離から獲得した映像のブラーレベル座標値を求めるようになるが、これをＢ１、Ｂ２座標界に示したものが図５の左側図である。図５では映像獲得装置で１００ｃｍの位置に物体をおいて求めたブラーレベル座標値を示している。
【００２９】
次に、図５の左側に図示したブラーレベルの間の関係をｎ次多項式（ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ）によるフィッティング（ｆｉｔｔｉｎｇ）をして多項式を求める（Ｓ３３０）。図５の右側にはフィッティングによって最終的に求めた多項式Ｙ＝ｆ１００（Ｘ）を示しているが、これは映像獲得装置から１００ｃｍの距離の物体に対して求めたブラーレベル関係式を意味する。
【００３０】
図６では図４の方法で物体の距離に応じて求めた多数のブラーレベル関係式を示す。物体との距離を３０ｃｍから１５０ｃｍまで２０ｃｍ等間隔に異にし求めたブラーレベル関係式とグラフを示している。図６では１次多項式によってフィッティングした結果を示しているが、より一層正確な関係式を得るためにさらに高い次数の多項式によってフィッティングを行う事もでき、図６は本発明を説明するための一例に他ならない。
【００３１】
したがって、前述したＳ１２０段階で求めたＢ１、Ｂ２を多数のブラーレベル関係式に入力して焦点レンズの位置を求めることができる。
【００３２】
焦点レンズの位置を求める方法を図７と図８を参照にして説明する。
【００３３】
図７は本発明の一実施形態によるブラーレベル関係式にブラーレベルを入力して焦点レンズの位置を計算する方法の順序図であり、図８は焦点レンズの位置を計算する方法を説明するために多数のブラーレベル関係式と獲得した映像のブラーレベルＢ１、Ｂ２を示した図である。
【００３４】
まず、前述したブラーレベル関係式にＳ１２０で求めたＢ１値を入力した値とＢ２値を比較して最小誤差を有する二つのブラーレベル関係式を抽出する（Ｓ４１０）。すなわち、各関係式にＢ１値を入力したｆ３０（Ｂ１）、ｆ５０（Ｂ１）、ｆ７０（Ｂ１）、ｆ９０（Ｂ１）、ｆ１１０（Ｂ１）、ｆ１３０（Ｂ１）、ｆ１５０（Ｂ１）の値とＢ２値と比較して最小誤差を有するブラーレベル関係式を求める。図８ではＹ＝ｆ１３０（Ｘ）とＹ＝ｆ１１０（Ｘ）が最小誤差を有する関係式である。これから獲得した映像で物体との距離は１１０ｃｍと１３０ｃｍの間にあることが分かる。図３を参照にし前述したように物体との距離が分かれば最適の焦点距離が分かる。すなわち、物体との距離が分かれば最適の映像を獲得するための焦点レンズの位置が分かる。
【００３５】
次に、物体との距離をさらに正確に知るために、求めた二つのブラーレベル関係式に誤差比率に応じて物体との距離（Ｐ）を求める（Ｓ４２０）。例えば図８でＥ１：Ｅ２＝ｆ１３０（Ｂ１）−Ｂ２：Ｂ２−ｆ１１０（Ｂ１）＝１３０−Ｐ：Ｐ−１１０の相関関係を有する。これをＰに関して整理すると、物体との距離をさらに正確に求めることができる。
【００３６】
しかし、求めた焦点レンズの位置がマクロモード映像を獲得するための位置ならば、すなわち物体との距離が近ければ前述した方法で正確な焦点レンズの位置を求めることができない。図９でブラーレベル関係式はＳ１、Ｓ２位置に焦点レンズを位置させて獲得した映像から求めたものである。図９を察し見れば各々の関係式は物体との距離を２０ｃｍ等間隔で変化させつつ求めたものであるが、物体との距離が近いところでは関係式の間隔が狭く、物体との距離が遠いところでは関係式の間隔が広いことが分かる。例えばＹ＝ｆ３０（Ｘ）とＹ＝ｆ５０（Ｘ）はグラフの間隔が狭い反面、Ｙ＝ｆ１３０（Ｘ）とＹ＝ｆ１５０（Ｘ）はグラフの間隔が広い。ノーマルモード映像を獲得するための位置Ｓ１、Ｓ２に焦点レンズを位置させた場合には近距離の関係式のグラフが、相対的に目が細かく表れ、マクロモードの映像を獲得するためのＳ２、Ｓ３位置に焦点レンズを位置させた場合には遠距離の関係式のグラフが、相対的に目が細かく表れる。したがって、図９のようにノーマルモードのブラーレベル関係式から求めた焦点レンズの位置がマクロモードの位置に該当する近距離が出た時には物体の間の距離、すなわち焦点レンズの位置を正確に求めることができない。なぜなら、ブラーレベル値Ｂ１、Ｂ２自らも誤差範囲を有するのに、関係式の間の間隔が狭く最小誤差範囲を有する二の式を抽出するにあたって誤謬が生じ得るからである。
【００３７】
また、図２に戻って、ノーマルモードのブラーレベル関係式から求めた焦点レンズの位置がノーマルモード映像を獲得するための位置ならば（Ｓ１４０）焦点レンズをその位置に移した後、映像を獲得する。もし、マクロモードの映像を獲得するための位置（Ｓ１４０）ならば後述するように第３映像をまた獲得してマクロモードのブラーレベル関係式を利用して焦点レンズの位置をまた求める。
【００３８】
図９のようにノーマルモードのブラーレベル関係式から求めた焦点レンズの位置がマクロモードの映像を獲得するための位置ならば、固定された第３の位置Ｓ焦点レンズを位置させて第３映像Ｉ３を獲得する（Ｓ２１０）。
【００３９】
次に、第３映像のブラーレベルＢ３を計算する（Ｓ２２０）。
【００４０】
次に、マクロモードで求めたブラーレベル関係式にＳ２位置とＳ３位置で求めたブラーレベルＢ２、Ｂ３を入力して焦点レンズの位置をまた求める（Ｓ２３０）。マクロモードで求めたブラーレベル関係式は図４、図５を参照にし前述した方法と同一に求め、単に焦点レンズの位置を近接撮影のためのマクロの位置であるＳ２、Ｓ３に位置させて求める点が異なる。マクロモードで求めたブラーレベル関係式にＢ２、Ｂ３値を入力して焦点レンズの位置を求める方法は、図７、図８を参照にし前述した方法と同一である。
【００４１】
再び整理すれば、最初ノーマルモードの映像を獲得するための焦点レンズの固定された二つの位置Ｓ１、Ｓ２で映像を獲得して獲得した映像Ｉ１、Ｉ２からブラーレベルＢ１、Ｂ２を求め、ノーマルモードで求めたブラーレベル関係式にブラーレベルＢ１、Ｂ２を入力して焦点レンズの位置を求める。もし、ノーマルモードを基準にし求めた焦点レンズの位置がマクロモードの映像を獲得するための位置ならば、固定されたＳ３位置で再び映像を獲得Ｉ３してブラーレベルＢ３を求める。あらかじめ求めたマクロモードで求めたブラーレベル関係式にブラーレベルＢ２、Ｂ３を入力して焦点レンズの位置を再び求める。このような方法で焦点レンズの位置を求めた後、その位置に焦点レンズを移動させて最終的に映像を獲得する。
【００４２】
これは説明のためのものであって、最初マクロモードの映像を獲得するための焦点レンズの位置Ｓ２、Ｓ３で映像を獲得し、獲得した映像Ｉ２、Ｉ３からブラーレベルＢ２、Ｂ３を求め、マクロモードで求めたブラーレベル関係式にブラーレベルＢ２、Ｂ３を入力して焦点レンズの位置を求め、もし、マクロモードを基準として求めた焦点レンズの位置がノーマルモードの映像を獲得するための位置ならば、固定されたＳ１位置で再び映像を獲得Ｉ１し、あらかじめ求めたノーマルモードで求めたブラーレベル関係式にブラーレベルＢ１、Ｂ２を入力して焦点レンズの位置を再び求めることもできるであろう。
【００４３】
したがって、本発明の一実施形態による自動焦点調節方法は近接撮影のためのマクロモードと一般撮影のためのノーマルモードを設定する必要なしで、自動で焦点の調節が可能である。また、二つあるいは最大三つの映像から焦点レンズの位置を求めることができるため、焦点レンズの位置を求める時間がはやい。
【００４４】
次に、本発明の一実施形態による獲得した映像からブラーレベルを計算する方法を説明する。
【００４５】
図１０は本発明の一実施形態によるブラーレベルを計算する方法の順序図であり、図１１は本発明の他の一実施形態によるブラーレベルを計算する方法の順序図である。
【００４６】
本発明の一実施形態によるブラーレベルを計算する方法を、図１０を参照にし説明をすれば、先に獲得した映像のフォーカスウィンドウ（ｆｏｃｕｓ  ｗｉｎｄｏｗ）を指定する（Ｓ５１０）。フォーカスウィンドウは獲得した映像の全体領域のうちユーザが焦点を合わせて映像を獲得しようとする物体がある領域に対して任意に指定した領域をいう。通常的に関心がある領域を全体領域の真ん中に合わせて映像を獲得するため、全体映像の真ん中部分がフォーカスウィンドウとなることができる。もちろんフォーカスウィンドウをユーザが任意に指定することもでき、獲得した映像の信号を分析し、自動に任意の領域をフォーカスウィンドウとして指定することもできるであろう。
【００４７】
フォーカスウィンドウを指定した後、フォーカスウィンドウの各ピクセル別離散コサイン変換（ＤＣＴと、Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）値の絶対値の平均値を計算（Ｓ５２０）すればこの値がブラーレベルとなる。
【００４８】
次に、本発明の他の実施形態によるブラーレベルを計算する方法を説明すれば、前述したように獲得した映像に対してフォーカスウィンドウを指定する（Ｓ６１０）。
【００４９】
次に、指定されたフォーカスウィンドウの領域を所定の間隔で分割する（Ｓ６２０）。例えばフォーカスウィンドウを３２＊３２ピクセル単位で分割できるであろう。もちろん、これは例をあげるためのものであって多様なサイズの領域で分割することができる。
【００５０】
次に、分割された各領域に対して離散コサイン変換値の絶対値の平均値Ｍを求める（Ｓ６３０）。
【００５１】
最後に、各領域の平均値Ｍの平均値を求めるが（Ｓ６４０）、この値がブラーレベルとなる。
【００５２】
図１２は本発明の一実施形態による映像獲得装置の自動焦点調節装置を示したブロック図である。
【００５３】
本発明の一実施形態による映像獲得装置はイメージセンサ部１１００、ブラーレベル計算部１２００および焦点レンズ計算部１３００を含み構成される。
【００５４】
イメージセンサ部１１００は光信号を電気信号に変換して映像を獲得する。イメージセンサ部１１００はレンズによって集められた光を検出して電気的なイメージ信号に変換する役割をする。イメージセンサは、大きく撮像管（Ｃａｍｅｒａ  ｔｕｂｅ）と固体イメージセンサに分けることができ、固体イメージセンサの代表的な例として、電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ、ＣＣＤ）、および金属酸化物半導体（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、ＣＭＯＳ）等がある。
【００５５】
イメージセンサ部１１００は焦点レンズを固定された第１位置Ｓ１に位置させて第１映像Ｉ１を獲得し、第２位置よりイメージセンサ部１１００から距離がさらに近い固定された第２位置Ｓ２に位置させて第２映像Ｉ２を獲得する。この時、第１位置と第２位置はノーマルモードの映像を獲得するための焦点レンズの互いに異なる位置である。
【００５６】
ブラーレベル計算部１２００は獲得した映像からブラーレベルを計算する。この時、第１映像、第２映像から各々ブラーレベルＢ１、Ｂ２を求めることができる。ブラーレベル計算部１２００は獲得した映像のフォーカスウィンドウを指定し、フォーカスウィンドウの各ピクセル別離散コサイン変換値の絶対値の平均値を計算してブラーレベルを計算することができる。
【００５７】
または、ブラーレベル計算部１２００は獲得した映像のフォーカスウィンドウを指定し、フォーカスウィンドウの領域を所定の領域で分割した後、分割された各領域に対して各ピクセル別離散コサイン変換値の絶対値の平均値を計算し、各平均値の平均値を計算してブラーレベルを計算することができる。
【００５８】
焦点レンズ位置計算部１３００は物体との距離に応じる多数のブラーレベル関係式に、焦点レンズの位置を異にし、獲得した映像から求めたブラーレベルＢ１、Ｂ２を入力して焦点レンズの位置を求める。
【００５９】
多数のブラーレベル関係式は焦点レンズを固定された二つの位置に位置させ、物体の種類を異にし、獲得した映像のブラーレベルの関係を多項式によってフィッティングして求めることができる。この時、固定された二つの位置がノーマルモードの映像を獲得するための位置Ｓ１、Ｓ２ならばノーマルモードのブラーレベル関係式であり、固定された二つの位置がマクロモードの映像を獲得するための位置Ｓ２、Ｓ３ならばマクロモードのブラーレベル関係式となる。
【００６０】
この時、映像を獲得する時、焦点レンズの位置がノーマルモードの映像を獲得するための位置Ｓ１、Ｓ２ならばノーマルモードのブラーレベル関係式を利用して焦点レンズの位置を計算する。反面、映像を獲得する時、焦点レンズの位置がマクロモードの映像を獲得するための位置Ｓ２、Ｓ３ならばマクロモードのブラーレベル関係式を利用して焦点レンズの位置を計算する。
【００６１】
この時、ノーマルモードのブラーレベル関係式を利用して求めた焦点レンズの位置がマクロモードの映像を獲得するための位置ならば、マクロモードの映像を獲得するための位置であるＳ３位置に焦点レンズを位置させ像を獲得してブラーレベルＢ３を計算する。次のマクロモードのブラーレベル関係式にＢ２、Ｂ３を入力して焦点レンズの位置を再び求める。同様に、マクロモードのブラーレベル関係式を利用し求めた焦点レンズの位置がノーマルモードの映像を獲得するための位置ならば、ノーマルモードの映像を獲得するための位置のＳ１位置に焦点レンズを位置させて映像を獲得してブラーレベルＢ１を計算する。次のノーマルモードのブラーレベル関係式にＢ１、Ｂ２を入力して焦点レンズの位置を再び求める。
【００６２】
前述したように物体との距離から最適の焦点レンズの位置が分かる。したがって、本発明では最適の焦点レンズの位置を求めることは、物体との距離を求めることと同一な意味を有する。したがって、本発明の映像獲得装置の自動焦点調節方法および装置を利用して物体との距離を求めることができる。フォーカスウィンドウの位置を任意に調節することができれば、本発明の方法および装置を利用して一つの獲得した映像から映像に含まれている各物体にフォーカスウィンドウを指定して各物体に対する距離を求めることができる。この時距離に応じ映像に含まれている各物体の色を異に表わすことによって映像の３次元マップも生成することができる。
【００６３】
以上添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施され得ることを理解できるものである。したがって、以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】焦点レンズの位置に応じる焦点の正確度を示すグラフである。
【図２】本発明の一実施形態による映像獲得装置の自動焦点調節方法のフローチャートである。
【図３】焦点距離と焦点が合わせられた被写体距離の間の相関関係を図示した図である。
【図４】本発明の一実施形態によるブラーレベル関係式を求める方法を図示した順序図である。
【図５】図４の順序図によってブラーレベル関係式を求める方法を説明するための図である。
【図６】物体との距離に応じて多数のブラーレベル関係式を図示した図である
【図７】本発明の一実施形態によるブラーレベル関係式にブラーレベルを入力し焦点レンズの位置を計算する方法の順序図である。
【図８】焦点レンズの位置を計算する方法を説明するために多数のブラーレベル関係式と獲得した映像のブラーレベル（Ｂ１、Ｂ２）を図示した図である。
【図９】ノーマルモードのブラーレベル関係式から求めた焦点レンズの位置がマクロモード映像を獲得するための位置の場合を図示した図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるブラーレベルを計算する方法の順序図である。
【図１１】本発明の他の一実施形態によるブラーレベルを計算する方法の順序図である。
【図１２】本発明の一実施形態による映像獲得装置の自動焦点調節装置を図示したブロック図である。
【符号の説明】
【００６５】
１１００    イメージセンサ部
１２００    ブラーレベル計算部
１３００    焦点レンズ計算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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