成像装置快速对焦方法及其设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种成像装置快速对焦方法及其设备。所述成像装置快速对焦方法包括以下步骤：拍摄步骤，使用两个或多个成像装置针对一个场景取得不同视角的多幅源图像；匹配步骤，对所述源图像进行匹配，得到所述源图像上的点的偏移信息；深度计算步骤，利用所述偏移信息计算所述场景的深度信息；以及确定像距信息，根据所述深度信息确定对焦点的像距信息；对焦步骤，根据所述像距信息调整成像系统镜头以得到清晰的成像。本发明专利技术能够任意选择对焦点，同时保证对焦速度和对焦精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及成像
，特别涉及一种成像装置快速对焦方法及其设备。
技术介绍
随着数码成像技术的发展，大量的便携式电子设备，例如手机、播放器、掌上电脑、 相机等设备均配备了摄像头，进行摄像。在摄像过程中通常采用自动对焦技术完成对焦，目 前常见对焦方法主要有以下两种： 1.对比侦测对焦：对比度检测自动对焦时，镜头会前后方向移动，相机直接对感 光器上对焦区域的局部图像进行分析，通过判断图像的对比度大小确定是否合焦。图像对 比度达到最大时，完全合焦。优点是对焦精度高，对焦点选择自由，缺点是对焦速度慢，其对 焦时需反复驱动马达，耗费时间，也增加马达及传动构件的。 2.相位对焦：对焦系统通过图像分离镜头将图像分解成两个光路，传到两个成对 的线性传感器，根据两个传感器的信号分析得到两个传感器聚焦位置，再将两个聚焦位置 之间的距离与设定的合焦距离比较。可以计算出达到正确合焦镜头应该移动的方向和距 离，不需要镜头多次来回反复移动，对焦迅速。优点是对焦速度快，缺点对焦精度低、对焦点 固定以及对焦点图像有要求。 以上两种对焦方法有共同的缺点，都需要对焦点图像有一定的亮度或色彩变化， 对焦准确率低。 综上所述，提供一种任意选择对焦点，准确快速低损耗的对焦方法，成为本领域技 术人员亟待解决的问题。 现有的深度计算技术即常见的测距方法是用两个或两个以上的视点去观察同一 物体目标，获得在不同视角下的一组图像（例如，至少两幅图像），然后通过视觉成像原理 推算出不同图像中对应像素间的相对位置信息，进而推断物体目标的空间位置。 图1是以横向双摄像头方案为例，对深度信息进行计算的示意图。图2是横向双 摄像头成像的水平面投影示意图。设空间一点Pw(x。，y。，z。）在两个平行放置的传感器中像点分别是I\T(Xl，yi，Zl)和 PRT(x2,y2,z2)，贝丨J在已知两传感器光轴中心基线长b和镜头焦距f的情况下，可以计算出Pw 点的深南1· z。为虚化计算所需要的深度信息。 以前后放置的纵向双摄像头方案为例，图3是纵向双摄像头成像的垂直面投影的 示意图。 设空间一点Pw (X。，y。，z。）在两个纵向同轴放置的传感器中像点分别是前 PFT (X!，y!，z!)和后PRR (x2,y2,z2),贝丨J在已知两传感器光轴中心基线长b的情况下，可以计算 出Pw点的深度z。： _iyx\\ zo：- I :^j·' Pi-^1z。为虚化计算所需要的深度彳目息。 此外，对于确定深度信息，还有双目横向会聚模式等等实现方式。 公开于该专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理 解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有 技术。
技术实现思路
为解决现有技术对焦过程复杂准确度低的问题，本专利技术提供一种能够任意选择对 焦点，快速准确对焦的方法。 为了达到上述目的，本专利技术提供一种成像装置快速对焦方法，其包括以下步骤：拍 摄步骤，所述拍摄步骤使用两个或多个成像装置针对一个场景取得不同视角的多幅源图 像；匹配步骤，所述匹配步骤对所述源图像进行匹配，得到所述源图像上的点的偏移信息； 深度计算步骤，所述深度计算步骤利用所述偏移信息计算所述场景的深度信息；以及确定 像距信息步骤，所述确定像距信息步骤根据所述深度信息确定对焦点的像距信息；对焦步 骤，所述对焦步骤根据所述像距信息调整成像装置镜头以得到清晰的成像。 优选地，所述像距信息根据所述深度信息以及透镜成像的高斯公式确定，所述像 距信息计算公式如下： 其中，f为成像装置镜头的焦距，v为像距，u为物距。 本专利技术同时提供了用于实施上述成像装置快速对焦方法的设备，包括成像装置镜 头和两个或者多个图像传感器。 优选地，所述图像传感器用于拍摄源图像，所述源图像用于测距。 本专利技术的有益效果是：利用双摄像头，多摄像头对图像内场景计算深度，并将深度 信息作为参数，辅助主摄像头对焦的方法，通过上述深度计算与高斯公式结合准确推得光 学成像所需的物距与像距，从而保证对焦的快速与准确，实现成像设备快速准确对焦。【附图说明】 图1是以横向双摄像头方案为例，对深度信息进行计算的示意图。 图2是横向双摄像头成像的水平面投影示意图。 图3是纵向双摄像头成像的水平面投影的示意图。 图4是在本专利技术的一个实施例中使用的SUSAN检测模板的示意图。 图5是在本专利技术的一个实施例中进行特征匹配的示意图。 图6是像距计算不意图。 图7是根据本专利技术的一个实施例的方法的流程图。 应当了解，说明书附图并不一定按比例地显示本专利技术的具体结构，并且在说明书 附图中用于说明本专利技术某些原理的图示性特征也会采取略微简化的画法。本文所公开的本 专利技术的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使 用的环境来确定。 在说明书附图的多幅附图中，相同的附图标记表示本专利技术的相同或等同的部分。【具体实施方式】 下面将详细参考本专利技术的实施例，其示例显示在附图和下文描述中。尽管结合示 例性实施例描述了本专利技术，但应该理解，本说明书并未意欲将本专利技术限制于这些示例性实 施例。相反，本专利技术不仅意欲覆盖这些示例性实施例，而且也覆盖包含在由所附权利要求书 限定的本专利技术的实质和范围内的各种替代、修改、等价形式和其他实施例。 本专利技术的一个实施例的实施分为测距和对焦两个部分： 1、测距： 测距根据
技术介绍
介绍的多视点计算方法，按照拍摄、匹配、深度计算等几个步骤 获取场景内各特征点的深度数据。 测距所使用的区域匹配的方法大致分为三类：基于特征的匹配，基于区域的匹配 和基于相位的匹配。 基于特征的匹配使用的匹配基元包含了丰富的统计特性以及算法编程上的灵活 性，易于硬件实现。 基于区域的匹配较为适用于室内等具有显著特征的环境，有较大的局限性，需要 有其他的人工智能方法来辅助。 基于相位的匹配，由于周期性模式、光滑区域的存在以及遮挡效应等原因会导致 视差图产生误差，还需要有其他的方法来进行误差检测和校正，较为复杂。 根据本专利技术的一个实施例，以常用的基于特征的匹配来阐述本专利技术的一种具体实 现方法，其中视差计算包含特征提取和特征匹配。然而应该理解的是，本专利技术不限于基于特 征的匹配。 首先需要获取源图像I。以横向双摄像头为例，左右两个传感器获得的源图像分别 为込和IR，先经过图像增强、滤波、缩放等预处理，然后提取特征。 A.特征提取： 选取的特征点基本上具备平移、旋转、缩放、仿射不变性，比如像素灰度值、角点、 边缘、拐点等等。常用的有SUSAN角点提取，Harris角点提取，SIFT尺度不变特征提取等 等。这里以SUSAN角点提取为例： SUSAN(Smalle当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像装置快速对焦方法，所述成像装置快速对焦方法包括以下步骤：拍摄步骤，所述拍摄步骤使用两个或多个成像装置针对一个场景取得不同视角的多幅源图像；匹配步骤，所述匹配步骤对所述源图像进行匹配，得到所述源图像上的点的偏移信息；深度计算步骤，所述深度计算步骤利用所述偏移信息计算所述场景的深度信息；以及确定像距信息步骤，所述确定像距信息步骤根据所述深度信息确定对焦点的像距信息；对焦步骤，所述对焦步骤根据所述像距信息调整成像装置镜头以得到清晰的成像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：焉逢运，
申请(专利权)人：格科微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31