用于基于相位的自动聚焦的可靠性测量制造技术

讨论了涉及用于成像设备的自动聚焦、并且更具体地涉及生成与相位自动聚焦移位相关联的可靠性值的技术。这种技术可以包括：基于累积相位差值以及相位自动聚焦图像的相移来进行曲线拟合；以及基于所述曲线拟合生成聚焦相移的可靠性值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权声明本申请要求题为“RELIABILITYMEASUREMENTSFORPHASEBASEDAUTOFOCUS(用于基于相位的自动聚焦的可靠性测量)”并且于2014年7月10日提交的美国专利申请序列号14/327,798的优先权，该专利申请要求题为“RELIABILITYMEASUREMENTSFORPHASEBASEDAUTOFOCUS(用于基于相位的自动聚焦的可靠性测量)”并且于2014年6月13日提交的美国临时专利申请序列号62/011,897的优先权，这两个专利均通过引用以其全文结合在此。
技术介绍
在数字相机中，自动聚焦可以用于聚焦到兴趣对象上。这类数字相机可以作为独立设备被提供，或者它们可以集成到多功能设备中，诸如智能电话等。在各种实现方式中，数字相机可以使用基于相位的自动聚焦(或相位自动聚焦)或基于对比度的自动聚焦。目前，诸如傻瓜相机和集成到多功能设备(诸如智能电话)中的移动相机等移动相机设备趋于使用基于对比度的自动聚焦，但是相位自动聚焦在这类移动相机设备中正变得更加广泛。例如，在一些实现方式中相位自动聚焦可能是有利的，因为其通常快于基于对比度的自动聚焦。例如，相位自动聚焦可以允许数字相机基于捕获信息的单个帧来确定镜头位置运动的正确的方向和量，这可以增加聚焦速度。而且，相位自动聚焦可能是有利的，因为其限制或消除过冲(例如，如在基于对比度的自动聚焦中执行的，相机将镜头位置改变超过聚焦的位置以便获得确定聚焦位置所需的信息)。这种过冲花费时间，并且会在视频捕获中降低质量。然而，相位自动聚焦并非对于所有的场景以及在所有条件下都是可靠的。这类问题在小型数字相机、集成到智能电话中的相机、以及大量生产的数字相机中可能尤其显著。附图说明在附图中通过举例而非限制的方式展示了在此所描述的材料。为了图示的简明和清晰，图中所展示的元件不一定按比例绘制。例如，为清楚起见，某些元件的尺寸相对于其他元件可能被放大了。此外，在认为适当的情况下，在附图之间对参考标记加以重复以表示相应的或相似的元件。在附图中：图1是用于提供自动聚焦的示例成像设备的示意图；图2是用于提供自动聚焦的示例传感器的示意图；图3展示了用于提供自动聚焦的强度分布图；图4是示例成像设备的说明性框图；图5展示了包括示例兴趣区域的示例场景；图6展示了示例累积相位差值和示例相移的示例图；图7展示了示例累积相位差值和示例相移的示例图；图8是展示了用于提供自动聚焦的示例过程的流程图；图9是用于提供自动聚焦的示例系统的示意图；图10是示例系统的示意图；以及图11展示了全部根据本公开的至少一些实现方式而安排的示例设备。具体实施方式现在参照附图描述一个或多个实施例或实现方式。虽然对特定配置和安排进行了讨论，但应理解，这仅出于说明目的来进行。相关领域的技术人员将认识到，在不背离本描述的精神和范围的情况下可以采用其他配置和安排。对相关领域技术人员而言将明显的是，在此描述的技术和/或安排还可以在除了在此描述的系统和应用之外的各种各样的其他系统和应用中被采用。虽然以下描述阐述可以在如例如片上系统(SoC)架构的架构中显现各实现方式，但在此描述的技术和/或安排的实现方式并不局限于具体的架构和/或计算系统并且出于类似目的可以由任何架构和/或计算系统实现。例如，采用例如多个集成电路(IC)芯片和/或封装体、和/或各种计算设备和/或消费电子产品(CE)设备(如机顶盒、智能电话等)的各架构可以实现在此描述的技术和/或安排。此外，虽然以下描述可以阐述许多特定的细节(如逻辑实现、系统组件的类型和内在关系、逻辑划分/集成选择等)，但要求保护的主题可以在没有这些特定细节的情况下被实践。在其他实例中，可以不详细示出某些材料(诸如，例如，控制结构和完整的软件指令序列)，以便不模糊在此公开的材料。在此公开的材料可以在硬件、固件、软件、或其任意组合中实现。在此公开的材料还可以被实现为存储于机器可读介质上的指令，这些指令可以由一个或多个处理器来读取并执行。机器可读介质可以包括用于存储或传输具有由机器(例如，计算设备)可读的形式的信息的任何介质和/或机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光学存储介质；闪存设备；电气、光学、声学或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。说明书中提到“一种实现方式(oneimplementation)”、“实现方式(animplementation)”、“示例实现方式(anexampleimplementation)”等表明所描述的实现方式可以包括具体特征、结构、或特性，但每个实施例可能不一定包括这个具体特征、结构、或特性。此外，这些短语不一定指代同一实现方式。此外，当结合一个实施方式来说明特定特征、结构或特性时，应当指出，无论是否在本文中明确说明，结合其他实施方式来实现这种特征、结构或特性都在本领域技术人员的知识范围内。在此描述的方法、设备、系统、和制品涉及为成像设备提供自动聚焦，并且更具体地用于生成可靠性值或基于相位自动聚焦而生成的聚焦相移的可靠性值。如上所述，数字相机(例如，相机或集成在诸如智能电话等设备内的相机)可以使用相位自动聚焦或基于对比度的自动聚焦来进行自动聚焦。在一些实例中，数字相机可以使用相位自动聚焦，所述相位自动聚焦有利地更快速并且可消除过冲。然而，在一些场景和/或条件中相位自动聚焦可能不可靠。在此所讨论的一些实施例中，可以生成与聚焦相移相关联(例如，在具有子像素准确性的像素中测量的被确定为对准相机的焦点的相移)的置信度或可靠性值或测量。如在此所使用的，置信度或可靠性值或测量可以表征为可靠性值。顾名思义，所述可靠性值可以提供聚焦相移中可靠性或置信度水平。这一可靠性值可以由数字相机来使用以便进行自动聚焦并在一些示例中实现包括相位自动聚焦和基于对比度的自动聚焦的混合自动聚焦系统。例如，当所述可靠性值高时，数字相机可以使用聚焦相移来确定镜头位置移位(例如，基于电机单元等)、移位镜头位置、并基于相位自动聚焦向用户提供自动聚焦。如所讨论的，这一自动聚焦可以较快速且无过冲。在当所述可靠性值低的示例中，数字相机可以采用基于对比度的自动聚焦或者相位自动聚焦与基于对比度的自动聚焦的组合来确定镜头位置移位、移位镜头位置并向用户提供自动聚焦。在一些实施例中，可以通过针对场景(例如，被捕获的场景)的兴趣区域(例如，用于对成像设备进行聚焦的区域)确定与两张相位自动聚焦图像的相移相关联的累积相位差值来生成所述可靠性值。例如，相位自动聚焦图像可以是经由穿插在图像传感器中的相位自动聚焦像素传感器对(例如，从而使得每个像素与像素传感器相关联)而接收的左相位自动聚焦图像和右相位自动聚焦图像。如在此进一步讨论的，可以基于累积相位差值和相移来进行曲线拟合以便生成累积相位差值拟合曲线，并且可以基于所述拟合曲线(例如，对拟合曲线进行分析)生成可靠性值。成像设备的聚焦可以至少部分地基于可靠性值，从而使得例如所述成像设备可以基于所述可靠性值在相位自动聚焦与对比度自动聚焦之间做出选择，或者根据所述可靠性值对镜头运动步长进行适配。通过使用这类技术，可以提供自动聚焦，在一些场景和条件下，所述自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为成像设备提供自动聚焦的方法，所述方法包括：针对场景的兴趣区域确定与第一相位自动聚焦图像和第二相位自动聚焦图像的多个相移相关联的多个累积相位差值；基于所述多个累积相位差值和所述多个相移来进行曲线拟合以便生成累积相位差值拟合曲线；至少部分地基于所述累积相位差值拟合曲线来生成与所述多个累积相位差值和所述多个相移的聚焦相移相关联的可靠性值；以及至少部分地基于所述可靠性值对所述成像设备进行聚焦。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.13 US 62/011,897;2014.07.10 US 14/327,7981.一种用于为成像设备提供自动聚焦的方法，所述方法包括：针对场景的兴趣区域确定与第一相位自动聚焦图像和第二相位自动聚焦图像的多个相移相关联的多个累积相位差值；基于所述多个累积相位差值和所述多个相移来进行曲线拟合以便生成累积相位差值拟合曲线；至少部分地基于所述累积相位差值拟合曲线来生成与所述多个累积相位差值和所述多个相移的聚焦相移相关联的可靠性值；以及至少部分地基于所述可靠性值对所述成像设备进行聚焦。2.如权利要求1所述的方法，其中，确定与第一相移相关联的第一累积相位差值包括：在所述兴趣区域上对多个乘积进行求和，每个乘积包括所述第一相位自动聚焦图像的像素的相位自动聚焦值同所述第二相位自动聚焦图像的像素的相位自动聚焦值之间的差与阈值确定值的乘积，其中，所述阈值确定值基于阈值化而包括零或一，所述阈值化基于所述第一相位自动聚焦图像的所述像素的所述相位自动聚焦值和所述第二相位自动聚焦图像的所述像素的所述相位自动聚焦值。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述第一相位自动聚焦图像的所述像素和所述第二相位自动聚焦图像的所述像素包括以下中的至少一者：与传感器的相位自动聚焦像素对相关联的像素对；或被移位一定偏移量从而使得所述第二相位自动聚焦图像的所述像素相对于所述第一相位自动聚焦图像的所述像素被移位所述偏移量的像素。4.如权利要求2所述的方法，其中，所述阈值化包括：将所述第一相位自动聚焦图像的所述像素的所述相位自动聚焦值和所述第二相位自动聚焦图像的所述像素的所述相位自动聚焦值中的最大值与高阈值进行比较，并且将所述第一相位自动聚焦图像的所述像素的所述相位自动聚焦值和所述第二相位自动聚焦图像的所述像素的所述相位自动聚焦值中的最小值与低阈值进行比较；以及当所述第一相位自动聚焦图像的所述像素的所述相位自动聚焦值和所述第二相位自动聚焦图像的所述像素的所述相位自动聚焦值中的所述最大值不大于所述高阈值并且所述第一相位自动聚焦图像的所述像素的所述相位自动聚焦值和所述第二相位自动聚焦图像的所述像素的所述相位自动聚焦值中的所述最小值不小于所述低阈值时，将所述阈值确定值设置为一，否则，将所述阈值确定值设置为零。5.如权利要求1所述的方法，其中，进行所述曲线拟合包括：确定所述多个累积相位差值的全局最小值；将二次函数拟合至所述多个累积相位差值的所述全局最小值、第一累积相位差值和第二累积相位差值，其中，所述第一和第二累积相位差值各自被移位成与所述全局最小值相邻；将线性函数拟合至所述多个累积相位差值中的剩余累积相位差值，每个线性函数包括在所述剩余累积相位差中的移位相邻累积相位差值之间的线；以及基于所述二次函数和所述线性函数来生成所述累积相位差值拟合曲线。6.如权利要求5所述的方法，进一步包括：将最终相移确定为所述累积相位差值拟合曲线的最小值。7.如权利要求1所述的方法，其中，生成所述可靠性值包括：确定与所述累积相位差值拟合曲线相关联的多个度量以及与所述多个度量相关联的多个权重；以及基于所述多个度量和所述多个权重来生成所述可靠性值。8.如权利要求7所述的方法，其中，基于所述多个度量和所述多个权重来生成所述可靠性值包括：针对各多个度量和权重生成一值，所述值至少包括每个度量与每个权重的乘积；以及在所述多个值上求乘积以便确定所述可靠性值。9.如权利要求7所述的方法，其中，所述多个度量包括以下各项中的至少一项：对所述累积相位差值拟合曲线的动态范围的度量、对所述累积相位差值拟合曲线的符号变化的度量、对所述累积相位差值拟合曲线的对称性的度量、或者对围绕所述多个累积相位差值的全局最小值的波谷的锐度的度量。10.如权利要求7所述的方法，其中，所述多个度量进一步包括以下各项中的至少一项：对所述兴趣区域的信噪比的度量、或者对围绕所述兴趣区域中的像素对的基于可靠性的亮度的度量。11.如权利要求1所述的方法，其中，至少部分地基于所述可靠性值对所述成像设备进行聚焦包括以下各项中的至少一项：基于使用最终相移来进行自动聚焦或者使用基于对比度的自动聚焦值来进行自动聚焦。12.如权利要求1所述的方法，进一步包括：经由具有多个相位自动聚焦像素传感器对和多个图像像素传感器的传感器来获得所述第一相位自动聚焦图像和所述第二相位自动聚焦图像。13.一种用于为成像设备提供自动聚焦的系统，所述系统包括：被配置成用于存储图像数据的存储器；以及耦合至所述存储器的中央处理单元，其中，所述中央处理单元包括：累积相位差电路，所述累积相位差电路被配置成用于针对场景的兴趣区域确定与第一相位自动聚焦图像和第二相位自动聚焦图像的多个相移相关联的多个累积相位差值；曲线拟合电路，所述曲线拟合电路被配置成用于基于所述多个累积相位差值和所述多个相移来进行曲线拟合以便生成累积相位差值拟合曲线；聚焦相移可靠性电路，所述聚焦相移可靠性电路被配置成用于至少部分地基于所述累积相位差值拟合曲线来生成与所述多个累积相位差值和所述多个相移的聚焦相移相关联的可靠性值；以及自动聚焦电路，所述自动聚焦电路被配置成用于至少部分地基于所述可靠性值对所述成像设备进行聚焦。14.如权利要求13所述的系统，其中，所述累积相位差电路被配置成用于确定所述多个累积相位差值包括所述累积相位差电路被...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·萨姆洛乌，E·克里斯蒂安尼克乌，J·尼卡宁，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US