自动对焦方法及装置制造方法及图纸

一种自动对焦方法及装置，方法包括：获取镜头沿第一方向每移动第一步长成像设备所得到的对应所述镜头位置的第一图像，根据第一图像的对比度确定镜头的对焦方向和第一位置；获取镜头沿对焦方向从第一位置开始每移动第二步长成像设备所得到对应镜头位置的第二图像，根据第二图像的对比度确定第二位置；确定对焦范围，所述对焦范围为以第二位置为中心的区域；在对焦范围内移动镜头，将成像设备所获取的在所述对焦范围内各镜头位置中对比度最大的图像所对应的镜头位置确定为镜头的对焦位置。该方法可以有效提高自动对焦的速度和准确性，特别是在成像场景变化不是太大的情况下，可以快速、准确地获取到对焦位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动对焦
，尤其涉及一种自动对焦方法及装置。
技术介绍
自动对焦是现代光学成像系统中必不可少的关键技术，随着科学技术的飞速发展，数字成像系统中的精确聚焦问题受到人们的普遍关注。自动对焦是指通过照相机中的对焦机构变动物距和相距的位置，使被拍物体的成像清晰的过程。随着电子设备的快速发展，各种包含拍摄功能的电子设备使用越来越频繁，用户对自动对焦功能的要求也越来越高。成像设备为了得到清晰的图像，需要通过成像设备中的对焦模块使成像目标在图像传感器，例如互补金属氧化半导体(CMOS，ComplementaryMetal-OxideSemiconductor)或电荷藕合器件(CCD，ChargeCoupledDevice)平面的成像处于对焦状态，即使得像距、物距以及焦距满足1/u+1/v＝1/f，其中u为相距，v为物距，f为焦距。在自动对焦实现的过程中，主要是通过调节镜头和图像传感器之间的距离，即像距，使得成像目标可以在图像传感器上清晰成像。在成像设备的自动对焦过程中，随着镜头的移动，成像的清晰度在不停变化中，通常情况下成像设备在清晰对焦状态下图像可以获得最大的对比度，成像设备可以根据图像像素之间的对比度的变化情况，获取成像设备的对焦位置，但成像设备根据单一的图像像素之间的对比度提取方式很容易受到图像噪声的影响，难以准确反映成像设备实际的对焦状态，在大噪声环境下容易导致对焦失败，而且在成像设备自动对焦的过程中，成像设备每次对焦均需要将镜头恢复至固定的起始位置，然后开始推动镜头并采样不同镜头位置处图像的对比度，进而根据所获取的对比度确定成像设备的对焦位置，上述过程由于每次对焦均需要从初始位置开始搜索对焦位置，存在对焦速度较慢的问题。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是难以准确对焦且对焦速度较慢的问题。为解决上述问题，本专利技术技术方案提供一种自动对焦方法，所述方法包括：获取镜头沿第一方向每移动第一步长所述成像设备所得到的对应所述镜头位置的第一图像，根据所述第一图像的对比度确定所述镜头的对焦方向和第一位置；获取所述镜头沿所述对焦方向从所述第一位置开始每移动第二步长所述成像设备所得到的对应所述镜头位置的第二图像，根据所述第二图像的对比度确定第二位置；确定对焦范围，所述对焦范围为以所述第二位置为中心的区域；在所述对焦范围内移动所述镜头，将所述成像设备所获取的在所述对焦范围内各镜头位置中对比度最大的图像所对应的镜头位置确定为所述镜头的对焦位置。可选的，所述第一方向为由镜头当前位置向所述成像设备的近焦点或远焦点移动的方向。可选的，所述对比度包括第一对比度和第二对比度，所述第一对比度根据所述对焦区域内的像素点之间的亮度差异进行确定，所述第二对比度根据所述对焦区域内的图像块之间的亮度差异进行确定。可选的，所述第一对比度通过如下公式确定：Vp=Σi=0M-2Σj=0N-2(|L(i,j)-L(i+1,j)|+|L(i,j)-L(i,j+1)|)]]>其中，Vp为所述第一对比度，M为所述对焦区域的水平分辨率，N为所述对焦区域的垂直分辨率，i和j分别为所述对焦区域内的像素点的水平和垂直的索引值，L(i，j)为所述对焦区域内的(i，j)位置处的像素点的亮度值；所述第二对比度通过如下公式确定：Vb=Σs=0X-2Σt=1Y-2((|LB(s,t)-LB(s+1,t)|)2+(|LB(s,t)-LB(s,t+1)|)2+(|LB(s,t)-LB(s+1,t+1)|)2+(|LB(s,t)-LB(s+1,t-1)|)2)]]>其中，Vb为所述第二对比度，X为所述对焦区域分块后水平方向所含有的图像块的个数，Y为所述对焦区域分块后垂直方向所含有的图像块的个数，s和t分别为所述对焦区域内的图像块的水平和垂直的索引值，LB(s，t)为所述对焦区域内(s，t)位置处的图像块中像素点的平均亮度值。可选的，所述确定镜头的对焦方向和第一位置的过程包括：分别获取对应各第一图像的第一对比度和第二对比度；若所述各第一图像的第一对比度的最大值和最小值的比值大于或等于第一阈值，则确定所述镜头的对焦方向为从所述第一对比度的最小值变化到所述第一对比度的最大值的镜头位置的移动方向，所述第一位置为所述各第一图像的第一对比度的最小值所对应的镜头位置。可选的，所述确定镜头的对焦方向和第一位置的过程还包括：若所述各第一图像的第一对比度的最大值和最小值的比值小于所述第一阈值，所述各第一图像的第二对比度的最大值和最小值的比值大于或等于所述第一阈值且第一数据大于第二数据，则确定所述镜头的对焦方向为从所述第二对比度的最小值变化到所述第二对比度的最大值的镜头位置的移动方向，所述第一位置为所述各第一图像的第二对比度的最小值所对应的镜头位置，所述第一数据为所述各第一图像的第二对比度的最大值所对应的镜头位置处所获取到的第一图像的第一对比度，所述第二数据为所述各第一图像的第二对比度的最小值所对应的镜头位置处所获取到的第一图像的第一对比度。可选的，所述确定镜头的对焦方向和第一位置的过程包括：分别获取对应各第一图像的第一对比度和第二对比度；若所述各第一图像的第二对比度的最大值和最小值的比值大于或等于第一阈值且第一数据大于第二数据，则确定所述镜头的对焦方向为从所述第二对比度的最小值变化到所述第二对比度的最大值的镜头位置的移动方向，所述第一位置为所述各第一图像的第二对比度的最小值所对应的镜头位置，所述第一数据为所述各第一图像的第二对比度的最大值所对应的镜头位置处所获取到的第一图像的第一对比度，所述第二数据为所述各第一图像的第二对比度的最小值所对应的镜头位置处所获取到的第一图像的第一对比度。可选的，所述确定镜头的对焦方向和第一位置的过程还包括：若所述各第一图像的第二对比度的最大值和最小值的比值小于所述第一阈值，且所述各第一图像的第一对比度的最大值和最小值的比值大于或等于第一阈值，确定所述镜头的对焦方向为从所述第一对比度的最小值变化到所述第一对比度的最大值的镜头位置的移动方向，所述第一位置为所述各第一图像的第一对比度的最小值所对应的镜头位置。可选的，所述确定第二位置的过程包括：获取对应各第二图像的第一对比度；若所述各第二图像的第一对比度的最大值和最近一次所获取的第二图像的第一对比度的比值大于或等于第二阈值，则确定所述第二位置为所述各第二图像的第一对比度的最本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动对焦方法，其特征在于，包括：获取镜头沿第一方向每移动第一步长所述成像设备所得到的对应所述镜头位置的第一图像，根据所述第一图像的对比度确定所述镜头的对焦方向和第一位置；获取所述镜头沿所述对焦方向从所述第一位置开始每移动第二步长所述成像设备所得到的对应所述镜头位置的第二图像，根据所述第二图像的对比度确定第二位置；确定对焦范围，所述对焦范围为以所述第二位置为中心的区域；在所述对焦范围内移动所述镜头，将所述成像设备所获取的在所述对焦范围内各镜头位置中对比度最大的图像所对应的镜头位置确定为所述镜头的对焦位置。

【技术特征摘要】
1.一种自动对焦方法，其特征在于，包括：
获取镜头沿第一方向每移动第一步长所述成像设备所得到的对应所述镜
头位置的第一图像，根据所述第一图像的对比度确定所述镜头的对焦方向和
第一位置；
获取所述镜头沿所述对焦方向从所述第一位置开始每移动第二步长所述
成像设备所得到的对应所述镜头位置的第二图像，根据所述第二图像的对比
度确定第二位置；
确定对焦范围，所述对焦范围为以所述第二位置为中心的区域；
在所述对焦范围内移动所述镜头，将所述成像设备所获取的在所述对焦
范围内各镜头位置中对比度最大的图像所对应的镜头位置确定为所述镜头的
对焦位置。
2.如权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于，所述第一方向为由镜头当
前位置向所述成像设备的近焦点或远焦点移动的方向。
3.如权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于，所述对比度包括第一对比
度和第二对比度，所述第一对比度根据所述对焦区域内的像素点之间的亮度
差异进行确定，所述第二对比度根据所述对焦区域内的图像块之间的亮度差
异进行确定。
4.如权利要求3所述的自动对焦方法，其特征在于，所述第一对比度通过如下
公式确定：
Vp=Σi=0M-2Σj=0N-2(|L(i,j)-L(i+1,j)|+|L(i,j)-L(i,j+1)|)]]>其中，Vp为所述第一对比度，M为所述对焦区域的水平分辨率，N为所
述对焦区域的垂直分辨率，i和j分别为所述对焦区域内的像素点的水平和垂
直的索引值，L(i,j)为所述对焦区域内的(i,j)位置处的像素点的亮度值；
所述第二对比度通过如下公式确定：
Vb=Σs=0X-2Σt=1Y-2((|LB(s,t)-LB(s+1,t)|)2+(|LB(s,t)-LB(s,t+1)|)2+(|LB(s,t)-LB(s+1,t+1)|)2(|LB(s,t)-LB(s+1,t-1)|)2)]]>其中，Vb为所述第二对比度，X为所述对焦区域分块后水平方向所含有
的图像块的个数，Y为所述对焦区域分块后垂直方向所含有的图像块的个数，
s和t分别为所述对焦区域内的图像块的水平和垂直的索引值，LB(s,t)为所述
对焦区域内(s,t)位置处的图像块中像素点的平均亮度值。
5.如权利要求3所述的自动对焦方法，其特征在于，所述确定镜头的对焦方向
和第一位置的过程包括：
分别获取对应各第一图像的第一对比度和第二对比度；
若所述各第一图像的第一对比度的最大值和最小值的比值大于或等于第
一阈值，则确定所述镜头的对焦方向为从所述第一对比度的最小值变化到所
述第一对比度的最大值的镜头位置的移动方向，所述第一位置为所述各第一
图像的第一对比度的最小值所对应的镜头位置。
6.如权利要求5所述的自动对焦方法，其特征在于，所述确定镜头的对焦方向
和第一位置的过程还包括：
若所述各第一图像的第一对比度的最大值和最小值的比值小于所述第一
阈值，所述各第一图像的第二对比度的最大值和最小值的比值大于或等于所
述第一阈值且第一数据大于第二数据，则确定所述镜头的对焦方向为从所述
第二对比度的最小值变化到所述第二对比度的最大值的镜头位置的移动方向，
所述第一位置为所述各第一图像的第二对比度的最小值所对应的镜头位置，
所述第一数据为所述各第一图像的第二对比度的最大值所对应的镜头位置处
所获取到的第一图像的第一对比度，所述第二数据为所述各第一图像的第二
对比度的最小值所对应的镜头位置处所获取到的第一图像的第一对比度。
7.如权利要求3所述的自动对焦方法，其特征在于，所述确定镜头的对焦方向
和第一位置的过程包括：
分别获取对应各第一图像的第一对比度和第二对比度；
若所述各第一图像的第二对比度的最大值和最小值的比值大于或等于第
一阈值且第一数据大于第二数据，则确定所述镜头的对焦方向为从所述第二
对比度的最小值变化到所述第二对比度的最大值的镜头位置的移动方向，所
述第一位置为所述各第一图像的第二对比度的最小值所对应的镜头位置，所

\t述第一数据为所述各第一图像的第二对比度的最大值所对应的镜头位置处所
获取到的第一图像的第一对比度，所述第二数据为所述各第一图像的第二对
比度的最小值所对应的镜头位置处所获取到的第一图像的第一对比度。
8.如权利要求7所述的自动对焦方法，其特征在于，所述确定镜头的对焦方向
和第一位置的过程还包括：
若所述各第一图像的第二对比度的最大值和最小值的比值小于所述第一
阈值，且所述各第一图像的第一对比度的最大值和最小值的比值大于或等于
第一阈值，确定所述镜头的对焦方向为从所述第一对比度的最小值变化到所
述第一对比度的最大值的镜头位置的移动方向，所述第一位置为所述各第一
图像的第一对比度的最小值所对应的镜头位置。
9.如权利要求3所述的自动对焦方法，其特征在于，所述确定第二位置的过程
包括：
获取对应各第二图像的第一对比度；
若所述各第二图像的第一对比度的最大值和最近一次所获取的第二图像
的第一对比度的比值大于或等于第二阈值，则确定所述第二位置为所述各第
二图像的第一对比度的最大值所对应的镜头位置。
10.如权利要求9所述的自动对焦方法，其特征在于，所述确定第二位置的过
程还包括:
若所述各第二图像的第一对比度的最大值和最近一次所获取的第二图像
的第一对比度的比值小于所述第二阈值，所述镜头最近一次...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙德印，朱钧，张新伟，
申请(专利权)人：展讯通信上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31