自動對焦方法和自動對焦裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理領域。尤其涉及一種自動對焦方法和自動對焦裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著數(shù)字圖像和多媒體技術的快速發(fā)展，基于圖像處理的自動對焦方法也越來越 多地受到人們的關注。自動對焦方法中主要包括以下三個方面:對焦窗口的選擇，對焦評價 函數(shù)的選擇，以及對焦搜索策略的選取。該自動對焦方法是根據(jù)某個對焦評價函數(shù)獲取圖 像的清晰度特征值，并根據(jù)這一清晰度特征值控制步進電機，以驅(qū)動鏡片或者圖像傳感器 在某個區(qū)間內(nèi)不斷搜索新的位置，然后在新的位置重新獲取圖像的清晰度特征值，直到這 一清晰度特征值滿足某一預先約定的條件，從而完成自動對焦。
[0003] 傳統(tǒng)的自動對焦搜索方法常采用爬山搜索法或變步長的爬山搜索法來尋找準焦 位置。理想的對焦評價函數(shù)曲線表現(xiàn)為拋物線形狀，達到峰值時對應于最佳成像位置，當離 開最佳點時函數(shù)單調(diào)遞減。以變步長的爬山搜索算法為例，對焦開始時，設定對焦方向和較 大步長，一邊獲取圖像一邊計算對焦評價函數(shù)值，當最新獲取的圖像評價值小于前一幅圖 像的評價值時，改變對焦方向；當再次越過峰頂后，減小步長，最終找到最佳鏡頭位置，這使 得傳統(tǒng)的自對對焦方法中，自動對焦的速度較慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種自動對焦方法和自動對焦裝置，能夠更快地完成自動對焦。
[0005] 第一方面，提供了一種自動對焦方法，執(zhí)行所述自動對焦方法的自動對焦裝置包 括第一鏡頭、所述第一鏡頭的第一步進電機、計算模塊和控制模塊;所述方法包括:所述控 制模塊確定所述第一步進電機的移動區(qū)間U，其中i 2 1;所述第一鏡頭在所述第一步進電 機位于所述1^的兩個端點中的第一端點時獲取圖像Pi;所述第一鏡頭在所述第一步進電機 位于所述1^中的第一內(nèi)點時獲取圖像P 2;所述第一鏡頭在所述第一步進電機位于所述1^中 的第二內(nèi)點時獲取圖像P3;所述計算模塊計算所述圖像朽的清晰度評價值此、所述圖像P 2的 清晰度評價值M2、所述圖像P3的清晰度評價值M3;所述控制模塊確定1^大于第一閾值時，根 據(jù)所述確定所述第一步進電機的新的移動區(qū)間L 1+1，并重復所述第一鏡頭獲取圖 像卩!、圖像P2、圖像P3及計算模塊計算圖像P!、圖像P 2、圖像P3的清晰度評價值的步驟，其中， 所述移動區(qū)間L1+1為所述兩個端點、所述第一內(nèi)點和第二內(nèi)點中的兩個點之間的區(qū)間;所述 控制模塊確定U小于或等于所述第一閾值時，根據(jù)確定所述第一步進電機的目標 位置。
[0006] 本發(fā)明實施例中，通過將步進電機的移動區(qū)間（即搜索區(qū)間）分段，使得每次搜索 完成后能夠排除較大范圍的不符合要求的搜索區(qū)間，從而減小搜索區(qū)間，進而能夠通過較 少的搜索次數(shù)完成對焦，最終更快地完成自動對焦。
[0007] 在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述第一端點為所述1^中對應物距最遠的點，所述第 一內(nèi)點為所述移動區(qū)間中與所述第一端點相距L〇.3:82><￡」或相距「0:.382χΖη的點，所述第 二內(nèi)點為所述移動區(qū)間中與所述第一端點相距「0.618x1,1或相距1_0.618χΖ」的點，"「表 示向上取整，」"表示向下取整;其中，所述控制模塊根據(jù)所述確定所述第一步 進電機的新的移動區(qū)間L1+1，其中，所述移動區(qū)間L 1+1為所述兩個端點、所述第一內(nèi)點和第二 內(nèi)點中的兩個點之間的區(qū)間，包括:所述控制模塊根據(jù)所述Mi、M#PM 3確定所述第一步進電 機的新的移動區(qū)間Li+1，當％ >M2、Mi >M3時，所述Li+1的兩個端點為所述第一端點和所述第 一內(nèi)點，當M 2 2 M3和M2>Mdt，所述1^+1的兩個端點為所述第一端點和所述第二內(nèi)點，當M 3> ，所述L1+1的兩個端點為所述U的兩個端點中除所述第一端點外的另一個端點 和第一內(nèi)點。
[0008] 在本發(fā)明實施例中，將搜索區(qū)間按照黃金分割點來劃分，使得每次搜索完成后能 夠排除更大范圍的不符合要求的搜索區(qū)間，從而進一步減小搜索區(qū)間，最終能夠通過更少 的搜索次數(shù)完成對焦，即更快速地完成自動對焦。
[0009] 在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述裝置還包括第二步進電機，所述第二步進電機與 第二鏡頭對應;所述控制模塊根據(jù)施、M#PM3確定所述第一步進電機的目標位置，包括:所述 控制模塊確定根據(jù)施1 2和此擬合所得的拋物線的最大值M;所述控制模塊根據(jù)所述 和Μ中的最大值確定所述目標位置;所述方法還包括:所述第二步進電機移動至所述目標位 置。
[0010] 本發(fā)明實施例中，通過一個鏡頭來搜索對焦位置，在該鏡頭確定目標對焦位置后， 再將另一個鏡頭的步進電機移動到該目標位置上，使得對焦過程中的圖像的變化不會被第 二個鏡頭中捕獲，進而不會向用戶呈現(xiàn)，因此可以提高用戶體驗度，
[0011] 在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述計算模塊計算所述圖像Pi的清晰度評價值Μι、所述 圖像P2的清晰度評價值M2、所述圖像P3的清晰度評價值M3,包括:所述計算模塊計算圖像匕的 子圖像中的塊s U, η)的梯度值，所述子圖像的像素為κ*κ，所述塊S (m, 的像素為Ni*Ni，所述塊 S(m,n)的第1行第1列的像素為所述子圖像的第m行第η列的像素，其中3 2 j 2 1，K 2 1，K 2 K 2 l，K-2*Ni+l l，K-2*Ni+l l，Ni〈Ni-1;所述計算模塊根據(jù)所述塊S(m,n)的梯度值獲取 所述圖像P j的清晰度評價值Mj。
[0012] 本發(fā)明實施例中，兩次確定搜索區(qū)間時，計算圖像的清晰度評價值的公式中所依 據(jù)的塊的像素從大到小變化，即ΝΧΝη，使得計算清晰度評價值時，能夠圖像上覆蓋更廣的 模糊量，以及能夠更靈敏地計算出圖像的清晰度評價值。
[0013] 在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述計算模塊計算圖像Pj的子圖像中的塊Su,W的梯度 值，包括:所述計算模塊根據(jù)公
計算塊的平均灰度值Cu,n)，其中， I'x,y表示塊S(m,n)中第X行第y列像素的灰度值:所述計算模塊根據(jù)公
計算塊心.,,+~的平均灰度值其中，I〃x,y表示塊中第X行第y列像素的灰度 值;所述計算模塊根據(jù)公
計算塊的平均灰度值?,"+^其中， 1 〃 x, y表示塊 中第χ行第y列像素的灰度值；所述計算模塊根據(jù)公式
計算所述塊S〇n,r〇的梯度值T〇n,r〇;所述計算模塊根據(jù) 所述塊S(m,n)的梯度值獲取所述圖像匕的清晰度評價值A，包括：所述計算模塊根據(jù)公式
算所述所述圖像h的清晰度評價值％。
[0014] 第二方面，提供了一種自動對焦裝置，包括第一鏡頭、所述第一鏡頭的第一步進電 機、計算模塊和控制模塊;所述控制模塊用于確定所述第一步進電機的移動區(qū)間U，其中i 2 1;所述第一鏡頭用于在所述第一步進電機位于所述U的兩個端點中的第一端點時獲取 圖像p 1;所述第一鏡頭還用于在所述第一步進電機位于所述U中的第一內(nèi)點時獲取圖像p2; 所述第一鏡頭還用于在所述第一步進電機位于所述1^中的第二內(nèi)點時獲取圖像p 3;所述計 算模塊用于計算所述圖像Pi的清晰度評價值％、所述圖像p2的清晰度評價值跑、所述圖像p 3 的清晰度評價值M3;所述控制模塊還用于確定U大于第一閾值時，根據(jù)所述施、M#PM3確定所 述第一步進電機的新的移動區(qū)間L 1+1，其中，所述移動區(qū)間L1+1為所述兩個端點、所述第一內(nèi) 點和第二內(nèi)點中的兩個點之間的區(qū)間;所述控制模塊還用于確定Ld、于或等于所述第一閾 值時，根據(jù)施、M#PM 3確定所述第一步進電機的目標位置。
[0015] 本發(fā)明實施例中，通過將步進電機的移動區(qū)間（即搜索區(qū)間）分段，使得每次搜索 完成后能夠排除較大范圍的不符合要求的搜索區(qū)間，從而減小搜索區(qū)間，進而能夠通過較 少的搜索次數(shù)完成對焦，最終更快地完成自動對焦。
[0016] 在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述第一端點為所述1^中對應物距最遠的點，所述第 一內(nèi)點為所述移動區(qū)間中與所述第一端點相距L〇.382xZ」或相距「0.382x1^的點，所述第二 內(nèi)點為所述移動區(qū)間中與所述第一端點相距「0.618 χ q或相距[J3.61 gx I」的點，"「1 "表示 向上取整，1」"表示向下取整;其中，所述控制模塊具體用于:根據(jù)所述Mi、M#PM3確定所述 第一步進電機的新的移動區(qū)間Li+1，當時，所述Li+1的兩個端點為所述第一端 點和所述第一內(nèi)點，當M 2 2 M3和M2>Mdt，所述Li+1的兩個端點為所述第一端點和所述第二 內(nèi)點，當M 3>Mi和M3>M2時，所述L1+1的兩個端點為所述U的兩個端點中除所述第一端點外的 另一個端點和第一內(nèi)點。
[0017] 在本發(fā)明實施例中，將搜索區(qū)間按照黃金分割點來劃分，使得每次搜索完成后能 夠排除更大范圍的不符合要求的搜索區(qū)間，從而進一步減小搜索區(qū)間，最終能夠通過更少 的搜索次數(shù)完成對焦，即更快速地完成自動對焦。
[0018] 在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述裝置還包括第二步進電機，所述第二步進電機與 第二鏡頭對應;所述控制模塊具體用于:確定根據(jù)施1 2和此擬合所得的拋物線的最大值M， 根據(jù)所述Mi、M2、M3和Μ中的最大值確定所述目標位置;所述第二步進電機還用于移動至所述 目標位置。
[0019] 本發(fā)明實施例中，通過一個鏡頭來搜索對焦位置，在該鏡頭確定目標對焦位置后， 再將另一個鏡頭的步進電機移動到該目標位置上，使得對焦過程中的圖像的變化不會被第 二個鏡頭中捕獲，進而不會向用戶呈現(xiàn)