一種被動式自動聚焦方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種被動式自動聚焦方法及裝置，解決聚焦速度慢的問題。所述方法包括：獲取原始圖像數(shù)據(jù)；進行清晰度計算，得到原始圖像數(shù)據(jù)的清晰度值；根據(jù)當前變焦值確定當前有效聚焦范圍，如果鏡頭的當前位置不處于當前有效聚焦范圍內(nèi)，則采用大步長粗調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置，待鏡頭的當前位置處于當前有效聚焦范圍內(nèi)，采用小步長精調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置；如果鏡頭的當前位置處于當前有效聚焦范圍內(nèi)，則采用小步長精調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置；所述大步長粗調(diào)聚焦策略包括：采用第一步長移動鏡頭直到鏡頭的當前位置處于當前有效聚焦范圍內(nèi)；所述小步長精調(diào)聚焦策略包括：使用小于第一步長的步長移動鏡頭，直到計算出的清晰度值為最佳清晰度值。
【專利說明】一種被動式自動聚焦方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種被動式自動聚焦方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]自動聚焦(AutoFocus, AF)技術(shù)是指鏡頭自動對所拍攝的物體進行調(diào)焦,從而獲得最清晰的圖像。該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于視頻攝像機(Video Camera)、數(shù)碼照相機(DigitalStill Camera)、移動手機(Mobile Phone)等影像產(chǎn)品中。
[0003]攝像機的視頻自動聚焦技術(shù)主要有主動式聚焦和被動式聚焦兩種。主動式聚焦通過接收主動發(fā)射的光波或者聲波的反射波來測量目標的距離和方位，然后通過計算機來控制自動聚焦。被動式聚焦通過鏡頭和CCD/CM0S傳感器采集到一系列圖像，對每一幀圖像進行實時處理，判斷其是否聚焦，并給出反饋信號控制鏡頭移動，直到所采集的圖像清晰為止。主動式聚焦速度快，但是聚焦精度較低，采用這些方法的儀器一般體積較大，價錢較貴，且對于近距離不太適用。基于圖像處理的被動式聚焦儀器，體積小，價格便宜，其精度較高，但是，聚焦速度相對于主動式聚焦較慢。目前，面向消費類的影響產(chǎn)品普遍采用被動式聚焦方式。聚焦速度慢使得在聚焦的過程中，采集到較多的模糊的圖像，給人的主觀視覺效果較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種被動式自動聚焦方法及裝置，解決聚焦速度慢的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種被動式自動聚焦方法，包括:
[0006]獲取原始圖像數(shù)據(jù)；
[0007]進行清晰度計算，得到原始圖像數(shù)據(jù)的清晰度值；
[0008]根據(jù)當前變焦(zoom)值確定當前有效聚焦范圍，如果鏡頭的當前位置不處于當前有效聚焦范圍內(nèi)，則采用大步長粗調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置，待鏡頭的當前位置處于當前有效聚焦范圍內(nèi)，采用小步長精調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置；如果鏡頭的當前位置處于當前有效聚焦范圍內(nèi)，則采用小步長精調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置；所述大步長粗調(diào)聚焦策略包括:采用第一步長移動鏡頭直到鏡頭的當前位置處于當前有效聚焦范圍內(nèi)；所述小步長精調(diào)聚焦策略包括:使用小于第一步長的步長移動鏡頭，直到計算出的清晰度值為最佳清晰度值。
[0009]進一步地，所述第一步長為鏡頭的步進電機能夠移動的最大步長。
[0010]進一步地，所述如果鏡頭的當前位置處于當前有效聚焦范圍內(nèi)，則采用小步長精調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置，包括:
[0011]判斷當前鏡頭是否處于遠焦區(qū)，如果處于遠焦區(qū)，則采用第二步長移動鏡頭，直到當前鏡頭處于近焦區(qū)，采用鏡頭在近焦區(qū)時的處理，如果不處于遠焦區(qū)，判斷當前鏡頭是否在近焦區(qū)，如果處于近焦區(qū)，則采用鏡頭在近焦區(qū)時的處理，即用第三步長繼續(xù)移動鏡頭，直到當前鏡頭處于峰值區(qū)，采用鏡頭在峰值區(qū)時的處理，如果不處于近焦區(qū)，則當前鏡頭處于峰值區(qū)，采用鏡頭在峰值區(qū)時的處理，即用第四步長繼續(xù)移動鏡頭，直到移動后計算的最新的清晰度值小于上一次移動后計算的清晰度值，則上一次移動后計算的清晰度值為最佳清晰度值，上一次移動后鏡頭的位置為最佳聚焦位置。
[0012]進一步地，所述第一步長大于等于所述第二步長，所述第二步長大于所述第三步長，所述第三步長大于等于所述第四步長。
[0013]進一步地，所述第四步長為鏡頭的步進電機能夠移動的最小步長。
[0014]進一步地，所述判斷當前鏡頭是否處于遠焦區(qū)，包括:判斷當前清晰度值是否小于預(yù)設(shè)遠焦區(qū)門限閾值，如果小于，則判斷當前鏡頭處于遠焦區(qū)，如果不小于，則判斷當前鏡頭不處于遠焦區(qū)。
[0015]進一步地，所述判斷當前鏡頭是否在近焦區(qū)，包括:采用下式計算變化因子ratio，判斷變化因子是否小于預(yù)設(shè)的近焦區(qū)比率門限閾值，如果小于，則判斷當前鏡頭處于近焦區(qū)，如果不小于，則判斷當前鏡頭處于峰值區(qū)；
【權(quán)利要求】
1.一種被動式自動聚焦方法，包括:獲取原始圖像數(shù)據(jù)；進行清晰度計算，得到原始圖像數(shù)據(jù)的清晰度值；根據(jù)當前變焦(zoom)值確定當前有效聚焦范圍，如果鏡頭的當前位置不處于當前有效聚焦范圍內(nèi)，則采用大步長粗調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置，待鏡頭的當前位置處于當前有效聚焦范圍內(nèi)，采用小步長精調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置；如果鏡頭的當前位置處于當前有效聚焦范圍內(nèi)，則采用小步長精調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置；所述大步長粗調(diào)聚焦策略包括:采用第一步長移動鏡頭直到鏡頭的當前位置處于當前有效聚焦范圍內(nèi)；所述小步長精調(diào)聚焦策略包括:使用小于第一步長的步長移動鏡頭，直到計算出的清晰度值為最佳清晰度值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述第一步長為鏡頭的步進電機能夠移動的最大步長。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述如果鏡頭的當前位置處于當前有效聚焦范圍內(nèi)，則采用小步長精調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置，包括:判斷當前鏡頭是否處于遠焦區(qū)，如果處于遠焦區(qū)，則采用第二步長移動鏡頭，直到當前鏡頭處于近焦區(qū)，采用鏡頭在近焦區(qū)時的處理，如果不處于遠焦區(qū)，判斷當前鏡頭是否在近焦區(qū)，如果處于近焦區(qū)，則采用鏡頭在近焦區(qū)時的處理，即用第三步長繼續(xù)移動鏡頭，直到當前鏡頭處于峰值區(qū)，采用鏡頭在峰值區(qū)時的處理，如果不處于近焦區(qū)，則當前鏡頭處于峰值區(qū)，采用鏡頭在峰值區(qū)時的處理，即用第四步長繼續(xù)移動鏡頭，直到移動后計算的最新的清晰度值小于上一次移動后計算的清晰度值，則上一次移動后計算的清晰度值為最佳清晰度值，上一次移動后鏡頭的位置為最佳聚焦位置。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:所述第一步長大于等于所述第二步長，所述第二步長大于所述第三步長，所述第三步長大于等于所述第四步長。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述第四步長為鏡頭的步進電機能夠移動的最小步長。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:所述判斷當前鏡頭是否處于遠焦區(qū)，包括:判斷當前清晰度值是否小于預(yù)設(shè)遠焦區(qū)門限閾值，如果小于，則判斷當前鏡頭處于遠焦區(qū)，如果不小于，則判斷當前鏡頭不處于遠焦區(qū)。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:所述判斷當前鏡頭是否在近焦區(qū)，包括:采用下式計算變化因子ratio，判斷變化因子是否小于預(yù)設(shè)的近焦區(qū)比率門限閾值，如果小于，則判斷當前鏡頭處于近焦區(qū)，如果不小于，則判斷當前鏡頭處于峰值區(qū)；Jl 一/2focus _lens\- focus_lem2其中，f!為當前幀圖像的當前清晰度值，f2為上一幀圖像的清晰度值，focus_lensl為當前幀圖像對應(yīng)的鏡頭的當前位置，focus_lens2為上一幀圖像對應(yīng)的鏡頭的位置。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:在進行清晰度計算前，所述方法還包括:先對獲取的原始圖像數(shù)據(jù)進行去噪聲處理。
9.一種被動式自動聚焦裝置，包括圖像采集模塊、清晰度計算模塊以及分析調(diào)整模塊，其中:所述圖像采集模塊，用于獲取原始圖像數(shù)據(jù)；所述清晰度計算模塊，用于進行清晰度計算，得到原始圖像數(shù)據(jù)的清晰度值；所述分析調(diào)整模塊，用于根據(jù)當前變焦(zoom)值確定當前有效聚焦范圍，判斷如果鏡頭的當前位置不處于當前有效聚焦范圍內(nèi)，則采用大步長粗調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置，待鏡頭的當前位置處于當前有效聚焦范圍內(nèi)，采用小步長精調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置；判斷如果鏡頭的當前位置處于當前有效聚焦范圍內(nèi)，則采用小步長精調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置；所述大步長粗調(diào)聚焦策略包括:采用第一步長移動鏡頭直到鏡頭的當前位置處于當前有效聚焦范圍內(nèi)；所述小步長精調(diào)聚焦策略包括:使用小于第一步長的步長移動鏡頭，直到所述清晰度計算模塊計算出的清晰度值為最佳清晰度值。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于:所述第一步長為鏡頭的步進電機能夠移動的最大步長。
11.如權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于:所述分析調(diào)整模塊判斷如果鏡頭的當前位置處于當前有效聚焦范圍內(nèi)，則采用小步長精調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置，包括:所述分析調(diào)整模塊判斷當前鏡頭是否處于遠焦區(qū)，如果處于遠焦區(qū)，則采用第二步長移動鏡頭，直到當前鏡頭處于近焦區(qū)，采用鏡頭在近焦區(qū)時的處理，如果不處于遠焦區(qū)，判斷當前鏡頭是否在近焦區(qū)，如果處于 近焦區(qū)，則采用鏡頭在近焦區(qū)時的處理，即用第三步長繼續(xù)移動鏡頭，直到當前鏡頭處于峰值區(qū)，采用鏡頭在峰值區(qū)時的處理，如果不處于近焦區(qū)，則當前鏡頭處于峰值區(qū)，采用鏡頭在峰值區(qū)時的處理，即用第四步長繼續(xù)移動鏡頭，直到移動后計算的最新的清晰度值小于上一次移動后計算的清晰度值，則上一次移動后計算的清晰度值為最佳清晰度值，上一次移動后鏡頭的位置為最佳聚焦位置。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于:所述第一步長大于等于所述第二步長，所述第二步長大于所述第三步長，所述第三步長大于等于所述第四步長。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于:所述第四步長為鏡頭的步進電機能夠移動的最小步長。
14.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于:所述分析調(diào)整模塊判斷當前鏡頭是否處于遠焦區(qū)，包括:判斷當前清晰度值是否小于預(yù)設(shè)遠焦區(qū)門限閾值，如果小于，則判斷當前鏡頭處于遠焦區(qū)，如果不小于，則判斷當前鏡頭不處于遠焦區(qū)。
15.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于:所述分析調(diào)整模塊判斷當前鏡頭是否在近焦區(qū)，包括:采用下式計算變化因子ratio，判斷變化因子是否小于預(yù)設(shè)的近焦區(qū)比率門限閾值，如果小于，則判斷當前鏡頭處于近焦區(qū)，如果不小于，則判斷當前鏡頭處于峰值區(qū)；ratio =-----focus — lensl — focus _ lensl其中，f!為當前幀圖像的當前清晰度值，f2為上一幀圖像的清晰度值，focus_lensl為當前幀圖像對應(yīng)的鏡頭的當前位置，focus_lens2為上一幀圖像對應(yīng)的鏡頭的位置。
16.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于:所述清晰度計算 模塊，還用于在進行清晰度計算前，先對獲取的原始圖像數(shù)據(jù)進行去噪聲處理。
【文檔編號】H04N5/232GK103513395SQ201210198011
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月15日
【發(fā)明者】杜昕, 歐陽典勇, 賈少華, 任江濤 申請人:中興通訊股份有限公司