本發(fā)明涉及一種圖像提取裝置及其自動(dòng)對(duì)焦方法。

背景技術(shù)：

隨著數(shù)字相機(jī)已逐漸地走向輕巧并且價(jià)格實(shí)惠，其可因而內(nèi)建于例如是手機(jī)、智能手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理等手持電子裝置。此類(lèi)相機(jī)的輕小特性得以提供消費(fèi)型的手持電子裝置便利并且受歡迎的額外拍照功能。然而，此類(lèi)相機(jī)則是盡可能地避免復(fù)雜的使用方式或是結(jié)構(gòu)，以不與電子裝置的可攜帶性相悖。舉例而言，光學(xué)變焦鏡頭由于過(guò)重并且所需設(shè)置深度往往超出手持電子裝置的機(jī)身容許范圍，使得此類(lèi)相機(jī)大多配置定焦鏡頭以及小型的傳感器。然而，相機(jī)的自動(dòng)對(duì)焦速度與鏡頭的最大光圈相關(guān)，因此如何提供手持電子裝置一個(gè)有效的自動(dòng)對(duì)焦方法已成為極欲解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種圖像提取裝置及其自動(dòng)對(duì)焦方法，其利用混合式的自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)來(lái)有效地加速圖像提取裝置的自動(dòng)對(duì)焦程序，以提升使用者經(jīng)驗(yàn)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的自動(dòng)對(duì)焦方法適用于包括距離傳感器以及圖像傳感器的圖像提取裝置，其中圖像傳感器具有鏡頭以及感測(cè)陣列。前述方法包括先分別自距離傳感器以及感測(cè)陣列取得距離感測(cè)數(shù)據(jù)以及相位檢測(cè)數(shù)據(jù)，再根據(jù)距離感測(cè)數(shù)據(jù)以及相位檢測(cè)數(shù)據(jù)，針對(duì)圖像傳感器進(jìn)行距離感測(cè)自動(dòng)對(duì)焦(DSAF)模式與相位檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦(PDAF)模式之間的切換，以控制鏡頭于對(duì)焦范圍中進(jìn)行粗略搜尋，從而判斷精細(xì)搜尋范圍，并且控制鏡頭于精細(xì)搜尋范圍中以對(duì)比檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦(CDAF)模式進(jìn)行精細(xì)搜尋，以判斷最佳鏡頭對(duì)焦位置，再控制鏡頭移動(dòng)至最佳鏡頭對(duì)焦位置。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的圖像提取裝置包括具有鏡頭以及感測(cè)陣列的圖像傳感器、距離傳感器、存儲(chǔ)器以及處理器，其中處理器耦接至圖像傳感器、距離傳感器以及存儲(chǔ)器。處理器用以分別自距離傳感器以及感測(cè)陣列取得距離感測(cè)數(shù)據(jù)以及相位檢測(cè)數(shù)據(jù)，再根據(jù)距離感測(cè)數(shù)據(jù)以及相位檢測(cè)數(shù)據(jù)，針對(duì)圖像傳感器進(jìn)行DSAF模式與PDAF模式之間的切換，以控制鏡頭于對(duì)焦范圍中進(jìn)行粗略搜尋，從而判斷精細(xì)搜尋范圍，并且控制鏡頭于精細(xì)搜尋范圍中以CDAF對(duì)焦模式進(jìn)行精細(xì)搜尋，以判斷最佳鏡頭對(duì)焦位置，再控制鏡頭移動(dòng)至最佳鏡頭對(duì)焦位置。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的自動(dòng)對(duì)焦方法適用于包括距離傳感器以及兩個(gè)圖像傳感器的圖像提取裝置，其中各個(gè)圖像傳感器具有鏡頭以及感測(cè)陣列。前述方法包括先分別自距離傳感器以及圖像傳感器的感測(cè)陣列取得距離感測(cè)數(shù)據(jù)以及視差數(shù)據(jù)，再根據(jù)距離感測(cè)數(shù)據(jù)以及視差數(shù)據(jù)，針對(duì)圖像傳感器進(jìn)行DSAF模式與視差檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦(DDAF)模式之間的切換，以控制鏡頭于對(duì)焦范圍中進(jìn)行粗略搜尋，從而判斷精細(xì)搜尋范圍，并且控制鏡頭于精細(xì)搜尋范圍中以CDAF模式進(jìn)行精細(xì)搜尋，以判斷最佳鏡頭對(duì)焦位置，再控制鏡頭移動(dòng)至最佳鏡頭對(duì)焦位置。

基于上述，在根據(jù)自圖像傳感器以及距離傳感器所取得的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行兩種自動(dòng)對(duì)焦模式下，可使鏡頭先以較大的步距掃過(guò)整個(gè)對(duì)焦范圍，而在判斷出最佳鏡頭對(duì)焦位置所在的精細(xì)搜尋范圍之后，再使鏡頭以較小的步距搜尋最佳鏡頭對(duì)焦位置。本發(fā)明所提出的混合式自動(dòng)對(duì)焦方法可有效地加速圖像提取裝置的自動(dòng)對(duì)焦程序，以提升使用者經(jīng)驗(yàn)。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的圖像提取裝置的示意圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的感測(cè)陣列的示意圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的圖像提取裝置的自動(dòng)對(duì)焦方法的流程圖。

圖4為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示于提取靜態(tài)圖像時(shí)的自動(dòng)對(duì)焦方法的流程圖。

圖5為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示距離與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換的關(guān)系的示意圖。

圖6為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示于提取視頻串流時(shí)的自動(dòng)對(duì)焦方法的流程圖。

圖7為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖像提取裝置的示意圖。

圖8為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的圖像提取裝置的自動(dòng)對(duì)焦方法的流程圖。

【符號(hào)說(shuō)明】

100、700：圖像提取裝置

10、710a、710b：圖像傳感器

12、712a、712b：鏡頭

14、714a、714b：感測(cè)陣列

20、720：距離傳感器

30、730：存儲(chǔ)器

40、740：處理器

R：紅色像素

G：綠色像素

B：藍(lán)色像素

PDR：右遮蔽像素

PDL：左遮蔽像素

S302～S310、S402～S428、S602～S628、S802～S810：自動(dòng)對(duì)焦方法的流程

512、514、516：線段

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的部分實(shí)施例接下來(lái)將會(huì)配合附圖來(lái)詳細(xì)描述，以下的描述所引用的元件符號(hào)，當(dāng)不同附圖出現(xiàn)相同的元件符號(hào)將視為相同或相似的元件。這些實(shí)施例只是本發(fā)明的一部分，并未揭示所有本發(fā)明的可實(shí)施方式。更確切的說(shuō)，這些實(shí)施例只是本發(fā)明的專(zhuān)利申請(qǐng)范圍中的方法以及圖像提取裝置的范例。

圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的圖像提取裝置的示意圖，但此僅是為了方便說(shuō)明，并不用以限制本發(fā)明。首先圖1先介紹圖像提取裝置的所有構(gòu)件以及配置關(guān)系，詳細(xì)功能將配合圖3一并公開(kāi)。

請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)施例中的圖像提取裝置100可以是數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z影機(jī)、數(shù)字單眼相機(jī)或是智能手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理等具有圖像提取功能的電子裝置。圖像提取裝置100可包括至少一圖像傳感器10、距離傳感器20、存儲(chǔ)器30以及處理器40，其中圖像傳感器10、距離傳感器20以及存儲(chǔ)器30分別耦接至處理器40。為了方便說(shuō)明，本實(shí)施例將以一個(gè)圖像傳感器來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

圖像傳感器10可包括鏡頭12以及感測(cè)陣列14。感測(cè)陣列14可以是電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)或是互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)元件，然而本發(fā)明不以此為限。鏡頭12所提取到的圖像將成像于感測(cè)陣列14并且轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，以輸出至處理器40。

感測(cè)陣列14可包括多個(gè)排列成陣列的像素。在本實(shí)施例中，部分的像素將設(shè)置成相位檢測(cè)像素(phase detection pixel)，其是利用部分地遮蔽像素的方式于自動(dòng)對(duì)焦程序時(shí)進(jìn)行相位檢測(cè)。以圖2為例，感測(cè)陣列14的像素可以配置成具有紅色像素R、綠色像素G以及藍(lán)色像素B的貝爾圖形(Bayer pattern)。在此，具有左遮蔽像素PDL以及右遮蔽像素PDR的相位檢測(cè)像素將取代部分的綠色像素G。各個(gè)左遮蔽像素PDL與其所對(duì)應(yīng)的右遮蔽像素PDR之間的偏移量則稱(chēng)之為“相位差”(phase difference)，其中相位差與相對(duì)于聚焦位置(in-focus position)的距離(即，離焦距離(defocus distance))成正比。

距離傳感器20可以是紅外線傳感器、超聲波傳感器、激光傳感器等，其可用以測(cè)量目標(biāo)物體與圖像傳感器10之間的距離。

存儲(chǔ)器30可以是固定式或可移動(dòng)式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(random access memory，RAM)、只讀存儲(chǔ)器(read-only memory，ROM)、快閃存儲(chǔ)器(flash memory)、硬盤(pán)、或是其它任意型式的非暫態(tài)、易失性以及非易失性的存儲(chǔ)器或是這些裝置的組合。

處理器40可以例如是中央處理單元(central processing unit，CPU)，或是其他可編程的一般用途或特殊用途的微處理器(microprocessor)、數(shù)字信號(hào)處理器(digital signal processor，DSP)、圖形處理器(graphical processor，GPU)、可編程控制器、特殊應(yīng)用集成電路(application specific integrated circuits，ASIC)、可編程邏輯裝置(programmable logic device，PLD)或其他類(lèi)似裝置或這些裝置的組合。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的圖像提取裝置的自動(dòng)對(duì)焦方法的流程圖，而圖3的方法可以圖1的圖像提取裝置100的各元件實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)施例中，將以紅外線傳感器做為距離傳感器20來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

請(qǐng)參照?qǐng)D3，在開(kāi)始進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦程序之后，處理器40將自距離傳感器20取得距離感測(cè)數(shù)據(jù)(步驟S302)以及自圖像傳感器10取得相位檢測(cè)數(shù)據(jù)(步驟S304)。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，當(dāng)圖像提取裝置100的使用者欲拍攝目標(biāo)場(chǎng)景的圖像并且按下快門(mén)時(shí)，處理器40將控制距離傳感器20發(fā)射紅外線至目標(biāo)場(chǎng)景中的目標(biāo)物體，并且接收目標(biāo)物體所反射的紅外線以取得距離感測(cè)數(shù)據(jù)。距離感測(cè)數(shù)據(jù)可包括距離傳感器20與目標(biāo)物體之間的測(cè)量距離(以下稱(chēng)為“物距”)以及目標(biāo)物體的表面反射率(以下稱(chēng)為“物體反射率”)。同時(shí)，處理器40將自感測(cè)陣列14取得對(duì)應(yīng)于相位感測(cè)像素的相位感測(cè)數(shù)據(jù)。相位感測(cè)數(shù)據(jù)可包括相位差值(phase difference value)以及信心水準(zhǔn)(confidence level)。相位差值代表左遮蔽像素與對(duì)應(yīng)的右遮蔽像素之間的偏移量，而信心水準(zhǔn)為與自動(dòng)對(duì)焦視窗中易于檢測(cè)出相位差的垂直邊緣的數(shù)量成正比的參考索引。

距離感測(cè)數(shù)據(jù)以及相位檢測(cè)數(shù)據(jù)可做為用來(lái)加速整體自動(dòng)對(duì)焦程序的輔助信息。也就是說(shuō)，處理器40將根據(jù)距離感測(cè)數(shù)據(jù)以及相位檢測(cè)數(shù)據(jù)，針對(duì)圖像傳感器10進(jìn)行距離感測(cè)自動(dòng)對(duì)焦(DSAF)模式與相位檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦(PDAF)模式之間的切換，以控制鏡頭12在對(duì)焦范圍中進(jìn)行粗略搜尋，從而判斷精細(xì)搜尋范圍(步驟S306)。對(duì)應(yīng)于距離傳感器20的DSAF模式可對(duì)近距離的目標(biāo)物體進(jìn)行有效率以及精確的測(cè)量。另一方面，對(duì)應(yīng)于圖像傳感器10的相位檢測(cè)像素的PDAF模式較適于遠(yuǎn)距離的目標(biāo)物體，其原因在于相位檢測(cè)像素之間的相位差值的可比較性較強(qiáng)。在兩種自動(dòng)對(duì)焦模式的并行下，可使鏡頭12先以較大的步距掃過(guò)整個(gè)對(duì)焦范圍，以先判斷粗略搜尋對(duì)焦位置，再根據(jù)粗略搜尋對(duì)焦位置來(lái)判斷包括最佳鏡頭對(duì)焦位置的精細(xì)搜尋范圍。

當(dāng)處理器40判斷出精細(xì)搜尋范圍后，將控制鏡頭12在精細(xì)搜尋范圍中以對(duì)比檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦(CDAF)模式進(jìn)行精細(xì)搜尋，以判斷最佳鏡頭對(duì)焦位置(步驟S308)。接著，處理器40將控制鏡頭12移動(dòng)至最佳鏡頭對(duì)焦位置(步驟S310)，而完成自動(dòng)對(duì)焦程序。在CDAF模式下，鏡頭12在最佳鏡頭對(duì)焦位置所提取到的畫(huà)面對(duì)比度將具有峰值(peak)或是最大值。由于CDAF需要讀取多個(gè)畫(huà)面以判斷出最佳鏡頭對(duì)焦位置，速度比PDAF或是DSAF較為緩慢，卻可提供較為精確的自動(dòng)對(duì)焦結(jié)果。在此所提出的混合式自動(dòng)對(duì)焦方法將結(jié)合DSAF與PDAF以在對(duì)焦范圍中進(jìn)行粗略搜尋，并且以CDAF在粗略搜尋所定義的精細(xì)搜尋范圍中進(jìn)行精細(xì)搜尋，可在不同的拍攝條件下達(dá)到精確以及快速的自動(dòng)對(duì)焦。在微距(macro)模式下，已知的自動(dòng)對(duì)焦程序?qū)⒒ㄙM(fèi)800毫秒至1秒，而在此所提出的方法將自動(dòng)對(duì)焦程序縮短至200毫秒左右。以下的實(shí)施例將以提取靜態(tài)圖像以及視頻串流來(lái)說(shuō)明本發(fā)明所提出的自動(dòng)對(duì)焦方法。

圖4為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示在提取靜態(tài)圖像時(shí)的自動(dòng)對(duì)焦方法的流程圖，而圖4的方法也可以圖1的圖像提取裝置100的各元件實(shí)現(xiàn)。

請(qǐng)參照?qǐng)D4，在開(kāi)始進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦程序之后，處理器40將自距離傳感器20取得距離感測(cè)數(shù)據(jù)(步驟S402)以及自圖像傳感器10取得相位檢測(cè)數(shù)據(jù)(步驟S404)。在此取得距離感測(cè)數(shù)據(jù)以及相位檢測(cè)數(shù)據(jù)的詳細(xì)步驟可參照步驟S302以及步驟S304的相關(guān)說(shuō)明，在此不再贅述。

接著，處理器40將判斷自動(dòng)對(duì)焦視窗是否位于目標(biāo)場(chǎng)景的中央(步驟S406)，其中自動(dòng)對(duì)焦視窗大多為矩形。此步驟可以是藉由判斷自動(dòng)對(duì)焦視窗的特定坐標(biāo)是否位于目標(biāo)場(chǎng)景的中央或是四角來(lái)判斷。

當(dāng)處理器40判斷自動(dòng)對(duì)焦視窗位于目標(biāo)場(chǎng)景的中央時(shí)，目標(biāo)物體即有可能位于圖像傳感器10的近距離處。處理器40會(huì)將圖像傳感器10切換至DSAF模式，并且藉由判斷相位檢測(cè)信息是否符合DSAF條件來(lái)決定是否在對(duì)焦范圍內(nèi)開(kāi)始進(jìn)行粗略搜尋(步驟S408)。上述條件的判斷可以是根據(jù)目標(biāo)物體的物體反射率以及物距。在一實(shí)施例中，假設(shè)物距是在距離傳感器20的檢測(cè)范圍中，處理器40可判斷物體反射率是否超過(guò)速率閾值。此外，處理器40也可判斷物距是否小于距離閾值。舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)距離傳感器20的檢測(cè)范圍為0到500mm之間，則DSAF條件可以是：

(物距>0.2Mcps&&(物距?。?||物距?。?65mm))||(物距<500mm)。

當(dāng)步驟S408的判斷為“是”，代表物距夠近或是物體反射率夠高以執(zhí)行DSAF模式。在此情況下，處理器40將開(kāi)始在對(duì)焦范圍內(nèi)進(jìn)行粗略搜尋，以根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器30的距離與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換(DAC)的關(guān)系，控制鏡頭12移動(dòng)至粗略搜尋對(duì)焦位置(步驟S410)。距離與DAC的關(guān)系包括多個(gè)不同的代碼值(在此稱(chēng)為“DAC值”)，其中每個(gè)DAC值代表自動(dòng)對(duì)焦調(diào)整中移動(dòng)鏡頭12至對(duì)應(yīng)于物距的位置所需信號(hào)。

距離與DAC的關(guān)系可以是根據(jù)表1所建構(gòu)，其包括100mm以及400mm的物距相對(duì)于不同鏡頭姿態(tài)所對(duì)應(yīng)的距離與DAC的關(guān)系。

表1

其它物距所對(duì)應(yīng)的距離與DAC的關(guān)系可以是利用如圖5所繪示的內(nèi)插(interpolation)方式來(lái)取得，其中線段512、線段514以及線段516分別代表鏡頭12朝上、朝前以及朝下的姿態(tài)。當(dāng)鏡頭12移動(dòng)置粗略搜尋對(duì)焦位置時(shí)，處理器40會(huì)將圖像傳感器10切換至PDAF模式，以根據(jù)相位檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證自動(dòng)對(duì)焦的準(zhǔn)確性。詳細(xì)內(nèi)容將在稍后描述。

另一方面，當(dāng)步驟S408的判斷為“否”，代表物距過(guò)遠(yuǎn)或是物體反射率過(guò)低而無(wú)法執(zhí)行DSAF模式。在此情況下，處理器40會(huì)將圖像傳感器10切換至PDAF模式并且藉由判斷相位檢測(cè)信息是否符合PDAF條件來(lái)決定是否在對(duì)焦范圍內(nèi)開(kāi)始進(jìn)行粗略搜尋(步驟S412)。上述條件的判斷可以是根據(jù)前述的相位差值以及信心水準(zhǔn)。在一實(shí)施例中，處理器40可判斷信心水準(zhǔn)是否超過(guò)水準(zhǔn)閾值。此外，處理器40也可判斷相位差值是否有效。舉例來(lái)說(shuō)，PDAF條件可以設(shè)定如下：

信心水準(zhǔn)>水準(zhǔn)閾值||相位差值！＝511||相位差值?。?512。

必須說(shuō)明的是，當(dāng)處理器40在步驟S406中判斷自動(dòng)對(duì)焦視窗不位于目標(biāo)場(chǎng)景的中央時(shí)，處理器40會(huì)直接將圖像傳感器10切換至PDAF模式并且執(zhí)行步驟S412。

當(dāng)步驟S412的判斷為“是”，即代表相位檢測(cè)數(shù)據(jù)在PDAF模式下為有效。在此情況下，處理器40會(huì)將相位差值輸入至存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器30的相位檢測(cè)值與DAC的關(guān)系，以取得預(yù)測(cè)DAC值(步驟S414)，再根據(jù)預(yù)測(cè)DAC值以及目前DAC值，控制鏡頭12移動(dòng)至粗略搜尋位置(步驟S416)。相位檢測(cè)值與DAC的關(guān)系包括不同預(yù)測(cè)DAC值，其中每個(gè)預(yù)測(cè)DAC值對(duì)應(yīng)于自動(dòng)對(duì)焦調(diào)整中的相位差值。換句話說(shuō)，目前DAC值與預(yù)測(cè)DAC值的總和將對(duì)應(yīng)于粗略搜尋對(duì)焦位置。

當(dāng)鏡頭12無(wú)論是從步驟S410或是步驟S416移動(dòng)至粗略搜尋對(duì)焦位置時(shí)，處理器40將根據(jù)相位檢測(cè)數(shù)據(jù)(步驟S418)以及相位檢測(cè)計(jì)數(shù)值(步驟S419)來(lái)驗(yàn)證自動(dòng)對(duì)焦準(zhǔn)確性，其中相位檢測(cè)計(jì)數(shù)值為步驟S414以及步驟S416的執(zhí)行次數(shù)。當(dāng)相位差值的驗(yàn)證失敗而相位檢測(cè)計(jì)數(shù)值尚未超過(guò)計(jì)數(shù)閾值時(shí)，處理器40將重新執(zhí)行步驟S414。舉例來(lái)說(shuō)，處理器40可根據(jù)以下方式來(lái)進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦準(zhǔn)確值的驗(yàn)證：

(相位差值<1個(gè)相位檢測(cè)像素)&&(相位檢測(cè)計(jì)數(shù)值<3)。

當(dāng)自動(dòng)對(duì)焦準(zhǔn)確性的驗(yàn)證失敗(例如相位檢測(cè)計(jì)數(shù)值>2)時(shí)，即代表處理器40無(wú)法在有限的執(zhí)行次數(shù)以?xún)?nèi)找到準(zhǔn)確的粗略搜尋對(duì)焦位置?；耍幚砥?0會(huì)將圖像傳感器10切換至CDAF模式，并且先設(shè)定CDAF模式的精細(xì)搜尋范圍(步驟S420)。舉例來(lái)說(shuō)，處理器40可將搜尋范圍設(shè)定為500mm至無(wú)限遠(yuǎn)。必須說(shuō)明的是，當(dāng)步驟S412的判斷為“否”，即代表相位檢測(cè)數(shù)據(jù)在PDAF模式下為無(wú)效，而處理器40亦將執(zhí)行步驟S420，以將圖像傳感器10切換至CDAF模式。

另一方面，當(dāng)自動(dòng)對(duì)焦準(zhǔn)確性的驗(yàn)證成功時(shí)，處理器40將根據(jù)環(huán)境亮度來(lái)設(shè)定CDAF模式下的精細(xì)搜尋范圍。處理器40將先判斷感光度增益(ISO/gain)值是否小于或是等于感光度閾值(例如800)(步驟S422)。當(dāng)判斷為“是”(亦即，環(huán)境亮度足夠)，處理器40將在此CDAF模式下設(shè)定較小的精細(xì)搜尋范圍(步驟S424)。舉例來(lái)說(shuō)，精細(xì)搜尋范圍可以是相對(duì)于粗略搜尋對(duì)焦位置±1個(gè)相位檢測(cè)像素×DCC步數(shù)。當(dāng)判斷為“否”(亦即，環(huán)境亮度不足)，處理器40將在此CDAF模式下設(shè)定較大的精細(xì)搜尋范圍(步驟S426)，以補(bǔ)償較大模擬增益所造成的PDAF誤差。精細(xì)搜尋范圍可以例如是根據(jù)以下的表2來(lái)進(jìn)行設(shè)定：

表2

無(wú)論是從步驟S420、步驟S424或是步驟S426設(shè)定完CDAF模式下的精細(xì)搜尋范圍后，處理器40將在精細(xì)搜尋范圍中進(jìn)行精細(xì)搜尋，并且控制鏡頭12移動(dòng)至最佳鏡頭對(duì)焦位置(步驟S428)，而完成自動(dòng)對(duì)焦程序。

圖6為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示在提取視頻串流時(shí)的自動(dòng)對(duì)焦方法的流程圖，而圖6的方法也可以圖1的圖像提取裝置100的各元件實(shí)現(xiàn)。

請(qǐng)參照?qǐng)D6，在開(kāi)始進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦程序之后，處理器40將自距離傳感器20取得距離感測(cè)數(shù)據(jù)(步驟S602)以及自圖像傳感器10取得相位檢測(cè)數(shù)據(jù)(步驟S604)。接著，處理器40將判斷自動(dòng)對(duì)焦視窗是否位于目標(biāo)場(chǎng)景的中央(步驟S606)。

當(dāng)處理器40判斷自動(dòng)對(duì)焦視窗位于目標(biāo)場(chǎng)景的中央時(shí)，處理器40將圖像傳感器10切換至DSAF模式，并且藉由判斷相位檢測(cè)信息是否符合DSAF條件來(lái)決定是否在對(duì)焦范圍內(nèi)開(kāi)始進(jìn)行粗略搜尋(步驟S608)。

當(dāng)步驟S608的判斷為“是”，處理器40將開(kāi)始在對(duì)焦范圍內(nèi)進(jìn)行粗略搜尋，根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器30的距離與DAC的關(guān)系，控制鏡頭12移動(dòng)至粗略搜尋對(duì)焦位置(步驟S610)。當(dāng)鏡頭12移動(dòng)置粗略搜尋對(duì)焦位置時(shí)，處理器40會(huì)將圖像傳感器10切換至PDAF模式，以根據(jù)相位檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證自動(dòng)對(duì)焦準(zhǔn)確性。

另一方面，當(dāng)步驟S608的判斷為“否”，處理器40會(huì)將圖像傳感器10切換至PDAF模式并且藉由判斷相位檢測(cè)信息是否符合PDAF條件來(lái)決定是否在對(duì)焦范圍內(nèi)開(kāi)始進(jìn)行粗略搜尋(步驟S612)。必須說(shuō)明的是，當(dāng)處理器40在步驟S606中判斷自動(dòng)對(duì)焦視窗不位于目標(biāo)場(chǎng)景的中央時(shí)，處理器40會(huì)直接將圖像傳感器10切換至PDAF模式并且執(zhí)行步驟S612。

當(dāng)步驟S612的判斷為“是”，即代表相位檢測(cè)數(shù)據(jù)在PDAF模式下為有效。在此情況下，處理器40會(huì)將相位差值輸入至存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器30的相位檢測(cè)值與DAC的關(guān)系，以取得預(yù)測(cè)DAC值(步驟S614)，再根據(jù)預(yù)測(cè)DAC值以及目前DAC值，控制鏡頭12移動(dòng)至粗略搜尋位置(步驟S616)。

當(dāng)鏡頭12無(wú)論是從步驟S610或是步驟S616移動(dòng)至粗略搜尋對(duì)焦位置時(shí)，處理器40將根據(jù)相位檢測(cè)數(shù)據(jù)(步驟S618)以及相位檢測(cè)計(jì)數(shù)值(步驟S619)來(lái)驗(yàn)證自動(dòng)對(duì)焦準(zhǔn)確性。當(dāng)相位差值的驗(yàn)證失敗而相位檢測(cè)計(jì)數(shù)值尚未超過(guò)計(jì)數(shù)閾值時(shí)，處理器40將重新執(zhí)行步驟S614。

當(dāng)步驟S618以及步驟S619的自動(dòng)對(duì)焦準(zhǔn)確性的驗(yàn)證失敗時(shí)，處理器40會(huì)將圖像傳感器10切換至CDAF模式，并且先設(shè)定CDAF模式的精細(xì)搜尋范圍(步驟S620)。另一方面，當(dāng)自動(dòng)對(duì)焦準(zhǔn)確性的驗(yàn)證成功時(shí)，處理器40將根據(jù)環(huán)境亮度來(lái)設(shè)定CDAF模式下的精細(xì)搜尋范圍。處理器40將先判斷感光度增益值是否小于或是等于亮度增益閾值(步驟S622)。當(dāng)判斷為“否”(亦即，環(huán)境亮度不足)，處理器40將在此CDAF模式下設(shè)定較大的精細(xì)搜尋范圍(步驟S626)，以補(bǔ)償較大模擬增益所造成的PDAF誤差。

步驟S602～S622以及S626可參照前述段落中有關(guān)于步驟S402～S422以及S426的相關(guān)內(nèi)容，在此不再贅述。與圖4不同的是，在精細(xì)搜尋之前，處理器40將藉由判斷相位差值的正負(fù)號(hào)來(lái)進(jìn)一步地判斷是否控制鏡頭12向前或向后移動(dòng)(步驟S623)。當(dāng)拍攝近物時(shí)，相位差值即為正值，而處理器40將會(huì)控制鏡頭12向前移動(dòng)至微距處(步驟S625)。當(dāng)拍攝遠(yuǎn)物時(shí)，相位差值即為負(fù)值，而處理器40將會(huì)控制鏡頭12向后移動(dòng)至無(wú)限遠(yuǎn)處(步驟S627)。當(dāng)處理器40控制鏡頭12開(kāi)始向前或向后時(shí)，處理器40將在精細(xì)范圍中執(zhí)行精細(xì)搜尋并且根據(jù)移動(dòng)方向控制鏡頭12移動(dòng)至最佳鏡頭對(duì)焦位置(步驟S628)，而完成自動(dòng)對(duì)焦程序。必須說(shuō)明的是，當(dāng)處理器40在步驟S620將圖像傳感器10切換至CDAF模式時(shí)，將會(huì)直接執(zhí)行步驟S628。

前述自動(dòng)對(duì)焦方法可以從相位檢測(cè)數(shù)據(jù)延伸至例如是視差數(shù)據(jù)等描述兩張圖像之間的差異的任何信息。舉例來(lái)說(shuō)，圖7為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖像提取裝置的示意圖。

請(qǐng)參照?qǐng)D7，本實(shí)施例中的圖像提取裝置700可包括具有鏡頭712a以及感測(cè)陣列714a的圖像傳感器710a、具有鏡頭712b以及感測(cè)陣列714b的圖像傳感器710b、距離傳感器720、存儲(chǔ)器730以及處理器740，其中圖像傳感器710a～710b、距離傳感器720以及存儲(chǔ)器730分別耦接至處理器740，其中首碼冠以“7”的類(lèi)似數(shù)字用以表示與圖1類(lèi)似的元件。

在此，相位檢測(cè)像素?zé)o需包含于感測(cè)陣列714a～714b。處理器40可同時(shí)利用圖像傳感器710a～710b分別所提取的兩張圖像的視差以及自距離傳感器10所取得的距離感測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)做為加速整體自動(dòng)對(duì)焦程序的輔助信息。自動(dòng)對(duì)焦流程類(lèi)似于圖3、圖4以及圖6的自動(dòng)對(duì)焦方法。唯一的差異在于將以視差數(shù)據(jù)、視差數(shù)據(jù)的驗(yàn)證以及視差與DAC的關(guān)系來(lái)取代相位檢測(cè)數(shù)據(jù)、PDAF條件以及相位差值與DAC的關(guān)系。

舉例來(lái)說(shuō)，圖8為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的圖像提取裝置的自動(dòng)對(duì)焦方法的流程圖。

請(qǐng)參照?qǐng)D8，在開(kāi)始進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦程序之后，處理器740將自距離傳感器720取得距離感測(cè)數(shù)據(jù)(步驟S802)以及根據(jù)圖像傳感器710a～710b取得視差數(shù)據(jù)(步驟S804)。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，當(dāng)圖像提取裝置700的使用者欲拍攝目標(biāo)場(chǎng)景的圖像并且按下快門(mén)時(shí)，處理器740將控制距離傳感器720發(fā)射紅外線至目標(biāo)場(chǎng)景中的目標(biāo)物體，并且接收目標(biāo)物體所反射的紅外線以取得距離感測(cè)數(shù)據(jù)。距離感測(cè)數(shù)據(jù)可包括物距以及物體反射率。同時(shí)，處理器740將取得感測(cè)陣列714a～714b所產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)之間的視差所對(duì)應(yīng)的視差數(shù)據(jù)。

在此，距離感測(cè)數(shù)據(jù)以及視差數(shù)據(jù)可做為用以加速整體自動(dòng)對(duì)焦程序的輔助信息。也就是說(shuō)，處理器740將根據(jù)距離感測(cè)數(shù)據(jù)以及視差數(shù)據(jù)，針對(duì)圖像傳感器710a～710b進(jìn)行DSAF模式與視差檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦(DDAF)模式之間的切換，以控制鏡頭712a～712b在對(duì)焦范圍中進(jìn)行粗略搜尋，從而判斷精細(xì)搜尋范圍(步驟S806)。對(duì)應(yīng)于距離傳感器720的DSAF模式可對(duì)近距離的目標(biāo)物體進(jìn)行有效率以及精確的測(cè)量。另一方面，對(duì)應(yīng)于圖像傳感器710a～710b所產(chǎn)生的圖像視差的DDAF模式較適于遠(yuǎn)距離的目標(biāo)物體。在兩種自動(dòng)對(duì)焦模式的并行下，可使鏡頭712a～712b先以較大的步距掃過(guò)整個(gè)對(duì)焦范圍，以先判斷粗略搜尋對(duì)焦位置，再根據(jù)粗略搜尋對(duì)焦位置來(lái)判斷包括最佳鏡頭對(duì)焦位置的精細(xì)搜尋范圍。當(dāng)處理器740判斷出精細(xì)搜尋范圍后，將控制鏡頭712a～712b在精細(xì)搜尋范圍中以對(duì)比檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦(CDAF)模式進(jìn)行精細(xì)搜尋，以判斷最佳鏡頭對(duì)焦位置(步驟S808)。接著，處理器40將控制鏡頭712a～712移動(dòng)至最佳鏡頭對(duì)焦位置(步驟S810)，而完成自動(dòng)對(duì)焦程序。

綜上所述，在根據(jù)自圖像傳感器以及距離傳感器所取得的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行兩種自動(dòng)對(duì)焦模式下，可使鏡頭先以較大的步距掃過(guò)整個(gè)對(duì)焦范圍，而在判斷出最佳鏡頭對(duì)焦位置所在的精細(xì)搜尋范圍之后，再使鏡頭以較小的步距搜尋最佳鏡頭對(duì)焦位置。本發(fā)明所提出的混合式自動(dòng)對(duì)焦方法可有效地加速圖像提取裝置的自動(dòng)對(duì)焦程序，以提升使用者經(jīng)驗(yàn)。

雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開(kāi)如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求書(shū)界定范圍為準(zhǔn)。