[發明專利]一種一體化攝像機裝置及自適應自動聚焦方法

有效

• 申請號: 200910096471.6
• 申請日: 2009-03-09
• 公開（公告）號: CN101494737A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 宋其毅;徐鵬
• 申請（專利權）人: 杭州?？低晹底旨夹g股份有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;G02B7/28;G03B13/36
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司
• 代理人: 陳繼亮

1.一種自適應自動聚焦方法，其特征在于：該方法包括步驟如下：

1)將鏡頭所對應的場景劃分出中心窗口及四周幾個窗口，用于評價圖像清晰度及是否處于聚焦狀態；

2)對于中心窗口及四周幾個窗口使用圖像清晰度評價函數，根據所獲得連續兩幀圖像的清晰度評價值判定當前聚焦的主體窗口；

3)對聚焦主體窗口使用清晰度評價準則，獲取當前幀的清晰度評價值；

4)根據當前幀的清晰度評價值及已獲取的最近連續多幀圖像的評價值判定聚焦點方向并調整聚焦電機的馬達方向，確定下一步步長大??；

5)判斷是否搜索到清晰度評價曲線的波峰，當前鏡頭所處的位置是否為聚焦點的位置，如果鏡頭未處于聚焦狀態則重復本方法的第3)至5)步驟，否則進入步驟6)；

6)判定鏡頭電機是否已走過代表聚焦點的曲線波峰，并驅動電機到達代表聚焦點的波峰，確定鏡頭電機處于聚焦點時圖像是否處于聚焦清晰狀態；

7)當鏡頭電機處于聚焦點時圖像處于聚焦清晰狀態時，啟動運動檢測用于確定鏡頭場景處于聚焦的清晰狀態，當場景變化時開始判斷變化后的場景是否處于可接受的清晰程度，否則啟動新一輪的自動聚焦過程。

2.根據權利要求1所述的自適應自動聚焦方法，其特征在于：上述的進行運動檢測的步驟7)中包含了以下更為具體的步驟：

101)鏡頭所采集的圖像的場景是否已發生變化，如果尚未發生變化，場景是否處于可接受的清晰程度；

102)如果鏡頭所采集的圖像的場景尚未變化但其清晰程度已不在可接受的范圍以內，則根據其清晰程度啟動相應的自動聚焦函數；如果鏡頭場景圖像內容尚未變化，且清晰程度有所下降但仍在可接受的范圍以內則仍繼續進行運動檢測；

103)如鏡頭采集到的場景內容已發生變化，則判定變化后的場景的清晰度是否在可接受的范圍以內；如果變化后場景圖像的清晰度超出可接受的范圍，則重新開始啟動自動聚焦；否則繼續進行運動檢測。

3.根據權利要求1所述的自適應自動聚焦方法，其特征在于：對任意采集圖像用清晰度評價函數運算后所得到的圖像清晰度值以外，還設計了一個通用的圖像模糊度標記值，模糊度標記值表示當前采集圖像的模糊程度，根據其取值所處的范圍大體確定其清晰程度并結合聚焦評價值的變化確定是否達到準確聚焦狀態。

4.根據權利要求1或3所述的自適應自動聚焦方法，其特征在于：在步驟4)中還包含以下更進一步的聚焦步驟：

201)對所采集到的圖像獲取其圖像清晰度評價值的同時獲取其圖像的模糊度標記值；

202)根據其模糊度標記值大致判斷圖像的模糊程度及步進電機是否接近聚焦點；

203)根據模糊度判斷準則以自適應的確定自動聚焦中步進電機下一步走動的步長，模糊度判斷準則為：模糊度標記值與給定的閾值作比較以確定當前鏡頭場景對應的圖像是否處于模糊狀態；

204)根據一定的判斷準則確定電機運動方向，如果判定當前狀態并非聚焦狀態時則驅動鏡頭電機向該方向運行相應步長的距離到達新的位置；

205)更新相關聚焦參考值。

5.根據權利要求1或3所述的自適應自動聚焦方法，其特征在于：根據不同的變倍倍率選擇不同的聚焦模式，所有聚焦模式均由權利要求1所陳述的步驟1)至步驟7)構成，不同聚焦模式的區別在于所選擇的清晰度評價函數不同，聚焦時每步所走過的步長不同及步進電機運行方向的判斷有所不同。

6.一種采用如權利要求1所述的自適應自動聚焦方法的一體化攝像機裝置，其特征在于：自動聚焦裝置主要包括了以下幾部分：

透鏡部分，該透鏡用于采集光線信號，包括聚焦電機與變焦電機及各自的驅動模塊；

圖像信號采集獲取部分，用于將透鏡采集的光信號通過傳感器轉換為電壓信號；

圖像信號的插值部分，用于對經濾色陣列后的色彩象素矩陣進行插值處理；

圖像信號處理部分，用于對插值后色彩信號構成圖像的白平衡處理、色彩校正和用于對圖像色彩量化時引入的非線性而進行的伽瑪校正處理，再形成輸出的數字彩色圖像；

數字圖像信號處理控制器，用于對獲取的數字彩色圖像進行窗口劃分、主體窗口選擇和自動聚焦所需清晰度評價與自動聚焦控制；

鏡頭聚焦電機驅動裝置部分，用于接受數字信號處理控制器發出的指令并驅動與光軸垂直的聚焦電機按指定的方向與步長大小運行。