[發(fā)明專利]一種被動(dòng)式自動(dòng)聚焦方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210198011.6
• 申請(qǐng)日: 2012-06-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103513395B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜昕;歐陽(yáng)典勇;賈少華;任江濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號(hào): G02B7/36
• 分類號(hào): G02B7/36;G03B13/36;H04N5/232
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11262
• 代理人: 解婷婷,龍洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種被動(dòng)式自動(dòng)聚焦方法及裝置。

背景技術(shù)

自動(dòng)聚焦(Auto Focus，AF)技術(shù)是指鏡頭自動(dòng)對(duì)所拍攝的物體進(jìn)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(jī)(Video Camera)、數(shù)碼照相機(jī)(Digital Still Camera)、移動(dòng)手機(jī)(Mobile Phone)等影像產(chǎn)品中。

攝像機(jī)的視頻自動(dòng)聚焦技術(shù)主要有主動(dòng)式聚焦和被動(dòng)式聚焦兩種。主動(dòng)式聚焦通過(guò)接收主動(dòng)發(fā)射的光波或者聲波的反射波來(lái)測(cè)量目標(biāo)的距離和方位，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)控制自動(dòng)聚焦。被動(dòng)式聚焦通過(guò)鏡頭和CCD/CMOS傳感器采集到一系列圖像，對(duì)每一幀圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，判斷其是否聚焦，并給出反饋信號(hào)控制鏡頭移動(dòng)，直到所采集的圖像清晰為止。主動(dòng)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(jià)錢較貴，且對(duì)于近距離不太適用?；趫D像處理的被動(dòng)式聚焦儀器，體積小，價(jià)格便宜，其精度較高，但是，聚焦速度相對(duì)于主動(dòng)式聚焦較慢。目前，面向消費(fèi)類的影響產(chǎn)品普遍采用被動(dòng)式聚焦方式。聚焦速度慢使得在聚焦的過(guò)程中，采集到較多的模糊的圖像，給人的主觀視覺(jué)效果較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種被動(dòng)式自動(dòng)聚焦方法及裝置，解決聚焦速度慢的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種被動(dòng)式自動(dòng)聚焦方法，包括：

獲取原始圖像數(shù)據(jù)；

進(jìn)行清晰度計(jì)算，得到原始圖像數(shù)據(jù)的清晰度值；

根據(jù)當(dāng)前變焦（zoom）值確定當(dāng)前有效聚焦范圍，如果鏡頭的當(dāng)前位置不處于當(dāng)前有效聚焦范圍內(nèi)，則采用大步長(zhǎng)粗調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置，待鏡頭的當(dāng)前位置處于當(dāng)前有效聚焦范圍內(nèi)，采用小步長(zhǎng)精調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置；如果鏡頭的當(dāng)前位置處于當(dāng)前有效聚焦范圍內(nèi)，則采用小步長(zhǎng)精調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置；所述大步長(zhǎng)粗調(diào)聚焦策略包括：采用第一步長(zhǎng)移動(dòng)鏡頭直到鏡頭的當(dāng)前位置處于當(dāng)前有效聚焦范圍內(nèi)；所述小步長(zhǎng)精調(diào)聚焦策略包括：使用小于第一步長(zhǎng)的步長(zhǎng)移動(dòng)鏡頭，直到計(jì)算出的清晰度值為最佳清晰度值。

進(jìn)一步地，所述第一步長(zhǎng)為鏡頭的步進(jìn)電機(jī)能夠移動(dòng)的最大步長(zhǎng)。

進(jìn)一步地，所述如果鏡頭的當(dāng)前位置處于當(dāng)前有效聚焦范圍內(nèi)，則采用小步長(zhǎng)精調(diào)聚焦策略調(diào)整鏡頭位置，包括：

判斷當(dāng)前鏡頭是否處于遠(yuǎn)焦區(qū)，如果處于遠(yuǎn)焦區(qū)，則采用第二步長(zhǎng)移動(dòng)鏡頭，直到當(dāng)前鏡頭處于近焦區(qū)，采用鏡頭在近焦區(qū)時(shí)的處理，如果不處于遠(yuǎn)焦區(qū)，判斷當(dāng)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(shí)的處理，即用第三步長(zhǎng)繼續(xù)移動(dòng)鏡頭，直到當(dāng)前鏡頭處于峰值區(qū)，采用鏡頭在峰值區(qū)時(shí)的處理，如果不處于近焦區(qū)，則當(dāng)前鏡頭處于峰值區(qū)，采用鏡頭在峰值區(qū)時(shí)的處理，即用第四步長(zhǎng)繼續(xù)移動(dòng)鏡頭，直到移動(dòng)后計(jì)算的最新的清晰度值小于上一次移動(dòng)后計(jì)算的清晰度值，則上一次移動(dòng)后計(jì)算的清晰度值為最佳清晰度值，上一次移動(dòng)后鏡頭的位置為最佳聚焦位置。

進(jìn)一步地，所述第一步長(zhǎng)大于等于所述第二步長(zhǎng)，所述第二步長(zhǎng)大于所述第三步長(zhǎng)，所述第三步長(zhǎng)大于等于所述第四步長(zhǎng)。

進(jìn)一步地，所述第四步長(zhǎng)為鏡頭的步進(jìn)電機(jī)能夠移動(dòng)的最小步長(zhǎng)。

進(jìn)一步地，所述判斷當(dāng)前鏡頭是否處于遠(yuǎn)焦區(qū)，包括：判斷當(dāng)前清晰度值是否小于預(yù)設(shè)遠(yuǎn)焦區(qū)門限閾值，如果小于，則判斷當(dāng)前鏡頭處于遠(yuǎn)焦區(qū)，如果不小于，則判斷當(dāng)前鏡頭不處于遠(yuǎn)焦區(qū)。

進(jìn)一步地，所述判斷當(dāng)前鏡頭是否在近焦區(qū)，包括：采用下式計(jì)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(dāng)前鏡頭處于近焦區(qū)，如果不小于，則判斷當(dāng)前鏡頭處于峰值區(qū)；

其中，f₁為當(dāng)前幀圖像的當(dāng)前清晰度值，f₂為上一幀圖像的清晰度值，focus_lens1為當(dāng)前幀圖像對(duì)應(yīng)的鏡頭的當(dāng)前位置，focus_lens2為上一幀圖像對(duì)應(yīng)的鏡頭的位置。

進(jìn)一步地，在進(jìn)行清晰度計(jì)算前，所述方法還包括：先對(duì)獲取的原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪聲處理。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種被動(dòng)式自動(dòng)聚焦裝置，包括圖像采集模塊、清晰度計(jì)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(jì)算模塊，用于進(jìn)行清晰度計(jì)算，得到原始圖像數(shù)據(jù)的清晰度值；