专利名称：一种自动对焦方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子设备领域，具体涉及一种自动对焦方法及设备。
背景技术：
在照相机或者投影仪等成像设备中，为了得到清晰的成像，需要使被拍摄或者被投影的目标物体处于对焦状态，即物距U、像距V及镜头的焦距f满足成像公式:l/f=l/u+1/v。随着技术的发展，目前常见的成像设备都具有自动对焦功能，能够自动调节镜头与图像传感器的距离，即像距V，从而使目标物体处于对焦状态。通常情况下，对焦状态下的图像对比度最大，因此，通过移动镜头改变像距V，并对获得的数字图像进行分析，实时计算不同像距V下获得的数字图像的对比度，找到对比度最大的像距点就实现了自动对焦。但在噪声大的场景下，数字图像的对比度很难被准确地计算出来，使得在大噪声场景下不能准确、稳定的对焦。
发明内容
本发明实施例提供了一种自动对焦方法，能够在噪声大的场景下准确计算出图像的对比度，实现准 确、稳定的对焦。本申请第一方面提供一种自动对焦方法，包括:获取目标物体的当前数字图像；
计算所述当前数字图像的每个像素点的对比度分量；根据所述每个像素点的对比度分量计算所述当前数字图像的像素点的对比度分量平均值，并将所述平均值与阈值系数相乘得到对比度阈值；将所述当前数字图像中对比度分量大于等于所述对比度阈值的像素点的对比度分量相加得到所述当前数字图像的对比度；判断所述当前数字图像的对比度是否为最大对比度；若所述当前数字图像的对比度分量为最大对比度，则确定所述目标物体处于对焦状态。在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述计算所述当前数字图像的每个像素点的对比度分量包括:将所述当前数字图像的每个像素点的亮度分量分别与水平梯度算子和垂直梯度算子进行卷积运算，得到该每个像素点的水平梯度和垂直梯度；将所述每个像素点的水平梯度和垂直梯度分别进行平方运算，得到该每个像素点的水平梯度平方值和垂直梯度平方值；将所述每个像素点的水平梯度平方值和垂直梯度平方值进行相加，得到该每个像素点的对比度分量。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，其特征在于，所述水平梯度算子为二维高斯函数在X方向的一阶导数，所述垂直梯度算子为二维高斯函数在I方向的一阶导数。本申请第二方面提供一种自动对焦设备，包括:图像获取模块，用于获取目标物体的当前数字图像；对比度分量计算模块，用于计算所述图像获取模块获取的所述当前数字图像的每个像素点的对比度分量；对比度阈值确定模块，用于根据所述对比度分量计算模块计算出来的所述每个像素点的对比度分量计算所述当前数字图像的像素点的对比度分量平均值，并将所述平均值与阈值系数相乘得到对比度阈值；对比度计算模块，用于将所述当前数字图像中对比度分量大于等于所述对比度阈值的像素点的对比度分量相加得到所述当前数字图像的对比度；
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判断模块，用于判断所述对比度计算模块计算得出的所述当前数字图像的对比度分量是否为最大对比度；对焦确定模块，用于在所述判断模块判断出所述当前数字图像的对比度分量为最大对比度分量时，确定所述目标物体处于对焦状态。在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述对比度分量计算模块包括:梯度计算子单元，用于将所述当前数字图像的每个像素点的亮度分量分别与水平梯度算子和垂直梯度算子进行卷积运算，得到该每个像素点的水平梯度和垂直梯度；梯度平方值计算子单元，用于将所述梯度计算子单元计算得出的所述每个像素点的水平梯度和垂直梯度分别进行平方运算，得到该每个像素点的水平梯度平方值和垂直梯度平方值；对比度计算子单元，用于将所述梯度平方值计算子单元计算得出的所述每个像素点的水平梯度平方值和垂直梯度平方值进行相加，得到该每个像素点的所述当前数字图像的对比度。结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述水平梯度算子为二维高斯函数在X方向的一阶导数，所述垂直梯度算子为二维高斯函数在I方向的一阶导数。本申请第三方面提供一种自动对焦设备，包括存储器和处理器，其中:所述存储器用于存储一组程序代码；所述处理器用于读取存储器中的所述程序代码，执行:获取目标物体的当前数字图像；计算所述当前数字图像的每个像素点的对比度分量；根据所述每个像素点的对比度分量计算所述当前数字图像的像素点的对比度分量平均值，并将所述平均值与阈值系数相乘得到对比度阈值；将所述当前数字图像中对比度分量大于等于所述对比度阈值的像素点的对比度分量相加得到所述当前数字图像的对比度；判断所述当前数字图像的对比度是否为最大对比度；若所述当前数字图像的对比度分量为最大对比度，则确定所述目标物体处于对焦状态。在第三方面的第一种可能的实现方式中，所述处理器执行所述计算所述当前数字图像的每个像素点的对比度分量的具体方式为:将所述当前数字图像的每个像素点的亮度分量分别与水平梯度算子和垂直梯度算子进行卷积运算，得到该每个像素点的水平梯度和垂直梯度；将所述每个像素点的水平梯度和垂直梯度分别进行平方运算，得到该每个像素点的水平梯度平方值和垂直梯度平方值；将所述每个像素点的水平梯度平方值和垂直梯度平方值进行相加，得到该每个像素点的对比度分量。结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述水平梯度算子为二维高斯函数在X方向的一阶导数，所述垂直梯度算子为二维高斯函数在I方面的一阶导数。本发明通过计算出一个对比度阈值，并用此对比度阈值与每个像素点的对比度分量进行比较，剔除噪声大的像素点，从而去除噪声的影响，准确计算出图像的对比度。本发明可以在噪声大的场景下准确地计算出图像对比度，实现噪声大的场景下准确、稳定的自动对焦。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是对比度曲线；图2是本发明实施 例提供的一种自动对焦方法的流程图；图3为图像对比度计算方法的流程图；图4是本发明实施例提供的一种自动对焦设备的结构图；图5是本发明实施例提供的另一种自动对焦设备的结构图；图6是本发明实施例提供的一种自动对焦设备的结构图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。一般认为对焦状态下图像对比度最大，因此，通过移动镜头位置改变像距，对摄像机获得的数字图像进行分析，实时计算出图像的对比度，将镜头移动至图像对比度达到最大值时的位置，就实现了自动对焦。图1是对比度曲线，对比度曲线描述每一个镜头位置(即像距)所对应的图像对比度，如图1所示，对比度曲线的峰值位置即为最佳的对焦位置。目前，常见的数字图像的对比度c计算公式为:
权利要求
1.一种自动对焦方法，其特征在于，包括: 获取目标物体的当前数字图像； 计算所述当前数字图像的每个像素点的对比度分量； 根据所述每个像素点的对比度分量计算所述当前数字图像的像素点的对比度分量平均值，并将所述平均值与阈值系数相乘得到对比度阈值； 将所述当前数字图像中对比度分量大于等于所述对比度阈值的像素点的对比度分量相加得到所述当前数字图像的对比度； 判断所述当前数字图像的对比度是否为最大对比度； 若所述当前数字图像 的对比度分量为最大对比度，则确定所述目标物体处于对焦状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述当前数字图像的每个像素点的对比度分量包括: 将所述当前数字图像的每个像素点的亮度分量分别与水平梯度算子和垂直梯度算子进行卷积运算，得到该每个像素点的水平梯度和垂直梯度； 将所述每个像素点的水平梯度和垂直梯度分别进行平方运算，得到该每个像素点的水平梯度平方值和垂直梯度平方值； 将所述每个像素点的水平梯度平方值和垂直梯度平方值进行相加，得到该每个像素点的对比度分量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述水平梯度算子为二维高斯函数在X方向的一阶导数，所述垂直梯度算子为二维高斯函数在y方向的一阶导数。
4.一种自动对焦设备，其特征在于，包括: 图像获取模块，用于获取目标物体的当前数字图像； 对比度分量计算模块，用于计算所述图像获取模块获取的所述当前数字图像的每个像素点的对比度分量； 对比度阈值确定模块，用于根据所述对比度分量计算模块计算出来的所述每个像素点的对比度分量计算所述当前数字图像的像素点的对比度分量平均值，并将所述平均值与阈值系数相乘得到对比度阈值； 对比度计算模块，用于将所述当前数字图像中对比度分量大于等于所述对比度阈值的像素点的对比度分量相加得到所述当前数字图像的对比度； 判断模块，用于判断所述对比度计算模块计算得出的所述当前数字图像的对比度分量是否为最大对比度； 对焦确定模块，用于在所述判断模块判断出所述当前数字图像的对比度分量为最大对比度分量时，确定所述目标物体处于对焦状态。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述对比度分量计算模块包括: 梯度计算子单元，用于将所述当前数字图像的每个像素点的亮度分量分别与水平梯度算子和垂直梯度算子进行卷积运算，得到该每个像素点的水平梯度和垂直梯度； 梯度平方值计算子单元，用于将所述梯度计算子单元计算得出的所述每个像素点的水平梯度和垂直梯度分别进行平方运算，得到该每个像素点的水平梯度平方值和垂直梯度平方值；对比度计算子单元，用于将所述梯度平方值计算子单元计算得出的所述每个像素点的水平梯度平方值和垂直梯度平方值进行相加，得到该每个像素点的所述当前数字图像的对t 匕/S。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述水平梯度算子为二维高斯函数在X方向的一阶导数，所述垂直梯度算子为二维高斯函数在y方向的一阶导数。
7.一种自动对焦设备，其特征在于，包括存储器和处理器，其中: 所述存储器用于存储一组程序代码； 所述处理器用于读取存储器中的所述程序代码，执行: 获取目标物体的当前数字图像； 计算所述当前数字图像的每个像素点的对比度分量； 根据所述每个像素点的对比度分量计算所述当前数字图像的像素点的对比度分量平均值，并将所述平均值与阈值系数相乘得到对比度阈值； 将所述当前数字图像中对比度分量大于等于所述对比度阈值的像素点的对比度分量相加得到所述当前数字图像的对比度； 判断所述当前数字图像的对比度是否为最大对比度； 若所述当前数字图像的对比度分量为最大对比度，则确定所述目标物体处于对焦状态。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述处理器执行所述计算所述当前数字图像的每个像素点的对比度分量的具体方式为: 将所述当前数字图像的每个像素点的亮度分量分别与水平梯度算子和垂直梯度算子进行卷积运算，得到该每个像素点的水平梯度和垂直梯度； 将所述每个像素点的水平梯度和垂直梯度分别进行平方运算，得到该每个像素点的水平梯度平方值和垂直梯度平方值； 将所述每个像素点的水平梯度平方值和垂直梯度平方值进行相加，得到该每个像素点的对比度分量。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述水平梯度算子为二维高斯函数在X方向的一阶导数，所述 垂直梯度算子为二维高斯函数在y方面的一阶导数。
全文摘要
本发明公开了一种自动对焦方法及设备，该自动对焦方法包括获取目标物体的当前数字图像；计算当前数字图像的每个像素点的对比度分量；根据每个像素点的对比度分量计算当前数字图像的像素点的对比度分量平均值，并将平均值与阈值系数相乘得到对比度阈值；将当前数字图像中对比度分量大于等于对比度阈值的像素点的对比度分量相加得到所述当前数字图像的对比度；判断当前数字图像的对比度是否为最大对比度；若当前数字图像的对比度分量为最大对比度，则确定目标物体处于对焦状态。本发明能够在噪声大的场景下准确计算出图像的对比度，实现准确、稳定的对焦。
文档编号G02B7/36GK103235397SQ201310156140
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者林少伟 申请人:华为技术有限公司