一种快速对焦方法和装置、移动终端的制作方法_3

文档序号:9814604阅读:来源:国知局
M行N列像素的小区域,作为所述目标对焦区域的对焦窗口,其中,M和N为2的整数次方,M大于等于32,N小于等于256;在第一对焦点和第二对焦点之间,确定多个焦点采样点;在所述多个焦点采样点分别采集所述对焦窗口中的图像。所述多个焦点采样点不超过5个采样点。
[0086]可选的,上述生成所述对焦评价函数和/或快速对焦参考函数例如可以是通过如下方式实现:
[0087]通过频域变换函数将所述采集的多个图像变换成频域分布,利用频域分布中高频阈值作为清晰度的判断依据,将频域低于所述高频阈值的图像过滤掉,将频域高于所述高频阈值的图像根据频域分布拟合成所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线,所述曲线的横坐标为对焦点位置,所述曲线的竖坐标为频域。
[0088]可选的,上述将清晰度或清晰度参考值最大的对焦位置为最佳对焦点例如可以是通过如下方式实现:
[0089]将所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点;或者
[0090]根据预设的高频阈值,在大于所述高频阈值的任一频域值对应的对焦点作为所述目标对焦区域的最佳对焦点。
[0091]可选的,上述将清晰度或清晰度参考值最大的对焦位置为最佳对焦点例如可以是通过如下方式实现:
[0092]根据预设的高频阈值,在所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线上确定与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点,将所述第三对焦点和第四对焦点之间的中间点确定为频域峰值,将所述频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点;或者
[0093]根据预设的高频阈值,在所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线上确定与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点,根据预设的搜索方向和预设的第一步长,从所述第三对焦点开始搜索,每前进一个步长,获取对应的图像,根据所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数确定对应的频域,若所述对应的频域大于上一个图像的频域,则继续前进一个步长,直至最新获取的图像的频域小于上一个图像的频域时,改变搜索方向并减小第一步长,重复上述搜索过程,直到第一步长达到最小值时对应的对焦点为最佳对焦点。
[0094]本发明实施例通过利用快速对焦参考函数的曲线,在与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点之间,搜索所述频域评价曲线的频域峰值,并将所述频域评价曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点;由于第三对焦点和第四对焦点之间的搜索数量比现有技术中从第一对焦点到第二对焦点之间的搜索数量少了很多,因此,搜索峰值的时间更好,搜索效率更高;
[0095]进一步地,本发明在第一对焦点和第三对焦点之间是离焦段,因此可以用较大的第二步长作为搜索步长,快速经过离焦段,搜索数量更少,搜索效率更高;
[0096]进一步地,本发明快速对焦参考函数的曲线两侧分别单调上升和单调下降,因此可以克服现有技术存在局部峰值存在的对焦不精确的问题。
[0097]图4是本申请实施例提供的一种快速对焦方法的流程示意图;如图4所示,包括:
[0098]401、在第一对焦点和第二对焦点之间采集目标对焦区域的5个图像;
[0099]例如,检测到用户对显示屏显示的当前画面的操作,确定用户选择的目标对焦区域;在所述目标对焦区域中央选择一个M行N列像素的小区域,作为所述目标对焦区域的对焦窗口,其中,M和N为2的整数次方,M大于等于32,N小于等于256。
[0100]其中,选择目标对焦区域的对焦窗口的原因:由于对图像运用对焦评价函数进行的运算基本上与图像的像素成正比,为了达到实时性的要求,必须减少参加运算的像素的数量;如果对整幅图像运用对焦评价函数,图像中不重要的部分(如背景)会对评价结果产生负面的影响,导致图像中的重要部分(成像主目标)无法准确对焦。
[0101 ]对焦窗口的选择包括中央选择法和多区域选择法,此外还有黄金分割点的对焦窗口和基于皮肤探测的对焦窗口等,本发明不做限定。
[0102]可选地,本发明在第一对焦点和第二对焦点之间采集目标对焦区域的5个图像,包括:
[0103]在第一对焦点和第二对焦点之间,确定5个焦点采样点;分别在5个焦点采样点采集所述对焦窗口中的图像。
[0104]其中,这里的第一对焦点例如可以是镜头离图像传感器较近的位置;第二对焦点例如可以是镜头离图像传感器较远的位置。这个5个焦点采样点均匀分布在第一对焦点和第二对焦点之间,或者也可以不均匀分布在第一对焦点和第二对焦点之间,例如根据镜头移动的随机位置作为采样点。
[0105]本发明,确定的焦点采样点个数不超过5个原因:是因为在步骤402中利用各种对焦评价函数,基于5个采样点获取的图像即可生成本发明所要求的对焦评价曲线或快速对焦参考曲线。
[0106]402、利用频域函数过滤掉清晰度低于预设的频域阈值的图像,将剩余图像根据频域拟合成快速频域对焦参考曲线;
[0107]例如,以频域函数为对焦评价函数为例进行说明,通过频域变换函数将所述采集的多个图像变换成频域分布,利用频域分布中高频阈值作为清晰度的判断依据,将频域低于所述高频阈值的图像过滤掉,将频域高于所述高频阈值的图像根据频域分布拟合成快速频域对焦参考曲线;
[0108]图3是本申请实施例提供的对焦过程中对焦点和频域之间对应关系图,如图3所示,所述快速频域对焦参考曲线的横坐标为对焦点位置,竖坐标为频域。
[0109]本发明实施例中,所述高频阈值可以根据经验设置,如图3中所示的h2。
[0110]403、在第一对焦点和第三对焦点之间的离焦段,利用第二步长作为搜索步长移动镜头,并捕捉的目标对焦区域的图像,结合快速频域对焦参考曲线获取在离焦点的清晰度参考值。
[0111]其中,这里的第一对焦点例如可以是镜头离图像传感器较近的位置;第三对焦点如图3所示n3图像帧对应的对焦点,此第三对焦点对应的频域陡峭上升,第一对焦点和第三对焦点之间是离焦段。
[0112]404、直到离焦段前后两个离焦位置的清晰度参考值及两个离焦位置间的距离对应的变化梯度大于一阈值时,以第一步长为搜索步长移动镜头。
[0113]其中所述第二步长显著大于所述第一步长。
[0114]405、根据爬山搜索算法,在第三对焦点和第四对焦点之间确定最佳对焦点。
[0115]其中,第三对焦点如图3所示n3图像帧对应的对焦点,此第三对焦点对应的频域陡峭上升,第四对焦点如图3所示n4图像帧对应的对焦点,此第四对焦点对应的频域陡峭下降,此时频域函数在峰值两侧的斜率绝对值应该比较大;其中,在第三对焦点和第四对焦点之间为合焦段。
[0116]可选地,将曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点;例如,根据爬山搜索算法,在第三对焦点和第四对焦点之间的合焦段,以第一步长为搜索步长移动镜头,搜索频域最大值hi对应的图像帧n0对应的对焦点确定为最佳对焦点;具体地,根据预设的搜索方向和第一步长,从所述第三对焦点开始搜索,每前进一个步长,获取对应的图像,根据快速频域对焦参考曲线确定对应的频域,若所述对应的频域大于上一个图像的频域,则继续前进一个步长,直至最新获取的图像的频域小于上一个图像的频域时,改变搜索方向并减小第一步长,重复上述搜索过程,直到第一步长达到最小值时对应的对焦点为最佳对焦点。
[0117]可选地,根据预设的高频阈值,在大于所述高频阈值的任一频域值对应的对焦点作为所述目标对焦区域的最佳对焦点;如图3所示,在nl帧图像对应的对焦点和n2帧图像对应的对焦点之间,任选一帧图像对应的对焦点作为最佳对焦点。
[0118]本发明实施例通过利用快速对焦参考函数的曲线,在与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点之间,搜索所述频域评价曲线的频域峰值,并将所述频域评价曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点;由于第三对焦点和第四对焦点之间的搜索数量比现有技术中从第一对焦点到第二对焦点之间的搜索数量少了很多,因此,搜索峰值的时间更好,搜索效率更高;
[0119]进一步地,本发明在第一对焦点和第三对焦点之间是离焦段,因此可以用较大的第二步长作为搜索步长,快速经过离焦段,搜索数量更少,搜索效率更高;
[0120]进一步地,本发明快速对焦参考函数的曲线两侧分别单调上升和单调下降,因此可以克服现有技术存在局部峰值存在的对焦不精确的问题。
[0121]图5是本申请实施例提供的一种快速对焦装置的结构示意图;如图5所示,包括:
[0122]获取模块51,用于按预设步长先后移动镜头到两个离焦位置,并分别根据在两个离焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合快速对焦参考函数获取在两个离焦位置的清晰度参考值;
[0123]识别模块52,用于根据两个离焦位置的清晰度参考值及两个离焦位置间的距离,识别两个离焦位置间的清晰度参考值的变化梯度;
[0124]步长调整模块53,用于当所述变化梯度小于一阈值时,以第二步长为所述预设步长移动镜头,当所述变化梯度大于一阈值时,以第一步长为所述预设步长移动镜头,其中所述第二步长显著大于所述第一步长。
[0125]所述的装置,还包括:
[0126]最佳对焦确定模块54,用于以所述第一步长为预设步长连续移动镜头到若干对焦位置时,分别根据在所述若干对焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合对焦评价函数获取在所述若干对焦位置的清晰度或结合快速对焦参考函数获取
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