双摄像头对焦方法及装置与流程

本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种双摄像头对焦方法及装置。

背景技术：

现有智能手机上，大多数对焦方式都是基于对比度检测法与相位检测法，而这两种方式都存在着不足之处。基于对比度检测法的对焦方式，对焦速度慢，先是模糊，然后清楚，再模糊，最后回到原来的清晰位置，用户体验效果差。相位检测法虽然速度上有所提升，但因为需要在传感器的感光像素中，单独取出一部分用来做检测入射光线的相位差，来计算出对焦的位置，这样会有以下缺点：增加了硬件成本和影响整体的画质，而且相位检测法对光线的依赖性比较强，因而在弱光下会对焦失败。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种双摄像头对焦方法及装置，其能够快速完成对焦，即使在弱光下仍然可以对焦，同时还可以降低成本。

本发明较佳实施例提供一种双摄像头对焦方法，应用于电子设备，所述电子设备包括第一摄像头及第二摄像头，所述电子设备还包括一数据库，所述数据库包括视差及视差对应的dac值，所述方法包括：

计算经所述第一摄像头采集的多帧图像与经所述第二摄像头采集的多帧图像之间的时间差，找到符合预设条件的时间差对应的两帧图像；

根据所述两帧图像得到目标视差；

查找与所述目标视差对应的所述第一摄像头的dac值，并根据与所述目标视差对应的目标dac值、当前dac值对马达进行调整，以完成对焦。

本发明较佳实施例还提供一种双摄像头对焦装置，应用于电子设备，所述电子设备包括第一摄像头及第二摄像头，所述电子设备还包括一数据库，所述数据库包括视差及视差对应的dac值，所述装置包括：

图像获取模块，用于计算经所述第一摄像头采集的多帧图像与经所述第二摄像头采集的多帧图像之间的时间差，找到符合预设条件的时间差对应的两帧图像；

视差计算模块，用于根据所述两帧图像得到目标视差；

对焦模块，用于查找与所述目标视差对应的所述第一摄像头的dac值，并根据与所述目标视差对应的目标dac值、当前dac值对马达进行调整，以完成对焦。

相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：

本发明较佳实施例提供一种双摄像头对焦方法及装置，应用于电子设备。其中，所述电子设备包括第一摄像头及第二摄像头，所述电子设备还包括一数据库，所述数据库包括视差及视差对应的dac值。所述电子设备经所述第一摄像头采集多帧图像，经所述第二摄像头采集多帧图像，进而计算经所述第一摄像头采集的多帧图像与经所述第二摄像头采集的多帧图像之间的时间差。根据计算得到的时间差找到符合预设条件的时间差对应的两帧图像。对两帧图像进行处理得到目标视差。电子设备根据所述目标视差在数据库中进行查找，获得与所述目标视差对应的所述第一摄像头的dac值，并根据与所述目标视差对应的目标dac值、当前dac值对马达进行调整，以完成对焦。由此，快速完成对焦，即使在弱光下仍然可以对焦，同时还可以降低成本。

为使发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明较佳实施例提供的电子设备的方框示意图。

图2是本发明较佳实施例提供的双摄像头对焦方法的流程示意图之一。

图3是图2中步骤s120包括的子步骤的流程示意图。

图4是图2中步骤s140包括的子步骤的流程示意图。

图5是本发明较佳实施例提供的双摄像头对焦方法的流程示意图之二。

图6是图5中步骤s110包括的部分子步骤的流程示意图。

图7是图5中步骤s110包括的另一部分子步骤的流程示意图。

图8是本发明较佳实施例提供的相似三角形定位原理图。

图9是本发明较佳实施例提供的双摄像头对焦装置的方框示意图之一。

图10是本发明较佳实施例提供的双摄像头对焦装置的方框示意图之二。

图11是图10中创建模块的方框示意图。

图标：100-电子设备；101-第一摄像头；102-第二摄像头；110-存储器；120-存储控制器；130-处理器；200-双摄像头对焦装置；210-创建模块；211-测量子模块；212-检测子模块；213-建立子模块；214-位置获取子模块；215-视差获取子模块；216-保存子模块；220-图像获取模块；230-视差计算模块；240-对焦模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，图1是本发明较佳实施例提供的电子设备100的方框示意图。本发明实施例中所述电子设备100可以是，但不限于，智能手机、平板电脑等。所述电子设备100包括：第一摄像头101、第二摄像头102、存储器110、存储控制器120、处理器130以及双摄像头对焦装置200。

所述第一摄像头101、第二摄像头102、存储器110、存储控制器120及处理器130各元件之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器110中存储有双摄像头对焦装置200，所述双摄像头对焦装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器110中的软件功能模块。所述处理器130通过运行存储在存储器110内的软件程序以及模块，如本发明实施例中的双摄像头对焦装置200，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本发明实施例中的双摄像头对焦方法。

其中，所述存储器110可以是，但不限于，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，只读存储器(readonlymemory，rom)，可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)，可擦除只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，电可擦除只读存储器(electricerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)等。其中，存储器110用于存储程序，所述处理器130在接收到执行指令后，执行所述程序。所述处理器130以及其他可能的组件对存储器110的访问可在所述存储控制器120的控制下进行。

所述处理器130可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器130可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等。还可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

其中，所述第一摄像头101及第二摄像头102用于采集被拍物体的图像，从而完成对焦。在本实施例中，所述第一摄像头101为主摄像头，所述第二摄像头102为副摄像头，通过采集的图像以及所述电子设备100中存储的数据库向马达发送控制指令，从而使所述第一摄像头101完成对焦。

在本实施例的实施方式中，所述第一摄像头101与第二摄像头102的焦距相同。

可以理解，图1所示的结构仅为示意，电子设备100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

请参照图2，图2是本发明较佳实施例提供的双摄像头对焦方法的流程示意图之一。所述方法应用于电子设备100。所述电子设备100包括第一摄像头101及第二摄像头102。所述电子设备100还包括一数据库，所述数据库包括视差及视差对应的dac值。下面对双摄像头对焦方法的具体流程进行详细阐述。

步骤s120，计算经所述第一摄像头101采集的多帧图像与经所述第二摄像头102采集的多帧图像之间的时间差，找到符合预设条件的时间差对应的两帧图像。

在本实施例中，所述第一摄像头101及第二摄像头102接收输入的操作，在闪关灯同步的情况下分别采集至少一帧图像。在获得图像后，所述第一摄像头101通过一接口(比如，iface)将采集的图像发送给第一视频前端以进行处理。同理，所述第二摄像头102通过一接口(比如，iface)将采集的图像发送给第二视频前端以进行处理。其中，所述第一视频前端与所述第二视频前端之间还可以存在自动曝光(automaticexposurecontrol，自动曝光控制)同步信号。

在本实施例的实施方式中，所述第一视频前端还可以将接收的所述第一摄像头101获取的图像发送给一显示单元，以预览当前的拍摄图像。

所述第一视频前端将所述第一摄像头101发送的图像处理为yuv数据，并提取所述yuv数据中的y数据。同理，所述第二视频前端将所述第二摄像头102发送的图像处理为yuv数据，并提取所述yuv数据中的y数据。

其中，yuv是一种颜色编码方法。在现在彩色电视系统中，通常采用三管彩色摄影机或彩色ccd(charge-coupleddevice，电荷耦合元件)摄影机进行取像，然后把得到的彩色图像信号经分色、分别放大校正后得到rgb，再经过矩阵变换得到亮度信号y和两个色差信号r-y(即u)、b-y(即v)，最后发送端将亮度和色差三个信号分别进行编码，用同一信道发送出去。y数据也就是指亮度。

请参照图3，图3是图2中步骤s120包括的子步骤的流程示意图。所述步骤s120可以包括子步骤s121及子步骤s122。

子步骤s121，根据所述第一摄像头101获得的每帧图像的时间点与所述第二摄像头102获得的每帧图像的时间点得到时间差。

在本实施例中，在需要对焦时，按时间将经所述第一摄像头101获得的图像与经所述第二摄像头102获得的图像作为一组图像，也就是说，每组图像包括分别由两个摄像头获取的图像。由此，获得至少一组图像。可以根据不同会话区分当前y数据是对应第一摄像头101还是对应第二摄像头102。同时还可以根据会话获得每帧图像对应的时间点。进而将经所述第一摄像头101获得的每帧图像的时间点与经所述第二摄像头102获得的每帧图像的时间点进行计算，以得到每组图像对应的时间差。

比如，在需要对焦时，由第一摄像头101获得图像a1、a2，由第二摄像头102获得图像b1、b2。则按照时间分组，第一组图像包括a1及b1，第一组图像的时间差为获取图像a1、b1的时间点差值；第二组图像包括a2及b2，第二组图像的时间差为获取图像a2、b2的时间点差值。

子步骤s122，将得到的时间差与预设时间差阈值进行比较，得到小于所述预设时间差阈值的时间差对应的两帧图像。

在本实施例中，每获取一组图像则计算得到该组图像的时间差，并将所述时间差与预设时间差阈值进行比较。在所述时间差大于所述预设时间差阈值时，表征该组图像不符合预设条件，由于对焦需要及时性，对于不符合预设条件的一组图像，也就是说，过了时间点的图像，不存在计算价值，因此将不符合预设条件的图像丢弃，并获取下一组图像。在所述时间差小于所述预设时间差阈值时，表征该组图像符合条件，即获得了需要的两帧图像。进一步地，在获得了需要的两帧图像后，停止经第一摄像头101及第二摄像头102获得用于对焦的图像。其中，所述预设时间差阈值可以根据实际情况进行设置，比如，0.5s。

在一种实施方式中，可以在一预设时间段内经第一摄像头101及第二摄像头102获得多组图像。计算每组图像的时间差后，筛选出最短时间差，获得最短时间差对应的两帧图像。

步骤s130，根据所述两帧图像得到目标视差。

对所述两帧图像进行处理，得到被拍物体分别在两帧图像上的距离值，将两个距离值进行相减即得到目标视差。

步骤s140，查找与所述目标视差对应的所述第一摄像头101的dac值，并根据与所述目标视差对应的目标dac值、当前dac值对马达进行调整，以完成对焦。

请参照图3，图3是图2中步骤s140包括的子步骤的流程示意图。所述步骤s140可以包括子步骤s141、子步骤s142及子步骤s143。

子步骤s141，将目标dac值与当前dac值进行比对，判断所述目标dac值与当前dac值是否相同。

在本实施例中，所述数据库中保存有视差、物距及焦距的关系。其中，所述物距是指被拍物体与所述第一摄像头101与所述第二摄像头102之间连线之间的距离。焦距指平行光入射时从透镜光心到光聚集之焦点的距离，亦是照相机中，从镜片中心到底片或ccd等成像平面的距离。

在本实施例的实施方式中，所述焦距用dac值表示。其中，dac值表示马达的位置。马达是指自动对焦装置，可实现摄像头的自动对焦，不需要手动拧镜头上的对焦环来完成对焦。

还可以通过对获得的图像进行处理或通过第一摄像头101及第二摄像头102进行测量等方式得到目标物距，进而根据目标视差、目标物距及两摄像头之间的距离在所述数据库中进行运算及查找，获得所述目标视差对应的目标dac值。将获得的所述第一摄像头101的当前dac值与所述目标dac值进行比对，得到比对结果。

在比对结果为所述目标dac值与当前dac值相同时，执行步骤s142。

子步骤s142，不对当前dac值进行调整。

在本实施例中，由于目标dac值与当前dac值相同，表征所述第一摄像头101已完成对焦，被拍物体已位于第一摄像头101的焦距上，因此不需要再对当前dac值进行调整。

在比对结果为所述目标dac值与当前dac值不同时，执行子步骤s143。

子步骤s143，向马达发送控制信号以将当前dac值调整为所述目标dac值。

在本实施例中，由于目标dac值与当前dac值不同，表征所述第一摄像头101未完成对焦。因此，需要调整所述第一摄像头101的dac值。

在本实施例的实施方式中，可以由一控制马达工作状态的模块(比如，stats模块)计算出目标dac值。在目标dac值与当前dac值不同时，向马达发送调整指令，以将当前dac值调整为所述目标dac值，从而使所述第一摄像头101完成对焦。

在本实施例的一种实施方式中，还可以获取所述第一摄像头101的awb值，从而辅助完成对焦及摄像。其中，awb(automaticwhitebalance，自动白平衡)是指摄像机可以根据通过其镜头和白平衡感测器的光线情况，自动探测出被摄物体的色温值，以此判断摄像条件。并选择最接近的色调设置，由色温校正电路加以校正，白平衡自动控制电路自动将白平衡调到合适的位置。

请参照图4，图4是本发明较佳实施例提供的双摄像头对焦方法的流程示意图之二。所述方法还可以包括步骤s110。

步骤s110，在完成对焦时，采集不同视差及视差对应的dac值以创建数据库。

在本实施例中，在实际应用之前，首先完成标定，也就是建立焦距与物距之间的关系，并将焦距与物距之间的关系保存在数据库中。其中，焦距用dac值表示。

通过第一摄像头101及第二摄像头102利用相似三角形原理测出被拍物体与所述第一摄像头101与所述第二摄像头102之间连线之间的物距，进而根据第二距离与焦距的关系，即可确定对焦位置。

请参照图6，图6是图5中步骤s110包括的部分子步骤的流程示意图。所述步骤s110可以包括子步骤s111、子步骤s112及子步骤s116。

子步骤s111，测量所述第一摄像头101与第二摄像头102的第一距离。

子步骤s112，在完成对焦时，检测得到被拍物体与所述第一摄像头101与所述第二摄像头102之间连线之间的第二距离及第二距离对应的dac值。

在本实施例中，在完成对焦后，可以通过测量的方式得到物距，也就是说得到被拍物体与所述第一摄像头101与所述第二摄像头102之间连线之间的第二距离，同时记录所述第二距离对应的dac值。

子步骤s116，根据第一距离、第二距离、第二距离对应的dac值及视差以得到视差与dac值的关系，并将第一距离、第二距离、第二距离对应的dac值及视差保存在数据库中。

其中，视差表示同一被拍物体在经第一摄像头101获得的图像与经第二摄像头102获得的图像上的距离。

请参照图7，图7是图5中步骤s110包括的另一部分子步骤的流程示意图。所述步骤s110还可以包括子步骤s113、子步骤s114及子步骤s115。

子步骤s113，在经所述第一摄像头101获得的第一图像上建立第一坐标系，及在经所述第二摄像头102获得的第二图像上建立第一坐标系。

子步骤s114，获得被拍物体在第一图像中的位置及被拍物体在第二图像中的位置。

在本实施例中，可以利用图像识别技术识别出第一图像及第二图像中的被拍物体。

子步骤s115，根据第一坐标系、第二坐标系、被拍物体在第一图像中的位置及被拍物体在第二图像中的位置得到视差。

请参照图8，图8是本发明较佳实施例提供的相似三角形定位原理图。首先通过测量得到c1、c2之间的第一距离d1。在对焦完成时，也就是被拍物体位于c1的焦距上即最清晰的位置上时，获得被拍物体p与c1、c2连线之间的第二距离d2及用dac值表示的焦距f。在完成上述步骤后，通过拍摄得到两张图像，分别在两张图像上建立坐标系，进而可以通过图像识别技术寻找到被拍物体p。根据两个坐标系及被拍物体p在第一图像中的位置及被拍物体在第二图像中的位置得到被拍物体在第一图像上的距离x^l及被拍物体在第二图像上的距离x^r，x^l、x^r的差值即为视差d。由此，根据第一距离d1、第二距离d2、视差d及焦距f通过公式推导得到视差d与焦距f的关系。其中，c1表示第一摄像头101，c2表示第二摄像头102。公式推导如下：

l+d1＝x^l+t+(l-x^r)

t＝d1+x^r-x^l

其中，l表示感光区域，t表示被拍物体在对应的图像上的位置的空间距离。

在不同第二距离d2的情况下，采集多组图像进行上述运算，并保存在数据库中，以增加数据库的精确度。

由此，在实际应用时，根据第一距离d1、由第一摄像头101与第二摄像头102测量出的第二距离d2、计算出的视差d即可得到对应的焦距。通过控制马达以调整到该焦距对应的dac值，即可完成快速对焦，即使在弱光下仍然可以对焦，同时没有增加硬件成本，还可以通过省去统计对比度的资源以降低成本。

请参照图9，图9是本发明较佳实施例提供的双摄像头对焦装置200的方框示意图之一。所述双摄像头对焦装置200应用于电子设备100。所述电子设备100包括第一摄像头101及第二摄像头102，所述电子设备100还包括一数据库，所述数据库包括视差及视差对应的dac值。所述双摄像头对焦装置200包括图像获取模块220、视差计算模块230及对焦模块240。

图像获取模块220，用于计算经所述第一摄像头101采集的多帧图像与经所述第二摄像头102采集的多帧图像之间的时间差，找到符合预设条件的时间差对应的两帧图像。

所述图像获取模块220计算经所述第一摄像头101采集的多帧图像与经所述第二摄像头102采集的多帧图像的时间差，找到符合预设条件的时间差对应的两帧图像的方式包括：

根据所述第一摄像头101获得的每帧图像的时间点与所述第二摄像头102获得的每帧图像的时间点得到时间差；

将得到的时间差与预设时间差阈值进行比较，得到小于所述预设时间差阈值的时间差对应的两帧图像。。

在本实施例中，所述图像获取模块220用于执行图2中的步骤s120，关于所述图像获取模块220的具体描述可以参照图2中步骤s120的描述。

视差计算模块230，用于根据所述两帧图像得到目标视差。

在本实施例中，所述视差计算模块230用于执行图2中的步骤s130，关于所述视差计算模块230的具体描述可以参照图2中步骤s130的描述。

对焦模块240，用于查找与所述目标视差对应的所述第一摄像头101的dac值，并根据与所述目标视差对应的目标dac值、当前dac值对马达进行调整，以完成对焦。

所述对焦模块240根据与所述目标视差对应的目标dac值、当前dac值对马达进行调整的方式包括：

将目标dac值与当前dac值进行比对；

若所述目标dac值与当前dac值相同，则不对当前dac值进行调整；

若所述目标dac值与当前dac值不同，则向马达发送控制信号以将当前dac值调整为所述目标dac值。

在本实施例中，所述对焦模块240用于执行图2中的步骤s140，关于所述对焦模块240的具体描述可以参照图2中步骤s140的描述。

请参照图10，图10是本发明较佳实施例提供的双摄像头对焦装置200的方框示意图之二。所述双摄像头对焦装置200还可以包括创建模块210。

创建模块210，用于在完成对焦时，采集不同视差及视差对应的dac值以创建数据库。

请参照图11，图11是图10中创建模块210的方框示意图。所述创建模块210包括：

测量子模块211，用于测量所述第一摄像头101与第二摄像头102的第一距离；

检测子模块212，用于在完成对焦时，检测得到被拍物体与所述第一摄像头101与所述第二摄像头102之间连线之间的第二距离及第二距离对应的dac值；

保存子模块216，用于根据第一距离、第二距离、第二距离对应的dac值及视差以得到视差与dac值的关系，并将第一距离、第二距离、第二距离对应的dac值及视差保存在数据库中。

其中，视差表示同一被拍物体在经第一摄像头101获得的图像与经第二摄像头102获得的图像上的距离。

请再次参照图11，所述创建模块210还可以包括：

建立子模块213，用于在经所述第一摄像头101获得的第一图像上建立第一坐标系，及在经所述第二摄像头102获得的第二图像上建立第一坐标系；

位置获取子模块214，用于获得被拍物体在第一图像中的位置及被拍物体在第二图像中的位置；

视差获取子模块215，用于根据第一坐标系、第二坐标系、被拍物体在第一图像中的位置及被拍物体在第二图像中的位置得到视差。

在本实施例中，所述创建模块210用于执行图5中的步骤s150，关于所述创建模块210的具体描述可以参照图5中步骤s150的描述。

综上所述，本发明较佳实施例提供一种双摄像头对焦方法及装置，应用于电子设备。其中，所述电子设备包括第一摄像头及第二摄像头，所述电子设备还包括一数据库，所述数据库包括视差及视差对应的dac值。所述电子设备经所述第一摄像头采集多帧图像，经所述第二摄像头采集多帧图像，进而计算经所述第一摄像头采集的多帧图像与经所述第二摄像头采集的多帧图像之间的时间差。根据计算得到的时间差找到符合预设条件的时间差对应的两帧图像。对两帧图像进行处理得到目标视差。电子设备根据所述目标视差在数据库中进行查找，获得与所述目标视差对应的所述第一摄像头的dac值，并根据与所述目标视差对应的目标dac值、当前dac值对马达进行调整，以完成对焦。由此，快速完成对焦，即使在弱光下仍然可以对焦，同时还可以降低成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。