CN101344702B

CN101344702B - 自动对焦系统及自动对焦方法

Info

Publication number: CN101344702B
Application number: CN200710201078XA
Authority: CN
Inventors: 文志辉
Original assignee: Premier Image Technology China Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Premier Image Technology China Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2007-07-13
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2027-07-13
Also published as: US7729604B2; US20090016709A1; CN101344702A

Abstract

一种自动对焦系统，其包括：一个环境亮度检测单元，一个记录单元及一个修正单元。所述环境亮度检测单元用于检测环境的亮度并得到一个检测值。所述记录单元用于记录所拍摄图像的一组亮度值及与所述各亮度值相对应的对比度值。所述修正单元内预设一个标准亮度值及一个标准对比度值，所述修正单元根据所述检测值、所述图像的亮度值及所预设的标准亮度值与标准对比度值计算以对与所述图像的各亮度值相对应的对比度值进行修正。所述自动对焦系统能在日光灯拍摄环境下，对所拍摄图像的对比度值进行修正，从而使相机能准确进行对焦，以使拍摄图像清晰。本发明还提供了一种自动对焦的方法。

Description

自动对焦系统及自动对焦方法

技术领域

本发明涉及一种自动对焦系统及自动对焦方法，尤其涉及一种可用于数码相机的自动对焦系统及自动对焦方法。

背景技术

数码相机在日光灯下取景拍摄时，由于光电耦合元件的积累电荷速度及频率与电流交变的频率不一样，所以灯管不发光的短暂瞬间，数码相机拍摄到的是黑暗。这种断续的黑暗图像反映到数码相机的液晶屏幕上就是闪烁，这种闪烁现象由于相机光电耦合元件的积累电荷速度和日光灯频率不同步造成的。

在自动对焦过程中，一般选取所需拍摄图像的中心区域的最大对比值点进行对焦即可，然而，在日光灯环境下拍摄，由于闪烁现象会造成所拍摄图像的亮度不稳定，从而所选取的最大对比值点不稳定。相机拍摄时难以确定最大对比值点，无法准确对焦，拍摄出来的图像模糊不清。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能准确对焦，拍摄清晰图像的自动对焦系统及自动对焦方法。

一种自动对焦系统，其包括：一个环境亮度检测单元，一个记录单元及一个修正单元。所述环境亮度检测单元用于检测环境的亮度并得到一个检测值。所述记录单元用于记录所拍摄图像的一组亮度值及与所述各亮度值相对应的对比度值。所述修正单元内预设一个标准亮度值与一个标准对比度值，所述修正单元根据所述检测值、所述图像的亮度值及所预设的标准亮度值与标准对比度值计算以对与所述图像的各亮度值相对应的对比度值进行修正。

一种自动对焦方法，其包括以下步骤：

获取一个环境亮度的检测值；

获取所拍摄图像的一组亮度值及与所述各亮度值相对应的对比度值；

根据所述环境亮度的检测值、所述图像的亮度值及一预设的标准亮度值与标准对比度值计算以修正与所述图像的各亮度值相对应的对比度值。

相较于现有技术，所述自动对焦系统及自动对焦方法能在日光灯拍摄环境下，对所拍摄图像的对比度值进行修正，从而使相机能准确进行对焦，以使拍摄图像清晰。

附图说明

图1为本发明实施例的自动对焦系统。

图2为图1的自动对焦系统的自动对焦方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。

请参阅图1，其为本发明实施例所提供的自动对焦系统10。所述自动对焦系统10用于控制一致动器18去驱动一镜头19进行对焦。所述自动对焦系统10包括一个环境亮度检测单元12，一个记录单元14及一个修正单元16。所述环境亮度检测单元12与所述记录单元14分别与所述修正单元16电性连接。所述修正单元16与所述致动器18电性连接，所述致动器18与所述镜头19电性连接。

所述环境亮度检测单元12包括一个环境亮度记录单元122及一个比较单元124，所述环境亮度记录单元122与所述比较单元124电性连接。环境亮度记录单元122获取外界环境的亮度值，比较单元124接收环境亮度记录单元122的亮度值并将该亮度值与比较单元124内预设的一个比较亮度值进行比较得出一个检测值。

所述记录单元14包括一个亮度记录单元142及一个对比度记录单元144。所述亮度记录单元142记录所拍摄图像的一组亮度值，该亮度值由相机拍摄过程中随机决定。所述对比度记录单元144记录一组与所拍摄图像的各亮度值相对应的对比度值。

所述修正单元16包括一个存储单元162、一个计算单元164与一个选取单元166，所述存储单元162、所述计算单元164与所述选取单元166依次电性连接。存储单元162分别与记录单元14的亮度记录单元142及对比度记录单元144电连接。所述存储单元162接收记录单元14中亮度记录单元142记录的所拍摄图像的一组亮度值及对比度记录单元144记录的与亮度记录单元142中各亮度值相应的对比度值。计算单元164根据环境亮度检测单元12的检测值、亮度记录单元142记录的各亮度值及计算单元164内预设一个标准亮度值与一个标准对比度值计算，并得到与亮度记录单元142的各亮度值相对应的各对比度值修正后的对比度值。所述选取单元166根据计算单元修正后的对比度值选取出最大对比度值。

所述致动器18与选取单元166电性连接，所述选取单元166根据最大对比度值控制致动器18移动以带动镜头19移动进行对焦。致动器18采用具有驱动镜头移动功能的元件即可，如旋转步进马达、线性步进马达或音圈马达等。

请参阅图2，其为本发明实施例所提供的自动对焦系统10的自动对焦方法，该方法包括以下步骤：

S100：获取一个环境亮度的检测值；

S200：获取所拍摄图像的一组亮度值及与所述各亮度值相对应的对比度值；

S300：根据所述环境亮度的检测值、所述图像的亮度值及一预设的标准亮度值与标准对比度值计算以修正与所述图像的各亮度值相对应的对比度值。

在步骤S100中，利用所述环境亮度检测单元12的环境亮度记录单元122获取拍摄环境的亮度值，假设该亮度值为L₀。所述环境亮度检测单元12所接收的环境亮度信息可以从具有感测外界光线功能的元件处获取，如电荷耦合元件(Charge-Coupled Device，CCD)、互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)等。比较单元124内预设一比较亮度值L，且L＝100。比较单元124接收环境亮度记录单元122的亮度值L₀并将亮度值L₀与比较单元124内预设的比较亮度值L进行比较，当L₀＞L时，所述比较单元输出一个检测值，该检测值为1，当L₀≤L时，所述比较单元输出一个检测值，该检测值为0.4。

在步骤S200中，所述记录单元22记录一组所拍摄图像的亮度值，假设该组亮度值为L₁、L₂、L₃、...、L_n，其中n为自然数，由相机拍摄过程中随机决定。所述对比度记录单元144记录一组与亮度记录单元142中的各亮度值相对应的对比度值为CV₁、CV₂、CV₃、...、CV_n，其中n为自然数。

在步骤S300中，利用所述修正单元16的存储单元162接收所述记录单元14记录的所拍摄图像的一组亮度值与对比度值。利用计算单元164接收环境亮度检测单元12的检测值，假设该检测值为x。所述修正单元16的计算单元164内预设一个标准亮度值L_k及一个标准对比度值CV_k，其中，k为自然数。所述计算单元164根据所接收的检测值x、所述图像的一组亮度值及预设的标准亮度值L_k与对比度值CV_k，利用一预设公式

{CV}_{n}^{'} = \frac{{CV}_{k} \times [x \times L_{n} + (100 - x) \times L_{k}]}{100 \times L_{k}}

计算得到与所述图像的各亮度值相对应的对比度值修正后的对比度值，其中，k，n为自然数。以亮度值L₁及对比度值CV₁为例，假设对比度值CV₁修正后的值为CV′₁，则

{CV}_{1}^{'} = \frac{{CV}_{k} \times [x \times L_{1} + (100 - x) \times L_{k}]}{100 \times L_{k}},

当环境亮度值L₀＞L时，x＝1，此时

{CV}_{1}^{'} = \frac{{CV}_{k} \times (L_{1} + 99 \times L_{k})}{100 \times L_{k}} .

当环境亮度值L₀≤L时，x＝0.4，此时

{CV}_{1}^{'} = \frac{{CV}_{k} \times (0.4 \times L_{1} + 99.6 \times L_{k})}{100 \times L_{k}} .

各对比度值CV₁、CV₂、CV₃、...、CV_n通过预设公式计算得出一组修正后对比度值CV′₁、CV′₂、CV′₃、...、CV′_n。进一步，所述选取单元根据计算单元164的对比度值得出最大对比度值，利用所述最大对比度值控制所述致动器18以带动所述镜头19进行对焦。

所述预设公式由实验拟合得到，实验环境为频率为50Hz的日光灯环境下，一个光感测元件的取像速度为25fps及30fps时所拍摄图像的亮度值与对比度值的关系曲线，及频率为60HZ的日光灯环境下，所述光感测元件的取像速度为25fps及30fps时所拍摄图像的亮度值与对比度值的关系曲线，及频率为70HZ及频率为80HZ的日光灯环境下，所述光感测元件的取像速度为30fps时所拍摄图像的亮度值与对比度值的关系曲线。由实验测到的关系曲线得到不同环境下亮度值与对比度值的关系，以亮度值为横轴，以对比度值为纵轴建立曲线，进而拟合得到所述计算单元164所采用的预设公式。

可以理解，步骤S100与步骤S200的操作顺序可以互换。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims

1.一种自动对焦系统，其包括：一个环境亮度检测单元、一个记录单元及一个修正单元，所述环境亮度检测单元包括一个环境亮度获取单元与比较单元，所述环境亮度获取单元用于获取环境亮度值，所述比较单元内预设比较亮度值，所述比较单元比较所述环境亮度获取单元获取的所述环境亮度值与预设的所述比较亮度值，并根据比较结果得出检测值，当所述环境亮度值大于所述比较亮度值时，所述检测值为第一状态值；当所述环境亮度值小于所述比较亮度值时，所述检测值为第二状态值，所述记录单元用于记录所拍摄图像的一组亮度值及一组与所述一组亮度值中各亮度值相对应的对比度值，所述修正单元内预设一个标准亮度值与一个标准对比度值，所述修正单元根据一个关于所述检测值、所述图像的所述一组亮度值中的亮度值及所预设的标准亮度值与标准对比度值的预设公式计算一组修正后的对比度值以对与所述图像的所述一组亮度值中各亮度值相对应的所述对比度值进行修正，所述预设公式通过一个光感测元件在不同取像速度、不同频率的日光灯下拍摄的图像的亮度与对比度的关系曲线拟合得到，所述预设公式为：

其中，L_k为所述修正单元内预设的标准亮度值，CV_k为所述修正单元内预设的标准对比度值，x为所述环境亮度检测单元得出的环境亮度的所述检测值，L_n为所述记录单元中记录的图像的亮度值，CV_n′为与L_n相对应的所述对比度值修正后的对比度值，k，n为自然数。

2.如权利要求1所述的自动对焦系统，其特征在于，所述记录单元包括一个亮度记录单元及一个对比度记录单元，所述亮度记录单元记录所拍摄图像的一组亮度值，所述对比度记录单元记录一组与所拍摄图像的所述一组亮度值中各亮度值相对应的所述对比度值。

3.如权利要求1所述的自动对焦系统，其特征在于，所述第一状态值为1。

4.如权利要求1所述的自动对焦系统，所述第二状态值为0.4。

5.如权利要求1-4任一项所述的自动对焦系统，其特征在于，所述修正单元包括一个存储单元、一个计算单元，所述存储单元存储所述记录单元中的亮度值与对比度值，所述计算单元内设置所述预设公式并对与所述存储单元中的亮度值相对应的对比度值进行修正。

6.如权利要求5所述的自动对焦系统，其特征在于，所述修正单元进一步包括一个选取单元，所述选取单元选取所述计算单元中修正后的对比度值中的最大对比度值。

7.一种自动对焦方法，其包括以下步骤：

获取一个环境亮度的检测值，所述检测值通过比较一个获取的环境亮度值与一个预设的比较亮度值确定，当所述环境亮度值大于所述比较亮度值时，所述检测值为第一状态值；当所述环境亮度值小于所述比较亮度值时，所述检测值为第二状态值；获取所拍摄图像的一组亮度值及一组与所述一组亮度值中各亮度值相对应的对比度值；

根据一个关于所述检测值、所述图像的一组亮度值中的亮度值及一预设的标准亮度值与一个标准对比度值的预设公式计算一组修正后的对比度值以修正与所述图像的一组亮度值中各亮度值相对应的所述对比度值，所述预设公式通过一个光感测元件在不同取像速度、不同频率的日光灯下拍摄的图像的亮度与对比度的关系曲线拟合得到，所述预设公式为：

其中，L_k为所述标准亮度值，CV_k为所述标准对比值，x为所述检测值，L_n为所述图像的亮度值，CV_n′为修正后的与L_n相对应的对比度值，k，n为自然数。

8.如权利要求7所述的自动对焦方法，其特征在于，所述第一状态值为1，所述第二状态值为0.4。

9.如权利要求7所述的自动对焦方法，其特征在于，在修正与所述图像的所述一组亮度值中各亮度值相对应的所述对比度值后进一步包括以下步骤：

选取修正后的对比度值中最大的对比度值。