CN102087401A

CN102087401A - 自动聚焦方法、记录该方法的记录介质以及自动聚焦设备

Info

Publication number: CN102087401A
Application number: CN2010105835894A
Authority: CN
Inventors: 高成植
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: KR101594000B1; US8717491B2; CN102087401B; US20110128640A1; KR20110061918A

Abstract

提供一种自动聚焦方法、记录该方法的记录介质以及自动聚焦设备。公开了一种通过确定位于聚焦透镜的当前位置的聚焦透镜的移动方向来实现自动聚焦以提高自动聚焦速度的方法，一种用于记录所述自动聚焦方法的记录介质以及一种自动聚焦设备。所述自动聚焦方法通过以下步骤实现：确定聚焦透镜的当前位置；确定在聚焦透镜的当前位置输入的第一图像是否具有图像模糊；如果聚焦透镜的当前位置是用于近范围聚焦的位置并且所述第一图像具有图像模糊，则确定聚焦透镜的移动方向是朝向更远范围聚焦；如果聚焦透镜的当前位置是用于远范围聚焦的位置并且所述第一图像具有图像模糊，则确定聚焦透镜的移动方向是朝向更近范围聚焦。

Description

自动聚焦方法、记录该方法的记录介质以及自动聚焦设备

本申请要求于2009年12月2日提交到韩国知识产权局的第10-2009-0118462号韩国专利申请的优先权，该申请公开于此以资参考。

技术领域

本发明涉及一种自动聚焦方法、一种记录所述自动聚焦方法的记录介质以及一种自动聚焦设备。

背景技术

数字拍摄设备通常包括自动聚焦功能。通常，当聚焦透镜移动以搜索高聚焦值时，聚焦透镜的移动要遍及聚焦透镜的可能位置的很大一部分。这会很费时间并且增加了捕获图像的时间量。这会使错过了捕获图像的机会的数字拍摄设备的用户感到受挫，并会因等待设备自动聚焦而变得沮丧。

发明内容

因此，本领域需要一种提高自动聚焦速度的自动聚焦方法、一种记录所述自动聚焦方法的记录介质以及一种自动聚焦设备。

所述自动聚焦方法包括：确定聚焦透镜的当前位置；确定在聚焦透镜的当前位置输入的第一图像是否有图像模糊；如果聚焦透镜的当前位置是用于远范围聚焦的位置并且第一图像有图像模糊，则确定聚焦透镜的移动方向是朝向更近范围聚焦；以及如果聚焦透镜的当前位置是用于远范围聚焦的位置并且第一图像有图像模糊，则确定聚焦透镜的移动方向是朝向更近范围聚焦。

所述自动聚焦方法可包括：如果聚焦透镜的当前位置是近范围位置并且第一图像没有图像模糊，则确定聚焦透镜的移动方向是朝向更近范围聚焦；以及如果聚焦透镜的当前位置是远范围位置并且第一图像没有图像模糊，则确定聚焦透镜的移动方向是朝向更远范围聚焦。

确定聚焦透镜的当前位置的步骤可包括：计算聚焦透镜的当前位置与对象之间的距离；如果所述距离小于参考距离，则确定对象位于近距离；如果所述距离大于参考距离，则确定对象位于远距离。

所述自动聚焦方法可包括：如果确定对象位于远距离，则确定聚焦透镜的当前位置是用于远范围聚焦的位置；如果确定对象位于近距离，则确定聚焦透镜的当前位置是用于近范围聚焦的位置。

所述的自动聚焦方法可包括：在确定的移动方向移动聚焦透镜；输入第二图像；确定第二图像和第一图像是否是相同场景图像；如果第二图像和第一图像是不同场景图像，则确定第二图像是否有图像模糊；如果确定的移动方向是朝向更远范围聚焦并且第二图像有图像模糊，则确定第二移动方向是朝向更近范围聚焦；以及如果确定的移动方向是朝向更近范围聚焦并且第二图像有图像模糊，则确定第二移动方向是朝向更远范围聚焦。

所述自动聚焦方法可包括：如果确定的移动方向是朝向更远范围聚焦并且第二图像没有图像模糊，则确定第二移动方向是朝向更远范围聚焦；以及如果确定的移动方向是朝向更近范围聚焦并且第二图像没有图像模糊，则确定第二移动方向是朝向更近范围聚焦。

所述自动聚焦方法可包括：如果确定第一图像和第二图像是相同场景图像，则在所述移动的聚焦透镜的预定范围内移动聚焦透镜。

所述自动聚焦方法可包括：在确定的移动方向移动聚焦透镜；确定移动的聚焦透镜的改变位置；输入第二图像；确定第二图像和第一图像是否是相同场景图像；如果第二图像和第一图像是不同场景图像，则确定第二图像是否有图像模糊；如果移动的聚焦透镜的改变位置是用于远范围聚焦并且第二图像有图像模糊，则确定聚焦透镜的第二移动方向是朝向更近范围聚焦；以及如果移动的聚焦透镜的改变位置是用于近范围聚焦并且第二图像有图像模糊，则确定聚焦透镜的第二移动方向是朝向更远范围聚焦。

所述自动聚焦方法可包括：如果移动的聚焦透镜的改变位置用于远范围聚焦并且第二图像没有图像模糊，则确定第二运动方向是朝向更远范围聚焦；如果移动的聚焦透镜的改变位置用于近范围聚焦并且第二图像没有图像模糊，则确定第二运动方向是朝向更近范围聚焦。

所述自动聚焦方法可包括：如果确定第一图像和第二图像是相同场景图像，则从移动的聚焦透镜的改变位置开始在预定范围内移动聚焦透镜。

公开一种将所述自动聚焦方法记录为计算机可读程序代码的记录介质。

根据本发明另一实施例，提供一种自动聚焦设备，该设备包括：聚焦透镜；聚焦透镜电机，用于驱动聚焦透镜；聚焦透镜位置确定单元，用于确定聚焦透镜的当前位置是远范围位置还是近范围位置；图像分析单元，用于确定在聚焦透镜的当前位置输入的第一图像是否有图像模糊；聚焦透镜移动方向确定单元，当聚焦透镜的当前位置是近范围位置并且第一图像有图像模糊时，确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜位于远范围位置的方向，以及当聚焦透镜的当前位置是远范围位置并且第一图像有图像模糊时，确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜位于近范围位置的方向。

附图说明

通过下面结合附图进行的对实施例的详细描述，本发明的实施例的上述和其他特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是根据本发明实施例的作为自动聚焦调整设备的示例的数字拍摄设备的框图；

图2是图1的数字拍摄设备的自动聚焦(AF)控制器的示例的框图；

图3是图1的数字拍摄设备的自动聚焦(AF)控制器的另一示例的框图；

图4是图2和图3所示的聚焦透镜位置确定单元的示例的框图；

图5是图3的图像分析单元的示例的框图；

图6是用于解释根据本发明实施例的自动聚焦方法的流程图；

图7示出包括位于AF区域(AF zone)的近对象的图像；

图8A是与图7的AF区域相应的图像的直方图分布图；

图8B是图8A中示出的X1区域的直方图分布的放大视图；

图9是包括位于AF区域的远对象的图像；

图10A是与图9的AF区域相应的图像的直方图分布图；

图10B是图10A中示出的X2区域的直方图分布的放大视图；

图11是关于图9的AF区域的图像中的对象距离的聚焦值的图；

图12A到图12C是根据本发明另一实施例的自动聚焦方法的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明自动聚焦设备、自动聚焦方法以及记录有自动聚焦方法的记录介质。

图1是根据本发明实施例的作为自动聚焦调整设备的示例的数字拍摄设备的框图。

将描述作为数字图像信号处理设备的示例的数字相机。然而，数字图像信号处理设备不限于数字相机。数字图像信号处理设备的其他示例包括：包括数字图像信号处理设备的相机电话、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、TV以及诸如数字相框的数字装置。

参照图1，数字相机包括：光学单元10，用于输入对象的光信号；快门21；拍摄装置31，用于将由光学单元10和快门21输入的光信号转换为电信号；以及输入信号处理器32，用于处理由拍摄装置31传输的与一帧图像相应的电信号(例如，降低噪声或将电信号转换为数字信号)。数字相机还可包括定时产生器(TG)33，用于向拍摄装置31和输入信号处理器32提供定时信号。数字相机还可包括图像信号处理器41，用于对由输入信号处理器32传输的图像数据执行图像信号处理。虽然可实时向图像信号处理器41输入图像数据，但是，如果需要，可将图像数据临时存储在存储器42中并随后提供给图像信号处理器41。数字相机还可包括操作单元51，用于输入由用户输入的操作信号；显示单元52，用于显示图像；程序存储单元61，用于存储与数字相机的操作有关的程序；以及数据存储单元62，用于存储图像数据和预定信息。数字相机还可包括自动曝光(AE)控制器70，用于推论输入图像的曝光信息并根据推论的曝光信息来自动控制曝光。数字相机还可包括自动聚焦(AF)控制器80，用于自动控制关于输入图像的聚焦。稍后将描述AF控制器80。数字相机还可包括系统控制器90，用于根据由用户输入的操作信号或根据输入图像来控制数字相机的所有部件。

虽然在本实施例中，每个部件由一个分开的块来表示，但是也可使用其他结构。例如，两个或多个部件可形成单个芯片。此外，一个部件可被实现为两个或多个芯片。

以下，将详细描述数字拍摄设备的各个部件。

光学单元10可包括聚焦透镜11，用于聚焦对象；变焦透镜12，用于根据焦距来缩小或加宽视角；以及光圈13，用于控制光信号的强度，即，光量。变焦透镜12和聚焦透镜11中的每一个可包括单个透镜或一组透镜。

光学单元11还可包括电机M1 14，用于驱动聚焦透镜11；电机M2 15，用于驱动变焦透镜12；以及电机M3 16，用于驱动光圈13的打开或关闭。电机M1 14相应于由聚焦控制器17传输的驱动信号来控制聚焦透镜11的位置，电机M2 15相应于由变焦控制器18传输的驱动信号来控制变焦透镜12的位置，电机M3 16相应于由光圈控制器19传输的驱动信号来控制光圈13的位置。聚焦控制器17、变焦控制器18以及光圈控制器19可由系统控制器90控制。

快门21可控制已经穿过光学单元10的光信号的输入。快门21可以是包括上下移动的遮光屏(screen)的机械快门。或者，不采用单独的快门，而是可通过对给拍摄装置31提供电信号进行控制而执行快门功能。如果快门21是机械快门，则数字拍摄设备可包括驱动快门21的电机M4 22以及向电机M4 22提供驱动信号的快门控制器23。快门控制器23也可产生相应于系统控制器90提供的控制信号的驱动信号。

拍摄装置31接收由光学单元10输入的光信号并形成对象的图像。拍摄装置31的示例包括互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器阵列以及电荷耦和器件(CCD)传感器阵列。拍摄装置31可相应于由TG33提供的定时信号提供与一帧图像相应的图像数据。

输入信号处理器32可包括执行信号处理的电路，用于增益控制或对拍摄装置31提供的电信号的波形进行归一化，其中，拍摄装置31提供的电信号是模拟信号。输入信号处理器32还可包括将作为模拟信号的电信号转换为数字信号的电路，以产生与一帧图像相应的图像数据。可相应于由TG 33提供的定时信号来对一帧图像执行信号处理。

图像信号处理器41可通过对输入图像数据执行降噪、伽马校正、色彩滤波阵列差值、色彩矩阵处理、色彩校正或色彩增强来提高图像质量。此外，通过用于提高图像质量的图像信号处理产生的图像数据可被压缩以形成图像文件，或者，可从图像文件恢复图像数据。可对图像数据进行可逆的或不可逆的压缩。例如，一种合适的压缩格式是联合图像专家组(JPEG)格式或JPEG2000格式。压缩的图像文件可被存储在数据存储单元62中。此外，图像信号处理器41可执行功能性不鲜明纠正处理(functionally non-distinction correction process)、色彩处理、模糊处理、边缘增强处理、图像解释处理、图像识别处理或图像效果处理。图像识别处理可以是人脸识别处理或场景识别处理。此外，图像信号处理器41可执行显示图像信号处理以在显示单元52上显示图像。例如，图像信号处理器41可执行图像产生和图像合成处理(诸如亮度等级控制、色彩校正、对比度控制、轮廓增强控制、图像分割处理或特征图像创建)。图像信号处理器41可与外部监视器连接、可执行预定图像信号处理并可传输处理后的图像数据，从而与处理后的图像数据相应的图像可被显示在外部监视器上。

由输入信号处理器32提供的图像数据可被实时传输给图像信号处理器41。然而，当传输速率不同于图像信号处理器41的计算处理速率时，可将图像数据临时存储在存储器42中并随后提供给图像信号处理器41。存储器42可以是存储装置(诸如同步动态随机存取存储器(SDRAM)、多芯片封装(MCP)存储器或动态随机存取存储器(DRAM))。

操作单元51可包括当用户操作数字拍摄设备或拍照时用于设置的部分。例如，操作单元51可包括按钮、键、触摸面板、触摸屏或转盘(dial)。另外，操作单元51还可用于输入用户的操作信号(例如，开机或关机的操作信号、开始或停止拍摄的操作信号、回放开始、停止或搜索的操作信号、驱动光学系统的操作信号、改变模式的操作信号、菜单操作的操作信号或选择操作的操作信号)。

处理后的图像数据被传输到显示单元52并被实现为相应的图像。显示单元52可以是显示装置(诸如液晶显示器(LCD)、有机发光二级管(OLED)、等离子显示面板(PDP)或电子显示装置(EDD))。

程序存储单元61可存储用于操作数字拍摄设备的操作系统(OS)或应用程序。程序存储单元61可以是电可擦除可编程只读存储器(E2PROM)、闪存或ROM。

可将由图像信号处理器41处理的图像数据存储在数据存储单元62中。数据存储单元62可被安装在数字拍摄设备中或可被实现为可附在数字拍摄设备62上或可从数字拍摄设备62拆卸的设备。例如，数据存储单元62可以是SD卡/MMC、硬盘驱动器(HDD)、光盘、光磁盘或全息存储器(hologram memory)。

另外，数字拍摄设备还可包括AE控制器70，用于自动控制输入图像的曝光。AE控制器70可基于由图像信号处理器41提供的图像数据的亮度值来计算AE评价值，并且根据AE评价值，可计算光圈13的曝光量或快门21的打开或关闭速度。AE控制器70可将与计算的曝光量和快门速度相应的控制信号分别输出到光圈控制器19和快门控制器23。光圈控制器19和快门控制器23中的每一个产生与AE控制器70传输的控制信号相应的驱动信号。光圈控制器19和快门控制器23将产生的驱动信号传输到相应的电机M3 16和M4 22。另外，AE控制器70根据拍摄装置31的曝光时间、增益或读取模式来控制曝光。增益用于计算对比度值。拍摄装置31的读取模式可以是，例如，当拍摄装置31读取图像数据时的信号处理模式。也就是说，当对象的图像很暗时，可添加多个像素，另一方面，当对象的图像很亮时，读出所有的像素。

数字相机还可包括AF控制器80，用于自动控制关于输入图像的聚焦。稍后将描述AF控制器80。

系统控制器90可根据存储在程序存储单元61中的程序、用户通过操作单元51输入的操作信号、输入图像或由图像信号处理器41产生的图像处理结果来控制各个部件。

图2和图3是图1的数字相机的AF控制器80的示例的框图。

参照图2，根据本发明的实施例的AF控制器80a包括：聚焦透镜位置确定单元81a，用于确定聚焦透镜的当前位置是用于远范围聚焦(long range focusing)的位置还是用于近范围聚焦(close range focusing)的位置；图像分析单元83a，用于确定在聚焦透镜的当前位置输入的第一图像是否有模糊；以及聚焦透镜移动方向确定单元85a，当聚焦透镜的当前位置是用于近范围聚焦的位置并且第一图像有图像模糊时，用于确定聚焦透镜的移动方向是否是朝向更远范围聚焦的方向，当聚焦透镜的当前位置是用于远范围聚焦的位置并且第一图像有图像模糊时，用于确定聚焦透镜的移动方向是否是朝向更近范围聚焦的方向。

当聚焦透镜的当前位置是用于近范围聚焦的位置并且第一图像没有图像模糊时，聚焦透镜移动方向确定单元85a确定聚焦透镜的移动方向是朝向更近范围聚焦的方向；当聚焦透镜的当前位置是用于远范围聚焦的位置并且第一图像没有图像模糊时，聚焦透镜移动方向确定单元85a确定聚焦透镜的移动方向是朝向更远范围聚焦的方向(或是朝向聚焦于更远范围的对象的方向)。

参照图3，根据本发明另一实施例的AF控制器80b包括聚焦透镜位置确定单元81b，用于确定聚焦透镜的当前位置是用于远范围聚焦的位置还是用于近范围聚焦的位置；图像比较/确定单元82b，用于确定在包括聚焦透镜的拍摄设备移动之后输入的第二图像与在包括聚焦透镜的拍摄设备的移动之前输入的第一图像是否是相同的场景图像；图像分析单元83b，用于确定第一图像是否有图像模糊，并且，如果图像比较/确定单元82b确定第一图像和第二图像是不同的图像，则进一步确定第二图像是否有图像模糊；以及聚焦透镜移动方向确定单元85b，当聚焦透镜按照已经以考虑了关于第一图像的图像模糊而确定的移动方向移动时，如果第一图像和第二图像是不同的图像，则在聚焦透镜已经改变的位置的基础上考虑关于第二图像的图像模糊来确定聚焦透镜的移动方向。

更详细地，如果考虑到第一图像的图像模糊，聚焦透镜已经朝向远范围的对象而移动(朝向更远范围聚焦)，并且如果第一图像和第二图像是不同的场景图像且第二图像具有图像模糊，则聚焦透镜移动方向确定单元85b可确定聚焦透镜的移动方向是朝向更近范围聚焦的方向。如果考虑到第一图像的图像模糊，聚焦透镜已经朝向近范围的对象而移动(朝向更近范围聚焦)，则当第一图像和第二图像是不同的场景图像且第二图像具有图像模糊时，聚焦透镜移动方向确定单元85b可确定聚焦透镜的移动方向是朝向更远范围聚焦的方向。

另外，如果考虑到第一图像的图像模糊，聚焦透镜已经朝向远范围的对象而移动(朝向更远范围聚焦)，则当第一图像和第二图像是不同的场景图像且第二图像没有图像模糊时，聚焦透镜移动方向确定单元85b可确定聚焦透镜的移动方向是朝向更远范围聚焦的方向。如果考虑到第一图像的图像模糊，聚焦透镜已经朝向近范围的对象而移动(朝向更近范围聚焦)，则当第一图像和第二图像是不同的场景图像且第二图像没有图像模糊时，聚焦透镜移动方向确定单元85b可确定聚焦透镜的移动方向是朝向更近范围聚焦的方向。

另外，当第一图像和第二图像是相同场景时，聚焦透镜移动方向确定单元85b可对考虑到第一图像的图像模糊而已移动了的聚焦透镜进行控制从而使其从上述改变的位置开始在给定范围内移动，或控制使其不移动。

此外，当第二图像被输入时，聚焦透镜位置确定单元81b可确定聚焦透镜的位置。也就是说，聚焦透镜位置确定单元81b可确定聚焦透镜的改变位置。如果第一图像和第二图像是不同的图像，则当第二图像被输入时，聚焦透镜位置确定单元81b可确定聚焦透镜的位置。

如果聚焦透镜的改变位置是远范围位置并且第二图像有图像模糊，则聚焦透镜移动方向确定单元85b可确定聚焦透镜的移动方向是朝向近范围聚焦，并且如果聚焦透镜的改变位置是近范围位置并且第二图像有图像模糊，则聚焦透镜移动方向确定单元85b可确定聚焦透镜的移动方向是朝向远范围聚焦。

如果聚焦透镜的改变位置是远范围位置并且第二图像没有图像模糊，则聚焦透镜移动方向确定单元85b可确定聚焦透镜的移动方向是朝向更远范围聚焦，并且如果聚焦透镜的改变位置是近范围位置并且第二图像没有图像模糊，则聚焦透镜移动方向确定单元85b可确定聚焦透镜的移动方向是朝向更近范围聚焦。

图4是图2和图3所示的聚焦透镜位置确定单元81a和81b的示例的框图。

参照图4，聚焦透镜位置确定单元81a或81b可包括对象距离推论单元81-1，用于假设或推论聚焦透镜的当前位置和对象之间的距离；对象距离确定单元81-2，当所述距离比参考距离短时确定对象位于近距离，当所述距离比参考距离长时确定对象位于远距离。位于近距离的对象的定位与位于近范围位置的聚焦透镜的定位相应，位于远距离的对象的定位与位于远范围位置的聚焦透镜的定位相应。

图5是图3的图像分析单元83b的示例的框图。

参照图5，图像分析单元83b可包括：第一图像分析单元83-1，用于确定第一图像是否有图像模糊；第二图像分析单元83-2，用于确定第二图像是否有图像模糊。如果通过图像分析单元83b确定发生图像模糊，则聚焦透镜移动方向确定单元85b确定聚焦透镜的移动方向是否是允许聚焦透镜的位置属于第二参考范围的方向，所述第二参考范围与聚焦透镜的当前位置所属的第一参考范围相反。例如，聚焦透镜的当前位置属于第一参考范围，当第一图像有图像模糊时，聚焦透镜的移动方向可被确定为允许聚焦透镜属于第二参考范围的方向。另外，当确定了关于第一图像的图像模糊并且聚焦透镜的改变位置属于第二参考范围时，并且当根据关于第二图像的图像模糊的确定第二图像有图像模糊时，聚焦透镜的移动方向可被确定为允许聚焦透镜向属于第一参考范围移动的方向。

图6是用于解释根据本发明实施例的自动聚焦方法的流程图。

参照图6，首先，执行自动聚焦模式(S11)。

将聚焦透镜的当前位置和对象之间的距离与预定的参考距离进行比较。例如，确定所述距离是否大于2m(S12)。

如果聚焦透镜的当前距离是远范围位置(用于远范围聚焦的距离)，也就是说，所述距离大于2m，则确定在聚焦透镜的当前位置输入的图像是否有图像模糊(S13)。

可通过参照图像的直方图分布并与预定参照进行比较来确定图像模糊。可根据图8和图10所示的方法来确定图像模糊。在这点上，可关于与整个聚焦区域相应的图像来估计图像模糊，也可关于与自动聚焦区域相应的图像来估计图像模糊。此外，可使用差分滤波来估计图像模糊。

如果发生图像模糊，则确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜属于近范围的方向(S14)(朝向更近范围聚焦)。如果没有发生图像模糊，则确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜属于远范围的方向(S15)(朝向更远范围聚焦)。

如果聚焦透镜的当前位置是近范围位置，也就是说，所述距离小于2m，则确定在聚焦透镜的当前位置输入的图像是否有图像模糊(S16)。如果发生图像模糊，则确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜属于远范围的方向(S17)(朝向更远范围聚焦)。如果没有发生图像模糊，则确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜属于近范围的方向(S18)(朝向更短范围聚焦)。

随后，通过在确定方向移动自动聚焦来实现自动聚焦。

图7示出包括位于AF区域的近对象的图像。图8A是与图7的AF区域相应的图像的直方图分布图，图8B是图8A中示出的X1区域的直方图分布的放大视图。根据本发明的实施例，聚焦透镜的当前位置是近范围位置(用于近范围聚焦的位置)。聚焦透镜的当前位置可以是当自动聚焦模式开始时设置为默认的位置，或者是在先前的自动聚焦执行之后改变的位置。

更详细地，图7示出在聚焦透镜的当前位置输入的图像I1，图像I1包括作为第一对象P1的一个女士以及作为第二对象P2的一棵树。第一对象P1是近对象，第二对象P2是远对象。第一对象P1位于AF区域内。

AF区域的直方图分布示于图8A。详细地，图8A是关于AF区域内的灰度的频率数的图形。参照图8A，频率数根据灰度而变化。具体地，通过参照作为直方图分布的X1区域的放大视图的图8B，可以看出，即使当灰度接近0(对应暗区域)时，也呈现特定分布。也就是说，确定该直方图分布相对较宽，因此AF区域是没有图像模糊的图像。可基于用户的经验来确定标准直方图分布。因此，如果直方图分布比标准直方图分布宽，则确定近对象位于AF区域并且聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜属于近范围位置的方向。

根据本发明另一实施例，远对象可以位于AF区域。

图9是包括位于AF区域的远对象的图像。图10A是与图9的AF区域相应的图像的直方图分布图，图10B是图10A中示出的X2区域的直方图分布的放大视图。如先前的实施例一样，在本实施例中，假设聚焦透镜的当前位置是近范围位置。

首先，参照图9，在聚焦透镜的当前位置输入的图像I2包括一个女士以及一棵树。树是位于远距离的第一对象P1，女士是位于近距离的第二对象P2。第一对象P1位于AF区域内。与AF区域相应的图像的直方图示于图10A中。图10A的X2区域在图10B中放大。参照图10A和图10B，与AF区域相应的图像不包括与暗区域相应的灰度值。也就是说，可以看出，该直方图分布比与图7的AF区域相应的图像的直方图分布要相对更窄。如参照图7所述，将直方图分布与标准直方图分布比较，如果直方图分布比标准直方图分布窄，则确定与图9的AF区域相应的图像有图像模糊。因此，由于位于AF区域的第一对象P1是远图像并且聚焦透镜的当前位置是近范围位置(用于近范围聚焦的位置)，所以确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜位于远范围位置(朝向更远范围聚焦)的方向。

详细地，参照图11，与位于聚焦透镜的当前位置的AF区域相应的图像的直方图分布被评价，随后确定图像有图像模糊，因此，当聚焦透镜的当前位置是远范围位置时获得焦点对准图像(in-focus image)。因此，可将聚焦透镜沿允许聚焦透镜位于远范围位置内的方向移动，从而将聚焦透镜移动到一位置(相应于对象的距离a)，以获得焦点对准图像。

图12A到图12C是根据本发明另一实施例的自动聚焦方法的流程图。根据本实施例的自动聚焦方法可比根据先前实施例的自动聚焦方法在确定聚焦透镜的移动方向方面更可靠。

参照图12A，执行自动聚焦模式(S21)。随后，确定聚焦透镜的当前位置是否是远范围位置(S22)。所述确定操作与确定聚焦透镜的当前位置和对象之间的距离是否属于远范围(例如，距离大于2m)的操作相应。然而，当前实施例不限与此，也可针对近范围来执行所述确定操作。

聚焦透镜的位置可以是当自动聚焦模式开始时被设置为默认的位置。然而，根据当前实施例，聚焦透镜的位置是通过确定在聚焦透镜的先前位置输入的第一图像是否有图像模糊并相应地执行自动聚焦而被改变的位置。因此，聚焦透镜的改变位置通过执行先前自动聚焦(pre-auto focusing)而确定。

可以通过感测聚焦透镜的当前位置或者，例如使用紫外线感测对象的位置来推论出聚焦透镜的位置。或者，可存储由于先前自动聚焦导致的聚焦透镜的改变位置并随后将其推论和确定为聚焦透镜的位置。

如果聚焦透镜的当前位置和对象之间的距离大于2m，也就是说，聚焦透镜的当前位置是远范围位置，则可参考图12B。另外，如果聚焦透镜的当前位置和对象之间的距离小于2m，也就是说，聚焦透镜的当前位置是近范围位置(用于短范围聚焦的位置)，则可参考图12C。

参照图12B，确定聚焦透镜的当前位置是远范围位置(S31)。

拍摄设备被移动(S32)。在实施例中，通过移动聚焦透镜来移动拍摄设备。在移动拍摄设备后，在聚焦透镜的当前位置输入第二图像。

将第一图像与第二图像进行比较。该比较操作与将第二图像相对于第一图像的构图改变(composition change)与参照Th进行的比较相应。第一图像和第二图像的比较确定可以通过由图像匹配确定构图是否改变来实现。例如，可通过根据特征点或图像模式信息来比较第一图像和第二图像的对象从而识别构图改变。如果构图改变度高于参照Th，则确定第一图像和第二图像是不同场景图像(S34)。

如果确定第一图像和第二图像是不同场景图像，则确定第二图像是否有图像模糊(S35)。虽然可针对整个第二图像来估计图像模糊，但是也可针对第二图像的AF区域来估计图像模糊。考虑到处理速度，阵地与自动聚焦区域相应的图像来估计图像模糊更好。如果第二图像有图像模糊，则确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜属于近范围的方向(朝向更近范围聚焦)(S36)；如果第二图像没有图像模糊，则确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜属于远范围的方向(朝向更远范围聚焦)(S37)。

随后，通过在确定的聚焦透镜的移动方向移动聚焦透镜来执行自动聚焦(S38)。

当比较第一图像和第二图像并且构图改变小于参照Th时，确定第一图像和第二图像是相同场景图像(S39)。如果确定第一图像和第二图像是相同场景图像，则确定聚焦透镜的操作是不需要的，或聚焦透镜需要经受最小操作(S40)。可事先设置最小操作。

根据按照以上描述而确定的聚焦透镜的移动方向或操作方法来实现自动聚焦(S38)。

参照图12C，图12A中如果聚焦透镜的当前位置和对象之间的距离小于2m，则确定聚焦透镜的当前位置是近范围位置(S51)。

拍摄设备被移动(S52)。可通过移动拍摄设备来输入位于聚焦透镜的当前位置的第二图像。比较第一图像和第二图像，确定构图改变的程度是否大于参照Th(S53)。如果第一图像和第二图像之间的差(即，构图改变的程度)大于参照Th，则确定第一图像和第二图像是不同场景图像(S54)。

如果确定第一图像和第二图像是不同场景图像，则确定第二图像是否有图像模糊(S55)。也可针对与第二图像的AF区域相应的图像来估计图像模糊。如果第二图像有图像模糊，则确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜属于远距离的方向(朝向更远范围聚焦)(S56)。如果第二图像没有图像模糊，则由于聚焦透镜的当前位置是近范围位置，所以确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜属于近距离的方向(朝向更近范围聚焦)(S57)。

如果第一图像和第二图像之间的构图改变小于参照Th，则确定第一图像和第二图像是相同场景图像(S59)。

如果确定第一图像和第二图像是相同场景图像，则确定聚焦透镜的操作是不需要的，或聚焦透镜需要经受最小操作(S60)。可事先设置最小操作。

根据按照以上描述而确定的聚焦透镜的移动方向或操作方法来实现自动聚焦(S58)。

本发明的实施例可被实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是可存储数据并随后可被计算机系统读出的任意数据存储装置。

所述计算机可读记录介质的例子包括：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储装置。所述计算机可读记录介质可限于物理介质。所述计算机可读记录介质也可分布于网络连接的计算机系统上，以便所述计算机可读代码以分布方式被存储并被执行。此外，本发明所述技术领域的普通技术编程人员可很容易地理解实现本发明实施例的功能程序、代码和代码片段。

虽然参照示例性实施例具体显示和描述了本发明的几个示例性实施例，但是本领域普通技术人员应该理解，在不脱离范围由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims

1.一种自动聚焦方法，包括：

确定聚焦透镜的当前位置；

确定在聚焦透镜的当前位置输入的第一图像是否有图像模糊；

如果聚焦透镜的当前位置是用于近范围聚焦的位置并且第一图像有图像模糊，则确定聚焦透镜的移动方向是朝向更远范围聚焦；以及

如果聚焦透镜的当前位置是用于远范围聚焦的位置并且第一图像有图像模糊，则确定聚焦透镜的移动方向是朝向更近范围聚焦。

2.如权利要求1所述的自动聚焦方法，还包括：

如果聚焦透镜的当前位置是近范围位置并且第一图像没有图像模糊，则确定聚焦透镜的移动方向是朝向更近范围聚焦；以及

如果聚焦透镜的当前位置是远范围位置并且第一图像没有图像模糊，则确定聚焦透镜的移动方向是朝向更远范围聚焦。

3.如权利要求1所述的自动聚焦方法，还包括：

在确定的移动方向移动聚焦透镜；

输入第二图像；

确定第二图像和第一图像是否是相同场景图像；

如果第二图像和第一图像是不同场景图像，则确定第二图像是否有图像模糊；

如果确定的移动方向是朝向更远范围聚焦并且第二图像有图像模糊，则确定第二移动方向是朝向更近范围聚焦；以及

如果确定的移动方向是朝向更近范围聚焦并且第二图像有图像模糊，则确定第二移动方向是朝向更远范围聚焦。

4.如权利要求3所述的方法，还包括：

如果确定的移动方向是朝向更远范围聚焦并且第二图像没有图像模糊，则确定第二移动方向是朝向更远范围聚焦；以及

如果确定的移动方向是朝向更近范围聚焦并且第二图像没有图像模糊，则确定第二移动方向是朝向更近范围聚焦。

5.如权利要求3所述的方法，还包括：

如果确定第一图像和第二图像是相同场景图像，则在所述移动的聚焦透镜的预定范围内移动聚焦透镜。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：

在确定的移动方向移动聚焦透镜；

确定移动的聚焦透镜的改变位置；

输入第二图像；

确定第二图像和第一图像是否是相同场景图像；

如果移动的聚焦透镜的改变位置是用于远范围聚焦并且第二图像有图像模糊，则确定聚焦透镜的第二移动方向是朝向更近范围聚焦；以及

如果移动的聚焦透镜的改变位置是用于近范围聚焦并且第二图像有图像模糊，则确定聚焦透镜的第二移动方向是朝向更远范围聚焦。

7.如权利要求5所述的方法，还包括：

如果确定第一图像和第二图像是相同场景图像，则从移动的聚焦透镜的改变位置开始在预定范围内移动聚焦透镜。

8.如权利要求1所述的自动聚焦方法，其中，确定在聚焦透镜的当前位置输入的第一图像是否有图像模糊的步骤包括：

确定第一图像的像素的灰度的直方图分布；

如果直方图分布比预定直方图分布窄，则确定第一图像有图像模糊；以及

如果直方图分布比预定直方图分布宽，则确定第一图像没有图像模糊。

9.一种自动聚焦设备，包括：

聚焦透镜；

聚焦透镜电机，用于驱动聚焦透镜；

聚焦透镜位置确定单元，用于确定聚焦透镜的当前位置是远范围位置还是近范围位置；

图像分析单元，用于确定在聚焦透镜的当前位置输入的第一图像是否有图像模糊；

聚焦透镜移动方向确定单元，当聚焦透镜的当前位置是近范围位置并且第一图像有图像模糊时，确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜位于远范围位置的方向，当聚焦透镜的当前位置是远范围位置并且第一图像有图像模糊时，确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜位于近范围位置的方向。

10.如权利要求9所述的自动聚焦设备，其中，当聚焦透镜的当前位置是近范围位置并且第一图像没有图像模糊时，所述聚焦透镜移动方向确定单元确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜位于近范围位置的方向；当聚焦透镜的当前位置是远范围位置并且第一图像没有图像模糊时，所述聚焦透镜移动方向确定单元确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜位于远范围位置的方向。

11.如权利要求9所述的自动聚焦设备，其中，所述聚焦透镜位置确定单元包括：

对象距离推论单元，用于假设和推论聚焦透镜的当前位置和对象之间的距离；

对象距离确定单元，当所述距离比参考距离短时确定对象位于近距离，当所述距离比参考距离长时确定对象位于远距离。

12.如权利要求11所述的自动聚焦设备，其中，位于近距离的对象的定位与位于近范围的聚焦透镜的定位相应，位于远距离的对象的定位与位于远范围的聚焦透镜的定位相应。

13.如权利要求9所述的自动聚焦设备，还包括：图像比较/确定单元，用于确定在包括聚焦透镜的拍摄设备移动之后输入的第二图像与第一图像是否是相同场景图像，

其中，如果确定第一图像和第二图像是不同场景图像，则所述图像分析单元还确定第二图像是否有图像模糊；

当考虑到关于第一图像的图像模糊，聚焦透镜被移动以位于远范围位置，并且第二图像具有图像模糊时，聚焦透镜移动方向确定单元确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜位于近范围位置的方向，以及当考虑到关于第一图像的图像模糊，聚焦透镜被移动以位于近范围位置，并且第二图像具有图像模糊时，聚焦透镜移动方向确定单元确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜位于远范围位置的方向。

14.如权利要求13所述的自动聚焦设备，其中，当考虑到关于第一图像的图像模糊，聚焦透镜被移动以位于远范围位置，并且第二图像没有图像模糊时，聚焦透镜移动方向确定单元确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜位于远范围位置的方向，当考虑到关于第一图像的图像模糊，聚焦透镜被移动以位于近范围位置，并且第二图像没有图像模糊时，聚焦透镜移动方向确定单元确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜位于近范围位置的方向。

15.如权利要求9所述的自动聚焦设备，还包括：图像比较/确定单元，用于确定在包括聚焦透镜的拍摄设备移动之后输入的第二图像与第一图像是否是相同场景图像，

其中，所述聚焦透镜电机在考虑到第一图像的图像模糊而确定的聚焦透镜的移动方向移动聚焦透镜，以及

所述聚焦透镜位置确定单元确定聚焦透镜的改变位置，以及

如果所述图像比较/确定单元确定第一图像和第二图像是不同场景图像，则所述图像分析单元还确定第二图像是否有图像模糊，以及

当聚焦透镜的改变位置是远范围位置并且第二图像具有图像模糊时，聚焦透镜移动方向确定单元确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜位于近范围位置的方向，当聚焦透镜的改变位置是近范围位置并且第二图像具有图像模糊时，则聚焦透镜移动方向确定单元确定聚焦透镜的移动方向是允许聚焦透镜位于远范围位置的方向。