CN102970485B - 一种自动对焦方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动对焦方法及装置。自动对焦方法包括以下步骤：1）获取相机单元拍摄的前后两帧图像；2）检测所述两帧图像的场景；3）判断两帧图像的场景是否发生变化，如果发生变化，则进入步骤4）；如果没有发生变化，则结束；4）获取相机单元的运动状态；5）判断相机单元是否发生运动，如果是，则进入步骤6）；如果否，则结束；6）对焦。本发明的自动对焦方法及装置，能够在不希望重新对焦时控制不对焦，减少不必要的对焦，减少误动作，提高了用户体验。

Description

一种自动对焦方法及装置

技术领域

本发明涉及摄像领域，特别是涉及相机单元的自动对焦方法及装置。

背景技术

目前，除相机具备相机拍摄功能外，大多数移动终端上已设置相机单元，实现了拍摄功能。相机或移动终端上的相机单元一般都有连续自动对焦功能，在图像预览时能对拍摄场景进行对焦。现有的自动对焦方法中，一般是通过对实时的图像做图像处理来检测前后两帧图像是否发生变化从而控制镜头的马达实时的对焦。该对焦方法中，在某些特殊场景下容易出现误判，例如：拍摄场景中物体相对于相机镜头上下移动或者左右移动时以及风吹物体的细微抖动时，此时前后两帧图像中的场景变化了，则会触发对焦。然而上述情形下，物体的物距并没有发生变化，实际上并不需要重新对焦，即现有的自动对焦方法中出现了并不希望重新对焦时却触发对焦的误动作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种自动对焦方法及装置，能减少某些拍摄场景下的误触发对焦。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种自动对焦方法包括以下步骤：1）获取相机单元拍摄的前后两帧图像；2）检测所述两帧图像的场景；3）判断两帧图像的场景是否发生变化，如果发生变化，则进入步骤4）；如果没有发生变化，则结束；4）获取相机单元的运动状态；5）判断相机单元是否发生运动，如果是，则进入步骤6）；如果否，则结束；6）对焦。

本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决：

一种自动对焦装置，其特征在于：包括第一获取模块，检测模块，第一判断模块，第二获取模块，第二判断模块和对焦模块；第一获取模块获取，用于获取相机单元拍摄的前后两帧图像；检测模块，其输入端连接所述第一获取模块的输出端，接收所述第一获取模块输出的所述两帧图像，并检测所述两帧图像的场景；第一判断模块，其输入端连接所述检测模块的输出端，接收所述检测模块输出的图像的场景信息，判断两帧图像的场景是否发生变化；第二获取模块，用于获取相机单元的运动状态；第二判断模块，其输入端连接所述第二获取模块的输出端，接收所述第二获取模块输出的相机单元的运动状态信息，判断相机单元是否发生运动；对焦模块，其输入端连接所述第一判断模块和所述第二判断模块的输出端，接收所述第一判断模块和所述第二判断模块的判断信息，在所述第一判断模块和所述第二判断模块判断均为是时，进行对焦。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明的自动对焦方法及装置，增设一个辅助判断条件来触发自动对焦，在前后两帧图像中景物内容变化和相机发生运动两个条件同时满足时才触发对焦，这样在某些物距并未变化的特殊场景下，虽然前后两图像中场景变化了，但由于此时物距并未发生变化，图像还较清晰并不需要重新对焦，因此相机没有运动调整，所以最终不会触发对焦，从而在不希望重新对焦时控制不对焦，减少不必要的对焦，减少误动作，提高了用户体验。特别适合于移动终端如智能手机上的相机。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中自动对焦方法的流程图；

图2是本发明具体实施方式中自动对焦装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，为本具体实施方式的自动对焦方法，包括以下步骤：

U1）获取相机单元拍摄的前后两帧图像。

U2）检测所述两帧图像的场景。

U3）判断两帧图像的场景是否发生变化，如果发生变化，则进入步骤U4）；如果没有发生变化，则结束，即不执行对焦。

如上三个步骤即进行图像场景是否发生变化的判断，在图像场景发生变化时即进行下一阶段另一条件的判断；在图像场景没有发生变化时，即可确定得到场景的物距没有发生变化，不需要触发对焦，直接结束。

优选地，步骤2）中检测所述两帧图像的特征参数。图像的特征参数包括图像的清晰值、亮度值等能够反映图像场景是否有变化的参数。相应地，步骤3）中通过判断两帧图像的特征参数差值是否超过设定的阈值从而判断两帧图像的场景是否发生变化。以检测清晰值为例说明，步骤U2）检测图像的场景时可检测图像的清晰值参数，步骤U3）判断时通过设定的清晰度阈值来判断场景是否发生变化，具体为：当两帧图像的清晰度差值超过设定的清晰度阈值时，判断两帧图像的场景有发生变化；当两帧图像的清晰度差值没有超过设定的清晰度阈值时，判断两帧图像的场景有发生变化。上述，通过设置阈值进行判断的方式，可对允许的场景细微变化不触发对焦，以免只要场景有细微变化都触发对焦，就导致频繁驱动马达对焦浪费电量以及频繁对焦导致的画面不稳定。

U4）获取相机单元的运动状态。

具体地，可通过检测相机单元在预设时间T内的旋转角度或平移量来获取运动状态，则步骤U4）包括步骤U41）计算相机单元在预设时间T内的旋转角度或平移量。具体地，可结合传感器检测的参量计算得到旋转角度或平移量。如加速度传感器和地磁传感器配合工作形成方向检测传感器，可检测出旋转加速度；陀螺仪传感器也可直接检测出旋转加速度。检测出旋转加速度之后，即可计算得到旋转角度。再如加速度传感器可直接检测出各轴（x、y、z轴）上的加速度分量，根据各轴上的加速度分量即可计算得到平移的位移量。

U5）判断相机单元是否发生运动，如果是，则进入步骤U6）；如果否，则结束，即不执行对焦。

当步骤U4）为U41）计算旋转角度或者平移量时，步骤U5）可直接根据旋转角度或者平移量判断相机单元的运动。也可优选地，设定一个阈值，通过设定的阈值进行判断，则步骤U5）为：判断所述旋转角度或所述平移量是否超过设定阈值，如果是，则进入步骤U6）；如果否，则结束。通过设定阈值进行判断，相机在允许抖动的范围内（也即阈值内）运动时，可识别出来，从而不触发对焦，避免细微的相机抖动引起的频繁触发对焦导致的能耗以及画面不稳定问题。

当步骤U4）为U41）计算旋转角度或者平移量时，其可优选地，还包括步骤U42）：根据所述旋转角度或者平移量设置运动标识：当所述旋转角度或者平移量超过设定阈值时，设置所述运动标识为true；当所述旋转角度或者平移量没有超过设定阈值时，设置所述运动标识为false。则此时，步骤U5）具体为：判断所述运动标识是否为true，如果是，则进入步骤U6）；如果否，则结束。通过上述配合运动标识的方案，从而实现了一种方便实用的运动状态的检测判断。

如上两个步骤，即进行相机是否发生运动的条件判断。当判断相机发生运动时，才进入步骤U6）的对焦过程。

U6）对焦。

需说明的是，此步骤中，如前述步骤U4）是设置运动标识的方案，即为包括步骤U41）和U42）时，则步骤U6）在对焦之前或者之后，还包括清空所述运动标识。这样，每一次对焦时均重新设置运动标识，当前一次自动对焦过程中设置的运动标识值不会影响到下一次对焦过程。

U7）结束。

根据上述步骤，本具体实施方式的自动对焦方法，即实现了自动对焦。对焦过程中，由于依据景物内容变化和相机运动两个条件来判断是否触发对焦。这样，对于拍摄时物体相对于镜头上下移动或者左右移动时，物体物距并未变化时的拍摄场景，虽然前后两图像中场景变化了，但由于此时物距并未发生变化，用户使用相机单元时也不会转动或者移动相机单元调整其视角方向或者位置，即相机单元未发生运动，因此对焦方法中不会触发重新对焦。即本具体实施方式的自动对焦方法，可控制减少不必要的对焦，减少误动作，提高了用户体验。特别适合于移动终端如智能手机上的相机单元的自动对焦。

上述方案中，优选地，在步骤U3），如果判断两帧图像发生变化时，继续判断后一帧图像的清晰值是否大于设定阈值，如果是，则进入步骤U4）；如果否，则直接进入步骤U6）。设置该进一步的判断，即可在判断图像场景已发生变化，且图像还较清晰，能满足拍摄要求，不需要重新对焦时，才进入步骤U4）和U5）的相机运动与否的辅助判断。而判断图像场景已发生变化，但图像清晰值已经很小时，此时必需要重新对焦，则可以跳过步骤U4）和U5）对相机运动与否的判断，从而直接对焦。这样设置，一方面，可提高自动对焦的效率。另一方面，也可避免在图像判断步骤已判断出必然要对焦时，又因为相机是固定的，未运动而导致没有触发对焦的误判，即可进一步避免应该对焦时却没有触发对焦的误动作。

本具体实施方式中还提供一种自动对焦装置。如图2所示，为自动对焦装置的结构示意图，包括第一获取模块100，检测模块200，第一判断模块300，第二获取模块400，第二判断模块500和对焦模块600。

第一获取模块获取100，用于获取相机单元拍摄的前后两帧图像。

检测模块200，其输入端连接第一获取模块100的输出端，接收第一获取模块100输出的两帧图像，并检测两帧图像的场景。

第一判断模块300，其输入端连接检测模块200的输出端，接收检测模块200输出的图像的场景信息，判断两帧图像的场景是否发生变化。

第二获取模块400，用于获取相机单元的运动状态。

第二判断模块500，其输入端连接第二获取模块400的输出端，接收第二获取模块400输出的相机单元的运动状态信息，判断相机单元是否发生运动。

对焦模块600，其输入端连接第一判断模块300和第二判断模块500的输出端，接收第一判断模块300和第二判断模块500的判断信息，在第一判断模块300和第二判断模块500判断均为是时，进行对焦。

本具体实施方式的上述自动对焦装置，在景物内容变化和相机运动两个条件同时满足时才触发对焦，对于拍摄时前后图像场景有变化但物体物距并未变化时的拍摄场景，可控制减少不必要的对焦，减少误动作，提高了用户体验。特别适合于移动终端如智能手机上的相机单元的自动对焦，则相应地，自动对焦装置也设置在所述移动终端中。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种自动对焦方法，其特征在于：每一次对焦过程包括以下步骤：

1)获取相机单元拍摄的前后两帧图像；

2)检测所述两帧图像的场景；包括检测所述两帧图像的特征参数，所述图像的特征参数为图像的清晰值；

3)通过判断两帧图像的特征参数差值是否超过设定的第一阈值从而判断两帧图像的场景是否发生变化，如果发生变化，则进入步骤4)；如果没有发生变化，则不触发对焦，结束；所述第一阈值，用于在场景细微变化时不触发对焦，防止频繁驱动马达对焦浪费电量以及频繁对焦导致的画面不稳定；

4)获取相机单元的运动状态；所述步骤4)包括步骤41)：计算所述相机单元在预设时间(T)内的旋转角度或平移量；

5)判断相机单元是否发生运动，以判断场景的物距是否发生变化而判断是否需触发对焦；如果是，则进入步骤6)；如果否，则不触发对焦，结束；

6)对焦；

其中，所述步骤3)中，当判断两帧图像的场景发生变化时，继续判断后一帧图像的清晰值是否大于所述第一阈值，如果是，则进入步骤4)；如果否，则直接进入步骤6)。

2.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于：所述步骤5)具体为：判断所述旋转角度或所述平移量是否超过第二阈值，如果是，则进入步骤6)；如果否，则结束。

3.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于：所述步骤4)还包括步骤42)：根据所述旋转角度或者平移量设置运动标识：当所述旋转角度或者平移量超过第二阈值时，设置所述运动标识为true；当所述旋转角度或者平移量没有超过第二阈值时，设置所述运动标识为false；所述步骤5)具体为：判断所述运动标识是否为true，如果是，则进入步骤6)；如果否，则结束；所述步骤6)还包括清空所述运动标识。

4.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于：所述步骤41)中的旋转角度、平移量根据传感器检测的旋转加速度、空间各轴上的加速度分量分别计算得到。

5.一种自动对焦装置，其特征在于：包括第一获取模块，检测模块，第一判断模块，第二获取模块，第二判断模块和对焦模块；每一次对焦过程中，第一获取模块获取，用于获取相机单元拍摄的前后两帧图像；

检测模块，其输入端连接所述第一获取模块的输出端，接收所述第一获取模块输出的所述两帧图像，并检测所述两帧图像的场景；具体为检测所述两帧图像的特征参数，所述图像的特征参数包括图像的清晰值；

第一判断模块，其输入端连接所述检测模块的输出端，接收所述检测模块输出的图像的场景信息，通过判断两帧图像的特征参数差值是否超过第一阈值从而判断两帧图像的场景是否发生变化；所述第一阈值，用于在场景细微变化时不触发对焦，防止频繁驱动马达对焦浪费电量以及频繁对焦导致的画面不稳定；

第二获取模块，用于获取相机单元的运动状态，包括计算所述相机单元在预设时间(T)内的旋转角度或平移量；

第二判断模块，其输入端连接所述第二获取模块的输出端，接收所述第二获取模块输出的相机单元的运动状态信息，判断相机单元是否发生运动，以判断场景的物距是否发生变化而判断是否需触发对焦；

对焦模块，其输入端连接所述第一判断模块和所述第二判断模块的输出端，接收所述第一判断模块和所述第二判断模块的判断信息，在所述第一判断模块和所述第二判断模块判断均为是时，进行对焦；否则，不触发对焦；

其中，所述第一判断模块在判断两帧图像的场景发生变化时，继续判断后一帧图像的清晰值是否大于第一阈值；如果是，则触发所述第二获取模块工作；如果否，则直接触发所述对焦模块进行对焦。

6.根据权利要求5所述的自动对焦装置，其特征在于：所述相机单元为移动终端中设置的相机单元，所述自动对焦装置设置在所述移动终端中。