CN103535022A - 用以校准多相机装置的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例涵盖用以校准多相机装置的系统、设备和方法。具体来说，本发明的实施例涵盖响应于预定事件来起始对多个相机的校准。校准记录当前环境条件连同每一相机在聚焦时的传感器位置。通过记录多种成像和环境条件下的多个校准点，可实现所述多个相机的焦点位置的更精确的同步。

Description

用以校准多相机装置的系统和方法

技术领域

本发明的实施例涉及成像装置，且明确地说涉及用于校准集成为单个装置的两个或两个以上相机传感器的方法、设备和系统。

背景技术

过去十年，数字成像能力已经集成到多种多样的装置中，所述装置包含数码相机和移动电话。近年来，装置制造商已经引入了在一个装置中集成多个数字成像传感器的装置。多种多样的电子装置(包含移动无线通信装置、个人数字助理(PDA)、个人音乐系统、数码相机、数字记录装置、视频会议系统和类似装置)可以利用多个成像传感器为其用户提供能力和特征。这些能力包含较高动态范围成像、全景成像和例如3D电影等立体(3D)成像应用。

为了提供这些新高级应用，对装置的多个相机进行校准使其一起工作。例如立体成像等应用需要至少两个相机来对同一主体聚焦。此外，在记录3D电影的过程中，相机传感器的焦距将频繁变化，因而需要每一相机同时反应并且联合其它相机来维持清晰的图像。

为了实现同步聚焦，通常在制造过程期间对具有多个成像传感器的装置进行校准。所述装置在制造线上被置于特殊的“校准模式”中，成像传感器指向经过设计确保一致焦点的目标图像上。装置的每一相机于是聚焦在目标图像上，并且由校准台记录其焦点位置。然后，将两个记录的焦点位置存储在装置的非易失性存储器中。或者，可以替代地在两个焦点位置之间产生偏移，并且在非易失性存储器中存储所述偏移。当以后购买和使用所述产品时，移动装置查询预先记录的校准数据以便在使用期间设置镜头位置。

这一校准过程有若干缺点。首先，这个校准过程占用了制造过程期间的时间，这增加了装置的成本。其次，制造期间产生的任何校准数据本质上是静态的。因此，这个制造过程无法考虑到随着装置老化镜头校准的变化。举例来说，嵌入在如今的移动装置中的许多小型成像传感器中控制焦点位置的压电马达可能会随时间而失去效率。在一些成像传感器实施例中，例如在使用音圈类型的致动器的成像传感器中，这会导致随着相机传感器老化在给定施加电压下的相机镜头调节减少。随着传感器老化，其它实施例可能需要更多的电子脉冲或命令才能实现特定镜头位置。就成像装置校准依赖于两个成像传感器之间的固定差分电压的程度而言，在显著的装置使用之后成像传感器焦距很可能未对准。这种焦距差异会导致最终图像不够清晰，最终会影响客户满意度。

因为镜头焦距随着温度和定向发生变化，所以确保精确焦点会更加复杂。在工厂执行的校准一般是在水平或垂直定向执行的。通常不会校准多个定向。装置温度通常也不是工厂校准时的考虑因素。在不同温度或定向下执行这多个校准，将增加制造时间，并且在这些校准步骤期间为了控制装置温度所需的设备成本也可能增加显著的成本。

发明内容

本发明的一些实施例可包括一种用于确定用于具有多个相机的成像装置的焦点调节的方法。所述方法可包括响应于预定事件来确定用于第一相机的第一焦点设置。所述方法可进一步包括响应于所述预定事件确定用于第二相机的第二焦点设置，以及基于所述第一焦点设置与所述第二焦点设置之间的差异来确定焦点调节。在一些实施例中，可以基于多个焦点设置的差异来确定焦点调节。在其它实施例中，预定事件是成像装置的加电事件。在替代实施例中，所述预定事件是校准点记录之间预定时间的逝去。在其它实施例中，所述方法可进一步包括存储所述第一焦点设置和所述第二焦点设置。在一些实施例中，所述方法还可包括存储与所述第一焦点设置和所述第二焦点设置同时收集的环境数据。在一些实施例中，所述环境数据可包含环境温度和/或装置定向。

本发明的其它实施例可包括成像装置，其包含第一相机和第二相机。所述成像装置还可包含处理器，其经配置以控制所述第一相机和所述第二相机的焦点设置。所述成像装置还可包括控制模块，其经配置以响应于预定事件确定用于所述第一相机的第一焦点设置；以及响应于预定事件确定用于所述第二相机的第二焦点设置；以及基于所述第一焦点设置与所述第二焦点设置之间的差异来确定焦点调节。成像装置的其它实施例还可包含温度传感器，其中所述控制模块经配置以还基于来自温度传感器的测量值来确定焦点调节。成像装置的其它实施例可进一步包括定向传感器，其中所述控制模块经配置以基于来自定向传感器的测量值来确定焦点调节。成像装置的替代实施例可包含移动电话。成像装置的其它实施例可包括手持相机。

成像装置的一些实施例可包括第三相机，其中所述处理器还经配置以控制所述第三相机的焦点设置，并且所述控制模块经配置以还基于所述第一焦点设置与所述第三焦点设置之间的差异来确定用于第三相机的第三焦点设置和确定第二焦点调节。

其它实施例可包括一种非暂时计算机可读媒体，其包含操作以使得处理器响应于预定事件来确定用于第一相机的第一焦点设置的处理器可执行指令。这一实施例可进一步包括响应于预定事件确定用于第二相机的第二焦点设置，以及基于所述第一焦点设置与所述第二焦点设置之间的差异来确定焦点调节。在其它实施例中，所述计算机可读媒体进一步包含使得所述处理器通过从多个图像中选择高对比度图像来确定所述第一焦点设置和所述第二焦点设置的指令。一些实施例可包括额外处理器可执行指令，其使得所述处理器至少部分基于所述多个相机中的至少一者的环境温度来确定所述焦点调节。其它实施例包含使得所述处理器至少部分基于装置定向来确定所述焦点调节的指令。

附图说明

将在下文中结合附图来描述所揭示方面，提供附图是为了图解说明但不限制所揭示方面，其中相同符号表示相同元件。

图1是描绘实施所揭示的本发明的一些操作性实施例的装置的框图。图解说明了移动装置的主要组件。

图2是校准表的一个实施例的图解说明。校准表用于存储关于相机镜头位置的校准信息。

图3是描绘成像传感器的焦距如何随装置定向而变化的曲线图。描绘装置的焦点位置，其经过定位，使得光轴向上、向下或水平定向。

图4是描绘用于校准收集模块的处理逻辑的一个实施例的流程图。

图5是描绘利用穷举焦点扫描算法的数据收集模块的一个实施例的流程图。

图6是描绘利用简化自动焦点扫描算法的数据收集模块的一个实施例的流程图。

图7是描绘随着成像传感器的焦点位置前进成像装置的成像传感器所观察到的图像对比度的曲线图。图解说明了穷举自动焦点扫描和简化自动焦点扫描两者。

图8是图解说明多焦点模块的一个实施例的流程图。

图9是图解说明偏移确定模块的一个实施例的流程图。

具体实施方式

本文揭示的实施方案提供用于校准移动电子装置中的多个相机镜头的系统、方法和设备。具体来说，本发明的实施例预期基于至少两个相机或相机传感器的焦点位置之间的差异来确定焦点调节。所属领域的技术人员将认识到，这些实施例可能是用硬件、软件、固件或其任何组合来实施。

在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员应了解，所述实例可在没有这些具体细节的情况下实践。举例来说，可以在框图中展示电组件/装置，以免用不必要的细节混淆所述实例。在其它例子中，可能详细展示此些组件、其它结构和技术以便进一步阐释所述实例。

还应注意，可能将所述实例描述成过程，这个过程被描绘成流程图、程序图、有限状态图、结构图或框图。虽然流程图可以将操作描述成顺序过程，但是许多操作可以并行或同时执行，并且所述过程可以重复。另外，操作的次序可以重新安排。当过程的操作完成时，所述过程终止。过程可以对应于方法、功能、程序、子例程、子程序等。当过程对应于软件功能时，过程的终止对应于功能返回到调用函数或主函数。

所属领域的技术人员应理解，可使用多种不同技艺和技术中的任一种来表示信息和信号。举例来说，可通过电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子或者其任何组合来表示整个以上描述中可能参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和码片。

图1描绘装置100的高级框图，装置100具有一组组件，包含链接到两个成像传感器102和103的处理器101。温度传感器105、定向传感器104和存储器106也与处理器101通信。图解说明的实施例还包含单独的存储器模块107，所述存储器模块107链接到处理器，并且包含校准表200和工作存储器160。

装置100可能是手机、数码相机、个人数字助理或类似装置。装置100还可能是更加静止的装置，例如桌上型个人计算机、视频会议台或类似装置。在装置100上有多个应用可以供用户使用。这些应用可包含高动态范围成像、全景视频或例如3D图像或3D视频等3D成像。

处理器101可能是通用处理单元或专门设计用于成像应用的处理器。如图所示，处理器101连接到存储器106和存储器107。在所图解说明的实施例中，存储器106存储校准收集模块195，校准收集模块195具有数据收集模块190和数据存储模块180。存储器106还具有偏移确定模块170和多焦点模块150。存储器107具有校准表200和工作存储器160。如上文所提及，处理器由存储在存储器中的若干模块来配置。数据收集模块190包含一些指令，所述指令配置处理器101使其调节图像传感器102和图像传感器103的焦点位置。数据存储模块180提供一些指令，所述指令配置处理器101使其将数据收集模块190所确定的焦点位置数据存储到校准表200中。当需要相机焦点以支持成像应用时，偏移确定模块170经配置以指令处理器为至少一个图像传感器计算恰当的偏移。多焦点模块150经配置以指令处理器101至少部分基于来自偏移确定模块170的输出而将图像传感器聚焦。

虽然图1描绘了包括单独组件以包含处理器、成像传感器和存储器的装置，但是所属领域的技术人员将认识到，这些单独组件可以用多种方式组合以便实现特定的设计目标。举例来说，在替代实施例中，存储器组件可以与处理器组件组合以便节省成本并且改进性能。

另外，虽然图1图解说明两个存储器组件，但是为了包含包括若干模块的存储器组件106和包括校准表200和工作存储器160的单独的存储器107，所属领域的技术人员将认识到利用不同存储器架构的若干实施例。举例来说，一种设计可以利用ROM或静态RAM存储器来存储处理器指令，所述处理器指令实施校准收集模块195、偏移确定模块170和多焦点模块150。较低成本的动态存取存储器(RAM)可以用作工作存储器。在一个实施例中，校准表200可以存储在静态RAM组件中，然后在系统开始时间加载到动态RAM组件中。或者，可以在系统启动时从磁盘存储装置读取处理器指令，所述磁盘存储装置集成到装置100中或经由外部装置端口连接。然后，可将处理器指令加载到RAM中，以便于由处理器执行。

图2图解说明如图1所示的校准表200的一个实施例。校准表200存储从在使用装置时发生的一系列校准操作获得的数据。在所图解说明的实施例中，校准表200中的每一条目在列201中存储记录所述条目时的日期和时间。日期和时间信息在校准条目以后用于计算从属成像传感器的镜头位置时提供对于校准条目的相关性的判断。举例来说，若干年以前记录的校准点可能未提供用于计算当前时间的恰当镜头调节的精确数据，这是因为所述点被记录以来图像传感器发生了磨损。

在所图解说明的实施例中，校准表的每一条目还在列204中包含校准时的环境温度。环境温度可能对镜头控制(例如电压电平、多个电压脉冲或命令)与镜头位置之间的关系具有重要影响。通过记录环境温度，以下更详细论述的偏移确定模块170能够在计算特定成像操作的最佳偏移(和因而镜头位置)时选择具有匹配温度的校准点，或以其它方式补偿温度变化。替代实施例可能未集成环境温度传感器，因而将从校准表中省略温度列。

因为装置定向还可能会影响成像传感器的焦距，所以图2图解说明的实施例还在列205中记录当记录校准点时装置在三维空间中的定向。但是，与温度传感器一样，装置的较低成本的实施例可以不包含集成式定向传感器。在这些实施例中，从校准表中省略了定向列205。

在一些实施例中，用每一校准条目来记录每一传感器的镜头位置信息。图2中图解说明的实施例具有两个图像传感器，这使得有两个列用于传感器位置信息，202和203。替代实施例仅存储主镜头焦点位置与从属镜头焦点位置之间的差异，这是在校准的时候计算的。这一设计可以减少校准表的存储器要求，因为只需要一个列来存储用于校准条目的焦点位置信息。但是，只存储镜头位置差异，可能会限制偏移确定模块根据主镜头位置执行的任何外推法的精确性。下文对这一点进行更详细的论述。在当前主镜头位置明显地不同于在校准条目中记录的主镜头位置时，尤其会出现这种情况。

在又一实施例中，存储在校准表中的传感器位置信息可包括主位置与从属位置之间的百分比差异。这与存储这两个传感器的镜头位置的实施例相比，还减少了存储器要求。百分比差异可能更容易应用于不同的主镜头位置，但是这些差异还在主位置与从属位置之间采用线性关系。

通过图3的线图来图解说明装置定向对于镜头控制(例如电压、脉冲或命令)与镜头位置之间的关系的影响。这张图中的数据是用具有音圈致动器的传感器收集的。使用这种特定设计，将较小电流施加到线圈以将镜头聚焦。随着电流增加，镜头位置变化以便提供可变的焦点位置。在如图3中所示的此测试数据中，当传感器的光轴是水平的时，50毫安的电流使传感器移动183μm。但是，当光轴向上指时，施加到成像传感器马达的相同的50毫安电流使传感器大约移动153μm。当传感器向下指时，相同的50mA电流使传感器移动213μm。因而，在给定施加到传感器马达的相同电流的情况下，取决于传感器的向A/向下/或水平定向，传感器移动存在很大百分比的变化。

图4是图解说明在数据收集模块190的一个实施例内运行的过程400的流程图。过程400在开始状态405开始，然后移动到决策状态410，等待校准事件。在一些实施例中，这一事件是成像装置的加电事件。在其它实施例中，用户可以响应于对于装置设置等的选择来起始校准事件。

一旦确定发生了校准事件，过程400就移动到决策步骤415并且确定是否有必要在当前时间俘获校准点。出于若干原因，校准点可能在预定校准事件时是不必要的。举例来说，可能已经存在用于当前装置温度和定向条件的校准点。或者，校准表可能具有校准点的充分取样，从而可以执行对当前定向和温度的充分内插。如果不需要校准点，那么过程400返回到决策步骤415，等待下一校准事件发生。此时将重新评估对于校准点的需要。

如果步骤415确定应收集校准点，那么过程400移动到步骤418，其中识别校准表中的可用的校准条目行。将需要校准条目行以存储将由过程400收集的数据。如果无法获得校准条目行，那么过程400可以创建新的行，或者删除校准表中的早期的数据。在已经识别出校准表中的空行之后，过程400移动到步骤420，并且调用数据收集模块190以便执行校准数据的收集。所属领域的技术人员将认识到，步骤415中用于调用数据收集模块190的方法将随实施例变化。举例来说，可以使用装置的操作系统提供的消息接发系统。或者，校准收集模块可以直接调用数据收集模块190的方法。在下文中更详细论述数据收集模块190的细节。

在收集了数据之后，数据收集模块190中的指令将所述数据传回给校准收集模块。过程400接着移动到步骤425，将从数据收集模块接收到的数据存储到校准表200中的空行中。过程400接着移动到步骤430，从集成式温度传感器和定向传感器获得数据。过程400接着移动到步骤430，其中将从定向传感器和/或加速计收集的环境数据存储在校准表200中。

所属领域的技术人员将认识到，步骤410中的校准事件的构成内容可以随实施例变化。举例来说，其它实施例等待装置变成闲置之后才触发校准事件。如果可以精确检测闲置装置并且在此时执行校准，那么校准点不太可能干扰用户对于装置的使用。采用这种方法的实施例实施具体确定何时装置变成闲置的智能过程。一个实施例在没有任何用户输入的情况下等待某一段时间逝去。或者，来自内建式加速计或定向传感器的数据可以检测装置在某一段时间内是否已经移动。没有移动可能表示闲置状况。另外的其它实施例可能结合这两种技术。举例来说，如果在某一时间未接收到用户输入，并且所述装置未在同一时段内移动，那么可以进行较高信任度的闲置确定。在一些实施例中，闲置确定中使用的时间参数也可以由用户配置。这为用户提供了对于装置校准如何进行的某种控制，从而使得他们在装置校准发生时更能接受装置校准。

在其它实施例中，通过检测对于校准的需要的智能算法来触发校准事件。举例来说，装置可以比较在经过调节的镜头位置处俘获的图像的对比度。显著差异可能指示需要校准。当检测到对校准的需要时，可以用一条指示这个需要并且请求用户同意起始校准的消息来提示用户。如果用户同意，那么可以起始校准。或者，代替提示用户，可以在非易失性存储器中存储对于校准的需要。可以接着在最无破坏性的时间起始校准点，例如在下一装置加电事件时。

一些实施例可以进一步采取这种方法。举例来说，当传感器之间的经调节的镜头位置处的图像对比度偏差较小量时，实施例仅提议用户执行校准。但是，当偏差达到较大阈值时，实施例强制进行校准。此些措施可能是合理的，目的是为了确保装置的制造商不会被误以为销售劣质装置。

虽然特定的校准事件可能随实施例变化，但是过程400的其它方面也可变化。举例来说，实施例可以用不同方式管理校准表200中的自由空间。当记录校准点时，校准表200中可供使用的空间减少。如果当执行校准时校准表200中没有剩下的空间，那么需要取代算法来识别新收集的数据的存储位置。一个实施例认识到，随着校准条目老化，条目中含有的数据对图像传感器的当前行为的预测的用处变小，因为传感器的磨损可能会改变成像传感器的响应曲线。为了补偿，要清理掉校准表200中过时的校准条目。一段时间之后，删除掉早期的校准点，为新的更相关的校准数据腾出空间。

或者，在一些实施例中可以采用“最近最少用”取代过程。使用这种设计，消除不太常被偏移确定模块170参考的校准点(在下文中具体描述)，以便为更频繁使用并且对于确定镜头位置更有价值的数据提供空间。此算法需要将额外数据存储在每一校准条目中。这一信息记录何时存取了条目。用于实施这一设计的技术是所属领域中众所周知的。

用于镜头校准点的最不频繁使用的取代算法的一个不足之处在于，这种算法会在频繁使用条件附近产生一群集的校准数据，但对于较不常见的环境条件提供的数据覆盖度则相对稀少。在不频繁条件时数据覆盖度稀少的情况下，偏移确定模块170(如下所述)采用的内插算法将不太精确。这可能会不利地影响那些条件下的图像质量。另外，在频繁遇到的环境条件下的校准点的群集可能只会在很小程度上改进那些条件下的图像质量。一旦用于给定环境条件的校准点的数目达到“充分”的级别，内插算法将通常提供令人满意的结果。使校准点的数目增加超出充分级别，可能会简单地消耗存储器中的空间，却未给图像质量带来改进。在确定特定实施例将使用哪种类型的替代算法时要小心地考虑这些折中。

还必须避免出现得太频繁或在不合适的时间出现的校准。因此，过程400的一些实施例可能需要校准点之间逝去最短时间，以免给装置的负担过重和影响用户体验。

图5是图解说明在数据收集模块190的一个实施例内运行的过程500的流程图。在校准收集模块已决定执行校准之后，过程500收集用于校准点的数据。在所图解说明的实施例中，过程500利用穷举自动焦点扫描以便收集校准数据。在此实施例中，针对每一成像传感器并行地执行图解说明的过程。过程500在开始步骤510中开始，并且接着移动到步骤520，将镜头的焦点位置设置成初始设置。初始设置通常在成像传感器的镜头位置的范围的一个极端处。过程500接着移动到步骤530，其中测量通过成像传感器在步骤520(或步骤560，参见下文)中设置的镜头位置上俘获的图像的对比度。过程500接着移动到决策步骤540，其中将所述对比度与先前测量的对比度值比较。如果当前对比度大于最大预先记录值，则过程500移动到步骤580，并且保存当前镜头位置和对比度值。如果这就是对比度的第一个测量值，那么过程500还移动到步骤580，以便存储对比度和镜头位置并且使数据值初始化。

过程500接着移动到决策步骤550。在这一步骤中，数据过程500确定当前镜头焦点位置是否表示成像传感器的焦点位置范围的最远极限。如果镜头位置是在其范围的最远极限，则过程500移动到步骤570，并且将保存的镜头位置传回给校准模块。过程500接着移动到结束状态590。如果在步骤550中尚未达到镜头位置调节的最远极限，那么过程500移动到步骤560，其中将镜头位置推进到下一位置。过程500接着返回到步骤530，并且重复所述过程。

图5中图解说明的实施例中描绘的穷举自动焦点扫描确保了使用最高对比度图像来同步两个或两个以上镜头的位置。通过利用最高对比度图像，减轻了每一成像传感器的图像数据之间的任何变化的影响。从多个图象传感器俘获的数据的稍微变化可能产生一些镜头位置，这些镜头位置导致最高对比度图像因为镜头焦长变化之外的原因而有所不同。举例来说，图像传感器噪声可使得两个传感器之间的最大对比度稍微变化。通过聚焦在最高对比度的点上，减轻了噪声对于最大对比度点的影响，从而产生最精确的校准。因而，利用穷举焦点扫描的数据收集模块包括一个可能的用于响应于预定事件确定相机的焦点设置的装置。虽然提供最精确的结果，但穷举图像扫描只需要比其它实施例(例如接下来论述的简化的自动焦点扫描)稍微多的时间和电力就能执行校准。

在图6图解说明的替代实施例中，数据收集模块未扫描镜头焦点位置的整个范围。实际上，简化的自动焦点扫描仅寻求局部最大对比度。图6是图解说明在数据收集模块190的一个实施例内运行的过程600的流程图。过程600在开始状态605开始，接着移动到步骤610，其中设置初始焦点位置。类似于过程500，这一焦点位置还通常表示焦点范围的一个末端。过程600接着移动到步骤615，其中测量通过镜头在步骤610中设置的焦点位置查看的图像的对比度。过程600接着移动到步骤620，其中将测量的对比度与在这一调用过程600期间看到的最大对比度值比较。如果当前测量的对比度比看到的最大对比度更高，则过程600移动到步骤640，并且保存当前焦点位置和其对比度值。过程600接着移动到步骤630，其中焦点位置被推进。过程600接着返回到步骤615，并且重复过程600。如果当前镜头位置的对比度低于在步骤640中曾经记录的最大对比度，则过程600移动到步骤625。步骤625是过程600中描述的简化的自动焦点扫描算法所特有的。在步骤625中，将当前镜头位置的对比度与最大对比度之间的差异与阈值比较。如果所述差异高于阈值，则不需要像过程500中一样继续将镜头位置推进到其范围的极端。实际上，过程600移动到步骤650，其中将保存的镜头位置传回给校准模块。过程600接着移动到结束步骤660。

简化的自动焦点扫描技术在一些环境中提供优点。举例来说，这种技术可能比穷举自动焦点扫描需要较少的时间和电力来执行。另外，如果恰当地设置阈值，则图像噪声不会导致镜头位置之间出现错误匹配。为了确保这一点，应将阈值设置得比传感器可能经历的任何噪声级更高。可以通过将阈值设置得明显地比任何期待的噪声级更高而将重要容限设计到系统中，并且不会牺牲简化技术的益处。因而，利用简化自动焦点扫描的数据收集模块包括另一可能的用于响应于预定事件确定相机的焦点设置的装置。

图7A和7B中图解说明穷举和简化自动焦点扫描之间的差异。上面的曲线图7A图解说明典型的穷举自动焦点扫描。随着焦点位置前进到右侧，图像缓慢对焦，这通过稳定地增加的图像对比度来表示。最终，图像达到最大焦点，这表示为用于相机1的点701和用于相机2的702。随着镜头位置继续进一步前进，图像失焦，这通过图像对比度在点701和702之后下降来表示。

与下面的曲线图7B比较，曲线图7B表示的是简化自动焦点扫描技术。类似于穷举自动焦点扫描，对比度起初随着镜头焦点位置推进而增加。但是，在记录了最大对比度之后，仅推进镜头焦点位置，直到图像对比度下降到图中标记为“t”的设置阈值以下为止。接着数据收集过程结束。不需要继续推进焦点位置超出镜头位置，从而产生与最大对比度的差异超过阈值的对比度。

图8是图解说明在多焦点模块150的一个实施例内运行的过程800的流程图。多焦点模块负责聚焦两个或两个以上成像传感器以支持成像任务，举例来说，记录快照或视频。过程800在开始状态805开始，接着移动到步骤810，其中确定主传感器的焦点位置。主成像传感器是用于确定其余的成像传感器的焦点的主传感器。所有其它成像传感器被视为“从属”传感器。为了确定主传感器的焦点位置，所属领域中已知多种技术。虽然可以使用上文论述的穷举焦点扫描和简化焦点扫描两者，但是这些技术可能在一些成像应用中不受喜欢。举例来说，如果当前图像焦点非常接近最优，则不需要像上文通过图5-7图解说明的算法中描述的技术的做法一样，将焦点位置复位到其范围的一个极限。实际上，进行很少的调节就能使主成像传感器聚焦。这些技术是所属领域中已知的。

一旦在步骤810中确定了主成像传感器的焦点位置，过程800便移动到步骤820，其中确定用于每一从属传感器的适当设置。图8图解说明在步骤820中并行发生的对于每一从属设置的偏移确定。其它实施例可以串行地执行这些确定，而将装置上的所有成像传感器聚焦所需的时间有对应的延迟。在下文中在对偏移确定模块170的论述中具体描述偏移确定过程。一旦确定了用于每一传感器的偏移，过程800便移动到步骤830，其中通过向之前在步骤810中确定的主传感器焦点位置应用在前一步骤820中传回的偏移来识别用于每一传感器的焦点设置。过程800接着移动到步骤840，其中所有成像传感器被驱动到其在先前步骤中确定的焦点位置。接着成像装置准备好用每一传感器记录一个图像。过程800接着移动到结束步骤850。因而，运行过程800的多焦点模块表示一个用于基于第一焦点设置与第二焦点设置之间的差异来确定焦点调节的装置。更一般来说，基于校准表中的数据和当前主成像传感器位置来确定多个从属成像传感器的焦点位置的多焦点模块，是另一用于基于第一焦点设置与第二焦点设置之间的差异来确定焦点调节的装置。

图9是图解说明在偏移确定模块190的一个实施例内运行的过程900的流程图。偏移确定模块负责确定在给定当前主传感器镜头位置、校准表和当前定向与温度数据的情况下用于成像传感器的适当偏移。偏移确定模块的任务是复杂的，因为先前描述的校准技术不会发生在在已知距离上具有一组焦点目标的受到良好控制的制造环境中。实际上，在校准时间对随机场景进行成像，会产生具有多种焦点位置的校准表条目。校准点的焦点位置将取决于图像传感器在发生校准时察觉到的场景。

此外，针对每一校准表条目记录的环境条件可能随可能值范围而变化，或者可能聚集在特定温度和定向周围。生活在温和气候中的用户可能在狭窄的温度范围内记录校准表条目。位置离赤道很远的用户记录更加极端的温度变化。定向还可随用户变化，新手用户维持相对水平的光轴，而高级用户记录较广泛种类的定向。

偏移确定模块必须确定在给定这一数据分类的情况下用于当前条件的恰当偏移。在图9的所图解说明的实施例中，过程900在开始步骤905开始，接着移动到步骤920，其中过程900从校准表中检索多达十个温度最接近当前环境温度的校准点。过程900接着移动到步骤930，其中过程900检索多达十个具有最接近当前定向的所记录的定向的点。大多数实施例将在这一比较中使用每一维度。在步骤920和930中检索的校准条目的集合可以传回一个到20个独特的校准条目。应注意，虽然将图9的图解说明的实施例描述为每个保持十个校准点的两个群组，但是其它实施例可能基于其自身的特定设计考虑而改变点的数目。举例来说，利用具有较广泛的制造公差范围的传感器的实施例可能需要更多的点才能实现精确校准。

过程900接着移动到步骤940。在步骤940中，应用二维内插来在给定当前主图像传感器焦点位置的情况下确定偏移位置。一些实施例执行简单内插，在内插中给予每一校准点一个相等权重。在在校准表中记录主位置和从属位置两者的其它实施例中，给予每一校准点一个与其记录的主图像传感器位置与当前主传感器位置之间的差异与成比例的权重。一些实施例还可以考虑条目在其比值中的存在时间。在已执行从校准点到新镜头位置的内插之后，过程900移动到结束步骤950。

所属领域的技术人员将认识到其它实施例。举例来说，可以从数据组中消除具有与当前主图像传感器焦点位置的差别超过阈值的所记录镜头位置的校准点。但是，这些实施例可能会限制点的消除，以免将全部点的数目减小到某个最小数目以下。类似地，一些实施例可能消除具有与当前温度或定向相差某个阈值的定向或温度数据的校准点，但同样避免将全部点减小到最小值以下。或者，代替排除条目，其它实施例可能简单地基于其与当前环境条件的匹配接近程度来对条目进行加权。实施以上实施例所需的数学技术是所属领域中众所周知的。

所属领域的技术人员将进一步了解，结合本文所揭示的实施方案而描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和过程步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为清楚说明硬件与软件的此可互换性，上文已大体上关于其功能性而描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。所述功能性是实施为硬件还是软件取决于特定应用和施加于整个系统的设计约束。所属领域的技术人员可针对每一特定应用以不同方式来实施所描述的功能性，但此些实施方案决策不应被解释为会导致脱离本发明的范围。所属领域的技术人员将认识到一个部分或一部分可包括小于或等于整体的内容。举例来说，像素集合的一个部分可能是指那些像素的子集合。

可使用经设计以执行本文所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合来实施或执行结合本文中所揭示的实施方案而描述的各种说明性逻辑区块、模块和电路。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器的组合、一个或一个以上微处理器与DSP核心的联合，或任何其它此配置。

结合本文中所揭示的实施方案而描述的方法或过程的步骤可直接体现于硬件、由处理器执行的软件模块或其两者的组合中。软件模块可驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可装卸磁盘、CD-ROM，或此项技术中已知的任一其它形式的非暂时存储媒体中。示范性计算机可读存储媒体耦合到处理器，使得处理器可从计算机可读存储媒体读取信息，和向计算机可读存储媒体写入信息。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。处理器和存储媒体可驻留于ASIC中。ASIC可能驻留在用户终端、相机或其它装置中。在替代方案中，处理器和存储媒体可作为离散组件驻留于用户终端、相机或其它装置中。

这里包括一些标题，是为了参考和辅助定位各个部分。这些标题并不希望限制关于其描述的概念的范围。此些概念可能在整个说明书中都适用。

提供对所揭示的实施方案的前述描述，是为了使得所属领域的技术人员能够制作或使用本发明。所属领域的技术人员将易于了解对这些实施方案的各种修改，且本文中定义的一般原理可应用于其它实施方案而不脱离本发明的精神或范围。因此，本发明并不希望限于本文中所示的实施方案，而应被赋予与本文中所揭示的原理和新颖特征相一致的最广泛范围。

Claims (21)

1.一种确定用于具有多个相机的成像装置的焦点调节的方法，其包括：

响应于预定事件确定用于第一相机的第一焦点设置；

响应于所述预定事件确定用于第二相机的第二焦点设置；以及

基于所述第一焦点设置与所述第二焦点设置之间的差异来确定焦点调节。

2.根据权利要求1所述的方法，其中基于多个焦点设置的所述差异来确定所述焦点调节。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定事件是所述成像装置的加电。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定事件是所述校准点记录之间预定时间的逝去。

5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括存储所述第一焦点设置和所述第二焦点设置。

6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括存储所述第一焦点设置与所述第二焦点设置之间的所述差异。

7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括存储所述第一焦点设置与所述第二焦点设置之间的百分比差异。

8.根据权利要求1所述的方法，其还包括存储与所述第一焦点设置和所述第二焦点设置同时收集的环境数据。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述环境数据包含环境温度。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述环境数据包含装置定向。

11.一种成像装置，其包括：

第一相机和第二相机；

处理器，其经配置以控制所述第一相机和所述第二相机的焦点设置；

控制模块，其经配置以响应于预定事件确定用于所述第一相机的第一焦点设置和用于所述第二相机的第二焦点设置；以及

存储器，其具有基于所述第一焦点设置与所述第二焦点设置之间的差异来确定焦点调节的指令。

12.根据权利要求11所述的装置，其进一步包括温度传感器，其中所述存储器还具有还基于来自所述温度传感器的测量值来确定所述焦点调节的指令。

13.根据权利要求11所述的装置，其进一步包括定向传感器，其中所述存储器还具有还基于来自所述定向传感器的测量值来确定所述焦点调节的指令。

14.根据权利要求12所述的装置，其进一步包括第三相机，其中所述处理器还经配置以控制所述第三相机的所述焦点设置。

15.根据权利要求11所述的成像装置，其中所述成像装置与移动电话集成。

16.根据权利要求11所述的成像装置，其中所述成像装置是手持相机。

17.一种非暂时计算机可读媒体，其包含操作以使得处理器进行以下操作的处理器可执行指令：

响应于预定事件确定用于第一相机的第一焦点设置；

响应于预定事件确定用于第二相机的第二焦点设置；以及

基于所述第一焦点设置与所述第二焦点设置之间的差异来确定焦点调节。

18.根据权利要求17所述的计算机可读媒体，其中所述处理器可执行指令通过从多个图像中选择高对比度图像来确定所述第一焦点设置和所述第二焦点设置。

19.根据权利要求17所述的计算机可读媒体，其中所述处理器可执行指令使得所述处理器至少部分基于所述多个相机中的至少一者的所述环境温度来确定所述焦点调节。

20.根据权利要求17所述的计算机可读媒体，其中所述处理器可执行指令使得所述处理器至少部分基于装置定向来确定所述焦点调节。

21.一种成像装置，其包括：

用于响应于预定事件确定用于第一相机的第一焦点设置的装置；

用于响应于所述预定事件确定用于第二相机的第二焦点设置的装置；以及

用于基于所述第一焦点设置与所述第二焦点设置之间的差异来确定焦点调节的装置。

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