CN104683694B - 一种终端 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种终端，其可包括：物距获取单元，用于实时获取终端与待拍摄的目标物之间的物距；第一确定单元，用于在终端与目标物之间发生相对运动时，根据物距以及物距的测量误差确定第一聚焦范围，在第一聚焦范围内根据物距与终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定镜头最佳聚焦点的第一估算位置；第二确定单元，用于在终端与目标物之间未发生相对运动时，通过预设的搜索算法搜索并确定镜头最佳聚焦点的第二估算位置；聚焦单元，用于根据镜头最佳聚焦点的第一估算位置或镜头最佳聚焦点的第二估算位置对终端的镜头进行聚焦。采用本发明实施例，可以根据终端与目标物之间是否发生相对运动选择合适的聚焦方式，提高终端镜头自动聚焦的准确度并加快终端镜头自动聚焦的速度。

Description

一种终端

技术领域

本发明涉及光学聚焦技术领域，尤其涉及一种终端。

背景技术

随着终端技术的不断发展，终端的功能日益多样化。如今市场上的许多终端都配备摄像头，可以实施拍照或摄像功能。一种常见的摄像头镜头自动聚焦(Auto Focus，AF)方式是被动式聚焦，被动式聚焦是指利用驱动装置驱动镜头运动，使镜头聚焦在不同位置，镜头每运动一次，就计算在当前位置聚焦的得到的图像的聚焦评价函数值，比较在不同位置聚焦对应的聚焦评价函数值，将聚焦评价函数值最高的聚焦位置确定为镜头的最佳聚焦点。

对于被动式聚焦而言，由于通过聚焦评价函数值来确定焦点，不依赖于硬件的装配，一般来说当终端与目标物相对静止或相对运动不明显时，确定的焦点位置比较准确。然而，当终端与目标物存在比较明显的相对运动时，即使在准确的焦点位置聚焦，由于场景的变化或终端的晃动，目标物的成像仍然不清晰，导致无法确定终端的镜头最佳聚焦点，此时需要等待相对运动停止并维持一定时间后，才能重新聚焦，从而降低了终端镜头自动聚焦的速度。

发明内容

本发明实施例公开了一种终端，可提高终端镜头自动聚焦的准确度并加快终端镜头自动聚焦的速度。

本发明实施例公开了一种终端，其可包括：

物距获取单元，用于实时获取终端与待拍摄的目标物之间的物距；

第一确定单元，用于在所述终端与所述目标物之间发生相对运动时，根据所述物距以及所述物距的测量误差确定第一聚焦范围，在所述第一聚焦范围内根据所述物距与镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定镜头最佳聚焦点的第一估算位置；

第二确定单元，用于在所述终端与所述目标物之间未发生相对运动时，通过预设的搜索算法搜索并确定镜头最佳聚焦点的第二估算位置；

聚焦单元，用于根据所述镜头最佳聚焦点的第一估算位置或所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置对所述终端的镜头进行聚焦。

本发明实施例中，实时获取终端与待拍摄的目标物之间的物距；当终端与目标物之间发生相对运动时，根据物距与终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定终端的镜头最佳聚焦点的第一估算位置，可以避免由于图像运动模糊导致的聚焦不准确，提高终端镜头自动聚焦的准确度，同时避免了等待相对运动停止并确认相对运动停止的过程，加快终端镜头自动聚焦的速度；当终端与目标物之间未发生相对运动时，通过预设的搜索算法搜索并确定终端的镜头最佳聚焦点的第二估算位置，其聚焦准确度比根据物距与终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定镜头最佳聚焦点的准确度高。可见，本发明实施例可以根据终端与目标物之间是否发生相对运动选择合适的聚焦方式，提高终端镜头自动聚焦的准确度并加快终端镜头自动聚焦的速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明实施例提供的自动聚焦的方法的一实施例的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的自动聚焦的方法的另一实施例的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的终端的一实施例的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的终端的另一实施例的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的终端的又一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

具体实现中，本发明实施例中描述的终端可包括：相机、手机、平板电脑、掌上电脑或其他具有拍摄功能的设备等，上述终端仅是举例，而非穷举，包含但不限于上述终端。

下面将结合附图对本发明实施例提供的终端及该终端可实施的自动聚焦的方法的进行具体描述。

参见图1，是本发明实施例提供的自动聚焦的方法的一实施例的流程示意图。如图1所示，该方法可包括如下步骤：

S101，实时获取终端与待拍摄的目标物之间的物距。

本发明实施例中，待拍摄的目标物可以是一个物体，也可以是由多个物体组成的场景。

在一些可行的实施方式中，终端可内置测距装置，该测距装置可以主动发射光波或声波，并接收被目标物反射回来的反射波，然后根据反射波的强度以及反射时间，计算得出终端与目标物之间的距离以及目标物相对终端的方位，即物距。具体地，终端内置的测距装置可以是激光测距仪和/或超声波测距仪，包括但不限于以上列举的两种装置。

具体实施中，当终端开启拍摄功能后，该测距装置可按照一定的时间间隔不断测量终端与待拍摄的目标物之间的物距，终端可从该测距装置获取到所述物距。其中该时间间隔越短，终端获取该物距的实时性越佳。可选地，该测距装置可以每隔几毫秒测量一次物距。

S102，若所述终端与所述目标物之间发生相对运动，则根据所述物距以及所述物距的测量误差确定第一聚焦范围，在所述第一聚焦范围内根据所述物距与终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定所述镜头最佳聚焦点的第一估算位置。

本发明实施例中，镜头最佳聚焦点可以理解为在拍摄景物时，使景物最清晰地在感光器件上成像时，镜头的镜片组所处的位置。当镜头的镜片组与镜头最佳聚焦点重合时，感光器件落在最佳成像位置，成像最清晰。

具体实施中，终端可以先判断与目标物之间是否发生了相对运动。可选地，终端判断与目标物之间是否发生相对运动的方式可以包括但不限于如下三种：

方式一，判断终端在当前时刻获取的物距与在前一时刻获取的物距之间的差值是否超过预设的误差范围；若是，则可以判定终端与目标物之间发生了相对运动，否则可以判定终端与目标物之间没有发生相对运动。具体地，该误差范围可以根据当前时刻与前一时刻的时间差以及被动式自动聚焦方式能允许的终端与目标物之间的相对运动程度设置。例如：当前时刻与前一时刻的时间差为5ms，若被动式自动聚焦方式允许终端与目标物之间的相对运动速度小于1m/s，则当前时刻获取的物距和前一时刻获取的物距之间的差值小于0.5cms时，可以判定终端与目标物之间没有发生相对运动，否则判定终端与目标物之间发生了相对运动。

方式二，通过终端内的陀螺仪判断终端与目标物之间是否发生相对运动。具体地，通过终端内的陀螺仪，可以测量终端自身旋转的角度。终端自身的旋转会导致拍摄角度发生变化，从而使终端与目标物之间发生相对运动。当终端在一定时间内旋转的角度大于一定角度值时，可以认为终端与目标物之间发生了相对运动，例如，当终端在1s内旋转的角度超过了5°，可以认为终端与目标物之间发生了相对运动。

方式三，计算目标物在当前时刻的成像以及在前一时刻的成像的相似度；如果相似度高于预设的相似度阈值，可以判定所述终端与所述目标物之间发生相对运动；否则可以判定所述终端与所述目标物之间未发生相对运动。具体地，可以计算当前时刻成像的与前一时刻成像的直方图之间的距离，例如直方图的陆地移动距离(Earth Mover sDistance，EMD)，直方图相交距离、卡方距离等。当直方图距离大于一定距离阈值时，可以认为相似度小于相似度阈值，终端与目标物之间存在相对运动。

具体实施中，若所述终端与所述目标物之间发生相对运动，由于终端自身的运动或目标物的运动，往往造成目标物在终端镜头成像的运动模糊，导致聚焦评价函数值较低。此时根据聚焦评价函数值来确定镜头最佳聚焦点的可靠性不高，可选地，可根据物距与所述终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系来确定所述镜头最佳聚焦点的第一估计值。

可选地，第一聚焦范围可以是物距加上测量误差得到的范围，也可以大于物距加上测量误差得到的范围。例如，当测量到的物距为25cm，物距的测量误差为±4cm时，考虑到测量误差，可以将第一聚焦范围确定为25cm±4cm，即21cm-29cm。若考虑到不同镜头个体的硬件装配无法达到完全一致而造成的误差，可以将第一聚焦范围确定为大于21cm-29cm的范围，例如19cm-31cm。

S103，若所述终端与所述目标物之间未发生相对运动，则通过预设的搜索算法搜索并确定所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

可选地，预设的搜索算法可以是爬山搜索算法、全局搜索算法、二分搜索算法或基于规则的搜索算法，包括但不限于上述列举的算法。本发明实施例以爬山搜索算法为例说明如下：

步进电机驱动终端镜头从起始位置出发,然后以等步长向前运动,每运动一个步长以后,就计算当前聚焦位置所对应图像的聚焦评价函数值。在镜头运动的过程中,如果出现聚焦评价函数值减小的现象,说明镜头已经错过了焦点所在的位置,并且逐步离焦。此时，步进电机带动镜头反向运动,并且相应减小步进电机的步长。同理,当聚焦评价函数再次值减小时,说明镜头又一次错过了焦点所在的位置,步进电机带动镜头再次反向运动同时进一步减小步长。如此反复进行搜索,一直到步进电机的步长小于设定值为止。此时镜头聚焦的位置即为爬山搜索算法确定的镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

具体地，聚焦评价函数值可以是对图像的梯度、对比度等信息的评价值，计算聚焦评价函数值时，可以采用有参考的图像模糊检测算法，即将当前获得的图像与相同拍摄场景下获得的其他图像进行比较，清晰度较高的图像其聚焦函数评价值较高。

S104，根据所述镜头最佳聚焦点的第一估算位置或所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置对所述终端的镜头进行聚焦。

本发明实施例中，对终端的镜头进行聚焦具体为调整终端的镜头参数，使镜头中的感光器件与镜头最佳聚焦点重合。可选地，可以通过步进电机驱动终端的镜头移动，以此来调整镜头中的CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)或感光胶片的位置，使其与镜头最佳聚焦点的第一估算位置或第二估算位置重合。

本发明实施例中，实时获取终端与待拍摄的目标物之间的物距；当终端与目标物之间发生相对运动时，根据物距与终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定终端的镜头最佳聚焦点的第一估算位置，可以避免由于图像运动模糊导致的聚焦不准确，提高终端镜头自动聚焦的准确度，同时避免了等待相对运动停止并确认相对运动停止的过程，加快终端镜头自动聚焦的速度；当终端与目标物之间未发生相对运动时，通过预设的搜索算法搜索并确定终端的镜头最佳聚焦点的第二估算位置，其聚焦准确度比根据物距与终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定镜头最佳聚焦点的准确度高。可见，本发明实施例可以根据终端与目标物之间是否发生相对运动选择合适的聚焦方式，提高终端镜头自动聚焦的准确度并加快终端镜头自动聚焦的速度。

参见图2，是本发明实施例提供的自动聚焦的方法的另一实施例的流程示意图。如图2所示，该方法可包括如下步骤：

S201，实时获取终端与待拍摄的目标物之间的物距。

具体地，步骤S201的实施方式可以与图1所示实施例中步骤S101相同，在此不赘述。

S202，判断所述终端与所述目标物之间是否发生相对运动；若是，转到S209，否则转到S203。

可选地，终端判断与目标物之间是否发生相对运动的方式可以包括但不限于如下三种：

方式一，判断终端在当前时刻获取的物距与在前一时刻获取的物距之间的差值是否超过预设的误差范围；若是，则可以判定终端与目标物之间发生了相对运动，否则可以判定终端与目标物之间没有发生相对运动。具体地，该误差范围可以根据当前时刻与前一时刻的时间差以及被动式自动聚焦方式能允许的终端与目标物之间的相对运动程度设置。例如：当前时刻与前一时刻的时间差为5ms，若被动式自动聚焦方式允许终端与目标物之间的相对运动速度小于1m/s，则当前时刻获取的物距和前一时刻获取的物距之间的差值小于0.5cms时，可以判定终端与目标物之间没有发生相对运动，否则判定终端与目标物之间发生了相对运动。

方式二，通过终端内的陀螺仪判断终端与目标物之间是否发生相对运动。具体地，通过终端内的陀螺仪，可以测量终端自身旋转的角度。终端自身的旋转会导致拍摄角度发生变化，从而使终端与目标物之间发生相对运动。当终端在一定时间内旋转的角度大于一定角度值时，可以认为终端与目标物之间发生了相对运动，例如，当终端在1s内旋转的角度超过了5°，可以认为终端与目标物之间发生了相对运动。

方式三，计算目标物在当前时刻的成像以及在前一时刻的成像的相似度；如果相似度高于预设的相似度阈值，可以判定所述终端与所述目标物之间发生相对运动；否则可以判定所述终端与所述目标物之间未发生相对运动。具体地，可以计算当前时刻成像的与前一时刻成像的直方图之间的距离，例如直方图的陆地移动距离(Earth Mover sDistance，EMD)，直方图相交距离、卡方距离等。当直方图距离大于一定距离阈值时，可以认为相似度小于相似度阈值，终端与目标物之间存在相对运动。

S203，根据所述物距以及所述物距的测量误差确定第一聚焦范围。

可选地，第一聚焦范围可以是物距加上测量误差得到的范围，也可以大于物距加上测量误差得到的范围。例如，当测量到的物距为25cm，物距的测量误差为±4cm时，考虑到测量误差，可以将第一聚焦范围确定为25cm±4cm，即21cm-29cm。若考虑到不同镜头个体的硬件装配无法达到完全一致而造成的误差，可以将第一聚焦范围确定为大于21cm-29cm的范围，例如19cm-31cm。

S204，判断获取的所述物距的置信度是否高于预设的置信度阈值；若是，转到S205，否则转到S208。

在一些可行的实施方式中，终端内的测距装置在测量距离时，可评估测量结果的置信度，若置信度高于预设的置信度阈值，表示测量结果是可靠的。

可选地，测距装置可以根据反射波的强度评估测量结果的置信度。例如，当测距装置为红外激光测距仪时，其主动发射红外激光并接收反射波，根据反射波返回的时间判断物距，若目标物对红外光具有较高的吸收率，吸收了较多的红外激光，导致返回的红外激光反射波强度较小，则测距装置可评估认为测量结果的置信度较低。

具体地，测距装置可以给出一个置信度值，终端可将该置信度值与预设的置信度阈值相比，判断该置信度值是否高于预设的置信度阈值。

S205，判断预设的搜索算法的搜索步长是否小于或等于所述第一聚焦范围；若是，转到S206，否则转到S209。

若获取的所述物距的置信度高于预设的置信度阈值，说明获取的物距比较可靠，此时可进一步判断预设的搜索算法的搜索步长是否小于或等于所述第一聚焦范围。

若预设的搜索算法的搜索步长小于或等于所述第一聚焦范围，表示利用预设的搜索算法进行搜索的精度比测距装置测距的精度高。反之，若预设的搜索算法的搜索步长大于所述第二聚焦范围，则表示利用预设的搜索算法进行搜索的精度低于测距装置测距的精度。

在一些可行的实施方式中，如果预设的搜索算法的搜索步长可变，则判断预设的搜索算法的最小搜索步长是否小于或等于所述第一聚焦范围。

S206，判断当所述终端的镜头聚焦在所述第一聚焦范围内时，所述目标物的成像清晰度是否达到预设的清晰度阈值；若是，转到S207，否则转到S208。

在一些可行的实施方式中，测距装置测得的物距未必是终端与用户想要拍摄的目标物之间的距离，例如：当测距装置为超声波测距仪时，若用户和目标物分别在玻璃的两侧，用户需要透过玻璃拍摄另一侧的目标物，但是由于玻璃对超声波的反射率高达几乎100％，此时测距仪给出的物距将是玻璃与终端之间的距离。此时若在根据获得的物距及测量误差得到的第一聚焦范围内聚焦，目标物成像的清晰度较低。针对上述情况，可以判断当终端聚焦在所述第一聚焦范围内时，目标物的成像清晰度是否达到预设的清晰度阈值，根据判断结果决定搜索算法的搜索范围。

本发明实施例中，判断当所述终端的镜头聚焦在所述第一聚焦范围内时，所述目标物的成像清晰度是否达到预设的清晰度阈值，具体为利用预设的搜索算法，在第一聚焦范围内的多个位置聚焦，分别判断在这些位置聚焦时在感光面成的像的清晰度是否达到预设的清晰度阈值。

可选地，可采用无参考图像模糊检测算法来检测目标物的成像清晰度。无参考图像模糊检测算法无需参考其他图像，直接根据目标物的成像判断其是否模糊。

S207，通过预设的搜索算法在所述第一聚焦范围内搜索并确定终端的镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

可选地，预设的搜索算法可以是爬山搜索算法、全局搜索算法、二分搜索算法或基于规则的搜索算法，包括但不限于上述列举的算法。以爬山搜索算法为例说明如下：

步进电机驱动终端镜头从起始位置出发,然后以等步长向前运动,每运动一个步长以后,就计算当前聚焦位置所对应图像的聚焦评价函数值。在镜头运动的过程中,如果出现聚焦评价函数值减小的现象,说明镜头已经错过了焦点所在的位置,并且逐步离焦。此时，步进电机带动镜头反向运动,并且相应减小步进电机的步长。同理,当聚焦评价函数再次值减小时,说明镜头又一次错过了焦点所在的位置,步进电机带动镜头再次反向运动同时进一步减小步长。如此反复进行搜索,一直到步进电机的步长小于设定值为止。此时镜头聚焦的位置即为爬山搜索算法确定的镜头最佳聚焦点的第二估算位置。具体地，聚焦评价函数值可以是对图像的梯度、对比度等信息的评价值，计算聚焦评价函数值时，可以采用有参考的图像模糊检测算法，即将当前获得的图像与相同拍摄场景下获得的其他图像进行比较，清晰度较高的图像其聚焦函数评价值较高。

通常来说，搜索算法可以在终端镜头能聚焦的最大范围内搜索，搜索范围大于根据物距和物距的测量误差确定的第一聚焦范围。若在第一聚焦范围内聚焦，目标物成像的清晰度能达到预设的清晰度阈值，可利用预设的搜索算法在第一聚焦范围内搜索镜头最佳聚焦点的第二估算位置，以减少搜索算法的运算量，既保障聚焦效果，又节省搜索时间，提高终端镜头自动聚焦的效率。其中，在第一聚焦范围内搜索镜头最佳聚焦点的第二估算位置时，终端镜头运动的范围在第一聚焦范围对应的镜头最佳聚焦点的范围之内。

S208，通过预设的搜索算法在大于所述第一聚焦范围的第二聚焦范围内搜索并确定所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

在一些可行的实施方式中，若在第一聚焦范围内聚焦，目标物成像的清晰度未能达到预设的清晰度阈值，说明测距装置测得的物距未必是终端与用户想要拍摄的目标物之间的距离，此时通过预设的搜索算法在比第一聚焦范围更大的第二聚焦范围内搜索并确定终端的镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

可选地，第二聚焦范围可以是终端的镜头的最大聚焦范围，也可以介于该最大聚焦范围和第一聚焦范围之间。

S209，在所述第一聚焦范围内根据所述物距与终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定所述镜头最佳聚焦点的第一估算位置。

在一些可行的实施方式中，当终端与目标物之间存在相对运动时，由于终端自身的运动或目标物的运动，往往造成目标物在终端镜头成像的运动模糊，导致聚焦评价函数值较低。此时根据聚焦评价函数值来确定镜头最佳聚焦点的可靠性不高，可根据物距与所述镜头最佳聚焦点之间的映射关系来确定所述镜头最佳聚焦点的第一估算位置。

在一些可行的实施方式中，虽然终端与目标物之间未存在相对运动，但是根据测距结果及测距误差得到的第一聚焦范围小于预设的搜索算法的步长，即测距结果的精度高于预设的搜索算法的搜索精度，此时可以根据物距与所述终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系来确定所述终端的镜头最佳聚焦点的第一估算位置。

本发明实施例中，实时获取终端与待拍摄的目标物之间的物距并根据物距和物距的测量误差确定第一聚焦范围；当终端与目标物之间发生相对运动时，或者终端与目标物之间未发生相对运动，但测距精度高于预设的搜索算法的精度时，根据物距与终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定镜头最佳聚焦点的第一估算位置，可以避免由于图像运动模糊导致的聚焦不准确并选择精度较高的聚焦方式，提高终端镜头自动聚焦的准确度，同时避免了等待相对运动停止并确认相对运动停止的过程，加快终端镜头自动聚焦的速度；当终端与目标物之间未发生相对运动、物距的置信度较高而且在第一聚焦范围内成像较清晰时时，通过预设的搜索算法在第一聚焦范围内搜索并确定终端的镜头最佳聚焦点的第二估算位置，可以减少预设的搜索算法的运算时间，进一步提高自动聚焦的效率。

参见图3，为本发明实施例提供的一种终端的一实施例的结构示意图。如图3所示，该终端可包括：

物距获取单元301，用于实时获取终端与待拍摄的目标物之间的物距。

本发明实施例中，待拍摄的目标物可以是一个物体，也可以是由多个物体组成的场景。

在一些可行的实施方式中，终端可内置测距装置，该测距装置可以主动发射光波或声波，并接收被目标物反射回来的反射波，然后根据反射波的强度以及反射时间，计算得出终端与目标物之间的距离以及目标物相对终端的方位，即物距。具体地，终端内置的测距装置可以是激光测距仪和/或超声波测距仪，包括但不限于以上列举的两种装置。

具体实施中，当终端开启拍摄功能后，该测距装置可按照一定的时间间隔不断测量终端与待拍摄的目标物之间的物距，终端可从该测距装置获取到所述物距。其中该时间间隔越短，终端获取该物距的实时性越佳。可选地，该测距装置可以每隔几毫秒测量一次物距。

第一确定单元302，用于在所述终端与所述目标物之间发生相对运动时，根据所述物距以及所述物距的测量误差确定第一聚焦范围，在所述第一聚焦范围内根据所述物距与终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定所述镜头最佳聚焦点的第一估算位置。

本发明实施例中，镜头最佳聚焦点可以理解为在拍摄景物时，使景物最清晰地在感光器件上成像时，镜头的镜片组所处的位置。当镜头的镜片组与镜头最佳聚焦点重合时，感光器件落在最佳成像位置，成像最清晰。

具体实施中，终端可以先判断与目标物之间是否发生了相对运动。可选地，终端判断与目标物之间是否发生相对运动的方式可以包括但不限于如下三种：

方式一，判断终端在当前时刻获取的物距与在前一时刻获取的物距之间的差值是否超过预设的误差范围；若是，则可以判定终端与目标物之间发生了相对运动，否则可以判定终端与目标物之间没有发生相对运动。具体地，该误差范围可以根据当前时刻与前一时刻的时间差以及被动式自动聚焦方式能允许的终端与目标物之间的相对运动程度设置。例如：当前时刻与前一时刻的时间差为5ms，若被动式自动聚焦方式允许终端与目标物之间的相对运动速度小于1m/s，则当前时刻获取的物距和前一时刻获取的物距之间的差值小于0.5cms时，可以判定终端与目标物之间没有发生相对运动，否则判定终端与目标物之间发生了相对运动。

方式二，通过终端内的陀螺仪判断终端与目标物之间是否发生相对运动。具体地，通过终端内的陀螺仪，可以测量终端自身旋转的角度。终端自身的旋转会导致拍摄角度发生变化，从而使终端与目标物之间发生相对运动。当终端在一定时间内旋转的角度大于一定角度值时，可以认为终端与目标物之间发生了相对运动，例如，当终端在1s内旋转的角度超过了5°，可以认为终端与目标物之间发生了相对运动。

方式三，计算目标物在当前时刻的成像以及在前一时刻的成像的相似度；如果相似度高于预设的相似度阈值，可以判定所述终端与所述目标物之间发生相对运动；否则可以判定所述终端与所述目标物之间未发生相对运动。具体地，可以计算当前时刻成像的与前一时刻成像的直方图之间的距离，例如直方图的陆地移动距离(Earth Mover sDistance，EMD)，直方图相交距离、卡方距离等。当直方图距离大于一定距离阈值时，可以认为相似度小于相似度阈值，终端与目标物之间存在相对运动。

具体实施中，若所述终端与所述目标物之间发生相对运动，由于终端自身的运动或目标物的运动，往往造成目标物在终端镜头成像的运动模糊，导致聚焦评价函数值较低。此时根据聚焦评价函数值来确定镜头最佳聚焦点的可靠性不高，可选地，可根据物距与所述终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系来确定所述终端的镜头最佳聚焦点的第一估算位置。

可选地，第一聚焦范围可以是物距加上测量误差得到的范围，也可以大于物距加上测量误差得到的范围。例如，当测量到的物距为25cm，物距的测量误差为±4cm时，考虑到测量误差，可以将第一聚焦范围确定为25cm±4cm，即21cm-29cm。若考虑到不同镜头个体的硬件装配无法达到完全一致而造成的误差，可以将第一聚焦范围确定为大于21cm-29cm的范围，例如19cm-31cm。

第二确定单元303，用于在所述终端与所述目标物之间未发生相对运动时，通过预设的搜索算法搜索并确定所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

可选地，预设的搜索算法可以是爬山搜索算法、全局搜索算法、二分搜索算法或基于规则的搜索算法，包括但不限于上述列举的算法。本发明实施例以爬山搜索算法为例进行说明：

步进电机驱动终端镜头从起始位置出发,然后以等步长向前运动,每运动一个步长以后,就计算当前聚焦位置所对应图像的聚焦评价函数值。在镜头运动的过程中,如果出现聚焦评价函数值减小的现象,说明镜头已经错过了焦点所在的位置,并且逐步离焦。此时，步进电机带动镜头反向运动,并且相应减小步进电机的步长。同理,当聚焦评价函数再次值减小时,说明镜头又一次错过了焦点所在的位置,步进电机带动镜头再次反向运动同时进一步减小步长。如此反复进行搜索,一直到步进电机的步长小于设定值为止。此时镜头聚焦的位置即为爬山搜索算法确定的镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

具体地，聚焦评价函数值可以是对图像的梯度、对比度等信息的评价值，计算聚焦评价函数值时，可以采用有参考的图像模糊检测算法，即将当前获得的图像与相同拍摄场景下获得的其他图像进行比较，清晰度较高的图像其聚焦函数评价值较高。

聚焦单元304，用于根据所述镜头最佳聚焦点的第一估算位置或所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置对所述终端的镜头进行聚焦。

本发明实施例中，对终端的镜头进行聚焦具体为调整终端的镜头参数，使镜头中的感光器件与镜头最佳聚焦点重合。可选地，可以通过步进电机驱动终端的镜头移动，以此来调整镜头中的CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)或感光胶片的位置，使其与镜头最佳聚焦点的第一估算位置或第二估算位置重合。

本发明实施例中，实时获取终端与待拍摄的目标物之间的物距；当终端与目标物之间发生相对运动时，根据物距与终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定终端的镜头最佳聚焦点的第一估算位置，可以避免由于图像运动模糊导致的聚焦不准确，提高终端镜头自动聚焦的准确度，同时避免了等待相对运动停止并确认相对运动停止的过程，加快终端镜头自动聚焦的速度；当终端与目标物之间未发生相对运动时，通过预设的搜索算法搜索并确定终端的镜头最佳聚焦点的第二估算位置，其聚焦准确度比根据物距与终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定镜头最佳聚焦点的准确度高。可见，本发明实施例可以根据终端与目标物之间是否发生相对运动选择合适的聚焦方式，提高终端镜头自动聚焦的准确度并加快终端镜头自动聚焦的速度。

在一些可行的实施方式中，如图4所示，在图3的基础上，该终端还可包括、第一判断单元305、第四确定单元306、第二判断单元307、第三判断单元308、计算单元309以及第四判断单元310中至少一种，其中：

在一些可行的实施方式中，第二确定单元303还用于：在获取的所述物距的置信度高于预设的置信度阈值时，通过预设的搜索算法在所述第一聚焦范围内搜索并确定所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

在一些可行的实施方式中，终端内的测距装置在测量距离时，可评估测量结果的置信度，若置信度高于预设的置信度阈值，表示测量结果是可靠的。

通常来说，预设的搜索算法可以在终端镜头能聚焦的最大范围内搜索，搜索范围大于根据物距和物距的测量误差确定的第一聚焦范围。在物距的置信度较高的情况下，若利用预设的搜索算法在第一聚焦范围内搜索镜头最佳聚焦点的第二估算位置，可以减少搜索算法的运算量，既保障聚焦效果，又节省搜索时间，提高终端镜头自动聚焦的效率。其中，在第一聚焦范围内搜索镜头最佳聚焦点的第二估算位置时，终端镜头运动的范围在第一聚焦范围对应的镜头最佳聚焦点的范围之内。

可选地，测距装置可以根据反射波的强度评估测量结果的置信度。例如，当测距装置为红外激光测距仪时，其主动发射红外激光并接收反射波，根据反射波返回的时间判断物距，若目标物对红外光具有较高的吸收率，吸收了较多的红外激光，导致返回的红外激光反射波强度较小，则测距装置可评估认为测量结果的置信度较低。

具体地，测距装置可以给出一个置信度值，终端可将该置信度值与预设的置信度阈值相比，判断该置信度值是否高于预设的置信度阈值。

第二确定单元303还用于：在所述预设的搜索算法的搜索步长小于或等于所述第一聚焦范围时，通过预设的搜索算法在所述第一聚焦范围内搜索并确定所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

若获取的所述物距的置信度高于预设的置信度阈值，说明获取的物距比较可靠，此时可进一步判断预设的搜索算法的搜索步长是否小于或等于所述第一聚焦范围。

若预设的搜索算法的搜索步长小于或等于所述第一聚焦范围，表示利用预设的搜索算法进行搜索的精度比测距装置测距的精度高，此时第二确定单元303可通过预设的搜索算法在第一聚焦范围内搜索并确定终端的镜头最佳聚焦点的第二估算位置。反之，若预设的搜索算法的搜索步长大于所述第二聚焦范围，则表示利用预设的搜索算法进行搜索的精度低于测距装置测距的精度。

在一些可行的实施方式中，如果预设的搜索算法的搜索步长可变，则判断预设的搜索算法的最小搜索步长是否小于或等于所述第一聚焦范围。

第一判断单元305，用于判断当所述终端的镜头聚焦在所述第一聚焦范围内时，所述目标物的成像清晰度是否达到预设的清晰度阈值。

在一些可行的实施方式中，测距装置测得的物距未必是终端与用户想要拍摄的目标物之间的距离，例如：当测距装置为超声波测距仪时，若用户和目标物分别在玻璃的两侧，用户需要透过玻璃拍摄另一侧的目标物，但是由于玻璃对超声波的反射率高达几乎100％，此时测距仪给出的物距将是玻璃与终端之间的距离。此时若在根据获得的物距及测量误差得到的第一聚焦范围内聚焦，目标物成像的清晰度较低。针对上述情况，可以判断当终端聚焦在所述第一聚焦范围内时，目标物的成像清晰度是否达到预设的清晰度阈值，根据判断结果决定搜索算法的搜索范围。

本发明实施例中，判断当所述终端的镜头聚焦在所述第一聚焦范围内时，所述目标物的成像清晰度是否达到预设的清晰度阈值，具体为利用预设的搜索算法，在第一聚焦范围内的多个位置聚焦，分别判断在这些位置聚焦时在感光面成的像的清晰度是否达到预设的清晰度阈值。

可选地，可采用无参考图像模糊检测算法来检测目标物的成像清晰度。无参考图像模糊检测算法无需参考其他图像，直接根据目标物的成像判断其是否模糊。

第二确定单元303还用于：在所述第一判断单元305判断为是时，通过预设的搜索算法在所述第一聚焦范围内搜索并确定所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

若在第一聚焦范围内聚焦，目标物成像的清晰度能达到预设的清晰度阈值，可利用预设的搜索算法在第一聚焦范围内搜索镜头最佳聚焦点的第二估算位置，以减少搜索算法的运算量，既保障聚焦效果，又节省搜索时间，提高终端镜头自动聚焦的效率。其中，在第一聚焦范围内搜索镜头最佳聚焦点的第二估算位置时，终端镜头运动的范围在第一聚焦范围对应的镜头最佳聚焦点的范围之内。

第二确定单元303还用于：在所述第一判断单元306判断为否时，通过所述预设的搜索算法在大于所述第一聚焦范围的第二聚焦范围内搜索并确定所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

在一些可行的实施方式中，若在第一聚焦范围内聚焦，目标物成像的清晰度未能达到预设的清晰度阈值，说明测距装置测得的物距未必是终端与用户想要拍摄的目标物之间的距离，此时第二确定单元303通过预设的搜索算法在比第一聚焦范围更大的第二聚焦范围内搜索并确定镜头最佳聚焦点的第二估算位置。其中，在第二聚焦范围内搜索镜头最佳聚焦点的第二估算位置时，终端镜头运动的范围在第二聚焦范围对应的镜头最佳聚焦点的范围之内。

可选地，第二聚焦范围可以是终端的镜头的最大聚焦范围，也可以介于该最大聚焦范围和第一聚焦范围之间。

第四确定单元306，用于在所述终端与所述目标物之间未发生相对运动，且所述预设的搜索算法的搜索步长大于所述第一聚焦范围时，根据所述物距与所述终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

在一些可行的实施方式中，虽然终端与目标物之间未存在相对运动，但是根据测距结果及测距误差得到的第一聚焦范围小于预设的搜索算法的步长，即测距结果的精度高于预设的搜索算法的搜索精度，此时可以根据物距与所述终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系来确定所述终端的镜头最佳聚焦点的第一估算位置。

第二判断单元307，用于判断当前时刻获取的物距与前一时刻获取的物距之间的差值是否超过预设的误差范围；

第二判断单元307，还用于在判断为是时判定所述终端与所述目标物之间发生相对运动；在判断为否时判定所述终端与所述目标物之间未发生相对运动。

具体地，该误差范围可以根据当前时刻与前一时刻的时间差以及被动式自动聚焦方式能允许的终端与目标物之间的相对运动程度设置。例如：当前时刻与前一时刻的时间差为5ms，若被动式自动聚焦方式允许终端与目标物之间的相对运动速度小于1m/s，则当前时刻获取的物距和前一时刻获取的物距之间的差值小于0.5cms时，可以判定终端与目标物之间没有发生相对运动，否则判定终端与目标物之间发生了相对运动。

第三判断单元308，用于通过所述终端内的陀螺仪判断所述终端与所述目标物之间是否发生相对运动。

具体地，通过终端内的陀螺仪，可以测量终端自身旋转的角度。终端自身的旋转会导致拍摄角度发生变化，从而使终端与目标物之间发生相对运动。当终端在一定时间内旋转的角度大于一定角度值时，可以认为终端与目标物之间发生了相对运动，例如，当终端在1s内旋转的角度超过了5°，可以认为终端与目标物之间发生了相对运动。

计算单元309，用于计算所述目标物在当前时刻的成像以及在前一时刻的成像的相似度；

第四判断单元310，用于判断所述相似度是否高于预设的相似度阈值；并在判断为是时判定所述终端与所述目标物之间发生相对运动，在判断为否时判定所述终端与所述目标物之间未发生相对运动。

具体地，计算单元309可以计算当前时刻成像的与前一时刻成像的直方图之间的距离，例如直方图的陆地移动距离(Earth Mover s Distance，EMD)，直方图相交距离、卡方距离等。当直方图距离大于一定距离阈值时，第四判断单元310可以认为相似度小于相似度阈值，终端与目标物之间存在相对运动。

本发明实施例中，实时获取终端与待拍摄的目标物之间的物距并根据物距和物距的测量误差确定第一聚焦范围；当终端与目标物之间发生相对运动时，或者终端与目标物之间未发生相对运动，但测距精度高于预设的搜索算法的精度时，根据物距与终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定终端的镜头最佳聚焦点的第一估算位置，可以避免由于图像运动模糊导致的聚焦不准确并选择精度较高的聚焦方式，提高终端镜头自动聚焦的准确度，同时避免了等待相对运动停止并确认相对运动停止的过程，加快终端镜头自动聚焦的速度；当终端与目标物之间未发生相对运动、物距的置信度较高而且在第一聚焦范围内成像较清晰时时，通过预设的搜索算法在第一聚焦范围内搜索并确定终端的镜头最佳聚焦点的第二估算位置，可以减少预设的搜索算法的运算时间，进一步提高自动聚焦的效率。

参见图5，是本发明实施例提供的终端的又一实施例的结构示意图。如图5所示，该终端可包括：至少一个输入设备1000；至少一个输出设备2000；至少一个处理器3000，例如CPU；和存储器4000，上述输入设备1000、输出设备2000、处理器3000和存储器4000通过总线5000连接。

其中，上述输入设备1000具体可为终端的触控面板，包括触摸屏和触控屏，用于检测终端触控面板上的操作指令。

上述输出设备2000具体可为终端的显示屏，用于输出、显示图像数据(包括第一图像数据和第二图像数据)。

上述存储器4000可以是高速RAM存储器，也可为非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器。上述存储器4000用于存储程序代码以及一些非程序数据(例如图像数据)，上述处理器3000用于调用存储器4000中存储的程序代码，执行如下操作：

实时获取终端与待拍摄的目标物之间的物距；

在所述终端与所述目标物之间发生相对运动时，根据所述物距以及所述物距的测量误差确定第一聚焦范围，在所述第一聚焦范围内根据所述物距与终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定所述镜头最佳聚焦点的第一估算位置；

在所述终端与所述目标物之间未发生相对运动时，通过预设的搜索算法搜索并确定所述所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置；以及，

根据所述镜头最佳聚焦点的第一估算位置或所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置对所述终端的镜头进行聚焦。

在一些可行的实施方式中，上述处理器3000还用于：

在获取的所述物距的置信度高于预设的置信度阈值时，通过预设的搜索算法在所述第一聚焦范围内搜索并确定所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

在一些可行的实施方式中，上述处理器3000还用于：

在所述预设的搜索算法的搜索步长小于或等于所述第一聚焦范围时，通过预设的搜索算法在所述第一聚焦范围内搜索并确定所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

在一些可行的实施方式中，上述处理器3000还用于：

判断当所述终端的镜头聚焦在所述第一聚焦范围内时，所述目标物的成像清晰度是否达到预设的清晰度阈值；

在所述目标物的成像清晰度达到预设的清晰度阈值时，通过预设的搜索算法在所述第一聚焦范围内搜索并确定所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置；以及，

在所述目标物的成像清晰度未达到预设的清晰度阈值时，通过所述预设的搜索算法在大于所述第一聚焦范围的第二聚焦范围内搜索并确定所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

在一些可行的实施方式中，上述处理器3000还用于：

在所述终端与所述目标物之间未发生相对运动，且所述预设的搜索算法的搜索步长大于所述第一聚焦范围时，根据所述物距与所述镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定所述镜头最佳聚焦点的第一估算位置。

在一些可行的实施方式中，上述处理器3000还用于：

判断当前时刻获取的物距与前一时刻获取的物距之间的差值是否超过预设的误差范围；以及，

在判断为是时判定所述终端与所述目标物之间发生相对运动；在判断为否时判定所述终端与所述目标物之间未发生相对运动。

在一些可行的实施方式中，上述处理器3000还用于：

通过所述终端内的陀螺仪判断所述终端与所述目标物之间是否发生相对运动。

在一些可行的实施方式中，上述处理器3000还用于：

计算所述目标物在当前时刻的成像以及在前一时刻的成像的相似度；以及，

判断所述相似度是否高于预设的相似度阈值；并在判断为是时判定所述终端与所述目标物之间发生相对运动，在判断为否时判定所述终端与所述目标物之间未发生相对运动。

采用本发明实施例，可以避免由于图像运动模糊导致的聚焦不准确并选择精度较高的聚焦方式，提高终端镜头自动聚焦的准确度，同时避免了等待相对运动停止并确认相对运动停止的过程，加快终端镜头自动聚焦的速度；还可以在采用预设的搜索算法确定镜头最佳聚焦点时，在保障聚焦准确性的情况下优先选择在较小的第一聚焦范围内进行搜索，从而减少预设的搜索算法的运算时间，进一步提高自动聚焦的效率。

具体实现中，本发明实施例中所描述的输入设备1000、输出设备2000和处理器3000可执行如本发明图1-2所示的方法实施例，也可执行如本发明图3-4所示的终端实施例。在此不再赘述。

本发明所有实施例中的单元，可以通过通用集成电路，例如CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)，或通过ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，专用集成电路)来实现。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本发明实施例装置中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种终端，其特征在于，包括：

物距获取单元，用于实时获取终端与待拍摄的目标物之间的物距；

第一确定单元，用于在所述终端与所述目标物之间发生相对运动时，根据所述物距以及所述物距的测量误差确定第一聚焦范围，在所述第一聚焦范围内根据所述物距与终端的镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定所述镜头最佳聚焦点的第一估算位置；

第二确定单元，用于在所述终端与所述目标物之间未发生相对运动时，通过预设的搜索算法搜索并确定所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置；

聚焦单元，用于根据所述镜头最佳聚焦点的第一估算位置或所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置对所述终端的镜头进行聚焦；

所述第二确定单元还用于：在获取的所述物距的置信度高于预设的置信度阈值时，通过预设的搜索算法在所述第一聚焦范围内搜索并确定所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置；

所述终端还包括第一判断单元，

所述第一判断单元，用于判断当所述终端的镜头聚焦在所述第一聚焦范围内时，所述目标物的成像清晰度是否达到预设的清晰度阈值；

所述第二确定单元还用于：在所述第一判断单元判断为是时，通过预设的搜索算法在所述第一聚焦范围内搜索并确定所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

2.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，

所述第二确定单元还用于：在所述预设的搜索算法的搜索步长小于或等于所述第一聚焦范围时，通过预设的搜索算法在所述第一聚焦范围内搜索并确定所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

3.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述第二确定单元还用于：

在所述第一判断单元判断为否时，通过所述预设的搜索算法在大于所述第一聚焦范围的第二聚焦范围内搜索并确定所述镜头最佳聚焦点的第二估算位置。

4.根据权利要求2所述的终端，其特征在于，所述终端还包括：

第四确定单元，用于在所述终端与所述目标物之间未发生相对运动，且所述预设的搜索算法的搜索步长大于所述第一聚焦范围时，根据所述物距与镜头最佳聚焦点之间的映射关系确定所述镜头最佳聚焦点的第一估算位置。

5.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述终端还包括：

第二判断单元，用于判断当前时刻获取的物距与前一时刻获取的物距之间的差值是否超过预设的误差范围；

所述第二判断单元，还用于在判断为是时判定所述终端与所述目标物之间发生相对运动；在判断为否时判定所述终端与所述目标物之间未发生相对运动。

6.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述终端还包括：

第三判断单元，用于通过所述终端内的陀螺仪判断所述终端与所述目标物之间是否发生相对运动。

7.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述终端还包括：

计算单元，用于计算所述目标物在当前时刻的成像以及在前一时刻的成像的相似度；

第四判断单元，用于判断所述相似度是否高于预设的相似度阈值；并在判断为是时判定所述终端与所述目标物之间发生相对运动，在判断为否时判定所述终端与所述目标物之间未发生相对运动。

8.根据权利要求1-4任一项所述的终端，其特征在于，所述预设的搜索算法，包括：

爬山搜索算法、全局搜索算法、二分搜索算法或基于规则的搜索算法。