CN105227833A - 连续对焦方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及成像设备的对焦技术，公开了一种连续对焦方法及装置。本发明中，连续对焦方法，包含以下步骤：获取焦点目标在当前图像中所占面积相对于前一次合焦完成的焦点目标在图像中所占面积的变化趋势；其中，焦点目标为被拍摄的物体；根据焦点目标在图像中所占面积的变化趋势，识别焦点目标的运动方向；如果焦点目标在图像中所占面积呈增大趋势，则识别为焦点目标的运动方向为靠近摄像设备，如果焦点目标在图像中所占面积呈减小趋势，则识别为焦点目标的运动方向为远离摄像设备；按照焦点目标的运动方向，调整焦点的位置直至再次合焦。与现有技术相比，可以提高对焦的速度。

Description

连续对焦方法及装置

技术领域

本发明涉及成像设备的对焦技术，特别涉及一种连续对焦方法及装置。

背景技术

现有的自动对焦成像设备，包括大部分消费级相机和绝大多数手机，多数采用反差式对焦的方式。其中，成像设备通过前后移动对焦镜组来确定焦点的位置。

在连续对焦模式下，当焦点目标处于运动状态时，如果被拍摄的物体脱离焦点范围，设备就需要前后移动镜组重新进行对焦，具体流程如图1所示，包含步骤101～111。从图1中可知，在连续对焦模式下，如果成像设备在没有合焦的状态下，会按照预先设定的对焦方案，先向靠近成像设备的方向移动焦镜组，如果焦点位置的反差变大，说明被拍摄的物体运动方向为靠近摄像设备，则继续向靠近成像设备的方向移动焦镜组直至合焦，否则，向远离成像设备的方向移动焦镜组，如果焦点位置的反差变大，说明被拍摄的物体运动方向为远离摄像设备，则继续向远离成像设备的方向移动焦镜组直至合焦。

由上可知，在连续对焦模式下，对运动的被拍摄物体进行对焦，要先相对于成像设备前向后移动焦镜组，以确认被拍摄物体的运动方向，再根据确认的运动方向进行对焦，但是，移动焦镜组会花费一些时间，这样，影响了对焦的速度。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种连续对焦方法及装置，可以在被拍摄的物体脱离焦点范围后，快速确定被拍摄物体的运动方向，并根据确定的运动方向进行调焦，进而提高对焦的速度。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种连续对焦方法，包含以下步骤：

获取焦点目标在当前图像中所占面积相对于前一次合焦完成的所述焦点目标在图像中所占面积的变化趋势；其中，所述焦点目标为被拍摄的物体；

根据所述焦点目标在图像中所占面积的变化趋势，识别所述焦点目标的运动方向；如果所述焦点目标在图像中所占面积呈增大趋势，则识别为所述焦点目标的运动方向为靠近摄像设备，如果所述焦点目标在图像中所占面积呈减小趋势，则识别为所述焦点目标的运动方向为远离所述摄像设备；

按照所述焦点目标的运动方向，调整焦点的位置直至再次合焦。

本发明的实施方式还提供了一种连续对焦装置，包含：获取模块、识别模块与调焦模块；

所述获取模块，用于获取焦点目标在当前图像中所占面积相对于前一次合焦完成的所述焦点目标在图像中所占面积的变化趋势；其中，所述焦点目标为被拍摄的物体；

所述识别模块，用于根据所述焦点目标在图像中所占面积的变化趋势，识别所述焦点目标的运动方向；如果所述焦点目标在图像中所占面积呈增大趋势，则识别为所述焦点目标的运动方向为靠近摄像设备，如果所述焦点目标在图像中所占面积呈减小趋势，则识别为所述焦点目标的运动方向为远离所述摄像设备；

所述调焦模块，用于按照所述焦点目标的运动方向，调整焦点的位置直至再次合焦。

本发明实施方式相对于现有技术而言，是在前一次合焦完成时获取焦点目标(被拍摄的物体)在图像中所占的面积，然后，在被拍摄的物体脱离焦点范围后，获取当前图像中焦点目标所占面积，根据获取的数据得出焦点目标在当前图像中所占面积相对于前一次合焦完成的焦点目标在图像中所占面积的变化趋势，再根据焦点目标在图像中所占面积的变化趋势，就可以识别出被拍摄物体的运动方向，而不用通过相对于成像设备前后移动镜组来确定物体的运动方向，节约了确认焦点目标运动方向的时间，进而可以提高对焦的速度。

进一步地，可以通过如下方式获取所述焦点目标在当前图像中所占面积相对于前一次合焦完成的所述焦点目标在图像中所占面积的变化趋势：对比第一图像中所述焦点目标所占面积值与第二图像中所述焦点目标所占面积值；其中，所述第一图像为前一次合焦完成的图像，所述第二图像为前一次合焦后的图像；如果所述第二图像中所述焦点目标所占面积值大于所述第一图像中所述焦点目标所占面积值，则判定所述焦点目标在图像中所占面积呈增大趋势，如果所述第二图像中所述焦点目标所占面积值小于所述第一图像中所述焦点目标所占面积值，则判定所述焦点目标在图像中所占面积呈减小趋势。

进一步地，可以通过如下方式获取所述第一图像中所述焦点目标所占面积值和所述第二图像中所述焦点目标所占面积值：计算出所述第一图像中所述焦点目标的边缘所围成的区域面积，作为所述第一图像中所述焦点目标所占面积值；计算出所述第二图像中所述焦点目标的边缘所围成的区域面积，作为所述第二图像中所述焦点目标所占面积值。

进一步地，可以通过如下方式计算所述第一图像中所述焦点目标的边缘所围成的区域面积和所述第二图像中所述焦点目标的边缘所围成的区域面积：选择出所述第一图像的第一有效特征点和所述第二图像的第一有效特征点；其中，所述第一图像的第一有效特征点是所述第一图像中位于所述焦点目标的边缘的图像区域，所述第二图像的第一有效特征点是所述第二图像中位于所述焦点目标的边缘的图像区域，所述第一图像的第一有效特征点和所述第二图像的第一有效特征点的位置一一对应；计算所述第一图像的第一有效特征点的集合所围成的区域的面积，作为所述第一图像中所述焦点目标的边缘所围成的区域面积；计算所述第二图像的第一有效特征点的集合所围成的区域的面积，作为所述第二图像中所述焦点目标的边缘所围成的区域面积。

进一步地，所述选择出所述第一图像的第一有效特征点和所述第二图像的第一有效特征点的步骤，包含以下子步骤：选择出所述第一图像的特征点，并记录所述第一图像的特征点信息；其中，所述第一图像的特征点是所述第一图像中位于所述焦点目标的边缘且灰度或色度变化大于第一预设阈值的图像区域，所述第一图像的特征点的数目大于第二预设阈值，所述第一图像的特征点信息包含图像信息与位置信息；对所有所述第一图像的特征点处的图像与所述第二图像中对应位置预设范围内的图像进行匹配；如果匹配成功，则匹配成功的所述第一图像的特征点为所述第一图像的第一有效特征点，与所述第一图像的第一有效特征点的位置一一对应的所述第二图像的特征点为所述第二图像的第一有效特征点。第一图像中特征点的数目大于第二预设阈值，可以提高确定焦点目标的准确性。

另外，还可以通过如下方式获取所述第一图像中所述焦点目标所占面积值和所述第二图像中所述焦点目标所占面积值：计算所述第一图像的第二有效特征点所分布区域的面积，作为所述第一图像中所述焦点目标所占面积值；其中，所述第一图像的所述第二有效特征点是分布在所述第一图像中的焦点目标上且灰度或色度变化大于第四预设阈值的图像区域；计算所述第二图像的第二有效特征点所分布区域的面积，作为所述第二图像中所述焦点目标所占面积值；其中，所述第二图像的第二有效特征点是分布在所述第二图像中的焦点目标上且灰度或色度变化大于所述第四预设阈值的图像区域。通过计算焦点目标上有效特征点的分布区域的面积也可以计算出焦点目标所占面积值，丰富了计算焦点目标所占面积值的方式。

附图说明

图1是现有技术中的连续对焦方法的流程图；

图2是根据本发明第一实施方式的连续对焦方法的流程图；

图3是根据本发明第二实施方式的连续对焦方法的流程图；

图4是根据本发明第三实施方式的连续对焦方法的流程图；

图5是根据本发明第四实施方式的连续对焦装置的结构框图；

图6是根据本发明第四实施方式中的连续对焦装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种连续对焦方法，具体流程如图2所示，具体包括如下步骤：

步骤201，获取焦点目标在当前图像中所占面积相对于前一次合焦完成的焦点目标在图像中所占面积的变化趋势；其中，焦点目标为被拍摄的物体。

步骤202，根据焦点目标在图像中所占面积的变化趋势，识别焦点目标的运动方向。

其中，如果焦点目标在图像中所占面积呈增大趋势，则识别为焦点目标的运动方向为靠近摄像设备，如果焦点目标在图像中所占面积呈减小趋势，则识别为焦点目标的运动方向为远离摄像设备。

步骤203，按照焦点目标的运动方向，调整焦点的位置直至再次合焦。

本实施例提供的连续对焦方法，通过比较当前图像中焦点目标所占面积与前一次合焦完成的焦点目标在图像中所占的面积，获取焦点目标在当前图像中所占面积相对于前一次合焦完成的焦点目标在图像中所占面积的变化趋势，再根据焦点目标在图像中所占面积的变化趋势，识别出被拍摄物体的运动方向，实现了快速确定被拍摄物体的运动方向，进而提高对焦的速度的技术效果。

本发明的第二实施方式涉及一种连续对焦方法，具体流程如图3所示，包含以下步骤：

步骤301，开启连续对焦模式。

步骤302，按照原方式进行首次对焦。比如，成像设备原对焦方式如果是相对于成像设备前后移动镜组进行对焦，那么本实施方式中的连续对焦方法中的首次对焦就采取前后移动镜组进行对焦。当然，本实施方式中的首次对焦的方式不限于前后移动镜组进行对焦，还可以是手动对焦。

步骤303，获取对焦完成时的第一图像，并记录焦点位置及其周围的图像信息。其中，第一图像为在连续聚焦中一次合焦完成的图像。具体地说，第一图像是处于合焦状态的一帧图像。在实际应用中，也可以不取对焦完成时那一时刻的图像作为第一图像，只要获取的第一图像是处于合焦状态的图像即可。其中，处于合焦状态的图像是清晰的图像。

步骤304，选择出第一图像的特征点，并记录特征点信息(T0)。其中，第一图像的特征点是第一图像中位于焦点目标的边缘且灰度或色度变化大于第一预设阈值的图像区域，第一图像的特征点的数目大于第二预设阈值，第一图像的特征点信息包含图像信息与位置信息；其中，第一图像的特征点的位置信息是特征点在第一图像中的坐标位置，具体可以是一个二维坐标；第一图像的特征点的图像信息是以第一图像的特征点的位置为中心，截取的边长为W像素的正方形图像，其中，W为经验值，W越大，匹配精确度会越高。第一图像中特征点的数目大于第二预设阈值，可以提高确定焦点目标(被拍摄的物体)的准确性。

在本步骤中，具体可以包含以下子步骤：

步骤3041，通过计算第一图像中焦点目标上边缘的反差，确定角点的位置。具体可以通过计算第一图像中焦点目标上边缘的反差，确定角点的位置。更进一步地，可以利用索贝尔(Sobel)或拉普拉斯(Laplacian)算子计算第一图像中焦点目标上边缘的反差。在本步骤中，可以确定第一预设数目的角点，即计算出第一预设数目的角点的位置，以供从中选出第一图像的特征点。

步骤3042，选择第一图像中焦点目标边缘上的角点作为第一图像的特征点。具体而言，可以从第一预设数目的角点中选择出反差最强的第二预设数目的角点作为第一图像的特征点；其中，第二预设数目小于或者等于第一预设数目。

步骤305，按照预设的方式获取对焦完成后的第二图像，并记录图像信息(T1)。其中，第二图像为连续对焦过程中一次合焦完成时刻之后某一时刻的的图像。具体地说，可以获取对焦完成时的第一图像的下一帧图像作为第二图像，也可以获取与第一图像间隔数帧的图像作为第二图像。比如，假设预览的图像是每秒30帧，而成像设备完成M个特征点匹配耗时为1/20秒，那么设备便无法在下一帧图像到来之前完成方向的确认，在此种情况下，将会跳过一帧，获取与第一图像间隔一帧的图像为第二图像，每两帧进行一次匹配计算。再如，用户如果不需要频繁的对焦，每秒5次对焦就能满足需求，那么设备每隔6帧获取第二图像、进行一次匹配计算即可。总之，获取第二图像的方式可以根据成像设备对焦精度的要求或者设备的性能而预先进行设置。

需要说明的是，第二图像可能是仍然处于合焦状态的图像(清晰的图像)，也可能是处于离焦状态的图像(不清晰的图像)。

步骤306，选择出第一图像的第一有效特征点与第二图像的第一有效特征点。其中，第一图像的第一有效特征点是第一图像中位于焦点目标的边缘的图像区域，第二图像的第一有效特征点是第二图像中位于焦点目标的边缘的图像区域，第一图像的第一有效特征点和第二图像的第一有效特征点的位置一一对应。

具体的，可以通过图像匹配的方式选择出第一图像的第一有效特征点与第二图像的第一有效特征点。可选的，在本步骤中，可以对所有第一图像的特征点处的图像与第二图像中对应位置预设范围内的图像进行匹配；如果匹配成功，则匹配成功的第一图像的特征点为第一图像的第一有效特征点，与第一图像的第一有效特征点的位置一一对应的第二图像的特征点为第二图像的第一有效特征点。

下面对图像匹配进行举例说明：假设特征点的图像宽和高都是W，匹配范围是3个像素(那么T0特征点会在T1对应位置向外扩张3个像素的范围内进行匹配)。通过对T0中特征点与T1对应位置的图像做相减的计算，可以得到两幅图像之间的差d(两幅图像之间的差指的是两幅尺寸相等的图像，相同位置像素的灰度差的绝对值的累加)，然后通过T0特征点逐个匹配T1对应位置周边的图像，确认是否有某一位置可以达到更小的差。在范围内，存在差最小的区域，且差要小于一个预设的阈值，则判定此位置的图像与T0中特征点最为近似，可实现匹配。

由于在第二图像中匹配的范围在原位置向外扩充了3个像素，而与第一图像的特征点匹配的图像，尺寸是与特征点图像大小一致的，因此，通过逐一匹配每个位置，从第二图像的匹配范围左上角到右下角，一共会有49个位置可以匹配，通过逐一匹配每个位置，可以找到满足差值最小的位置。

按照上述的匹配方法，由于T0中特征点会在T1对应位置附近做多次匹配，当特征点具有重复性时，则容易出现多个位置均可满足匹配的现象。举例来说，如果特征点选择在格子衬衫上，在附近位置，就会有多个区域可满足。在这种情况下，匹配是不可靠的、无效的。

如果特征点被遮挡、形状发生明显变化或者亮度发生明显变化，可能导致匹配失败。当出现以上情形时，难以在T1中，找到近似的图像，匹配也是无效的。

图像匹配的方式有多种，以上仅是其中一种实现方式，在实际应用时不限于本实施方式中所述的实现方式。

进一步的，计算出第一图像中焦点目标的边缘所围成的区域面积，作为第一图像中焦点目标所占面积值；计算出第二图像中所述焦点目标的边缘所围成的区域面积，作为第二图像中所述焦点目标所占面积值。

具体的，为了获得第一图像中所述焦点目标所占面积值和第二图像中焦点目标所占面积值，一种可行的实现方式为：

步骤307，根据获取的第一有效特征点，计算出第一图像中焦点目标所占面积值(S1)与第二图像中焦点目标所占面积值(S2)。

在本步骤中，可以计算第一图像的第一有效特征点的集合所围成的区域的面积，作为第一图像中焦点目标的边缘所围成的区域面积，且将计算出的第一图像中焦点目标的边缘所围成的区域面积，作为第一图像中焦点目标所占面积值(S1)。

同理，可以计算第二图像的第一有效特征点的集合所围成的区域的面积，作为第二图像中焦点目标的边缘所围成的区域面积，且将计算出的第二图像中焦点目标的边缘所围成的区域面积，作为第二图像中焦点目标所占面积值(S2)。

由于第一有效特征点位于第一图像或者第二图像中焦点目标的边缘上，这意味着第一图像(第二图像)的第一有效特征点的集合构成了焦点目标的边缘，所以，第一图像(第二图像)中焦点目标的边缘所包围的面积即为第一图像(第二图像)中焦点目标在图像中所占面积值。

步骤308，比较S1与S2，并根据比较结果获取焦点目标在图像中所占面积的变化趋势。对比第一图像中焦点目标所占面积值(S1)与第二图像中焦点目标所占面积值(S2)时，可以采取除法比较S1与S2的大小。如果S2/S1的值大于1，则S2大于S1，判定焦点目标在图像中所占面积呈增大趋势；如果S2/S1的值等于1，则S2等于S1，判定焦点目标在图像中所占面积不变；如果S2/S1的值小于于1，则S2小于S1，判定焦点目标在图像中所占面积呈减小趋势。

步骤309，识别焦点目标的运动方向。具体而言，是根据焦点目标在图像中所占面积的变化趋势，识别焦点目标的运动方向；如果焦点目标在图像中所占面积呈增大趋势，则识别为焦点目标的运动方向为靠近摄像设备，如果焦点目标在图像中所占面积不变，则识别为焦点目标的没有运动，距离成像设备距离不变；如果焦点目标在图像中所占面积呈减小趋势，则识别为焦点目标的运动方向为远离摄像设备。如果识别结果是焦点目标的运动方向为靠近摄像设备或者远离摄像设备，即焦点目标的位置发生了变化，则进入步骤310，否则可以不调焦，并返回执行步骤305，因为焦点目标位置没有变化，则图像仍处于合焦状态，不需要调焦，也可以直接进入步骤310，通过后续步骤判断是否进行调焦。

步骤310，计算第二图像与第一图像之间的比率。其中，比率为第一图像的特征点与第二图像的特征点之间的像素间距之比。

步骤311，判断比率是否大于第三阈值。若是，则执行步骤312，否则，执行步骤311。其中，当比率变大或变小时，说明物体与成像设备的间距发生了变化。

步骤312，计算第二图像中焦点位置的反差。其中，反差即为图像中相邻像素灰度和色阶的差别，当反差大的时候，说明焦点目标处于合焦的状态。

步骤313，判断反差是否符合合焦条件。若是，则执行步骤305，否则，执行步骤314。具体地说，如果反差满足合焦条件，则不调焦，返回步骤305，由于焦点目标可能一直在运动，在摄像设备返回步骤305的过程中，焦点目标可能已经处于离焦状态。

步骤314，按照识别的焦点目标的运动方向，调整焦点的位置直至合焦。如果焦点目标的运动方向为靠近摄像设备，则拉近镜组，直至合焦，如果焦点目标的运动方向为远离摄像设备，推远镜组，直至合焦。

步骤315，判断是否退出连续对焦模式。若是，执行步骤316，否则执行步骤203。返回步骤203后，再获取的第一图像就是采用本实施方式的连续对焦方法的对焦图像，而不是按照原方式对焦获取的合焦状态的图像。

步骤316，退出连续对焦模式。

与现有技术相比，是在前一次合焦完成时获取焦点目标在图像中所占的面积，然后，在被拍摄的物体脱离焦点范围后，获取当前图像中焦点目标所占面积，根据获取的数据得出焦点目标在当前图像中所占面积相对于前一次合焦完成的焦点目标在图像中所占面积的变化趋势，再根据焦点目标在图像中所占面积的变化趋势，就可以识别出被拍摄物体的运动方向，而不用通过相对于成像设备前后移动镜组来确定物体的运动方向，节约了确认焦点目标运动方向的时间，进而可以提高对焦的速度。

本发明的第三实施方式涉及一种连续对焦方法。第三实施方式与第二实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第二实施方式中，以焦点目标的边缘所围成的区域面积作为焦点目标所占面积值。而在本发明第三实施方式中，是以焦点目标上有效特征点所分布的区域的面积作为焦点目标所占面积值，丰富了计算焦点目标所占面积值的方式。

具体地说，在本实施方式中，包含步骤401～416，其中，步骤401～403、405、408～416分别与第一实施方式中的步骤301～303、305、308～316相似，在此不再赘述，下面仅介绍不同之处：

步骤404，选择出第一图像的特征点，并记录特征点信息(T0)。其中，第一图像的特征点是分布在焦点目标上且灰度或色度变化大于第五预设阈值的图像区域，第一图像中特征点的数目大于第六预设阈值，第一图像的特征点信息包含图像信息与位置信息；其中，第一图像的特征点的位置信息是特征点在第一图像中的坐标位置，具体可以是一个二维坐标；第一图像的特征点的图像信息是以第一图像的特征点的位置为中心，截取的边长为W像素的正方形图像，其中，W为经验值，W越大，匹配精确度会越高。在本实施方式中，第五预设阈值可以等于第一实施方式中的第一预设阈值，第六预设阈值可以大于第一实施方式中的第二预设阈值，因为焦点目标上的特征点包含位于边缘的特征点和位于边缘包围的区域中的特征点。

在本步骤中，具体可以包含以下子步骤：

步骤4041，通过计算第一图像中分布于焦点目标上的局部图像区域边缘的反差，确定角点的位置。具体可以利用索贝尔(Sobel)或拉普拉斯(Laplacian)算子计算第一图像中分布于焦点目标上的局部图像区域边缘的反差。在本步骤中，可以确定第三预设数目的角点，即计算出第三预设数目的角点的位置，以供从中选出第一图像的特征点。

步骤4042，选择第一图像中分布于焦点目标上的角点作为第一图像的特征点。具体而言，可以从第三预设数目的角点中选择出反差最强的第四预设数目的角点作为第一图像的特征点；其中，第四预设数目小于或者等于第三预设数目。

步骤406，择出第一图像的第二有效特征点与第二图像的第二有效特征点。其中，第一图像的第二有效特征点是分布在第一图像中的焦点目标上且灰度或色度变化大于第四预设阈值的图像区域，也就是，第一图像的第二有效特征点遍布于第一图像中的焦点目标所占的图像区域；第二图像的第二有效特征点是分布在第二图像中的焦点目标上且灰度或色度变化大于第四预设阈值的图像区域，也就是，第二图像的第二有效特征点遍布于第二图像中的焦点目标所占的图像区域。

具体的，可以通过图像匹配的方式选择选择出第一图像的第二有效特征点与第二图像的第二有效特征点。可选的，在本步骤中，可以对所有第一图像中特征点处的图像与第二图像中对应位置预设范围内的图像进行匹配；如果匹配成功，则匹配成功的第一图像的特征点为第一图像的第二有效特征点，与第一图像的第二有效特征点的位置一一对应的第二图像的特征点为第二图像的第二有效特征点。本实施方式中的图像匹配方法可以与第一实施方式中的相同，也可以不与第一实施方式中的不同。

步骤407，根据获取的第二有效特征点，计算出第一图像中焦点目标所占面积值(S1)与第二图像中焦点目标所占面积值(S2)。具体地说，在本步骤中，是计算第一图像中焦点目标上的第二有效特征点所分布区域的面积，作为第一图像中焦点目标所占面积值(S1)，同理，计算第二图像中焦点目标上的第二有效特征点所分布区域的面积，作为第二图像中焦点目标所占面积值(S2)。

由于第二有效特征点遍布于焦点目标上，第二有效特征点分布的区域即为焦点目标所占的区域，所以也通过计算第二有效特征点分布的区域面积计算焦点目标所占的面积值，这样，丰富了计算焦点目标所占的面积值的方法。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明第四实施方式涉及一种连续对焦装置，如图5所示，包含：获取模块501、识别模块502与调焦模块503。

获取模块501，用于获取焦点目标在当前图像中所占面积相对于前一次合焦完成的焦点目标在图像中所占面积的变化趋势；其中，焦点目标为被拍摄的物体。

识别模块502，用于根据焦点目标在图像中所占面积的变化趋势，识别焦点目标的运动方向；如果焦点目标在图像中所占面积呈增大趋势，则识别为焦点目标的运动方向为靠近摄像设备，如果焦点目标在图像中所占面积呈减小趋势，则识别为焦点目标的运动方向为远离所述摄像设备。

调焦模块503，用于按照焦点目标的运动方向，调整焦点的位置直至再次合焦。

本实施例提供的连续对焦装置，通过获取焦点目标在当前图像中所占面积相对于前一次合焦完成的焦点目标在图像中所占面积的变化趋势，并根据焦点目标在图像中所占面积的变化趋势，识别出被拍摄物体的运动方向，实现了快速确定被拍摄物体的运动方向，进而提高对焦的速度的技术效果。

在实际应用时，连续对焦装置，如图6所示，可以包含：摄像头装置601、处理器602、输入装置603、显示装置604与缓存装置605；摄像头装置601、输入装置603、显示装置604、缓存装置605均与处理器602连接。

在启动连续对焦装置时，摄像头装置601捕获预览界面，通过处理器602将图像显示到显示装置604上。

用户可以通过输入装置603或由连续对焦装置自动判断(例如人脸识别模式下自动对焦到人脸位置)确定焦点位置，处理器602对当前图像做特征点提取的操作，并将相关数据保存至缓存装置605中。

摄像头装置601获取下一帧用以匹配的一帧图像后，处理器602比对两帧图像并得到焦点目标运动的方向，并控制摄像头装置601进行对焦。

另外，用户可以通过输入装置603，控制连续对焦功能的开关。

对应的，该连续对焦装置能够执行上述实施例中图2～4对应实施例包含的步骤，实现相应的技术效果。

不难发现，本实施方式为与第一、二、三实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一、二、三实施方式互相配合实施。第一、二、三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一、二、三实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种连续对焦方法，其特征在于，包含以下步骤：

获取焦点目标在当前图像中所占面积相对于前一次合焦完成的所述焦点目标在图像中所占面积的变化趋势；其中，所述焦点目标为被拍摄的物体；

根据所述焦点目标在图像中所占面积的变化趋势，识别所述焦点目标的运动方向；如果所述焦点目标在图像中所占面积呈增大趋势，则识别为所述焦点目标的运动方向为靠近摄像设备，如果所述焦点目标在图像中所占面积呈减小趋势，则识别为所述焦点目标的运动方向为远离所述摄像设备；

按照所述焦点目标的运动方向，调整焦点的位置直至再次合焦。

2.根据权利要求1所述的连续对焦方法，其特征在于，通过如下方式获取所述焦点目标在当前图像中所占面积相对于前一次合焦完成的所述焦点目标在图像中所占面积的变化趋势：

对比第一图像中所述焦点目标所占面积值与第二图像中所述焦点目标所占面积值；其中，所述第一图像为前一次合焦完成的图像，所述第二图像为前一次合焦后的图像；

如果所述第二图像中所述焦点目标所占面积值大于所述第一图像中所述焦点目标所占面积值，则判定所述焦点目标在图像中所占面积呈增大趋势，如果所述第二图像中所述焦点目标所占面积值小于所述第一图像中所述焦点目标所占面积值，则判定所述焦点目标在图像中所占面积呈减小趋势。

3.根据权利要求2所述的连续对焦方法，其特征在于，通过如下方式获取所述第一图像中所述焦点目标所占面积值和所述第二图像中所述焦点目标所占面积值：

计算出所述第一图像中所述焦点目标的边缘所围成的区域面积，作为所述第一图像中所述焦点目标所占面积值；

计算出所述第二图像中所述焦点目标的边缘所围成的区域面积，作为所述第二图像中所述焦点目标所占面积值。

4.根据权利要求3所述的连续对焦方法，其特征在于，通过如下方式计算所述第一图像中所述焦点目标的边缘所围成的区域面积和所述第二图像中所述焦点目标的边缘所围成的区域面积：

选择出所述第一图像的第一有效特征点和所述第二图像的第一有效特征点；其中，所述第一图像的第一有效特征点是所述第一图像中位于所述焦点目标的边缘的图像区域，所述第二图像的第一有效特征点是所述第二图像中位于所述焦点目标的边缘的图像区域，所述第一图像的第一有效特征点和所述第二图像的第一有效特征点的位置一一对应；

计算所述第一图像的第一有效特征点的集合所围成的区域的面积，作为所述第一图像中所述焦点目标的边缘所围成的区域面积；计算所述第二图像的第一有效特征点的集合所围成的区域的面积，作为所述第二图像中所述焦点目标的边缘所围成的区域面积。

5.根据权利要求4所述的连续对焦方法，其特征在于，所述选择出所述第一图像的第一有效特征点和所述第二图像的第一有效特征点的步骤，包含以下子步骤：

选择出所述第一图像的特征点，并记录所述第一图像的特征点信息；其中，所述第一图像的特征点是所述第一图像中位于所述焦点目标的边缘且灰度或色度变化大于第一预设阈值的图像区域，所述第一图像的特征点的数目大于第二预设阈值，所述第一图像的特征点信息包含图像信息与位置信息；

对所有所述第一图像的特征点处的图像与所述第二图像中对应位置预设范围内的图像进行匹配；

如果匹配成功，则匹配成功的所述第一图像的特征点为所述第一图像的第一有效特征点，与所述第一图像的第一有效特征点的位置一一对应的所述第二图像的特征点为所述第二图像的第一有效特征点。

6.根据权利要求5所述的连续对焦方法，其特征在于，在所述选择出所述第一图像的特征点的步骤中，具体包括：

选择所述第一图像中所述焦点目标边缘上的角点作为所述第一图像的特征点。

7.根据权利要求6所述的连续对焦方法，其特征在于，在所述选择所述第一图像中所述焦点目标边缘上的角点作为所述第一图像的特征点之前，还包括：

通过计算所述第一图像中所述焦点目标上边缘的反差，确定所述角点的位置。

8.根据权利要求7所述的连续对焦方法，其特征在于，所述选择所述第一图像中所述焦点目标边缘上的角点作为所述第一图像的特征点，包含以下子步骤：

确定第一预设数目的角点；

从所述第一预设数目的角点中选择出反差最强的第二预设数目的角点作为所述第一图像的特征点；其中，所述第二预设数目小于或者等于所述第一预设数目。

9.根据权利要求7所述的连续对焦方法，其特征在于，所述通过计算所述第一图像中所述焦点目标上边缘的反差，确定所述角点的位置步骤，具体包括：

利用索贝尔Sobel或拉普拉斯Laplacian算子计算所述第一图像中所述焦点目标上边缘的反差。

10.根据权利要求5所述的连续对焦方法，其特征在于，在按照所述焦点目标的运动方向，调整焦点的位置直至再次合焦的步骤之前，还包含以下步骤：

计算所述第二图像与所述第一图像之间的比率；

如果所述比率大于第三预设阈值，则计算所述第二图像中焦点位置的反差；其中，所述比率为所述第一图像的特征点与所述第二图像的特征点之间的像素间距之比；

根据所述焦点位置的反差，判断是否调整所述焦点的位置；如果所述焦点位置的反差满足合焦条件，则不调整所述焦点的位置。

11.根据权利要求2所述的连续对焦方法，其特征在于，通过如下方式获取所述第一图像中所述焦点目标所占面积值和所述第二图像中所述焦点目标所占面积值：

计算所述第一图像的第二有效特征点所分布区域的面积，作为所述第一图像中所述焦点目标所占面积值；其中，所述第一图像的所述第二有效特征点是分布在所述第一图像中的所述焦点目标上且灰度或色度变化大于第四预设阈值的图像区域；

计算所述第二图像的第二有效特征点所分布区域的面积，作为所述第二图像中所述焦点目标所占面积值；其中，所述第二图像的第二有效特征点是分布在所述第二图像中的所述焦点目标上且灰度或色度变化大于所述第四预设阈值的图像区域。

12.根据权利要求11所述的连续对焦方法，其特征在于，在获取所述第一图像中所述焦点目标所占面积值和所述第二图像中所述焦点目标所占面积值之前，包含以下步骤：

选择出所述第一图像的第二有效特征点和所述第二图像的第二有效特征点。

13.根据权利要求12所述的连续对焦方法，其特征在于，在所述选择出所述第一图像的所述第二有效特征点和所述第二图像的所述第二有效特征点的步骤中，包含以下子步骤：

选择出所述第一图像的特征点，并记录所述第一图像的特征点信息；其中，所述第一图像的特征点是分布在所述焦点目标上且灰度或色度变化大于第五预设阈值的图像区域，所述第一图像的特征点的数目大于第六预设阈值，所述第一图像的特征点信息包含图像信息与位置信息；

对所有所述第一图像的特征点处的图像与所述第二图像中对应位置预设范围内的图像进行匹配；

如果匹配成功，则匹配成功的所述第一图像的特征点为所述第一图像的第二有效特征点，与所述第一图像的第二有效特征点的位置一一对应的所述第二图像的特征点为所述第二图像的第二有效特征点。

14.一种连续对焦装置，其特征在于，包含：获取模块、识别模块与调焦模块；

所述获取模块，用于获取焦点目标在当前图像中所占面积相对于前一次合焦完成的所述焦点目标在图像中所占面积的变化趋势；其中，所述焦点目标为被拍摄的物体；

所述识别模块，用于根据所述焦点目标在图像中所占面积的变化趋势，识别所述焦点目标的运动方向；如果所述焦点目标在图像中所占面积呈增大趋势，则识别为所述焦点目标的运动方向为靠近摄像设备，如果所述焦点目标在图像中所占面积呈减小趋势，则识别为所述焦点目标的运动方向为远离所述摄像设备；

所述调焦模块，用于按照所述焦点目标的运动方向，调整焦点的位置直至再次合焦。