CN105282425A - 自动聚焦系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动聚焦系统和方法。所述自动聚焦方法包括：将图像划分为多个块；对所述多个块的图像数据执行离散余弦变换(DCT)以输出多个DCT块，其中，所述多个DCT块均包括DCT系数；产生用于在所述多个DCT块之中的DCT块中选择与选择的频率范围相应的DCT系数的DCT掩模；通过将产生的DCT掩模应用于所述DCT块来计算图像的聚焦值。

Description

自动聚焦系统和方法

本申请要求于2014年7月10日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0086877号韩国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用全部合并于此。

技术领域

与示例性实施例一致的设备和方法涉及自动聚焦。

背景技术

自动聚焦功能通过前后调整透镜的位置以将未聚焦的模糊图像变为聚焦的清晰图像，使得对象的图像能够在图像传感器上最清晰地聚焦。在现有技术的自动聚焦系统中，通过使用在屏幕窗口中设置的特定区域中的图像信号的频率分量来产生聚焦值，并且，沿聚焦值变为最大值的方向来移动聚焦透镜。

发明内容

各个示例性实施例提供一种自动聚焦系统和方法，其中，通过所述自动聚焦系统和方法，在低照度状态或具有斑点的状态下有效地执行自动聚焦。

示例性实施例的各个方面将在下面的描述中被部分地阐述，并将通过所述描述部分地变得清楚，或者，可通过实施所提出的实施例而获知示例性实施例的各个方面。

根据示例性实施例的一方面，提供一种自动聚焦方法，所述自动聚焦方法可包括：将图像划分为多个块；对所述多个块的图像数据执行离散余弦变换(DCT)以输出多个DCT块，其中，所述多个DCT块均包括DCT系数；产生用于在所述多个DCT块之中的DCT块中选择与选择的频率范围相应的DCT系数的DCT掩模；通过将产生的DCT掩模应用于所述DCT块来计算图像的聚焦值。

所述DCT块可包括多个交流(AC)分量，其中，所述交流分量被划分到至少一个低频分量、至少一个中频分量和至少一个高频分量。产生所述DCT掩模的步骤可包括产生以下项之中的至少一个：用于选择与低频分量和第一中频分量相应的DCT系数的第一DCT掩模、用于选择与高频分量和第二中频分量相应的DCT系数的第二DCT掩模，其中，第一中频分量与低频分量相邻，第二中频分量与高频分量相邻。

计算聚焦值的步骤可包括：通过将第一DCT掩模应用于所述DCT块来计算图像的第一聚焦值；通过将第二DCT掩模应用于所述DCT块来计算图像的第二聚焦值；选择第一聚焦值和第二聚焦值之中的一个。

选择聚焦值的步骤可包括：选择第一聚焦值和第二聚焦值之中具有较大聚焦值变化率的一个。

选择聚焦值的步骤可包括：如果第二聚焦值小于阈值，则选择第一聚焦值；如果第二聚焦值等于或大于所述阈值，则选择第二聚焦值。

产生所述DCT掩模的步骤可包括：如果聚焦值小于阈值，则产生第一DCT掩模；如果聚焦值等于或大于所述阈值，则产生第二DCT掩模。

高频分量可包括第一高频分量和第二高频分量，其中，第二高频分量高于第一高频分量；并且，第二DCT掩模可用于选择与第一高频分量和第二中频分量相应的DCT系数，其中，第二中频分量与第一高频分量相邻。

权重可被应用于通过第一DCT掩模或第二DCT掩模选择的DCT系数。

应用于低频分量和第一中频分量的第一DCT掩模的权重可与频率值成反比增大，并且，应用于高频分量和第二中频分量的第二DCT掩模的权重可与频率值成正比增大。

计算聚焦值的步骤可包括：计算利用所述DCT掩模进行遮挡的每个DCT块的DCT系数的平均绝对值；计算针对图像的所述多个DCT块计算出的DCT系数的平均绝对值的平均值，作为图像的聚焦值。

根据另一示例性实施例的一方面，提供一种自动聚焦系统，所述自动聚焦系统可包括：划分器，被配置为将图像划分为多个块；离散余弦变换(DCT)处理器，被配置为对所述多个块的图像数据执行DCT以输出多个DCT块，其中，所述多个DCT块均包括DCT系数；掩模产生器，被配置为产生用于在所述多个DCT块之中的DCT块中选择与选择的频率范围相应的DCT系数的DCT掩模；聚焦值计算器，被配置为通过将产生的DCT掩模应用于所述DCT块来计算图像的聚焦值。

掩模产生器可将所述DCT块的多个交流(AC)分量划分到至少一个低频分量、至少一个中频分量和至少一个高频分量，并产生以下项之中的至少一个：用于选择与低频分量和第一中频分量相应的DCT系数的第一DCT掩模、用于选择与高频分量和第二中频分量相应的DCT系数的第二DCT掩模，其中，第一中频分量与低频分量相邻，第二中频分量与高频分量相邻。

聚焦值计算器可包括：第一计算器，被配置为通过将第一DCT掩模应用于所述DCT块来计算图像的第一聚焦值；第二计算器，被配置为通过将第二DCT掩模应用于所述DCT块来计算图像的第二聚焦值；选择器，被配置为选择第一聚焦值和第二聚焦值之中的一个。

选择器可选择第一聚焦值和第二聚焦值之中具有较大聚焦值变化率的一个。

如果第二聚焦值小于阈值，则选择器可选择第一聚焦值；如果第二聚焦值等于或大于所述阈值，则选择器可选择第二聚焦值。

如果聚焦值小于阈值，则掩模产生器可产生第一DCT掩模；如果聚焦值等于或大于所述阈值，则掩模产生器可产生第二DCT掩模。

高频分量可包括第一高频分量和第二高频分量，其中，第二高频分量高于第一高频分量；并且，第二DCT掩模可用于选择与第一高频分量和第二中频分量相应的DCT系数，其中，第二中频分量与第一高频分量相邻。

权重可被应用于通过第一DCT掩模或第二DCT掩模选择的DCT系数。

应用于低频分量和第一中频分量的第一DCT掩模的权重可与频率值成反比增大，并且，应用于高频分量和第二中频分量的第二DCT掩模的权重可与频率值成正比增大。

聚焦值计算器可计算利用所述DCT掩模进行遮挡的每个DCT块的DCT系数的平均绝对值，并计算针对图像的所述多个DCT块计算出的DCT系数的平均绝对值的平均值，作为图像的聚焦值。

附图说明

从结合附图对示例性实施例进行的以下描述，这些和/或其他方面将变得清楚且更易于理解，其中：

图1和图2是示意性地示出根据示例性实施例的自动聚焦系统的框图；

图3示出根据示例性实施例的对每个块执行离散余弦变换(DCT)的示例；

图4是示出根据示例性实施例的聚焦值曲线中聚焦区域与频率区域之间的关系的曲线图；

图5示出根据示例性实施例的DCT块的频率分量的分类的示例；

图6和图7是描述根据示例性实施例通过使用DCT掩模来进行聚焦的曲线图；

图8是示意性地示出根据示例性实施例的聚焦值估计器的结构的框图；

图9是示意性地示出根据另一示例性实施例的聚焦值估计器的结构的框图；

图10是用于示意性地描述根据示例性实施例的自动聚焦方法的流程图；

图11是用于示意性地描述图10的自动聚焦方法的示例的流程图；

图12是用于示意性地描述图10的自动聚焦方法的另一示例的流程图。

具体实施方式

现将对附图中示出的本发明构思的示例性实施例进行详细说明，其中，相同的附图标号始终指示相同的组件。就此而言，所述实施例可具有不同形式，并且不应被解释为受限于这里阐述的内容。相应地，以下通过参照附图来仅对所述实施例进行描述，以解释本发明构思的各方面。在此使用的术语“和/或”包括一个或更多个相关列出项的任意组合和所有组合。当诸如“……中的至少一个”的表述位于一列组件之后时，所修饰的是整列组件，而并不是修饰列表中的单独组件。

将参照附图来详细描述示例性实施例。然而，这些实施例不受限于此，并且，将理解的是，在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种改变。也就是说，可提供关于特定结构或功能的描述以仅用于解释本发明构思的示例性实施例。

诸如“第一”和“第二”的术语在此仅用于描述各种构成组件，但所述构成组件并不受所述术语限制。使用这种术语的目的仅在于将一个构成组件与另一构成组件进行区分。

在本说明书中使用的术语用于解释特定示例性实施例，而不是用于限制本发明构思。因此，在本说明书中以单数形式使用的表述还包括其复数形式的表述，除非上下文清楚地表明并非如此。此外，诸如“包括”或“包含”的术语可被解释为表示特定特征、数字、步骤、操作、构成组件或它们的组合，但不会被解释为排除一个或更多个其他特征、数字、步骤、操作、构成组件或它们的组合的存在或排除增加上述项的可能性。

在此按照功能块组件和各种处理步骤来描述示例性实施例。这种功能块可由被配置为执行指定功能的任意数量的硬件和/或软件组件来实现。例如，功能块可采用各种集成电路组件(例如，存储器组件、处理组件、逻辑组件、查找表等)，其中，所述集成电路组件可在一个或更多个微处理器或其他控制装置的控制下实现各种功能。类似地，在可使用软件编程或软件组件来实施功能块的情况下，可利用任意编程或脚本语言(诸如，C、C++，Java、汇编语言等等)，采用通过数据结构、对象、进程、例程或其他编程组件的任意组合实现的各种算法来实现所述实施例。可利用在一个或更多个处理器上运行的算法来实施所述实施例的功能方面。此外，功能块或处理步骤可采用任意数量的针对电子配置、信号处理和/或控制、数据处理等的现有技术。词语“机制”和“组件”被广义地使用，并不受限于机械或物理实施例，而可包括统与处理器结合的软件例程等。

图1和图2是示意性地示出根据示例性实施例的自动聚焦系统1的框图。图3示出根据示例性实施例的对每个块执行离散余弦变换(DCT)的示例。

参照图1，根据本实施例的自动聚焦系统1可包括：透镜10、图像传感器30、聚焦处理器50和驱动器70。

从对象反射的光通过穿过透镜10而会聚在一点，并且，图像传感器30将光转换为电信号。图像传感器30可按照RGB贝尔图案来输出图像信号。

聚焦处理器50可包括划分器101、DCT处理器103、聚焦值估计器105和控制器109。

划分器101将图像帧划分为多个具有预定大小N×N的块，其中，N为整数。块的大小可根据系统设计而变化。每个块的N×N个数据与像素值(例如，Y(亮度)值)相应。

如图3中示出的DCT处理器103对图像的每个划分块执行二维DCT，将空间域的图像信号变换为频率区域的DCT系数，并输出所述DCT系数。

DCT是将图像的亮度信号按照从低频分量到高频分量进行分解的方法。在执行了DCT的每个块(以下，称为“DCT块”)中，在垂直的频率分量中，高频分量向下方增大，并且，在水平的频率分量中，高频分量向右侧增大。相应地，低频分量集中在DCT块的左上端，并且，高频分量集中在DCT块的右下端。

DCT块的DCT系数按照N×N矩阵形式来排列。DCT块可根据排列位置被划分为直流(DC)系数、水平边缘区、垂直边缘区、对角线边缘区和整体边缘区。用户可通过将权重应用于每个DCT块来强调或忽略特定频率分量。此外，可通过选择性地提取各种频段的频率分量来计算各种类型的聚焦值。

第一DCT系数是与图像的平均值相应的DC分量，并且，后续的系数是与低频分量到高频分量相应的交流(AC)分量。在AC分量的DCT系数之中，与低频分量相应的系数集中在左上部分，与中频分量相应的系数集中在右上部分和左下部分，并且，与高频分量相应的系数集中在右下部分、右边和下边。此外，与图像的垂直边缘相应的系数主要集中在右上部分，与水平边缘相应的系数主要集中在左下部分，与整体边缘相应的系数集中在右下部分，并且，与对角线边缘相应的系数集中在其他区域。

聚焦值估计器105可通过将带通滤波器应用于DCT块来估计图像的聚焦值，其中，带通滤波器用于滤取(选择)特定频率分量。聚焦值估计器105可包括聚焦值计算器106和掩模产生器107。

聚焦值计算器106可计算已通过带通滤波器的DCT块的DCT系数的平均绝对值。聚焦值计算器106可通过将构成图像帧的DCT块的平均绝对值取平均值来估计图像的聚焦值。

掩模产生器107可产生起到带通滤波器作用的DCT掩模。通过利用DCT掩模对DCT块进行遮挡来可变地选择DCT块的AC分量。相应地，可在具有噪声和/或斑点的环境下快速且精确地调整焦点。

以下，等式1指示针对DCT块的DCT掩模(CM)。等式2用于计算被遮挡的DCT块的DCT系数的平均绝对值(BCM)。等式3用于通过将针对当前帧图像(n)的DCT块的BCM取平均值来计算聚焦值(FBCM)。在所述等式中，“C”表示N×N大小的DCT块，“M”表示用于选择DCT块的特定频率分量的DCT掩模，并且，“i”和“j”表示图像中的DCT块的矩阵(行和列)位置索引。

CM＝C(NxN)*M(NxN)...(1)

BCM(i,j)＝Mean(Abs(CM(NxN)))...(2)

FBCM(n)＝Mean(BCM(i,j))...(3)

在本实施例中，DCT块的AC分量可被划分到多个频率分量，例如，至少一个低频分量LF、至少一个中频分量MF和至少一个高频分量HF。聚焦区域可被划分为多个区域，例如，用于基于DCT块的低频分量LF来调整焦点的第一聚焦区域和用于基于DCT块的高频分量HF来调整焦点的第二聚焦区域。第一聚焦区域为聚焦速度提高区域，其中，在所述聚焦速度提高区域中，通过快速移动透镜来从焦点以外的“失焦处(de-focus)”搜索焦点附近的“对焦处(in-focus)”以调整焦点。第二聚焦区域为如下区域，在所述区域中，透镜在对焦处移动以搜索焦点的精确位置。在本实施例中，第一聚焦区域被称为攀升区域(Climb)，并且，第二聚焦区域被称为峰值区域(Peak)。可基于聚焦值来识别第一聚焦区域和第二聚焦区域。

掩模产生器107可产生用于选择与DCT块的第一频率区域相应的DCT系数的第一DCT掩模。第一频率区域可包括AC分量的低频分量LF和与低频分量LF相邻的部分中频分量MF(第一中频分量)。掩模产生器107可产生用于选择与DCT块的第二频率区域相应的DCT系数的第二DCT掩模。第二频率区域可包括AC分量的高频分量HF和与高频分量HF相邻的部分中频分量MF(第二中频分量)。第一DCT掩模可用于在第一聚焦区域中调整焦点，并且，第二DCT掩模可用于在第二聚焦区域中调整焦点。

在本实施例中，DCT掩模根据聚焦区域而改变，由此改变将使用的频率分量。相应地，可提高自动聚焦速度，并可因此获得清晰的图像。

控制器109参照计算出的聚焦值，沿计算出的聚焦值增大(也就是说，图像变得更清晰)的方向来控制驱动器70。相应地，驱动器70可调整透镜10的位置。

聚焦处理器50可连同透镜10、图像传感器30和驱动器70一起被集成到相机中，或者，聚焦处理器50可被集成到单独的计算设备中。

图4是示出根据示例性实施例的聚焦值曲线中聚焦区域与频率区域之间的关系的曲线图。

根据本实施例的自动聚焦系统将聚焦值为峰值时的透镜位置确定为图像的锐度为最大值时的位置，并将透镜移动到所述位置。在自动聚焦系统中，DCT掩模用作带通滤波器，其中，所述带通滤波器在通过执行DCT而计算出的频率分量中，针对基于聚焦值划分的每个区域来提取和组合特定频带的频率分量，因此，即使在低照度环境(例如，在夜晚)和存在斑点的情况下，也可快速且精确地执行自动聚焦。

参照图4，根据本实施例的自动聚焦系统可在聚焦值等于或小于AFc的第一聚焦区域(攀升区域)中使用滤取(选择)DCT块的低频分量LF和第一中频分量MF的第一DCT掩模。自动聚焦系统可在包括峰值聚焦值AFp且聚焦值等于或大于AFc的第二聚焦区域(峰值区域)中使用滤取(选择)DCT块的高频分量HF和第二中频分量MF的第二DCT掩模。由于高频分量HF很受噪声影响，所以高频分量HF被划分为相对低的第一高频分量HF1和相对高的第二高频分量HF2。第二高频分量HF2可被排除在外。由于高频分量HF的噪声被去除，所以自动聚焦即使在存在斑点的环境下也可用。

图5示出根据示例性实施例的DCT块的频率分量的分类的示例。

在图5的实施例中，具有8×8大小的DCT块包括通过对具有8×8大小的图像块执行DCT变换而计算出的DCT系数。DCT块中的数字是指示DCT系数的位置的索引。第一DCT系数为DC分量，并且，第二DCT系数到第六十四DCT系数为AC分量。在AC分量中，第二DCT系数到第十五DCT系数与低频分量LF相应，第十六DCT系数到第四十三DCT系数与中频分量MF相应，第四十四DCT系数到第五十八DCT系数与第一高频分量HF1相应，并且，第五十九DCT系数到第六十四DCT系数与第二高频分量HF2相应。

与低频分量LF相邻的部分中频分量MF(第一中频分量)可被包括在第一频率区域中，并且，与第一高频分量HF1相邻的部分中频分量MF(第二中频分量)可被包括在第二频率区域中。

根据示例性实施例，第一DCT掩模可滤取(选择)第二DCT系数到第二十一DCT系数，并且，权重可被应用于每个滤取的DCT系数。例如，第一DCT掩模的权重可被设置为沿低频分量增大(即，索引减小)的方向相对地变得更高。第二DCT掩模可选择第三十七DCT系数到第五十八DCT系数，并且，权重可被应用于每个选择的DCT系数。例如，第二DCT掩模的权重可被设置为沿高频分量增大(即，索引增大)的方向相对地变得更高。

本发明构思不受限于图5的实施例。可根据DCT块的大小和/或DCT掩模的大小或用户设置，将低频分量LF、中频分量MF和高频分量HF的区域设置为彼此不同。

图6和图7是描述根据示例性实施例通过使用DCT掩模来进行聚焦的曲线图。在曲线图中，x轴表示透镜的位置，y轴表示聚焦值。

图6示出在对日间图像执行DCT之后执行聚焦的示例，并且，图7示出在对具有斑点和噪声的夜间图像执行DCT之后执行聚焦的示例。图6和图7示出通过使用根据本实施例的第一DCT掩模M1或第二DCT掩模M2来执行聚焦的示例(a和b)以及通过选择DCT块的所有AC分量来执行聚焦的对比示例(c)。在图6和图7中示出的聚焦值曲线图可根据相机安装环境而变化。

参照图6和图7，针对日间和夜间的情况，可以看出，在第一聚焦区域(攀升)中，通过使用第一DCT掩模M1计算出的聚焦值曲线图的倾角(也就是说，增减率或变化率)较大，并且，在第二聚焦区域(峰值)中，通过使用第二DCT掩模M2计算出的聚焦值曲线图的倾角较大且具有较窄的宽度。

在本实施例中，通过在第一聚焦区域中使用第一DCT掩模M1和在第二聚焦区域中使用第二DCT掩模M2来执行自动聚焦。在失焦的第一聚焦区域中，可通过使用图像的低频分量来调整透镜位置，并且，在对焦的第二聚焦区域中，可通过使用图像的高频分量来调整透镜位置，由此更快速地执行聚焦。相应地，根据本实施例，可通过缩短用于搜索聚焦值变为最大值(峰值)时的透镜位置的时间来快速且精确地执行自动聚焦。

图8是示意性地示出根据示例性实施例的聚焦值估计器105的结构的框图。

参照图8，根据本实施例的聚焦值估计器105A可包括掩模产生器107A和聚焦值计算器106A。

掩模产生器107A可包括第一DCT掩模产生器117和第二DCT掩模产生器137。

第一DCT掩模产生器117可产生第一DCT掩模M1，其中，包括DCT块的低频分量LF和部分中频分量MF(第一中频分量MF1)的第一频率区域从所述第一DCT掩模M1通过。

第二DCT掩模产生器137可产生第二DCT掩模M2，其中，包括DCT块的高频分量HF和部分中频分量MF(第二中频分量MF2)的第二频率区域从所述第二DCT掩模M2通过。这里，高频分量HF可为第一高频分量HF1。

第一DCT掩模产生器117和第二DCT掩模产生器137同时或顺序地进行操作，因此，可顺序或并行地产生第一DCT掩模M1和第二DCT掩模M2。第一DCT掩模M1和第二DCT掩模M2可将权重应用于频率分量。

聚焦值计算器106A可通过对DCT块使用从掩模产生器107A输出的第一DCT掩模M1和第二DCT掩模M2之中的每一个来计算聚焦值AF。聚焦值计算器106A可包括第一计算器116、第二计算器136和选择器156。

第一计算器116可通过对每个DCT块使用第一DCT掩模M1来计算图像的第一聚焦值AF1。第一计算器116可计算通过对每个DCT块使用第一DCT掩模M1所滤取的DCT系数的平均绝对值，并获取针对图像的DCT块计算出的DCT系数的平均绝对值的平均值，由此计算图像的第一聚焦值AF1。

第二计算器136可通过对每个DCT块使用第二DCT掩模M2来计算图像的第二聚焦值AF2。第二计算器136可计算通过对每个DCT块使用第二DCT掩模M2所滤取的DCT系数的平均绝对值，并获取针对图像的DCT块计算出的DCT系数的平均绝对值的平均值，由此计算图像的第二聚焦值AF2。

选择器156可选择第一聚焦值AF1或第二聚焦值AF2。选择器156可将第一聚焦值AF1的变化率与第二聚焦值AF2的变化率进行比较，并选择具有较大变化率的第一聚焦值AF1或第二聚焦值AF2作为图像的聚焦值AF。当第一聚焦值AF1的变化率较大时，选择器156可确定图像属于第一聚焦区域并选择第一聚焦值AF1作为图像的聚焦值AF。当第二聚焦值AF2的变化率较大时，选择器156可确定图像属于第二聚焦区域并选择第二聚焦值AF2作为图像的聚焦值AF。

在另一示例中，当第二聚焦值AF2小于阈值时，选择器156可确定图像属于第一聚焦区域并选择第一聚焦值AF1作为图像的聚焦值AF，并且，当第二聚焦值AF2等于或大于所述阈值时，选择器156可确定图像属于第二聚焦区域并选择第二聚焦值AF2作为图像的聚焦值AF。所述阈值可被预先设置为位于图6和图7的聚焦值曲线图(b)的第一聚焦区域与第二聚焦区域之间的边界处的聚焦值，或者，所述阈值可被预先设置为通过将位于所述边界处的聚焦值与预定常数相乘而得到的值。

控制器109可通过沿从聚焦值计算器106A输出的第一聚焦值AF1或第二聚焦值AF2增大的方向确定透镜位置来将控制信号输出到驱动器70。

图9是示意性地示出根据另一示例性实施例的聚焦值估计器105B的结构的框图。

参照图9，根据本实施例的聚焦值估计器105B可包括聚焦值计算器106B和掩模产生器107B。

聚焦值计算器106B可通过应用从掩模产生器107B输出的第一DCT掩模M1或第二DCT掩模M2来计算图像的聚焦值AF。聚焦值计算器106B可计算利用第一DCT掩模M1或第二DCT掩模M2遮挡的DCT块(即，由第一DCT掩模M1或第二DCT掩模M2滤取的DCT系数的绝对值)的平均值，并获取针对图像的DCT块计算出的DCT系数的平均绝对值的平均值，由此计算图像的聚焦值AF。

掩模产生器107B可根据由聚焦值计算器106B计算出的聚焦值AF来产生第一DCT掩模M1或第二DCT掩模M2。第一DCT掩模M1可具有带通滤波器函数，其中，包括DCT块的低频分量LF和部分中频分量MF(第一中频分量MF1)的第一频率区域从所述带通滤波器函数通过。第二DCT掩模M2可具有带通滤波器函数，其中，包括DCT块的高频分量HF和部分中频分量MF(第二中频分量MF2)的第二频率区域从所述带通滤波器函数通过。第一DCT掩模M1和第二DCT掩模M2可将权重应用于频率分量。这里，高频分量HF可为第一高频分量HF1。

掩模产生器107B可将第一DCT掩模M1设置为参考DCT掩模，并在自动聚焦开始时产生第一DCT掩模M1。聚焦值计算器106B可输出通过使用第一DCT掩模M1计算出的第一聚焦值AF1作为聚焦值AF。当聚焦值AF小于阈值时，掩模产生器107B可针对下一图像产生第一DCT掩模。当聚焦值AF等于或大于所述阈值时，掩模产生器107B可针对所述下一图像产生第二DCT掩模M2。所述阈值可被预先设置为位于图6和图7的聚焦值曲线图(a)的第一聚焦区域与第二聚焦区域之间的边界处的聚焦值，或者，所述阈值可被预先设置为通过将位于所述边界处的聚焦值与预定常数相乘而得到的值。

掩模产生器107B可将第二DCT掩模M2设置为参考DCT掩模，并在自动聚焦开始时产生第二DCT掩模M2。聚焦值计算器106B可输出通过使用第二DCT掩模M2计算出的第二聚焦值AF2作为聚焦值AF。当聚焦值AF等于或大于阈值时，掩模产生器107B可针对下一图像产生第二DCT掩模。当聚焦值AF小于所述阈值时，掩模产生器107B可针对所述下一图像产生第一DCT掩模M1。所述阈值可被预先设置为位于图6和图7的聚焦值曲线图(b)的第一聚焦区域与第二聚焦区域之间的边界处的聚焦值，或者，所述阈值可被预先设置为通过将位于所述边界处的聚焦值与预定常数相乘而得到的值。

换句话说，掩模产生器107B可根据由聚焦值计算器106B计算出的聚焦值AF来产生用于计算下一图像的聚焦值的DCT掩模。

控制器109可通过沿从聚焦值计算器106B输出的聚焦值AF增大的方向确定透镜位置来将控制信号输出到驱动器70。

图10是用于示意性地描述根据示例性实施例的自动聚焦方法的流程图。在下面的描述中，省略了对于上述描述来说冗余的关于结构的详细描述。

参照图10，自动聚焦系统可将输入图像划分为均具有预定大小的多个块(S11)，并对每个图像块执行二维DCT，以便将图像的亮度信号变换为DCT系数并输出均包括DCT系数的DCT块(S13)。

自动聚焦系统可产生用于滤取通过对图像块执行DCT而产生的DCT块的特定频率分量的DCT掩模(S15)。自动聚焦系统可产生第一DCT掩模和第二DCT掩模之中的至少一个，其中，第一DCT掩模用于选择与包括AC分量的低频分量LF和与低频分量LF相邻的部分中频分量MF的第一频率区域相应的DCT系数，第二DCT掩模用于选择与包括高频分量HF和与高频分量HF相邻的部分中频分量MF的第二频率区域相应的DCT系数。DCT掩模可将权重应用于频率分量。

自动聚焦系统可通过将DCT掩模应用于DCT块来计算输入图像的聚焦值(S17)。自动聚焦系统可计算作为通过DCT掩模选择的DCT块的频率分量的DCT系数的平均绝对值，并获取针对所有DCT块计算出的DCT系数的平均绝对值的平均值，由此计算聚焦值。

自动聚焦系统可通过将透镜位置沿计算出的聚焦值增大的方向移动至少一个步长来执行自动聚焦(S19)。

图11是用于示意性地描述根据示例性实施例的图10的自动聚焦方法的示例的流程图。在下面的描述中，省略了对于上述描述来说冗余的关于结构的详细描述。

参照图11，根据本实施例的自动聚焦系统可将输入图像划分为均具有预定大小的多个块(S31)，并对每个图像块执行二维DCT以便将图像的亮度信号变换为DCT系数并输出均包括DCT系数的DCT块(S33)。

自动聚焦系统可产生第一DCT掩模M1和第二DCT掩模M2之中的每一个(S35)。

自动聚焦系统可通过将第一DCT掩模M1和第二DCT掩模M2应用于通过对图像块执行DCT而产生的每个DCT块来计算第一聚焦值AF1和第二聚焦值AF2(S36和S37)。聚焦值的计算与上述描述相同。

自动聚焦系统可选择第一聚焦值AF1或第二聚焦值AF2(S38)。自动聚焦系统可将第一聚焦值AF1的变化率与第二聚焦值AF2的变化率进行比较，并选择具有较大变化率的第一聚焦值AF1或第二聚焦值AF2作为图像的聚焦值AF。在另一示例中，通过将第二聚焦值AF2与阈值进行比较，自动聚焦系统可在第二聚焦值AF2小于所述阈值时选择第一聚焦值AF1，并在第二聚焦值AF2等于或大于所述阈值时选择第二聚焦值AF2。

自动聚焦系统可通过将透镜位置沿选择的聚焦值增大的方向移动至少一个步长来执行聚焦(S39)。

图12是用于示意性地描述根据示例性实施例的图10的自动聚焦方法的另一示例的流程图。在下面的描述中，省略了对于上述描述来说冗余的关于结构的详细描述。

参照图12，自动聚焦系统可将输入图像划分为均具有预定大小的多个块(S51)，并对每个图像块执行二维DCT以便将图像的亮度信号变换为DCT系数并输出均包括DCT系数的DCT块(S53)。

自动聚焦系统可产生第一DCT掩模M1或第二DCT掩模M2(S55)。当自动聚焦开始时，自动聚焦系统可被设置为自动选择预先设置的第一DCT掩模M1或第二DCT掩模M2。

自动聚焦系统可通过将产生的第一DCT掩模M1应用于通过对图像块执行DCT而产生的DCT块来计算第一聚焦值AF1作为聚焦值AF，或者，自动聚焦系统可通过应用产生的第二DCT掩模M2来计算第二聚焦值AF2作为聚焦值AF(S57)。

自动聚焦系统可将聚焦值AF与阈值进行比较，并根据比较的结果来针对下一图像产生第一DCT掩模M1或第二DCT掩模M2。自动聚焦系统可在聚焦值AF小于所述阈值时产生第一DCT掩模，并在聚焦值AF等于或大于所述阈值时产生第二DCT掩模。所述阈值可根据聚焦值AF是第一聚焦值AF1还是第二聚焦值AF2而设置得不同。

自动聚焦系统可通过将透镜位置沿选择的聚焦值增大的方向移动至少一个步长来执行聚焦(S59)。

在根据上述实施例的自动聚焦方法中，可按照图像来选择将使用的DCT掩模，并且，当第一DCT掩模M1切换到第二DCT掩模M2时，选择操作可被省略，并且，第二DCT掩模M2可随后被自动选择。

此外，还可通过介质(例如，计算机可读介质)中/上的计算机可读代码/指令来实施其他示例性实施例，以控制至少一个处理组件执行任何上面描述的实施例。所述介质可对应于能够存储和/或传输计算机可读代码的任何介质。

计算机可读代码可通过多种方式在介质上记录/传递，介质的示例包括记录介质(诸如，磁存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等)和光记录介质(例如，CD-ROM或DVD))和传输介质(诸如，互联网传输介质)。因此，所述介质可为包括或携带信号或信息的这种被限定的可测量结构，诸如，根据一个或多个实施例的携带比特流的装置。所述介质也可为分布式网络，使得按照分布方式来存储/传递并执行计算机可读代码。此外，处理组件可包括处理器或计算机处理器，并且，处理组件可为分布式和/或包括在单个装置中。

如上所述，在根据上述示例性实施例的自动聚焦方法中，阻止自动聚焦的任何现象会显著地降低，并且，即使在低照度环境下，也可通过使用DCT来获得清晰图像。

应理解的是，在此描述的示例性实施例应仅从描述的含义被考虑，而不是为了限制的目的。每个实施例内对特征或方面的描述应典型地被视作可用于其他实施例中的其他相似特征或方面。

虽然已经参照附图描述了示例性实施例，但是本领域普通技术人员将理解：在不脱离如权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可在其中做出形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1.一种自动聚焦方法，包括：

将图像划分为多个块；

对所述多个块的图像数据执行DCT以输出多个DCT块，其中，所述多个DCT块均包括DCT系数；

产生用于在所述多个DCT块之中的DCT块中选择与选择的频率范围相应的DCT系数的DCT掩模；

通过将所述DCT掩模应用于所述DCT块来计算图像的聚焦值。

2.如权利要求1所述的自动聚焦方法，其中，所述DCT块包括多个交流分量，其中，所述多个交流分量被划分到至少一个低频分量、至少一个中频分量和至少一个高频分量，

其中，产生所述DCT掩模的步骤包括产生以下项之中的至少一项：

用于选择与低频分量和第一中频分量相应的DCT系数的第一DCT掩模，其中，第一中频分量与低频分量相邻；

用于选择与高频分量和第二中频分量相应的DCT系数的第二DCT掩模，其中，第二中频分量与高频分量相邻。

3.如权利要求2所述的自动聚焦方法，其中，计算聚焦值的步骤包括：

通过将第一DCT掩模应用于所述DCT块来计算图像的第一聚焦值；

通过将第二DCT掩模应用于所述DCT块来计算图像的第二聚焦值；

选择第一聚焦值和第二聚焦值之中的一个。

4.如权利要求3所述的自动聚焦方法，其中，选择步骤包括：选择第一聚焦值和第二聚焦值之中具有较大聚焦值变化率的一个。

5.如权利要求3所述的自动聚焦方法，其中，选择步骤包括：

如果第二聚焦值小于阈值，则选择第一聚焦值；

如果第二聚焦值等于或大于所述阈值，则选择第二聚焦值。

6.如权利要求2所述的自动聚焦方法，其中，产生所述DCT掩模的步骤包括：

如果聚焦值小于阈值，则产生第一DCT掩模；

如果聚焦值等于或大于所述阈值，则产生第二DCT掩模。

7.如权利要求2所述的自动聚焦方法，其中，高频分量包括第一高频分量和第二高频分量，其中，第二高频分量高于第一高频分量，

其中，第二DCT掩模用于选择与第一高频分量和第二中频分量相应的DCT系数，其中，第二中频分量与第一高频分量相邻。

8.如权利要求2所述的自动聚焦方法，其中，权重被不同地应用于通过第一DCT掩模或第二DCT掩模选择的DCT系数。

9.如权利要求8所述的自动聚焦方法，其中，应用于低频分量和第一中频分量的第一DCT掩模的权重与频率值成反比增大，

其中，应用于高频分量和第二中频分量的第二DCT掩模的权重与频率值成正比增大。

10.如权利要求1所述的自动聚焦方法，其中，计算聚焦值的步骤包括：

计算利用所述DCT掩模进行遮挡的每个DCT块的DCT系数的平均绝对值；

计算针对图像的所述多个DCT块计算出的DCT系数的平均绝对值的平均值，作为图像的聚焦值。

11.一种自动聚焦系统，包括：

划分器，被配置为将图像划分为多个块；

DCT处理器，被配置为对所述多个块的图像数据执行DCT以输出多个DCT块，其中，所述多个DCT块均包括DCT系数；

掩模产生器，被配置为产生用于在所述多个DCT块之中的DCT块中选择与选择的频率范围相应的DCT系数的DCT掩模；

聚焦值计算器，被配置为通过将所述DCT掩模应用于所述DCT块来计算图像的聚焦值。

12.如权利要求11所述的自动聚焦系统，其中，掩模产生器被配置为将所述DCT块的多个交流分量划分到至少一个低频分量、至少一个中频分量和至少一个高频分量，

其中，掩模产生器还被配置为产生以下项之中的至少一项：

用于选择与低频分量和第一中频分量相应的DCT系数的第一DCT掩模，其中，第一中频分量与低频分量相邻；

用于选择与高频分量和第二中频分量相应的DCT系数的第二DCT掩模，其中，第二中频分量与高频分量相邻。

13.如权利要求12所述的自动聚焦系统，其中，聚焦值计算器包括：

第一计算器，被配置为通过将第一DCT掩模应用于所述DCT块来计算图像的第一聚焦值；

第二计算器，被配置为通过将第二DCT掩模应用于所述DCT块来计算图像的第二聚焦值；

选择器，被配置为选择第一聚焦值和第二聚焦值之中的一个。

14.如权利要求13所述的自动聚焦系统，其中，选择器被配置为选择第一聚焦值和第二聚焦值之中具有较大聚焦值变化率的一个。

15.如权利要求13所述的自动聚焦系统，其中，选择器被配置为在第二聚焦值小于阈值的情况下选择第一聚焦值，并在第二聚焦值等于或大于所述阈值的情况下选择第二聚焦值。

16.如权利要求12所述的自动聚焦系统，其中，掩模产生器被配置为在聚焦值小于阈值的情况下产生第一DCT掩模，并在聚焦值等于或大于所述阈值的情况下产生第二DCT掩模。

17.如权利要求12所述的自动聚焦系统，其中，高频分量包括第一高频分量和第二高频分量，其中，第二高频分量高于第一高频分量，

其中，第二DCT掩模用于选择与第一高频分量和第二中频分量相应的DCT系数，其中，第二中频分量与第一高频分量相邻。

18.如权利要求12所述的自动聚焦系统，其中，掩模产生器还被配置为将权重不同地应用于通过第一DCT掩模或第二DCT掩模选择的DCT系数。

19.如权利要求18所述的自动聚焦系统，其中，应用于低频分量和第一中频分量的第一DCT掩模的权重与频率值成反比增大，

其中，应用于高频分量和第二中频分量的第二DCT掩模的权重与频率值成正比增大。

20.如权利要求11所述的自动聚焦系统，其中，聚焦值计算器被配置为计算利用所述DCT掩模进行遮挡的每个DCT块的DCT系数的平均绝对值，并计算针对图像的所述多个DCT块计算出的DCT系数的平均绝对值的平均值，作为图像的聚焦值。