CN105578048A - 一种快速对焦方法和装置、移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速对焦方法和装置、移动终端，利用快速对焦参考函数的曲线，在第一对焦点和第三对焦点之间的离焦段使用较大的第二步长作为搜索不长，快速经过离焦段，在第三对焦点和第四对焦点之间的合焦段利用较小的第一步长作为搜索步长准确搜索最佳对焦点，由于搜索数量比现有技术少了很多，因此，搜索效率更高；进一步地，本发明快速对焦参考函数的曲线两侧分别单调上升和单调下降，因此可以克服现有技术存在局部峰值存在的对焦不精确的问题。

Description

一种快速对焦方法和装置、移动终端

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，具体地说，涉及一种快速对焦方法和装置、移动终端。

背景技术

随着电子技术的发展，具有相机拍照功能的智能设备越来越多的应用在人们的生活中，这些具有相机拍照功能的智能设备必须对焦待拍摄物体上以获得良好的照相质量，因此自动对焦方法非常重要的。

现有技术中存在一些自动对焦的搜寻方法，如全域搜寻法，全域搜寻法是记录镜头每移动一步所获得的图像并计算图像的清晰度，当镜头被依序移动到所有搜寻位置并取得图像的清晰度之后，即搜寻完毕，然后再取出具有最大清晰度的图像所对应的镜头的位置，并将镜头移动到该位置从而完成自动对焦。全域搜寻法的搜寻结果是现有技术中对焦方法中最准确的，但是所需要的搜寻时间以及移动镜头的次数是最多的，所以消耗的时间最多。

因此，如何解决对焦时间过长的问题，可以很好的实现相机快速拍照。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种快速对焦方法和装置、移动终端。可以减少对焦时间过长的问题，且可避免搜寻结果落入区域峰值。

本发明实施例提供一种快速对焦方法，包括：

按预设步长先后移动镜头到两个离焦位置,并分别根据在两个离焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合快速对焦参考函数获取在两个离焦位置的清晰度参考值；

根据两个离焦位置的清晰度参考值及两个离焦位置间的距离,识别两个离焦位置间的清晰度参考值的变化梯度；

当所述变化梯度小于一阈值时,以第二步长为所述预设步长移动镜头,当所述变化梯度大于一阈值时,以第一步长为所述预设步长移动镜头，其中所述第二步长显著大于所述第一步长。

其中，当所述变化梯度大于一阈值时,以第一步长为所述预设步长移动镜头，其特征在于，还包括：

以所述第一步长为预设步长连续移动镜头到若干对焦位置时,分别根据在所述若干对焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合对焦评价函数获取在所述若干对焦位置的清晰度或结合快速对焦参考函数获取在所述若干对焦位置的清晰度参考值，将清晰度或清晰度参考值最大的对焦位置为最佳对焦点。

其中，所述的方法还包括:

采集目标对焦区域的多个图像，并据此生成所述对焦评价函数和/或快速对焦参考函数；

其中，所述快速对焦参考函数与所述对焦评价函数均用于评价对焦点的图像清晰度，二者的曲线变化趋势相似、最佳对焦点相同；

所述对焦评价函数的曲线整体变化梯度小于所述阈值；

所述快速对焦参考函数的曲线由离焦段和对焦段组成，在所述离焦段所述变化梯度小于一阈值，在所述对焦段所述变化梯度大于等于所述阈值。

其中，采集目标对焦区域的多个图像之前，包括：

检测到用户对显示屏显示的当前画面的操作，确定用户选择的目标对焦区域；

在所述目标对焦区域中央选择一个M行N列像素的小区域，作为所述目标对焦区域的对焦窗口，其中，M和N为2的整数次方，M大于等于32，N小于等于256。

其中，采集目标对焦区域的多个图像，包括：

在第一对焦点和第二对焦点之间，确定多个焦点采样点；

在所述多个焦点采样点分别采集所述对焦窗口中的图像。

其中，生成所述对焦评价函数和/或快速对焦参考函数，包括：

通过频域变换函数将所述采集的多个图像变换成频域分布，利用频域分布中高频阈值作为清晰度的判断依据，将频域低于所述高频阈值的图像过滤掉，将频域高于所述高频阈值的图像根据频域分布拟合成所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线，所述曲线的横坐标为对焦点位置，所述曲线的竖坐标为频域。

其中，结合对焦评价函数获取在所述若干对焦位置的清晰度或结合快速对焦参考函数获取在所述若干对焦位置的清晰度参考值，将清晰度或清晰度参考值最大的对焦位置为最佳对焦点，包括：

将所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；或者

根据预设的高频阈值，在大于所述高频阈值的任一频域值对应的对焦点作为所述目标对焦区域的最佳对焦点。

其中，将所述频域评价曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点，包括：

根据预设的高频阈值，在所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线上确定与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点，将所述第三对焦点和第四对焦点之间的中间点确定为频域峰值，将所述频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；或者

根据预设的高频阈值，在所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线上确定与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点，根据预设的搜索方向和预设的第一步长，从所述第三对焦点开始搜索，每前进一个步长，获取对应的图像，根据所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数确定对应的频域，若所述对应的频域大于上一个图像的频域，则继续前进一个步长，直至最新获取的图像的频域小于上一个图像的频域时，改变搜索方向并减小第一步长，重复上述搜索过程，直到第一步长达到最小值时对应的对焦点为最佳对焦点。

本发明实施例还提供一种快速对焦装置，包括：

获取模块，用于按预设步长先后移动镜头到两个离焦位置,并分别根据在两个离焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合快速对焦参考函数获取在两个离焦位置的清晰度参考值；

识别模块，用于根据两个离焦位置的清晰度参考值及两个离焦位置间的距离,识别两个离焦位置间的清晰度参考值的变化梯度；

步长调整模块，用于当所述变化梯度小于一阈值时,以第二步长为所述预设步长移动镜头,当所述变化梯度大于一阈值时,以第一步长为所述预设步长移动镜头，其中所述第二步长显著大于所述第一步长。

其中，所述的装置还包括：

最佳对焦确定模块，用于以所述第一步长为预设步长连续移动镜头到若干对焦位置时,分别根据在所述若干对焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合对焦评价函数获取在所述若干对焦位置的清晰度或结合快速对焦参考函数获取在所述若干对焦位置的清晰度参考值，将清晰度或清晰度参考值最大的对焦位置为最佳对焦点。

其中，所述的装置还包括:

函数生成模块，用于采集目标对焦区域的多个图像，并据此生成所述对焦评价函数和/或快速对焦参考函数；

其中，所述快速对焦参考函数与所述对焦评价函数均用于评价对焦点的图像清晰度，二者的曲线变化趋势相似、最佳对焦点相同；

所述对焦评价函数的曲线整体变化梯度小于所述阈值；

所述快速对焦参考函数的曲线由离焦段和对焦段组成，在所述离焦段所述变化梯度小于一阈值，在所述对焦段所述变化梯度大于等于所述阈值。

其中，所述的装置还包括：

图像采集模块，用于检测到用户对显示屏显示的当前画面的操作，确定用户选择的目标对焦区域；

在所述目标对焦区域中央选择一个M行N列像素的小区域，作为所述目标对焦区域的对焦窗口，其中，M和N为2的整数次方，M大于等于32，N小于等于256。

其中，所述图像采集模块，还用于在第一对焦点和第二对焦点之间，确定多个焦点采样点；在所述多个焦点采样点分别采集所述对焦窗口中的图像。

其中，所述函数生成模块具体用于：

通过频域变换函数将所述采集的多个图像变换成频域分布，利用频域分布中高频阈值作为清晰度的判断依据，将频域低于所述高频阈值的图像过滤掉，将频域高于所述高频阈值的图像根据频域分布拟合成所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线，所述曲线的横坐标为对焦点位置，所述曲线的竖坐标为频域。

其中，所述最佳对焦确定模块具体用于：

将所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；或者

根据预设的高频阈值，在大于所述高频阈值的任一频域值对应的对焦点作为所述目标对焦区域的最佳对焦点。

其中，所述最佳对焦确定模块具体用于：

根据预设的高频阈值，在所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线上确定与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点，将所述第三对焦点和第四对焦点之间的中间点确定为频域峰值，将所述频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；或者

根据预设的高频阈值，在所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线上确定与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点，根据预设的搜索方向和预设的第一步长，从所述第三对焦点开始搜索，每前进一个步长，获取对应的图像，根据所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数确定对应的频域，若所述对应的频域大于上一个图像的频域，则继续前进一个步长，直至最新获取的图像的频域小于上一个图像的频域时，改变搜索方向并减小第一步长，重复上述搜索过程，直到第一步长达到最小值时对应的对焦点为最佳对焦点。

本发明还提供一种移动终端，其特征在于，包括：如上述的快速对焦装置。

本发明实施例通过利用快速对焦参考函数的曲线，在与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点之间，搜索所述频域评价曲线的频域峰值，并将所述频域评价曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；由于第三对焦点和第四对焦点之间的搜索数量比现有技术中从第一对焦点到第二对焦点之间的搜索数量少了很多，因此，搜索峰值的时间更好，搜索效率更高；进一步地，本发明快速对焦参考函数的曲线两侧分别单调上升和单调下降，因此可以克服现有技术存在局部峰值存在的对焦不精确的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中对焦过程中对焦点和对焦值之间的对应关系图；

图2是本申请实施例提供的一种快速对焦方法的流程示意图；

图3是本申请实施例提供的对焦过程中对焦点和频域之间对应关系图；

图4是本申请实施例提供的一种快速对焦方法的流程示意图；

图5是本申请实施例提供的一种快速对焦装置的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种移动终端的结构示意图。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flashRAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。

如在说明书及权利要求当中调用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

自动对焦是对数字图像传感器获取到的数字图像数据进行分析统计，评价当前对焦位置的图像清晰度，根据正确对焦位置的图像最清晰这个特征，利用自适应的搜索算法和精密的电机驱动镜头找到最清晰的对焦位置。当镜头与图像传感器的位置确定后，只有和镜头保持一定距离的景物才能在图像传感器上有清晰的图像。反言之，要让被拍摄的特定的景物在图像传感器上有清晰的图像，就需要调整镜头和图像传感器的相对距离，让景物能清晰地成像在图像传感器上。自动对焦就是通过精密的电机驱动控制镜头来完成上述动作，达到图像清晰的目的。

发明人在实现本发明的过程中发现：在现有技术中，在镜头处于离图像传感器最近的位置到镜头处于离图像传感器最远的位置之间，图像传感器采集多个图像，将采集的多个图像发送给图像处理器，图像处理器根据计算的每个图像的清晰度，得到每个图像的对焦点和对焦值之间的对应关系图，图1为现有技术中对焦过程中对焦点和对焦值之间的对应关系图，如图1所示，横轴为图像传感器采集的第n帧图像时镜头所在的位置(对焦点)，根据图像传感器采集的多个图像的清晰度，得到每个图像的对焦点和对焦值之间的对应关系曲线(又称清晰度曲线)是个曲折的并且具有局部峰值的曲线。根据现有技术，镜头移动的步长是预设的均匀的步长，假设镜头每移动一个步长，图像传感器采集一个图像，将该图像发送给图像处理器进行清晰度计算，将该图像的清晰度与上一个图像的清晰度进行比较，然后继续移动一个步长，再次采集图像，计算情绪度并进行比较，如此反复，一来需要比较很多个图像，计算量很大，影响对焦效率，同时，由于现有的清晰度曲线含有局部峰值，在比较过程中，容易将局部峰值确定为最佳对焦点，则影响对焦精度。

发明人在实现本发明的过程中进一步发现：当图像比较清晰(即对焦较好)时,图像细节丰富,在空域表现为相邻像素的特征值(如灰度,颜色等)变化较大,在频域表现为频谱的高频分量多。利用这一特点可以构造各种对焦评价函数或快速对焦参考函数对图像的清晰度进行评价。

本发明采用的快速对焦参考函数具有的特征:(1)单峰函数,对同一成像目标的一系列图像求其曲线,最大值恰好对应最清晰的图像；(2)函数在峰值两侧分别单调上升和单调下降；(3)函数在峰两侧的斜率绝对值应该比较大。

本发明采用的对焦评价函数包括但不限于：频谱函数、熵函数、梯度函数；其中，由于对焦图像的主要特征是具有清晰的边缘和丰富的图像细节，而边缘和细节对应于图像变换的高频分量，离焦图像的模糊在频域上表现为高频成分的衰减，因此，可以频域变换为基础，通过频域变换将空域图像变换为频域分布，然后利用频域分布中高频成分的大小作为图像清晰度的判断依据。因此可以用频谱函数作为一种对焦评价标准，即频域值雨大图像越清晰。对焦良好的图像的熵大于没有清晰对焦的图像,因此可以用熵函数作为一种对焦评价标准，即熵越大,图像越清晰；在图像处理中,梯度函数常被用来提取边缘信息。对焦良好的图像,有更尖锐的边缘图像,应有更大的梯度函数值。

本发明可以提取图像中各种有效信息进行清晰度判断，例如利用梯度信息、频率、相位等。对于具有高频信息的图像,对焦越准确,图像信号的频率越高,边缘越尖锐；离焦时则频率降低,边缘相对平滑。

以下通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细的描述。

图2是本申请实施例提供的一种快速对焦方法的流程示意图；如图2所示，包括：

201、按预设步长先后移动镜头到两个离焦位置,并分别根据在两个离焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合快速对焦参考函数获取在两个离焦位置的清晰度参考值；

202、根据两个离焦位置的清晰度参考值及两个离焦位置间的距离,识别两个离焦位置间的清晰度参考值的变化梯度；

203、当所述变化梯度小于一阈值时,以第二步长为所述预设步长移动镜头,当所述变化梯度大于一阈值时,以第一步长为所述预设步长移动镜头，其中所述第二步长显著大于所述第一步长；

204、以所述第一步长为预设步长连续移动镜头到若干对焦位置时,分别根据在所述若干对焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合对焦评价函数获取在所述若干对焦位置的清晰度或结合快速对焦参考函数获取在所述若干对焦位置的清晰度参考值，将清晰度或清晰度参考值最大的对焦位置为最佳对焦点。

可选的，上述对焦评价函数或者快速对焦参考函数例如可以是通过如下方式实现：采集目标对焦区域的多个图像，并据此生成所述对焦评价函数和/或快速对焦参考函数；

其中，所述快速对焦参考函数与所述对焦评价函数均用于评价对焦点的图像清晰度，二者的曲线变化趋势相似、最佳对焦点相同；

所述对焦评价函数的曲线整体变化梯度小于所述阈值；

所述快速对焦参考函数的曲线由离焦段和对焦段组成，在所述离焦段所述变化梯度小于一阈值，在所述对焦段所述变化梯度大于等于所述阈值。

可选的，上述采集目标对焦区域的多个图像例如可以是通过如下方式实现：检测到用户对显示屏显示的当前画面的操作，确定用户选择的目标对焦区域；在所述目标对焦区域中央选择一个M行N列像素的小区域，作为所述目标对焦区域的对焦窗口，其中，M和N为2的整数次方，M大于等于32，N小于等于256；在第一对焦点和第二对焦点之间，确定多个焦点采样点；在所述多个焦点采样点分别采集所述对焦窗口中的图像。所述多个焦点采样点不超过5个采样点。

可选的，上述生成所述对焦评价函数和/或快速对焦参考函数例如可以是通过如下方式实现：

通过频域变换函数将所述采集的多个图像变换成频域分布，利用频域分布中高频阈值作为清晰度的判断依据，将频域低于所述高频阈值的图像过滤掉，将频域高于所述高频阈值的图像根据频域分布拟合成所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线，所述曲线的横坐标为对焦点位置，所述曲线的竖坐标为频域。

可选的，上述将清晰度或清晰度参考值最大的对焦位置为最佳对焦点例如可以是通过如下方式实现：

将所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；或者

根据预设的高频阈值，在大于所述高频阈值的任一频域值对应的对焦点作为所述目标对焦区域的最佳对焦点。

可选的，上述将清晰度或清晰度参考值最大的对焦位置为最佳对焦点例如可以是通过如下方式实现：

根据预设的高频阈值，在所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线上确定与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点，将所述第三对焦点和第四对焦点之间的中间点确定为频域峰值，将所述频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；或者

根据预设的高频阈值，在所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线上确定与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点，根据预设的搜索方向和预设的第一步长，从所述第三对焦点开始搜索，每前进一个步长，获取对应的图像，根据所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数确定对应的频域，若所述对应的频域大于上一个图像的频域，则继续前进一个步长，直至最新获取的图像的频域小于上一个图像的频域时，改变搜索方向并减小第一步长，重复上述搜索过程，直到第一步长达到最小值时对应的对焦点为最佳对焦点。

本发明实施例通过利用快速对焦参考函数的曲线，在与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点之间，搜索所述频域评价曲线的频域峰值，并将所述频域评价曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；由于第三对焦点和第四对焦点之间的搜索数量比现有技术中从第一对焦点到第二对焦点之间的搜索数量少了很多，因此，搜索峰值的时间更好，搜索效率更高；

进一步地，本发明在第一对焦点和第三对焦点之间是离焦段，因此可以用较大的第二步长作为搜索步长，快速经过离焦段，搜索数量更少，搜索效率更高；

进一步地，本发明快速对焦参考函数的曲线两侧分别单调上升和单调下降，因此可以克服现有技术存在局部峰值存在的对焦不精确的问题。

图4是本申请实施例提供的一种快速对焦方法的流程示意图；如图4所示，包括：

401、在第一对焦点和第二对焦点之间采集目标对焦区域的5个图像；

例如，检测到用户对显示屏显示的当前画面的操作，确定用户选择的目标对焦区域；在所述目标对焦区域中央选择一个M行N列像素的小区域，作为所述目标对焦区域的对焦窗口，其中，M和N为2的整数次方，M大于等于32，N小于等于256。

其中，选择目标对焦区域的对焦窗口的原因:由于对图像运用对焦评价函数进行的运算基本上与图像的像素成正比,为了达到实时性的要求,必须减少参加运算的像素的数量；如果对整幅图像运用对焦评价函数,图像中不重要的部分(如背景)会对评价结果产生负面的影响,导致图像中的重要部分(成像主目标)无法准确对焦。

对焦窗口的选择包括中央选择法和多区域选择法，此外还有黄金分割点的对焦窗口和基于皮肤探测的对焦窗口等，本发明不做限定。

可选地，本发明在第一对焦点和第二对焦点之间采集目标对焦区域的5个图像，包括：

在第一对焦点和第二对焦点之间，确定5个焦点采样点；分别在5个焦点采样点采集所述对焦窗口中的图像。

其中，这里的第一对焦点例如可以是镜头离图像传感器较近的位置；第二对焦点例如可以是镜头离图像传感器较远的位置。这个5个焦点采样点均匀分布在第一对焦点和第二对焦点之间，或者也可以不均匀分布在第一对焦点和第二对焦点之间，例如根据镜头移动的随机位置作为采样点。

本发明，确定的焦点采样点个数不超过5个原因:是因为在步骤402中利用各种对焦评价函数，基于5个采样点获取的图像即可生成本发明所要求的对焦评价曲线或快速对焦参考曲线。

402、利用频域函数过滤掉清晰度低于预设的频域阈值的图像，将剩余图像根据频域拟合成快速频域对焦参考曲线；

例如，以频域函数为对焦评价函数为例进行说明，通过频域变换函数将所述采集的多个图像变换成频域分布，利用频域分布中高频阈值作为清晰度的判断依据，将频域低于所述高频阈值的图像过滤掉，将频域高于所述高频阈值的图像根据频域分布拟合成快速频域对焦参考曲线；

图3是本申请实施例提供的对焦过程中对焦点和频域之间对应关系图，如图3所示，所述快速频域对焦参考曲线的横坐标为对焦点位置，竖坐标为频域。

本发明实施例中，所述高频阈值可以根据经验设置，如图3中所示的h2。

403、在第一对焦点和第三对焦点之间的离焦段，利用第二步长作为搜索步长移动镜头，并捕捉的目标对焦区域的图像,结合快速频域对焦参考曲线获取在离焦点的清晰度参考值。

其中，这里的第一对焦点例如可以是镜头离图像传感器较近的位置；第三对焦点如图3所示n3图像帧对应的对焦点，此第三对焦点对应的频域陡峭上升，第一对焦点和第三对焦点之间是离焦段。

404、直到离焦段前后两个离焦位置的清晰度参考值及两个离焦位置间的距离对应的变化梯度大于一阈值时,以第一步长为搜索步长移动镜头。

其中所述第二步长显著大于所述第一步长。

405、根据爬山搜索算法，在第三对焦点和第四对焦点之间确定最佳对焦点。

其中，第三对焦点如图3所示n3图像帧对应的对焦点，此第三对焦点对应的频域陡峭上升，第四对焦点如图3所示n4图像帧对应的对焦点，此第四对焦点对应的频域陡峭下降，此时频域函数在峰值两侧的斜率绝对值应该比较大；其中，在第三对焦点和第四对焦点之间为合焦段。

可选地，将曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；例如，根据爬山搜索算法，在第三对焦点和第四对焦点之间的合焦段，以第一步长为搜索步长移动镜头，搜索频域最大值h1对应的图像帧n0对应的对焦点确定为最佳对焦点；具体地，根据预设的搜索方向和第一步长，从所述第三对焦点开始搜索，每前进一个步长，获取对应的图像，根据快速频域对焦参考曲线确定对应的频域，若所述对应的频域大于上一个图像的频域，则继续前进一个步长，直至最新获取的图像的频域小于上一个图像的频域时，改变搜索方向并减小第一步长，重复上述搜索过程，直到第一步长达到最小值时对应的对焦点为最佳对焦点。

可选地，根据预设的高频阈值，在大于所述高频阈值的任一频域值对应的对焦点作为所述目标对焦区域的最佳对焦点；如图3所示，在n1帧图像对应的对焦点和n2帧图像对应的对焦点之间，任选一帧图像对应的对焦点作为最佳对焦点。

本发明实施例通过利用快速对焦参考函数的曲线，在与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点之间，搜索所述频域评价曲线的频域峰值，并将所述频域评价曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；由于第三对焦点和第四对焦点之间的搜索数量比现有技术中从第一对焦点到第二对焦点之间的搜索数量少了很多，因此，搜索峰值的时间更好，搜索效率更高；

进一步地，本发明在第一对焦点和第三对焦点之间是离焦段，因此可以用较大的第二步长作为搜索步长，快速经过离焦段，搜索数量更少，搜索效率更高；

进一步地，本发明快速对焦参考函数的曲线两侧分别单调上升和单调下降，因此可以克服现有技术存在局部峰值存在的对焦不精确的问题。

图5是本申请实施例提供的一种快速对焦装置的结构示意图；如图5所示，包括：

获取模块51，用于按预设步长先后移动镜头到两个离焦位置,并分别根据在两个离焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合快速对焦参考函数获取在两个离焦位置的清晰度参考值；

识别模块52，用于根据两个离焦位置的清晰度参考值及两个离焦位置间的距离,识别两个离焦位置间的清晰度参考值的变化梯度；

步长调整模块53，用于当所述变化梯度小于一阈值时,以第二步长为所述预设步长移动镜头,当所述变化梯度大于一阈值时,以第一步长为所述预设步长移动镜头，其中所述第二步长显著大于所述第一步长。

所述的装置，还包括：

最佳对焦确定模块54，用于以所述第一步长为预设步长连续移动镜头到若干对焦位置时,分别根据在所述若干对焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合对焦评价函数获取在所述若干对焦位置的清晰度或结合快速对焦参考函数获取在所述若干对焦位置的清晰度参考值，将清晰度或清晰度参考值最大的对焦位置为最佳对焦点。

所述的装置还包括:

函数生成模块55，用于采集目标对焦区域的多个图像，并据此生成所述对焦评价函数和/或快速对焦参考函数；

其中，所述快速对焦参考函数与所述对焦评价函数均用于评价对焦点的图像清晰度，二者的曲线变化趋势相似、最佳对焦点相同；

所述对焦评价函数的曲线整体变化梯度小于所述阈值；

所述快速对焦参考函数的曲线由离焦段和对焦段组成，在所述离焦段所述变化梯度小于一阈值，在所述对焦段所述变化梯度大于等于所述阈值。

所述的装置还包括：

图像采集模块56，用于检测到用户对显示屏显示的当前画面的操作，确定用户选择的目标对焦区域；

在所述目标对焦区域中央选择一个M行N列像素的小区域，作为所述目标对焦区域的对焦窗口，其中，M和N为2的整数次方，M大于等于32，N小于等于256。

所述图像采集模块，还用于在第一对焦点和第二对焦点之间，确定多个焦点采样点；在所述多个焦点采样点分别采集所述对焦窗口中的图像。

所述函数生成模块55具体用于：

通过频域变换函数将所述采集的多个图像变换成频域分布，利用频域分布中高频阈值作为清晰度的判断依据，将频域低于所述高频阈值的图像过滤掉，将频域高于所述高频阈值的图像根据频域分布拟合成所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线，所述曲线的横坐标为对焦点位置，所述曲线的竖坐标为频域。

所述最佳对焦确定模块54具体用于：

将所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；或者

根据预设的高频阈值，在大于所述高频阈值的任一频域值对应的对焦点作为所述目标对焦区域的最佳对焦点。

所述最佳对焦确定模块具体用于：

根据预设的高频阈值，在所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线上确定与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点，将所述第三对焦点和第四对焦点之间的中间点确定为频域峰值，将所述频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；或者

根据预设的高频阈值，在所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线上确定与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点，根据预设的搜索方向和预设的第一步长，从所述第三对焦点开始搜索，每前进一个步长，获取对应的图像，根据所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数确定对应的频域，若所述对应的频域大于上一个图像的频域，则继续前进一个步长，直至最新获取的图像的频域小于上一个图像的频域时，改变搜索方向并减小第一步长，重复上述搜索过程，直到第一步长达到最小值时对应的对焦点为最佳对焦点。

图5所示装置可以执行图2或图4所示实施例所述的方法，其实现原理和技术效果不再赘述。

图6是本申请实施例提供的一种移动终端的结构示意图，如图6所示，包括但不限于如下器件：图像传感器、对焦马达、镜头、图像处理器。其中，图像处理器可以控制对焦马达调整、改变镜头的位置，以实现对焦等功能。

其中，图像传感器在第一对焦点和第二对焦点之间采集目标对焦区域的不超过5个图像；并将采集的图像传送给图像处理器；

图像处理器利用对焦评价函数过滤掉清晰度低于预设的清晰度阈值的图像，将剩余图像根据清晰度拟合成对焦评价曲线或快速对焦参考曲线；根据对焦评价曲线或快速对焦参考曲线，确定所述目标对焦区域的最佳对焦点。

图像处理器发送移动指令给对焦马达，以使对焦马达控制将镜头移动至该最佳对焦点对应的对焦位置，实现快速对焦。

1a、一种快速对焦方法，包括：

按预设步长先后移动镜头到两个离焦位置,并分别根据在两个离焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合快速对焦参考函数获取在两个离焦位置的清晰度参考值；

根据两个离焦位置的清晰度参考值及两个离焦位置间的距离,识别两个离焦位置间的清晰度参考值的变化梯度；

当所述变化梯度小于一阈值时,以第二步长为所述预设步长移动镜头,当所述变化梯度大于一阈值时,以第一步长为所述预设步长移动镜头，其中所述第二步长显著大于所述第一步长。

2a、如1a所述的方法，当所述变化梯度大于一阈值时,以第一步长为所述预设步长移动镜头，还包括：

以所述第一步长为预设步长连续移动镜头到若干对焦位置时,分别根据在所述若干对焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合对焦评价函数获取在所述若干对焦位置的清晰度或结合快速对焦参考函数获取在所述若干对焦位置的清晰度参考值，将清晰度或清晰度参考值最大的对焦位置为最佳对焦点。

3a、如1a或2a所述的方法:

采集目标对焦区域的多个图像，并据此生成所述对焦评价函数和/或快速对焦参考函数；

其中，所述快速对焦参考函数与所述对焦评价函数均用于评价对焦点的图像清晰度，二者的曲线变化趋势相似、最佳对焦点相同；

所述对焦评价函数的曲线整体变化梯度小于所述阈值；

所述快速对焦参考函数的曲线由离焦段和对焦段组成，在所述离焦段所述变化梯度小于一阈值，在所述对焦段所述变化梯度大于等于所述阈值。

4a、如3a所述的方法，采集目标对焦区域的多个图像之前，包括：

检测到用户对显示屏显示的当前画面的操作，确定用户选择的目标对焦区域；

在所述目标对焦区域中央选择一个M行N列像素的小区域，作为所述目标对焦区域的对焦窗口，其中，M和N为2的整数次方，M大于等于32，N小于等于256。

5a、如3a或4a所述的方法，采集目标对焦区域的多个图像，包括：

在第一对焦点和第二对焦点之间，确定多个焦点采样点，所述多个焦点采样点不超过5个采样点；

在所述多个焦点采样点分别采集所述对焦窗口中的图像。

6a、如3a所述的方法，生成所述对焦评价函数和/或快速对焦参考函数，包括：

通过频域变换函数将所述采集的多个图像变换成频域分布，利用频域分布中高频阈值作为清晰度的判断依据，将频域低于所述高频阈值的图像过滤掉，将频域高于所述高频阈值的图像根据频域分布拟合成所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线，所述曲线的横坐标为对焦点位置，所述曲线的竖坐标为频域。

7a、如6a所述的方法，结合对焦评价函数获取在所述若干对焦位置的清晰度或结合快速对焦参考函数获取在所述若干对焦位置的清晰度参考值，将清晰度或清晰度参考值最大的对焦位置为最佳对焦点，包括：

将所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；或者

根据预设的高频阈值，在大于所述高频阈值的任一频域值对应的对焦点作为所述目标对焦区域的最佳对焦点。

8a、如6a所述的方法，将所述频域评价曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点，包括：

根据预设的高频阈值，在所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线上确定与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点，将所述第三对焦点和第四对焦点之间的中间点确定为频域峰值，将所述频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；或者

根据预设的高频阈值，在所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线上确定与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点，根据预设的搜索方向和预设的第一步长，从所述第三对焦点开始搜索，每前进一个步长，获取对应的图像，根据所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数确定对应的频域，若所述对应的频域大于上一个图像的频域，则继续前进一个步长，直至最新获取的图像的频域小于上一个图像的频域时，改变搜索方向并减小第一步长，重复上述搜索过程，直到第一步长达到最小值时对应的对焦点为最佳对焦点。

9b、一种快速对焦装置，包括：

获取模块，用于按预设步长先后移动镜头到两个离焦位置,并分别根据在两个离焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合快速对焦参考函数获取在两个离焦位置的清晰度参考值；

识别模块，用于根据两个离焦位置的清晰度参考值及两个离焦位置间的距离,识别两个离焦位置间的清晰度参考值的变化梯度；

步长调整模块，用于当所述变化梯度小于一阈值时,以第二步长为所述预设步长移动镜头,当所述变化梯度大于一阈值时,以第一步长为所述预设步长移动镜头，其中所述第二步长显著大于所述第一步长。

10b、如9b所述的装置，还包括：

最佳对焦确定模块，用于以所述第一步长为预设步长连续移动镜头到若干对焦位置时,分别根据在所述若干对焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合对焦评价函数获取在所述若干对焦位置的清晰度或结合快速对焦参考函数获取在所述若干对焦位置的清晰度参考值，将清晰度或清晰度参考值最大的对焦位置为最佳对焦点。

11b、如9b或10b所述的装置:

函数生成模块，用于采集目标对焦区域的多个图像，并据此生成所述对焦评价函数和/或快速对焦参考函数；

其中，所述快速对焦参考函数与所述对焦评价函数均用于评价对焦点的图像清晰度，二者的曲线变化趋势相似、最佳对焦点相同；

所述对焦评价函数的曲线整体变化梯度小于所述阈值；

所述快速对焦参考函数的曲线由离焦段和对焦段组成，在所述离焦段所述变化梯度小于一阈值，在所述对焦段所述变化梯度大于等于所述阈值。

12b、如11b所述的装置，还包括：

图像采集模块，用于检测到用户对显示屏显示的当前画面的操作，确定用户选择的目标对焦区域；

在所述目标对焦区域中央选择一个M行N列像素的小区域，作为所述目标对焦区域的对焦窗口，其中，M和N为2的整数次方，M大于等于32，N小于等于256。

13b、如11b或12b所述的装置，所述图像采集模块，还用于在第一对焦点和第二对焦点之间，确定多个焦点采样点；在所述多个焦点采样点分别采集所述对焦窗口中的图像。

14b、如11b所述的装置，所述函数生成模块具体用于：

通过频域变换函数将所述采集的多个图像变换成频域分布，利用频域分布中高频阈值作为清晰度的判断依据，将频域低于所述高频阈值的图像过滤掉，将频域高于所述高频阈值的图像根据频域分布拟合成所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线，所述曲线的横坐标为对焦点位置，所述曲线的竖坐标为频域。

15b、如14b所述的装置，所述最佳对焦确定模块具体用于：

将所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；或者

根据预设的高频阈值，在大于所述高频阈值的任一频域值对应的对焦点作为所述目标对焦区域的最佳对焦点。

16b、如14b所述的装置，所述最佳对焦确定模块具体用于：

根据预设的高频阈值，在所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线上确定与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点，将所述第三对焦点和第四对焦点之间的中间点确定为频域峰值，将所述频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；或者

根据预设的高频阈值，在所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线上确定与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点，根据预设的搜索方向和预设的第一步长，从所述第三对焦点开始搜索，每前进一个步长，获取对应的图像，根据所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数确定对应的频域，若所述对应的频域大于上一个图像的频域，则继续前进一个步长，直至最新获取的图像的频域小于上一个图像的频域时，改变搜索方向并减小第一步长，重复上述搜索过程，直到第一步长达到最小值时对应的对焦点为最佳对焦点。

17c、一种移动终端，包括：如9b-16b中任一项所述的装置。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种快速对焦方法，其特征在于，包括：

按预设步长先后移动镜头到两个离焦位置,并分别根据在两个离焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合快速对焦参考函数获取在两个离焦位置的清晰度参考值；

根据两个离焦位置的清晰度参考值及两个离焦位置间的距离,识别两个离焦位置间的清晰度参考值的变化梯度；

当所述变化梯度小于一阈值时,以第二步长为所述预设步长移动镜头,当所述变化梯度大于一阈值时,以第一步长为所述预设步长移动镜头，其中所述第二步长显著大于所述第一步长。

2.如权利要求1所述的方法，当所述变化梯度大于一阈值时,以第一步长为所述预设步长移动镜头，其特征在于，还包括：

以所述第一步长为预设步长连续移动镜头到若干对焦位置时,分别根据在所述若干对焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合对焦评价函数获取在所述若干对焦位置的清晰度或结合快速对焦参考函数获取在所述若干对焦位置的清晰度参考值，将清晰度或清晰度参考值最大的对焦位置为最佳对焦点。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于:

采集目标对焦区域的多个图像，并据此生成所述对焦评价函数和/或快速对焦参考函数；

其中，所述快速对焦参考函数与所述对焦评价函数均用于评价对焦点的图像清晰度，二者的曲线变化趋势相似、最佳对焦点相同；

所述对焦评价函数的曲线整体变化梯度小于所述阈值；

所述快速对焦参考函数的曲线由离焦段和对焦段组成，在所述离焦段所述变化梯度小于一阈值，在所述对焦段所述变化梯度大于等于所述阈值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，采集目标对焦区域的多个图像之前，包括：

检测到用户对显示屏显示的当前画面的操作，确定用户选择的目标对焦区域；

在所述目标对焦区域中央选择一个M行N列像素的小区域，作为所述目标对焦区域的对焦窗口，其中，M和N为2的整数次方，M大于等于32，N小于等于256。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，采集目标对焦区域的多个图像，包括：

在第一对焦点和第二对焦点之间，确定多个焦点采样点，所述多个焦点采样点不超过5个采样点；

在所述多个焦点采样点分别采集所述对焦窗口中的图像。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，生成所述对焦评价函数和/或快速对焦参考函数，包括：

通过频域变换函数将所述采集的多个图像变换成频域分布，利用频域分布中高频阈值作为清晰度的判断依据，将频域低于所述高频阈值的图像过滤掉，将频域高于所述高频阈值的图像根据频域分布拟合成所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线，所述曲线的横坐标为对焦点位置，所述曲线的竖坐标为频域。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，结合对焦评价函数获取在所述若干对焦位置的清晰度或结合快速对焦参考函数获取在所述若干对焦位置的清晰度参考值，将清晰度或清晰度参考值最大的对焦位置为最佳对焦点，包括：

将所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；或者

根据预设的高频阈值，在大于所述高频阈值的任一频域值对应的对焦点作为所述目标对焦区域的最佳对焦点。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述频域评价曲线的频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点，包括：

根据预设的高频阈值，在所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线上确定与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点，将所述第三对焦点和第四对焦点之间的中间点确定为频域峰值，将所述频域峰值对应的对焦点确定为所述目标对焦区域的最佳对焦点；或者

根据预设的高频阈值，在所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数的曲线上确定与所述预设的高频阈值对应的第三对焦点和第四对焦点，根据预设的搜索方向和预设的第一步长，从所述第三对焦点开始搜索，每前进一个步长，获取对应的图像，根据所述频域对焦评价函数和/或快速频域对焦参考函数确定对应的频域，若所述对应的频域大于上一个图像的频域，则继续前进一个步长，直至最新获取的图像的频域小于上一个图像的频域时，改变搜索方向并减小第一步长，重复上述搜索过程，直到第一步长达到最小值时对应的对焦点为最佳对焦点。

9.一种快速对焦装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于按预设步长先后移动镜头到两个离焦位置,并分别根据在两个离焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合快速对焦参考函数获取在两个离焦位置的清晰度参考值；

识别模块，用于根据两个离焦位置的清晰度参考值及两个离焦位置间的距离,识别两个离焦位置间的清晰度参考值的变化梯度；

步长调整模块，用于当所述变化梯度小于一阈值时,以第二步长为所述预设步长移动镜头,当所述变化梯度大于一阈值时,以第一步长为所述预设步长移动镜头，其中所述第二步长显著大于所述第一步长。

10.如权利要求9所述的装置，还包括：

最佳对焦确定模块，用于以所述第一步长为预设步长连续移动镜头到若干对焦位置时,分别根据在所述若干对焦位置所捕捉的目标对焦区域的图像,结合对焦评价函数获取在所述若干对焦位置的清晰度或结合快速对焦参考函数获取在所述若干对焦位置的清晰度参考值，将清晰度或清晰度参考值最大的对焦位置为最佳对焦点。