CN106921830B - 一种自动聚焦的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种自动聚焦的方法及装置，用以解决现有技术中使用常用的聚焦搜索方法进行聚焦时，搜索范围需要尽可能的大，都需要遍历全程来寻找极值点，聚焦的时间较长的问题。针对自动聚焦的每一步搜索，根据该步搜索对应的搜索方向、搜索步长和搜索起点，将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值；根据当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长；继续下一步搜索的过程，直到达到根据当前变化率或连续变化率确定的搜索停止的条件时，将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置。

Description

一种自动聚焦的方法及装置

技术领域

本发明涉及自动聚焦领域，特别涉及一种自动聚焦的方法及装置。

背景技术

在安全理念越来越重要的今天，安防监控系统的重要性也日益凸现，特别是在银行、监狱、公路等比较敏感的场所，出于安全和管理的需要，人们需要对这些场所进行监控。出于对这些特殊场所的监控需求，能自动变焦、聚焦的一体化摄像机的越来越多的被需求。在一体化摄像机中，自动聚焦技术是摄像机的核心技术，能否快速、准确的实现自动聚焦是评价一体化摄像机品质的关键。聚焦速度和效果好坏，直接影响到用户对监控现场画面的抓取和录像。

现有技术中常用的聚焦搜索方法有Fibonacci搜索法、N.Kehtarnavazt等提出的尺子搜索法、基于曲线拟合的搜索方法、以及爬山搜索法等方法。而在使用这些方法进行聚焦时，搜索范围都需要尽可能的大，都需要遍历全程来寻找极值点，否则可能陷入局部极值而导致聚焦失败，这样，聚焦的时间势必会变长，且聚焦过程中来回反复，不仅加长了聚焦的时间，也给用户带来了较差的聚焦体验。

综上所述，现有技术中在使用常用的聚焦搜索方法进行聚焦时，搜索范围需要尽可能的大，都需要遍历全程来寻找极值点，聚焦的时间较长。

发明内容

本发明提供一种自动聚焦的方法及装置，用以解决现有技术中在使用常用的聚焦搜索方法进行聚焦时，搜索范围需要尽可能的大，都需要遍历全程来寻找极值点，聚焦的时间较长的问题。

基于上述问题，本发明实施例提供的一种自动聚焦的方法，该方法包括：

针对自动聚焦的每一步搜索，根据该步搜索对应的搜索方向、搜索步长和搜索起点，将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值；

根据所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长；

继续下一步搜索的过程，直到所述搜索步长变为所述聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且所述当前变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第一方向阈值(第一方向阈值>0)；或，所述搜索步长变为所述聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且所述连续变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第二方向阈值(第二方向阈值>0)；将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置；

其中，所述当前变化率为当前位置和前一步位置的清晰度评价值的变化率；所述连续变化率为当前位置的当前变化率和前两步位置对应的当前变化率之和；所述第一方向阈值为用于根据所述当前变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值；所述第二方向阈值为用于根据所述连续变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值。

由于本发明实施例提供的自动聚焦的方法，可以根据聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，自适应的确定进行下一步搜索的搜索方向和搜索步长，减小了搜索的范围，同时可以根据当前变化率或连续变化率的大小确定自动聚焦过程是否完成，无需遍历全程来寻找极值点，进而缩短了聚焦的时间。

可选的，所述将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值之前，还包括：

根据当前镜头所在倍率对应的预设聚焦曲线上的清晰度评价值最大的初始位置，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索方向；和

根据所述初始位置处的曲线斜率、以及所述最小搜索步长，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索步长；

根据确定的所述初始搜索方向、所述初始搜索步长、所述初始位置、以及预设的最大搜索步数，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索起点；

其中，所述预设聚焦曲线是当前镜头对应的倍率与清晰度评价值最大的初始位置之间的对应关系。

可选的，所述第一方向阈值的取值为10％-15％。

可选的，根据所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长，包括：

若所述当前变化率不小于负的所述第一方向阈值，将当前搜索方向作为下一次搜索的搜索方向；否则，将与当前搜索方向相反的方向作为下一次搜索的搜索方向；和

若所述当前变化率大于第一步长阈值(第一步长阈值>0)、或不大于负的第一步长阈值，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长；否则，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长；

其中，所述第一步长阈值为用于根据所述当前变化率确定下一步搜索的搜索步长的预设阈值。

可选的，所述第一步长阈值的取值为5％-10％。

可选的，根据所述当前位置的清晰度评价值的连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长，包括：

若所述连续变化率不小于负的所述第二方向阈值，将当前搜索方向作为下一次搜索的搜索方向；否则，将与当前搜索方向相反的方向作为下一次搜索的搜索方向；和

若所述连续变化率大于所述第二步长阈值(第二步长阈值>0)、或不大于负的所述第二步长阈值，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长；否则，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长；

其中，所述第二步长阈值为用于根据所述连续变化率确定下一步搜索的搜索步长的预设阈值。

可选的，所述第二方向阈值的取值不小于所述第一方向阈值的1.2倍；所述第二步长阈值的取值不小于所述第一步长阈值的1.2倍。

可选的，所述将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置之后，还包括：

将与当前的搜索方向相反的方向作为用于提升聚焦精度搜索的新的搜索方向、将所述最小搜索步长作为用于提升聚焦精度搜索的新的搜索步长、以及将确定的所述准焦位置作为用于进行提升聚焦精度搜索的新的搜索起点；

根据确定的所述新的搜索方向、新的搜索步长和新的搜索起点，将所述聚焦马达移动一个新的搜索步长，计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值，并判断所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率的数值大小；

若所述当前变化率的数值大于0，则所述聚焦马达继续根据所述新的搜索方向和新的搜索步长，继续进行下一步提升聚焦精度的搜索过程；或

若所述当前变化率的数值等于0，则将当前的搜索位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置；或

若所述当前变化率的数值小于0，则将前一步搜索的位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置。

可选的，确定出准焦位置之后，还包括：

若确定的所述准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值超过预设距离值，根据所述准焦位置处在所述预设聚焦曲线上的曲线斜率，选取所述预设聚焦曲线上包含所述准焦位置的一段曲线作为需要进行曲线拟合的待拟合曲线；其中所述待拟合曲线上各个点的斜率与所述准焦位置处的斜率相等；

根据所述预设聚焦曲线、所述准焦位置、以及曲线拟合的算法，对所述待拟合曲线上的所有曲线点值进行曲线拟合，修正所述预设聚焦曲线。

可选的，所述对所述待拟合曲线上的所有曲线点值进行曲线拟合，修正所述预设聚焦曲线，包括：

根据所述预设聚焦曲线，确定所述待拟合曲线的第一端点对应的第一倍率值、第二端点对应的第二倍率值、以及所述准焦位置对应的当前倍率值；

将确定的所述待拟合曲线的第一端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和所述第一倍率值、所述待拟合曲线的第二端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和所述第二倍率值、以及所述准焦位置的数值和所述当前倍率值，分别代入曲线拟合方程

中，求出方程系数a₀、a₁、a₂；

根据确定的所述曲线拟合方程、所述待拟合曲线、以及曲线拟合的规则，通过曲线拟合的方式确定所述待拟合曲线上所有曲线点值对应的拟合后的曲线点值，并根据确定的所有拟合后的曲线点值修正所述预设聚焦曲线；

其中，a₀、a₁、a₂表示拟合系数；x_k表示位置的数值、y_k表示倍率值。

由于本发明实施例提供的自动聚焦的方法，在确定出自动聚焦的准焦位置之后，还可以通过曲线拟合的方式，对预设的聚焦曲线进行修正，以便在下次聚焦搜索时，能够采用修正后的聚焦曲线进行聚焦搜索。

可选的，确定出准焦位置之后，还包括：

根据确定的所述准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值，确定用于判断是否需要更新所述准焦位置处的进行第一步搜索时对应的初始搜索方向的参考方向；

若确定的所述参考方向与所述准焦位置处的初始搜索方向的方向一致，增加预设的方向置信度；

若确定的所述参考方向与所述准焦位置处的初始搜索方向的方向不一致，根据所述预设的方向置信度，判断所述参考方向是否是由于聚焦失败导致的搜索方向的变化，若是，不改变所述准焦位置处的初始搜索方向；否则，将所述参考方向作为所述准焦位置处的初始搜索方向。

由于本发明实施例提供的自动聚焦的方法，在确定出自动聚焦的准焦位置之后，还可以根据准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值、以及预设的方向置信度，确定是否需要改变准焦位置处的初始搜索方向。

本发明实施例提供的一种自动聚焦的装置，该装置包括：

移动搜索模块，用于针对自动聚焦的每一步搜索，根据该步搜索对应的搜索方向、搜索步长和搜索起点，将聚焦马达移动一个步长，并计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值；继续下一步搜索的过程；

第一确定模块，用于根据所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长；

准焦位置确定模块，用于直到所述当前变化率或所述连续变化率的数值为负数且达到根据镜头属性确定的预设阈值，将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置；

其中，所述当前变化率为当前位置和前一步位置的清晰度评价值的变化率；所述连续变化率为当前位置的当前变化率和前两步位置对应的当前变化率之和。

本发明实施例提供了一种自动聚焦的装置，该装置包括：

移动搜索模块，用于针对自动聚焦的每一步搜索，根据该步搜索对应的搜索方向、搜索步长和搜索起点，将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值；继续下一步搜索的过程；

第一确定模块，用于根据所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长；

准焦位置确定模块，用于直到所述搜索步长变为所述聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且所述当前变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第一方向阈值(第一方向阈值>0)；或，所述搜索步长变为所述聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且所述连续变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第二方向阈值(第二方向阈值>0)；将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置；

其中，所述当前变化率为当前位置和前一步位置的清晰度评价值的变化率；所述连续变化率为当前位置的当前变化率和前两步位置对应的当前变化率之和；所述第一方向阈值为用于根据所述当前变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值；所述第二方向阈值为用于根据所述连续变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值。

由于本发明实施例提供的自动聚焦的装置，第一确定模块可以根据聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，确定进行下一步搜索的搜索方向和搜索步长，减小了搜索的范围，同时准焦位置确定模块可以根据当前变化率或连续变化率的大小确定自动聚焦过程是否完成，无需遍历全程来寻找极值点，进而缩短了聚焦的时间。

可选的，所述移动搜索模块，还用于：

将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值之前，根据当前镜头所在倍率对应的预设聚焦曲线上的清晰度评价值最大的初始位置，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索方向；和，根据所述初始位置处的曲线斜率、以及所述最小搜索步长，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索步长；根据确定的所述初始搜索方向、所述初始搜索步长、所述初始位置、以及预设的最大搜索步数，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索起点；其中，所述预设聚焦曲线是当前镜头对应的倍率与清晰度评价值最大的初始位置之间的对应关系。

可选的，所述第一确定模块，具体用于：

若所述当前变化率不小于负的所述第一方向阈值，将当前搜索方向作为下一次搜索的搜索方向；否则，将与当前搜索方向相反的方向作为下一次搜索的搜索方向；和，若所述当前变化率大于第一步长阈值(第一步长阈值>0)、或不大于负的第一步长阈值，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长；否则，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长；其中，所述第一步长阈值为用于根据所述当前变化率确定下一步搜索的搜索步长的预设阈值。

可选的，所述第一确定模块，具体用于：

若所述连续变化率不小于负的所述第二方向阈值，将当前搜索方向作为下一次搜索的搜索方向；否则，将与当前搜索方向相反的方向作为下一次搜索的搜索方向；和，若所述连续变化率大于所述第二步长阈值(第二步长阈值>0)、或不大于负的所述第二步长阈值，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长；否则，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长；其中，所述第二步长阈值为用于根据所述连续变化率确定下一步搜索的搜索步长的预设阈值。

可选的，所述第二方向阈值的取值不小于所述第一方向阈值的1.2倍；所述第二步长阈值的取值不小于所述第一步长阈值的1.2倍。

可选的，该装置还包括：第二确定模块；

用于将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置之后，将与当前的搜索方向相反的方向作为用于提升聚焦精度搜索的新的搜索方向、将所述最小搜索步长作为用于提升聚焦精度搜索的新的搜索步长、以及将确定的所述准焦位置作为用于进行提升聚焦精度搜索的新的搜索起点；根据确定的所述新的搜索方向、新的搜索步长和新的搜索起点，将所述聚焦马达移动一个新的搜索步长，计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值，并判断所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率的数值大小；若所述当前变化率的数值大于0，则所述聚焦马达继续根据所述新的搜索方向和新的搜索步长，继续进行下一步提升聚焦精度的搜索过程；或，若所述当前变化率的数值等于0，则将当前的搜索位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置；或，若所述当前变化率的数值小于0，则将前一步搜索的位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置。

可选的，该装置还包括：曲线拟合模块；

用于确定出准焦位置之后，若确定的所述准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值超过预设距离值，根据所述准焦位置处在所述预设聚焦曲线上的曲线斜率，选取所述预设聚焦曲线上包含所述准焦位置的一段曲线作为需要进行曲线拟合的待拟合曲线；其中所述待拟合曲线上各个点的斜率与所述准焦位置处的斜率相等；根据所述预设聚焦曲线、所述准焦位置、以及曲线拟合的算法，对所述待拟合曲线上的所有曲线点值进行曲线拟合，修正所述预设聚焦曲线。

可选的，所述曲线拟合模块，具体用于：

根据所述预设聚焦曲线，确定所述待拟合曲线的第一端点对应的第一倍率值、第二端点对应的第二倍率值、以及所述准焦位置对应的当前倍率值；将确定的所述待拟合曲线的第一端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和所述第一倍率值、所述待拟合曲线的第二端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和所述第二倍率值、以及所述准焦位置的数值和所述当前倍率值，分别代入曲线拟合方程

中，求出方程系数a₀、a₁、a₂；根据确定的所述曲线拟合方程、所述待拟合曲线、以及曲线拟合的规则，通过曲线拟合的方式确定所述待拟合曲线上所有曲线点值对应的拟合后的曲线点值，并根据确定的所有拟合后的曲线点值修正所述预设聚焦曲线；其中，a₀、a₁、a₂表示拟合系数；x_k表示位置的数值、y_k表示倍率值。

可选的，该装置还包括：置信度确定模块；

用于确定出准焦位置之后，根据确定的所述准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值，确定用于判断是否需要更新所述准焦位置处的进行第一步搜索时对应的初始搜索方向的参考方向；若确定的所述参考方向与所述准焦位置处的初始搜索方向的方向一致，增加预设的方向置信度；若确定的所述参考方向与所述准焦位置处的初始搜索方向的方向不一致，根据所述预设的方向置信度，判断所述参考方向是否是由于聚焦失败导致的搜索方向的变化，若是，不改变所述准焦位置处的初始搜索方向；否则，将所述参考方向作为所述准焦位置处的初始搜索方向。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种自动聚焦的方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的自动聚焦的方法的具体实施流程的步骤示意图；

图3为本发明实施例提供的进行曲线拟合的自动聚焦方法的整体流程图；

图4为本发明实施例提供的为本发明实施例提供的一种自动聚焦的装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例针对自动聚焦的每一步搜索，根据该步搜索对应的搜索方向、搜索步长和搜索起点，将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值；根据当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长；继续下一步搜索的过程，直到搜索步长变为聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且当前变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第一方向阈值(第一方向阈值>0)；或，搜索步长变为聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且连续变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第二方向阈值(第二方向阈值>0)；将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置；其中，当前变化率为当前位置和前一步位置的清晰度评价值的变化率；连续变化率为当前位置的当前变化率和前两步位置对应的当前变化率之和；第一方向阈值为用于根据当前变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值；第二方向阈值为用于根据连续变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值。

这样与现有技术在使用常用的聚焦搜索方法进行聚焦时，搜索范围需要尽可能的大，都需要遍历全程来寻找极值点，聚焦的时间较长相比，采用本发明实施例提供的自动聚焦的方法，可以根据聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，自适应的确定进行下一步搜索的搜索方向和搜索步长，减小了搜索的范围，同时可以根据当前变化率或连续变化率的大小确定自动聚焦过程是否完成，无需遍历全程来寻找极值点，进而缩短了聚焦的时间。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。

如图1所示，本发明实施例一种自动聚焦的方法，该方法包括：

步骤101，针对自动聚焦的每一步搜索，根据该步搜索对应的搜索方向、搜索步长和搜索起点，将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值；

步骤102，根据当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长；

步骤103，继续下一步搜索的过程，直到搜索步长变为聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且当前变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第一方向阈值(第一方向阈值>0)；或，搜索步长变为聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且连续变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第二方向阈值(第二方向阈值>0)；将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置；

其中，当前变化率为当前位置和前一步位置的清晰度评价值的变化率；连续变化率为当前位置的当前变化率和前两步位置对应的当前变化率之和；第一方向阈值为用于根据当前变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值；第二方向阈值为用于根据连续变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值。

本发明实施例提供的自动聚焦的方法，针对自动聚焦搜索的每一步搜索，其搜索的方式相同，都是根据每一步搜索的对应的搜索方向、搜索步长和搜索起点，移动聚焦马达，其中聚焦马达每移动一个搜索步长，都需要相应的计算聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值，并根据聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，自适应的确定进行下一步搜索的搜索方向和搜索步长，进而再继续进行下一步搜索的过程，直到搜索步长变为聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且当前变化率或连续变化率满足预设的停止条件(即当前变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第一方向阈值，或，连续变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第二方向阈值)时，聚焦马达停止搜索，并将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置。

实施中，每一步搜索对应的搜索方向和搜索步长是在上一步搜索时，根据当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率确定的；而针对每次聚焦过程中的第一步搜索，该第一步搜索对应的初始搜索方向和初始搜索步长，可以认为是每款镜头中根据镜头属性预先设定好默认值，每次进行自动聚焦的第一步搜索，可以根据默认的初始搜索方向和初始搜索步长进行第一步搜索；而较佳的，本发明实施中，可以根据预设聚焦曲线确定第一步搜索时对应的即初始搜索方向和初始搜索步长。下面具体进行介绍。

可选的，步骤101之前，还包括：根据当前镜头所在倍率对应的预设聚焦曲线上的清晰度评价值最大的初始位置，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索方向；和，根据初始位置处的曲线斜率、以及最小搜索步长，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索步长；根据确定的初始搜索方向、初始搜索步长、初始位置、以及预设的最大搜索步数，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索起点；其中，预设聚焦曲线是当前镜头对应的倍率与清晰度评价值最大的初始位置之间的对应关系。

其中，每款镜头都包含多个可调节的倍率，对于每一款镜头，测试一条聚焦曲线作为预设聚焦曲线，该预设聚焦曲线表示当前镜头对应的倍率与清晰度评价值最大的初始位置之间的对应关系，即每个倍率会对应一个默认的清晰度评价值最大的初始位置，而由于实际应用环境、灯光等外界因素的不同，针对同一镜头的同一倍率，实际通过聚焦得到的清晰度评价值最大并不一定就在该默认的初始位置处，而自动聚焦的过程就是为了确定实际的清晰度评价值最大的位置。

实施中，根据预设聚焦曲线确定初始搜索方向、初始搜索步长和初始搜索起点的步骤，可以根据需要设定是否每次自动聚焦过程都需要执行。例如，可以是每次进行自动聚焦的第一步搜索时，都需要执行的步骤；也可以是在预设时间段内，若没有改变镜头的倍率，则只需要执行一次根据预设聚焦曲线确定初始搜索方向、初始搜索步长和初始搜索起点的步骤，之后在该预设时间段内，若需要再次进行自动聚焦，则每次都直接根据之前确定的初始搜索方向、初始搜索步长和初始搜索起点进行搜索。下面具体介绍根据预设聚焦曲线确定初始搜索方向、初始搜索步长和初始搜索起点的过程。

实施中，由于预设聚焦曲线是当前镜头对应的倍率与清晰度评价值最大的初始位置之间的对应关系，也就是说，针对每款镜头有一个预设聚焦曲线，该曲线表示的是倍率与清晰度评价值最大的初始位置之间的对应关系，每个倍率对应一个不同的清晰度评价值最大的初始位置。每个镜头的变倍可以用来调节镜头的倍率，可以通过当前镜头的变倍所在的位置，确定该镜头的当前倍率，并根据该镜头对应的预设聚焦曲线，得到当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置f₀，而预设聚焦曲线上的每个清晰度评价值最大的初始位置f₀处，都有一个对应的初始搜索方向；因而，通过当前镜头的倍率即可确定对应的初始位置f₀，并确定初始位置f₀处对应的初始搜索方向。下面介绍一种可行的确定初始位置处的初始搜索方向的方法。

例如，将获取的当前镜头的预设聚焦曲线根据斜率[k₁,k₂,..k_i]分成[N₁，N₂，…N_i]段，每一段中的点斜率尽可能保证一致(较佳的是由斜率相等的连续点组成的一段直线)；初始化每一段曲线的方向[dir₁,dir₂,…dir_i]为聚焦马达运行至f₀点时的运行方向。当前的倍率已知后，即可根据对应的预设聚焦曲线，确定当前倍率对应的位于N段曲线中的哪一段、对应的清晰度评价值最大的初始位置f₀，以及初始位置处的初始搜索方向和曲线斜率k_i。

在确定出进行第一步搜索时对应的初始搜索方向之后，根据初始位置f₀处的曲线斜率、以及当前镜头对应的最小搜索步长，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索步长。其中，最小搜索步长为镜头中的聚焦马达能够移动的最小步长，是根据每款镜头属性确定的。例如，每一段曲线的初始搜索步长为[step₁,step₂,…step_i]，都可以根据下列公式一进行计算：

step_i＝k_i*m_step； 公式一

其中，step_i为初始搜索步长；k_i为初始位置处的曲线斜率；m_step为当前镜头对应的最小搜索步长。

本发明实施例中提到的搜索步长和初始搜索步长均是量化后的值，也是根据聚焦马达的属性确定的，例如，对于某个具有3.4mm可移动范围的聚焦马达，那么可以假设10个搜索步长对应实际物理距离为3.4mm，则5个搜索步长对应实际物理距离为1.7mm，以此类推，1个搜索步长对应的实际物理距离为0.34mm。

在确定出进行第一步搜索时对应的初始搜索方向和初始搜索步长之后，根据确定的初始搜索方向、初始搜索步长、初始位置、以及预设的最大搜索步数，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索起点。实施中，最大搜索步数为镜头中的聚焦马达在每个搜索范围内能够移动的最大搜索步数(即在每次改变搜索反向前，聚焦马达能够移动的最大搜索步数)，是根据镜头的属性预先设定的。可以根据上述确定的初始搜索方向、初始搜索步长、初始位置、以及预设的最大搜索步数，按照预设的方式确定出第一步搜索的一个初始搜索范围，再进一步确定第一步搜索的初始搜索起点。下面介绍一种可行的确定进行第一步搜索时对应的初始搜索起点的方法。

例如，假设当前清晰度评价值最大的初始位置为f₀，初始搜索范围为[f₁,n₁]满足下列公式二：

公式二

其中，dir_i为初始搜索方向；step_i为初始搜索步长；M为初始搜索范围内预设的最大搜索步数，默认设置为10。

在确定出初始搜索范围[f₁,n₁]之后，驱使聚焦马达，以最快速度和聚焦马达能够走动的最大步长走至[f₁,n₁]范围的边界。若聚焦马达当前所在的位置foucs>n₁，则走到n₁位置，以n₁位置作为进行第一步搜索时对应的初始搜索起点；若foucs<f₁，则走到f₁位置，以n₁位置作为初始搜索起点；在此过程中无需等待来统计每一帧图像的清晰度评价值，以保证此过程以最短时间走完；若foucs在[f₁,n₁]的范围内，则直接以聚焦马达当前所在的位置作为初始搜索起点，开始移动聚焦马达进行搜索。

其中，预设的最大搜索步数M可以设置为定值，如默认设置为10；也可以根据需要，为了提高聚焦的搜索速度设置，将预设的最大搜索步数M设置为可变化的值，搜索方向每变化一次，上述预设的最大搜索步数M就会相应缩小，并且最后将会收敛至1步。

若预设的最大搜索步数M为可变化的值，由于确定的搜索范围可动态改变，当步骤102中搜索方向和搜索步长发生改变，相应的聚焦马达需要进行搜索范围也会随之改变，动态的改变聚焦范围，解决由于聚焦范围固定，若聚焦范围固定较大，会多走一些没有必要的路程，使得聚焦变慢，若聚焦范围固定较小，使得清晰点在聚焦范围外，导致聚焦不清的问题，保证清晰点始终在此范围内，不会走多余的范围，提高聚焦搜索的速度。

介绍完上述如何确定进行第一步搜索时对应的初始搜索方向、初始搜索步长和初始搜索起点之后，再详细介绍针对自动聚焦的每一步搜索，聚焦马达具体如何进行聚焦搜索的过程。

实施中，步骤101是针对自动聚焦的每一步的搜索过程，都可以根据该步当前的搜索方向，将聚焦马达从当前的搜索起点位置开始，移动一个搜索步长，并在移动之后，计算聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值。

其中，步骤101中的每一步搜索也可以包括第一步搜索，若针对的是第一步搜索，则根据上述预设聚焦曲线确定的初始搜索方向、初始搜索步长和初始搜索起点，将聚焦马达移动一个搜索步长进行聚焦搜索；若针对的不是第一步搜索，则根据当前的搜索方向、搜索步长和搜索起点，将聚焦马达移动一个搜索步长。聚焦马达每移动一个搜索步长，都要相应的根据现有技术中的方法计算聚焦马达当前移动到的位置处的清晰度评价值，以便最后聚焦搜索停止时，可以确定已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置，并将该清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置。

针对步骤102，在确定出聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值之后，可以根据该位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长；其中，当前变化率和连续变化率的代表的含义不同，当前变化率为当前位置和前一步位置的清晰度评价值的变化率；连续变化率为当前位置的当前变化率和前两步位置对应的当前变化率之和。也就是说，下一步搜索的搜索方向和搜索步长与当前该步搜索的当前位置的清晰度评价值有关，后面会具体介绍如何根据当前变化率或连续变化率确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长。

针对步骤103，完成当前一步的搜索、且确定出下一步搜索的搜索方向和搜索步长之后，继续执行下一步搜索的过程(即返回继续执行步骤101)，直到搜索步长变为聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且当前变化率或连续变化率的数值满足一定的范围(即当前变化率达到负的第一方向阈值，或连续变化率达到负的第二方向阈值)时，将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置。

又或者是，可以根据需要设定一个清晰度评价值最大的位置f_max，如将根据预设聚焦曲线和当前倍率确定的初始位置f₀作为预设的清晰度最大的位置f_max，并在之后的自动聚焦搜索的过程中，在进行每一步搜索时，都需要确定聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值，因而在每一步搜索完成之后，都可以判断一下，该步对应的清晰度评价值fv_{_cur}是否比f_max处的清晰度评价值fv_{_max}大，若是，则将聚焦马达移动到的当前位置作为清晰度最大的位置f_max之后，再继续进行下一步搜索；否则，直接进行下一步搜索。直到搜索步长变为聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且当前变化率或连续变化率的数值满足一定的范围时(如上述确定准焦位置时当前化率或连续变化率的达到的数值)，将当前最后确定清晰度最大的位置的f_max作为自动聚焦的准焦位置。

实施中，计算聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值之后，可以计算该步的当前变化率和连续变化率。下面具体对当前变化率和连续变化率进行介绍。

可以根据当前步和前一步之间自动聚焦的清晰度评价值fv，计算当前位置的当前变化率ratio_cur，以及根据当前步与前三步之间自动聚焦的清晰度评价值fv值，计算连续变化率ratio_ser。可以根据需要假设一种可能的计算当前变化率和连续变化率的公式，假设当前变化率满足下列公式三：

ratio_cur＝(fv_cur-fv_pre)/step_cur 公式三；

其中，ratio_cur表示当前变化率；fv_cur表示聚焦马达前一步移动到的位置的清晰度评价值；fv_pre表示当前位置的清晰度评价值；step_cur表示当前的搜索步长。即当前变化率为当前位置和前一步位置的清晰度评价值的与当前搜索步长的比值。

假设连续变化率满足下列公式四：

ratio_ser＝ratio_cur₂₊ratio_cur₁₊ratio_cur 公式四；

其中，ratio_ser表示连续变化率；ratio_cur₁表示聚焦马达前一步移动到的位置的当前变化率；ratio_cur₂聚焦马达前两步移动到的位置的当前变化率。即连续变化率为当前位置、当前位置的前一步、以及当前位置的前两步，上述三个位置处对应的三个当前变化率的和。

在根据计算得到的当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率时，无论当前变化率或连续变化率的数值是正是负，当两者满足相应的条件时，都需要确定新的搜索方向和搜索步长(即下一步搜索的搜索方向和搜索步长)。下面具体介绍如何根据前变化率或连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长。

第一、根据当前变化率确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长。

可选的，根据当前位置的清晰度评价值的当前变化率，确定下一步搜索的搜索方向，包括：若当前变化率不小于负的第一方向阈值，将当前搜索方向作为下一次搜索的搜索方向；否则，将与当前搜索方向相反的方向作为下一次搜索的搜索方向。

实施中，根据当前变化率与第一方向阈值之间的大小关系，确定下一步搜索的搜索方向，可以根据确定搜索方向的准则，假设一种可能的根据当前变化率确定下一步搜索的搜索方向的公式：

公式五

其中，dir表示搜索方向；T₁表示第一方向阈值(T₁>0)。可选的，第一方向阈值T₁的取值为10％-15％。公式五中dir保持不变的条件是ratio_cur≥-T₁，即当前变化率不小于负的第一方向阈值时，将当前搜索方向作为下一步搜索的搜索方向。而公式五中dir方向反向的条件是ratio_cur＜-(T₁)，即当前变化率小于负的第一方向阈值时，将与当前搜索方向相反的方向作为下一步搜索的搜索方向。

除了根据当前位置的清晰度评价值的当前变化率，确定下一步搜索的搜索方向外，还可以确定下一步搜索的搜索步长。可选的，根据当前位置的清晰度评价值的当前变化率，确定下一步搜索的搜索步长，包括：若当前变化率大于第一步长阈值(第一步长阈值>0)、或不大于负的第一步长阈值，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长；否则，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长；其中，第一步长阈值为用于根据当前变化率确定下一步搜索的搜索步长的预设阈值。

实施中，根据当前变化率与第一步长阈值之间的大小关系，确定下一步搜索的搜索步长，可以根据确定搜索步长的准则，假设一种可能的根据当前变化率确定下一步搜索的搜索步长的公式：

公式六

其中，step表示搜索步长，T₂表示第一步长阈值(T₂>0)，可选的，第一步长阈值的取值为5％-10％。公式六中step＝step/2的条件是ratio_cur>T₂或ratio_cur≤(-T₂)，即当前变化率大于第一步长阈值、或不大于负的第一步长阈值时，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长。而公式六中step＝step*2的条件是-T＜ratio_cur≤T₂，即当前变化率大于负的第一步长阈值、且小于等于第一步长阈值时，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长。

第二、根据连续变化率确定下一步搜索的搜索步长和搜索步长。

可选的，根据当前位置的清晰度评价值的连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向，包括：若连续变化率不小于负的第二方向阈值，将当前搜索方向作为下一次搜索的搜索方向；否则，将与当前搜索方向相反的方向作为下一次搜索的搜索方向。

实施中，根据连续变化率与第二方向阈值之间的大小关系，确定下一步搜索的搜索方向，可以根据确定搜索方向的准则，假设一种可能的根据连续变化率确定下一步搜索的搜索方向的公式：

公式七

其中，dir表示搜索方向；T₃表示第二方向阈值(T₃>0)，可选的，第二方向阈值的取值不小于第一方向阈值的1.2倍。公式七中dir保持不变的条件是ratio_ser≥-2*T₃，即连续变化率不小于负的第二方向阈值时，将当前搜索方向作为下一步搜索的搜索方向。而公式七中dir方向反向的条件是ratio_ser＜2*(-T₃)，即连续变化率小于负的第二方向阈值时，将与当前搜索方向相反的方向作为下一步搜索的搜索方向。

除了根据当前位置的清晰度评价值的连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向外，还可以确定下一步搜索的搜索步长。可选的，根据当前位置的清晰度评价值的连续变化率，确定下一步搜索的搜索步长，包括：若连续变化率大于第二步长阈值(第二步长阈值>0)、或不大于负的第二步长阈值，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长；否则，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长；其中，第二步长阈值为用于根据连续变化率确定下一步搜索的搜索步长的预设阈值。

实施中，根据连续变化率与第二步长阈值之间的大小关系，确定下一步搜索的搜索步长，可以根据确定搜索步长的准则，假设一种可能的根据连续变化率确定下一步搜索的搜索步长的公式：

公式八

其中，step表示搜索步长，T₄表示第二步长阈值(T₄>0)，可选的，第二步长阈值的取值不小于第一步长阈值的1.2倍。公式八中step＝step/2的条件是ratio_ser>2*T₄或ratio_ser≤2*(-T₄)，即连续变化率大于第二步长阈值、或不大于负的第二步长阈值时，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长。而公式八中step＝step*2的条件是2*(-T₄)＜ratio_ser≤2T₄，即连续变化率大于负的第二步长阈值、且小于等于第二步长阈值时，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长。

实施中，为了进一步提升自动聚焦的聚焦精度和聚焦速度，使确定的清晰度评价值最大的位置更加准确，本发明还提出，在步骤103之后，即确定出自动聚焦的准焦位置后，可以通过反向搜索来提高聚焦精度，确定最终提升聚焦精度后的准焦位置，其实现过程如下：

可选的，步骤103之后，还包括：将与当前的搜索方向相反的方向作为提升聚焦精度搜索的新的搜索方向、将聚焦马达能够移动的最小步长作为提升聚焦精度搜索的新的搜索步长、以及将确定的准焦位置作为用于进行提升聚焦精度搜索的新的搜索起点；根据确定的新的搜索方向、新的搜索步长和新的搜索起点，将聚焦马达移动一个新的搜索步长，计算聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值，并判断当前位置的清晰度评价值的当前变化率的数值大小；若当前变化率的数值大于0，则聚焦马达继续根据新的搜索方向和新的搜索步长，继续进行下一步提升聚焦精度的搜索过程；或，若当前变化率的数值等于0，则将当前的搜索位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置；或，若当前变化率的数值小于0，则将前一步搜索的位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置。

实施中，在步骤103之后，可以通过反向搜索来提高聚焦精度，以防止在之前的搜索过程中有丢步而导致自动聚焦的结果不够准确。即在确定出准焦位置之后，停止搜索，反向走到确定的清晰度评价值最大的准焦位置处，以该位置处为起点进行提升聚焦精度的搜索，并将与当前的搜索方向相反的方向作为提升聚焦精度搜索的搜索方向，将聚焦马达能够移动的最小步长作为提升聚焦精度搜索的搜索步长继续进行搜索；在提升聚焦精度的搜索过程中，需要实时确定当前变化率的数值，其中当前变化率的数值与之前的当前变化率的确定方法相同，也可以通过公式三进行计算。

具体的，需要判断当前位置的清晰度评价值的当前变化率的数值与0的大小关系；若当前变化率的数值大于0，则聚焦马达继续根据当前已经确定的新的搜索方向和新的搜索步长，继续进行下一步提升聚焦精度的搜索过程，直到当前变化率的数值等于或者小于0时，停止搜索；其中，若当前变化率的数值等于0，则停止搜索过程，并将当前的搜索位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置，即将聚焦马达移动到当前的搜索位置；或，若当前变化率的数值小于0，则停止搜索过程，并将前一步搜索的位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置，即将聚焦马达移动到前一步搜索的位置。

也就是说，若在步骤103确定出准焦位置之前，系统有可能会有丢步的情况，那以聚焦马达能够移动的最小步长再进行一次提升聚焦精度搜索，可以从中进一步确定各个位置的清晰度评价值，若其中有某一步在之前的自动聚焦搜索过程中未确定其清晰度评价值，且该步的清晰度评价值比步骤103确定出准焦位置处的清晰度评价值要大，则可以通过提升聚焦精度搜索的过程，找出该步并确定该步的清晰度评价值，并将该步对应的清晰度评价值作为提升聚焦精度后的准焦位置。进而防止由于丢步导致的自动聚焦的结果不够准确的问题。

除了上述为了防止丢步而采取的提升聚焦精度的搜索外，本发明实施例还提供了一种通过拟合预设聚焦曲线，提高聚焦精度的方法。下面具体进行介绍。

可选的，确定出准焦位置之后，还包括：若确定的准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值超过预设距离值，根据准焦位置处在预设聚焦曲线上的曲线斜率，选取预设聚焦曲线上包含准焦位置的一段曲线作为需要进行曲线拟合的待拟合曲线；其中待拟合曲线上各个点的斜率与准焦位置处的斜率相等；根据预设聚焦曲线、准焦位置、以及曲线拟合的算法，对待拟合曲线上的所有曲线点值进行曲线拟合，修正预设聚焦曲线。

实施中，该曲线拟合的方法，可以是在步骤103确定出准焦位置之后进行，也可以在提升聚焦精度搜索并确定出提升聚焦精度后的准焦位置之后进行。其主要目的是在用户使用自动聚焦过程中，通过每一次确定出的聚焦位置的反馈，不断的修正上述预设聚焦曲线，进而不断修正由于镜头差异和工差导致的预设聚焦曲线的偏差，使预设聚焦曲线越来越准确，从而提高整体聚焦方法的聚焦速度和用户的聚焦体验。

也就是说，根据确定的准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值，判断是否需要进行曲线拟合。例如，可以假设聚焦结束点和曲线理论点之间的距离差值diff满足下列公式：

diff＝f_max-curve_date 公式九

其中，f_max为当前倍率对应的准焦位置(即当前变倍位置下的聚焦结束点)，curve_date为当前倍率对应的曲线理论点的位置(即当前变倍位置下的初始位置f₀)，diff为准焦位置(即聚焦结束点)和曲线理论点的位置之间的距离差值。若距离差值diff超过预设距离值diff_T，根据准焦位置处在预设聚焦曲线上的曲线斜率，选取包含准焦位置的一段曲线作为需要进行曲线拟合的待拟合曲线，如上述将预设聚焦曲线分成N段，则准焦位置位于哪一段，就将该段作为待拟合曲线；其中待拟合曲线上各个点的斜率与准焦位置处的斜率相等(即该待拟合曲线上各个点的斜率尽量保持一致)。其中diff_T是根据镜头属性确定的数值，镜头不同，diff_T的大小也不相同，一般选取diff_T的数值大于镜头可移动的最大距离的5‰。

确定出待拟合曲线之后，根据之前预设的聚焦曲线、步骤103确定出的准焦位置、以及曲线拟合的算法，对待拟合曲线上的所有曲线点值进行曲线拟合，得到待拟合曲线范围内的所有新的曲线点，并根据曲线拟合得到的待拟合曲线所在范围内的所有新的曲线点值修正预设聚焦曲线。

下面详细介绍一下如何对待拟合曲线进行曲线拟合以及修正预设聚焦曲线。

可选的，对待拟合曲线上的所有曲线点值进行曲线拟合，修正预设聚焦曲线，包括：根据预设聚焦曲线，确定待拟合曲线的第一端点对应的第一倍率值、第二端点对应的第二倍率值、以及准焦位置对应的当前倍率值；将确定的待拟合曲线的第一端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和第一倍率值、待拟合曲线的第二端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和第二倍率值、以及准焦位置的数值和当前倍率值，分别代入曲线拟合方程

中，求出方程系数a₀、a₁、a₂；根据确定的曲线拟合方程、待拟合曲线、以及曲线拟合的规则，通过曲线拟合的方式确定待拟合曲线上所有曲线点值对应的拟合后的曲线点值，并根据确定的所有拟合后的曲线点值修正预设聚焦曲线；其中，a₀、a₁、a₂表示拟合系数；x_k表示位置的数值、y_k表示倍率值。

实施中，假设还是按照上述方式将预设聚焦曲线分成斜率相近的N段曲线，若公式七计算得到的diff满足abs(diff)>diff_T，则确定需要进行曲线拟合，其中diff_T是根据镜头属性确定的数值，镜头不同，diff_T的大小也不相同，一般选取diff_T的数值大于镜头可移动的最大距离的5‰。因而，准焦位置f_max位于N段曲线中的哪一段，就将该段作为待拟合曲线，设需要进行曲线拟合的曲线段为[ni，ni+1]，则该范围的两个端点值，即第一端点为f_ni，第一端点为f_ni+1。

由于预设聚焦曲线是当前镜头对应的倍率与清晰度评价值最大的初始位置之间的对应关系，因而根据预设聚焦曲线，可以求取待拟合曲线的第一端点f_ni对应的第一倍率值、确定待拟合曲线的第二端点f_ni+1对应的第二倍率值、以及确定准焦位置f_max对应的当前倍率值。求出三个倍率值之后，再将确定的待拟合曲线的第一端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和第一倍率值、待拟合曲线的第二端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和第二倍率值、以及准焦位置的数值和当前倍率值，即将f_ni和第一倍率值、f_ni+1和第二倍率值、f_max和当前倍率值分别代入曲线拟合方程

中，求出方程系数a₀、a₁、a₂，从而可以求出曲线拟合方程。

根据确定的曲线拟合方程

采用穷举法或者其它方式，确定出待拟合曲线[ni，ni+1]所在范围内的所有曲线点值，并根据确定的所有曲线点值，采用现有技术中修正曲线的方式，修正预设聚焦曲线；其中，a₀、a₁、a₂表示拟合系数；x_k表示位置的数值、y_k表示倍率值。

实施中，若进行了曲线拟合，则将拟合好的一段曲线更新到上述的预设聚焦曲线中，然后结束自动聚焦状态，若没有进行曲线拟合，则在确定无需其它操作后，可以直接结束自动聚焦的状态。

为了进一步提高聚焦速度，本发明实施例还增加了根据方向置信度判断是否更新初始搜索方向的步骤，通过方向置信度的设置，和每一次聚焦结束后的方向反馈，使得聚焦方向越来越准确，减少方向多次改变引起的聚焦的来回反复，下面具体介绍如何应用方向置信度。

可选的，确定出准焦位置之后，还包括：根据确定的准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值，确定用于判断是否需要更新准焦位置处的进行第一步搜索时对应的初始搜索方向的参考方向；若确定的参考方向与准焦位置处的初始搜索方向的方向一致，增加预设的方向置信度；若确定的参考方向与准焦位置处的初始搜索方向的方向不一致，根据预设的方向置信度，判断参考方向是否是由于聚焦失败导致的搜索方向的变化，若是，不改变准焦位置处的初始搜索方向；否则，将参考方向作为准焦位置处的初始搜索方向。

其中，方向置信度是通过多次自动聚焦结果积累得到的，在具体实施时，并不是每一次自动聚焦过程都会成功，由于外界因素的干扰，可能会导致聚焦失败，而聚焦失败也可能会引起搜索方向的变化。一般是在镜头改变倍率之后，进行自动聚焦时，可以参考之前该倍率对应的方向置信度来判断是否需要更新准焦位置处的初始搜索方向。同时，根据方向置信度的判断是否更新准焦位置处的初始搜索方向的过程，可以是在步骤103确定出准焦位置之后进行，也可以在提升聚焦精度搜索并确定出提升聚焦精度后的准焦位置之后进行。

实施中，每次确定出准焦位置之后，需要根据确定的准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置(即上述f₀位置)之间的距离差值，确定一个参考方向，该参考方向用于判断是否需要更新准焦位置处的进行第一步搜索时对应的初始搜索方向。

假设是在步骤103之后，需要根据方向置信度的判断是否更新准焦位置处的初始搜索方向，则在确定出准焦位置f_max之后，计算聚焦结束点(即准焦位置f_max)和曲线理论点(即上述初始位置f₀)之间的距离差异diff，根据计算得到的diff判断是否更新方向或增加方向置信度，排除偶尔一次聚焦失败导致方向变化。例如，还是以公式七为例，假设聚焦结束点和曲线理论点之间的距离差值diff满足下列公式：

diff＝f_max-curve_date 公式九

其中，f_max为当前倍率对应的准焦位置(即聚焦结束点)，curve_date为当前倍率对应的初始位置f₀的值(即曲线理论点的位置)；若diff>0，则假设参考方向new_dir_i为1(即正方向)，此时将new_dir_i与准焦位置处的初始搜索方向dir_i进行比较，若dir_i也为1，则参考方向new_dir_i与dir_i相同，增加方向置信度；若dir_i不为1，则根据方向置信度判断参考方向是否是由于聚焦失败导致的搜索方向的变化(即干扰)，若是干扰，则不改变dir_i方向，若不是干扰，则将dir_i方向替换为new_dir_i的方向。

实施中，上述公式一到公式九只是为了更加清楚的解释本发明的方案，选取的几个典型的可以实现本发明方案的公式，并不用于限定本发明的方案，其它符合本发明的思想的变形后的公式也属于本发明的保护范围。以本发明实施例中的公式一到公式九为例，为了更清楚的说明本发明提供的自动聚焦方法的具体实施过程，下面对本发明提供的自动聚焦的方法的具体实施流程进行简单介绍，如图2所示，为本发明实施例提供的自动聚焦的方法的具体实施流程的步骤示意图。

步骤201，自动聚焦装置开始进行自动聚焦搜索；

步骤202，获取当前镜头的当前倍率对应的预设聚焦曲线，并执行步骤203；若本次聚焦搜索过程结束，自动聚焦装置从新开始新的自动聚焦搜索过程，则获取步骤2011中进行动态曲线拟合得到的新的预设聚焦曲线；

步骤203，根据预设聚焦曲线，自适应确定搜索方向和搜索步长；

步骤204，根据确定的搜索方向和搜索步长，自适应确定搜索范围[f₁,n₁]；

步骤205，获取当前位置处的图像清晰度的评价值fv；

步骤206，在[f₁,n₁]范围进行搜索，并每走一个搜索步长，判断当前位置处fv值的当前变化率或连续变化率；

步骤207，根据fv值的当前变化率或连续变化率，判断是否需要改变搜索方向或搜索步长，若是，则执行步骤203，否则，执行步骤208；

步骤208，判断fv值的当前变化率是否达到负的第一方向阈值(第一方向阈值>0)，或，fv值的连续变化率是否达到负的第二方向阈值(第二方向阈值>0)；若是，则执行步骤209，否则，执行步骤206；

步骤209，记录已经搜索过的所有位置中fv最大的位置f_max；

步骤2010，确定是否需要对上述预设聚焦曲线进行曲线拟合，若是，则执行步骤2011，否则，执行步骤2012；

步骤2011，根据f_max的位置，对上述预设聚焦曲线进行进动态曲线拟合，得到新的预设聚焦曲线，并执行步骤2012；

步骤2012，本次聚焦搜索过程结束，将聚焦马达走至f_max位置。

为了更加清楚的对本发明实施例提供的自动聚焦的方法进行介绍，下面以进行曲线拟合的自动聚焦方法的整体流程图为例进行说明。如图3所示，该整体流程包括：

步骤301，根据当前镜头所在倍率对应的预设聚焦曲线上的清晰度评价值最大的初始位置，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索方向；和，根据初始位置处的曲线斜率、以及当前镜头对应的最小搜索步长，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索步长；

步骤302，根据确定的初始搜索方向、初始搜索步长、初始位置、以及预设的最大搜索步数，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索起点；

步骤303，针对自动聚焦的每一步搜索，根据该步搜索对应的搜索方向、搜索步长和搜索起点，将聚焦马达移动一个步长，并计算聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值；

步骤304，根据当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向；

步骤305，继续下一步搜索的过程，直到搜索步长变为聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且当前变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第一方向阈值(第一方向阈值>0)；或，搜索步长变为聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且连续变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第二方向阈值(第二方向阈值>0)；将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置，并执行步骤306；

步骤306，判断准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值是否超过预设距离值，若是，则执行步骤307，否则，结束本流程；

步骤307，根据准焦位置处在预设聚焦曲线上的曲线斜率，选取包含准焦位置的一段曲线作为需要进行曲线拟合的待拟合曲线，并执行步骤308；

步骤308，根据预设聚焦曲线，确定待拟合曲线的第一端点对应的第一倍率值、确定待拟合曲线的第二端点对应的第二倍率值、以及确定准焦位置对应的当前倍率值；

步骤309，将确定的待拟合曲线的第一端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和第一倍率值、待拟合曲线的第二端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和第二倍率值、以及准焦位置的数值和当前倍率值，分别代入曲线拟合方程中，求出方程系数；

步骤3010，根据确定的曲线拟合方程、待拟合曲线、以及曲线拟合的规则，通过曲线拟合的方式确定待拟合曲线所在范围内的所有曲线点值，并根据确定的所有曲线点值修正预设聚焦曲线。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种自动聚焦的装置，由于图4的装置对应的方法为本发明实施例一种自动聚焦的方法，因此本发明实施例装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

如图4所示，本发明实施例提供的一种自动聚焦的装置，该装置包括：移动搜索模块401、第一确定模块402和准焦位置确定模块403；

移动搜索模块401，用于针对自动聚焦的每一步搜索，根据该步搜索对应的搜索方向、搜索步长和搜索起点，将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值；继续下一步搜索的过程；

第一确定模块402，用于根据当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长；

准焦位置确定模块403，用于直到搜索步长变为聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且当前变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第一方向阈值(第一方向阈值>0)；或，搜索步长变为聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且连续变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第二方向阈值(第二方向阈值>0)；将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置；

其中，当前变化率为当前位置和前一步位置的清晰度评价值的变化率；连续变化率为当前位置的当前变化率和前两步位置对应的当前变化率之和；第一方向阈值为用于根据当前变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值；第二方向阈值为用于根据连续变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值。

可选的，移动搜索模块401，还用于：

将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值之前，根据当前镜头所在倍率对应的预设聚焦曲线上的清晰度评价值最大的初始位置，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索方向；和，根据初始位置处的曲线斜率、以及最小搜索步长，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索步长；根据确定的初始搜索方向、初始搜索步长、初始位置、以及预设的最大搜索步数，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索起点；其中，预设聚焦曲线是当前镜头对应的倍率与清晰度评价值最大的初始位置之间的对应关系。

可选的，第一方向阈值的取值为10％-15％。

可选的，第一确定模块402，具体用于：

若当前变化率不小于负的第一方向阈值，将当前搜索方向作为下一次搜索的搜索方向；否则，将与当前搜索方向相反的方向作为下一次搜索的搜索方向；和，若当前变化率大于第一步长阈值(第一步长阈值>0)、或不大于负的第一步长阈值，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长；否则，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长；其中，第一步长阈值为用于根据当前变化率确定下一步搜索的搜索步长的预设阈值。

可选的，第一步长阈值的取值为5％-10％。

可选的，第一确定模块402，具体用于：

若连续变化率不小于负的第二方向阈值，将当前搜索方向作为下一次搜索的搜索方向；否则，将与当前搜索方向相反的方向作为下一次搜索的搜索方向；和，若连续变化率大于第二步长阈值(第二步长阈值>0)、或不大于负的第二步长阈值，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长；否则，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长；其中，第二步长阈值为用于根据连续变化率确定下一步搜索的搜索步长的预设阈值。

可选的，第二方向阈值的取值不小于第一方向阈值的1.2倍；第二步长阈值的取值不小于第一步长阈值的1.2倍。

可选的，该装置还包括：第二确定模块404；

用于将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置之后，将与当前的搜索方向相反的方向作为用于提升聚焦精度搜索的新的搜索方向、将最小搜索步长作为用于提升聚焦精度搜索的新的搜索步长、以及将确定的准焦位置作为用于进行提升聚焦精度搜索的新的搜索起点；根据确定的新的搜索方向、新的搜索步长和新的搜索起点，将聚焦马达移动一个新的搜索步长，计算聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值，并判断当前位置的清晰度评价值的当前变化率的数值大小；若当前变化率的数值大于0，则聚焦马达继续根据新的搜索方向和新的搜索步长，继续进行下一步提升聚焦精度的搜索过程；或，若当前变化率的数值等于0，则将当前的搜索位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置；或，若当前变化率的数值小于0，则将前一步搜索的位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置。

可选的，该装置还包括：曲线拟合模块405；

用于确定出准焦位置之后，若确定的准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值超过预设距离值，根据准焦位置处在预设聚焦曲线上的曲线斜率，选取预设聚焦曲线上包含准焦位置的一段曲线作为需要进行曲线拟合的待拟合曲线；其中待拟合曲线上各个点的斜率与准焦位置处的斜率相等；根据预设聚焦曲线、准焦位置、以及曲线拟合的算法，对待拟合曲线上的所有曲线点值进行曲线拟合，修正预设聚焦曲线。

可选的，曲线拟合模块405，具体用于：

根据预设聚焦曲线，确定待拟合曲线的第一端点对应的第一倍率值、第二端点对应的第二倍率值、以及准焦位置对应的当前倍率值；将确定的待拟合曲线的第一端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和第一倍率值、待拟合曲线的第二端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和第二倍率值、以及准焦位置的数值和当前倍率值，分别代入曲线拟合方程

中，求出方程系数a₀、a₁、a₂；根据确定的曲线拟合方程、待拟合曲线、以及曲线拟合的规则，通过曲线拟合的方式确定待拟合曲线上所有曲线点值对应的拟合后的曲线点值，并根据确定的所有拟合后的曲线点值修正预设聚焦曲线；其中，a₀、a₁、a₂表示拟合系数；x_k表示位置的数值、y_k表示倍率值。

可选的，该装置还包括：置信度确定模块406；

用于确定出准焦位置之后，根据确定的准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值，确定用于判断是否需要更新准焦位置处的进行第一步搜索时对应的初始搜索方向的参考方向；若确定的参考方向与准焦位置处的初始搜索方向的方向一致，增加预设的方向置信度；若确定的参考方向与准焦位置处的初始搜索方向的方向不一致，根据预设的方向置信度，判断参考方向是否是由于聚焦失败导致的搜索方向的变化，若是，不改变准焦位置处的初始搜索方向；否则，将参考方向作为准焦位置处的初始搜索方向。

从上述内容可以看出：由于本发明实施例提供的自动聚焦的方法，可以根据聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，自适应的确定进行下一步搜索的搜索方向和搜索步长，减小了搜索的范围，同时可以根据当前变化率或连续变化率的大小确定自动聚焦过程是否完成，无需遍历全程来寻找极值点，进而缩短了聚焦的时间。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (18)

1.一种自动聚焦的方法，其特征在于，该方法包括：

针对自动聚焦的每一步搜索，根据该步搜索对应的搜索方向、搜索步长和搜索起点，将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值；

根据所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长；

继续下一步搜索的过程，直到所述搜索步长变为所述聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且所述当前变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第一方向阈值，第一方向阈值>0，以及根据镜头属性确定的第一步长阈值，第一步长阈值>0；或，所述搜索步长变为所述聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且所述连续变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第二方向阈值，第二方向阈值>0，以及根据镜头属性确定的第二步长阈值，第二步长阈值>0；将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置；

其中，所述当前变化率为当前位置和前一步位置的清晰度评价值的变化率；所述连续变化率为当前位置的当前变化率和前两步位置对应的当前变化率之和；所述第一方向阈值为用于根据所述当前变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值；所述第二方向阈值为用于根据所述连续变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值；所述第一步长阈值为用于根据所述当前变化率确定下一步搜索的搜索步长的预设阈值；所述第二步长阈值为用于根据所述连续变化率确定下一步搜索的搜索步长的预设阈值；

所述将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值之前，还包括：

根据当前镜头所在倍率对应的预设聚焦曲线上的清晰度评价值最大的初始位置，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索方向；和

根据所述初始位置处的曲线斜率、以及所述最小搜索步长，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索步长；

根据确定的所述初始搜索方向、所述初始搜索步长、所述初始位置、以及预设的最大搜索步数，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索起点；

其中，所述预设聚焦曲线是当前镜头对应的倍率与清晰度评价值最大的初始位置之间的对应关系。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一方向阈值的取值为10％-15％。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长，包括：

若所述当前变化率不小于负的所述第一方向阈值，将当前搜索方向作为下一次搜索的搜索方向；否则，将与当前搜索方向相反的方向作为下一次搜索的搜索方向；和

若所述当前变化率大于第一步长阈值，第一步长阈值>0、或不大于负的第一步长阈值，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长；否则，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一步长阈值的取值为5％-10％。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述当前位置的清晰度评价值的连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长，包括：

若所述连续变化率不小于负的所述第二方向阈值，将当前搜索方向作为下一次搜索的搜索方向；否则，将与当前搜索方向相反的方向作为下一次搜索的搜索方向；和

若所述连续变化率大于所述第二步长阈值，第二步长阈值>0、或不大于负的所述第二步长阈值，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长；否则，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二方向阈值的取值不小于所述第一方向阈值的1.2倍；所述第二步长阈值的取值不小于所述第一步长阈值的1.2倍。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置之后，还包括：

将与当前的搜索方向相反的方向作为用于提升聚焦精度搜索的新的搜索方向、将所述最小搜索步长作为用于提升聚焦精度搜索的新的搜索步长、以及将确定的所述准焦位置作为用于进行提升聚焦精度搜索的新的搜索起点；

根据确定的所述新的搜索方向、新的搜索步长和新的搜索起点，将所述聚焦马达移动一个新的搜索步长，计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值，并判断所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率的数值大小；

若所述当前变化率的数值大于0，则所述聚焦马达继续根据所述新的搜索方向和新的搜索步长，继续进行下一步提升聚焦精度的搜索过程；或

若所述当前变化率的数值等于0，则将当前的搜索位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置；或

若所述当前变化率的数值小于0，则将前一步搜索的位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置。

8.如权利要求1或7所述的方法，其特征在于，确定出准焦位置之后，还包括：

若确定的所述准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值超过预设距离值，根据所述准焦位置处在所述预设聚焦曲线上的曲线斜率，选取所述预设聚焦曲线上包含所述准焦位置的一段曲线作为需要进行曲线拟合的待拟合曲线；其中所述待拟合曲线上各个点的斜率与所述准焦位置处的斜率相等；

根据所述预设聚焦曲线、所述准焦位置、以及曲线拟合的算法，对所述待拟合曲线上的所有曲线点值进行曲线拟合，修正所述预设聚焦曲线。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述待拟合曲线上的所有曲线点值进行曲线拟合，修正所述预设聚焦曲线，包括：

根据所述预设聚焦曲线，确定所述待拟合曲线的第一端点对应的第一倍率值、第二端点对应的第二倍率值、以及所述准焦位置对应的当前倍率值；

将确定的所述待拟合曲线的第一端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和所述第一倍率值、所述待拟合曲线的第二端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和所述第二倍率值、以及所述准焦位置的数值和所述当前倍率值，分别代入曲线拟合方程

中，求出方程系数a₀、a₁、a₂；

根据确定的所述曲线拟合方程、所述待拟合曲线、以及曲线拟合的规则，通过曲线拟合的方式确定所述待拟合曲线上所有曲线点值对应的拟合后的曲线点值，并根据确定的所有拟合后的曲线点值修正所述预设聚焦曲线；

其中，a₀、a₁、a₂表示拟合系数；x_k表示位置的数值、y_k表示倍率值。

10.如权利要求1或7所述的方法，其特征在于，确定出准焦位置之后，还包括：

根据确定的所述准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值，确定用于判断是否需要更新所述准焦位置处的进行第一步搜索时对应的初始搜索方向的参考方向；

若确定的所述参考方向与所述准焦位置处的初始搜索方向的方向一致，增加预设的方向置信度；

若确定的所述参考方向与所述准焦位置处的初始搜索方向的方向不一致，根据所述预设的方向置信度，判断所述参考方向是否是由于聚焦失败导致的搜索方向的变化，若是，不改变所述准焦位置处的初始搜索方向；否则，将所述参考方向作为所述准焦位置处的初始搜索方向。

11.一种自动聚焦的装置，其特征在于，该装置包括：

移动搜索模块，用于针对自动聚焦的每一步搜索，根据该步搜索对应的搜索方向、搜索步长和搜索起点，将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值；继续下一步搜索的过程；

第一确定模块，用于根据所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长；

准焦位置确定模块，用于直到所述搜索步长变为所述聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且所述当前变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第一方向阈值，第一方向阈值>0，以及根据镜头属性确定的第一步长阈值，第一步长阈值>0；或，所述搜索步长变为所述聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且所述连续变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第二方向阈值，第二方向阈值>0，以及根据镜头属性确定的第二步长阈值，第二步长阈值>0；将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置；

其中，所述当前变化率为当前位置和前一步位置的清晰度评价值的变化率；所述连续变化率为当前位置的当前变化率和前两步位置对应的当前变化率之和；所述第一方向阈值为用于根据所述当前变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值；所述第二方向阈值为用于根据所述连续变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值；所述第一步长阈值为用于根据所述当前变化率确定下一步搜索的搜索步长的预设阈值；所述第二步长阈值为用于根据所述连续变化率确定下一步搜索的搜索步长的预设阈值；

所述移动搜索模块，还用于：

将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值之前，根据当前镜头所在倍率对应的预设聚焦曲线上的清晰度评价值最大的初始位置，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索方向；和，根据所述初始位置处的曲线斜率、以及所述最小搜索步长，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索步长；根据确定的所述初始搜索方向、所述初始搜索步长、所述初始位置、以及预设的最大搜索步数，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索起点；其中，所述预设聚焦曲线是当前镜头对应的倍率与清晰度评价值最大的初始位置之间的对应关系。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，具体用于：

若所述当前变化率不小于负的所述第一方向阈值，将当前搜索方向作为下一次搜索的搜索方向；否则，将与当前搜索方向相反的方向作为下一次搜索的搜索方向；和，若所述当前变化率大于第一步长阈值，第一步长阈值>0、或不大于负的第一步长阈值，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长；否则，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，具体用于：

若所述连续变化率不小于负的所述第二方向阈值，将当前搜索方向作为下一次搜索的搜索方向；否则，将与当前搜索方向相反的方向作为下一次搜索的搜索方向；和，若所述连续变化率大于所述第二步长阈值，第二步长阈值>0、或不大于负的所述第二步长阈值，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长；否则，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第二方向阈值的取值不小于所述第一方向阈值的1.2倍；所述第二步长阈值的取值不小于所述第一步长阈值的1.2倍。

15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，该装置还包括：第二确定模块；

用于将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置之后，将与当前的搜索方向相反的方向作为用于提升聚焦精度搜索的新的搜索方向、将所述最小搜索步长作为用于提升聚焦精度搜索的新的搜索步长、以及将确定的所述准焦位置作为用于进行提升聚焦精度搜索的新的搜索起点；根据确定的所述新的搜索方向、新的搜索步长和新的搜索起点，将所述聚焦马达移动一个新的搜索步长，计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值，并判断所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率的数值大小；若所述当前变化率的数值大于0，则所述聚焦马达继续根据所述新的搜索方向和新的搜索步长，继续进行下一步提升聚焦精度的搜索过程；或，若所述当前变化率的数值等于0，则将当前的搜索位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置；或，若所述当前变化率的数值小于0，则将前一步搜索的位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置。

16.如权利要求11或15所述的装置，其特征在于，该装置还包括：曲线拟合模块；

用于确定出准焦位置之后，若确定的所述准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值超过预设距离值，根据所述准焦位置处在所述预设聚焦曲线上的曲线斜率，选取所述预设聚焦曲线上包含所述准焦位置的一段曲线作为需要进行曲线拟合的待拟合曲线；其中所述待拟合曲线上各个点的斜率与所述准焦位置处的斜率相等；根据所述预设聚焦曲线、所述准焦位置、以及曲线拟合的算法，对所述待拟合曲线上的所有曲线点值进行曲线拟合，修正所述预设聚焦曲线。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述曲线拟合模块，具体用于：

根据所述预设聚焦曲线，确定所述待拟合曲线的第一端点对应的第一倍率值、第二端点对应的第二倍率值、以及所述准焦位置对应的当前倍率值；将确定的所述待拟合曲线的第一端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和所述第一倍率值、所述待拟合曲线的第二端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和所述第二倍率值、以及所述准焦位置的数值和所述当前倍率值，分别代入曲线拟合方程

中，求出方程系数a₀、a₁、a₂；根据确定的所述曲线拟合方程、所述待拟合曲线、以及曲线拟合的规则，通过曲线拟合的方式确定所述待拟合曲线上所有曲线点值对应的拟合后的曲线点值，并根据确定的所有拟合后的曲线点值修正所述预设聚焦曲线；其中，a₀、a₁、a₂表示拟合系数；x_k表示位置的数值、y_k表示倍率值。

18.如权利要求11或15所述的装置，其特征在于，该装置还包括：置信度确定模块；

用于确定出准焦位置之后，根据确定的所述准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值，确定用于判断是否需要更新所述准焦位置处的进行第一步搜索时对应的初始搜索方向的参考方向；若确定的所述参考方向与所述准焦位置处的初始搜索方向的方向一致，增加预设的方向置信度；若确定的所述参考方向与所述准焦位置处的初始搜索方向的方向不一致，根据所述预设的方向置信度，判断所述参考方向是否是由于聚焦失败导致的搜索方向的变化，若是，不改变所述准焦位置处的初始搜索方向；否则，将所述参考方向作为所述准焦位置处的初始搜索方向。

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