CN107257934A - 用于深度辅助式自动聚焦的搜索范围扩展 - Google Patents

Abstract

本文中所描述的系统和方法可使用深度辅助式自动聚焦部分地基于第一搜索范围中测得的聚焦值来调整由摄像机产生的搜索范围。举例来说，在一些实施例中，方法包含：估算图像中待捕捉的物体的深度；至少部分地基于所述估算确定第一镜头位置范围；将所述摄像机的镜头移动到所述第一镜头位置范围内的多个镜头位置；捕捉多个图像，所述多个图像是在所述多个镜头位置中的一或多个镜头位置处被捕捉；基于所述多个图像产生一或多个聚焦值；以及至少部分地基于所述一或多个聚焦值来确定一或多个额外镜头位置或第二镜头位置范围。

Description

用于深度辅助式自动聚焦的搜索范围扩展

技术领域

本申请大体上涉及数字图像处理，且更具体地说涉及用于改进自动数字图像聚焦的方法和系统。

背景技术

使用运用深度辅助式自动聚焦技术的成像装置中的开环音圈电机可能降低查找所要聚焦位置的准确度和速度。然而，在使用开环音圈电机的自动聚焦实施方案的情况下，使用深度辅助式自动聚焦技术的初始深度估算可能不准确，从而在获得所要聚焦位置之前需要自动聚焦技术进行更多调整。因此，需要改进开环自动聚焦系统。

发明内容

本公开的系统、方法和装置各自具有若干创新方面，其中没有单个方面单独负责本文中所公开的合乎需要的属性。本文中所描述的创新、方面和特征的组合可并入于系统、方法和装置的各种实施例中且此类组合不受本文中所描述的实施例的实例限制。

一个创新包含用于自动聚焦的方法，所述方法包含：接收场景内的物体的深度信息；对于自动聚焦镜头系统，基于所述深度信息确定第一镜头位置范围中的镜头位置，所述第一镜头位置范围包含第一镜头位置和第二镜头位置；将自动聚焦镜头系统的镜头设置到第一镜头位置范围中的镜头位置；确定第一镜头位置范围的第一最大聚焦值；至少部分地基于对应于第一最大聚焦值的镜头位置确定第二镜头位置范围中的镜头位置；将镜头设置到第二镜头位置范围中的镜头位置；确定第二镜头位置范围的第二最大聚焦值；以及在对应于第一最大聚焦值和第二最大聚焦值中的较大值的镜头位置处产生图像。各种方面还可包含于此创新的实施例中，其中的一些在下文中加以论述。

在一些实施例中，聚焦值指示图像聚焦程度的测量值，更高的聚焦值指示更好聚焦的图像。所述方法还可包含确定在第一镜头位置范围中镜头位置中的每一个处的聚焦值，以及确定在第二镜头位置范围中镜头位置中的每一个处的聚焦值。在一些实施例中，每一镜头位置对应于自动聚焦镜头系统的焦距，在第一镜头位置范围中第一镜头位置处的焦距小于在第一镜头位置范围中第二镜头位置处的焦距。在一些实施例中，确定第二镜头位置范围中的镜头位置，以使得当第一最大聚焦值对应于第一镜头位置时，第二镜头位置范围中镜头位置的焦距小于第一镜头位置处的焦距，且当第一最大聚焦值对应于第二镜头位置时，第二镜头位置范围中镜头位置的焦距大于第二镜头位置处的焦距。在一些实施例中，聚焦值指示图像的清晰度或对比度。在一些实施例中，设置镜头包含通过开环VCM致动器移动镜头。在一些实施例中，第一镜头位置范围中的镜头位置由均一步长分离，所述步长对应于第一镜头位置范围中镜头位置之间的一或多个中间镜头位置。在一些实施例中，所述方法进一步包含确定将镜头设置到第二镜头位置范围中镜头位置的次序，所述次序使将镜头设置到每一镜头位置的总时间减到最少。在一些实施例中，对于自动聚焦镜头系统，确定第一镜头位置范围中的镜头位置包含：确定物体的估算深度；确定对应于焦距的第一中间镜头位置，所述焦距对应于物体的估算深度；以及基于第一中间镜头位置的每一侧上的容差确定第一镜头位置和第二镜头位置。

另一创新包含存储指令的非暂时性计算机可读存储媒体，所述非暂时性计算机可读存储媒体在被执行时使至少一个物理计算机处理器执行方法，所述方法包含：接收场景内的物体的深度信息；对于自动聚焦镜头系统，基于深度信息确定第一镜头位置范围中的镜头位置，所述第一镜头位置范围包含第一镜头位置和第二镜头位置；将自动聚焦镜头系统的镜头设置到第一镜头位置范围中的镜头位置；确定第一镜头位置范围的第一最大聚焦值；至少部分地基于对应于第一最大聚焦值的镜头位置确定第二镜头位置范围中的镜头位置；将镜头设置到第二镜头位置范围中的镜头位置；确定第二镜头位置范围的第二最大聚焦值；以及在对应于第一最大聚焦值和第二最大聚焦值中较大值的镜头位置处产生图像。

所述方法还可包含确定在第一镜头位置范围中镜头位置中的每一个处的聚焦值，以及确定在第二镜头位置范围中镜头位置中的每一个处的聚焦值。在一些实施例中，每一镜头位置对应于镜头系统的焦距，在第一镜头位置范围中第一镜头位置处的焦距小于在第一镜头位置范围中第二镜头位置处的焦距。在一些实施例中，确定第二镜头位置范围中的镜头位置，以使得当第一最大聚焦值对应于第一镜头位置时，第二镜头位置范围中镜头位置的焦距小于第一镜头位置处的焦距，且当第一最大聚焦值对应于第二镜头位置时，第二镜头位置范围中镜头位置的焦距大于第二镜头位置处的焦距。所述方法还可包含：确定物体的估算深度；确定对应于焦距的第一镜头位置范围中第一中间镜头位置，所述焦距对应于物体的估算深度；以及基于第一中间镜头位置的每一侧上的容差确定第一镜头位置范围中的第一镜头位置和第二镜头位置。

另一创新包含设备，所述设备包含自动聚焦镜头系统，所述自动聚焦镜头系统包含：镜头，其可移动到第一镜头位置范围内的多个镜头位置和第二镜头位置范围内的多个镜头位置；图像传感器，其经配置以捕捉多个图像；存储器组件，其经配置以存储由图像传感器捕捉到的图像；深度传感器，其经配置以捕捉场景内物体的深度信息；致动器，其耦合到自动聚焦镜头系统且经配置以响应于深度信息将镜头移动到第一镜头位置范围内的多个镜头位置；以及处理器，其与存储器组件、致动器、图像传感器和深度传感器通信。处理器经配置以确定第一镜头位置范围中镜头位置中的每一个处的聚焦值，且如果未确定第一镜头位置范围内的最大聚焦值，那么确定第二镜头位置范围内的多个镜头位置，且确定第二镜头位置范围内镜头位置中的每一个处的聚焦值。致动器进一步经配置以将镜头移动到第二镜头位置范围内的多个镜头位置。处理器进一步经配置以在对应于所确定的最大聚焦值的镜头位置处产生图像。

在设备的一些实施例中，聚焦值指示图像聚焦程度的测量值，更高的聚焦值指示更好聚焦的图像。在一些实施例中，处理器进一步经配置以控制致动器将镜头设置到对应于所确定的最大聚焦值的镜头位置。在一些实施例中，每一镜头位置对应于镜头系统的焦距，在第一镜头位置范围中第一镜头位置处的焦距小于在第一镜头位置范围中第二镜头位置处的焦距。在一些实施例中，确定第二镜头位置范围中的镜头位置，以使得当针对第一镜头位置范围所确定的最高聚焦值对应于第一镜头位置时，第二镜头位置范围中镜头位置的焦距小于第一镜头位置处的焦距，且当针对第一镜头位置范围所确定的最高聚焦值对应于第二镜头位置时，第二镜头位置范围中镜头位置的焦距大于第二镜头位置处的焦距。在一些实施例中，聚焦值指示图像的清晰度或对比度。在一些实施例中，致动器包含开环VCM致动器。在一些实施例中，第一镜头位置范围中的镜头位置由均一步长分离，所述步长对应于第一镜头位置范围中镜头位置之间的一或多个中间镜头位置。在一些实施例中，处理器经配置以确定将镜头设置到第二镜头位置范围中镜头位置的次序，所述次序使将镜头设置到每一镜头位置的总时间减到最少。在一些实施例中，处理器进一步经配置以：确定物体的估算深度；确定对应于焦距的第一镜头位置范围中第一中间镜头位置，所述焦距对应于物体的估算深度；以及基于第一中间镜头位置的每一侧上的容差确定第一镜头位置范围中的第一镜头位置和第二镜头位置。

另一创新包含设备，所述设备包含自动聚焦镜头系统，所述自动聚焦镜头系统包含：镜头，其可移动到第一镜头位置范围内的多个镜头位置和第二镜头位置范围内的多个镜头位置；用于捕捉多个图像的装置；用于存储所捕捉图像的装置；用于捕捉场景内物体的深度信息的装置；用于设置镜头的位置的装置，所述装置经配置以响应于深度信息将镜头移动到第一镜头位置范围内的多个镜头位置；以及处理器。处理器可经配置以确定第一镜头位置范围中镜头位置中的每一个处的聚焦值，且如果未确定第一镜头位置范围内的最大聚焦值，那么确定第二镜头位置范围内的多个镜头位置，且确定第二镜头位置范围内镜头位置中的每一个处的聚焦值。用于设置镜头的位置的装置进一步经配置以将镜头移动到第二镜头位置范围内的多个镜头位置。处理器进一步经配置以在对应于所确定的最大聚焦值的镜头位置处产生图像。

在设备的一些实施例中，聚焦值指示图像聚焦程度的测量值，更高的聚焦值指示更好聚焦的图像。在一些实施例中，处理器进一步经配置以控制用于设置镜头的位置的装置将镜头设置到对应于所确定的最大聚焦值的镜头位置。在一些实施例中，每一镜头位置对应于镜头系统的焦距，在第一镜头位置范围中第一镜头位置处的焦距小于在第一镜头位置范围中第二镜头位置处的焦距。在一些实施例中，确定第二镜头位置范围中的镜头位置，以使得当针对第一镜头位置范围所确定的最高聚焦值对应于第一镜头位置时，第二镜头位置范围中镜头位置的焦距小于第一镜头位置处的焦距，且当针对第一镜头位置范围所确定的最高聚焦值对应于第二镜头位置时，第二镜头位置范围中镜头位置的焦距大于第二镜头位置处的焦距。在一些实施例中，聚焦值指示图像的清晰度或对比度。在一些实施例中，第一镜头位置范围中的镜头位置由均一步长分离，所述步长对应于第一镜头位置范围中镜头位置之间的一或多个中间镜头位置。在一些实施例中，处理器经配置以确定将镜头设置到第二镜头位置范围中镜头位置的次序，所述次序使将镜头设置到每一镜头位置的总时间减到最少。在一些实施例中，处理器经配置以：确定物体的估算深度；确定对应于焦距的第一镜头位置范围中第一中间镜头位置，所述焦距对应于物体的估算深度；以及基于第一中间镜头位置的每一侧上的容差确定第一镜头位置范围中的第一镜头位置和第二镜头位置。

附图说明

图1是说明实施一些操作性实施例的成像装置的实例的框图。

图2是根据一些实施例的说明调整摄像机镜头的方法的实施例的实例的流程图。

图3A是根据一些实施例的说明聚焦值曲线的实例的曲线图，所述聚焦值曲线说明基于对比度的自动聚焦。

图3B是根据一些实施例的说明聚焦值曲线的实例的曲线图，所述聚焦值曲线说明深度辅助式自动聚焦。

图4A是展示表示一些实施例的聚焦值曲线的曲线图。

图4B是展示表示一些实施例的聚焦值曲线的曲线图。

图4C是展示表示一些实施例的聚焦值曲线的曲线图。

图4D是展示表示一些实施例的聚焦值曲线的曲线图。

图4E是展示表示一些实施例的聚焦值曲线的曲线图。

图5是说明自动聚焦的方法的实施例的实例的流程图。

具体实施方式

数字成像系统(例如，数码摄像机)的自动聚焦特征是十分合乎需要的，这是因为与大部分(如果不是所有)用户可能手动聚焦相比，自动聚焦允许系统更快地聚焦于物体或场景。自动聚焦特征通常使用运用可移动镜头组合件的不同镜头位置(对应于不同焦距的镜头位置)的数个图像的清晰度或对比度值来确定大致的镜头位置。每一镜头位置对应于成像装置的聚焦点，即成像装置的视野(FOV)中的点，在所述镜头位置处成像装置可将物体聚焦于传感器上的点处。在自动聚焦(AF)操作期间捕捉到的图像可存储于临时缓存器中。处理器接着处理图像且基于图像的清晰度或对比度值计算聚焦值。处理器接着控制镜头移动到所要镜头位置，即使物体或场景聚焦的适当镜头位置。

通常存在两种类型的用于摄像机的距离估算的方法。一种类型的距离估算使用有源传感器。有源感测器可包含来自激光的超声波或光，以测量“飞行时间”。另一类型的距离估算使用无源传感器完成。无源传感器方法包含：相检测，这通过将入射光分成图像对且对所述图像对进行比较来实现；和双摄像机系统(例如，测距仪)的使用，其涉及两个经校准的摄像机，以提供聚焦信息。

当前数字自动聚焦技术的一个挑战是自动聚焦例行程序的费时性质。当前数字自动聚焦技术可能需要参考全范围的可能镜头位置而对相对大范围的潜在镜头位置进行分析，以便确定所要镜头位置。另一挑战是数码摄像机无法识别何时镜头组合件/聚焦机构不再正确校准，这可能是由于(例如)使镜头或经配置以在自动聚焦期间移动镜头的致动器发生物理改变或移动的事件造成。此类事件可包含(例如)对摄像机的物理影响、环境条件的改变(例如，温度或湿度)，或机械磨损。

基于对比度的自动聚焦通常利用粗略搜索，在粗略搜索中使用覆盖宽范围的可能镜头位置或覆盖搜索范围的不同镜头位置捕捉图像，随后基于粗略搜索中确定的对比度值进行覆盖镜头位置较小范围的精细搜索，以确定用于捕捉图像的镜头位置。

大部分深度辅助式AF技术(例如，相检测AF、飞行时间AF和双摄像机AF)皆产生深度估算且接着将所述深度估算转换成估算的镜头位置，以使物体或场景聚焦。一般来说，采用深度估算来缩小用于捕捉图像的潜在镜头位置的范围。接着，使用镜头位置的范围执行运用基于对比度的AF的搜索。

深度辅助式AF可呈现优于纯基于对比度的AF的优势。举例来说，相比于使用基于对比度的AF执行粗略搜索且接着执行精细搜索，使用深度辅助式AF确定用于聚焦的一或多个镜头位置可能产生较短的自动聚焦操作。然而，使用深度辅助式AF确定的搜索范围较大，深度辅助式AF可实现优于纯基于对比度的AF的速度增益越小。另一方面，如果所确定的搜索范围过小，那么用于捕捉图像的所要镜头位置可能落在搜索范围外，且聚焦操作的准确度可能受到影响。

当使用闭环音圈电机(“VCM”)致动器调整镜头的位置时，深度辅助式AF的准确度和速度通常较高。在闭环VCM中，镜头相对于图像传感器的绝对位置是已知的。另外，反馈环路和/或侧向磁力允许镜头位置被锁定，不受重力的影响。此外，镜头移动可能是可重复的，这是因为反馈环路使镜头致动过程自校正过程中的任何误差。

然而，闭环VCM致动器与光学图像稳定(OIS)不兼容且可能比其它镜头致动器(例如，开环VCM致动器)更加昂贵。因此，许多摄像机利用开环VCM致动器。

开环VCM在准确度和速度方面对深度辅助式AF造成严重挑战。当使用开环VCM时，归因于VCM滞后、灵敏度和摄像机定向所造成的镜头移位，由深度辅助式AF产生的搜索范围可能未始终覆盖所要镜头位置。然而，如上文所解释，增大搜索范围可能降低用于确定镜头位置的速度，由此减少应用深度辅助式AF的优势。

开环VCM具有可使用于捕捉图像的所要镜头位置落在所产生搜索范围外的若干特性。首先，镜头相对于图像传感器的绝对位置是未知的。另外，镜头的位置可响应于归因于重力影响的摄像机俯仰(向上/向下)而改变。此外，镜头的移动不是精确可重复的，这是因为当使用VCM时不存在反馈环路。镜头移动还受到致动器滞后的影响。

当使用开环VCM时，将使用深度辅助式AF或激光AF确定的所报告的物体距离(例如)转换成镜头位置，如上文所描述，所述镜头位置对VCM灵敏度、定向和滞后敏感。因此，灵敏度校准和定向校准至关重要。模块对模块灵敏度可显著变化。然而，校准数据通常不考虑模块对模块灵敏度。加热也影响灵敏度，而通常不测量或补偿加热效应。此外，在开环VCM的情况下，灵敏度可随定向而改变且制造校准数据可能不准确。不准确的灵敏度校准和定向校准可能进一步使得确定未能涵盖用于捕捉图像的所要镜头位置的精细搜索范围。

摄像机定向的改变可使场景内的物体映射到不同镜头位置，即使距摄像机具有相同距离。即使在准确定向补偿的情况下，响应于定向的改变，开环VCM自动聚焦过程可能比闭环VCM更频繁地重启。如果归因于补偿方法或归因于不充分校准数据，定向补偿不准确，那么所映射镜头位置的准确度可能进一步受到影响。

开环VCM的使用还可能使基于距离的飞行时间(TOF)场景改变检测复杂化，因为随时间推移，如TOF确定距离所确定的镜头的聚焦位置可使得镜头移动到被认为适于使物体或场景聚焦的位置，而此时实际上镜头的此移动并未将随着时间推移可能已出现的系统不准确度考虑在内，从而当尝试将镜头放置于所要镜头位置中时，导致系统不准确度。

以下详细描述是针对本文中的教示的各种实施例。然而，所公开的特征可以众多不同方式体现。应当显而易见的是，本文中的方面可以多种形式体现，且任何特定结构、功能或本文中所公开的这两者仅为代表性的。基于本文中的教示，所属领域的技术人员应了解，本文中所公开的方面可以独立于任何其它方面而实施，且可以各种方式组合这些方面中的两个或多于两个方面。举例来说，可以使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备或实践方法。此外，通过使用除了本文中所阐述的方面中的一或多个方面之外或不同于本文中所阐述的方面中的一或多个方面的其它结构、功能性或结构和功能性，可实施此设备或可实践此方法。

关于数码摄像机技术而描述本文中所描述的实例、系统和方法。可在多种不同数码摄像机装置上实施本文中所描述的系统和方法。这些装置包含通用或专用数码摄像机系统、环境或配置。可适合与本公开的特征一起使用的数码摄像机系统、环境和配置的实例包含(但不限于)数码摄像机、手持型或膝上型装置，和移动装置(例如，手机、智能手机、个人数据助理(PDA)、超级移动个人计算机(UMPC)和移动互联网装置(MID))。

在一个实施例中，使用深度辅助式AF技术确定搜索范围(即，可含有用于捕捉图像的所要镜头位置的镜头位置范围)中的镜头位置，且接着适应性地调整搜索范围。首先，基于由深度辅助式AF提供的深度估算值设置相对较小的搜索范围。接着，可取决于(例如)(在针对搜索范围所确定的每一镜头位置处捕捉到的)图像的所确定聚焦值的量值，从原始搜索范围的开头或结尾扩展搜索范围。设置较小默认搜索范围确保快速聚焦。通过基于聚焦值的量值扩展搜索范围，即使所要镜头位置落在深度估算所确定的初始搜索范围外，准确度仍可得到保证。本发明可适用于任何深度辅助式AF技术，例如，相检测AF、激光AF、飞行时间AF和双摄像机AF。

搜索范围扩展的程度可取决于(在镜头位置范围中确定的每一镜头位置处捕捉到的)图像的聚焦值之间的量值差异。替代地，搜索范围的扩展程度可以是预定义值或用户选定值。搜索范围可多次扩展。在一些实施例中，搜索范围将被扩展，直到检测到最大聚焦值为止。替代地，可预定义扩展的最大次数。如果在那些扩展内未检测到最大聚焦值，那么可将在所搜索的范围内具有最高聚焦值的镜头位置用作所要镜头位置。替代地，搜索范围可被扩展任何次数，直到达到预定义焦距差值或镜头位置从初始搜索范围的预定义次数为止。

图1是说明可用以实施各种实施例的成像装置的实例的框图。成像装置100可包含以操作方式连接到图像传感器114、深度传感器116、镜头110、致动器112、工作存储器170、存储装置175、显示器180、输入装置190和闪光灯195的处理器105。此外，处理器105连接到存储器120。在此实例中，图示的存储器120存储若干模块，所述若干模块存储定义指令的数据值，以配置处理器105执行关于成像装置100的功能。在此实例中，存储器120包含镜头控制模块125、输入处理模块130、深度估算模块135、自动聚焦模块140、控制模块160和操作系统165。

在说明性实施例中，光进入镜头110且聚焦于图像传感器114上。在一些实施例中，镜头110是自动聚焦镜头系统的部分，所述自动聚焦镜头系统可包含多个镜头和可调整的光学元件。在一个方面中，图像传感器114利用电荷耦合装置。在另一方面中，图像传感器114利用CMOS或CCD传感器。镜头110耦合到致动器112，且由致动器112相对于图像传感器114移动。致动器112经配置以在AF操作期间在一系列一或多个镜头移动中移动镜头110，例如，调整镜头位置以改变图像的聚焦，调整镜头位置的实例在下文中关于图2而描述。当镜头110到达其移动范围的边界时，镜头110或致动器112可被称作饱和。在说明性实施例中，致动器112是开环VCM致动器。然而，可通过所属领域中已知的任何方法(包含闭环VCM、微电子机械系统(MEMS)或形状记忆合金(SMA))致动镜头110。

深度传感器116经配置以估算由成像装置100在图像中捕捉到的物体的深度。深度传感器116可经配置以使用适用于确定或估算关于成像装置100的物体或场景的深度的任何技术(包含用于估算深度的AF技术，例如，相检测AF、飞行时间AF、激光AF或双摄像机AF)来执行深度估算。还可使用由成像系统100从场景内物体中或在场景内物体周围接收到的深度或部位信息来应用技术。

显示器180经配置以显示经由镜头110捕捉到的图像，且还可用以实施装置100的配置功能。在一个实施方案中，显示器180可经配置以显示由成像装置的用户经由输入装置190选择的一或多个物体。在一些实施例中，成像装置100可不包含显示器180。

输入装置190可取决于实施方案而呈现许多形式。在一些实施方案中,输入装置190可与显示器180集成，以便形成触摸屏显示器。在其它实施例中，输入装置190可包含成像装置100上的单独按键或按钮。这些按键或按钮可为用于显示于显示器180上的菜单导航提供输入。在其它实施方案中，输入装置190可以是输入端口。举例来说，输入装置190可实现另一装置到成像装置100的操作性耦合。成像装置100可接着经由输入装置190从附接的键盘或鼠标接收输入。在又其它实施例中，输入装置190可远离成像装置100且在通信网络(例如，无线网络)上与成像装置100通信。

处理器105可利用工作存储器170存储在成像装置100的操作期间动态创建的数据。举例来说，来自存储于(下文论述的)存储器120中的任何模块的指令在由处理器105执行时可存储于工作存储器170中。工作存储器170还可存储动态运行时间数据，例如，在处理器105上执行的程序所利用的栈数据或堆数据。存储装置175可用以存储由成像装置100所创建的数据。举例来说，经由图像传感器114捕捉到的图像可存储于存储装置175上。类似于输入装置190，存储装置175还可位于远端，即，不与成像装置100集成，且可经由通信网络接收捕捉到的图像。

存储器120可被视为计算机可读媒体且存储若干模块。模块存储定义用于处理器105的指令的数据值。这些指令配置处理器105以执行装置100的功能。举例来说，在一些方面中，存储器120可经配置以存储使处理器105执行方法200的指令或其部分，如下文所描述且如图2中所说明。在所说明的实施例中，存储器120包含镜头控制模块125、输入处理模块130、深度估算模块135、自动聚焦模块140、控制模块160和操作系统165。

控制模块160可经配置以控制存储器120中的一或多个模块的操作。

操作系统模块165包含配置处理器105以管理装置100的硬件和软件资源的指令。

镜头控制模块125包含配置处理器105以控制致动器112将镜头110移动或设置到镜头位置的指令。镜头控制模块125中的指令可配置处理器105以确定用于镜头110的镜头位置。在一些方面中，镜头控制模块125中的指令可配置处理器105以控制镜头110的光圈(未展示)来实现特定曝光，以便结合图像传感器114捕捉图像。因此，镜头控制模块125中的指令可表示用于通过图像传感器114和镜头110捕捉图像的一种手段。

在另一方面中，镜头控制模块125可包含配置处理器105以接收镜头110的位置信息以及其它输入参数的指令。镜头位置信息可包含当前镜头位置和目标镜头位置。因此，镜头控制模块125中的指令可以是用于产生定义镜头位置的输入参数的一种手段。在一些方面中，镜头控制模块125中的指令可表示用于确定当前和/或目标镜头位置的一种手段。

输入处理模块130包含配置处理器105以从输入装置190中读取输入数据的指令。在一个方面中，输入处理模块130可配置处理器105以检测由图像传感器114捕捉到的图像内的物体。在另一方面中，输入处理模块130可配置处理器105以从输入装置190接收用户输入且基于输入装置190的用户操控而识别用户选择或配置。因此，输入处理模块130中的指令可表示用于识别或选择图像内的一或多个物体的一种手段。

深度估算模块135包含配置处理器105以估算由成像装置100经由深度传感器116在图像中捕捉到的物体的深度的指令。可使用适用于确定或估算关于成像装置100的物体或场景的深度的任何技术(包含用于估算深度的AF技术，例如，相检测AF、飞行时间AF、激光AF或双摄像机AF)来执行深度估算。还可使用由成像系统100从场景内物体中或在场景内物体周围接收到的深度或部位信息来应用技术。

自动聚焦模块140包含配置处理器105以确定镜头110的镜头位置范围内的镜头位置的指令，所述镜头位置范围可包含用于捕捉图像的所要镜头位置。所确定的镜头位置可不包含在镜头位置范围内的每个可能镜头位置，但可仅包含在镜头位置范围内的一子集的可能镜头位置。所确定的镜头位置可由确定镜头位置之间的一或多个可能镜头位置的步长分离。举例来说，所确定的镜头位置可包含：在镜头位置范围的一端处的第一镜头位置，所述第一镜头位置表示第一焦距；和在镜头位置范围的另一端处的第二镜头位置，所述第二镜头位置表示第二焦距。所确定的镜头位置可进一步包含一或多个中间镜头位置，每一中间镜头位置表示第一焦距与第二焦距之间的焦距，其中所确定的镜头位置由第一镜头位置范围中确定镜头位置之间的一或多个可能镜头位置的步长分离。在说明性实施例中，处理器105可至少部分地基于物体的深度的估算确定镜头位置范围中的镜头位置。自动聚焦模块140还可包含配置处理器105以确定或产生在镜头位置范围内一或多个镜头位置处捕捉到的图像的聚焦值的指令。用于捕捉图像的所要镜头位置可以是具有最大聚焦值的镜头位置。自动聚焦模块140还可包含配置处理器以基于所确定或所产生的聚焦值确定或产生聚焦值曲线或表示聚焦值曲线的数据的指令。自动聚焦模块140还可包含配置处理器以至少部分地基于所产生的聚焦值确定镜头位置搜索范围中镜头位置或基于先前镜头位置搜索范围确定聚焦值曲线或表示聚焦值曲线的数据的指令。

图2描绘用于调整摄像机镜头的实施例的过程200的一个实施例的流程图。过程200开始于开始框且接着移动到框205，其中由成像装置(例如，在图1中说明的成像装置100)估算或接收物体的深度。成像装置100可利用例如相检测AF、飞行时间AF、激光AF或双摄像机AF等方法或其它方法估算深度。

在估算或接收到物体的深度之后，过程200移动到框210，其中确定镜头位置范围、搜索范围或在镜头位置范围内的镜头位置。至少部分地基于关于框205描述的深度估算确定搜索范围中的镜头位置。搜索范围构成可能镜头位置的总量的子集，所述可能镜头位置在不同成像装置中可能不同。举例来说，成像装置可含有200个、400个或600个可能的镜头位置。可确定所确定的镜头位置，以使得搜索范围提供对含有最大聚焦值的范围的估算。所确定的镜头位置可包含第一镜头位置与第二镜头位置。所确定的镜头位置可包含第一镜头位置、第二镜头位置和一或多个中间镜头位置。替代地，所确定的镜头位置可仅包含第一镜头位置和第二镜头位置。在各种实施例中，可稍后确定一或多个中间镜头位置。下文图3B中说明根据某些实施例的搜索范围中镜头位置的实例，其中搜索范围由开始于镜头位置355且扩展到镜头位置357的曲线部分描绘。图4A到4C说明搜索范围中镜头位置的另一实例。在估算或接收到物体的深度之后，可估算对应的镜头位置。所估算的镜头位置的每一侧上的容差可定义第一镜头位置和第二镜头位置或搜索范围的外部边界。在一些实施例中，所估算的镜头位置的每一侧上的容差可以是所确定的镜头位置之间的步长量的两倍。步长可包含镜头位置范围内所确定镜头位置之间的数个可能镜头位置。因此，在一些实施例中，搜索范围可从所估算的镜头位置的一侧上步长的两倍扩展到所估算的镜头位置的另一侧上的步长的两倍。步长可因成像装置的不同而不同，且可基于焦距、光圈大小和像素大小。

在确定镜头位置范围中的镜头位置之后，过程200移动到框215，其中将摄像机的镜头(例如，图1中所描绘的镜头110)移动或设置到搜索范围内的确定镜头位置。镜头可由致动器(例如，图1中所描绘的致动器112)移动或设置。

过程200接着移动到步骤220，其中成像装置在搜索范围内每一确定镜头位置处捕捉图像。应认识到框215和框225可共同执行，其中在通过致动器将镜头移动或设置到确定镜头位置之后且在将镜头设置到另一确定镜头位置之前在确定镜头位置处捕捉图像。

在捕捉到图像之后，过程200移动到框225，其中产生或确定每一捕捉到的图像的聚焦值。在一些实施例中，可在捕捉到图像之后但在捕捉后续图像之前产生或确定每一图像的聚焦值。聚焦值可至少部分地基于图像的清晰度或对比度值，其中更高聚焦值指示增强的图像聚焦。过程200接着移动到框230，其中产生或确定聚焦值曲线或表示聚焦值曲线的数据集，例如，下文图4D和4E中所说明的聚焦值曲线400和聚焦值曲线450。

在产生或确定聚焦值曲线或表示聚焦值曲线的数据集之后，过程200移动到决策框235，其中确定最大聚焦值是否在搜索范围内。确定可至少部分地基于聚焦值曲线的斜率或表示聚焦值曲线的斜率的数据。在一个实施例中，可确定如果聚焦值曲线的斜率或表示聚焦值曲线的斜率的数据集在聚焦值曲线内的任何点处为零，那么最大聚焦值在搜索范围内。在一些实施例中，可能不产生聚焦值曲线。代替地，可通过比较聚焦值与聚焦值的对应镜头位置来确定最大聚焦值是否在搜索范围内。可确定如果镜头位置处的聚焦值高于在镜头位置之前和之后的镜头位置处的聚焦值，那么存在最大聚焦值。在一些实施例中，可在搜索范围内所有镜头位置处捕捉图像之前执行最大聚焦值是否在搜索范围内的确定。可在捕捉到每一图像之后执行最大聚焦值是否在搜索范围内的确定。在一些实施例中，可确定如果最高确定聚焦值对应于搜索范围中的中间镜头位置，那么最大聚焦值在镜头位置范围内。

如果最大聚焦值在搜索范围内，那么过程200在结束步骤处结束。可接着保持在最大聚焦值处捕捉到的图像且在可在对应于最大聚焦值的镜头位置处捕捉图像。

如果最大聚焦值不在搜索范围内，那么过程200移动到决策框240，其中确定聚焦值是否在搜索范围的结尾处增大，所述搜索范围的结尾对应于聚焦值曲线上表示的搜索范围内的最远镜头位置。最远镜头位置可对应于通过致动器将镜头移动到的搜索范围内的最远物理位置。最远镜头位置还可对应于搜索范围内镜头或自动聚焦镜头系统的最远聚焦位置或焦距。在一些实施例中，摄像机可包含经调整以将焦点位置从最近焦点位置改变到无穷大的多个光学元件。可做出替代确定以确定最大聚焦值是否落在聚焦值曲线或表示聚焦值曲线的数据集外。举例来说，可确定聚焦值是否在搜索范围的结尾处减小，所述搜索范围的结尾对应于聚焦值曲线上表示的搜索范围内的最近镜头位置，所述最近镜头位置可对应于通过致动器将镜头移动到的最近物理位置或对应于搜索范围内镜头的最近聚焦位置或焦距。

如果确定聚焦值增大，那么过程200移动到框250，其中确定扩展超出先前搜索范围的镜头位置新范围、新搜索范围或镜头位置新范围内的镜头位置。如果确定聚焦值未增大，那么过程200移动到框245，其中确定在先前搜索范围之前扩展的新搜索范围或新搜索范围内的镜头位置。在一些实施例中，新搜索范围中的镜头位置可包含来自先前搜索范围的一或多个镜头位置。在其它实施例中，可能未确定新搜索范围，但可扩展先前搜索范围的前部或结尾以在一个方向上继续一或多次，直到发现最大聚焦值为止。

在已于框245或框250处确定镜头位置新范围内的镜头位置之后，过程200移动到框255，其中将摄像机的镜头设置或移动到镜头位置新范围中的确定镜头位置。过程200接着移动到框260，其中在镜头位置新范围内在每一确定镜头位置处捕捉图像。应认识到框255和框260可共同执行，其中在通过致动器将镜头移动或设置到镜头位置之后且在将镜头设置到另一确定镜头位置之前在镜头位置处捕捉图像。

在捕捉到一系列图像之后，过程200移动到框265，其中产生或确定镜头位置新范围中的所确定镜头位置处的每一捕捉图像的聚焦值。在替代实施例中，可在捕捉到图像之后但在捕捉后续图像之前产生或确定每一图像的聚焦值。

在产生聚焦值之后，过程200移动到框270，其中从在框265处产生或确定的聚焦值中产生或确定聚焦值曲线或表示聚焦值曲线的数据集。在一些实施例中，产生或确定新聚焦值曲线或表示聚焦值曲线的数据集。替代地，聚焦值可随附到现有聚焦值曲线或表示聚焦值曲线的数据集。在一些实施例中，可能不产生聚焦值曲线。代替地，可通过比较聚焦值与聚焦值的对应镜头位置来确定最大聚焦值是否在搜索范围内。可确定如果镜头位置处的聚焦值高于在镜头位置之前和之后的镜头位置处的聚焦值，那么存在最大聚焦值。在一些实施例中，可在搜索范围内所有镜头位置处捕捉图像之前执行最大聚焦值是否在搜索范围内的确定。可在捕捉到每一图像之后执行最大聚焦值是否在搜索范围内的确定。在一些实施例中，可确定如果最高确定聚焦值对应于新搜索范围中的中间镜头位置，那么最大聚焦值在镜头位置范围内。过程200接着返回到框235。

图3A描绘使用基于对比度的AF确定的聚焦值曲线300上一系列镜头位置的说明性实施例。出于说明性目的此处展示的聚焦值曲线说明x轴上镜头位置与y轴上聚焦值之间的关系。基于对比度的AF通常利用粗略搜索，在粗略搜索中使用覆盖宽范围的可能镜头位置的不同镜头位置捕捉图像，随后基于粗略搜索中确定的对比度值进行覆盖镜头位置较小范围的精细搜索。聚焦值曲线300说明粗略搜索，所述粗略搜索包含对应于在一个方向上移动的镜头位置的粗略搜索镜头位置301、302、303、304、305、306和307，如所展示。聚焦值曲线300还说明基于粗略搜索的精细搜索，包含精细搜索镜头位置310、311、312和307。镜头位置307用作粗略搜索镜头位置和精细搜索镜头位置两者。来自粗略搜索镜头位置的聚焦值数据可用以估算镜头位置较小范围、可能含有最大聚焦值的精细搜索范围。可接着在精细搜索范围中的若干镜头位置、精细搜索镜头位置处确定聚焦值，以发现最大聚焦值。

图3B描绘使用深度辅助式AF确定的聚焦值曲线350上一系列镜头位置的说明性实施例。聚焦值曲线350展示深度辅助式镜头位置351。大部分深度辅助式AF技术(例如，相检测AF、飞行时间AF和双摄像机AF)皆产生或确定深度估算且接着将所述深度估算转换成镜头位置，以使物体或场景聚焦。一般来说，深度估算用以设置潜在所要镜头位置的更小范围，接着使用所述更小范围运用基于对比度的AF执行搜索。聚焦值曲线350进一步展示包含搜索镜头位置355、356和357的搜索范围。深度估算可用以估算可能含有最大聚焦值的镜头位置较小范围。如果最大值存在于搜索范围内，那么可接着在搜索范围中若干镜头位置(即，确定镜头位置)处确定聚焦值，以发现最大聚焦值。聚焦值曲线是用于说明性目的且无需产生以确定搜索范围中的镜头位置或聚焦值。

图4A到4C描绘成像装置的聚焦值曲线的实例，所述聚焦值曲线展示介于0到399镜头位置范围内的可移动镜头，其中“0”表示用于聚焦于接近成像装置的物体(近物体)的镜头位置且399表示用于聚焦于远离成像装置的物体(远物体)的镜头位置。在图4A到4C中所描绘的实例中，场景中的物体位于50cm处且深度传感器估算对应的镜头位置在镜头位置251周围，且因此聚焦于物体，镜头位置应在251处。此实例展示10个镜头位置的步长。在两倍步长的镜头位置251周围确定容差，所述步长构成镜头位置231到271之间的搜索范围。搜索开始于镜头位置231处，且镜头以10个镜头位置的增量移动到镜头位置271。在位置231、241、251、261和271处捕捉图像，且计算那些图像的聚焦值。

图4A描绘理想状况，其中峰值聚焦值位于镜头位置251处。在此实例中，确定最大聚焦值在第一搜索范围中，且因此，不需要扩展搜索范围。在一些例子中，开环VCM可使由曲线表示的值移位，如图4B和4C中所示。

图4B描绘聚焦值从镜头位置231到271的递减趋势。这指示最大聚焦值可能存在于镜头位置0到231之间的镜头位置处。因此，可能需要朝向镜头位置0扩展搜索范围，以发现最大聚焦值。举例来说，新搜索范围可从镜头位置241到201中产生。接着，镜头可按以下次序在朝向镜头位置201的方向上移动：241、231、221、211、201。在每一位置处，可捕捉图像且确定聚焦值。接着，可确定最大聚焦值是否处于范围241到201内。

图4C描绘聚焦值从镜头位置231到271的递增趋势。这指示最大聚焦值可能存在于镜头位置271到399之间的镜头位置处。因此，可能需要朝向镜头位置399扩展搜索范围，以发现最大聚焦值。举例来说，可从镜头位置271到311产生新搜索范围。在每一位置处，可捕捉图像并确定聚焦值。接着，可确定最大聚焦值是否处于范围271到311内。如果在范围271到311中仍未发现最大聚焦值，那么搜索范围可再次扩展到镜头位置311到351。在一些实施例中，可预定义搜索范围扩展的最大次数。替代地，用户可能够设置搜索范围扩展的最大次数。

图4D描绘表示说明性实施例的聚焦值曲线400。聚焦值曲线400展示第一镜头位置范围中的第一镜头位置405、第二镜头位置425和中间镜头位置410、415和420。第一镜头位置范围中的镜头位置可至少部分地基于如关于图2中所描绘的过程200的框230所描述的深度估算。如聚焦值曲线400的斜率所描绘，聚焦值的量值在从镜头位置405到镜头位置425的所有确定镜头位置处递增，这指示聚焦值在扩展超出镜头位置425的镜头位置处其值可继续增大。如参看过程200的框250所描述，可产生扩展超出第二镜头位置425的新搜索范围，以确定最大聚焦值。图4D进一步描绘具有第一镜头位置426、第二镜头位置446和中间镜头位置431、436和441的第二镜头位置范围，所述位置可至少部分地基于由镜头位置405与镜头位置426之间的聚焦值曲线的斜率表示的数据而产生。举例来说，基于由贯穿第一搜索范围的一或多个点处的斜率表示的数据的量值或由贯穿第一搜索范围的一或多个点之间的斜率表示的数据的改变，第二搜索范围的范围可不同。在一些实施例中，第二镜头位置范围中的第一镜头位置可位于与第一镜头位置范围中的第二镜头位置相同的镜头位置处。在一些实施例中，当产生新搜索范围时，可再次使用在第一镜头位置范围中的第二镜头位置处测得的聚焦值，而无需在第二镜头位置处捕捉另一图像。

图4E描绘表示说明性实施例的聚焦值曲线450。聚焦值曲线450展示第一镜头位置范围中的第一镜头位置476、第二镜头位置496和中间镜头位置481、486和491。第一镜头位置范围中的镜头位置可至少部分地基于如关于图2中所描绘的过程200的框230所描述深度估算。如聚焦值曲线的斜率所描绘，聚焦值的量值在所有确定镜头位置处从镜头位置476递增到镜头位置496，指示聚焦值可在于第一镜头位置476之前扩展的镜头位置处增大。如参看过程200的框245所描述，可产生在第一镜头位置476之前扩展的新搜索范围。图4E进一步描绘具有第一镜头位置455、第二镜头位置475和中间镜头位置460、465和470的第二镜头位置范围，所述位置可基于由镜头位置476与镜头位置496之间的聚焦值曲线的斜率表示的数据而产生。举例来说，基于由贯穿第一搜索范围的一或多个点处的斜率表示的数据的量值或由贯穿第一搜索范围的一或多个点之间的斜率表示的数据的改变，第二搜索范围的范围可不同。在一些实施例中，第二镜头位置范围的第二镜头位置可位于与第一镜头位置范围的第一镜头位置相同的镜头位置处。在一些实施例中，当产生第二搜索范围，而不在第二镜头位置范围的第二镜头位置处捕捉另一图像时，可再次使用在第一镜头位置范围的第一镜头位置处测得的聚焦值

图5描绘用于自动聚焦的实施例的过程500的一个实施例的流程图。过程开始于开始框且接着移动到框505，其中接收场景内物体的深度信息。可从深度传感器(例如，如图1中所描绘的深度传感器116)接收深度信息。

在接收到深度信息之后，过程500移动到框510，其中确定第一镜头位置范围中的镜头位置。可基于深度信息确定第一镜头位置范围中的镜头位置。可使用深度估算方法(例如，相检测AF、飞行时间AF，或双摄像机AF)或其它方法估算物体的深度。估算可用以确定第一镜头位置范围，所述第一镜头位置范围可对应于可用于成像装置的自动聚焦镜头系统的所有可能镜头位置的最大聚焦值。第一镜头位置范围可包含第一镜头位置、第二镜头位置和一或多个中间镜头位置。每一镜头位置对应于用于镜头系统的焦距。第一镜头位置处的焦距可小于第二镜头位置处的焦距。第一镜头位置范围中的镜头位置处的焦距可在每一邻近镜头位置处从第一镜头位置增大到第二镜头位置。

在确定第一镜头位置范围中的镜头位置之后，过程500移动到框515，其中将自动聚焦镜头系统的镜头(例如，如图1中所描绘的镜头110)设置到第一镜头位置范围中的镜头位置。可通过致动器(例如，如图1中所描绘的致动器112)设置镜头。在一些实施例中，致动器可以是开环VCM致动器。

在将自动聚焦镜头系统的镜头设置到第一镜头位置范围中的镜头位置之后，过程500移动到框520，其中在一段时间内捕捉多个图像，在第一镜头位置范围中的镜头位置中的每一个处捕捉多个图像中的一个。可通过图像传感器(例如，如图1中所描绘的图像传感器114)捕捉多个图像。

在捕捉到多个图像之后，过程500移动到框525，其中确定多个图像中的每一个的聚焦值。每一聚焦值可指示图像聚焦程度的测量值。在一些实施例中，聚焦值可指示图像的清晰度或对比度。

在确定多个图像中的每一个的聚焦值之后，过程500移动到框530，其中从多个图像中的每一个确定的聚焦值中确定第一最大聚焦值。

在确定第一最大聚焦值之后，过程500移动到决策框535，其中决定最大聚焦值是否对应于第一镜头位置范围的中间镜头位置。

如果决定最大聚焦值对应于第一镜头位置范围的中间镜头位置，那么过程500移动到框540，其中将镜头设置到中间镜头位置。在将镜头设置到中间镜头位置之后，过程结束。

如果决定最大聚焦值不对应于第一镜头位置范围的中间镜头位置，那么过程500移动到框545，其中确定第二镜头位置范围中的镜头位置。可确定第二镜头位置范围中的镜头位置，以使得当最大聚焦值对应于第一镜头位置时，第二镜头位置范围中镜头位置的焦距小于第一镜头位置处的焦距。可确定第二镜头位置范围中的镜头位置，以使得当最大聚焦值对应于第二镜头位置时，第二镜头位置范围中镜头位置的焦距大于第二镜头位置处的焦距。第二镜头位置范围可具有第一镜头位置、第二镜头位置和一或多个中间镜头位置。

在确定第二镜头位置范围中的镜头位置之后，过程500移动到框550，其中将自动聚焦镜头系统的镜头设置到第二镜头位置范围中的镜头位置。在一些实施例中，以增大焦距与第一镜头位置范围中第二镜头位置的焦距的差值的次序将镜头设置到第二镜头位置范围中的镜头位置。在一些实施例中，以使得致动器移动最少的次序将镜头设置到第二镜头位置范围中的镜头位置。在一些实施例中，以将使将镜头设置到第二镜头位置范围中每一镜头位置的总时间最少的次序将镜头设置到第二镜头位置范围中的镜头位置。

在将镜头设置到第一镜头位置范围中的镜头位置之后，过程500移动到框555，其中在一段时间内捕捉第二多个图像，在第二镜头位置范围中的镜头位置中的每一个处捕捉第二多个图像中的一个。

在捕捉到第二多个图像之后，过程500移动到框560，其中确定用于第二多个图像中的每一个的聚焦值。

在确定第二多个图像中的每一个的聚焦值之后，过程500移动到框565，其中从第二多个图像中的每一个的确定聚焦值中确定第二最大聚焦值。

在第二最大聚焦值之后，过程500移动到框570，其中将镜头设置到对应于第一最大聚焦值和第二最大聚焦值中较大值的镜头位置。接着，过程结束。

当第一最大聚焦值对应于中间镜头位置时，一些实施例可包含在对应于第一最大聚焦值的镜头位置处捕捉图像的额外步骤。

当第一最大聚焦值不对应于中间镜头位置时，一些实施例可包含在对应于第一最大聚焦值和第二最大聚焦值中较大值的镜头位置处捕捉图像的额外步骤。

本文中所公开的实施方案提供用于具有自动聚焦技术的成像装置的系统、方法及设备。所属领域的技术人员将认识到，这些实施例可实施于硬件、软件、固件或其任何组合中。

在一些实施例中，可在无线通信装置中利用上文所论述的电路、过程和系统。无线通信装置可以是一种用于以无线方式与其它电子装置通信的电子装置。无线通信装置的实例包含蜂窝电话、智能手机、个人数字助理(PDA)、电子读取器、游戏系统、音乐播放器、上网本、无线调制解调器、膝上型计算机、平板计算机装置等。

无线通信装置可包含：一或多个图像传感器；两个或多于两个图像信号处理器；和一个存储器，其包含用于实行上文所论述的过程的指令或模块。装置也可具有数据、从存储器加载指令和/或数据的处理器、一或多个通信接口、一或多个输入装置、一或多个输出装置(例如，显示装置)和电源/接口。无线通信装置可另外包括发射器及接收器。发射器和接收器可共同被称作收发器。收发器可耦合到一或多个天线以供发射和/或接收无线信号。

无线通信装置可以无线方式连接到另一电子装置(例如，基站)。无线通信装置可替代地被称作移动装置、移动台、订户台、用户装备(UE)、远端台、接入终端、移动终端、终端、用户终端、订户单元等。无线通信装置的实例包含膝上型计算机或桌上型计算机、蜂窝电话、智能手机、无线调制解调器、电子读取器、平板计算机装置、游戏系统等。无线通信装置可根据一或多个业界标准(例如，第三代合作伙伴计划(3GPP))来操作。因此，通用术语“无线通信装置”可包含根据业界标准的不同命名法来描述的无线通信装置(例如，接入终端、用户装备(UE)、远程终端等)。

可将本文中所描述的功能作为一或多个指令而存储在处理器可读或计算机可读媒体上。术语“计算机可读媒体”是指可由计算机或处理器存取的任何可用媒体。借助于实例而非限制，此媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、快闪存储器、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用来存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。如本文中所使用的磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软磁盘及光盘，其中磁盘通常是以磁性方式再现数据，而光盘是用激光以光学方式再现数据。应注意，计算机可读媒体可以是有形且非暂时性的。术语“计算机程序产品”是指计算装置或处理器，其与可由计算装置或处理器执行、处理或计算的代码或指令(例如，“程序”)组合。如本文中所使用，术语“代码”可指可由计算装置或处理器执行的软件、指令、代码或数据。

本文中所公开的方法包含用于实现所描述方法的一或多个步骤或动作。在不脱离权利要求书的范围的情况下，所述方法步骤和/或动作可彼此互换。换句话说，除非正在描述的方法的适当操作需要步骤或动作的特定次序，否则不脱离权利要求书的范围的情况下，可修改特定步骤和/或动作的次序和/或使用。

应注意，如本文中所使用，术语“耦合”或词语耦接的其它变体可指示间接连接或者直接连接。举例来说，如果第一组件“耦合”到第二组件，那么第一组件可间接连接到第二组件或者直接连接到第二组件。如本文中所使用，术语“多个”指示两个或多于两个。举例来说，多个组件指示两个或多于两个组件。

术语“确定”涵盖各种各样的动作，且因此“确定”可包含计算、估算、处理、导出、调查、查找(例如，在表、数据库或另一数据结构中查找)、查实等等。而且，“确定”可包含接收(例如，接收信息)、存取(例如，在存储器中存取数据)等等。此外，“确定”可包含解析、选择、挑选、建立等等。

除非另外明确地指定，否则短语“基于”并不意味着“仅基于”。换句话说，短语“基于”描述“仅基于”与“至少基于”两者。

在以上描述中，给出具体细节以提供对实例的透彻理解。然而，所属领域的一般技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践实例。举例来说，可在框图中展示电组件/装置，以免用不必要的细节混淆所述实例。在其它例子中，可详细展示此些组件、其它结构和技术以进一步解释所述实例。

出于参考目的且为了辅助定位各个部分，本文中包含标题。这些标题并不意图限制关于其描述的概念的范围。此类概念可在整个说明书中都适用。

还应注意，可将实例描述成过程，这个过程被描绘成流程图、流图、有限状态图、结构图或框图。尽管流程图可将操作描述为连续过程，但是许多操作可并行或同时执行，且所述过程可重复。此外，可重新布置操作的次序。当过程的操作完成时，所述过程终止。过程可以对应于方法、函数、过程、子例程、子程序等。当过程对应于软件函数时，其终止对应于所述函数返回到调用函数或主函数。

提供对所公开实施方案的先前描述以使得所属领域的技术人员能够制作或使用本公开。所属领域的技术人员将易于了解对这些实施方案的各种修改，且本文中定义的一般原理可适用于其它实施方案而不脱离本发明的精神或范围。因此，本公开不意图限于本文中所展示的实施方案，而是将被赋予与本文中所公开的原理和新颖特征相一致的最广范围。

Claims (30)

1.一种用于自动聚焦的方法，所述方法包括：

接收场景内的物体的深度信息；

对于自动聚焦镜头系统，基于所述深度信息确定第一镜头位置范围中的镜头位置，所述第一镜头位置范围包含第一镜头位置和第二镜头位置；

将所述自动聚焦镜头系统的镜头设置到所述第一镜头位置范围中的镜头位置；

确定所述第一镜头位置范围中的第一最大聚焦值；

至少部分地基于对应于所述第一最大聚焦值的所述镜头位置确定第二镜头位置范围中的镜头位置；

将所述镜头设置到所述第二镜头位置范围中的镜头位置；

确定所述第二镜头位置范围中的第二最大聚焦值；以及

在对应于所述第一最大聚焦值和所述第二最大聚焦值中较大值的所述镜头位置处产生图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚焦值指示图像聚焦程度的测量值，更高的聚焦值指示更好聚焦的图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

确定在所述第一镜头位置范围中的所述镜头位置中的每一个处的聚焦值；以及

确定在所述第二镜头位置范围中的所述镜头位置中的每一个处的聚焦值。

4.根据权利要求1所述的方法，其中每一镜头位置对应于所述自动聚焦镜头系统的焦距，在所述第一镜头位置范围中的所述第一镜头位置处的所述焦距小于在所述第一镜头位置范围中的所述第二镜头位置处的所述焦距，且其中确定所述第二镜头位置范围中的所述镜头位置，以使得，

当所述第一最大聚焦值对应于所述第一镜头位置时，所述第二镜头位置范围中的所述镜头位置的焦距小于所述第一镜头位置处的所述焦距，且

当所述第一最大聚焦值对应于所述第二镜头位置时，所述第二镜头位置范围中的所述镜头位置的焦距大于所述第二镜头位置处的所述焦距。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚焦值指示所述图像的清晰度或对比度。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述镜头的所述设置包括通过开环VCM致动器移动所述镜头。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一镜头位置范围中的所述镜头位置由均一步长分离，所述步长对应于所述第一镜头位置范围中的所述镜头位置之间的一或多个中间镜头位置。

8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：确定将所述镜头设置到所述第二镜头位置范围中的镜头位置的次序，所述次序使将所述镜头设置到每一镜头位置的总时间减到最少。

9.根据权利要求1所述的方法，其中对于自动聚焦镜头系统，所述确定第一镜头位置范围中的镜头位置包括：

确定所述物体的估算深度；

确定对应于焦距的第一中间镜头位置，所述焦距对应于所述物体的所述估算深度；以及

基于所述第一中间镜头位置的每一侧上的容差确定所述第一镜头位置和第二镜头位置。

10.一种存储指令的非暂时性计算机可读存储媒体，其在被执行时使至少一个物理计算机处理器执行方法，所述方法包括：

接收场景内的物体的深度信息；

对于自动聚焦镜头系统，基于所述深度信息确定第一镜头位置范围中的镜头位置，所述第一镜头位置范围包含第一镜头位置和第二镜头位置；

将所述自动聚焦镜头系统的镜头设置到所述第一镜头位置范围中的镜头位置；

确定所述第一镜头位置范围中的第一最大聚焦值；

至少部分地基于对应于所述第一最大聚焦值的所述镜头位置确定第二镜头位置范围中的镜头位置；

将所述镜头设置到所述第二镜头位置范围中的镜头位置；

确定所述第二镜头位置范围中的第二最大聚焦值；以及

在对应于所述第一最大聚焦值和所述第二最大聚焦值中较大值的所述镜头位置处产生图像。

11.根据权利要求10所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述方法进一步包括：

确定在所述第一镜头位置范围中的所述镜头位置中的每一个处的聚焦值；以及

确定在所述第二镜头位置范围中的所述镜头位置中的每一个处的聚焦值。

12.根据权利要求10所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中每一镜头位置对应于所述镜头系统的焦距，在所述第一镜头位置范围中的所述第一镜头位置处的所述焦距小于在所述第一镜头位置范围中的所述第二镜头位置处的所述焦距，且其中确定所述第二镜头位置范围中的所述镜头位置，以使得，

当所述第一最大聚焦值对应于所述第一镜头位置时，所述第二镜头位置范围中的所述镜头位置的焦距小于所述第一镜头位置处的所述焦距，且

当所述第一最大聚焦值对应于所述第二镜头位置时，所述第二镜头位置范围中的所述镜头位置的焦距大于所述第二镜头位置处的所述焦距。

13.根据权利要求10所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述方法进一步包括：

确定所述物体的估算深度；

确定对应于焦距的所述第一镜头位置范围中的第一中间镜头位置，所述焦距对应于所述物体的所述估算深度；以及

基于所述第一中间镜头位置的每一侧上的容差确定所述第一镜头位置范围中的所述第一镜头位置和第二镜头位置。

14.一种设备，其包括：

自动聚焦镜头系统，其包括可移动到第一镜头位置范围内的多个镜头位置和第二镜头位置范围内的多个镜头位置的镜头；

图像传感器，其经配置以捕捉多个图像；

存储器组件，其经配置以存储由所述图像传感器捕捉的图像；

深度传感器，其经配置以捕捉场景内的物体的深度信息；

致动器，其耦合到所述自动聚焦镜头系统，且经配置以响应于所述深度信息而将所述镜头移动到所述第一镜头位置范围内的所述多个镜头位置；以及

处理器，其与所述存储器组件、所述致动器、所述图像传感器和所述深度传感器通信，所述处理器经配置以：

确定在所述第一镜头位置范围中的所述镜头位置中的每一个处的聚焦值；且如果未在所述第一镜头位置范围内确定最大聚焦值，那么：

确定所述第二镜头位置范围内的所述多个镜头位置，且

确定在所述第二镜头位置范围内的所述镜头位置中的每一个处的聚焦值，

其中所述致动器经配置以将所述镜头移动到所述第二镜头位置范围内的所述多个镜头位置，且

其中所述处理器经配置以在对应于所确定的所述最大聚焦值的镜头位置处产生图像。

15.根据权利要求14所述的设备，其中所述聚焦值指示图像聚焦程度的测量值，更高的聚焦值指示更好聚焦的图像。

16.根据权利要求14所述的设备，其中所述处理器进一步经配置以控制所述致动器将所述镜头设置到对应于所确定的所述最大聚焦值的镜头位置。

17.根据权利要求14所述的设备，其中每一镜头位置对应于所述镜头系统的焦距，在所述第一镜头位置范围中的所述第一镜头位置处的所述焦距小于在所述第一镜头位置范围中的所述第二镜头位置处的所述焦距，且其中确定所述第二镜头位置范围中的所述镜头位置，以使得，

当针对所述第一镜头位置范围所确定的所述最高聚焦值对应于所述第一镜头位置时，所述第二镜头位置范围中的所述镜头位置的焦距小于所述第一镜头位置处的所述焦距，且

当针对所述第一镜头位置范围所确定的所述最高聚焦值对应于所述第二镜头位置时，所述第二镜头位置范围中的所述镜头位置的焦距大于所述第二镜头位置处的所述焦距。

18.根据权利要求14所述的设备，其中所述聚焦值指示所述图像的清晰度或对比度。

19.根据权利要求14所述的设备，其中所述致动器包括开环VCM致动器。

20.根据权利要求14所述的设备，其中所述第一镜头位置范围中的所述镜头位置由均一步长分离，所述步长对应于所述第一镜头位置范围中的所述镜头位置之间的一或多个中间镜头位置。

21.根据权利要求14所述的设备，其中所述处理器经配置以确定将所述镜头设置到所述第二镜头位置范围中的镜头位置的次序，所述次序使将所述镜头设置到每一镜头位置的总时间减到最少。

22.根据权利要求14所述的设备，其中所述处理器经配置以：

确定所述物体的估算深度；

确定对应于焦距的所述第一镜头位置范围中的第一中间镜头位置，所述焦距对应于所述物体的所述估算深度；以及

基于所述第一中间镜头位置的每一侧上的容差确定所述第一镜头位置范围中的所述第一镜头位置和第二镜头位置。

23.一种设备，其包括：

自动聚焦镜头系统，其包括可移动到第一镜头位置范围内的多个镜头位置和第二镜头位置范围内的多个镜头位置的镜头；

用于捕捉多个图像的装置；

用于存储所捕捉图像的装置；

用于捕捉场景内的物体的深度信息的装置；

用于设置所述镜头的所述位置的装置，所述装置经配置以响应于所述深度信息而将所述镜头移动到所述第一镜头位置范围内的所述多个镜头位置；以及

处理器，其经配置以：

确定在所述第一镜头位置范围中的所述镜头位置中的每一个处的聚焦值；且

如果未在所述第一镜头位置范围内确定最大聚焦值，那么：

确定所述第二镜头位置范围内的所述多个镜头位置，且

确定在所述第二镜头位置范围内的所述镜头位置中的每一个处的聚焦值，

其中所述用于设置所述镜头的所述位置的装置经配置以将所述镜头移动到所述第二镜头位置范围内的所述多个镜头位置，且

其中所述处理器经配置以在对应于所确定的所述最大聚焦值的镜头位置处产生图像。

24.根据权利要求23所述的设备，其中所述聚焦值指示图像聚焦程度的测量值，更高的聚焦值指示更好聚焦的图像。

25.根据权利要求23所述的设备，其中所述处理器进一步经配置以控制所述用于设置所述镜头的所述位置的装置将所述镜头设置到对应于所确定的所述最大聚焦值的镜头位置。

26.根据权利要求23所述的设备，其中每一镜头位置对应于所述镜头系统的焦距，在所述第一镜头位置范围中的所述第一镜头位置处的所述焦距小于在所述第一镜头位置范围中的所述第二镜头位置处的所述焦距，且其中确定所述第二镜头位置范围中的所述镜头位置，以使得，

当针对所述第一镜头位置范围所确定的所述最高聚焦值对应于所述第一镜头位置时，所述第二镜头位置范围中的所述镜头位置的焦距小于所述第一镜头位置处的所述焦距，且

当针对所述第一镜头位置范围所确定的所述最高聚焦值对应于所述第二镜头位置时，所述第二镜头位置范围中的所述镜头位置的焦距大于所述第二镜头位置处的所述焦距。

27.根据权利要求23所述的设备，其中所述聚焦值指示所述图像的清晰度或对比度。

28.根据权利要求23所述的设备，其中所述第一镜头位置范围中的所述镜头位置由均一步长分离，所述步长对应于所述第一镜头位置范围中的所述镜头位置之间的一或多个中间镜头位置。

29.根据权利要求23所述的设备，其中所述处理器经配置以确定将所述镜头设置到所述第二镜头位置范围中的镜头位置的次序，所述次序使将所述镜头设置到每一镜头位置的总时间减到最少。

30.根据权利要求23所述的设备，其中所述处理器经配置以：

确定所述物体的估算深度；

确定对应于焦距的所述第一镜头位置范围中的第一中间镜头位置，所述焦距对应于所述物体的所述估算深度；以及

基于所述第一中间镜头位置的每一侧上的容差确定所述第一镜头位置范围中的所述第一镜头位置和第二镜头位置。