CN108463993A - 用于相位检测自动聚焦(af)的焦点摆动防止 - Google Patents

Abstract

公开用于相位检测自动聚焦AF的焦点摆动防止的方法和设备。在一个方面中，所述方法可由成像装置操作以用于防止在相位检测AF过程期间的焦点摆动。所述方法可包含俘获场景的图像和基于所述图像生成相位差值和所述相位差值的置信水平。所述方法还可包含至少部分地基于所述相位差值和所述置信水平计算焦点摆动度量。所述方法可进一步包含经由以下中的至少一个防止焦点摆动：防止焦点搜索的开始；以及响应于所述焦点摆动度量满足或超出限定的阈值而终止所述焦点搜索。

Description

用于相位检测自动聚焦(AF)的焦点摆动防止

技术领域

本申请大体上涉及数字图像处理，以及更具体地说，涉及用于防止在相位检测自动聚焦(AF)期间的焦点摆动的方法和系统。

背景技术

例如数码相机等成像装置可执行相位检测自动聚焦(AF)以便确定透镜位移值，所述透镜位移值用于使当前透镜位置移位，使得俘获的场景图像将聚焦。相位检测AF可包含对专门相位检测像素之间的相位差的测量。相位检测测量的精确度可取决于场景的各种视觉属性。因此，可计算每一相位检测测量的置信水平，所述置信水平指示相位检测测量是精确的可能性。在此上下文中，需要改进基于测量的相位差和对应置信水平的相位检测AF的精确度。

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。

在一个方面中，提供一种方法，所述方法可由成像装置操作以用于防止在相位检测自动聚焦(AF)过程期间的焦点摆动。所述方法可包括：俘获场景的图像；基于图像生成相位差值和相位差值的置信水平；至少部分地基于相位差值和置信水平计算焦点摆动度量，所述焦点摆动度量指示相位检测AF过程的焦点搜索的开始或继续将会导致焦点摆动的概率；和经由以下中的至少一个防止焦点摆动：(i)防止焦点搜索的开始和(ii)响应于焦点摆动度量满足或超出限定的阈值而终止焦点搜索。

在另一方面中，提供一种成像装置，其包括：图像传感器；至少一个处理器；和存储器，其存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于控制至少一个处理器来：经由图像传感器俘获场景的图像；基于图像生成相位差值和相位差值的置信水平；至少部分地基于相位差值和置信水平计算焦点摆动度量，所述焦点摆动度量指示相位检测AF过程的焦点搜索的开始或继续将会导致焦点摆动的概率；和经由以下中的至少一个防止焦点摆动：(i)防止相位检测AF搜索的开始和(ii)响应于焦点摆动度量满足或超出限定的阈值而终止焦点搜索。

在又一方面中，提供一种设备，其包括：用于俘获场景的图像的装置；用于基于图像生成相位差值和相位差值的置信水平的装置；用于至少部分地基于相位差值和置信水平计算焦点摆动度量的装置，所述焦点摆动度量指示相位检测自动聚焦(AF)过程的焦点搜索的开始或继续将会导致焦点摆动的概率；和用于响应于焦点摆动度量满足或超出限定的阈值而防止焦点摆动的装置。

在再一方面中，提供一种上面存储有指令的非暂时性计算机可读存储媒体，所述指令在被执行时致使装置的处理器来：俘获场景的图像；基于图像生成相位差值和相位差值的置信水平；至少部分地基于相位差值和置信水平计算焦点摆动度量，所述焦点摆动度量指示相位检测自动聚焦(AF)过程的焦点搜索的开始或继续将会导致焦点摆动的概率；和经由以下中的至少一个防止焦点摆动：(i)防止焦点搜索的开始和(ii)响应于焦点摆动度量满足或超出限定的阈值而终止焦点搜索。

附图说明

图1A说明根据本公开的方面的设备(例如，移动通信装置)的实例，所述设备包含可记录场景的图像的成像系统。

图1B是说明根据本公开的方面的成像装置的实例的框图。

图2提供进入一对相位检测光电二极管的光的射线轨迹的实例。

图3提供一对实例专门相位检测像素的图示。

图4是说明根据本公开的方面的可执行的相位检测AF的实例的框图。

图5是说明根据本公开的方面的图4的相位检测AF处理器的实例的框图。

图6是说明根据本公开的方面的可由成像装置操作的实例方法的流程图。

具体实施方式

数码相机系统或其它成像装置可执行自动聚焦(AF)以帮助用户在俘获场景的图像时使场景聚焦。一种用于AF的方法是相位检测AF，其可基于在图像传感器的专门像素之间测量的相位差执行。相位检测AF的精确度可与相位差测量的精确度和稳定性有关。相位检测AF技术可推断聚焦透镜位置(例如，场景的俘获的图像将会聚焦的透镜位置)和从当前透镜位置移动到聚焦透镜位置所需的透镜位置位移值。

相位检测AF可包含对应于测量的相位差的置信水平的计算。置信水平可指示对应相位差可用于可靠地预测实现聚焦透镜位置所需的透镜位移的量的可能性。置信水平可基于场景的内容来确定，所述场景的内容例如场景的俘获的图像中的对比度清晰度。在一些实施方案中，相位检测AF可基于俘获的图像中的由于相位检测AF传感器的结构所致的竖直边缘来确定。在这些实施方案中，置信水平可基于容纳于关注区域内的竖直边缘的数目来确定，原因是边缘的数目可与给定相位差测量的精确度相关。当置信水平满足或超出阈值置信水平时，相位检测AF过程可确定相位差测量对于执行相位检测AF是充分精确的。相比之下，当置信水平不满足阈值置信水平时，相位检测AF过程可确定相位差测量对于执行相位检测AF并不足够精确，且可等待更可靠的相位差测量(例如，具有比阈值置信水平更高的置信水平的相位差测量)。

无论用于确定置信水平的方法如何，仍可存在计算出的置信水平是不精确的极端案例。这可导致成像系统的不合需要的性能，例如焦点摆动。焦点摆动可是指透镜在AF过程期间的移动，从而使AF过程无法找出稳定的聚焦透镜位置。焦点摆动对于某些类型的场景内容可更可能发生。在导致焦点摆动的案例下，置信水平可相对为高(例如，超出置信水平阈值)，而相位差不精确，这导致相位检测AF过程基于不精确的相位差使透镜移动。本公开的一个方面涉及一种识别这些极端案例的方法，使得可防止由于焦点摆动所致的不期望的透镜移动。

以下详细描述是针对某些具体实施例。然而，所描述的技术可以众多不同方式体现。应当显而易见的是，本文中的方面可以广泛多种形式体现，且本文中所公开的任何具体结构、功能或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。另外，通过使用除了本文中所阐述的方面中的一或多个之外或不同于本文中所阐述的实施例中的一或多个的其它结构、功能性或结构与功能性，可实施这种设备或可实践这种方法。

此外，本文中所描述的系统和方法可实施于代管相机的各种不同运算装置上。这些包含移动电话、平板电脑、专用相机、便携式计算机、照相亭或照片冲印机、个人数字助理、超移动个人计算机和移动互联网装置。它们可使用通用或专用运算系统环境或配置。可适合与所描述的技术一起使用的运算系统、环境和/或配置的实例包含但不限于个人计算机(PC)、服务器计算机、手持式装置或膝上型装置、多处理器系统、基于微处理器的系统、可编程消费型电子装置、网络PC、微型计算机、大型计算机，包含上述系统或装置中的任一个的分布式运算环境等。

图1A说明根据本公开的方面的设备(例如，移动通信装置)的实例，所述设备包含可记录场景的图像的成像系统。设备100包含显示器120。设备100还可在设备的相反侧上包含相机，所述相机未示出。显示器120可显示在相机的视野130内俘获的图像。图1A示出视野130内的可由相机俘获的对象150(例如，人)。设备100内的处理器可基于场景的俘获的图像防止焦点摆动。

图1B描绘说明根据本公开的成像装置的实例的框图。成像装置200，在本文中也被互换地称为相机，可包含：以操作方式连接到图像传感器214的处理器205、任选深度传感器216、透镜210、致动器212、存储器230、任选存储装置275、任选显示器280、任选输入装置290和任选闪存295。在此实例中，所说明的存储器230可存储指令，所述指令在被执行时致使处理器205执行关于成像装置200的功能。在此实例中，存储器230可包含用于指示处理器205防止在相位检测AF期间发生焦点摆动的指令。

在说明性实施例中，光进入透镜210且在图像传感器214上聚焦。在一些实施例中，透镜210可包含多个透镜和可调整光学元件且可能够由处理器205控制。在一个方面中，图像传感器214利用电荷耦合装置(CCD)。在另一方面中，图像传感器214利用互补金属氧化物半导体(CMOS)或CCD传感器中的任一个。透镜210耦合到致动器212且可由致动器212相对于图像传感器214移动。透镜210相对于图像传感器214的移动可能会影响俘获的图像的聚焦。致动器212被配置成在AF操作期间使透镜210在一系列一或多个透镜移动中移动，例如，调整透镜位置以改变图像的聚焦。当透镜210到达其移动区间的边界时，透镜210或致动器212可被称为饱和。在说明性实施例中，致动器212是开环音圈电机(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)来致动透镜210。

深度传感器216被配置成估算有待由成像装置200俘获的图像中的对象的深度。深度传感器216可被配置成使用适用于确定或估算相对于成像装置200的对象或场景的深度的任何技术，包含用于估算深度的AF技术，例如相位检测AF、飞行时间AF、激光自动聚焦或立体声AF来执行深度估算。也可使用由成像装置200从场景内的对象或关于所述对象接收的深度或位置信息来应用所述技术。取决于采用的AF技术，深度传感器216可集成到成像装置200的其它组件中。举例来说，当使用相位检测AF时，图像传感器214可包含可被部分地遮蔽的专门相位检测像素。这些相位检测像素可成对形成，被称为“左侧”和“右侧”相位检测像素。

显示器280被配置成经由透镜210和图像传感器214显示俘获的图像且也可被利用来实施成像装置200的配置功能。在一个实施方案中，显示器280可被配置成显示由用户经由成像装置200的输入装置290选择的俘获的图像的一或多个区。在一些实施例中，成像装置200可不包含显示器280。

输入装置290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290可与显示器280集成，以便形成触摸屏显示器。在其它实施方案中，输入装置290可包含成像装置200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280上的菜单导航提供输入。在其它实施方案中，输入装置290可以是输入端口。举例来说，输入装置290可实现另一装置到成像装置200的操作性耦合。成像装置200接着可经由输入装置290从附接的键盘或鼠标接收输入。在再其它实施例中，输入装置290可远离成像装置200且在例如无线网络的通信网络上与成像装置200通信。

处理器205可利用存储器230来存储在成像装置200的操作期间动态创建的数据。在一些情况下，存储器230可包含其中用以存储动态创建的数据的单独工作存储器。举例来说，存储于存储器230中的指令在被处理器205执行时可存储于工作存储器中。工作存储器也可存储动态运行时间数据，例如由在处理器205上执行的程序利用的堆或栈数据。存储装置275可被利用来存储由成像装置200创建的数据。举例来说，经由图像传感器214俘获的图像可存储于存储装置275上。与输入装置290相似，存储装置275也可远程定位，即，不与成像装置200成一体，且可经由通信网络接收俘获的图像。

存储器230可被视为计算机可读媒体且存储用于指示处理器205执行根据本公开的各种功能的指令。举例来说，在一些方面中，存储器230可被配置成存储致使处理器205执行方法500或其部分的指令，如下文所描述且如图6中所说明。

在一个实施方案中，存储于存储器230中的指令可包含在被执行时致使处理器205确定透镜210的可包含用于俘获图像的期望透镜位置的透镜位置区间中的透镜位置的指令。确定的透镜位置可不包含在透镜位置区间内的每个可能透镜位置，但可仅包含在透镜位置区间内的一子集的可能透镜位置。确定的透镜位置可由确定透镜位置之间的一或多个可能透镜位置的步长分离。举例来说，确定的透镜位置可包含：在透镜位置区间的一端处的第一透镜位置，所述第一透镜位置表示第一聚焦距离；和在透镜位置区间的另一端处的第二透镜位置，所述第二透镜位置表示第二聚焦距离。确定的透镜位置可进一步包含一或多个中间透镜位置，每一中间透镜位置表示第一聚焦距离与第二聚焦距离之间的聚焦距离，其中确定的透镜位置由第一透镜位置区间中的确定透镜位置之间的一或多个可能透镜位置的步长分离。在说明性实施例中，处理器205可至少部分地基于对象的深度的估算确定透镜位置区间中的透镜位置。当被执行时，指令也可致使处理器205确定或生成在透镜位置区间内的一或多个透镜位置处俘获的图像的聚焦值。用于俘获图像的期望透镜位置可以是具有最大聚焦值的透镜位置。当被执行时，指令也可致使处理器205基于确定的或生成的聚焦值确定或生成聚焦值曲线或表示聚焦值曲线的数据。当被执行时，指令也可致使处理器205至少部分地基于生成的聚焦值确定透镜位置搜索区间中的透镜位置或基于先前透镜位置搜索区间确定聚焦值曲线或表示聚焦值曲线的数据。

相位检测AF技术

如上文所描述，根据本公开的方面的可执行相位检测AF的成像装置200可包含可被部分地遮蔽的专门相位检测像素。这些相位检测像素可被布置成像素对，包含“左侧”和“右侧”相位检测像素。图2提供进入一对相位检测光电二极管的光的射线轨迹的实例。图2的实例包含透镜210、微透镜310、一对光电二极管320A和320B、以及光330。微透镜310以及光电二极管320A和320B可包含于成像装置200的图像传感器214中。应了解，透镜210和微透镜310的尺寸未按比例示出。光330可分成左侧光线集合L(x)和右侧光线集合R(x)。

具体地说，图2描绘聚焦条件的实例光线330轨迹。光330从目标场景中的点行进，行进通过透镜210以用于使目标场景聚焦到图像传感器214上，所述图像传感器214包含光电二极管320A和320B。光330在落在光电二极管320A和320B上之前穿过微透镜110。如所说明，光电二极管320A从左侧光线集合L(x)接收光且光电二极管320B从右侧光线集合R(x)接收光。

当图像聚焦时，左侧光线集合L(x)和右侧光线集合R(x)在光电二极管320A和320B的平面处汇聚。当光汇聚在光电二极管320A和320B的平面的前方或后方时，图像离焦。当图像离焦时，透镜210可取决于聚焦在主体前方(更接近图像传感器)还是在主体后方(更远离图像传感器)而向前(朝向图像传感器)或后向(远离图像传感器)移动。相位检测AF过程可基于专门相位检测像素确定使图像聚焦所需的透镜位置位移的量和方向。

图3提供一对实例专门相位检测像素的图示。图3的相位检测像素300A和300B(也被简称为像素)中的每一个包含微透镜305、任选彩色滤波器315、光掩模325A或325B、和光电二极管320C或320D。图3中示出像素300A、300B中的每一个的中心线340。像素对300A和300B形成左侧像素和右侧像素且由处理器205一起使用以测量俘获的图像的相位差。此外，光掩模325A和325B分别形成于像素300A和300B的相对侧上。处理器205可基于光掩模325A和325B是阻挡入射于像素300A和300B上的光还是使其通过而测量相位差。

图4是说明根据本公开的方面的可执行的相位检测AF的实例的框图。图4中所说明的框中的每一个可经由处理器205或专门硬件实施。图4的相位检测AF过程包含相位检测计算器410和相位检测AF处理器420。相位检测计算器410可从专门左侧相位检测像素300A和右侧相位检测像素300B接收左侧图像对和右侧图像对作为输入。相位检测计算器410也可接收图像俘获条件，在所述图像俘获条件下从处理器205获得左侧图像对和右侧图像对。在一些实施方案中，俘获条件可包含：由图像传感器214应用到俘获的图像的模拟和/或数字增益值以及在图像俘获期间使用的曝光时间。模拟和/或数字增益值和曝光时间可由处理器205确定和/或生成。最后，相位检测计算器410接收相位检测AF校准值。相位检测计算器410基于左侧图像对和右侧图像对、图像俘获条件和相位检测AF校准值确定相位差和对应置信水平。

相位检测AF处理器420从相位检测计算器410接收计算出的相位差和对应置信水平。基于接收的相位差和接收的置信水平，相位检测AF处理器420确定透镜位置(例如，更接近聚焦透镜位置的下一个透镜位置)和焦点状态。焦点状态可是指AF当前是否正被执行的状态。也就是说，当透镜位置不会被相位检测AF处理器420更改时，焦点状态可以是“监测”状态。此外，当透镜位置被相位检测AF处理器420更新时，焦点状态可以是“当前搜索”状态，其中相位检测AF处理器420当前正执行相位检测AF。在某一实施方案中，焦点状态可由二进制旗标值表示。相位检测AF处理器420可经由迭代循环执行相位检测AF，所述迭代循环基于相位差和置信水平输入使透镜位置逐渐地更接近聚焦透镜位置移动。另外，当置信水平满足或超出置信水平阈值时，相位检测AF处理器420可执行相位检测AF(例如，进入“当前搜索”状态)。

具有焦点摆动防止的相位检测AF

图5是说明根据本公开的方面的图4的相位检测AF处理器的实例的框图。相位检测AF处理器420包含与图4的相位检测AF处理器420相同的输入(相位差和置信水平)且具有相同输出(透镜位置和焦点状态)。图5的相位检测处理器420包含相位差队列422、置信水平队列424、第一分析426、第二分析428和焦点搜索530。相位差队列422和置信水平队列424分别存储界定的时间段内的相位差和置信水平输入的值。当相位差AF处理器420在处理器205中实施时，相位差队列422和置信水平队列424可通过将相位差和置信水平的历史存储于寄存器或存储器中以用于由第一分析426和第二分析428检索来实施。当相位差AF处理器420在硬件中实施时，相位差队列422和置信水平队列424中的每一个可由例如寄存器或缓冲器等专用硬件组件实施。

第一分析426和第二分析428中的每一个可从相位差队列422和置信水平队列424接收相位差和置信水平的历史，且从焦点搜索控制器430接收当前透镜位置和当前焦点状态。第一分析426可将聚焦开始信号输出到焦点搜索控制器430且第二分析428可将聚焦停止信号输出到焦点搜索控制器430。在一个实施方案中，第一分析426和第二分析428中的每一个可经由处理器205实施，所述处理器205基于接收的输入确定某些度量且将度量与限定的阈值进行比较。在另一实施方案中，第一分析426和第二分析428中的每一个可经由滤波器(例如，时间滤波器)实施，所述滤波器可以是线性的或适应性的(例如，非线性的)。

在至少一个实施方案中，时间滤波器可确定存储于相位差队列422中的最大值和最小值之间的差。当差大于阈值差值时，第一分析426的时间滤波器可延迟输出聚焦开始信号，直到差小于阈值差值为止。也就是说，当差大于阈值差值时，相位差历史对于开始焦点搜索可能并不充分稳定。当差大于阈值差值时，第二分析428的时间滤波器可输出聚焦停止信号，从而终止当前焦点搜索。在一些实施方案中，由第一分析425和第二分析428使用的阈值差值可不同。另外，第一分析426和第二分析428可基于存储于置信水平队列424中的置信水平调整阈值差值。举例来说，当置信水平小于阈值置信值时，第一分析425和第二分析428可更改阈值差值。观察的置信水平也可用于仅选择具有超出有待由时间滤波器426和428使用的最小阈值置信水平的置信水平的相位差样本。

焦点搜索控制器430基于聚焦开始信号和聚焦停止信号确定开始还是终止焦点搜索。举例来说，当焦点搜索控制器430接收聚焦开始信号时，焦点搜索控制器430将发起焦点搜索，包含基于相位差和相关联置信水平移动透镜且将焦点状态更新为“当前搜索”。焦点搜索控制器430将继续在“当前搜索”状态中更新透镜位置，直到更新的透镜位置匹配当前透镜位置或焦点搜索控制器430接收到聚焦停止信号为止。在更新的透镜位置匹配当前透镜位置或焦点搜索控制器430接收到聚焦停止信号之后，焦点搜索控制器430将终止焦点搜索，其可包含阻止更新透镜位置且将焦点状态改变为“监测”。

第一分析426和第二分析428可基于当前透镜位置、当前焦点状态以及分别存储于相位差队列422和置信水平队列424中的相位差和置信水平的历史检测和防止焦点摆动。第一分析426和第二分析428可基于指示焦点搜索的开始或继续将导致焦点摆动的概率的度量的计算检测焦点摆动。

根据本公开的方面的可被防止的一种类型的焦点摆动是“错误开始”焦点搜索。在某些情况下，当前相位差和当前置信水平可符合用于发起焦点搜索的条件。然而，如上文所论述，在极端案例中，相位差和置信水平可能不精确，从而导致在场景并未离焦时发起焦点搜索。在图像聚焦和稳定时发起焦点搜索可被称为“错误开始”焦点搜索。

为了识别和防止发生“错误开始”焦点搜索，第一分析426和第二分析428可将基于相位差和置信水平的历史生成的度量与阈值度量进行比较。由于“错误开始”焦点搜索发生在“监测”焦点状态期间，因此第一分析426和第二分析428可在尝试识别相位差和置信水平值中的“错误开始”焦点搜索条件之前首先确定焦点状态是“监测”。第一分析426和第二分析428可考虑的一个度量是相位差和置信水平中的每一个的时间稳定性。举例来说，如果相位差和置信水平中的一或多个在短时间段内异常且返回到稳定值(例如，在最近历史值的阈值水平内)，那么异常值可能不表示俘获的图像离焦(例如，异常值可被识别为假)。由此，第一分析426可制止输出聚焦开始信号，直到相位差和置信水平在时间上稳定为止，由此防止焦点搜索由于假相位差和/或置信水平值而发起。第一分析426和第二分析428对假值的检测也可通过施加相位差和置信水平的历史值的其它度量或条件来执行。在一个实施例中，这些度量和/或时间稳定性度量可由滤波器在第一分析426和第二分析428内实施。滤波器可在专门硬件中实施或经由处理器205实施。

可由相位检测AF处理器420检测和防止的另一类型的焦点摆动是“不稳定”焦点搜索。“不稳定”焦点搜索可是指连续地移动透镜位置而无法获得稳定聚焦位置的焦点搜索。这可能会例如在将成像装置200移动或水平移动到新的场景之后发生。在移动到新的场景之后，相位差和置信水平值仍可表示前一场景，且因此在焦点搜索基于与前一场景有关的相位差和置信水平值在新的场景上执行时可导致不合需要的焦点搜索性能。因此，本公开的另一方面是识别“不稳定”焦点搜索和终止“不稳定”焦点搜索。

焦点搜索的一个预期性能可以是在界定的时间段内经由聚焦质量的单调改进(例如，从离焦到聚焦)识别聚焦透镜位置。由于“不稳定”焦点搜索性能可能会在焦点搜索期间发生，因此第一分析426和第二分析428可确定焦点状态是否是“当前搜索”状态。当焦点状态是“当前搜索”状态时，第一分析426和第二分析428可确定可指示“不稳定”焦点搜索的度量。

在一个实施方案中，第一分析426和第二分析428可通过分析指示透镜位置的移动方向改变的次数的度量确定焦点搜索是否汇聚在聚焦透镜位置上。第二分析428可基于对从焦点搜索控制器430接收的透镜位置的分析经由生成聚焦停止信号来终止焦点搜索。举例来说，第二分析428可基于从焦点搜索控制器430接收的透镜位置信号计算透镜位置已改变方向的次数且可当透镜位置已改变方向的次数满足或超出阈值次数时终止焦点搜索。

在另一实施方案中，当指示焦点搜索的时间量的度量满足或超出阈值时间时，第二分析428可生成聚焦停止信号以终止“不稳定”焦点搜索。举例来说，第二分析428可确定帧数(例如，在焦点搜索期间俘获的图像的数目)且将帧数与阈值帧数进行比较。这可限制允许焦点搜索汇聚在聚焦透镜位置上的时间长度。在焦点搜索控制器430已响应于聚焦停止信号而终止焦点搜索之后，对比AF过程可代替相位检测AF过程执行。在一个实施方案中，用于终止“不稳定”焦点搜索的条件中的任一个可由一或多个滤波器(例如，时间滤波器)实施，所述一或多个滤波器可以是线性的或适应性的(例如，非线性的)。

用于防止相位检测AF的焦点摆动的实例流程图

图6是根据本公开的方面的说明可由成像装置200或其组件操作以用于相位检测AF的焦点摆动防止的实例方法500的流程图。举例来说，图6中所说明的方法500的步骤可由成像装置200的处理器205执行。为方便起见，方法500被描述为由成像装置200的处理器205执行。

方法500开始于框501。在框505处，处理器205俘获场景的图像。在框510处，处理器205基于图像生成相位差值和相位差值的置信水平。处理器205可将相位差值和置信水平存储于存储器230中以维持相位差值和置信水平的历史。在框515处，处理器205至少部分地基于相位差值和置信水平计算焦点摆动度量。焦点摆动度量可指示相位检测AF过程的焦点搜索的开始或继续将会导致焦点摆动的概率。在框520处，处理器205经由以下中的至少一个防止焦点摆动：(i)防止焦点搜索的开始和(ii)响应于焦点摆动度量满足或超出限定的阈值而终止焦点搜索。方法500在框525处结束。

其它考虑因素

在一些实施例中，上文所论述的电路、过程和系统可用于例如设备100等无线通信装置。无线通信装置可以是一种用于与其它电子装置无线通信的电子装置。无线通信装置的实例包含蜂窝式电话、智能电话、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、例如显示装置等一或多个输出装置和电源/接口。无线通信装置可另外包含发射器和接收器。发射器和接收器可共同称为收发器。收发器可耦合到一或多个天线以用于发射和/或接收无线信号。

无线通信装置可无线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为移动装置、移动台、订户台、用户设备(UE)、远程站、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台式计算机、蜂窝电话、智能电话、无线调制解调器、电子阅读器、平板装置、游戏系统等。无线通信装置可根据例如第三代合作伙伴计划(3GPP)等一或多个行业标准来操作。因此，通用术语“无线通信装置”可包含根据行业标准的不同命名法所描述的无线通信装置(例如，接入终端、用户设备(UE)、远程终端等)。

本文中所描述的功能可作为一或多个指令存储于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，这种媒体可包含随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪存储器或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置、或可用于存储呈指令或数据结构形式且可由计算机存取的期望程序代码的任何其它媒体。如本文中所使用，磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字影音光盘(DVD)、软性磁盘和其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘利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的和非暂时性的。术语“计算机程序产品”是指运算装置或处理器，其与可由运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”可指可由运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，方法步骤和/或动作可彼此互换。换句话说，除非正描述的方法的适当操作需要步骤或动作的具体次序，否则，在不脱离权利要求书的范围的情况下，可修改具体步骤和/或动作的次序和/或使用。

应注意，如本文中所使用，术语“耦合(couple、coupling、coupled)”或词语耦合的其它变体可指示间接连接或直接连接。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”涵盖广泛多种动作，且因此“确定”可包含计算、运算、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。而且，“确定”可包含接收(例如，接收信息)、存取(例如，存取存储器中的数据)等。而且，“确定”可包含解决、选择、挑选、建立等。

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。

在前文描述中，给出具体细节以提供对实例的透彻理解。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些具体细节的情况下实践所述实例。举例来说，可在框图中示出电组件/装置，以免用不必要的细节混淆所述实例。在其它实例中，可详细示出此些组件、其它结构和技术以进一步解释所述方面。

本文中包含一些标题以供参考且辅助定位各个章节。这些标题并不意欲限制相对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，所述过程被描绘为流程图、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，但许多操作可并行或同时执行，且所述过程可重复。另外，操作的次序可重新安排。当过程的操作完成时，所述过程终止。过程可对应于方法、功能、程序、子例程、子程序等。当过程对应于软件函数时，过程的终止对应于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应用于其它实施方案而不脱离本公开的精神或范围。因此，本公开不意图于本文中所示出的实施方案，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)

1.一种可由成像装置操作以用于防止在相位检测自动聚焦AF过程期间的焦点摆动的方法，所述方法包括：

俘获场景的图像；

基于所述图像生成相位差值和所述相位差值的置信水平；

至少部分地基于所述相位差值和所述置信水平计算焦点摆动度量，所述焦点摆动度量指示所述相位检测AF过程的焦点搜索的开始或继续将会导致焦点摆动的概率；以及

经由以下中的至少一个防止焦点摆动：(i)防止所述焦点搜索的所述开始和(ii)响应于所述焦点摆动度量满足或超出限定的阈值而终止所述焦点搜索。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将所述相位差值和所述置信水平存储于存储器中，其中所述计算所述焦点摆动度量进一步基于存储于所述存储器中的多个相位差值和多个置信度水平。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述焦点摆动度量的所述计算包括向存储于所述存储器中的所述相位差值和所述置信度水平中的每一个应用滤波器。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述焦点摆动度量包括所述存储的相位差值和所述存储的置信水平中的每一个的稳定性，所述方法进一步包括：

确定所述相位差值指示所述图像离焦；

确定所述置信水平大于阈值置信水平；以及

响应于以下各项而开始所述焦点搜索：i)确定所述相位差值指示所述图像离焦，ii)确定所述置信水平大于所述阈值置信水平，和ⅲ)确定存储于所述存储器中的所述相位差值和所述置信水平值中的每一个的所述稳定性大于阈值稳定性。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述成像装置进一步包括透镜，所述方法进一步包括分析所述透镜的位置和所述透镜的焦点状态以检测焦点摆动。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述成像装置进一步包括透镜，所述方法进一步包括：

执行所述焦点搜索，包含将所述透镜移动到第一透镜位置，

其中所述焦点摆动度量的所述计算包括确定所述透镜的移动方向已颠倒的次数，且

其中防止焦点摆动包括响应于所述透镜的所述移动方向已颠倒的所述次数满足或超出阈值次数而终止所述焦点搜索。

7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括响应于终止所述相位检测AF过程的所述焦点搜索而执行对比焦点搜索。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述成像装置进一步包括透镜，所述方法进一步包括：

执行所述焦点搜索，包含：将所述透镜递增地移动得较接近于第一透镜位置和俘获每个增量透镜位置处的后续图像，

其中所述焦点摆动度量的所述计算包括确定后续图像的数目，且

其中焦点摆动的所述防止包括响应于所述后续图像的所述数目满足或超出后续图像的阈值数目而终止所述焦点搜索。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述焦点摆动度量的所述计算包括：

执行所述相位差值和所述置信水平的第一分析以确定是否开始所述焦点搜索；以及

执行所述相位差值和所述置信水平的第二分析以确定是否终止所述焦点搜索。

10.一种成像装置，其包括：

图像传感器；

至少一个处理器；以及

存储器，其存储计算机可执行指令以用于控制所述至少一个处理器：

经由所述图像传感器俘获场景的图像；

基于所述图像生成相位差值和所述相位差值的置信水平；

至少部分地基于所述相位差值和所述置信水平计算焦点摆动度量，所述焦点摆动度量指示相位检测AF过程的焦点搜索的开始或继续将会导致焦点摆动的概率；以及

经由以下中的至少一个防止焦点摆动：(i)防止所述相位检测AF搜索的所述开始和(ii)响应于所述焦点摆动度量满足或超出限定的阈值而终止所述焦点搜索。

11.根据权利要求10所述的成像装置，其中所述计算机可执行指令进一步用于控制所述至少一个处理器以：

将所述相位差值和所述置信水平存储于存储器中，

其中所述计算所述焦点摆动度量进一步基于存储于所述存储器中的多个相位差值和多个置信度水平。

12.根据权利要求11所述的成像装置，其中所述计算机可执行指令进一步用于控制所述至少一个处理器以：

向存储于所述存储器中的所述相位差值和所述置信度水平中的每一个应用滤波器。

13.根据权利要求11所述的成像装置，其中所述焦点摆动度量包括所述存储的相位差值和所述存储的置信水平中的每一个的稳定性，所述计算机可执行指令进一步用于控制所述至少一个处理器以：

确定所述相位差值指示所述图像离焦；

确定所述置信水平大于阈值置信水平；以及

响应于以下各项而开始所述焦点搜索：i)确定所述相位差值指示所述图像离焦，ii)确定所述置信水平大于所述阈值置信水平，和ⅲ)确定存储于所述存储器中的所述相位差值和所述置信水平值中的每一个的所述稳定性大于阈值稳定性。

14.根据权利要求10所述的成像装置，其进一步包括透镜，所述计算机可执行指令进一步用于控制所述至少一个处理器以分析所述透镜的位置和所述透镜的焦点状态以检测焦点摆动。

15.根据权利要求10所述的成像装置，其进一步包括透镜，所述计算机可执行指令进一步用于控制所述至少一个处理器以：

执行所述焦点搜索，包含将所述透镜移动到第一透镜位置；

确定所述透镜的移动方向已颠倒的次数，以及

响应于所述透镜的所述移动方向已颠倒的所述次数满足或超出阈值次数而终止所述焦点搜索。

16.根据权利要求15所述的成像装置，其中所述计算机可执行指令进一步用于控制所述至少一个处理器以响应于终止所述相位检测AF过程的所述焦点搜索而执行对比焦点搜索。

17.根据权利要求10所述的成像装置，其进一步包括透镜，所述计算机可执行指令进一步用于控制所述至少一个处理器以：

执行所述焦点搜索，包含：将所述透镜递增地移动得较接近于第一透镜位置和俘获每个增量透镜位置处的后续图像；

确定所述后续图像的数目；以及

响应于所述后续图像的数目满足或超出后续图像的阈值数目而终止所述焦点搜索。

18.根据权利要求10所述的成像装置，其中所述计算机可执行指令进一步用于控制所述至少一个处理器以：

执行所述相位差值和所述置信水平的第一分析以确定是否开始所述焦点搜索；以及

执行所述相位差值和所述置信水平的第二分析以确定是否终止所述焦点搜索。

19.一种设备，其包括：

用于俘获场景的图像的装置；

用于基于所述图像生成相位差值和所述相位差值的置信水平的装置；

用于至少部分地基于所述相位差值和所述置信水平计算焦点摆动度量的装置，所述焦点摆动度量指示相位检测自动聚焦AF过程的焦点搜索的开始或继续将会导致焦点摆动的概率；以及

用于响应于所述焦点摆动度量满足或超出限定的阈值而防止焦点摆动的装置。

20.根据权利要求19所述的设备，其进一步包括用于将所述相位差值和所述置信水平存储于存储器中的装置，其中所述计算所述焦点摆动度量进一步基于存储于所述存储器中的多个相位差值和多个置信度水平。

21.根据权利要求20所述的设备，其中所述用于计算所述焦点摆动度量的装置包括用于向存储于所述存储器中的所述相位差值和所述置信度水平中的每一个应用滤波器的装置。

22.根据权利要求20所述的设备，其中所述焦点摆动度量包括所述存储的相位差值和所述存储的置信水平中的每一个的稳定性，所述设备进一步包括：

用于确定所述相位差值指示所述图像离焦的装置；

用于确定所述置信水平大于阈值置信水平的装置；以及

用于响应于以下各项而开始所述焦点搜索的装置：i)确定所述相位差值指示所述图像离焦，ii)确定所述置信水平大于所述阈值置信水平，和ⅲ)确定存储于所述存储器中的所述相位差值和所述置信水平值中的每一个的所述稳定性大于阈值稳定性。

23.根据权利要求19所述的设备，其进一步包括用于分析透镜的位置和所述透镜的焦点状态以检测焦点摆动的装置。

24.根据权利要求19所述的设备，其进一步包括：

用于执行所述焦点搜索、包含将所述透镜移动到第一透镜位置的装置，

其中所述用于计算所述焦点摆动度量的装置包括用于确定所述透镜的移动方向已颠倒的次数的装置，且

其中用于防止焦点摆动的装置包括用于响应于所述透镜的所述移动方向已颠倒的所述次数满足或超出阈值次数而终止所述焦点搜索的装置。

25.根据权利要求24所述的设备，其进一步包括用于响应于终止所述相位检测AF过程的所述焦点搜索而执行对比焦点搜索的装置。

26.一种非暂时性计算机可读存储媒体，其具有存储于其上的指令，所述指令在执行时致使装置的处理器：

俘获场景的图像；

基于所述图像生成相位差值和所述相位差值的置信水平；

至少部分地基于所述相位差值和所述置信水平计算焦点摆动度量，所述焦点摆动度量指示相位检测自动聚焦AF过程的焦点搜索的开始或继续将会导致焦点摆动的概率；以及

经由以下中的至少一个防止焦点摆动：(i)防止所述焦点搜索的所述开始和(ii)响应于所述焦点摆动度量满足或超出限定的阈值而终止所述焦点搜索。

27.根据权利要求26所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其进一步具有存储于其上的指令，所述指令在执行时致使所述处理器将所述相位差值和所述置信水平存储于存储器中，其中所述焦点摆动度量的所述计算进一步基于存储于所述存储器中的多个相位差值和多个置信度水平。

28.根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其进一步具有存储于其上的指令，所述指令在执行时致使所述处理器向存储于所述存储器中的所述相位差值和所述置信度水平中的每一个应用滤波器。

29.根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述焦点摆动度量包括所述存储的相位差值和所述存储的置信水平中的每一个的稳定性，所述非暂时性计算机可读存储媒体进一步具有存储在其上的指令，所述指令在执行时致使所述处理器：

确定所述相位差值指示所述图像离焦；

确定所述置信水平大于阈值置信水平；以及

响应于以下各项而开始所述焦点搜索：i)确定所述相位差值指示所述图像离焦，ii)确定所述置信水平大于所述阈值置信水平，和ⅲ)确定存储于所述存储器中的所述相位差值和所述置信水平值中的每一个的所述稳定性大于阈值稳定性。

30.根据权利要求26所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其进一步具有存储于其上的指令，所述指令在执行时致使所述处理器分析透镜的位置和所述透镜的焦点状态以检测焦点摆动。