CN111050061A - 对焦方法、对焦装置、介质和计算设备 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式提供了一种对焦方法。该对焦方法包括：按照第一固定步长L_{l arg e}移动该镜头，并基于该镜头在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得本次对焦的粗调目标位置PC_media；以PF₁＝PC_media‑L_small*m为精调起点、以PF_2m+1＝PC_media+L_samll*m为精调终点，按照第二固定步长L_small移动该镜头，并且依次获得该镜头在不同对焦位置PF₁，PF₂...，PF_2m+1对应的图像清晰度SF₁，SF₂...，SF_2m+1；将{SF₁，SF2_，...，SF_2m+1}中大于或等于精调可接受清晰度阈值SF_accept的至少一个值对应的对焦位置作为本次对焦的精调对焦位置PF_op。本发明的实施方式还提供了一种对焦装置、介质和计算设备。本发明的对焦方法、对焦装置、介质及计算机设备可以实现自动对焦，降低了算法复杂度，缩短了对焦时间，而且可有效避免算法陷入局部最优值，使得对焦效果更稳定。

Description

对焦方法、对焦装置、介质和计算设备

技术领域

本发明的实施方式涉及图像采集领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种对焦方法、对焦装置、介质和计算设备。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

随着数字图像、多媒体技术等的快速发展，自动对焦可以避免人工手动对焦的繁琐、以及效果不稳定等问题，显得越来越重要。

现有技术中，自动对焦方法通常利用反复搜索、或者曲线拟合法等算法来寻找最佳对焦位置。反复搜索通常会引起搜索次数以及搜索结果的不确定性。而曲线拟合算法本身就复杂度较高，导致算法复杂度较大、耗时长。

而且，现有技术中，多数自动对焦方法在寻找最佳对焦位置时通常隐含一个前提假设，即图像清晰度与对焦位置的关系曲线是一条理想的抛物线，该抛物线的峰值对应的对焦位置便是最佳对焦位置，而且峰值两侧的曲线是单调变化的。但在实际测试中发现，图像清晰度与对焦位置的关系曲线，在大部分情况下并非是一条理想的抛物线。这导致现有技术中寻找到的最佳对焦位置可能仅是一个局部最优值，而非全局最优点，从而导致确定的最佳对焦位置并不稳定，对焦效果欠优。

发明内容

因此在现有技术中，如何实现简易且稳定的自动对焦是非常令人烦恼的过程。

为此，非常需要一种改进的自动对焦方法，以避免对焦位置陷入局部最优值，同时算法复杂度低、对焦效果稳定。

在本上下文中，本发明的实施方式期望提供一种高效率、高准确率和高稳定性的对焦机制。

在本发明实施方式的第一方面中，提供了一种对焦方法。该对焦方法应用于电子设备。所述电子设备包括镜头和移动镜头的舵机。所述镜头能够沿所述舵机的轴线移动。以所述镜头的当前位置作为初始位置PC₀。所述方法包括：首先，按照第一固定步长L_large移动所述镜头，并基于所述镜头在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得本次对焦的粗调目标位置PC_media，其中所述镜头在所述粗调目标位置PC_media对应的图像清晰度大于或等于粗调可接受清晰度阈值SC_accept；然后，以PF₁＝PC_media-L_small*m为精调起点、以PF_2m+1＝PC_media+L_samll*m为精调终点，按照第二固定步长L_small移动所述镜头，并且依次获得所述镜头在不同对焦位置PF₁，PF₂...，PF_2m+1对应的图像清晰度SF₁，SF₂...，SF_2m+1，其中，

m为大于等于1的整数；接着，将{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中大于或等于精调可接受清晰度阈值SF_accept的至少一个值对应的对焦位置作为本次对焦的精调对焦位置PF_op，其中，SC_accept≤SF_accept≤max{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}。

在本发明的一个实施例中，所述按照第一固定步长L_large移动所述镜头，并基于所述镜头在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得本次对焦的粗调目标位置PC_media包括：首先，基于SC_near-SC₀与SC_Δ的比较，确定在所述本次对焦中是否需要沿所述舵机的轴线的特定方向移动所述镜头，其中，SC_Δ为相邻点清晰度差阈值，SC₀为所述镜头在PC₀对应的图像清晰度，SC_near为所述镜头在PC₀的相邻对焦位置对应的图像清晰度，其中，PC₀的相邻对焦位置包括以PC₀为起点，按照第一固定步长L_large沿所述舵机的轴线的正向和/或负向移动一次后的对焦位置；然后，在确定需要沿所述舵机的轴线的特定方向移动所述镜头的情况下，以PC₀为起点，沿所述舵机的轴线的特定方向按照第一固定步长L_large移动所述镜头，并基于所述镜头在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得所述粗调目标位置PC_media；或者，在确定不需要沿所述舵机的轴线的特定方向移动所述镜头的情况下，以PC₀为所述粗调目标位置PC_media。

在本发明的另一实施例中，在确定需要沿所述舵机的轴线的特定方向移动所述镜头的情况下，以PC₀为起点，沿所述舵机的轴线的特定方向按照第一固定步长L_large移动所述镜头，并基于所述镜头在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得所述粗调目标位置PC_media包括：首先，以PC₀为起点，每次沿所述舵机的轴线的特定方向移动所述镜头所述第一固定步长L_large的距离，并依次获得所述镜头在不同对焦位置PC₀，PC₁，...，PC_n-1，PC_n对应的图像清晰度SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n，直到SC_n-SC_n-1＜SC_Δ时停止移动所述镜头，其中|PC_n-PC_n-1|＝L_large，n为大于等于2的整数；然后，将{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中大于或等于所述粗调可接受清晰度阈值SC_accept的至少一个值对应的对焦位置，作为所述粗调目标位置PC_media，其中SC_accept≤max{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}。

在本发明的又一个实施例中，在{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中存在多个值大于或等于所述粗调可接受清晰度阈值SC_accept的情况下，将{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中大于或等于所述粗调可接受清晰度阈值SC_accept的至少一个值对应的对焦位置，作为所述粗调目标位置PC_media包括：基于{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中大于或等于所述粗调可接受清晰度阈值SC_accept的多个连续的值对应的对焦位置，得到粗调可接受区间[PC_down，PC_up]，以及以所述粗调可接受区间[PC_down，PC_up]的中点作为所述粗调目标位置PC_media。

在本发明的再一个实施例中，基于SC_near-SC₀与SC_Δ的比较，确定在所述本次对焦中是否需要沿所述舵机的轴线的特定方向移动所述镜头包括：若SC_near+-SC₀＞SC_Δ，其中SC_near+为按照所述第一固定步长L_large从PC₀沿所述舵机的轴线的正向移动一次后的对焦位置对应的图像清晰度，则确定需要沿所述舵机的轴线的正向移动所述镜头；或者，若SC_near+-SC₀≤SC_Δ且SC_near--SC₀＞SC_Δ，其中SC_near-为按照所述第一固定步长L_large从所述初始位置PC₀沿所述舵机的轴线的负向移动一次后的对焦位置对应的图像清晰度SC_near，则确定需要沿所述舵机的轴线的负向移动所述镜头；或者，若SC_near--SC₀≤SC_Δ且SC_near--SC₀≤SC_Δ，则确定不需要沿所述舵机的轴线的特定方向移动所述镜头。

在本发明的再一个实施例中，所述相邻点清晰度差阈值SC_Δ＝0或者SC_Δ＜0。

在本发明的再一个实施例中，所述相邻点清晰度差阈值SC_Δ＝-SC_移动前/β，β＞0，其中SC_移动前为按照所述第一固定步长L_large对所述镜头移动一次的过程中，移动之前所述镜头所在的对焦位置对应的图像清晰度。

在本发明的再一个实施例中，β＝50。

在本发明的再一个实施例中，所述粗调可接受清晰度阈值为SC_accept＝max{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}·(1-1/r)，r＞1。

在本发明的再一个实施例中，r＝10。

在本发明的再一个实施例中，在{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中存在多个值大于或等于精调可接受清晰度阈值SF_accept的情况下，所述将{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中大于或等于精调可接受清晰度阈值SF_accept的至少一个值对应的对焦位置作为本次对焦的精调对焦位置PF_op包括：基于{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中大于或等于所述精调可接受清晰度阈值SF_accept的多个连续的值对应的对焦位置，得到精调可接受区间[PF_down，PF_up]；以及以所述精调可接受区间[PF_down，PF_up]中的任意一点作为所述精调对焦位置PF_op。

在本发明的再一个实施例中，以所述精调可接受区间[PF_down，PF_up]中的任意一点作为所述精调对焦位置PF_op，包括以所述精调可接受区间[PF_down，PF_up]的中点作为所述精调对焦位置PF_op。

在本发明的再一个实施例中，所述精调可接受清晰度阈值为SF_accept＝max{F₁，...，SF_2m-1}(1-1/λ)，λ＞1。

在本发明的再一个实施例中，λ＝40。

在本发明的再一个实施例中，m＝3。

在本发明的再一个实施例中，所述镜头沿所述舵机的轴线的移动范围为0～700，其中L_large＝50，L_small＝15。

在本发明的再一个实施例中，所述镜头在不同对焦位置对应的图像清晰度采用Tenengrad梯度函数计算。

在本发明的再一个实施例中，所述镜头用于投影图像，所述电子设备与投影平面之间的当前距离为H，所述方法还包括存储所述当前距离H与所述精调对焦位置PF_op的对应关系。

在本发明实施方式的第二方面中，提供了一种对焦装置。该对焦装置设置于电子设备。所述电子设备包括镜头、移动镜头的舵机，所述镜头能够沿所述舵机的轴线移动，以所述镜头的当前位置作为初始位置PC₀。所述装置包括粗调模块、以及精调模块。粗调模块用于按照第一固定步长L_large移动所述镜头，并基于所述镜头在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得本次对焦的粗调目标位置PC_media，其中所述镜头在所述粗调目标位置PC_media对应的图像清晰度大于或等于粗调可接受清晰度阈值SC_accept。精调模块包括精调移动子模块、以及精调位置确定子模块。精调移动子模块用于以PF₁＝PC_media-L_small*m为精调起点、以PF_2m+1＝PC_media+L_samll*m为精调终点，按照第二固定步长L_small移动所述镜头，并且依次获得所述镜头在不同对焦位置PF₁，PF₂...，PF_2m+1对应的图像清晰度SF₁，SF₂...，SF_2m+1，其中，

m为大于等于1的整数。精调位置确定子模块用于将{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中大于或等于精调可接受清晰度阈值SF_accept的至少一个值对应的对焦位置，作为本次对焦的精调对焦位置PF_op，其中，SC_accept≤SF_accept≤max{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}。

在本发明的一个实施例中，粗调模块包括粗调移动方向确定子模块和粗调位置确定子模块。粗调移动方向确定子模块用于基于SC_near-SC₀与SC_Δ的比较，确定在所述本次对焦中是否需要沿所述舵机的轴线的特定方向移动所述镜头，SC_Δ为相邻点清晰度差阈值，SC₀为所述镜头在PC₀对应的图像清晰度，SC_near为所述镜头在PC₀的相邻对焦位置对应的图像清晰度，其中，PC₀的相邻对焦位置包括以PC₀为起点，按照第一固定步长L_large沿所述舵机的轴线的正向和/或负向移动一次后的对焦位置。粗调位置确定子模块包括第一确定子模块和第二确定子模块。第一确定子模块用于在确定需要沿所述舵机的轴线的特定方向移动所述镜头的情况下，以PC₀为起点，沿所述舵机的轴线的特定方向按照第一固定步长L_large移动所述镜头，并基于所述镜头在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得所述粗调目标位置PC_media。第二确定子模块用于在确定不需要沿所述舵机的轴线的特定方向移动所述镜头的情况下，以PC₀为所述粗调目标位置PC_media。

在本发明的另一个实施例中，第一确定子模块具体用于以PC₀为起点，每次沿所述舵机的轴线的特定方向移动所述镜头所述第一固定步长L_large的距离，并依次获得所述镜头在不同对焦位置PC₀，PC₁，...，PC_n-1，PC_n对应的图像清晰度SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n，直到SC_n-SC_n-1＜SC_Δ时停止移动所述镜头，其中|PC_n-PC_n-1|＝L_large，n为大于等于2的整数，以及将{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中大于或等于所述粗调可接受清晰度阈值SC_accept的至少一个值对应的对焦位置，作为所述粗调目标位置PC_media，其中SC_accept≤max{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}。

在本发明的又一个实施例中，在{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中存在至少两个值大于或等于所述粗调可接受清晰度阈值SC_accept的情况下，将{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中大于或等于所述粗调可接受清晰度阈值SC_accept的至少一个值对应的对焦位置，作为所述粗调目标位置PC_media，包括基于{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中大于或等于所述粗调可接受清晰度阈值SC_accept的多个连续的值对应的对焦位置，得到粗调可接受区间[PC_downn，PC_up]，以及以所述粗调可接受区间[PC_down，PC_up]的中点作为所述粗调目标位置PC_media。

在本发明的再一个实施例中，粗调移动方向确定子模块具体用于：若SC_near+-SC₀＞SC_Δ，其中SC_near+为按照所述第一固定步长L_large从PC₀沿所述舵机的轴线的正向移动一次后的对焦位置对应的图像清晰度，则确定需要沿所述舵机的轴线的正向移动所述镜头；或者，若SC_near+-SC₀≤SC_Δ且SC_near--SC₀＞SC_Δ，其中SC_near-为按照所述第一固定步长L_large从所述初始位置PC₀沿所述舵机的轴线的负向移动一次后的对焦位置对应的图像清晰度SC_near，则确定需要沿所述舵机的轴线的负向移动所述镜头；或者若SC_near--SC₀≤SC_Δ且SC_near--SC₀≤SC_Δ，则确定不需要沿所述舵机的轴线的特定方向移动所述镜头。

在本发明的再一个实施例中，所述相邻点清晰度差阈值SC_Δ＝0或者SC_Δ＜0。

在本发明的再一个实施例中，所述相邻点清晰度差阈值SC_Δ＝-SC_移动前/β，β＞0，其中SC_移动前为按照所述第一固定步长L_large对所述镜头移动一次的过程中，移动之前所述镜头所在的对焦位置对应的图像清晰度。

在本发明的再一个实施例中，β＝50。

在本发明的再一个实施例中，所述粗调可接受清晰度阈值为SC_accept＝max{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}·(1-1/r)，r＞1。

在本发明的再一个实施例中，r＝10。

在本发明的再一个实施例中，所述精调位置确定子模块具体用于在{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中存在多个值大于或等于精调可接受清晰度阈值SF_accept的情况下，基于{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中大于或等于所述精调可接受清晰度阈值SF_accept的多个连续的值对应的对焦位置，得到精调可接受区间[PF_down，PF_up]，以及以所述精调可接受区间[PF_down，PF_up]中的任意一点作为所述精调对焦位置PF_op。

在本发明的再一个实施例中，以所述精调可接受区间[PF_down，PF_up]中的任意一点作为所述精调对焦位置PF_op，包括以所述精调可接受区间[PF_down，PF_up]的中点作为所述精调对焦位置PF_op。

在本发明的再一个实施例中，所述精调可接受清晰度阈值为SF_accept＝max{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}(1-1/λ)，λ＞1。

在本发明的再一个实施例中，λ＝40。

在本发明的再一个实施例中，m＝3。

在本发明的再一个实施例中，所述镜头沿所述舵机的轴线的移动范围为0～700，其中L_large＝50，L_small＝15。

在本发明的再一个实施例中，所述镜头在不同对焦位置对应的图像清晰度采用Tenengrad梯度函数计算。

在本发明的再一个实施例中，所述镜头用于投影图像，所述电子设备与投影平面之间的当前距离为H，所述装置还包括电子设备位置与对焦位置关系存储模块，用于存储所述当前距离H与所述精调对焦位置PF_op的对应关系。

在本发明实施方式的第三方面中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，所述指令在被处理器执行时使处理器执行根据本发明实施方式的第一方面所提供的对焦方法。

在本发明实施方式的第四方面中，提供了一种计算设备。该计算设备包括存储有可执行指令的一个或多个存储器，以及一个或多个处理器。所述处理器执行所述可执行指令，用以实现根据本发明实施方式的第一方面所提供的对焦方法。

根据本发明实施方式的对焦方法、对焦装置、介质和计算设备，将对焦分为粗调和精调两个阶段，并且将精调阶段可以仅需要2m+1次的位置调整，就可以确定出精调对焦位置，从而有效地降低了对焦的算法复杂度，避免了对焦搜索次数的不确定性以及搜索结果的不确定性。

根据本发明的实施例，在对焦过程中，先后通过粗调可接受清晰度阈值和精调可接受清晰度阈值，来确定粗调可接受区间和精调可接受区间，以粗调可接受区间的中点作为粗调对焦目标位置，并根据粗调目标位置确定精调的搜索范围，最后在精调可接受区间内确定最佳对焦位置。由此可见，本发明在避免算法拘泥于对最佳对焦位置点的搜索的同时，还可有效避免算法陷入局部最优值，提高了对焦效果的稳定性和准确性。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

图1示意性地示出了实际测试获得的图像清晰度与对焦位置的关系曲线实例；

图2a和图2b示意性地示出了根据本发明实施方式的对焦方法、对焦装置、介质及计算机设备的应用场景；

图3示意性地示出了根据本发明一实施例的对焦方法的流程图；

图4示意性地示出了根据本发明一实施例的粗调过程的流程图；

图5示意性地示出了根据本发明图4中沿舵机的特定方向移动所述镜头进行粗调的流程图；

图6示意性地示出了根据本发明一实施例的确定粗调目标位置的方法流程图；

图7示意性地示出了根据本发明一实施例的精调过程的流程图；

图8示意性地示出了根据本发明另一实施例的精调过程的流程图；

图9示意性地示出了根据本发明另一实施例的对焦方法的流程图；

图10示意性地示出了根据本发明实施例的对焦方法进行对焦的一个应用实例；

图11示意性地示出了根据本发明实施方式的对焦装置的方框图；

图12示意性地示出了根据本发明实施方式的适用于对焦的程序产品的示意图；

图13示意性地示出了根据本发明实施方式的适用于进行对焦的计算设备的框图。

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。

根据本发明的实施方式，提出了一种对焦方法、对焦装置、介质和计算设备。

在本文中，需要理解的是，附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。

发明概述

本发明人发现，现有的对焦方法多基于反复搜索或曲线拟合，以寻找最佳对焦位置。这样，一方面导致算法复杂度较高，另一方面所确定的最佳对焦位置容易陷入局部最优值。

发明人在对例如交互式投影系统等电子设备的实际测试发现，图像清晰度与对焦位置关系曲线，在大部分情况下并非理想的抛物线，具体地可以参考图1的示意。

图1示意性地示出了实际测试获得的图像清晰度与对焦位置的关系曲线实例。

如图1所示，在该图像清晰度与对焦位置的关系曲线中，存在最佳对焦区间(例如，区间[PF_down，PF_up])，在该区间[PF_down，PF_up]内图像清晰度均较好，虽略有起伏但差距不大，体现在曲线中出现微起伏的平顶。另外，当对焦位置远离该区间[PF_down，PF_up]时，图像清晰度可能存在局部最优值(如图中的标识)，体现为曲线中为两侧曲线变化不单调。因此，本发明人认为所开发的对焦方法，首先应具有避免陷入局部最优值的能力，同时不会拘泥于对最佳对焦位置点的搜索。因为采用函数拟合等方案过分追求最优值对对焦效果的提升不大，反而还会增加算法复杂度，而且由于各方面干扰因素的存在，在单次对焦过程中所得到的最佳对焦位置可能处于最佳对焦区间的两侧，实际的对焦效果反而不稳定。

根据图1示例的关系曲线，在区间[PF_down，PF_up]内图像清晰度都较高，且相差不大。因此，根据发明实施例的对焦方法，可以根据大于或等于精调可接受清晰度阈值SF_accept的对焦位置确定一个区间(即，该精调可接受区间[PF_down，PF_up])，然后可以以该区间内的点作为最佳对焦位置。这样，既可以避免陷入局部最优值，又不会拘泥于搜索最佳对焦位置点而导致算法复杂，在保证对焦效果的基础上，不仅可以降低算法复杂度，还能够提高对焦效率和稳定性。

在介绍了本发明的基本原理之后，下面具体介绍本发明的各种非限制性实施方式。

应用场景总览

首先参考图2a和图2b。

图2a和图2b示意性地示出了根据本发明实施方式的对焦方法、对焦装置、介质及计算机设备的应用场景，其中图2b示出了图2a中的电子设备1的结构示意。需要注意的是，图2a和图2b所示仅为可以应用本发明实施例的应用场景的示例，以帮助本领域技术人员理解本发明的技术内容，但并不意味着本发明实施例不可以用于其他设备、系统、环境或场景。

如图2a所示，电子设备1可以是一台投影仪，可将图像(例如，照片、视频等)投影到一个任意的平面2。其中，电子设备1(例如，电子设备1的最前端)到平面2的距离为H。如图2b所示，电子设备1包括镜头11和舵机12。舵机12固定于电子设备1中，包括固定部分、以及用于为镜头11移动提供轨道的轴线部分。镜头11可以沿舵机12的轴线移动。

根据本发明的实施例，当电子设备1将图像投影于平面2时，为了获得清晰的图像，电子设备1需要通过对焦来调整投影到平面2的图像清晰度，以获得最佳的投影效果。具体地，通过改变镜头11在舵机12轴线上的位置，结合镜头11在不同位置时投影获得的图像清晰度，可以找出合适的对焦位置区间，进而确定一个对焦位置，使得在平面2投影出的图像满足清晰度要求。

需要说明的是，图2a和图2b的示例中，电子设备1竖直向下投影至一水平平面2仅是一种示例性说明。在实际应用中，电子设备1可以朝向任意方向的平面进行投影，例如电子设备1可以沿水平方向朝竖直平面进行投影。

另外，还需要说明的是，图2a和图2b中示例的电子设备1为投影仪也仅是电子设备1的多种具体实施例中的一种。根据本发明的实施例，电子设备1也可以是例如幻灯机等可将图像投影到外部的电子设备；或者电子设备1也可以是照相机、带相机的便携设备(例如：手机、平板、笔记本电脑等)、摄像机、或带摄像头的电子设备(例如：外置摄像头、监控摄像头等)等可以获取外部图像的电子设备；或者电子设备1也可以是其他需要进行对焦的电子设备。

示例性方法

下面结合图2a和图2b的应用场景，参考图3～10来描述根据本发明示例性实施方式的对焦方法。需要注意的是，上述应用场景仅是为了便于理解本发明的精神和原理而示出，本发明的实施方式在此方面不受任何限制。相反，本发明的实施方式可以应用于适用的任何场景。

图3示意性地示出了根据本发明一实施例的对焦方法的流程图。

如图3所示，根据本发明的实施例，该对焦方法可以应用于电子设备1，该电子设备1包括镜头11、移动镜头11的舵机12，镜头11能够沿舵机12的轴线移动。该对焦方法可以以镜头11的当前位置作为初始位置PC₀，具体包括操作S110～操作S130。其中，可以将操作S110视作该对焦方法的粗调过程，将操作S120和操作S130视作该对焦方法的精调过程。

在操作S110，按照第一固定步长L_large移动镜头11，并基于镜头11在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得本次对焦的粗调目标位置PC_media，其中镜头11在该粗调目标位置PC_media对应的图像清晰度大于或等于粗调可接受清晰度阈值SC_accept。

例如，当电子设备1为交互式投影系统时，可以通过交互式投影系统中的RGB彩色相机拍摄投影至平面2的图像以获得镜头11在不同对焦位置对应的图像清晰度。或者，当电子设备1为照相机时，可以根据镜头11在不同对焦位置对应的成像数据获得镜头11在不同对焦位置对应的图像清晰度。

在操作S120，以PF₁＝PC_media-L_small*m为精调起点、以PF_2m+1＝PC_media+L_small*m为精调终点，按照第二固定步长L_small移动镜头11，并且依次获得镜头11在不同对焦位置PF₁，PF₂...，PF_2m+1对应的图像清晰度SF₁，SF₂...，SF_2m+1，其中，

m为大于等于1的整数。

其中，第二固定步长与第一固定步长的关系

使得精调过程的2m+1个对焦位置落与该粗调目标位置PC_media相邻的两个粗调对焦位置之间，避免了精调过程与粗调过程中的对焦位置的重复。

根据本发明的一实施例，可取m＝3。根据本发明的实施例，镜头11沿舵机12的轴线的移动范围为0～700，其中L_large＝50，L_small＝15。

在操作S130，将{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中大于或等于精调可接受清晰度阈值SF_accept的至少一个值对应的对焦位置作为本次对焦的精调对焦位置PF_op，其中，SC_accept≤SF_accept≤max{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}。

根据本发明的一实施例，在操作S130中的该精调可接受清晰度阈值为SF_accept＝max{SF₁，...，SF_2m-1}(1-1/λ)，λ＞1。根据本发明的一实施例，在计算该精调可接受清晰度阈值时，可以取λ＝40。

根据本发明的实施例，镜头11在不同对焦位置对应的图像清晰度可以采用Tenengrad梯度函数计算。

根据本发明的实施例，以大于或等于精调可接受清晰度阈值SF_accept的至少一个图像清晰度值对应的对焦位置作为本次对焦的精调对焦位置PF_op。这样，既可以在保证对焦效果，还可以避免陷入局部最优值。

更近一步地，根据本发明的实施例，在精调过程中可以仅进行2m+1次有限地调整，可以有效的降低算法复杂度，提高对焦效率。另外，在对焦过程中，舵机12的运转会消耗掉相当的时间。因此在对焦过程中减少搜索次数，可以减少舵机12运转所耗费的时间。在实验测试中，本发明提供的对焦方法在粗调过程(操作S110)中的对焦次数与初始位置PC₀相关(例如，在2～10次之间)，而精调过程(操作S120～操作S130)中，将对焦次数固定为7次(m＝3)时，既可以减少对焦次数，又可以保证对焦效果。

图4示意性地示出了根据本发明一实施例的粗调过程的流程图。

如图4所示，根据本发明的实施例，在操作S110的粗调过程具体可以包括操作S201、以及操作S202或操作S203，其中，根据操作S201的结果，选择执行操作S202或者操作S203。

在操作S201，基于SC_near-SC₀与SC_Δ的比较，确定在该本次对焦中是否需要沿舵机12的轴线的特定方向移动镜头11。其中，SC_Δ为相邻点清晰度差阈值，SC₀为镜头11在PC₀对应的图像清晰度，SC_near为镜头11在PC₀的相邻对焦位置对应的图像清晰度，其中，PC₀的相邻对焦位置包括以PC₀为起点，按照第一固定步长L_large沿舵机12的轴线的正向和/或负向移动一次后的对焦位置。当确定结果为是时，执行操作S202，否则执行操作S203。

在操作S202，在确定需要沿舵机12的轴线的特定方向移动镜头11的情况下，以PC₀为起点，沿舵机12的轴线的特定方向按照第一固定步长L_large移动镜头11，并基于镜头11在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得该粗调目标位置PC_media。

在操作S203，在确定不需要沿舵机12的轴线的特定方向移动镜头11的情况下，以PC₀为该粗调目标位置PC_media。

根据本发明的实施例，在操作S201中，通过以第一固定步长L_large沿该转舵12的轴线的特定方向移动镜头11后，若SC_near-SC₀＞SC_Δ，即随着对焦位置的改变，对应的图像清晰度呈现逐渐增大的趋势，则说明镜头11的移动方向是在靠近最佳对焦区域的。相反，若SC_near-SC₀≤SC_Δ，则说明镜头11可能在远离该最佳对焦区域(如图1所示)。

根据本发明的实施例，操作S201中基于SC_near-SC₀与SC_Δ的比较，确定在该本次对焦中是否需要沿舵机12的轴线的特定方向移动镜头11，可以包括以下三种情况。

第一种情况，若SC_near+-SC₀＞SC_Δ，其中SC_near+为按照该第一固定步长L_large从PC₀沿舵机12的轴线的正向移动一次后的对焦位置对应的图像清晰度，则确定需要沿舵机12的轴线的正向移动镜头11。然后在操作S202沿舵机12的轴线的正向移动镜头11。

第二种情况，若SC_near+-SC₀≤SC_Δ且SC_near--SC₀＞SC_Δ，其中SC_near-为按照该第一固定步长L_large从该初始位置PC₀沿舵机12的轴线的负向移动一次后的对焦位置对应的图像清晰度SC_near，则确定需要沿该舵机的轴线的负向移动镜头11。然后在操作S202沿舵机12的轴线的负向移动镜头11。

第三种情况，若SC_near+-SC₀≤SC_Δ且SC_near--SC₀≤SC_Δ，则确定不需要沿舵机12的轴线的负向移动镜头11。此时，执行操作S203，以初始对焦位置PC₀为该粗调目标位置PC_media。

根据本发明的另一实施例，在操作S201中，该相邻点清晰度差阈值可取SC_Δ＝0或者SC_Δ＜0。

优选地，该相邻点清晰度差阈值可取SC_Δ＝-SC_移动前/β，β＞0，其中SC_移动前为按照该第一固定步长L_large对镜头11移动一次的过程中，移动之前镜头11所在的对焦位置对应的图像清晰度。根据本发明的另一实施例，可取β＝50。

参考图1及相关描述，由于图像清晰度与对焦位置的关系曲线常常不是一条理想的抛物线，若取SC_Δ＝0可能会遇到多种影响对焦效果的情况。例如，一种可能情况是该关系曲线中存在局部最优值时，对焦位置可能会选取在该局部最优值的位置上；或者，又例如，另一种可能情况是该关系曲线呈现出高台形状，即存在一个起伏的平顶时，可能会导致粗调过程过早结束，使得最终确定对焦位置不够准确。这些情况都会在一定程度上影响对焦效果。而若取SC_Δ＜0，则可以很大程度上地避免陷入该局部最优值和/或过早结束粗调过程，使得对焦效果更加稳定。

根据本发明的实施例，在操作S201中，通过SC_near-SC₀与SC_Δ的比较确定是否移动镜头11以及移动的方向，过程中至多需要一次舵机12的转向，尽可能避免了舵机12多次转向而造成的卡顿问题等。同时，由于镜头11基本在同一方向上进行移动，使得粗调过程效率更高，耗时更短。

图5示意性地示出了根据本发明图4中沿舵机12的特定方向移动所述镜头11进行粗调的流程图。

如图5所示，根据本发明的实施例，操作S202可以包括操作S212和操作S222。

在操作S212，以PC₀为起点，每次沿舵机12的轴线的特定方向移动镜头11该第一固定步长L_large的距离，并依次获得镜头11在不同对焦位置PC₀，PC₁，...，PC_n-1，PC_n对应的图像清晰度SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n，直到SC_n-SC_n-1＜SC_Δ时停止移动镜头11，其中PC_n-PC_n-1＝L_large，n为大于等于2的整数。

然后在操作S222，将{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中大于或等于该粗调可接受清晰度阈值SC_accept的至少一个值对应的对焦位置，作为该粗调目标位置PC_media，其中SC_accept≤max{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}。

根据本发明的实施例，在粗调过程中，不直接选取图像清晰度中的最大值所对应的对焦位置作为该粗调目标位置PC_media，是考虑到实际的图像清晰度和对焦位置的关系曲线并非是一条理想的抛物线(如图1所示)，清晰度最大值的对焦位置可能在最佳对焦区域的中心或边界，所获得的对焦位置可能并不准确，对于提升对焦效果的意义不大，反而可能会使得对焦效果不稳定。本发明通过设置该粗调可接受清晰度阈值SC_accept，并从图像清晰度大于该粗调可接受清晰度阈值SC_accept的对焦位置中选取该粗调目标位置PC_media，可以在很大程度上提高了对焦效果的稳定性。

根据本发明的另一实施例，该粗调可接受清晰度阈值为SC_accept＝max{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}·(1-1/r)，r＞1。根据本发明的另一实施例，可取r＝10。基于实际计算得到的图像清晰度确定该粗调可接受清晰度阈值，在很大程度上可以使得粗调效果更稳定，结果更优化。

图6示意性地示出了根据本发明一实施例的确定粗调目标位置的方法流程图。

如图6所示，根据本发明另一实施例，操作S222可以包括操作S2221和操作S2222。

在操作S2221，基于{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中大于或等于该粗调可接受清晰度阈值SC_accept的多个连续的值对应的对焦位置，得到粗调可接受区间[PC_down，PC_up]。

例如，基于{SC₀，SC_l，...，SC_n-1，SC_n}中大于或等于所述粗调可接受清晰度阈值SC_accept的多个连续的值对应的对焦位置中的两个端点PC_down和PC_up作为粗调可接受区间端点。

然后，在操作S2222，以该粗调可接受区间[PC_down，PC_up]的中点作为该粗调目标位置PC_media。

根据本发明的实施例，先利用该粗调可接受清晰度阈值SC_accept确定粗调可接受区间[PC_down，PC_up]，再确定该区间的中点作为该粗调目标位置PC_media，而不拘泥于搜索图像清晰度最大的对焦位置点，一方面提高了对焦效率，另一方面，可以提高对焦效果的稳定性。

图7示意性地示出了根据本发明一实施例的精调过程的流程图。

如图7所示，根据本发明另一实施例，操作S130可以包括操作S301和操作S302。

在操作S301，基于{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中大于或等于该精调可接受清晰度阈值SF_accept的多个连续的值对应的对焦位置，得到精调可接受区间[PF_down，PF_up]。例如，基于{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中大于或等于所述精调可接受清晰度阈值SF_accept的多个连续的值对应的对焦位置中的两个端点PF_down和PF_up作为精调可接受区间的端点。

然后，在操作S302，以该精调可接受区间[PF_down，PF_up]中的任意一点作为该精调对焦位置PF_op。

图8示意性地示出了根据本发明另一实施例的精调过程的流程图

如图8所示，根据本发明的另一实施例，操作S130可以包括操作S301和操作S302a，其中操作S302a可以是操作S302的一个具体实施例。

在操作S320a，以该精调可接受区间[PF_down，PF_up]的中点作为该精调对焦位置PF_op。

根据本发明的实施例，结合图1可以知道图像清晰度数值-对焦位置关系曲线可能并非理想的抛物线(即存在明确的全局最优点)，而可能是呈现出高台形状。例如，在一定的舵机运动区间内，获得的图像清晰度均较高且基本相近，并可能存在一定波动。由于各类干扰因素的存在，图像清晰度最大值点可能在高台的中部，也可能在高台的两侧。因此如果对焦算法过分追求对清晰度最大值的搜索，不仅增加计算复杂度，而且也难以保证所获得的对焦位置确实为全局最优点。因此，根据本公开实施例的对焦方法，无论是粗调过程还是精调过程，每次返回的对焦位置都是优选区域中的点(例如粗调可接受区域的中点、或者精调可接受区域中的任意一点)，则至少可以保证最终获得的精调对焦位置始终在全局最优点附近，对焦效果更为稳定。

图9示意性地示出了根据本发明另一实施例的对焦方法的流程图。

如图9所示，根据本发明的另一实施例，电子设备1可以是投影设备，其中镜头11用于投影图像，电子设备1与投影平面之间的当前距离为H(如图2a所示)。该对焦方法除了操作S110～操作S130之外，还可以包括操作S140。

在操作S140，存储该当前距离H与该精调对焦位置PF_op的对应关系。若改变H，重复操作S110～S140，则可以获取该电子设备1到投影平面之间的距离与精调对焦位置的对应关系(例如记为H-PF_op曲线)。这样每次需要对电子设备1进行对焦时，只要知道了电子设备1到投影平面之间的距离，根据H-PF_op曲线就可以快速得到对应的精调对焦位置，能够极大地提高电子设备1自动对焦的效率。

根据本公开的实施例，当使用同一款电子设备的其他产品时，不同产品在相同的当前距离H下所对应的最佳对焦位置可能会由于制造误差等略有不同。为了使得对焦效果更优化，在实际应用中，可以对同一款电子设备的其中一个产品重复操作S110～S140获得该产品的H-PF_op曲线。对于该款电子设备的其他产品，可以通过对H-PF_op曲线进行系统位置偏差δ补偿，来快速获得最佳对焦位置，从而大大提高了对焦的效率。

根据本发明的实施例，不限制对焦时的具体图像内容。在实际应用中，可以仅使用较小的对焦图像(例如，投影仪对焦时，可以使用投影中心矩形区域的产品logo)，以便减小算法复杂度。

根据本发明的实施例，通过存储该当前距离H与该精调对焦位置PF_op的对应关系，可以建立当前距离H与对焦位置的预设关系(即，H-PF_op曲线)，从而在使用同一款的其他电子设备时，可以借助该H-PF_op曲线关系，简化对焦过程，有利于对大量电子设备进行批量快速对焦。

图10示意性地示出了根据本发明实施例的对焦方法进行对焦的一个应用实例。

如图10所示，电子设备1的起始对焦位置为PC₀，对应的图像清晰度数值为SC₀。图中为清晰起见，为标识其他图像清晰度对应的对焦位置的标记。然而可以理解，图中的每一个点的横坐标为对应的对焦位置，纵坐标为对应的图像清晰度。

根据本公开的实施例，首先对该电子设备1进行粗调。

具体地，以PC₀为起点，每次沿舵机12的轴线移动镜头11该第一固定步长L_large＝50的距离，并依次获得镜头11在不同对焦位置PC₀，PC₁，...，PC₈，PC₉对应的图像清晰度SC₀，SC₁，...，SC₈，SC₉，直到

时停止移动镜头11，其中PC₈＝185，SC₈＝1.57，PC₉＝135，SC₉＝1.47。

根据本发明的实施例，可以确定该粗调可接受清晰度阈值为SC_accept＝max{SC₀，SC₁，...，SC₈，SC₉}·(1-1/10)＝1.41。在SC₀，SC₁，...，SC₈，SC₉中，大于或等于SC_accept＝1.41的值有且仅有SC₇＝1.45，SC₈＝1.57和SC₉＝1.47，其对应的对焦位置有PC₇、PC₈和PC₉。进一步可以得到该粗调可接受区间的两个端点PC_down＝PC₉＝135，PC_up＝PC₇＝235(即，该粗调可接受区间即为[135，235]，则可以将该粗调可接受区间[135，235]的中点作为该粗调目标位置PC_media＝185。

粗调过程结束，接下来对该电子设备1进行精调。

具体地，以PF₁＝PC_media-L_small*3＝185-15*3＝140为精调起点、以PF₇＝PC_media+L_small*3＝185+15*3＝230为精调终点，按照第二固定步长L_small＝15移动镜头11，并且依次获得镜头11在不同对焦位置PF₁，PF₂...，PF₇对应的图像清晰度SF₁，SF₂...，SF₇。该精调可接受清晰度阈值为SF_accept＝max{SF₁，...，SF₇}(1-1/40)＝1.53。

在SF₁，SF₂，...，SF₇中，大于或等于该精调可接受清晰度阈值SF_accept＝1.53的值有且仅有SF₃＝1.56，SC₅＝1.56和SC₆＝1.54，其对应的对焦位置有PF₃、PF₅和PF₆。进一步可以得到该精调可接受区间两个端点PF_down＝PF₃＝170，PF_up＝PF₆＝215(即，该精调可接受区间为[170，215])。则，可以以该精调可接受区间[170，215]的中点作为该精调对焦位置PF_op＝192。之后对焦过程结束。

示例性装置

在介绍了本发明示例性实施方式的方法之后，接下来，参考图11对本发明示例性实施方式的图片处理装置进行说明。

图11示意性地示出了根据本发明实施方式的对焦装置600的方框图。

如图11所示，根据本发明的实施例，对焦装置600可以包括粗调模块610和精调模块620。该对焦装置600可以设置于电子设备1，该电子设备1包括镜头11、移动镜头11的舵机12，镜头11能够沿舵机12的轴线移动，以镜头11的当前位置作为初始位置PC₀。

粗调模块610用于按照第一固定步长L_large移动镜头11，并基于镜头11在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得本次对焦的粗调目标位置PC_media，其中镜头11在该粗调目标位置PC_media对应的图像清晰度大于或等于粗调可接受清晰度阈值SC_accept(操作S110)。

精调模块620包括精调移动子模块621和精调位置确定子模块622。

该精调移动子模块621用于以PF₁＝PC_media-L_small*m为精调起点、以PF_2m+1＝PC_media+L_small*m为精调终点，按照第二固定步长L_small移动镜头11，并且依次获得镜头11在不同对焦位置PF₁，PF₂...，PF_2m+1对应的图像清晰度SF₁，SF₂...，SF_2m+1，其中，

m为大于等于1的整数(操作S120)。

精调位置确定子模块622用于将{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中大于或等于精调可接受清晰度阈值SF_accept的至少一个值对应的对焦位置，作为本次对焦的精调对焦位置PF_op，其中，SC_accept≤SF_accept≤max{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}(操作S130)。

根据本公开的实施例，电子设备1的镜头11用于投影图像，该电子设备1与投影平面之间的当前距离为H，装置600还可以包括电子设备位置与对焦位置关系存储模块630。电子设备位置与对焦位置关系存储模块630用于存储该当前距离H与该精调对焦位置PF_op的对应关系。(操作S140)。

根据本发明的实施例，该粗调模块610包括粗调移动方向确定子模块611和粗调位置确定子模块612

粗调移动方向确定子模块611用于基于SC_near-SC₀与SC_Δ的比较，确定在该本次对焦中是否需要沿舵机12的轴线的特定方向移动镜头11(操作S201)。SC_Δ为相邻点清晰度差阈值，SC₀为镜头11在PC₀对应的图像清晰度，SC_near为镜头11在PC₀的相邻对焦位置对应的图像清晰度，其中，PC₀的相邻对焦位置包括以PC₀为起点，按照第一固定步长L_large沿舵机12的轴线的正向和/或负向移动一次后的对焦位置。

粗调位置确定子模块612包括第一确定子模块6121和第二确定子模块6122。第一确定子模块6121，用于在确定需要沿舵机12的轴线的特定方向移动镜头11的情况下，以PC₀为起点，沿舵机12的轴线的特定方向按照第一固定步长L_large移动镜头11，并基于镜头11在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得该粗调目标位置PC_media(操作S202)。第二确定子模块6122，用于在确定不需要沿舵机12的轴线的特定方向移动镜头11的情况下，以PC₀为该粗调目标位置PC_media(操作S203)。

根据本发明的实施例，该第一确定子模块6121具体用于以PC₀为起点，每次沿舵机12的轴线的特定方向移动镜头11该第一固定步长L_large的距离，并依次获得镜头11在不同对焦位置PC₀，PC₁，...，PC_n-1，PC_n对应的图像清晰度SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n，直到SC_n-SC_n-1＜SC_Δ时停止移动镜头11，其中PC_n-PC_n-1＝L_large，n为大于等于2的整数(操作S212)，以及将{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中大于或等于该粗调可接受清晰度阈值SC_accept的至少一个值对应的对焦位置，作为该粗调目标位置PC_media，其中SC_accept≤max{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}(操作S222)。

根据本发明的实施例，在{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中存在至少两个值大于或等于该粗调可接受清晰度阈值SC_accept的情况下，该第一确定子模块6121中将{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中大于或等于该粗调可接受清晰度阈值SC_accept的至少一个值对应的对焦位置，作为该粗调目标位置PC_media，包括基于{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中大于或等于该粗调可接受清晰度阈值SC_accept的多个连续的值对应的对焦位置，得到粗调可接受区间[PC_down，PC_up](操作S2221)，以及以该粗调可接受区间[PC_down，PC_up]的中点作为该粗调目标位置PC_media(操作S2222)。

根据本发明的实施例，该粗调位置确定子模块612具体用于若SC_near+-SC₀＞SC_Δ，其中SC_near+为按照该第一固定步长L_large从PC₀沿舵机12的轴线的正向移动一次后的对焦位置对应的图像清晰度，则确定需要沿舵机12的轴线的正向移动镜头11，或者若SC_near+-SC₀≤SC_Δ且SC_near--SC₀＞SC_Δ，其中SC_near-为按照该第一固定步长L_large从该初始位置PC₀沿舵机12的轴线的负向移动一次后的对焦位置对应的图像清晰度SC_near，则确定需要沿舵机12的轴线的负向移动镜头11，或者若SC_near--SC₀≤SC_Δ且SC_near--SC₀≤SC_Δ，则确定不需要沿舵机12的轴线的特定方向移动镜头11。

根据本发明的实施例，该相邻点清晰度差阈值SC_Δ＝0或者SC_Δ＜0。

根据本发明的实施例，该相邻点清晰度差阈值SC_Δ＝-SC_移动前/β，β＞0，其中SC_移动前为按照该第一固定步长L_large对镜头11移动一次的过程中，移动之前镜头11所在的对焦位置对应的图像清晰度。

根据本发明的实施例，β＝50。

根据本发明的实施例，该粗调可接受清晰度阈值为SC_accept＝max{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}·(1-1/r)，r＞1。

根据本发明的实施例，r＝10。

根据本发明的实施例，该精调位置确定子模块具体用于包括在{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中存在多个值大于或等于精调可接受清晰度阈值SF_accept的情况下，基于{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中大于或等于该精调可接受清晰度阈值SF_accept的多个连续的值对应的对焦位置，得到精调可接受区间[PF_down，PF_up](操作S301)，以及以该精调可接受区间[PF_down，PF_up]中的任意一点作为该精调对焦位置PF_op(操作S302)。

根据本发明的实施例，以该精调可接受区间[PF_down，PF_up]中的任意一点作为该精调对焦位置PF_op，包括以该精调可接受区间[PF_down，PF_up]的中点作为该精调对焦位置PF_op(操作S302a)。

根据本发明的实施例，该精调可接受清晰度阈值为SF_accept＝max{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}(1-1/λ)，λ＞1。

根据本发明的实施例，λ＝40。

根据本发明的实施例，m＝3。

根据本发明的实施例，镜头11沿舵机12的轴线的移动范围为0～700，其中L_large＝50，L_small＝15。

根据本发明的实施例，镜头11在不同对焦位置对应的图像清晰度采用Tenengrad梯度函数计算。

根据本发明的实施例，对焦装置600可以用于实现参考图3～图10所描述的对焦方法。

示例性介质

在介绍了本发明示例性实施方式的对焦方法之后，接下来，参考图12对本发明示例性实施方式的适用于图片处理的计算机可读存储介质进行介绍。

根据本发明的实施例，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，所述指令在被处理器执行时使处理器执行根据本发明实施例的对焦方法。

在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在计算设备上运行时，所述程序代码用于使所述计算设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的对焦方法中的操作，例如，所述计算设备可以执行如图3中所示的操作S110：按照第一固定步长L_large移动镜头11，并基于镜头11在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得本次对焦的粗调目标位置PC_media；操作S120：以PF₁＝PC_media-L_small*m为精调起点、以PF_2m+1＝PC_media+L_small*m为精调终点，按照第二固定步长L_small移动镜头11，并且依次获得镜头11在不同对焦位置PF₁，PF₂...，PF_2m+1对应的图像清晰度SF₁，SF₂...，SF_2m+1，其中，

m为大于等于1的整数；以及操作S130，将{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中大于或等于精调可接受清晰度阈值SF_accept的至少一个值对应的对焦位置作为本次对焦的精调对焦位置PF_op，其中，SC_accept≤SF_accept≤max{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}。

所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

图12示意性地示出了根据本发明实施方式的适用于对焦的程序产品700的示意图。

如图12所示，该程序产品700可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在计算设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、有线、光缆，RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言——诸如Java，C++等，还包括常规的过程式程序设计语言——诸如“C”，语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)一连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

示例性计算设备

在介绍了本发明示例性实施方式的方法、装置和介质之后，接下来，参考图13对根据本发明实施方式的适用于对焦的计算设备进行说明。

根据本发明的实施例，还提供了一种计算设备。该计算设备可以包括一个或多个存储器以及一个或多个处理器。该一个或多个存储器中存储有可执行指令。该一个或多个处理器执行所述可执行指令，用以实现根据本发明实施例提供的对焦方法。

所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

在一些可能的实施方式中，根据本发明的计算设备可以至少包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元。其中，所述存储单元存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的对焦方法中的操作。例如，所述处理单元可以执行如图3中所示的操作S110：按照第一固定步长L_large移动镜头11，并基于镜头11在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得本次对焦的粗调目标位置PC_media；操作S120：以PF₁＝PC_media-L_small*m为精调起点、以PF_2m+1＝PC_media+L_small*m为精调终点，按照第二固定步长L_small移动镜头11，并且依次获得镜头11在不同对焦位置PF₁，PF₂...，PF2_m+1对应的图像清晰度SF₁，SF₂...，SF_2m+1，其中，

m为大于等于1的整数；以及操作S130，将{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中大于或等于精调可接受清晰度阈值SF_accept的至少一个值对应的对焦位置作为本次对焦的精调对焦位置PF_op，其中，SC_accept≤SF_accept≤max{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}。

下面参照图13示意性地示出了根据本发明实施方式的适用于进行对焦的计算设备800的框图。如图13所示的计算设备800仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图13所示，计算设备800以通用计算设备的形式表现。计算设备700的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元810、上述至少一个存储单元820、连接不同系统组件(包括存储单元820和处理单元810)的总线830。

总线830包括数据总线、控制总线和地址总线。

存储单元820可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)821和/或高速缓存存储器822，还可以进一步包括只读存储器(ROM)823。

存储单元820还可以包括具有一组(至少一个)程序模块824的程序/实用工具825，这样的程序模块824包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

计算设备800也可以与一个或多个外部设备840(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口850进行。并且，计算设备800还可以通过网络适配器830与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器830通过总线830与计算设备800的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算设备800使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims (10)

1.一种对焦方法，应用于电子设备，所述电子设备包括镜头、移动镜头的舵机，所述镜头能够沿所述舵机的轴线移动；以所述镜头的当前位置作为初始位置PC₀，所述方法包括：

按照第一固定步长L_large移动所述镜头，并基于所述镜头在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得本次对焦的粗调目标位置PC_media，其中所述镜头在所述粗调目标位置PC_media对应的图像清晰度大于或等于粗调可接受清晰度阈值SC_accept；

以PF₁＝PC_media-L_small*m为精调起点、以PF_2m+1＝PC_media+L_small*m为精调终点，按照第二固定步长L_small，移动所述镜头，并且依次获得所述镜头在不同对焦位置PF₁，PF₂...，PF_2m+1对应的图像清晰度SF₁，SF₂...，SF_2m+1，其中，

m为大于等于1的整数；

将{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中大于或等于精调可接受清晰度阈值SF_accept的至少一个值对应的对焦位置作为本次对焦的精调对焦位置PF_op，其中，SC_accept≤SF_accept≤max{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，按照第一固定步长L_large移动所述镜头，并基于所述镜头在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得本次对焦的粗调目标位置PC_media，包括：

基于SC_near-SC₀与SC_Δ的比较，确定在所述本次对焦中是否需要沿所述舵机的轴线的特定方向移动所述镜头，SC_Δ为相邻点清晰度差阈值，SC₀为所述镜头在PC₀对应的图像清晰度，SC_near为所述镜头在PC₀的相邻对焦位置对应的图像清晰度，其中，PC₀的相邻对焦位置包括以PC₀为起点，按照第一固定步长L_large沿所述舵机的轴线的正向和/或负向移动一次后的对焦位置；

在确定需要沿所述舵机的轴线的特定方向移动所述镜头的情况下，以PC₀为起点，沿所述舵机的轴线的特定方向按照第一固定步长L_large移动所述镜头，并基于所述镜头在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得所述粗调目标位置PC_media；或者

在确定不需要沿所述舵机的轴线的特定方向移动所述镜头的情况下，以PC₀为所述粗调目标位置PC_media。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在确定需要沿所述舵机的轴线的特定方向移动所述镜头的情况下，以PC₀为起点，沿所述舵机的轴线的特定方向按照第一固定步长L_large移动所述镜头，并基于所述镜头在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得所述粗调目标位置PC_media，包括：

以PC₀为起点，每次沿所述舵机的轴线的特定方向移动所述镜头所述第一固定步长L_large的距离，并依次获得所述镜头在不同对焦位置PC₀，PC₁，...，PC_n-1，PC_n对应的图像清晰度SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n，直到SC_n-SC_n-1＜SC_Δ时停止移动所述镜头，其中|PC_n-PC_n-1|＝L_large，n为大于等于2的整数；以及

将{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中大于或等于所述粗调可接受清晰度阈值SC_accept的至少一个值对应的对焦位置，作为所述粗调目标位置PC_media，其中SC_accept≤max{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中存在多个值大于或等于所述粗调可接受清晰度阈值SC_accept的情况下，将{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中大于或等于所述粗调可接受清晰度阈值SC_accept的至少一个值对应的对焦位置，作为所述粗调目标位置PC_media，包括：

基于{SC₀，SC₁，...，SC_n-1，SC_n}中大于或等于所述粗调可接受清晰度阈值SC_accept的多个连续的值对应的对焦位置，得到粗调可接受区间[PC_down，PC_up]；以及

以所述粗调可接受区间[PC_down，PC_up]的中点作为所述粗调目标位置PC_media。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中存在多个值大于或等于精调可接受清晰度阈值SF_accept的情况下，所述将{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中大于或等于精调可接受清晰度阈值SF_accept的至少一个值对应的对焦位置作为本次对焦的精调对焦位置PF_op，包括：

基于{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中大于或等于所述精调可接受清晰度阈值SF_accept的多个连续的值对应的对焦位置，得到精调可接受区间[PF_down，PF_up]；以及

以所述精调可接受区间[PF_down，PF_up]中的任意一点作为所述精调对焦位置PF_op。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述精调可接受清晰度阈值为SF_accept＝max{SF₁，...，SF_2m+1}(1-1/λ)，λ＞1。

7.根据权利要求1所述的方法，所述镜头用于投影图像，所述电子设备与投影平面之间的当前距离为H，所述方法还包括：

存储所述当前距离H与所述精调对焦位置PF_op的对应关系。

8.一种对焦装置，设置于电子设备，所述电子设备包括镜头、移动镜头的舵机，所述镜头能够沿所述舵机的轴线移动；以所述镜头的当前位置作为初始位置PC₀，所述装置包括：

粗调模块，用于按照第一固定步长L_large移动所述镜头，并基于所述镜头在不同对焦位置对应的图像清晰度，获得本次对焦的粗调目标位置PC_media，其中所述镜头在所述粗调目标位置PC_media对应的图像清晰度大于或等于粗调可接受清晰度阈值SC_accept；

精调模块包括：

精调移动子模块，用于以PF₁＝PC_media-L_small*m为精调起点、以PF_2m+1＝PC_media+L_small*m为精调终点，按照第二固定步长L_small移动所述镜头，并且依次获得所述镜头在不同对焦位置PF₁，PF₂...，PF_2m+1对应的图像清晰度SF₁，SF₂...，SF_2m+1，其中，

m为大于等于1的整数；

精调位置确定子模块，用于将{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}中大于或等于精调可接受清晰度阈值SF_accept的至少一个值对应的对焦位置，作为本次对焦的精调对焦位置PF_op，其中，SC_accept≤SF_accept≤max{SF₁，SF₂，...，SF_2m+1}。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，所述指令在被处理器执行时使处理器执行根据权利要求1～7任意一项所述的方法。

10.一种计算设备，包括：

一个或多个存储器，存储有可执行指令；

一个或多个处理器，执行所述可执行指令，用以实现根据权利要求1～7任意一项所述的方法。

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