CN111556247A - Dcc的获取方法、对焦方法及系统、摄像模组及终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种DCC的获取方法、对焦方法及系统、摄像模组及终端，该获取方法包括：获取图像帧集合；获取目标图像帧的第一相位差和第一清晰度值；获取目标相位差；获取摄像模组中马达的第一位移量；获取移动后当前图像帧的当前相位差、当前清晰度值和当前位置数据；在当前清晰度值大于第一清晰度值时记录对焦次数，根据当前图像帧形成新的图像帧集合，并重新执行根据第一相位差获取目标相位差的步骤，直至达到设定条件则根据每次移动马达后获取的当前位置数据和当前相位差计算得到目标离焦转换系数。本发明能够自适应地动态调整DCC，从而保证了在缩短对焦耗时的同时，提高了PDAF对焦方式的对焦精度，增加了准焦率。

Description

DCC的获取方法、对焦方法及系统、摄像模组及终端

技术领域

本发明涉及摄像技术领域，特别涉及一种DCC(Defocus ConversionCoefficient，离焦转换系数)的获取方法、对焦方法、系统、摄像模组及终端。

背景技术

目前，终端(如手机)上主要采用CDAF(Contrast Detection Auto Focus，对比度检测自动对焦)和PDAF(Phase Detection Auto Focus，相位检测自动对焦)两种对焦方式。其中，CDAF对焦准确，但对焦速度较慢；PDAF对焦速度快，但对焦精度较低。

由于摄像模组具有差异性，每颗模组的DCC值都是不同的，计算DCC的过程根据每家厂商的不同也有所不同。其中，获取DCC方法一般如下：(1)固定背景图与模组，一般使得二者距离为10～20cm；(2)将模组行程均等分为几份(如10份)，以此涵盖马达的对焦范围。将马达推至这10个DAC(Digital to Analog Converter，模数转化)位置，并记录每个DAC位置的pd(Phase Difference，相位差)值。(3)通过这10个DAC位置与pd值构成的二维数据进行拟合以得到一条直线，该直线的斜率k即为DCC。

一般将整个图像区域分为M*N个小块，每个小块会单独求一个DCC；然后将M*N个DCC值保存到模组的OTP(One Time Programmable，一次性可编程)当中，在使用时从中读取即可。PDAF依靠固定的DCC值将相位差转化为VCM的位移量，在进行PDAF时，只需要知道当前的pd与DCC即可完成对焦，故DCC的求取与准确是至关重要的，DCC与PDAF的精度密切相关。

而目前的应用中，不论何种环境都是使用相同的一组DCC值，从而不能很好的适用所有的应用场景。而在实际应用场景中，DCC会随着环境、物距的变化而变化，因此会存在降低PDAF对焦的精度，严重时会造成失焦的情况，从而极大地影响了用户的使用体验。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中未考虑DCC会随着环境、物距的变化而变化，存在易造成失焦，极大地影响了用户的适用体验的缺陷，目的在于提供一种DCC的获取方法、对焦方法及系统、摄像模组及终端。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种摄像模组中离焦转换系数的获取方法，所述获取方法包括：

获取图像帧集合；其中，所述图像帧集合包括摄像模组连续采集的设定数量的目标图像帧；

获取所述目标图像帧对应的第一相位差和第一清晰度值；

根据所述第一相位差获取目标相位差；

基于所述目标相位差和预设离焦转换系数获取所述摄像模组中马达对应的第一位移量；

驱动所述马达移动所述第一位移量，并获取移动后的当前图像帧对应的当前相位差、当前清晰度值和表征马达位置的当前位置数据；

判断所述当前清晰度值是否大于所述第一清晰度值，若是，则记录对焦次数，根据所述当前图像帧形成新的所述图像帧集合，并重新执行所述根据所述第一相位差获取目标相位差的步骤，直至在所述对焦次数达到第一设定阈值，和/或，所述第一位移量小于第二设定阈值时，则确定完成对焦；

根据每次移动所述马达后获取的所述当前位置数据和所述当前相位差计算得到目标离焦转换系数。

较佳地，所述根据每次移动所述马达后获取的所述当前位置数据和所述当前相位差计算得到目标离焦转换系数的步骤包括：

采用最小二乘法基于每次移动所述马达后获取的所述当前位置数据和所述当前相位差进行拟合处理，获取目标直线的斜率和截距参数；

其中，所述斜率为所述目标离焦转换系数。

较佳地，所述获取方法还包括：

基于每次移动所述马达后获取的所述当前位置数据和所述当前相位差计算得到所述目标直线对应的拟合度；

判断所述拟合度是否大于第二设定阈值，且所述预设离焦转换系数与所述目标离焦转换系数的差值的绝对值是否小于第三设定阈值，若是，则确定所述目标离焦转换系数可靠。

较佳地，所述获取方法还包括：

在所述拟合度小于或者等于所述第二设定阈值时，选取所述预设离焦转换系数与所述目标离焦转换系数中的较小值；

计算所述较小值与所述当前图像帧对应的所述当前相位差之间的乘积以得到所述马达对应的第二位移量；

驱动所述马达移动所述第二位移量，并在移动后驱动所述马达采用CDAF对焦方式在第一设定范围内沿着第一设定方向进行对焦。

较佳地，所述获取方法还包括：

当所述当前清晰度值小于或者等于所述第一清晰度值时，则驱动所述马达采用CDAF对焦方式在第二设定范围内沿着第二设定方向移动进行对焦。

较佳地，所述获取方法还包括：

获取所述目标图像帧中与所述第一相位差对应的第一信心度；

其中，所述第一信心度的大小与所述第一相位差的可靠度呈正相关；

所述根据所述第一相位差获取目标相位差的步骤包括：

选取大于或者等于第四设定阈值的所述第一信心度作为目标信息度；

将所述目标信心度作为权重，对所述目标信心度对应的所述第一相位差进行加权平均计算得到所述目标相位差。

较佳地，所述基于所述目标相位差和预设离焦转换系数获取所述摄像模组中马达对应的第一位移量的步骤包括：

计算所述目标相位差和预设离焦转换系数的乘积以得到所述摄像模组中所述马达对应的初始位移量；

采用预设函数根据所述初始位移量计算得到所述第一位移量；

其中，所述第一位移量小于所述初始位移量。

较佳地，所述获取图像帧集合的步骤之前还包括：

获取对焦触发指令，并判断所述对焦触发指令是否满足预设条件，若是，则执行所述获取图像帧集合的步骤；若否，则确定采用CDAF的对焦方式进行对焦；和/或，

所述根据所述当前图像帧形成新的所述图像帧集合的步骤包括：

采用所述当前图像帧替换所述图像帧集合中排序最靠前的所述目标图像帧以形成新的所述图像帧集合。

本发明还提供一种摄像模组的对焦方法，所述对焦方法采用上述的摄像模组中离焦转换系数的获取方法实现；

当根据每次移动所述马达后获取的所述当前位置数据和所述当前相位差获取目标直线的目标离焦转换系数和截距参数时，所述对焦方法包括：

根据所述目标离焦转换系数和所述截距参数计算得到所述马达对应的目标位移量；

驱动所述马达移动所述目标位移量移动以进行对焦。

较佳地，所述驱动所述马达移动所述目标位移量移动以进行对焦的步骤之后还包括：

获取当前图像帧对应的第三相位差；

判断所述第三相位差是否小于第五设定阈值，若是，则确定完成对焦；若否，则驱动所述马达采用CDAF对焦方式在第三设定范围内沿着第三设定方向进行对焦。

本发明还提供一种摄像模组中离焦转换系数的获取系统，所述获取系统包括：

集合获取模块，用于获取图像帧集合；其中，所述图像帧集合包括摄像模组连续采集的设定数量的目标图像帧；

第一数据获取模块，用于获取所述目标图像帧对应的第一相位差和第一清晰度值；

目标相位差获取模块，用于根据所述第一相位差获取目标相位差；

第一位移量获取模块，用于基于所述目标相位差和预设离焦转换系数获取所述摄像模组中马达对应的第一位移量；

驱动模块，驱动所述马达移动所述第一位移量；

当前数据集获取模块，用于获取移动后的当前图像帧对应的当前相位差、当前清晰度值和表征马达位置的当前位置数据；

第一判断模块，用于判断所述当前清晰度值是否大于所述第一清晰度值，若是，则记录对焦次数，根据所述当前图像帧形成新的所述图像帧集合，并调用目标相位差获取模块，直至在所述对焦次数达到第一设定阈值，和/或，所述第一位移量小于第二设定阈值时，则确定完成对焦；

计算模块，用于根据每次移动所述马达后获取的所述当前位置数据和所述当前相位差计算得到目标离焦转换系数。

较佳地，所述计算模块用于采用最小二乘法基于每次移动所述马达后获取的所述当前位置数据和所述当前相位差进行拟合处理，获取目标直线的斜率和截距参数；

其中，所述斜率为所述目标离焦转换系数。

较佳地，所述获取系统还包括：

拟合度获取模块，用于基于每次移动所述马达后获取的所述当前位置数据和所述当前相位差计算得到所述目标直线对应的拟合度；

第二判断模块，用于判断所述拟合度是否大于第二设定阈值，且所述预设离焦转换系数与所述目标离焦转换系数的差值的绝对值是否小于第三设定阈值，若是，则确定所述目标离焦转换系数可靠。

较佳地，所述获取系统还包括：

选取模块，用于在所述拟合度小于或者等于所述第二设定阈值时，选取所述预设离焦转换系数与所述目标离焦转换系数中的较小值；

第二位移量获取模块，用于计算所述较小值与所述当前图像帧对应的所述当前相位差之间的乘积以得到所述马达对应的第二位移量；

所述驱动模块用于驱动所述马达移动所述第二位移量，并在移动后驱动所述马达采用CDAF对焦方式在第一设定范围内沿着第一设定方向进行对焦。

较佳地，所述驱动模块用于当所述当前清晰度值小于或者等于所述第一清晰度值时，则驱动所述马达采用CDAF对焦方式在第二设定范围内沿着第二设定方向移动进行对焦。

较佳地，所述第一数据获取模块还用于获取所述目标图像帧中与所述第一相位差对应的第一信心度；

其中，所述第一信心度的大小与所述第一相位差的可靠度呈正相关；

所述目标相位差获取模块包括：

目标信息度单元，用于选取大于或者等于第四设定阈值的所述第一信心度作为目标信息度；

目标相位差计算单元，用于将所述目标信心度作为权重，对所述目标信心度对应的所述第一相位差进行加权平均计算得到所述目标相位差。

较佳地，所述第一位移量获取模块包括：

初始位移量计算单元，用于计算所述目标相位差和预设离焦转换系数的乘积以得到所述摄像模组中所述马达对应的初始位移量；

第一位移量计算单元，用于采用预设函数根据所述初始位移量计算得到所述第一位移量；

其中，所述第一位移量小于所述初始位移量。

较佳地，所述获取系统还包括：

指令获取模块，用于获取对焦触发指令；

第三判断模块，用于判断所述对焦触发指令是否满足预设条件，若是，则调用集合获取模块；若否，则确定采用CDAF的对焦方式进行对焦；和/或，

所述第一判断模块用于采用所述当前图像帧替换所述图像帧集合中排序最靠前的所述目标图像帧以形成新的所述图像帧集合。

本发明还提供一种摄像模组的对焦系统，所述对焦系统采用上述的摄像模组中离焦转换系数的获取系统实现；

当所述获取系统计算得到目标直线的目标离焦转换系数和截距参数时，所述对焦系统包括：

目标位移量计算模块，用于根据所述目标离焦转换系数和所述截距参数计算得到所述马达对应的目标位移量；

所述驱动模块用于驱动所述马达移动所述目标位移量移动以进行对焦。

较佳地，所述对焦系统还包括：

第三相位差获取模块，用于获取当前图像帧对应的第三相位差；

第四判断模块，用于判断所述第三相位差是否小于第五设定阈值，若是，则确定完成对焦；若否，则驱动所述马达采用CDAF对焦方式在第三设定范围内沿着第三设定方向进行对焦。

本发明还提供一种摄像模组，所述摄像模组包括上述的摄像模组的对焦系统，和/或上述的摄像模组的对焦系统。

本发明还提供一种终端，所述终端包括上述的摄像模组。

本发明的积极进步效果在于：

本发明中，考虑摄像模组中DCC会随着亮度、物距的变化而变化，通过实时地自适应地在对焦过程中重新计算得到新的DCC，即能有效地动态调整DCC，从而保证了较短的对焦耗时的同时，提高了PDAF对焦方式的对焦精度，增加了准焦率；拟合出目标直线的斜率(即DCC)和截距参数，进一步地保证了对焦精度；另外，每次定向CDAF均对应设置一个设定范围和设定方向，从而在保证对焦精度的同时，缩短了对焦时间，提升了对焦效率。

附图说明

图1为本发明实施例1的摄像模组中离焦转换系数的获取方法的流程图。

图2为本发明实施例2的摄像模组中离焦转换系数的获取方法的流程图。

图3为本发明实施例3中目标直线的示意图。

图4为本发明实施例3的摄像模组的对焦方法的流程图。

图5为本发明实施例4的摄像模组的对焦方法的流程图。

图6为本发明实施例5的摄像模组中离焦转换系数的获取系统的模块示意图。

图7为本发明实施例6的摄像模组中离焦转换系数的获取系统的模块示意图。

图8为本发明实施例7的摄像模组的对焦系统的模块示意图。

图9为本发明实施例8的摄像模组的对焦系统的模块示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

考虑到在不同的光源与距离下，摄像模组中DCC值也会有所不同，具体如下表所示：

上表为由Shield PD模组拍摄的结果，背景图使用ISO-12233chart(分辨率测试标板)，在三星实验室中使用标准D65光源测试，且上表中的数据均为图像中心处的DCC取整值，模组自带的图像中心处的DCC取整为24。

由表可见同一个模组，在相同光源下，不同距离时，DCC会发生变化；在相同距离时，不同光源下，DCC也会发生变化。本实施例中能够有效地动态调整DCC，以保证PDAF对焦方式的对焦精度，具体地：

如图1所示，本实施例的摄像模组中离焦转换系数的获取方法包括：

S101、获取图像帧集合；其中，图像帧集合包括摄像模组连续采集的设定数量的目标图像帧；

S102、获取目标图像帧对应的第一相位差和第一清晰度值；

其中，第一清晰度值是CDAF对焦方式中用于寻找最清晰位置的衡量标准，每个DAC位置(即摄像模组中音圈马达VCM的位置)对应一个清晰度值，第一相位差和第一清晰度值均可从摄像模组的存储模块中直接获取。

S103、根据第一相位差获取目标相位差；

S104、基于目标相位差和预设离焦转换系数获取摄像模组中马达对应的第一位移量；

S105、驱动马达移动第一位移量，并获取移动后的当前图像帧对应的当前相位差、当前清晰度值和表征马达位置的当前位置数据；

S106、判断当前清晰度值是否大于第一清晰度值，若是，则记录对焦次数；

S107、在对焦次数未达到第一设定阈值和第一位移量大于或者等于第二设定阈值时，根据当前图像帧形成新的图像帧集合，并重新执行步骤S103；

S108在对焦次数达到第一设定阈值，和/或，在第一位移量小于第二设定阈值时，则确定完成对焦，并执行步骤S109；

S109、根据每次移动马达后获取的当前位置数据和当前相位差计算得到目标离焦转换系数。

本实施例中，考虑摄像模组中DCC会随着亮度、物距的变化而变化，通过实时地自适应地在对焦过程中重新计算得到新的DCC，即能有效地动态调整DCC，从而保证了较短的对焦耗时的同时，提高了PDAF对焦方式的对焦精度，增加了准焦率。

实施例2

如图2所示，本实施例的摄像模组中离焦转换系数的获取方法是对实施例1的进一步改进，具体地：

步骤S101之前还包括：

S1001、获取对焦触发指令；

S1002、判断对焦触发指令是否满足预设条件，若是，则执行步骤S101；若否，则确定采用CDAF的对焦方式进行对焦。

其中，预设条件包括但不限于相位差满足第一设定条件，相位差对应的信心度满足第二设定条件，当前场景的亮度满足第三设定条件等。该预设条件也可以根据实际情况进行灵活调整。

步骤S103之前还包括：

获取目标图像帧中与第一相位差对应的第一信心度；

其中，每个第一相位差对应一个第一信心度，第一信心度用于描述当前的第一信心度是否可靠，第一信心度的大小与第一相位差的可靠度呈正相关。

步骤S103包括：

选取大于或者等于第四设定阈值的第一信心度作为目标信息度；

将目标信心度作为权重，对目标信心度对应的第一相位差进行加权平均计算得到目标相位差。

已知相位差与信心度是浮动的，即使固定背景图与模组，相位差与信心度也会变动，但数值浮动非常小。信心度过低则表示相位差不可靠，故应予以舍弃，只选取出满足设定阈值的信心度，将这些信心度作为对应的第一相位差的权重，求加权平均后的目标相位差。若选取出三帧图像帧，分别对应的相位差为pd_1、pd_2、pd_3，分别对应的信心度为conf_1、conf_2、conf_3，则目标相位差pd_weight_avg＝(pd_1*conf_1+pd_2*conf_2+pd_3*conf_3)/(conf_1+conf_2+conf_3)，将选取出的信心度求平均得到conf_avg＝(conf_1+conf_2+conf_3)/3。通过加权平均计算得到目标相位差，以提高对焦精度。

步骤S104包括：

S1041、计算目标相位差和预设离焦转换系数的乘积以得到摄像模组中马达对应的初始位移量；

S1042、采用预设函数根据初始位移量计算得到第一位移量；

其中，第一位移量小于初始位移量。

本实施例的获取方法还包括：

当前清晰度值小于或者等于第一清晰度值时，则驱动马达采用CDAF对焦方式在第二设定范围内沿着第二设定方向移动进行对焦，即通过定向范围的CDAF对焦方式保证对焦的准确度，同时缩短了对焦时长。

步骤S109包括：

S1091、采用最小二乘法基于每次移动马达后获取的当前位置数据和当前相位差进行拟合处理，获取目标直线的斜率和截距参数；

其中，目标直线如图3所示，横轴表示马达位置数据(DAC值)，纵轴表示当前相位差，斜率为目标离焦转换系数。

步骤S109之后还包括：

S1010、基于每次移动马达后获取的当前位置数据和当前相位差计算得到目标直线对应的拟合度；

S1011、在拟合度是否大于第二设定阈值，且预设离焦转换系数与目标离焦转换系数的差值的绝对值是否小于第三设定阈值，若是，则确定目标离焦转换系数可靠；若否，则执行S1012；

S1012、在拟合度小于或者等于第二设定阈值时，选取预设离焦转换系数与目标离焦转换系数中的较小值；

S1013、计算较小值与当前图像帧对应的当前相位差之间的乘积以得到马达对应的第二位移量；

S1014、驱动马达移动第二位移量，并在移动后驱动马达采用CDAF对焦方式在第一设定范围内沿着第一设定方向进行对焦。

另外，步骤S108包括：

采用当前图像帧替换图像帧集合中排序最靠前的目标图像帧以形成新的图像帧集合。

下面结合实例具体说明：

在对参数初始化过程，从OTP中读取的预设离焦转换系数DCC值用DCC_OTP表示；ΔVCM等于目标相位差pd_weight_avg与DCC_OTP的乘积，即ΔVCM＝pd_weight_avg*DCC_OTP，表示当前位置距最清晰位位置还差ΔVCM个DAC值。n表示循环的总次数，i表示已循环的次数(即对焦次数)，i初始值为0。

(1)以图像帧集合中包括5帧第一图像帧为例，分别获取5帧第一图像帧对应的第一相位差、第一信心度和第一清晰度值；根据信心度选取出一定数量的图像帧以计算得到目标相位差。

例如，若根据信心度选取出三帧图像帧，分别对应的相位差为pd_1、pd_2、pd_3，分别对应的信心度为conf_1、conf_2、conf_3，则目标相位差pd_weight_avg＝(pd_1*conf_1+pd_2*conf_2+pd_3*conf_3)/(conf_1+conf_2+conf_3)。

(2)将i自加1，ΔVCM1＝ΔVCM/(2*i)，第一位移量ΔVCM1小于初始位移量ΔVCM以保证每次马达的位移量不会超过最初的pd_weight_avg与DCC_OTP的乘积，然后将马达推动ΔVCM1进行对焦，并记录推完马达后的当前图像帧的当前相位差、当前清晰度值和表征马达位置的DAC值。

(3)在当前清晰度值小于之前的第一清晰度值，则表示清晰度在降低，此时很可能发生已推过了最清晰位置的情况；通过设置设定范围(从当前清晰度下降的位置往与之对比的清晰度高的位置)，驱动马达进行定向短程CDAF对焦，最终完成对焦过程。

(4)在当前清晰度值大于之前的第一清晰度值，则表示清晰度在增加，则确定马达推进方向正确；将采用当前图像帧替换图像帧集合中排序最靠前的目标图像帧以形成新的图像帧集合，并重新执行步骤(1)；

同时，判断ΔVCM是否小于第二设定阈值(几乎接近于0)时，若是则确定结束对焦过程。

判断对焦次数i是否达到第一设定阈值n，若是则结束对焦过程。n取值为1-5，n越大循环次数越多，最终的对焦效果也越精确，但是整个对焦耗时也越长，因此可以根据实际情况确定和调整n的具体取值。

(5)获取每次推完马达后的每组当前相位差和表征马达位置的DAC值，采用最小二乘法根据每组的当前相位差和DAC值进行拟合处理得到目标直线的斜率K(目标离焦转换系数)和截距参数b_coff。

采用最小二乘法求取斜率K与截距参数b_coff的计算公式如下：

其中，x对应当前相位差，y对应当前相位差对应的马达位置的DAC值。

基于每组当前相位差和表征马达位置的DAC值获取该目标直线对应的拟合度r^2，若r^2越接近1，则表明拟合效果越好。

其中，该目标直线对应的拟合度r^2的计算公式如下：

在拟合度r^2大于第二设定阈值时，则确定获取的斜率K(目标离焦转换系数)可靠；同时，判断目标离焦转换系数与预设离焦转换系数的差值的绝对值是否小于第三设定阈值，若是则确定斜率K的跳变在正常范围内，即采用双重判断条件来共同保证K值的可靠程度，进而保证对焦精度。

若目标离焦转换系数与预设离焦转换系数的差值的绝对值大于或者等于第三设定阈值，则确定K值不可靠，可能存在错误，此时不予以采纳。

另外，本实施例中的整个对焦过程涉及的计算量不大，定向范围的CDAF既保证了对焦的精确，同时又节省了时间。

第一设定阈值、第二设定阈值、第三设定阈值和第四设定阈值均可以根据实际需求进行调节。

对于定向范围的CDAF，可以缩小搜索范围，也可以扩大搜索步长。但扩大搜索步长可能错过最清晰位置，所以可以优化为自适应步长的定向CDAF。

本实施例中，考虑摄像模组中DCC会随着亮度、物距的变化而变化，通过实时地自适应地在对焦过程中重新计算得到新的DCC，即能有效地动态调整DCC，从而保证了较短的对焦耗时的同时，提高了PDAF对焦方式的对焦精度，增加了准焦率；拟合出目标直线的斜率(即DCC)和截距参数，从而进一步地保证了对焦精度；另外，每次定向CDAF均对应设置一个设定范围和设定方向，从而在保证对焦精度的同时，缩短了对焦时间，提升了对焦效率。

实施例3

如图4所示，本实施例的摄像模组的对焦方法采用实施例1或2中的摄像模组中离焦转换系数的获取方法实现。

当根据每次移动马达后获取的当前位置数据和当前相位差获取目标直线的目标离焦转换系数和截距参数时，本实施例的对焦方法包括：

S201、根据目标离焦转换系数和截距参数计算得到马达对应的目标位移量；

S202、驱动马达移动目标位移量移动以进行对焦。

本实施例中，基于自适应地在对焦过程中重新计算得到新的DCC，计算马达对应的位移量，进而根据该位移量进行对焦，较短的对焦耗时的同时，提高了PDAF对焦方式的对焦精度，增加了准焦率。

实施例4

如图5所示，本实施例的摄像模组的对焦方法是对实施例3的进一步改进，具体地：

步骤S202之后还包括：

S203、获取当前图像帧对应的第三相位差；

S204、判断第三相位差是否小于第五设定阈值，若是，则确定完成对焦；若否，则驱动马达采用CDAF对焦方式在第三设定范围内沿着第三设定方向进行对焦。其中，第三设定范围可以根据实际情况进行调整。

例如，第三相位差ΔVCM_k＝pd3*K+b_coff，驱动马达移动第三相位差ΔVCM_k后，获取当前图像帧的相位差为pd4；当|pd4|小于第五设定阈值则确定完成对焦；若否，则驱动马达采用CDAF对焦方式在第三设定范围内沿着第三设定方向进行对焦。

另外，在标定DCC(获取动态变化的DCC)时，不仅可以在背景图和模组二者距离为10～20cm，也可以增加至30cm、40cm等多个距离段，从而得到多组DCC值；还可以将截距参数b_coff烧录在模组OTP中，从而省去整个对焦流程中求斜率K与截距参数b_coff的步骤，进一步地减少了对焦耗时，提高对焦效率。

本实施例中，基于自适应地在对焦过程中重新计算得到新的DCC，计算马达对应的位移量，进而根据该位移量进行对焦，较短的对焦耗时的同时，提高了PDAF对焦方式的对焦精度，增加了准焦率。

实施例5

如图6所示，本实施例的摄像模组中离焦转换系数的获取系统包括集合获取模块1、第一数据获取模块2、目标相位差获取模块3、第一位移量获取模块4、驱动模块5、当前数据集获取模块6、第一判断模块7和计算模块8。

集合获取模块1用于获取图像帧集合；其中，图像帧集合包括摄像模组连续采集的设定数量的目标图像帧；

第一数据获取模块2用于获取目标图像帧对应的第一相位差和第一清晰度值；其中，第一清晰度值是CDAF对焦方式中用于寻找最清晰位置的衡量标准，每个DAC位置(即摄像模组中音圈马达VCM的位置)对应一个清晰度值，第一相位差和第一清晰度值均可从摄像模组的存储模块中直接获取。

目标相位差获取模块3用于根据第一相位差获取目标相位差；

第一位移量获取模块4用于基于目标相位差和预设离焦转换系数获取摄像模组中马达对应的第一位移量；

驱动模块5驱动马达移动第一位移量；

当前数据集获取模块6用于获取移动后的当前图像帧对应的当前相位差、当前清晰度值和表征马达位置的当前位置数据；

第一判断模块7用于判断当前清晰度值是否大于第一清晰度值，若是，则记录对焦次数，根据当前图像帧形成新的图像帧集合，并调用目标相位差获取模块3，直至在对焦次数达到第一设定阈值，和/或，第一位移量小于第二设定阈值时，则确定完成对焦；

计算模块8用于根据每次移动马达后获取的当前位置数据和当前相位差计算得到目标离焦转换系数。

本实施例中，考虑摄像模组中DCC会随着亮度、物距的变化而变化，通过实时地自适应地在对焦过程中重新计算得到新的DCC，即能有效地动态调整DCC，从而保证了较短的对焦耗时的同时，提高了PDAF对焦方式的对焦精度，增加了准焦率。

实施例6

如图7所示，本实施例的摄像模组中离焦转换系数的获取系统是对实施例5的进一步改进，具体地：

获取系统还包括指令获取模块9和第三判断模块10。

指令获取模块9用于获取对焦触发指令；

第三判断模块10用于判断对焦触发指令是否满足预设条件，若是，则调用集合获取模块1；若否，则确定采用CDAF的对焦方式进行对焦。

其中，预设条件包括但不限于相位差满足第一设定条件，相位差对应的信心度满足第二设定条件，当前场景的亮度满足第三设定条件等。该预设条件也可以根据实际情况进行灵活调整。

第一数据获取模块2还用于获取目标图像帧中与第一相位差对应的第一信心度；

其中，每个第一相位差对应一个第一信心度，第一信心度用于描述当前的第一信心度是否可靠，第一信心度的大小与第一相位差的可靠度呈正相关。

目标相位差获取模块3包括目标信息度单元11和目标相位差计算单元12。

目标信息度单元11用于选取大于或者等于第四设定阈值的第一信心度作为目标信息度；

目标相位差计算单元12用于将目标信心度作为权重，对目标信心度对应的第一相位差进行加权平均计算得到目标相位差。

已知相位差与信心度是浮动的，即使固定背景图与模组，相位差与信心度也会变动，但数值浮动非常小。信心度过低则表示相位差不可靠，故应予以舍弃，只选取出满足设定阈值的信心度，将这些信心度作为对应的第一相位差的权重，求加权平均后的目标相位差。若选取出三帧图像帧，分别对应的相位差为pd_1、pd_2、pd_3，分别对应的信心度为conf_1、conf_2、conf_3，则目标相位差pd_weight_avg＝(pd_1*conf_1+pd_2*conf_2+pd_3*conf_3)/(conf_1+conf_2+conf_3)，将选取出的信心度求平均得到conf_avg＝(conf_1+conf_2+conf_3)/3。通过加权平均计算得到目标相位差，以提高对焦精度。

第一位移量获取模块4包括初始位移量计算单元13和第一位移量计算单元14。

初始位移量计算单元13用于计算目标相位差和预设离焦转换系数的乘积以得到摄像模组中马达对应的初始位移量；

第一位移量计算单元14用于采用预设函数根据初始位移量计算得到第一位移量；

其中，第一位移量小于初始位移量。

驱动模块5用于当前清晰度值小于或者等于第一清晰度值时，则驱动马达采用CDAF对焦方式在第二设定范围内沿着第二设定方向移动进行对焦，即通过定向范围的CDAF对焦方式保证对焦的准确度，同时缩短了对焦时长。。

计算模块8用于采用最小二乘法基于每次移动马达后获取的当前位置数据和当前相位差进行拟合处理，获取目标直线的斜率和截距参数；

其中，目标直线如图3所示，横轴表示马达位置数据(DAC值)，纵轴表示当前相位差，斜率为目标离焦转换系数。

获取系统还包括拟合度获取模块15、第二判断模块16、选取模块17和第二位移量获取模块18。

拟合度获取模块15用于基于每次移动马达后获取的当前位置数据和当前相位差计算得到目标直线对应的拟合度；

第二判断模块16用于判断拟合度是否大于第二设定阈值，且预设离焦转换系数与目标离焦转换系数的差值的绝对值是否小于第三设定阈值，若是，则确定目标离焦转换系数可靠。

选取模块17用于在拟合度小于或者等于第二设定阈值时，选取预设离焦转换系数与目标离焦转换系数中的较小值；

第二位移量获取模块18用于计算较小值与当前图像帧对应的当前相位差之间的乘积以得到马达对应的第二位移量；

驱动模块5用于驱动马达移动第二位移量，并在移动后驱动马达采用CDAF对焦方式在第一设定范围内沿着第一设定方向进行对焦。

另外，第一判断模块7用于采用当前图像帧替换图像帧集合中排序最靠前的目标图像帧以形成新的图像帧集合。

下面结合实例具体说明：

在对参数初始化过程，从OTP中读取的预设离焦转换系数DCC值用DCC_OTP表示；ΔVCM等于目标相位差pd_weight_avg与DCC_OTP的乘积，即ΔVCM＝pd_weight_avg*DCC_OTP，表示当前位置距最清晰位位置还差ΔVCM个DAC值。n表示循环的总次数，i表示已循环的次数(即对焦次数)，i初始值为0。

(1)以图像帧集合中包括5帧第一图像帧为例，分别获取5帧第一图像帧对应的第一相位差、第一信心度和第一清晰度值；根据信心度选取出一定数量的图像帧以计算得到目标相位差。

例如，若根据信心度选取出三帧图像帧，分别对应的相位差为pd_1、pd_2、pd_3，分别对应的信心度为conf_1、conf_2、conf_3，则目标相位差pd_weight_avg＝(pd_1*conf_1+pd_2*conf_2+pd_3*conf_3)/(conf_1+conf_2+conf_3)。

(2)将i自加1，ΔVCM1＝ΔVCM/(2*i)，第一位移量ΔVCM1小于初始位移量ΔVCM以保证每次马达的位移量不会超过最初的pd_weight_avg与DCC_OTP的乘积，然后将马达推动ΔVCM1进行对焦，并记录推完马达后的当前图像帧的当前相位差、当前清晰度值和表征马达位置的DAC值。

(3)在当前清晰度值小于之前的第一清晰度值，则表示清晰度在降低，此时很可能发生已推过了最清晰位置的情况；通过设置设定范围(从当前清晰度下降的位置往与之对比的清晰度高的位置)，驱动马达进行定向短程CDAF对焦，最终完成对焦过程。

(4)在当前清晰度值大于之前的第一清晰度值，则表示清晰度在增加，则确定马达推进方向正确；将采用当前图像帧替换图像帧集合中排序最靠前的目标图像帧以形成新的图像帧集合，并重新执行步骤(1)；

同时，判断ΔVCM是否小于第二设定阈值(几乎接近于0)时，若是则确定结束对焦过程。

判断对焦次数i是否达到第一设定阈值n，若是则结束对焦过程。n取值为1-5，n越大循环次数越多，最终的对焦效果也越精确，但是整个对焦耗时也越长，因此可以根据实际情况确定和调整n的具体取值。

(5)获取每次推完马达后的每组当前相位差和表征马达位置的DAC值，采用最小二乘法根据每组的当前相位差和DAC值进行拟合处理得到目标直线的斜率K(目标离焦转换系数)和截距参数b_coff。

采用最小二乘法求取斜率K与截距参数b_coff的计算公式如下：

其中，x对应当前相位差，y对应当前相位差对应的马达位置的DAC值。

基于每组当前相位差和表征马达位置的DAC值获取该目标直线对应的拟合度r^2，若r^2越接近1，则表明拟合效果越好。

其中，该目标直线对应的拟合度r^2的计算公式如下：

在拟合度r^2大于第二设定阈值时，则确定获取的斜率K(目标离焦转换系数)可靠；同时，判断目标离焦转换系数与预设离焦转换系数的差值的绝对值是否小于第三设定阈值，若是则确定斜率K的跳变在正常范围内，即采用双重判断条件来共同保证K值的可靠程度，进而保证对焦精度。

若目标离焦转换系数与预设离焦转换系数的差值的绝对值大于或者等于第三设定阈值，则确定K值不可靠，可能存在错误，此时不予以采纳。

另外，本实施例中的整个对焦过程涉及的计算量不大，定向范围的CDAF既保证了对焦的精确，同时又节省了时间。

第一设定阈值、第二设定阈值、第三设定阈值和第四设定阈值均可以根据实际需求进行调节。

对于定向范围的CDAF，可以缩小搜索范围，也可以扩大搜索步长。但扩大搜索步长可能错过最清晰位置，所以可以优化为自适应步长的定向CDAF。

本实施例中，考虑摄像模组中DCC会随着亮度、物距的变化而变化，通过实时地自适应地在对焦过程中重新计算得到新的DCC，即能有效地动态调整DCC，从而保证了较短的对焦耗时的同时，提高了PDAF对焦方式的对焦精度，增加了准焦率；拟合出目标直线的斜率(即DCC)和截距参数，从而进一步地保证了对焦精度；另外，每次定向CDAF均对应设置一个设定范围和设定方向，从而在保证对焦精度的同时，缩短了对焦时间，提升了对焦效率。

实施例7

如图8所示，本实施例的摄像模组的对焦系统采用实施例5或6中的摄像模组中离焦转换系数的获取系统实现。

当获取系统计算得到目标直线的目标离焦转换系数和截距参数时，对焦系统包括目标位移量计算模块19和驱动模块5：

目标位移量计算模块19用于根据目标离焦转换系数和截距参数计算得到马达对应的目标位移量；

驱动模块5用于驱动马达移动目标位移量移动以进行对焦。

本实施例中，基于自适应地在对焦过程中重新计算得到新的DCC，计算马达对应的位移量，进而根据该位移量进行对焦，较短的对焦耗时的同时，提高了PDAF对焦方式的对焦精度，增加了准焦率。

实施例8

如图9所示，本实施例的摄像模组的对焦系统是对实施例7的进一步改进，具体地：

本实施例的对焦系统还包括第三相位差获取模块20和第四判断模块21。

第三相位差获取模块20用于获取当前图像帧对应的第三相位差；

第四判断模块21用于判断第三相位差是否小于第五设定阈值，若是，则确定完成对焦；若否，则驱动马达采用CDAF对焦方式在第三设定范围内沿着第三设定方向进行对焦。其中，第三设定范围可以根据实际情况进行调整。

例如，第三相位差ΔVCM_k＝pd3*K+b_coff，驱动马达移动第三相位差ΔVCM_k后，获取当前图像帧的相位差为pd4；当|pd4|小于第五设定阈值则确定完成对焦；若否，则驱动马达采用CDAF对焦方式在第三设定范围内沿着第三设定方向进行对焦。

另外，在标定DCC(获取动态变化的DCC)时，不仅可以在背景图和模组二者距离为10～20cm，也可以增加至30cm、40cm等多个距离段，从而得到多组DCC值；还可以将截距参数b_coff烧录在模组OTP中，从而省去整个对焦流程中求斜率K与b_coff的步骤，进一步地减少了对焦耗时，提高对焦效率。

本实施例中，基于自适应地在对焦过程中重新计算得到新的DCC，计算马达对应的位移量，进而根据该位移量进行对焦，较短的对焦耗时的同时，提高了PDAF对焦方式的对焦精度，增加了准焦率。

实施例9

本实施例的摄像模组包括实施例5或6中的摄像模组中离焦转换系数的获取系统，和/或实施例5或6中的摄像模组中摄像模组的对焦系统。

本实施例中，摄像模组能够自适应地在对焦过程中重新计算得到新的DCC，计算马达对应的位移量，进而根据该位移量进行对焦，较短的对焦耗时的同时，提高了PDAF对焦方式的对焦精度，增加了准焦率。

实施例10

本实施例的终端包括实施例9中的摄像模组。其中，终端包括但不限于移动终端，如手机。

本实施例中，终端采用摄像模组进行对焦时，可以动态地调整DCC，从而使得DCC随着亮度和物距的变化而变化，保证了对焦精度且缩短了对焦时长，提升了用户的使用体验。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (22)

1.一种摄像模组中离焦转换系数的获取方法，其特征在于，所述获取方法包括：

获取图像帧集合；其中，所述图像帧集合包括摄像模组连续采集的设定数量的目标图像帧；

获取所述目标图像帧对应的第一相位差和第一清晰度值；

根据所述第一相位差获取目标相位差；

基于所述目标相位差和预设离焦转换系数获取所述摄像模组中马达对应的第一位移量；

驱动所述马达移动所述第一位移量，并获取移动后的当前图像帧对应的当前相位差、当前清晰度值和表征马达位置的当前位置数据；

判断所述当前清晰度值是否大于所述第一清晰度值，若是，则记录对焦次数，根据所述当前图像帧形成新的所述图像帧集合，并重新执行所述根据所述第一相位差获取目标相位差的步骤，直至在所述对焦次数达到第一设定阈值，和/或，所述第一位移量小于第二设定阈值时，则确定完成对焦；

根据每次移动所述马达后获取的所述当前位置数据和所述当前相位差计算得到目标离焦转换系数。

2.如权利要求1所述摄像模组中离焦转换系数的获取方法，其特征在于，所述根据每次移动所述马达后获取的所述当前位置数据和所述当前相位差计算得到目标离焦转换系数的步骤包括：

采用最小二乘法基于每次移动所述马达后获取的所述当前位置数据和所述当前相位差进行拟合处理，获取目标直线的斜率和截距参数；

其中，所述斜率为所述目标离焦转换系数。

3.如权利要求2所述的摄像模组中离焦转换系数的获取方法，其特征在于，所述获取方法还包括：

基于每次移动所述马达后获取的所述当前位置数据和所述当前相位差计算得到所述目标直线对应的拟合度；

判断所述拟合度是否大于第二设定阈值，且所述预设离焦转换系数与所述目标离焦转换系数的差值的绝对值是否小于第三设定阈值，若是，则确定所述目标离焦转换系数可靠。

4.如权利要求3所述的摄像模组中离焦转换系数的获取方法，其特征在于，所述获取方法还包括：

在所述拟合度小于或者等于所述第二设定阈值时，选取所述预设离焦转换系数与所述目标离焦转换系数中的较小值；

计算所述较小值与所述当前图像帧对应的所述当前相位差之间的乘积以得到所述马达对应的第二位移量；

驱动所述马达移动所述第二位移量，并在移动后驱动所述马达采用CDAF对焦方式在第一设定范围内沿着第一设定方向进行对焦。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的摄像模组中离焦转换系数的获取方法，其特征在于，所述获取方法还包括：

当所述当前清晰度值小于或者等于所述第一清晰度值时，则驱动所述马达采用CDAF对焦方式在第二设定范围内沿着第二设定方向移动进行对焦。

6.如权利要求1所述摄像模组中离焦转换系数的获取方法，其特征在于，所述获取方法还包括：

获取所述目标图像帧中与所述第一相位差对应的第一信心度；

其中，所述第一信心度的大小与所述第一相位差的可靠度呈正相关；

所述根据所述第一相位差获取目标相位差的步骤包括：

选取大于或者等于第四设定阈值的所述第一信心度作为目标信息度；

将所述目标信心度作为权重，对所述目标信心度对应的所述第一相位差进行加权平均计算得到所述目标相位差。

7.如权利要求1所述摄像模组中离焦转换系数的获取方法，其特征在于，所述基于所述目标相位差和预设离焦转换系数获取所述摄像模组中马达对应的第一位移量的步骤包括：

计算所述目标相位差和预设离焦转换系数的乘积以得到所述摄像模组中所述马达对应的初始位移量；

采用预设函数根据所述初始位移量计算得到所述第一位移量；

其中，所述第一位移量小于所述初始位移量。

8.如权利要求1所述的摄像模组中离焦转换系数的获取方法，其特征在于，所述获取图像帧集合的步骤之前还包括：

获取对焦触发指令，并判断所述对焦触发指令是否满足预设条件，若是，则执行所述获取图像帧集合的步骤；若否，则确定采用CDAF的对焦方式进行对焦；和/或，

所述根据所述当前图像帧形成新的所述图像帧集合的步骤包括：

采用所述当前图像帧替换所述图像帧集合中排序最靠前的所述目标图像帧以形成新的所述图像帧集合。

9.一种摄像模组的对焦方法，其特征在于，所述对焦方法采用权利要求1-8中任意一项所述的摄像模组中离焦转换系数的获取方法实现；

当根据每次移动所述马达后获取的所述当前位置数据和所述当前相位差获取目标直线的目标离焦转换系数和截距参数时，所述对焦方法包括：

根据所述目标离焦转换系数和所述截距参数计算得到所述马达对应的目标位移量；

驱动所述马达移动所述目标位移量移动以进行对焦。

10.如权利要求9所述的摄像模组的对焦方法，其特征在于，所述驱动所述马达移动所述目标位移量移动以进行对焦的步骤之后还包括：

获取当前图像帧对应的第三相位差；

判断所述第三相位差是否小于第五设定阈值，若是，则确定完成对焦；若否，则驱动所述马达采用CDAF对焦方式在第三设定范围内沿着第三设定方向进行对焦。

11.一种摄像模组中离焦转换系数的获取系统，其特征在于，所述获取系统包括：

集合获取模块，用于获取图像帧集合；其中，所述图像帧集合包括摄像模组连续采集的设定数量的目标图像帧；

第一数据获取模块，用于获取所述目标图像帧对应的第一相位差和第一清晰度值；

目标相位差获取模块，用于根据所述第一相位差获取目标相位差；

第一位移量获取模块，用于基于所述目标相位差和预设离焦转换系数获取所述摄像模组中马达对应的第一位移量；

驱动模块，驱动所述马达移动所述第一位移量；

当前数据集获取模块，用于获取移动后的当前图像帧对应的当前相位差、当前清晰度值和表征马达位置的当前位置数据；

第一判断模块，用于判断所述当前清晰度值是否大于所述第一清晰度值，若是，则记录对焦次数，根据所述当前图像帧形成新的所述图像帧集合，并调用目标相位差获取模块，直至在所述对焦次数达到第一设定阈值，和/或，所述第一位移量小于第二设定阈值时，则确定完成对焦；

计算模块，用于根据每次移动所述马达后获取的所述当前位置数据和所述当前相位差计算得到目标离焦转换系数。

12.如权利要求11所述的摄像模组中离焦转换系数的获取系统，其特征在于，所述计算模块用于采用最小二乘法基于每次移动所述马达后获取的所述当前位置数据和所述当前相位差进行拟合处理，获取目标直线的斜率和截距参数；

其中，所述斜率为所述目标离焦转换系数。

13.如权利要求12所述的摄像模组中离焦转换系数的获取系统，其特征在于，所述获取系统还包括：

拟合度获取模块，用于基于每次移动所述马达后获取的所述当前位置数据和所述当前相位差计算得到所述目标直线对应的拟合度；

第二判断模块，用于判断所述拟合度是否大于第二设定阈值，且所述预设离焦转换系数与所述目标离焦转换系数的差值的绝对值是否小于第三设定阈值，若是，则确定所述目标离焦转换系数可靠。

14.如权利要求13所述的摄像模组中离焦转换系数的获取系统，其特征在于，所述获取系统还包括：

选取模块，用于在所述拟合度小于或者等于所述第二设定阈值时，选取所述预设离焦转换系数与所述目标离焦转换系数中的较小值；

第二位移量获取模块，用于计算所述较小值与所述当前图像帧对应的所述当前相位差之间的乘积以得到所述马达对应的第二位移量；

所述驱动模块用于驱动所述马达移动所述第二位移量，并在移动后驱动所述马达采用CDAF对焦方式在第一设定范围内沿着第一设定方向进行对焦。

15.如权利要求11-14中任意一项所述的摄像模组中离焦转换系数的获取系统，其特征在于，所述驱动模块用于当所述当前清晰度值小于或者等于所述第一清晰度值时，则驱动所述马达采用CDAF对焦方式在第二设定范围内沿着第二设定方向移动进行对焦。

16.如权利要求11所述的摄像模组中离焦转换系数的获取系统，其特征在于，所述第一数据获取模块还用于获取所述目标图像帧中与所述第一相位差对应的第一信心度；

其中，所述第一信心度的大小与所述第一相位差的可靠度呈正相关；

所述目标相位差获取模块包括：

目标信息度单元，用于选取大于或者等于第四设定阈值的所述第一信心度作为目标信息度；

目标相位差计算单元，用于将所述目标信心度作为权重，对所述目标信心度对应的所述第一相位差进行加权平均计算得到所述目标相位差。

17.如权利要求11所述的摄像模组中离焦转换系数的获取系统，其特征在于，所述第一位移量获取模块包括：

初始位移量计算单元，用于计算所述目标相位差和预设离焦转换系数的乘积以得到所述摄像模组中所述马达对应的初始位移量；

第一位移量计算单元，用于采用预设函数根据所述初始位移量计算得到所述第一位移量；

其中，所述第一位移量小于所述初始位移量。

18.如权利要求15所述的摄像模组中离焦转换系数的获取系统，其特征在于，所述获取系统还包括：

指令获取模块，用于获取对焦触发指令；

第三判断模块，用于判断所述对焦触发指令是否满足预设条件，若是，则调用集合获取模块；若否，则确定采用CDAF的对焦方式进行对焦；和/或，

所述第一判断模块用于采用所述当前图像帧替换所述图像帧集合中排序最靠前的所述目标图像帧以形成新的所述图像帧集合。

19.一种摄像模组的对焦系统，其特征在于，所述对焦系统采用权利要求11-18中任意一项所述的摄像模组中离焦转换系数的获取系统实现；

当所述获取系统计算得到目标直线的目标离焦转换系数和截距参数时，所述对焦系统包括：

目标位移量计算模块，用于根据所述目标离焦转换系数和所述截距参数计算得到所述马达对应的目标位移量；

所述驱动模块用于驱动所述马达移动所述目标位移量移动以进行对焦。

20.如权利要求19所述的摄像模组的对焦系统，其特征在于，所述对焦系统还包括：

第三相位差获取模块，用于获取当前图像帧对应的第三相位差；

第四判断模块，用于判断所述第三相位差是否小于第五设定阈值，若是，则确定完成对焦；若否，则驱动所述马达采用CDAF对焦方式在第三设定范围内沿着第三设定方向进行对焦。

21.一种摄像模组，其特征在于，所述摄像模组包括权利要求10-20所述的摄像模组中离焦转换系数的获取系统，和/或权利要求19或20中所述的摄像模组的对焦系统。

22.一种终端，其特征在于，所述终端包括权利要求21所述的摄像模组。

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