CN112866546B - 对焦方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种对焦方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质。所述方法包括拍摄时获取相位差值，所述相位差值包括第一方向的相位差值和第二方向的相位差值；所述第一方向与所述第二方向成预设夹角；通过所述陀螺仪获取陀螺仪数据；根据所述陀螺仪数据从所述第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定目标相位差值；基于所述目标相位差值进行对焦。上述方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质，可以提高对焦的准确性。

Description

对焦方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质

技术领域

本申请涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种对焦方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质。

背景技术

随着影像技术的发展，人们越来越习惯通过电子设备上的摄像头等图像采集设备拍摄图像或视频，记录各种信息。摄像头在采集图像过程中一般需要对焦至被拍摄的对象，从而获取被拍摄的对象的清晰的图像。

传统的对焦方式包括相位对焦(Phase Detection Auto Focus，PDAF)，获取相位差值进行对焦。然而，传统的对焦方法存在对焦不准确的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种对焦方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质，可以对焦的准确性。

一种对焦的方法，应用于包括陀螺仪的电子设备中，包括：

拍摄时获取相位差值，所述相位差值包括第一方向的相位差值和第二方向的相位差值；所述第一方向与所述第二方向成预设夹角；

通过所述陀螺仪获取陀螺仪数据；

根据所述陀螺仪数据从所述第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定目标相位差值；

基于所述目标相位差值进行对焦。

一种对焦装置，应用于包括陀螺仪的电子设备中，包括：

相位差值获取模块，用于拍摄时获取相位差值，所述相位差值包括第一方向的相位差值和第二方向的相位差值；所述第一方向与所述第二方向成预设夹角；

陀螺仪数据获取模块，用于通过所述陀螺仪获取陀螺仪数据；

目标相位差值确定模块，用于根据所述陀螺仪数据从所述第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定目标相位差值；

对焦模块，用于基于所述目标相位差值进行对焦。

一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述的对焦方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的方法的步骤。

上述对焦方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质，拍摄时获取相位差值，相位差值包括第一方向的相位差值和第二方向的相位差值；第一方向与第二方向成预设夹角；通过陀螺仪获取陀螺仪数据；根据陀螺仪数据可以确定电子设备的移动方向，从而可以从第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定更准确的目标相位差值；基于目标相位差值可以更准确进行对焦。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相位检测自动对焦的原理示意图；

图2为一个实施例中图像传感器的部分结构示意图；

图3为一个实施例中像素点的结构示意图；

图4为一个实施例中成像设备的结构示意图；

图5为一个实施例中像素点组上设置滤光片的示意图；

图6为一个实施例中对焦方法的流程图；

图7为一个实施例中确定目标相位差值的流程图；

图8为一个实施例中对焦的流程图；

图9为一个实施例中确定相位差值的流程图；

图10为一个实施例中像素点组的示意图；

图11为另一个实施例中对焦方法的流程图；

图12为一个实施例中对焦装置的结构框图；

图13为一个实施例中电子设备的内部结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一方向称为第二方向，且类似地，可将第二方向称为第一方向。第一方向和第二方向两者都是方向，但其不是同一方向。

图1为相位检测自动对焦(phase detection auto focus，PDAF)的原理示意图。如图1所示，M1为电子设备中所包含的成像设备处于合焦状态时，图像传感器所处的位置，其中，合焦状态指的是成功对焦的状态。当图像传感器位于M1位置时，由物体W反射向镜头Lens的不同方向上的成像光线g在图像传感器上会聚，也即是，由物体W反射向镜头Lens的不同方向上的成像光线g在图像传感器上的同一位置处成像，此时，图像传感器成像清晰。

M2和M3为成像设备不处于合焦状态时，图像传感器所可能处于的位置，如图1所示，当图像传感器位于M2位置或M3位置时，由物体W反射向镜头Lens的不同方向上的成像光线g会在不同的位置成像。请参考图1，当图像传感器位于M2位置时，由物体W反射向镜头Lens的不同方向上的成像光线g在位置A和位置B分别成像，当图像传感器位于M3位置时，由物体W反射向镜头Lens的不同方向上的成像光线g在位置C和位置D分别成像，此时，图像传感器成像不清晰。

在PDAF技术中，可以获取从不同方向射入镜头的成像光线在图像传感器中所成的像在位置上的差异，例如，如图1所示，可以获取位置A和位置B的差异，或者，获取位置C和位置D的差异；在获取到从不同方向射入镜头的成像光线在图像传感器中所成的像在位置上的差异之后，可以根据该差异以及摄像机中镜头与图像传感器之间的几何关系，得到离焦距离，所谓离焦距离指的是图像传感器当前所处的位置与合焦状态时图像传感器所应该处于的位置的距离；成像设备可以根据得到的离焦距离进行对焦。

由此可知，合焦时，计算得到的PD值(相位差值)为0，反之算出的值越大，表示离合焦点的位置越远，值越小，表示离合焦点越近。采用PDAF对焦时，通过计算出PD值，再根据标定得到PD值与离焦距离之间的对应关系，可以求得离焦距离，然后根据离焦距离控制镜头移动达到合焦点，以实现对焦。

在一个实施例中，本申请提供了一种成像组件。成像组件包括图像传感器。图像传感器可以为金属氧化物半导体元件(英文：Complementary Metal Oxide Semiconductor；简称：CMOS)图像传感器、电荷耦合元件(英文：Charge-coupled Device；简称：CCD)、量子薄膜传感器或者有机传感器等。

图2为一个实施例中图像传感器的一部分的结构示意图。图像传感器包括阵列排布的多个像素点组Z，每个像素点组Z包括阵列排布的多个像素点D，每个像素点D对应一个感光单元。多个像素点包括M*N个像素点，其中，M和N均为大于或等于2的自然数。每个像素点D包括阵列排布的多个子像素点d。也就是每个感光单元可以由多个阵列排布的感光元件组成。其中，感光元件是一种能够将光信号转化为电信号的元件。在一个实施例中，感光元件可为光电二极管。本实施例中，每个像素点组Z包括2*2阵列排布的4个像素点D，每个像素点D可包括2*2阵列排布的4个子像素点d。其中，每个像素点D包括2*2个光电二极管，2*2个光电二极管与2*2阵列排布的4个子像素点d对应设置。每个光电二极管用于接收光信号并进行光电转换，从而将光信号转换为电信号输出。每个像素点D所包括的4个子像素点d与同一颜色的滤光片对应设置，因此每个像素点D对应于一个颜色通道，比如红色R通道，或者绿色通道G，或者蓝色通道B。

如图3所示，以每个像素点D包括子像素点1、子像素点2、子像素点3和子像素点4为例，可将子像素点1和子像素点2信号合并输出，子像素点3和子像素点4信号合并输出，从而构造成沿着第二方向(即竖直方向)的两个PD像素对，根据两个PD像素对的相位值可以确定像素点D内各子像素点沿第二方向的PD值(相位差值)。将子像素点1和子像素点3信号合并输出，子像素点2和子像素点4信号合并输出，从而构造沿着第一方向(即水平方向)的两个PD像素对，根据两个PD像素对的相位值可以确定像素点D内各子像素点沿第一方向的PD值(相位差值)。

图4为一个实施例中成像设备的结构示意图。如图4所示，该成像设备包括透镜40、滤光片42和成像组件44。透镜40、滤光片42和成像组件44依次位于入射光路上，即透镜40设置在滤光片42之上，滤光片42设置在成像组件44上。

成像组件44包括图2中的图像传感器。图像传感器包括阵列排布的多个像素点组Z，每个像素点组Z包括阵列排布的多个像素点D，每个像素点D对应一个感光单元，每个感光单元可以由多个阵列排布的感光元件组成。本实施例中，每个像素点D包括2*2阵列排布的4个子像素点d，每个子像素点d对应一个光点二极管442，即2*2个光电二极管442与2*2阵列排布的4个子像素点d对应设置。

滤光片42可包括红、绿、蓝三种，分别只能透过红色、绿色、蓝色对应波长的光线。一个像素点D所包括的4个子像素点d与同一颜色的滤光片对应设置。在其他实施例中，滤光片也可以是白色，方便较大光谱(波长)范围的光线通过，增加透过白色滤光片的光通量。

透镜40用于接收入射光，并将入射光传输给滤光片42。滤光片42对入射光进行滤波处理后，将滤波处理后的光信号投射到成像组件44上。

成像组件44所包括的图像传感器中的感光单元通过光电效应将从滤光片42入射的光转换成电荷信号，并生成与电荷信号一致的像素信号，经过一系列处理后最终输出图像。

由上文说明可知，图像传感器包括的像素点与图像包括的像素是两个不同的概念，其中，图像包括的像素指的是图像的最小组成单元，其一般由一个数字序列进行表示，通常情况下，可以将该数字序列称为像素的像素值。本申请实施例对“图像传感器包括的像素点”以及“图像包括的像素”两个概念均有所涉及，为了方便读者理解，在此进行简要的解释。

图5为一个实施例中像素点组上设置滤光片的示意图。像素点组Z包括按照两行两列的阵列排布方式进行排布的4个像素点D，其中，第一行第一列的像素点的颜色通道为绿色，也即是，第一行第一列的像素点上设置的滤光片为绿色滤光片；第一行第二列的像素点的颜色通道为红色，也即是，第一行第二列的像素点上设置的滤光片为红色滤光片；第二行第一列的像素点的颜色通道为蓝色，也即是，第二行第一列的像素点上设置的滤光片为蓝色滤光片；第二行第二列的像素点的颜色通道为绿色，也即是，第二行第二列的像素点上设置的滤光片为绿色滤光片。

图6为一个实施例中对焦方法的流程图。如图6所示，对焦方法包括步骤602至步骤608。

步骤602，拍摄时获取相位差值，相位差值包括第一方向的相位差值和第二方向的相位差值；第一方向与第二方向成预设夹角。

具体地，通过电子设备的成像设备拍摄图像时，获取相位差值，该相位差值包括第一方向的相位差值和第二方向的相位差值。第一方向和第二方向可成预设夹角，该预设夹角可为除0度、180度和360度外的任意角度。

步骤604，通过陀螺仪获取陀螺仪数据。

陀螺仪是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。陀螺仪包括光纤陀螺仪、激光陀螺仪、MEMS(Micro ElectroMechanical systems，微电子机械系统)陀螺仪等。

陀螺仪数据可以包括角速度数据，移动方向等。在陀螺仪中包括了X轴、Y轴和Z轴，可以分别检测X轴的陀螺仪数据、Y轴的陀螺仪数据和Z轴的陀螺仪数据。

陀螺仪的X轴的陀螺仪数据可以表示在水平方向上左右移动的数据，陀螺仪的Y轴的陀螺仪数据可以表示水平方向上前后移动的数据。因此，可以根据陀螺仪的X轴的陀螺仪数据和Y轴的陀螺仪数据确定电子设备的水平方向的数据。

例如，当陀螺仪的X轴的陀螺仪数据为向左移动，Y轴的陀螺仪数据为零，则根据陀螺仪的X轴的陀螺仪数据和Y轴的陀螺仪数据可以确定电子设备水平向左移动。当陀螺仪的X轴的陀螺仪数据为零，Y轴的陀螺仪数据为向前移动，则根据陀螺仪的X轴的陀螺仪数据和Y轴的陀螺仪数据可以确定电子设备水平向前移动。当陀螺仪的X轴的陀螺仪数据为向右移动，Y轴的陀螺仪数据为向前移动，则根据陀螺仪的X轴的陀螺仪数据和Y轴的陀螺仪数据可以确定电子设备水平向右前方移动。

步骤606，根据陀螺仪数据从第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定目标相位差值。

可以理解的是，当陀螺仪数据中的移动方向为水平方向时，特别是在被拍摄的物体包含垂直纹理时，则通过水平排列(左右排列)的像素对的成像模糊，得到的水平方向的相位差值不准确，从而影响对焦的准确性。同样地，当陀螺仪数据中的移动方向为竖直方向时，特别是在被拍摄物体包含水平纹理时，则通过竖直排列(上下排列)的像素对的程序模糊，得到的竖直方向的相位差值不准确，从而影响对焦的准确性。

而在本申请的实施例中，根据陀螺仪数据，可以从第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定准确的目标相位差值。

例如，第一方向为水平方向，第二方向为竖直方向，当陀螺仪数据为水平方向进行移动，则可以将第二方向的相位差值确定为目标相位差值；当陀螺仪数据为竖直方向进行移动，则可以将第一方向的相位差值确定为目标相位差值。

步骤608，基于目标相位差值进行对焦。

对焦指的是通过马达驱动透镜以改变动物距和相距的位置，使被拍物成像清晰的过程。

上述对焦方法，拍摄时获取相位差值，相位差值包括第一方向的相位差值和第二方向的相位差值；第一方向与第二方向成预设夹角；通过陀螺仪获取陀螺仪数据；根据陀螺仪数据可以确定电子设备的移动方向，从而可以从第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定更准确的目标相位差值；基于目标相位差值可以更准确进行对焦。

在一个实施例中，根据陀螺仪数据从第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定目标相位差值，包括：根据陀螺仪数据确定电子设备的移动方向；根据电子设备的移动方向，从第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定目标相位差值。

在一个实施例中，可以将陀螺仪数据中的方向作为电子设备的移动方向。例如，陀螺仪数据中的方向为水平向左移动，则电子设备的移动方向为水平向左移动。

在另一个实施例中，也可以将陀螺仪数据中的方向进行加权处理，从而得到电子设备的移动方向。具体地，获取陀螺仪数据中的X轴的权重因子、Y轴的权重因子以及Z轴的权重因子；根据X轴的陀螺仪数据、Y轴的陀螺仪数据、Z轴的陀螺仪数据以及对应的各个权重因子确定电子设备的移动方向。

例如，X轴的陀螺仪数据为50cm，即水平向右移动50cm；Y轴的陀螺仪数据为40cm，即水平向前移动40cm；Z轴的陀螺仪数据为0；X轴的权重因子为1，Y轴的权重因子为1.25，Z轴的权重因子为1.5，则加权处理之后，X轴的陀螺仪数据为50*1＝50cm，Y轴的陀螺仪数据为40*1.25＝50cm，则可以确定电子设备的移动方向为向右前方45度进行移动。

在其他实施例中，还可以根据其他方式确定电子设备的移动方向，具体的方式可以根据用户需要进行设定，不限于此。

电子设备中包含了图像传感器，图像传感器中包含了各个像素对，当确定了更准确的电子设备的移动方向时，可以更准确地确定各个像素对的移动方向，从而可以确定成像模糊的像素对，去除该成像模糊的像素对所对应的相位差值，确定更准确的目标相位差值。

在一个实施例中，如图7所示，根据电子设备的移动方向，从第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定目标相位差值，包括：

步骤702，当电子设备的移动方向为第一方向时，确定第二方向的相位差值为目标相位差值。

当电子设备的移动方向为第一方向时，特别是被拍摄物体存在第二方向的纹理时，则电子设备所包含的图像传感器中以第一方向排列的像素对成像模糊，则以第一方向排列的像素对所得到的相位差值不准确。而以第二方向排列的像素对成像清晰，以第二方向排列的像素对所得到的相位差值是准确的，则将第二方向的相位差值确定为目标相位差值。

例如，第一方向为水平方向，第二方向为竖直方向，电子设备水平进行移动时，特别是被拍摄物体存在竖直方向的纹理时，则电子设备所包含的图像传感器中以水平方向排列(左右排列)的像素对成像模糊，而以竖直方向排列(上下排列)的像素对成像清晰。也就是说，以水平方向排列的像素对得到的相位差值不准确，而以竖直方向排列的像素对得到的相位差值是准确的。因此，将竖直方向的相位差值确定为目标相位差值。

步骤704，当电子设备的移动方向为第二方向时，确定第一方向的相位差值为目标相位差值。

当电子设备的移动方向为第二方向时，特别是被拍摄物体存在第一方向的纹理时，则电子设备所包含的图像传感器中以第二方向排列的像素对成像模糊，则以第二方向排列的像素对所得到的相位差值不准确。而以第一方向排列的像素对成像清晰，以第一方向排列的像素对所得到的相位差值是准确的，则将第一方向的相位差值确定为目标相位差值。

例如，第一方向为竖直方向，第二方向为水平方向，电子设备竖直进行移动时，特别是被拍摄物体存在水平方向的纹理时，则电子设备所包含的图像传感器中以竖直方向排列(上下排列)的像素对成像模糊，而以水平方向排列(左右排列)的像素对成像清晰。也就是说，以竖直方向排列的像素对得到的相位差值不准确，而以水平方向排列的像素对得到的相位差值是准确的。因此，将水平方向的相位差值确定为目标相位差值。

上述对焦方法，根据电子设备的移动方向，从第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定准确的相位差值作为目标相位差值，避免了基于不准确的相位差值进行对焦造成对焦不准确的问题，提高了对焦的准确性。

在一个实施例中，如图8所示，基于目标相位差值进行对焦，包括：

步骤802，根据目标相位差值确定离焦距离值。

目标相位差值与离焦距离值之间的对应关系可通过标定得到。

离焦距离值与目标相位差值之间的对应关系如下：

defocus＝PD*slope(DCC)，其中，DCC(Defocus Conversion Coefficient，离焦系数)由标定得到，PD为目标相位差值。

目标相位差值与离焦距离值的对应关系的标定过程包括：将摄像模组的有效对焦行程切分为10等分，即(近焦DAC-远焦DAC)/10，以此覆盖马达的对焦范围；在每个对焦DAC(DAC可为0至1023)位置进行对焦，并记录当前对焦DAC位置的相位差；完成马达对焦行程后取一组10个的对焦DAC与获得的PD值进行做比；生成10个相近的比值K，将DAC与PD组成的二维数据进行拟合得到斜率为K的直线。

步骤804，根据离焦距离值控制镜头移动以对焦。

上述对焦方法，根据目标相位差值确定离焦距离值及移动方向；根据离焦距离值和移动方向控制镜头移动可以更准确进行对焦。

在一个实施例中，根据目标相位差值确定离焦距离值，包括：获取目标相位差值的置信度；当置信度大于置信度阈值时，根据目标相位差值从相位差值与离焦距离值的对应关系中确定对应的离焦距离值。

目标相位差值的置信度指的是目标相位差值的可信程度。目标相位差值的置信度越高，表示目标相位差值越可信，即目标相位差值越准确；目标相位差值的置信度越低，表示目标相位差值越不可信，即目标相位差值越不准确。

当置信度大于置信度阈值时，表示目标相位差值的置信度较高，可以认为该目标相位差值较准确，则根据目标相位差值从相位差值与离焦距离值的对应关系中确定对应的离焦距离值。

当置信度小于或等于置信度阈值时，表示目标相位差值的置信度较低，可以认为该目标相位差值不准确，可以返回执行拍摄时获取相位差值步骤，重新获取第一方向的相位差值和第二方向的相位差值。

本实施例中，以计算水平方向的相位差值为例，计算图像中某一行坐标x的相位差值，取左图x-2，x-1，x，x+1，x+2共5个像素点的亮度值，右图上做移动，移动范围可为-10到+10。即：

对右图亮度值Rx-12，Rx-11，Rx-10，Rx-9，Rx-8和x-2，x-1，x，x+1，x+2做相似比较；

对右图亮度值Rx-11，Rx-10，Rx-9，Rx-8，Rx-7和x-2，x-1，x，x+1，x+2做相似比较；

……

对右图亮度值Rx-2，Rx-1，Rx，Rx+1，Rx+2和x-2，x-1，x，x+1，x+2做相似比较；

对右图亮度值Rx-1，Rx，Rx+1，Rx+2，Rx+3和x-2，x-1，x，x+1，x+2做相似比较；

……

对右图亮度值Rx+7，Rx+8，Rx+9，Rx+10，Rx+11和x-2，x-1，x，x+1，x+2做相似比较

对右图亮度值Rx+8,Rx+9，Rx+10，Rx+11，Rx+12和x-2，x-1，x，x+1，x+2做相似比较。

以右图五个像素点值为Rx-2，Rx-1，Rx，Rx+1，Rx+2，左图五个像素点值为x-2，x-1，x，x+1，x+2为例，相似度匹配程度可以为|Rx-2-x-2|+|Rx-1-x-1|+|Rx-x|+|Rx+1--x+1|+|Rx+2-x+2|。相似度匹配程度的值越小，相似度越高。相似度越高，可信度越高。相似的像素点值可作为相匹配的像素点得到相位差。而对于上图和下图，可取上图中的一列像素点的亮度值和下图中一列相同数量的像素点的亮度值作相似比较。上图和下图的可信度获取过程与左图和右图的过程类似，在此不再赘述。

上述对焦方法，当目标相位差值的置信度大于置信度阈值时，表示该目标相位差值较准确，可以根据该目标相位差值从相位差值与离焦距离值的对应关系中确定对应的离焦距离值，则确定的离焦距离值也较准确，从而可以提高对焦的准确性。

在一个实施例中，上述方法还包括：获取第一图像；对第一图像进行主体检测，得到感兴趣区域。拍摄时获取相位差值，包括：拍摄时获取感兴趣区域中的相位差值。基于目标相位差值进行对焦，包括：基于目标相位差值在感兴趣区域中进行对焦，得到第二图像。

其中，主体检测(salient object detection)是指面对一个场景时，自动地对感兴趣区域进行处理而选择性的忽略不感兴趣区域。感兴趣区域称为主体区域。可见光图是指RGB(Red、Green、Blue)图像。可通过彩色摄像头拍摄任意场景得到彩色图像，即RGB图像。该可见光图可为电子设备本地存储的，也可为其他设备存储的，也可以为从网络上存储的，还可为电子设备实时拍摄的，不限于此。

具体地，获取第一图像中的感兴趣区域的相位差值，感兴趣区域的相位差值也包括了第一方向的相位差值和第二方向的相位差值，第一方向和第二方向成预设夹角；通过陀螺仪获取陀螺仪数据；根据陀螺仪数据从第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定目标相位差值；基于目标相位差值在感兴趣区域中进行对焦，得到第二图像。

上述对焦方法，结合主体检测，获取到感兴趣区域，在感兴趣区域中进行对焦，可以避免对焦至背景区域中，提高了对焦的准确性。

在一个实施例中，电子设备包括图像传感器，图像传感器包括阵列排布的多个像素点组，每个像素点组包括阵列排布的M*N个像素点；每个像素点对应一个感光单元，其中，M和N均为大于或等于2的自然数。

如图9所示，获取相位差值，包括：

步骤902，根据每个像素点组包括的像素点的亮度值获取目标亮度图。

通常情况下，图像传感器的像素点的亮度值可以由该像素点包括的子像素点的亮度值来进行表征。成像设备可以根据每个像素点组包括的像素点中子像素点的亮度值来获取该目标亮度图。其中，子像素点的亮度值是指该子像素点对应的感光元件接收到的光信号的亮度值。

如上文所述，图像传感器包括的子像素点是一种能够将光信号转化为电信号的感光元件，因此，可以根据子像素点输出的电信号来获取该子像素点接收到的光信号的强度，根据子像素点接收到的光信号的强度即可得到该子像素点的亮度值。

本申请实施例中的目标亮度图用于反映图像传感器中子像素点的亮度值，该目标亮度图可以包括多个像素，其中，目标亮度图中的每个像素的像素值均是根据图像传感器中子像素点的亮度值得到的。

步骤904，对目标亮度图进行切分处理，得到第一切分亮度图和第二切分亮度图，并根据第一切分亮度图和第二切分亮度图中相互匹配的像素的位置差异，确定相互匹配的像素的相位差值。

在一个实施例中，成像设备可以沿列的方向(图像坐标系中的y轴方向)对该目标亮度图进行切分处理，在沿列的方向对目标亮度图进行切分处理的过程中，切分处理的每一分割线都与列的方向垂直。

在另一个实施例中，成像设备可以沿行的方向(图像坐标系中的x轴方向)对该目标亮度图进行切分处理，在沿行的方向对目标亮度图进行切分处理的过程中，切分处理的每一分割线都与行的方向垂直。

沿列的方向对目标亮度图进行切分处理后得到的第一切分亮度图和第二切分亮度图可以分别称为上图和下图。沿行的方向对目标亮度图进行切分处理后得到的第一切分亮度图和第二切分亮度图可以分别称为左图和右图。

其中，“相互匹配的像素”指的是由像素本身及其周围像素组成的像素矩阵相互相似。例如，第一切分亮度图中像素a和其周围的像素组成一个3行3列的像素矩阵，该像素矩阵的像素值为：

2 15 70

1 35 60

0 100 1

第二切分亮度图中像素b和其周围的像素也组成一个3行3列的像素矩阵，该像素矩阵的像素值为：

1 15 70

1 36 60

0 100 2

由上文可以看出，这两个矩阵是相似的，则可以认为像素a和像素b相互匹配。判断像素矩阵是否相似的方式很多，通常可对两个像素矩阵中的每个对应像素的像素值求差，再将求得的差值的绝对值进行相加，利用该相加的结果来判断像素矩阵是否相似，也即是，若该相加的结果小于预设的某一阈值，则认为像素矩阵相似，否则，则认为像素矩阵不相似。

例如，对于上述两个3行3列的像素矩阵而言，可以分别将1和2求差，将15和15求差，将70和70求差，……，再将求得的差的绝对值相加，得到相加结果为3，该相加结果3小于预设的阈值，则认为上述两个3行3列的像素矩阵相似。

另一种判断像素矩阵是否相似的方式是利用sobel卷积核计算方式或者高拉普拉斯计算方式等方式提取其边缘特征，通过边缘特征来判断像素矩阵是否相似。

在本申请实施例中，“相互匹配的像素的位置差异”指的是，相互匹配的像素中位于第一切分亮度图中的像素的位置和位于第二切分亮度图中的像素的位置的差异。如上述举例，相互匹配的像素a和像素b的位置差异指的是像素a在第一切分亮度图中的位置和像素b在第二切分亮度图中的位置的差异。

相互匹配的像素分别对应于从不同方向射入镜头的成像光线在图像传感器中所成的不同的像。例如，第一切分亮度图中的像素a与第二切分亮度图中的像素b相互匹配，其中，该像素a可以对应于图1中在A位置处所成的像，像素b可以对应于图1中在B位置处所成的像。

由于相互匹配的像素分别对应于从不同方向射入镜头的成像光线在图像传感器中所成的不同的像，因此，根据相互匹配的像素的位置差异，即可确定该相互匹配的像素的相位差。

步骤906，根据相互匹配的像素的相位差值确定第一方向的相位差值和第二方向的相位差值。

当第一切分亮度图包括的是偶数行的像素，第二切分亮度图包括的是奇数行的像素，第一切分亮度图中的像素a与第二切分亮度图中的像素b相互匹配，则根据相互匹配的像素a和像素b的相位差，可以确定第一方向的相位差值。

当第一切分亮度图包括的是偶数列的像素，第二切分亮度图包括的是奇数列的像素，第一切分亮度图中的像素a与第二切分亮度图中的像素b相互匹配，则根据相互匹配的像素a和像素b的相位差，可以确定第二方向的相位差值。

上述像素点组中的像素点的亮度值得到目标亮度图，将目标亮度图划分为两个切分亮度图后，通过像素匹配，可以快速的确定相互匹配的像素的相位差值，同时包含了丰富的相位差值，可以提高相位差值得精确度，提高对焦的准确度和稳定度。

在一个实施例中，每个像素点包括阵列排布的多个子像素点，根据每个像素点组包括的像素点的亮度值获取目标亮度图，包括：对于每个像素点组，根据像素点组中每个像素点的相同位置处的子像素点的亮度值，获取像素点组对应的子亮度图；根据每个像素点组对应的子亮度图生成目标亮度图。

其中，每个像素点的相同位置处的子像素点指的是在各像素点中排布位置相同的子像素点。

图10为一个实施例中的像素点组的示意图，如图10所示，该像素点组包括按照两行两列的阵列排布方式进行排布的4个像素点，该4个像素点分别为D1像素点、D2像素点、D3像素点和D4像素点，其中，每个像素点包括按照两行两列的阵列排布方式进行排布的4个子像素点，其中，子像素点分别为d11、d12、d13、d14、d21、d22、d23、d24、d31、d32、d33、d34、d41、d42、d43和d44。

如图10所示，子像素点d11、d21、d31和d41在各像素点中的排布位置相同，均为第一行第一列，子像素点d12、d22、d32和d42在各像素点中的排布位置相同，均为第一行第二列，子像素点d13、d23、d33和d43在各像素点中的排布位置相同，均为第二行第一列，子像素点d14、d24、d34和d44在各像素点中的排布位置相同，均为第二行第二列。

在一个实施例中，如图11所示，步骤1102，采用2*2PDAF图像传感器捕获光信息，具体地，根据图像传感器上每个像素点组包括的像素点的亮度值获取目标亮度图；对目标亮度图进行切分处理，得到第一切分亮度图和第二切分亮度图；执行步骤1104，根据第一切分亮度图和第二切分亮度图中相互匹配的像素的位置差异，确定相互匹配的像素的相位差值；根据相互匹配的像素的相位差值确定第一方向的相位差值和第二方向的相位差值。

执行步骤1106，获取陀螺仪数据；执行步骤1108，根据陀螺仪数据判断电子设备的移动方向；当确定好电子设备的移动方向之后，执行步骤1110，从第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定目标相位差值。具体地，当电子设备的移动方向为第一方向时，确定第二方向的相位差值为目标相位差值；当电子设备的移动方向为第二方向时，确定第一方向的相位差值为目标相位差值。执行步骤1112，基于目标相位差值进行对焦。

应该理解的是，虽然图6至图9的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图6至图9中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

图12为一个实施例的对焦装置的结构框图。如图12所示，提供了一种对焦装置1200，应用于包括陀螺仪的电子设备中，包括：相位差值获取模块1202、陀螺仪数据获取模块1204、目标相位差值确定模块1206和对焦模块1208，其中：

相位差值获取模块1202，用于拍摄时获取相位差值，相位差值包括第一方向的相位差值和第二方向的相位差值；第一方向与第二方向成预设夹角。

陀螺仪数据获取模块1204，用于通过陀螺仪获取陀螺仪数据。

目标相位差值确定模块1206，用于根据陀螺仪数据从第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定目标相位差值。

对焦模块1208，用于基于目标相位差值进行对焦。

上述对焦装置，拍摄时获取相位差值，相位差值包括第一方向的相位差值和第二方向的相位差值；第一方向与第二方向成预设夹角；通过陀螺仪获取陀螺仪数据；根据陀螺仪数据可以确定电子设备的移动方向，从而可以从第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定更准确的目标相位差值；基于目标相位差值可以更准确进行对焦。

在一个实施例中，上述目标相位差值确定模块1206还用于根据陀螺仪数据确定电子设备的移动方向；根据电子设备的移动方向，从第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定目标相位差值。

在一个实施例中，上述目标相位差值确定模块1206还用于当电子设备的移动方向为第一方向时，确定第二方向的相位差值为目标相位差值；当电子设备的移动方向为第二方向时，确定第一方向的相位差值为目标相位差值。

在一个实施例中，上述对焦模块1208还用于根据目标相位差值确定离焦距离值及移动方向；根据离焦距离值和移动方向控制镜头移动以对焦。

在一个实施例中，上述对焦模块1208还用于获取目标相位差值的置信度；当置信度大于置信度阈值时，根据目标相位差值从相位差值与离焦距离值的对应关系中确定对应的离焦距离值。

在一个实施例中，上述对焦装置1200还包括主体检测模块，用于获取第一图像；对第一图像进行主体检测，得到感兴趣区域。拍摄时获取相位差值，包括：拍摄时获取感兴趣区域中的相位差值。基于目标相位差值进行对焦，包括：基于目标相位差值在感兴趣区域中进行对焦，得到第二图像。

在一个实施例中，电子设备包括图像传感器，图像传感器包括阵列排布的多个像素点组，每个像素点组包括阵列排布的多个像素点；每个像素点对应一个感光单元。上述相位差值获取模块1202还用于根据每个像素点组包括的像素点的亮度值获取目标亮度图；对目标亮度图进行切分处理，得到第一切分亮度图和第二切分亮度图，并根据第一切分亮度图和第二切分亮度图中相互匹配的像素的位置差异，确定相互匹配的像素的相位差值；根据相互匹配的像素的相位差值确定第一方向的相位差值或第二方向的相位差值。

在一个实施例中，上述相位差值获取模块1202还用于对于每个像素点组，根据像素点组中每个像素点的相同位置处的子像素点的亮度值，获取像素点组对应的子亮度图；根据每个像素点组对应的子亮度图生成目标亮度图。

上述对焦装置中各个模块的划分仅用于举例说明，在其他实施例中，可将对焦装置按照需要划分为不同的模块，以完成上述对焦装置的全部或部分功能。

图13为一个实施例中电子设备的内部结构示意图。如图13所示，该电子设备包括通过系统总线连接的处理器和存储器。其中，该处理器用于提供计算和控制能力，支撑整个电子设备的运行。存储器可包括非易失性存储介质及内存储器。非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该计算机程序可被处理器所执行，以用于实现以下各个实施例所提供的一种对焦方法。内存储器为非易失性存储介质中的操作系统计算机程序提供高速缓存的运行环境。该电子设备可以是手机、平板电脑或者个人数字助理或穿戴式设备等。

本申请实施例中提供的对焦装置中的各个模块的实现可为计算机程序的形式。该计算机程序可在终端或服务器上运行。该计算机程序构成的程序模块可存储在终端或服务器的存储器上。该计算机程序被处理器执行时，实现本申请实施例中所描述方法的步骤。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。一个或多个包含计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行对焦方法的步骤。

一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行对焦方法。

本申请实施例所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。合适的非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)，它用作外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种对焦方法，其特征在于，应用于包括陀螺仪的电子设备中，包括：

拍摄时获取相位差值，所述相位差值包括第一方向的相位差值和第二方向的相位差值；所述第一方向与所述第二方向成预设夹角；

通过所述陀螺仪获取陀螺仪数据；

根据所述陀螺仪数据从所述第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定目标相位差值，包括：

根据所述陀螺仪数据确定所述电子设备的移动方向，根据所述电子设备的移动方向，从所述第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定目标相位差值；当所述电子设备的移动方向为第一方向时，确定第二方向的相位差值为目标相位差值；当所述电子设备的移动方向为第二方向时，确定第一方向的相位差值为目标相位差值；

基于所述目标相位差值进行对焦。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标相位差值进行对焦，包括：

根据所述目标相位差值确定离焦距离值；

根据所述离焦距离值控制镜头移动以对焦。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标相位差值确定离焦距离值，包括：

获取所述目标相位差值的置信度；

当所述置信度大于置信度阈值时，根据所述目标相位差值从相位差值与离焦距离值的对应关系中确定对应的离焦距离值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取第一图像；

对所述第一图像进行主体检测，得到感兴趣区域；

所述拍摄时获取相位差值，包括：

拍摄时获取所述感兴趣区域中的相位差值；

所述基于所述目标相位差值进行对焦，包括：

基于所述目标相位差值在所述感兴趣区域中进行对焦，得到第二图像。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电子设备包括图像传感器，所述图像传感器包括阵列排布的多个像素点组，每个所述像素点组包括阵列排布的M*N个像素点；每个像素点对应一个感光单元，其中，M和N均为大于或等于2的自然数；

所述获取相位差值，包括：

根据每个所述像素点组包括的像素点的亮度值获取目标亮度图；

对所述目标亮度图进行切分处理，得到第一切分亮度图和第二切分亮度图，并根据所述第一切分亮度图和所述第二切分亮度图中相互匹配的像素的位置差异，确定所述相互匹配的像素的相位差值；

根据所述相互匹配的像素的相位差值确定第一方向的相位差值和第二方向的相位差值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，每个所述像素点包括阵列排布的多个子像素点，所述根据每个所述像素点组包括的像素点的亮度值获取目标亮度图，包括：

对于每个所述像素点组，根据所述像素点组中每个像素点的相同位置处的子像素点的亮度值，获取所述像素点组对应的子亮度图；

根据每个所述像素点组对应的子亮度图生成所述目标亮度图。

7.一种对焦装置，其特征在于，应用于包括陀螺仪的电子设备中，包括：

相位差值获取模块，用于拍摄时获取相位差值，所述相位差值包括第一方向的相位差值和第二方向的相位差值；所述第一方向与所述第二方向成预设夹角；

陀螺仪数据获取模块，用于通过所述陀螺仪获取陀螺仪数据；

目标相位差值确定模块，用于根据所述陀螺仪数据从所述第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定目标相位差值，包括：

根据所述陀螺仪数据确定所述电子设备的移动方向，根据所述电子设备的移动方向，从所述第一方向的相位差值和第二方向的相位差值中确定目标相位差值；当所述电子设备的移动方向为第一方向时，确定第二方向的相位差值为目标相位差值；当所述电子设备的移动方向为第二方向时，确定第一方向的相位差值为目标相位差值；

对焦模块，用于基于所述目标相位差值进行对焦。

8.一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至6中任一项所述的对焦方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

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