CN113923347A - 自动对焦方法、装置、拍摄终端及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明申请揭示了一种自动对焦方法，该方法包括：将待对焦的图像划分为多个窗口；选择所述多个窗口中的至少两个相邻窗口作为感兴趣区域；获取感兴趣区域的各窗口的相位差；根据满足设定置信度阈值的至少一个相位差确定感兴趣区域内的清晰面积最大的物距；以该物距对感兴趣区域进行对焦。与现有技术相比，本发明方法基于相位差与画面离焦程度成比例关系的原理，通过满足置信度阈值的相位差计算图像或视频帧中的感兴趣区域内所占清晰面积最大的物距，然后以此物距进行对焦，可使图像或视频帧中的感兴趣区域大体处于清晰，提高了图像的拍摄质量。

Description

自动对焦方法、装置、拍摄终端及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，具体涉及一种自动对焦方法、装置、相机及计算机可读存储介质。
背景技术
对焦是指在利用拍摄装置进行拍摄时，通过拍摄装置相关软硬件的调节，使被拍摄的对象清晰成像的过程。PDAF(Phase Detection Auto Focus，相位对焦)技术是目前应用于单反相机与智能手机的主流对焦技术。其中，通过用于计算相位差(PD，PhaseDifference)的像素点计算出当前位置与合焦位置的位置差，以实现快速对焦效果。由于PD数据与画面离焦程度成比例关系，因此可以作为画面的成像深度信息，但PD数据带有一定误差，需要配合同时输出的置信度数据使用。
中国发明专利公开号为CN108206914A的专利文献中公开了一种对焦方法，包括：获取显示界面内当前帧中多个窗口的相位差信息；基于所述多个窗口的相位差信息，采用聚类算法，确定对焦区域。但上述对焦方法存在使图像中的感兴趣区域（ROI，region ofinterest）对焦区域过小的问题。
因此，有必要对现有的对焦方法进行改进。
发明内容
基于相位差与画面离焦程度成比例关系的原理，本发明提供一种自动对焦方法、装置、相机及计算机可读存储介质，旨在解决现有的对焦方法存在的缺陷。
第一方面，本发明提供了一种自动对焦方法，该方法包括：将待对焦的图像划分为多个窗口；选择所述多个窗口中的至少两个相邻窗口作为感兴趣区域；获取感兴趣区域的各窗口的相位差；根据满足设定置信度阈值的至少一个相位差确定感兴趣区域内的清晰面积最大的物距；以该物距对感兴趣区域进行对焦。
进一步地，若获取的感兴趣区域的各窗口的相位差均不满足设定置信度阈值，则在该感兴趣区域的窗口基础上增加新的窗口构成新的感兴趣区域，直到感兴趣区域中的至少一个窗口的相位差满足设定置信度阈值。
进一步地，所述多个窗口的形状和大小都相同。
进一步地，选择位于图像的中间位置或中下位置的至少两个相邻窗口作为感兴趣区域。
进一步地，通过接收拍摄终端的触摸显示屏的输入，选择触摸点附近的至少两个相邻窗口作为感兴趣区域。
进一步地，若满足设定置信度阈值的相位差只有一个，则根据该相位差来确定物距。
进一步地，若满足设定置信度阈值的相位差有两个或以上，则按以下步骤进行处理：S61：将多个相位差按大小进行队列排序；S62：判断队列排序中相位差的数目是否等于两个，如果否，则进入步骤S63，如果是则进入步骤S65；S63：计算最大相位差与第二大相位差的第一相邻差值以及最小相位差与第二小相位差的第二差值；S64：若第一相邻差值大于或等于第二相邻差值，则将最大相位差从队列排序中去除，若第一相邻差值小于第二相邻差值，则将最小相位差从队列排序中去除，再返回步骤S62；S65：根据该两个相位差的中间值或加权平均值来确定物距。
第二方面，本发明提供了一种自动对焦装置，该装置包括：窗口划分模块，用于将待对焦的图像划分为多个窗口；选择模块，用于选择所述多个窗口中的至少两个相邻窗口作为感兴趣区域；相位差获取模块，获取感兴趣区域的各窗口的相位差；物距计算模块，用于根据满足设定置信度阈值的至少一个相位差计算感兴趣区域内的清晰面积最大的物距；对焦模块，用于根据计算得到的物距对感兴趣区域进行对焦。
第三方面，本发明提供了一种拍摄终端，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任一项上述自动对焦方法的步骤。
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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任一项上述自动对焦方法。
与现有技术相比，本发明方法基于相位差与画面离焦程度成比例关系的原理，通过满足置信度阈值的相位差计算图像或视频帧中的感兴趣区域内所占清晰面积最大的物距，然后以此物距进行对焦，可使图像或视频帧中的感兴趣区域大体处于清晰，提高了图像的拍摄质量。
附图说明
图1为本发明实施例1中的自动对焦方法的流程图。
图2为图1中的步骤S6的子流程图。
图3为本发明实施例1中的待对焦图像的窗口划分示意图。
图4为包含不同数目窗口的感兴趣区域示意图。
图5为在图4的感兴趣区域的左边和下方增加窗口后的感兴趣区域示意图。
图6为在图5的感兴趣区域的右方和上方增加窗口后的感兴趣区域示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例1
如图1至图6所示，本实施例中的自动对焦方法的一个优选实施例包括以下步骤。
S1：将待对焦的图像划分为多个窗口。
如图3所示，本实施例中将待对焦的图像划分为8*6共48个窗口，常见的划分还包括16*12等。在本实施例中，各个窗口均为边长相同的正方形，在其他的实施例中，也可以将窗口划分为尺寸相同的矩形。本实施例不对窗口的具体形状和大小进行限制，只需将待对焦的图像划分为多个窗口即可。
S2：选择所述多个窗口中的至少两个相邻窗口作为感兴趣区域。
如图4所示，由于拍摄者默认的拍摄物体大都位于图像中间或中下位置，因此优选将位于图像中间或中下位置的相邻窗口作为感兴趣区域，例如，本实施例首先选择位于图像中央的4个窗口作为感兴趣区域。此外，还可接通过收拍摄终端的触摸显示屏的输入，然后选择触摸点附近的至少两个相邻窗口作为感兴趣区域。
S3：获取感兴趣区域的各窗口的相位差。
通过各窗口的画面信息特征（深度图等）分别计算各窗口的相位差。由于计算画面相位差为现有技术，这里不再赘述。
S4：判断是否存在满足设定置信度阈值的相位差。
由于获取的各窗口的相位差数据具有一定误差，因此需要配合同时输出的置信度一起使用，而置信度受到拍摄画面的亮度及画面内容的影响。因此，本步骤通过设置置信度阈值，去除不可靠的相位差，保留可信度较高的相位，可使对焦效果更好。本实施例中，如果感兴趣区域中的所有窗口的相位差均不满足设定置信度阈值，则进入步骤S5；如果存在至少一个满足设定置信度阈值的相位差，则进入步骤S6。
S5：在已有窗口上增加新的窗口构成新的感兴趣区域。
当图4中的感兴趣区域内的4个窗口的相位差均不满足设定的置信度阈值，则在该4个窗口的基础上增加新的窗口以构成新的感兴趣区域，本步骤中，在已有窗口上增加新的窗口构成新的感兴趣区域的方式不限定。
如图5所示，可在图4中的感兴趣区域的左边和下方增加窗口，形成了包括9个窗口的感兴趣区域，然后返回步骤S3；如果图5中的感兴趣区域的9个窗口的相位差均不满足设定的置信度阈值，则在图5中的感兴趣区域的右方和上方增加窗口，形成包括16个窗口的感兴趣区域，然后返回步骤S3。以此类推，直到感兴趣区域中的至少一个窗口的相位差满足设定置信度阈值。若感兴趣区域已包含图像中的所有窗口，且所有窗口的相位差均不满足设定的置信度阈值，则按默认的物距或按感兴趣区域中间窗口的相位值计算物距。
在其他方案中，当图4中的感兴趣区域内的4个窗口的相位差均不满足设定的置信度阈值，也可以通过在图4的感兴趣区域的上下左右4个方向增加窗口，构成包括16个窗口的感兴趣区域，然后返回步骤S3。
S6：根据满足设定置信度阈值的至少一个相位差确定感兴趣区域内的清晰面积最大的物距。
若满足设定置信度阈值的相位差只有一个，则根据该相位差来确定物距。
若满足设定置信度阈值的相位差有两个或以上，则按以下步骤进行处理：S61：将多个相位差按大小进行队列排序；S62：判断队列排序中相位差的数目是否等于两个，如果否，则进入步骤S63，如果是则进入步骤S65；S63：计算最大相位差与第二大相位差的第一相邻差值以及最小相位差与第二小相位差的第二差值；S64：若第一相邻差值大于或等于第二相邻差值，则将最大相位差从队列排序中去除，若第一相邻差值小于第二相邻差值，则将最小相位差从队列排序中去除，再返回步骤S62；S65：根据该两个相位差的中间值或加权平均值来确定物距，其中，各窗口的加权值与窗口在图像中的位置相关，例如，位于图像中间位置的窗口的加权值最高，位于图像中下方的窗口的加权值仅次于位于中间位置的窗口的加权值，位于图像角落的窗口的加权值最低。
S7：以该物距对感兴趣区域进行对焦。
将拍摄终端等拍摄装置的硬件参数进行调整，使得拍摄装置按步骤S6中计算得到的物距对感兴趣区域进行对焦。
实施例2
如图7所示，本实施例中提供了一种自动对焦装置，该装置包括：窗口划分模块，用于将待对焦的图像划分为多个窗口；选择模块，用于选择所述多个窗口中的至少两个相邻窗口作为感兴趣区域；相位差获取模块，获取感兴趣区域的各窗口的相位差；物距计算模块，用于根据满足设定置信度阈值的至少一个相位差计算感兴趣区域内的清晰面积最大的物距；对焦模块，用于根据计算得到的物距对感兴趣区域进行对焦。
本实施例中，各模块的处理过程和对应的参数与实施例1中的相同或相似。
实施例3
如图8所示，本实施例中提供了一种自动对焦装置，该装置包括：窗口划分模块，用于将待对焦的图像划分为多个窗口；选择模块，用于选择所述多个窗口中的至少两个相邻窗口作为感兴趣区域；相位差获取模块，获取感兴趣区域的各窗口的相位差；物距计算模块，用于根据满足设定置信度阈值的至少一个相位差计算感兴趣区域内的清晰面积最大的物距；对焦模块，用于根据计算得到的物距对感兴趣区域进行对焦。
本实施例中，各模块的处理过程和对应的参数与实施例1中的相同或相似。
实施例4
本实施例揭示了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现实施例1中的自动对焦方法。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，存储介质可以是计算机可读存储介质，例如，铁电存储器（FRAM，Ferromagnetic Random Access Memory）、只读存储器（ROM，Read OnlyMemory）、可编程只读存储器（PROM，Programmable Read Only Memory）、可擦除可编程只读存储器（EPROM，Erasable Programmable Read Only Memory）、带电可擦可编程只读存储器（EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、闪存、磁表面存储器、光盘、或光盘只读存储器（CD-ROM，Compact Disk-Read Only Memory）等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动对焦方法，其特征在于，包括：
将待对焦的图像划分为多个窗口；
选择所述多个窗口中的至少两个相邻窗口作为感兴趣区域；
获取感兴趣区域的各窗口的相位差；
根据满足设定置信度阈值的至少一个相位差确定感兴趣区域内的清晰面积最大的物距；
以该物距对感兴趣区域进行对焦。
2.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于，若获取的感兴趣区域的各窗口的相位差均不满足设定置信度阈值，则在该感兴趣区域的窗口基础上增加新的窗口构成新的感兴趣区域，直到感兴趣区域中的至少一个窗口的相位差满足设定置信度阈值。
3.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于，所述多个窗口的形状和大小都相同。
4.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于，选择位于图像的中间位置或中下位置的至少两个相邻窗口作为感兴趣区域。
5.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于，接收拍摄终端的触摸显示屏的输入，选择触摸点附近的至少两个相邻窗口作为感兴趣区域。
6.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于，若满足设定置信度阈值的相位差只有一个，则根据该相位差来确定物距。
7.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于，若满足设定置信度阈值的相位差有两个或以上，则按以下步骤进行处理：
S61：将多个相位差按大小进行队列排序；
S62：判断队列排序中相位差的数目是否等于两个，如果否，则进入步骤S63，如果是则进入步骤S65；
S63：计算最大相位差与第二大相位差的第一相邻差值以及最小相位差与第二小相位差的第二相邻差值；
S64：若第一相邻差值大于或等于第二相邻差值，则将最大相位差从队列排序中去除，若第一相邻差值小于第二相邻差值，则将最小相位差从队列排序中去除，再返回步骤S62；
S65：根据该两个相位差的中间值或加权平均值来确定物距。
8.一种自动对焦装置，其特征在于，包括：
窗口划分模块，用于将待对焦的图像划分为多个窗口；
选择模块，用于选择所述多个窗口中的至少两个相邻窗口作为感兴趣区域；
相位差获取模块，获取感兴趣区域的各窗口的相位差；
物距计算模块，用于根据满足设定置信度阈值的至少一个相位差计算感兴趣区域内的清晰面积最大的物距；
对焦模块，用于根据计算得到的物距对感兴趣区域进行对焦。
9.一种拍摄终端，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。
10.一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权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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