專利名稱：用于圖像捕獲的自動聚焦方法、介質(zhì)和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的 一個或多個實施例涉及一種用于圖像捕獲的自動聚焦方法、介 質(zhì)和設(shè)備，更具體地講，涉及這樣一種用于圖像捕獲的自動聚焦方法、介質(zhì) 和設(shè)備，其中，通過使用多個圖像的模糊水平，能夠不考慮透鏡與對象之間 的距離來高速地自動調(diào)焦，而不需要在普通模式和宏模式之間切換。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)代相機的特征的自動聚焦是通過基于相機鏡頭捕獲的對象的信號 檢測所述對象并根據(jù)檢測的結(jié)果自動驅(qū)動聚焦透鏡來自動調(diào)焦的技術(shù)。
已經(jīng)做出了努力來提高圖像捕獲設(shè)備(例如，數(shù)字相機或數(shù)字可攜式攝 像機)使用自動聚焦功能捕獲的圖像的質(zhì)量。
圖1示出了聚焦的精度與聚焦透鏡的位置之間的關(guān)系的曲線圖。圖像捕 獲設(shè)備的聚焦透鏡的位置根據(jù)聚焦透鏡與對象之間的距離而改變。傳統(tǒng)地，
諸如高通濾波和爬山算法(hill climbing )的方法已經(jīng)被廣泛地使用，其中， 通過在連續(xù)地改變聚焦透鏡的位置的同時，比較在一個聚焦透鏡位置的聚焦 精度與在另一聚焦透鏡位置的聚焦精度來確定最佳聚焦點。然而，這些方法 需要相當(dāng)多的圖像來確定最佳聚焦點，因此造成快門延遲。這樣，這些方法 可能不適合用于高速拍攝。
其他的傳統(tǒng)自動聚焦方法包括通過將聚焦透鏡分別放置在兩個固定的 位置來獲取圖像；以像素為單位將所述圖像彼此相加或相減；通過分析相加 或相減的結(jié)果的頻率分量來確定聚焦透鏡的最佳位置。然而，這些自動聚焦 方法需要彼此相加或相減的兩個圖像的邊緣精確地彼此重合，并且還需要相 當(dāng)大的計算量。
此外，這些其他自動聚焦方法需要在用于執(zhí)行近距離拍攝的宏模式和用 于執(zhí)行正常拍攝的普通模式之間切換。因此，還沒有提出不需要模式切換的 自動聚焦方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一個或多個實施例提供一種用于圖像捕獲的自動聚焦方法、介 質(zhì)和設(shè)備，其中，使用通過分別使聚焦透鏡位于至少兩個固定位置或最多三 個固定位置獲得的圖像的模糊水平，能夠不管聚焦透鏡和對象之間的距離高 速自動地調(diào)焦，而不需要在普通模式和宏模式之間切換。
將在接下來的描述中部分闡述本發(fā)明另外的方面和/或優(yōu)點，還有 一部分 通過描述將是清楚的，或者可以經(jīng)過本發(fā)明的實施而得知。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于圖像捕獲的自動聚焦方法，所述自
動聚焦方法包括通過使相應(yīng)圖像捕獲設(shè)備的聚焦透鏡位于第一固定位置來 獲得第一圖像；通過使所述聚焦透鏡位于第二固定位置來獲得第二圖像；計 算第一圖像和第二圖像的模糊水平；通過將第一圖像和第二圖像的模糊水平 代入多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式的每個來確定所述聚焦透鏡的位置，從到圖像 傳感器模塊不同距離處的各個相應(yīng)對象的多對圖像獲得所述多個模糊水平關(guān) 系表達(dá)式，通過分別使所述聚焦透鏡位于第一固定位置和第二固定位置來獲 得所述多對圖像的每對。
據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于圖像捕獲的自動聚焦設(shè)備，所述自 動聚焦設(shè)備包括圖像傳感器模塊，通過將光學(xué)信號轉(zhuǎn)換為電信號獲得圖像； 模糊水平計算模塊，計算圖像的模糊水平；聚焦透鏡位置計算模塊，通過將 圖像的模糊水平代入到圖像傳感器模塊不同距離處的各個相應(yīng)對象的多個模 糊水平關(guān)系表達(dá)式中，來確定聚焦透鏡的位置，其中，圖像傳感器模塊通過 使相應(yīng)圖像捕獲設(shè)備的聚焦透鏡位于第 一固定位置來獲得第一圖像，通過使 所述聚焦透鏡位于第二固定位置來獲得第二圖像；模糊水平計算模塊計算第 一圖像和第二圖像的模糊水平；聚焦透鏡位置計算模塊通過將第一圖像和第 二圖像的模糊水平代入多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式的每個來確定聚焦透鏡的位 置，從到圖像傳感器模塊不同距離處的各個相應(yīng)對象的多對圖像獲得所述多 個模糊水平關(guān)系表達(dá)式，通過分別使聚焦透鏡位于第一固定位置和第二固定 位置來獲得所述多對圖像的每對。


通過下面結(jié)合附圖對實施例進行的描述，這些和/或其他方面和優(yōu)點將會 變得清楚并更易于理解，其中
圖1示出聚焦精度與聚焦透鏡的位置之間的關(guān)系的曲線圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于圖像捕獲的自動聚焦方法的流程
圖3示出焦距與到被聚焦的對象的距離之間的關(guān)系的曲線圖； 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的建立兩個模糊水平之間的關(guān)系表達(dá)式的 方法的流程圖5示出用于解釋圖4所示的方法的曲線圖6示出在到聚焦透鏡不同距離處的多個對象的多個模糊水平關(guān)系表達(dá) 式的曲線圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的使用多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式確定聚焦
透鏡的位置的方法的流程圖8示出在到聚焦透鏡不同距離處的多個對象的多個模糊水平關(guān)系表達(dá)
式的曲線圖，并說明了圖7所示的方法；
圖9示出通過普通模式模糊水平關(guān)系表達(dá)式確定的聚焦透鏡位置是用于
獲得宏模式圖像的聚焦透鏡位置的情況；
圖10示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的計算模糊水平的方法的流程圖； 圖11示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的計算模糊水平的方法的流程圖； 圖12示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于圖像捕獲的自動聚焦設(shè)備的框圖。
具體實施例方式
將更詳細(xì)地描述實施例，實施例的示例在附圖中示出，其中，相同的標(biāo) 號始終表示相同的部件。為此，可以以許多不同的形式實施本發(fā)明的實施例， 并且不應(yīng)被解釋為局限于在此闡述的實施例。因此，下面通過參照附圖僅描 述實施例以解釋本發(fā)明的各個方面。
自動聚焦功能包括當(dāng)用戶按下快門以捕獲圖像時，通過圖像處理來計 算聚焦透鏡的最佳位置，并使聚焦透鏡位于該最佳位置。當(dāng)聚焦透鏡位于最 佳位置時，捕獲最終圖像。為了獲得與在用戶按下快門時獲得的圖像相似的 最終圖像，需要快速地確定聚焦透鏡的最佳位置。本發(fā)明提供快速地確定聚 焦透鏡的最佳位置。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于圖像捕獲的自動聚焦方法的流程
圖。參照圖2，當(dāng)用戶按下相應(yīng)的圖像捕獲設(shè)備的快門以捕獲圖像時，通過 使圖像捕獲設(shè)備的聚焦透鏡位于第一固定位置來獲得第一圖像II，并且通過
使聚焦透鏡位于第二固定位置來獲得第二圖像I2 (S110)。
圖3示出焦距與到被聚焦的對象的距離之間的關(guān)系的曲線圖。假設(shè)焦距 是聚焦透鏡與感測從對象反射的光學(xué)信號的圖像傳感器模塊之間的距離。隨 著焦距的增加，遠(yuǎn)離圖像捕獲設(shè)備的對象比遠(yuǎn)離圖像捕獲設(shè)備較少的對象更 有可能被聚焦。因此，遠(yuǎn)離圖像捕獲設(shè)備的對象的圖像比遠(yuǎn)離圖像捕獲設(shè)備 較少的對象更清晰。因此，隨著聚焦透鏡離開Sl而變得靠近S3，靠近圖像 捕獲設(shè)備的對象被聚焦，并且圖像捕獲設(shè)備捕獲的圖像變得更清晰。
參照圖3， Sl和S2之間的部分可對應(yīng)于用于獲得普通模式圖像的聚焦 透鏡的位置的普通模式范圍，S2和S3之間的部分可對應(yīng)于用于執(zhí)行近距離 拍攝以及獲得宏模式圖像的聚焦透鏡的位置的宏模式范圍。在此情況下，第 一固定位置和第二固定位置可以分別是作為普通模式范圍的邊界的S1和S2。 然而，本發(fā)明不限于此。即，第一固定位置和第二固定位置可以分別是S2和 S3。
參照圖2，計算第一圖像I1的模糊水平B1和第二圖像I2的模糊水平B2 (S120)。圖像的模糊水平是表示圖像的清晰度或模糊度的水平的數(shù)值，并且 可以以各種方式進行計算。以下，將參照圖10和圖11更詳細(xì)地描述根據(jù)計 算本發(fā)明的實施例的圖像的模糊水平的方法。
其后，通過將模糊水平Bl和B2代入到圖像捕獲設(shè)備的預(yù)定距離處的對 象的兩個模糊水平之間的關(guān)系表達(dá)式(以下，稱為模糊水平關(guān)系表達(dá)式)來 確定聚焦透鏡的位置(S130)。
以下，將詳細(xì)描述建立模糊水平關(guān)系表達(dá)式的方法。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的建立模糊水平關(guān)系表達(dá)式的方法的流程 圖，圖5示出用于解釋圖4所示的方法的曲線圖，圖6示出在到圖像捕獲設(shè) 備不同距離處的各個相應(yīng)對象的多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式的曲線圖。
參照圖4,對于每個對象，通過使聚焦透鏡分別位于兩個固定位置來獲 得在到聚焦透鏡不同距離處的多個對象的多對圖像(S310)。具體地說，為了 使用在圖2的操作S120獲得的模糊水平Bl和B2，可將兩個固定位置分別設(shè) 置為S1和S2。例如，通過使聚焦透鏡分別位于S1和S2獲得對象A的兩個 圖像，通過使聚焦透鏡分別位于S1和S2獲得對象B的兩個圖像。以這樣的
方式，獲得多個圖像數(shù)據(jù)。
其后，計算在操作S310獲得的圖像的模糊水平。即，計算在操作S310 獲得的每個圖像的模糊水平坐標(biāo)(S320 )，將模糊水平坐標(biāo)映射到B1B2坐標(biāo) 系，從而獲得圖5的左側(cè)的曲線圖。圖5的左側(cè)的曲線圖示出在到聚焦透鏡 IOO厘米的距離處的對象的模糊水平坐標(biāo)。
其后，通過對圖5的左側(cè)的曲線圖擬合獲得n階多項式(S330 )。圖5 的右側(cè)的曲線圖是在操作S330中獲得的n階多項式的曲線圖，即多項式 Y=flOO(X)。多項式Y(jié)二flOO(X)是在到聚焦透鏡IOO厘米的距離處的對象的模 糊水平關(guān)系表達(dá)式。
圖6示出在到圖像獲取設(shè)備不同距離處的各個相應(yīng)對象的多個模糊水平 關(guān)系表達(dá)式的曲線圖。具體地說，圖6示出通過從30厘米到150厘米以20 厘米的間隔，逐漸地改變聚焦透鏡與對象之間的距離獲得的多個模糊水平關(guān) 系表達(dá)式的曲線圖。圖6示出一階多項式，但本發(fā)明的實施例不限于此。即， 為了獲得精確的模糊水平關(guān)系表達(dá)式，可擬合為較高階多項式。
因此，可通過將模糊水平Bl和B2代入以上述方式建立的模糊水平關(guān)系 表達(dá)式來確定聚焦透鏡的位置。
以下，將參照圖7和圖8更詳細(xì)地描述確定聚焦透4竟的位置的方法。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的通過將模糊水平代入模糊水平關(guān)系表達(dá) 式來確定聚焦透鏡的位置的方法的流程圖，圖8示出多個模糊水平關(guān)系表達(dá) 式和模糊水平Bl和B2的曲線圖，并說明了圖7所示的方法。
參照圖7，將在圖2的操作S120獲得的模糊水平Bl和B2代入多個模 糊水平關(guān)系表達(dá)式的每個，從多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式選擇具有最小誤差的 兩個模糊水平關(guān)系表達(dá)式(S410)。即，參照圖8,將模糊水平B2與將模糊 水平Bl代入圖8的每個模糊水平關(guān)系表達(dá)式的結(jié)果f30(Bl)、 f50(Bl)、 f70(Bl)、 f90(Bl)、 fllO(Bl)、 H30(B1)和fl50(Bl)進行比較。
其后，確定圖8的模糊水平關(guān)系表達(dá)式f30(Bl)、f50(Bl)、f70(Bl)、f90(Bl)、 fllO(Bl)、 fl30(Bl)和fl50(Bl)中的哪個產(chǎn)生最小誤差，在圖8的實施例中， 具有最小誤差的兩個模糊水平關(guān)系表達(dá)式是Y二fl30(X)和Y=fllO(X)。因此， 確定第一圖像II和第二圖像12的對象位于到聚焦透鏡110-130厘米的距離 處。如上面參照圖3所描述，當(dāng)確定聚焦透鏡和對象之間的距離時，也可確 定最佳焦距，即，用于獲得對象的最佳圖像的焦距。.
參照圖7,基于在操作S410獲得的兩個模糊水平關(guān)系表達(dá)式的誤差的比， 確定第一圖像Il和第二圖像I2的對象和聚焦透鏡之間的距離P (S420)。例 如， 可通過下面的等式來確定距離 P: El:E2=[fl30(Bl)-B2]:[B2-fllO(Bl)]=(130-P):(P-110)，其中，El和E2表示在 操作S40獲得的兩個模糊水平關(guān)系表達(dá)式的誤差。
然而，如果使用上述方法確定的聚焦透鏡位置是用于獲得宏模式圖像的 位置，即，如果確定的聚焦透鏡位置太靠近對象，則幾乎不可能使用上述方 法精確地確定聚焦透鏡的位置。使用通過分別使聚焦透鏡位于Sl和S2獲得 的多對圖像來獲得圖9示出的模糊水平關(guān)系表達(dá)式。具體地說，通過以20厘 米為間隔改變聚焦透鏡和對象之間的距離來獲得圖9示出的模糊水平關(guān)系表 達(dá)式。
參照圖9,靠近圖像捕獲設(shè)備的對象的模糊水平關(guān)系表達(dá)式(例如， Y二f30(X)和Y=f50(X))的曲線圖之間的距離小于遠(yuǎn)離圖像捕獲設(shè)備的對象的 模糊水平關(guān)系表達(dá)式(例如，Y二fl30(X)和Y=fl50(X))的曲線圖之間的距離。 當(dāng)分別使聚焦透鏡位于Sl和S2以獲得普通模式圖像時，圖像捕獲設(shè)備的近 距離的模糊水平關(guān)系表達(dá)式的曲線圖緊密地分布。相反，當(dāng)分別使聚焦透鏡 位于S2和S3以獲得宏模式圖像時，圖像捕獲設(shè)備的遠(yuǎn)距離的模糊水平關(guān)系 表達(dá)式的曲線圖疏松地分布。因此，如果使用普通模式模糊水平關(guān)系表達(dá)式 確定的聚焦透鏡位置被確定為在圖像捕獲設(shè)備的近距離之內(nèi)，即，如果確定 的聚焦透鏡位置是與宏^t式對應(yīng)的聚焦透鏡位置，則可能不能精確地確定聚 焦透鏡和對象之間的距離(即，聚焦透鏡的位置)，這是因為模糊水平具有誤 差，并且由于圖像捕獲設(shè)備的近距離的模糊水平關(guān)系表達(dá)式緊密地分布，導(dǎo) 致在提取具有最小誤差的兩個模糊水平關(guān)系表達(dá)式時很有可能出現(xiàn)誤差。
參照圖2，如果使用普通模式模糊水平關(guān)系表達(dá)式(在普通模式中獲得 的兩個模糊水平之間的關(guān)系表達(dá)式)確定的聚焦透鏡位置是用于獲得普通模 式圖像的聚焦透鏡位置(S140),則可通過使聚焦透鏡位于確定的聚焦透鏡位 置來獲得圖像。相反，如果確定的聚焦透鏡位置是用于獲得宏模式圖像的聚 焦透鏡位置(S140)，則可獲得第三圖像(S210),可計算第三圖像的模糊水 平(S220)，并可使用宏模式模糊水平關(guān)系表達(dá)式(在宏模式中獲得的兩個模 糊水平之間的關(guān)系表達(dá)式)再次確定聚焦透鏡的位置(S230)。以下，將對此 進4亍更i,細(xì);也4苗述。
如圖9所示，如果使用普通模式模糊水平關(guān)系表達(dá)式確定的聚焦透鏡位 置是用于獲得宏模式圖像的聚焦透鏡位置，則通過使聚焦透鏡位于這樣的第
三固定位置來獲得第三圖像(S210)。
其后，計算這樣的第三圖像I3的模糊水平B3 (S220)。
其后，通過將模糊水平B2和B3代入宏模式模糊水平關(guān)系表達(dá)式來再次 確定聚焦透鏡的位置(S230 )?？墒褂门c上面參照圖4和圖5描述的方法基本 相同的方法獲得宏模式模糊水平關(guān)系表達(dá)式。即，可從通過使聚焦透鏡位于 S2和S3 (用于執(zhí)行近距離的拍攝的聚焦透鏡位置)獲得的圖像得到的宏模式 模糊水平關(guān)系表達(dá)式?？墒褂门c上面參照圖7和圖8描述的方法基本相同的 方法來執(zhí)行操作S230。
簡而言之，可通過分別使聚焦透鏡位于用于獲得普通模式圖像的兩個固 定位置(例如，S1和S2)來獲得兩個圖像，可計算兩個圖像的模糊水平(即， Bl和B2 ),并且可通過將模糊水平Bl和B2代入普通模式模糊水平關(guān)系表達(dá) 式來確定聚焦透鏡的位置。然后，如果確定的聚焦透鏡位置是用于獲得宏模 式圖像的聚焦透鏡位置，則可通過使聚焦透鏡位于另一固定位置(例如，S3) 來獲得第三圖像，可計算第三圖像的模糊水平(即，B3),并且可通過將才莫糊 水平B2和B3代入宏模式模糊水平關(guān)系表達(dá)式來再次確定聚焦透鏡的位置。 以這樣的方式，可確定最佳聚焦透鏡位置。然后，可通過^吏聚焦透鏡位于最 佳聚焦透鏡位置來獲得最終圖像。
然而，本發(fā)明的實施例還包括可通過分別使聚焦透鏡位于用于獲得宏 模式圖像的兩個固定位置(例如，S2和S3)來獲得兩個圖像，然后可計算兩
個圖像的模糊水平(即，B2和B3 ),然后可通過將模糊水平B2和B3代入宏 模式模糊水平關(guān)系表達(dá)式來確定聚焦透鏡的位置。然后，如果確定的聚焦透
鏡位置是用于獲得普通模式圖像的聚焦透鏡位置，則可通過使聚焦透鏡位于 另一固定位置(例如，Sl)來獲得第三圖像，可計算第三圖像的模糊水平(例 如，Bl),并可通過將模糊水平B1和B2代入普通模式模糊水平關(guān)系表達(dá)式 來再次確定聚焦透鏡的位置。
因此，根據(jù)圖2的實施例的自動聚焦方法，可自動地調(diào)焦而不需要設(shè)置 用于執(zhí)行近距離拍攝的宏模式或用于執(zhí)行正常拍攝的普通模式。此外，可僅 基于兩個或三個圖像來確定聚焦透鏡的位置，因此可減少確定聚焦透鏡的位 置所需的時間。
以下，將參照圖IO和圖11詳細(xì)描述圖像的模糊水平的計算。 圖10示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的計算模糊水平的方法的流程圖，圖11 示出根據(jù)本發(fā)明的另 一 實施例的計算模糊水平的方法的流程圖。
參照圖10,在圖像中設(shè)置聚焦窗(S510)。可將圖像的包括感興趣對象 的部分任意地指定為聚焦窗。通常，捕獲對象的圖像，以使對象可以顯示在 圖像的中間。因此，在操作S510,可將圖像的中間部分指定為聚焦窗。聚焦 窗可被用戶任意地設(shè)置或者可根據(jù)圖像信號的分析結(jié)果被自動地設(shè)置。
一旦聚焦窗被設(shè)置，通過計算聚焦窗中的像素的離散余弦變換(DCT) 值的絕對值的平均值來計算圖像的模糊水平(S520 )。
參照圖11,使用與用于執(zhí)行圖10的S510的方法相同的方法在圖像中設(shè) 置聚焦窗(S610)。
其后，聚焦窗被劃分為多個區(qū)域(S620)。例如，聚焦窗可被劃分為多個 32x32的區(qū)域。然而，本發(fā)明不限于此。
其后，計算每個區(qū)域中像素的DCT值的絕對值的平均值(M)(S630)。
其后，通過計算多個區(qū)域的DCT值的絕對值的平均值(M)的平均值來 計算圖像的模糊水平(S640)。
圖12示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于圖像捕獲的自動聚焦設(shè)備的框圖。 這里，術(shù)語設(shè)備應(yīng)被認(rèn)為與術(shù)語系統(tǒng)同義，但不限于單個附件，或所有實施 例中的各個附件中實現(xiàn)的所有描述的部件，相反，根據(jù)實施例，公開為與不 同的附件一起實施或分開實施和/或通過不同部件的位置，例如，各個設(shè)備/
的附件和可替換的實施例。
參照圖12 ，自動聚焦設(shè)備1000包括圖像傳感器模塊1100、模糊水平計 算模塊1200和聚焦透鏡位置計算模塊1300。
圖像傳感器模塊IIOO通過將光學(xué)信號轉(zhuǎn)換為電信號來獲得圖像。圖像傳 感器模塊IIOO檢測透鏡收集的光，并因此將檢測的光轉(zhuǎn)換為電信號。圖像傳 感器主要被分為影像管圖像傳感器和固態(tài)圖像傳感器，例如電荷耦合器件 (CCD)圖像傳感器和互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器。
圖像傳感器模塊1100通過使聚焦透鏡位于第一 固定位置來獲得第 一圖 像11 ，通過使聚焦透鏡位于比第 一 固定位置更靠近圖像傳感器模塊1100的第 二固定位置來獲得第二圖像I2。第一固定位置和第二固定位置可以是使聚焦
透鏡位于獲得普通模式圖像的位置。
模糊水平計算模塊1200計算第一圖像I1的模糊水平B1和第二圖像I2 的模糊水平B2。
模糊水平計算模塊1200可通過分別在第一圖像I1和第二圖像I2中設(shè)置 聚焦窗，并計算每個聚焦窗中的像素的DCT值的絕對值的平均值，來計算模 糊水平Bl和B2。
或者，模糊水平計算模塊1200可通過分別在第一圖像I1和第二圖像I2 中設(shè)置聚焦窗，將每個聚焦窗劃分為多個區(qū)域，計算每個聚焦窗的每個區(qū)域 中的像素的DCT值的絕對值的平均值，并計算每個聚焦窗的多個區(qū)域的DCT 像素值的絕對值的平均值的平均值來計算模糊水平Bl和B2。
聚焦透鏡位置計算模塊1300通過將模糊水平Bl和B2代入到聚焦透鏡 預(yù)定距離的對象的模糊水平關(guān)系表達(dá)式來確定聚焦透鏡的位置。
可通過將對象的一對圖像的模糊水平之間的關(guān)系擬合為多項式來獲得模 糊水平關(guān)系表達(dá)式，其中，通過使聚焦透鏡位于兩個固定位置的每個獲得所 述對象的一對圖像。在此情況下，如果兩個固定位置是用于獲得普通模式圖 像的位置，即，S1和S2，則模糊水平關(guān)系表達(dá)式可以是普通模式模糊水平之 間的關(guān)系表達(dá)式(以下，稱為普通模式模糊水平關(guān)系表達(dá)式)。相反，如果兩 個固定位置是用于獲得宏模式圖像的兩個固定位置，即，S2和S3，則模糊水 平關(guān)系表達(dá)式可以是宏模式模糊水平之間的關(guān)系表達(dá)式(以下，稱為宏模式 模糊水平關(guān)系表達(dá)式)。
如果第 一固定位置和第二固定位置是用于獲得普通模式圖像的位置，即， Sl和S2,則可使用多個普通模式模糊水平關(guān)系表達(dá)式來確定聚焦透鏡的位 置。相反，如果第一固定位置和第二固定位置是用于獲得宏模式圖像的位置， 即，S2和S3，則可使用多個宏模式模糊水平關(guān)系表達(dá)式來確定聚焦透鏡的位置。
如果使用普通模式模糊水平關(guān)系表達(dá)式確定的聚焦透鏡位置是用于獲得 宏模式圖像的聚焦透鏡位置，則可通過使聚焦透鏡位于S3獲得第三圖像I3, 并且可計算第三圖像13的模糊水平B3。其后，可通過將模糊水平B2和B3 代入宏模式模糊水平關(guān)系表達(dá)式的每個來再次確定聚焦透鏡的位置。類似地， 如果使用宏模式模糊水平關(guān)系表達(dá)式確定的聚焦透鏡位置是用于獲得普通模 式圖像的聚焦透鏡位置，則可通過使聚焦透鏡位于Sl來獲得第四圖像Il，并
可計算第四圖像Il的模糊水平Bl。其后，可通過將模糊水平B2和B1代入 普通模式模糊水平關(guān)系表達(dá)式的每個來再次確定聚焦透鏡的位置。
如上所述，可基于聚焦透鏡和對象之間的距離來確定聚焦透鏡的最佳位 置。其后，可使用根據(jù)本發(fā)明的實施例的自動聚焦方法和設(shè)備容易地確定聚 焦透鏡和對象之間的距離。此外，如果通過圖像獲取設(shè)備獲取的圖像包括多 于1個的對象，則可通過在圖像中設(shè)置聚焦窗并使用根據(jù)本發(fā)明的自動聚焦 方法和設(shè)備在圖像中任意地移動聚焦窗，來確定從各個對象到聚焦透鏡的距 離。在此情況下，可通過根據(jù)對象到聚焦透鏡的距離以不同顏色顯示對象來 創(chuàng)建三維(3D)映射。
上面已經(jīng)參照示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用戶界面、方法和介質(zhì)的流程 圖，描述了本發(fā)明的實施例。將理解，可通過計算機可讀代碼實現(xiàn)流程圖的 每個塊以及流程圖中塊的組合?？蓪⑦@些計算機可讀代碼提供給通用計算機、 專用計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備。
因此，除了上述實施例，也可通過介質(zhì)(例如，計算機可讀介質(zhì))中/ 上的計算機可讀代碼/指令實現(xiàn)本發(fā)明的實施例，以控制至少一個處理部件來 實現(xiàn)上述任何實施例。介質(zhì)可對應(yīng)于任何允許存儲和/或傳輸計算機可讀代碼
的介質(zhì)。
可以以各種方式在介質(zhì)上記錄/傳輸計算機可讀代碼，介質(zhì)的示例包括記 錄介質(zhì)(例如，磁存儲介質(zhì)(例如，ROM、軟盤、硬盤等)和光學(xué)記錄介質(zhì) (例如，CD-ROM或DVD))和傳輸介質(zhì)(例如，攜帶或包括載波的介質(zhì)以 及互聯(lián)網(wǎng)的部件)。因此，介質(zhì)可以是這樣定義的和可測量的結(jié)構(gòu)，其包括或 攜帶信號或信息，例如，根據(jù)本發(fā)明的實施例的攜帶比特流的裝置。介質(zhì)還 可以是分布式網(wǎng)絡(luò)，從而計算機可讀代碼以分布式方式被存儲/傳送。此外， 僅作為示例，處理部件可包括處理器或計算才幾處理器，并且處理部件可以分 布和/或包括在單個裝置中。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的自動聚焦方法、介質(zhì)和設(shè)備可具有下面的優(yōu)點。
首先，可使用通過分別使聚焦透鏡位于至少兩個固定位置或最多三個固 定位置獲得的圖像的模糊水平，高速地自動調(diào)焦。
其次，可針對普通模式和宏模式兩者自動地調(diào)焦，而不需要在普通模式 和宏模式之間切換。
再次，可基于聚焦透鏡和對象之間的距離創(chuàng)建3D映射。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明不同實施例具體顯示和描述了本發(fā)明的各個方面， 但是應(yīng)該理解，這些示例性實施例應(yīng)被認(rèn)為僅是描述目的而非限制目的。每 個實施例內(nèi)的特征或方面的描述通常應(yīng)被認(rèn)為可用于其他實施例的其他相似
對+^正或方面。
因此，盡管已經(jīng)顯示和描述了一些實施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理 解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以對這些實施例進行改變， 本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1、一種用于圖像捕獲的自動聚焦方法，包括:通過使圖像捕獲設(shè)備的聚焦透鏡位于第一固定位置來獲得第一圖像；通過使所述聚焦透鏡位于第二固定位置來獲得第二圖像；計算第一圖像和第二圖像的模糊水平；通過將第一圖像和第二圖像的模糊水平代入多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式的每個來確定所述聚焦透鏡的位置，從到圖像傳感器模塊不同距離處的各個相應(yīng)對象的多對圖像獲得所述多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式，通過分別使所述聚焦透鏡位于第一固定位置和第二固定位置來獲得所述多對圖像的每對。
2、 如權(quán)利要求1所述的自動聚焦方法，其中，第一固定位置和第二固定 位置是用于獲得普通模式圖像的聚焦透鏡位置。
3、 如權(quán)利要求2所述的自動聚焦方法，還包括如果確定的聚焦透鏡位 置是用于獲得宏模式圖像的聚焦透鏡位置，貝'h通過使所述聚焦透鏡位于第三固定位置來獲得第三圖像，所述第三固定 位置比第二固定位置更靠近圖像傳感器模塊； 計算第三圖像的模糊水平；通過將第二圖像和第三圖像的模糊水平代入多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式的 每個，來再次確定所述聚焦透鏡的位置，其中，從到圖像傳感器模塊不同距 離處的各個相應(yīng)對象的多對圖像獲得所述多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式，通過分 別使所述聚焦透鏡位于第二固定位置和第三固定位置來獲得所述多對圖像的 每對。
4、 如權(quán)利要求3所述的自動聚焦方法，其中，第二固定位置和第三固定 位置是用于獲得宏模式圖像的聚焦透鏡位置。
5、 如權(quán)利要求1所述的自動聚焦方法，其中，計算第一圖像和第二圖像 的模糊水平的步驟包括分別在第一圖像和第二圖像中設(shè)置聚焦窗； 計算每個聚焦窗中的像素的離散余弦變換值的絕對值的平均值。
6、 如權(quán)利要求1所述的自動聚焦方法，其中，計算第一圖像和第二圖像 的模糊水平的步驟包括分別在第一圖像和第二圖像中設(shè)置聚焦窗； 將每個聚焦窗劃分為多個區(qū)域；計算每個聚焦窗的每個區(qū)域中的像素的離散余弦變換值的絕對值的平均值；計算每個聚焦窗的多個區(qū)域的離散余弦變換值的絕對值的平均值的平均值。
7、 如權(quán)利要求1所述的自動聚焦方法，其中，通過使所述聚焦透鏡位于 第 一 固定位置和第二固定位置，獲得在到圖像傳感器模塊的預(yù)定距離處的相 應(yīng)對象的一對圖像，計算該對圖像的模糊水平，并將該對圖像的模糊水平之 間的關(guān)系擬合為多項式，來獲得每個模糊水平關(guān)系表達(dá)式。
8、 如權(quán)利要求3所述的自動聚焦方法，其中，通過使所述聚焦透鏡位于 第二固定位置和第三固定位置，獲得在到圖像傳感器模塊預(yù)定距離處的相應(yīng) 對象的一對圖像，計算該對圖像的模糊水平，并將該對圖像的模糊水平之間 的關(guān)系擬合為多項式，來獲得每個模糊水平關(guān)系表達(dá)式。
9、 如權(quán)利要求1所述的自動聚焦方法，其中，確定聚焦透鏡的位置的步 驟包括通過對將第 一圖像的模糊水平分別代入多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式的結(jié)果 與第二圖像的模糊水平進行比較，選擇具有最小誤差的兩個模糊水平關(guān)系表達(dá)式；基于選擇的兩個關(guān)系表達(dá)式的誤差的比，確定所述聚焦透鏡的位置。
10、 一種用于圖像捕獲的自動聚焦設(shè)備，包括 圖像傳感器模塊，通過將光學(xué)信號轉(zhuǎn)換為電信號獲得圖像； 模糊水平計算模塊，計算圖像的模糊水平；聚焦透鏡位置計算模塊，通過將圖像的模糊水平代入到圖像傳感器模塊 不同距離處的各個相應(yīng)對象的多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式中，來確定聚焦透鏡 的位置，其中，圖像傳感器模塊通過使聚焦透鏡位于第 一 固定位置來獲得第 一圖像，通過使所述聚焦透鏡位于第二固定位置來獲得第二圖像；模糊水平計算 模塊計算第一圖像和第二圖像的模糊水平；聚焦透鏡位置計算模塊通過將第一圖像和第二圖像的模糊水平代入多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式的每個來確定聚 焦透鏡的位置，從到圖像傳感器模塊不同距離處的各個相應(yīng)對象的多對圖像 獲得所述多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式，通過分別使聚焦透鏡位于第一 固定位置 和第二固定位置來獲得所述多對圖像的每對。
11、 如權(quán)利要求IO所述的自動聚焦設(shè)備，其中，第一固定位置和第二固 定位置是用于獲得普通模式圖像的聚焦透鏡位置。
12、 如權(quán)利要求11所述的自動聚焦設(shè)備，其中，如果由聚焦透鏡位置計 算模塊確定的聚焦透鏡位置是用于獲得宏模式圖像的聚焦透鏡位置，則圖像 傳感器模塊通過使所述聚焦透鏡位于第三固定位置來獲得第三圖像，所述第三固定位置比第二固定位置更靠近圖像傳感器模塊；模糊水平計算模塊計算 第三圖像的模糊水平；聚焦透鏡位置計算模塊通過將第二圖像和第三圖像的 模糊水平代入分別從通過使所述聚焦透鏡位于第二固定位置和第三固定位置 獲得的多對圖像獲得的多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式的每個，來再次確定所述聚焦透鏡的位置。
13、 如權(quán)利要求12所述的自動聚焦設(shè)備，其中，第二固定位置和第三固 定位置是用于獲得宏模式圖像的聚焦透鏡位置。
14、 如權(quán)利要求IO所述的自動聚焦設(shè)備，其中，模糊水平計算模塊通過 在任意圖像中設(shè)置聚焦窗，并計算聚焦窗中的像素的離散余弦變換值的絕對 值的平均值，來計算所述任意圖像的模糊水平。
15、 如權(quán)利要求IO所述的自動聚焦設(shè)備，其中，模糊水平計算模塊通過 在任意圖像中設(shè)置聚焦窗，將聚焦窗劃分為多個區(qū)域，計算每個區(qū)域中的像 素的離散余弦變換值的絕對值的平均值，并計算多個區(qū)域的離散余弦變換值 的絕對值的平均值的平均值，來計算所述任意圖像的模糊水平。
16、 如權(quán)利要求IO所述的自動聚焦設(shè)備，其中，通過使所述聚焦透鏡位 于第 一 固定位置和第二固定位置，以獲得在到圖像傳感器模塊預(yù)定距離處的 相應(yīng)對象的一對圖像，計算該對圖像的模糊水平，并將該對圖像的模糊水平 之間的關(guān)系擬合為多項式，來獲得所述多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式的每個。H、如權(quán)利要求IO所述的自動聚焦設(shè)備，其中，聚焦透鏡位置計算模塊 通過對將第 一 圖像的模糊水平分別代入所述多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式的結(jié)果 與第二圖像的模糊水平進行比較，基于比較結(jié)果選擇具有最小誤差的兩個模糊水平關(guān)系表達(dá)式，并基于選擇的兩個關(guān)系表達(dá)式的誤差的比確定所述聚焦 透鏡的位置，來確定所述聚焦透鏡的位置。
全文摘要
提供一種用于圖像捕獲的自動聚焦方法、介質(zhì)和設(shè)備。所述自動聚焦方法包括通過使相應(yīng)圖像捕獲設(shè)備的聚焦透鏡位于第一固定位置來獲得第一圖像；通過使所述聚焦透鏡位于第二固定位置來獲得第二圖像；計算第一圖像和第二圖像的模糊水平；通過將第一圖像和第二圖像的模糊水平代入多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式的每個來確定所述聚焦透鏡的位置，從到圖像傳感器模塊不同距離處的各個相應(yīng)對象的多對圖像獲得所述多個模糊水平關(guān)系表達(dá)式，通過分別使所述聚焦透鏡位于第一固定位置和第二固定位置來獲得所述多對圖像的每對。
文檔編號G02B7/28GK101387735SQ20081021312
公開日2009年3月18日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者姜炳豪, 樸炳冠, 金圣洙 申請人:三星電子株式會社;三星電機株式會社