鏡頭自動對焦方法和相關(guān)的相機芯片技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及鏡頭自動對焦方法和相關(guān)的相機芯片。一種鏡頭自動對焦方法包括：在鏡頭移動的同時進行曝光，以依次獲得多個圖框數(shù)據(jù)，其中，多個圖框數(shù)據(jù)分別對應(yīng)多個鏡頭位置；根據(jù)多個圖框數(shù)據(jù)計算分別對應(yīng)于多個鏡頭位置的多個銳利度值；根據(jù)獲得多個圖框數(shù)據(jù)時鏡頭的移動信息，計算產(chǎn)生每一個圖框的修正后鏡頭位置；以及根據(jù)多個修正后鏡頭位置與多個銳利度值確定鏡頭的對焦位置。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及鏡頭自動對焦方法，尤其涉及一種可以修正鏡頭位置的統(tǒng)計值以增加自動對焦精度的鏡頭自動對焦方法和相關(guān)的相機芯片。
技術(shù)介紹
請參照圖1，圖1是現(xiàn)有鏡頭自動對焦算法的示意圖。參照圖1，現(xiàn)有鏡頭自動對焦算法可描述如下:(I)將鏡頭移動到欲獲得表示銳利程度統(tǒng)計值(銳利度值)的位置LI，并同時對圖框I進行曝光；(2)在獲得圖框2的過程中取出鏡頭在位置LI所獲得的銳利度值，并同時將鏡頭移動到位置L2并同時對圖框2進行曝光；(3)重復(fù)進行上述步驟以獲得對應(yīng)多個位置(L1、L2、L3、…)的銳利度值；(4)將鏡頭移動到銳利度值最高的位置或是通過二次曲線逼近法所找出的銳利度值最高點的鏡頭位置，并將鏡頭推往該位置。圖1所示的鏡頭自動對焦方法會造成精度上的問題，因為在曝光時鏡頭仍在移動，因此所獲得的銳利度值并不能精確表示所對應(yīng)的鏡頭位置的清晰程度，舉例來說，由于在曝光圖框2時鏡頭是由位置LI移動到L2，因此，所獲得的鏡頭在位置L2的銳利度值并非精確地對應(yīng)到位置L2。為了解決該問題，有以下另外兩種方法，其分別描述于圖2、圖3。在圖2所示的鏡頭自動對焦方法中，是先將鏡頭移動到位置LI之后，再曝光圖框1，因此可以解決圖1所示的所獲得的銳利度值并不能精確表示所對應(yīng)的鏡頭位置的問題。然而，圖2的方法會有以下幾個問題，其一是在低亮度時必須將圖框時間(也即圖2所示的圖框1、圖框2、圖框3的時間長度)拉長，造成影格速率(Frames Per Second, FPS)的變化和下降，并且對于某些影格速率需固定或維持高張數(shù)的連續(xù)影像并不適用；其二是此方法限制在全局快門(global shutter)曝光模式,而無法適用于滾動快門(rolling shutter)曝光模式，其理由是由于滾動快門曝光模式中每一個感測元件曝光完成的時間不一樣，因此在一般場景的曝光條件下無法分離出一段完全沒曝光的圖框區(qū)段進行鏡頭的移動。在圖3所示的鏡頭自動對焦方法中，是等待完整的一個圖框，使得在鏡頭停在LI位置并且完整地曝光一個圖框，至下一個圖框3時再取出精確表示位置LI的銳利度值，但是代價則是自動對焦所花的時間將會大幅增加。
技術(shù)實現(xiàn)思路
因此，本專利技術(shù)的目的之一在于提供一種鏡頭自動對焦方法和相關(guān)的裝置，其可以解決自動對焦在曝光中鏡頭移動的偏差問題，且不用耗費多余時間等待重新曝光以及更改影格速率，此外，本專利技術(shù)可用在全局快門曝光模式以及滾動快門曝光模式，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，一種鏡頭自動對焦方法包括:在鏡頭移動的同時進行曝光，以依次獲得多個圖框數(shù)據(jù)，多個圖框數(shù)據(jù)分別對應(yīng)多個鏡頭位置；根據(jù)多個圖框數(shù)據(jù)計算分別對應(yīng)于多個鏡頭位置的多個銳利度值；根據(jù)獲得多個圖框數(shù)據(jù)時鏡頭的移動信息，計算產(chǎn)生每一個圖框的修正后鏡頭位置；以及根據(jù)多個修正后鏡頭位置與多個銳利度值，確定鏡頭的對焦位置。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，一種相機芯片包括銳利度值計算單元以及鏡頭位置確定和控制單元，其中，銳利度值計算單元用于根據(jù)多個圖框數(shù)據(jù)來計算分別對應(yīng)于多個鏡頭位置的多個銳利度值，其中，多個圖框數(shù)據(jù)是在鏡頭移動時同時進行曝光而依次獲得的，且多個圖框數(shù)據(jù)分別對應(yīng)多個鏡頭位置；以及鏡頭位置確定和控制單元用于根據(jù)獲得多個圖框數(shù)據(jù)時鏡頭的移動信息，計算產(chǎn)生每一個圖框的修正后鏡頭位置，并根據(jù)多個修正后鏡頭位置與多個銳利度值，確定鏡頭的對焦位置。【附圖說明】圖1是現(xiàn)有鏡頭自動對焦算法的示意圖；圖2是現(xiàn)有鏡頭自動對焦算法的示意圖；圖3是現(xiàn)有鏡頭自動對焦算法的示意圖；圖4是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的影像獲取裝置的示意圖；圖5是在曝光圖框時鏡頭的位置和移動狀態(tài)的示意圖；圖6分別示出了原始鏡頭位置與銳利度值的關(guān)系曲線以及修正后鏡頭位置與銳利度值的關(guān)系曲線；圖7是在逐行曝光圖框時鏡頭的位置和移動狀態(tài)的示意圖；圖8是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的一種鏡頭自動對焦方法的流程圖。【具體實施方式】請參照圖4，圖4是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的影像獲取裝置400的示意圖。如圖4所示，影像獲取裝置400主要包括:鏡頭410、感測元件420、相機芯片430以及鏡頭驅(qū)動芯片440，其中，相機芯片430包括銳利度值計算單元432以及鏡頭位置確定和控制單元434。在本專利技術(shù)中，影像獲取裝置400可以應(yīng)用于數(shù)字相機、網(wǎng)絡(luò)攝像機(IP cam或是web cam)…等影像獲取裝置，感測元件420可以是電荷稱合元件(Charge Coupled Device, CO))或是互補金氧氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor, CMOS),且感測兀件420所采用的曝光方式可以是全局快門(global shutter)曝光模式或是滾動快門(rollingshutter)曝光模式。此外，銳利度值計算單元432以及鏡頭位置確定和控制單元434可以使用硬件電路來實施，或者使用微處理器來執(zhí)行對應(yīng)的程序代碼的軟件方式來實施。影像獲取裝置400的自動對焦操作時序類似圖1所示的內(nèi)容，也即，鏡頭位置確定和控制單元434提供鏡頭位置信息至鏡頭驅(qū)動芯片440，使鏡頭移動到位置LI，接著，鏡頭410將外界光線聚焦后投射到感測元件420上，感測元件420再將所感測到的影像數(shù)據(jù)(圖框I)傳送到銳利度值計算單元432中，以計算對應(yīng)鏡頭位置LI的圖框I的銳利度值；接著，鏡頭位置確定和控制單元434會提供鏡頭位置信息至鏡頭驅(qū)動芯片440中以移動鏡頭到位置L2，接著，鏡頭410將外界光線聚焦后投射到感測元件420上，感測元件420并將所感測到的影像數(shù)據(jù)(圖框2)傳送到銳利度值計算單元432中，以計算對應(yīng)鏡頭位置L2的圖框2的銳利度值；接著，重復(fù)上述操作以分別計算對應(yīng)于鏡頭位置L3、L4、…的圖框3、圖框4的銳利度值。如現(xiàn)有技術(shù)中所述，由于在曝光時鏡頭410仍在移動，因此所計算出的銳利度值并不能精確表示所對應(yīng)的鏡頭位置的清晰程度，因此，在本專利技術(shù)中，會對鏡頭位置L1、L2、L3、…做修正以描述所計算出的銳利度值實質(zhì)上是對應(yīng)到哪一個鏡頭位置，之后再根據(jù)這些統(tǒng)計值來計算鏡頭的最佳位置。以下將針對全局快門曝光模式與滾動快門曝光模式來詳述本專利技術(shù)的詳細操作。對采用全局快門曝光模式的感光組件420來說(全局快門曝光模式是指感光組件420中所有的感測單元(C⑶或CMOS)—起曝光來產(chǎn)生整個圖框的數(shù)據(jù))，請參照圖5，圖5是在曝光圖框I時鏡頭410的位置和移動狀態(tài)的不意圖。參照圖5,由于相機芯片430內(nèi)部會存儲有鏡頭410的移動信息以及所需要符合的相關(guān)規(guī)格，因此，鏡頭位置確定和控制單元434可以根據(jù)這些信息來獲得鏡頭410在曝光圖框I時的位置和移動狀態(tài)。舉例來說，在圖5中，在曝光圖框I時，鏡頭410會先停留在起始位置(也即附圖中的L0)約4微秒(ms)，之后鏡頭410會從位置LO移動到位置LI,而移動的時間約8微秒,最后鏡頭410停留在終點位置(也即附圖中的LI)約16微秒；因此，在圖5的例子中，鏡頭410停留在位置LO的時間比例為(1/7)、鏡頭410在移動時的時間比例為(2/7)、而鏡頭410停留在位置LI的時間比例為(4/7)，根據(jù)這些信息，鏡頭位置確定和控制單元434可以使用以下公式來得到修正后的位置LI’:LI，=L0*ffi+LM*ff本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種鏡頭自動對焦方法，包括：在鏡頭移動的同時進行曝光，以依次獲得多個圖框數(shù)據(jù)，其中，所述多個圖框數(shù)據(jù)分別對應(yīng)多個鏡頭位置；根據(jù)所述多個圖框數(shù)據(jù)計算分別對應(yīng)于所述多個鏡頭位置的多個銳利度值；根據(jù)獲得所述多個圖框數(shù)據(jù)時所述鏡頭的移動信息，計算產(chǎn)生每一個圖框的修正后鏡頭位置；以及根據(jù)多個所述修正后鏡頭位置與所述多個銳利度值，確定所述鏡頭的對焦位置。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：嚴志彬，何東宇，張紹興，
申請(專利權(quán))人：瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：中國臺灣;71