[发明专利]一种被动式自动聚焦方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种被动式自动聚焦方法及装置。

背景技术

自动聚焦(Auto Focus，AF)技术是指镜头自动对所拍摄的物体进行调焦，从而获得最清晰的图像。该技术已广泛应用于视频摄像机(Video Camera)、数码照相机(Digital Still Camera)、移动手机(Mobile Phone)等影像产品中。

摄像机的视频自动聚焦技术主要有主动式聚焦和被动式聚焦两种。主动式聚焦通过接收主动发射的光波或者声波的反射波来测量目标的距离和方位，然后通过计算机来控制自动聚焦。被动式聚焦通过镜头和CCD/CMOS传感器采集到一系列图像，对每一帧图像进行实时处理，判断其是否聚焦，并给出反馈信号控制镜头移动，直到所采集的图像清晰为止。主动式聚焦速度快，但是聚焦精度较低，采用这些方法的仪器一般体积较大，价钱较贵，且对于近距离不太适用。基于图像处理的被动式聚焦仪器，体积小，价格便宜，其精度较高，但是，聚焦速度相对于主动式聚焦较慢。目前，面向消费类的影响产品普遍采用被动式聚焦方式。聚焦速度慢使得在聚焦的过程中，采集到较多的模糊的图像，给人的主观视觉效果较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种被动式自动聚焦方法及装置，解决聚焦速度慢的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种被动式自动聚焦方法，包括：

获取原始图像数据；

进行清晰度计算，得到原始图像数据的清晰度值；

根据当前变焦（zoom）值确定当前有效聚焦范围，如果镜头的当前位置不处于当前有效聚焦范围内，则采用大步长粗调聚焦策略调整镜头位置，待镜头的当前位置处于当前有效聚焦范围内，采用小步长精调聚焦策略调整镜头位置；如果镜头的当前位置处于当前有效聚焦范围内，则采用小步长精调聚焦策略调整镜头位置；所述大步长粗调聚焦策略包括：采用第一步长移动镜头直到镜头的当前位置处于当前有效聚焦范围内；所述小步长精调聚焦策略包括：使用小于第一步长的步长移动镜头，直到计算出的清晰度值为最佳清晰度值。

进一步地，所述第一步长为镜头的步进电机能够移动的最大步长。

进一步地，所述如果镜头的当前位置处于当前有效聚焦范围内，则采用小步长精调聚焦策略调整镜头位置，包括：

判断当前镜头是否处于远焦区，如果处于远焦区，则采用第二步长移动镜头，直到当前镜头处于近焦区，采用镜头在近焦区时的处理，如果不处于远焦区，判断当前镜头是否在近焦区，如果处于近焦区，则采用镜头在近焦区时的处理，即用第三步长继续移动镜头，直到当前镜头处于峰值区，采用镜头在峰值区时的处理，如果不处于近焦区，则当前镜头处于峰值区，采用镜头在峰值区时的处理，即用第四步长继续移动镜头，直到移动后计算的最新的清晰度值小于上一次移动后计算的清晰度值，则上一次移动后计算的清晰度值为最佳清晰度值，上一次移动后镜头的位置为最佳聚焦位置。

进一步地，所述第一步长大于等于所述第二步长，所述第二步长大于所述第三步长，所述第三步长大于等于所述第四步长。

进一步地，所述第四步长为镜头的步进电机能够移动的最小步长。

进一步地，所述判断当前镜头是否处于远焦区，包括：判断当前清晰度值是否小于预设远焦区门限阈值，如果小于，则判断当前镜头处于远焦区，如果不小于，则判断当前镜头不处于远焦区。

进一步地，所述判断当前镜头是否在近焦区，包括：采用下式计算变化因子ratio，判断变化因子是否小于预设的近焦区比率门限阈值，如果小于，则判断当前镜头处于近焦区，如果不小于，则判断当前镜头处于峰值区；

其中，f₁为当前帧图像的当前清晰度值，f₂为上一帧图像的清晰度值，focus_lens1为当前帧图像对应的镜头的当前位置，focus_lens2为上一帧图像对应的镜头的位置。

进一步地，在进行清晰度计算前，所述方法还包括：先对获取的原始图像数据进行去噪声处理。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种被动式自动聚焦装置，包括图像采集模块、清晰度计算模块以及分析调整模块，其中：

所述图像采集模块，用于获取原始图像数据；

所述清晰度计算模块，用于进行清晰度计算，得到原始图像数据的清晰度值；