[发明专利]点光源场景下反差式对焦的方法、系统、设备及存储介质在审

专利信息
申请号: 202010095197.7 申请日: 2020-02-14
公开(公告)号: CN111212238A 公开(公告)日: 2020-05-29
发明(设计)人: 温瑞丹;陈欢;魏道敏;张鑫;汪涛 申请(专利权)人: 展讯通信(上海)有限公司
主分类号: H04N5/232 分类号: H04N5/232;H04N5/235
代理公司: 上海弼兴律师事务所 31283 代理人: 薛琦;张冉
地址: 201203 上海市浦东新区*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 光源 场景 反差 对焦 方法 系统 设备 存储 介质
【说明书】:

发明公开了一种点光源场景下反差式对焦的方法、系统、设备及存储介质,其中方法包括以下步骤:随着镜头的移动获取每一当前场景中的图像;获取所述图像中的统计区域内的所有点的亮度值;根据所述亮度值确定合焦位置;其中,所述当前场景为点光源场景。本发明提供的点光源场景下反差式对焦的方法、系统、设备及存储介质,适用于各种点光源场景,能从根本上解决点光源的影响,提升点光源的反差式对焦的准确度和稳定性。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域,特别涉及一种点光源场景下反差式对焦的方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

在市场关注的众多图像质量中,图像清晰是基本要求。为了获取清晰的图像,聚焦成功是其决定因素,并且日夜不同场景的聚焦效果是考核聚焦的一项重要功能指标。但是当前普遍存在夜间特定场景聚焦效果不理想,其中点光源场景就是其中一种。

反差式对焦(也成反差对焦)是将镜头从底部向顶部方向逐渐移动的过程中,计算出图像对应的Fv(Focus value,统计区域中的反差量,也称反差值)的值,并持续记录对比Fv的值,形成Fv曲线。在扫描过程中,认为Fv曲线的波峰处(最大值)是合焦位置。通常一般的聚焦场景描述如下,随着聚焦透镜接近或者远离实际合焦点,图像清晰度也相应的单调增加或者减少,如图1所示,该场景的Fv曲线呈现出较好的单峰性,横坐标表示图像对应的镜头的位置,纵坐标表示对应的Fv值。针对该场景的曲线,反差式对焦可以快速的搜索到最佳清晰度的聚焦位置,对焦的准确度和稳定性比较高。而一些点光源场景对应的Fv曲线经常出现如图2所示的伪波峰,或者波峰位置不是合焦位置,这样就会增大对焦的难度,在对焦过程中容易出现镜头反复抖动,影响对焦的准确性和实时性。

在研究点光源反差式对焦过程中,发现点光源的亮度直方图和Fv曲线具有一定的特性,因此可以根据两者的特性来识别点光源场景以及完成反差式对焦。具体为:夜间点光源场景中,由于外界环境亮度低,图像中低亮区域很多,因此低亮的点数量很大;如果场景中存在点光源,对应的高亮的点会增大;整个场景中,中间分布的亮度很少,此时点光源的亮度分布特性如图3所示,其中,横坐标表示亮度,纵坐标表示该亮度对应的点的数量。现有技术中可以根据该特性识别点光源场景。

通过测试大量点光源场景的对焦过程,发现部分物距较远的点光源场景Fv曲线有如图4中所示的规律。在反差式对焦过程中,随着镜头从远点向近点移动,点光源场景并不是从模糊到清晰再到模糊的过程,而只是从清晰到模糊的过程,并且在Fv曲线持平的前面部分,不同位置处的图像清晰度相近;然后Fv曲线在中间部分开始下降,图像也随着变模糊。根据点光源Fv曲线的特性,认为远点处为合焦点。在实际应用中,当判断该场景为点光源场景并且没有发现Fv曲线的单一峰值时,如果Fv曲线满足图4的规律,那么直接将镜头推至远点处,完成反差式对焦。

由此可见,现有的技术只是基于测试,对部分物距较远的点光源场景的对焦特性进行提取,以此完成满足该特性的点光源场景的反差式对焦。但是对于不满足该特性的点光源场景,则无法使用现有的方案来解决它们在反差式对焦过程中出现的问题。

存在点光源的夜间场景中,由于环境亮度较低,场景中大部分细节不明显,对比度较低,计算得到的Fv值不大;但是在点光源周围会出现高亮与低亮之间的强对比度边缘,这种强边缘的Fv值远大于场景中其他细节的Fv值,因此在整个对焦过程中,这种强边缘占主导地位。当镜头在合焦处,点光源收敛,强边缘变得更加锐利,但是边缘面积减小;当镜头远离合焦处,光斑扩散,强边缘变模糊,但是边缘面积增大。

对于夜间场景,由于亮度低,场景细节不明显,Fv曲线趋向平坦,波峰位置不明显。再加上点光源的影响,反差式合焦中容易出现对焦不准,例如Fv曲线震荡,存在多个伪边缘,或者Fv曲线的波峰位置与真实的合焦位置存在偏差,这样就会造成点光源场景的合焦失败。

发明内容

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