對焦方法與流程
2023-07-23 21:08:26
本發明涉及攝像技術領域，更為具體地，涉及一種對焦方法。
背景技術：
目前，圖像對焦方法主要包括相位對焦和反差對焦兩種。其中，反差對焦的原理是根據焦點處畫面的對比度變化，尋找對比度最大時的鏡頭位置，也就是準確對焦的位置。在此方法中，鏡頭從開始對焦到最後合焦完畢需要不停移動，走過最佳對焦位置以後並回退，這個過程讓對焦行程增大，對焦速度較慢，效率低。
相位對焦的原理是在感光元件上預留出遮蔽像素點，用來進行相位檢測，通過像素之間的距離及其變化等獲取對焦的偏移值，從而實現準確對焦。相位對焦方法不需要鏡頭的反覆移動，對焦過程快。但另一方面，由於需要利用圖像傳感器上的遮蔽像素點進行相位檢測，故此方法對光線強度的要求比較高，在弱光下不易實現，適用範圍受限。
技術實現要素：
鑑於上述問題，本發明的目的是提供一種對焦方法，以解決目前相位對焦方法和反差對焦方法所存在的對焦速度慢、效率低，或者對環境要求高、對焦受限等問題。
根據本發明提供一種對焦方法，包括：將鏡頭移動至成像範圍內，獲取實物透過鏡頭的成像，並檢測不同顏色光線在成像面同一位置區域內的對比度；根據不同顏色光線之間的對比度的差值，確定鏡頭與成像相面之間的位置關係，並根據位置關係相應調整鏡頭向遠離或者靠近成像相面的方向移動。
此外，優選的方案是，當透過鏡頭的紅光的對比度值大於藍光的對比度值時，判定當前鏡頭遠離成像相面，並將鏡頭向靠近成像相面的方向移動。
此外，優選的方案是，當透過鏡頭的紅光的對比度值大於綠光的對比度值時，判定當前鏡頭遠離成像相面，並將鏡頭向靠近成像相面的方向移動。
此外，優選的方案是，當透過鏡頭的紅光的對比度值小於藍光的對比度值時，判定當前鏡頭靠近成像相面，並將鏡頭向遠離成像相面的方向移動。
此外，優選的方案是，當透過鏡頭的紅光的對比度值小於綠光的對比度值時，判定當前鏡頭靠近成像相面，並將鏡頭向遠離成像相面的方向移動。
此外，優選的方案是，根據不同顏色光線之間的對比度的差值確定鏡頭的移動距離。
利用上述根據本發明的對焦方法，能夠利用不同顏色的光波通過鏡頭時的折射率不同，從而根據不同顏色光線之間的對比度差值，確定鏡頭與成像相面之間的位置關係，從而調整鏡頭的位置實現對焦，對焦速度快，對光線要求低，在弱光下也可實現快速對焦作業。
為了實現上述以及相關目的，本發明的一個或多個方面包括後面將詳細說明的特徵。下面的說明以及附圖詳細說明了本發明的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。
附圖說明
通過參考以下結合附圖的說明，並且隨著對本發明的更全面理解，本發明的其它目的及結果將更加明白及易於理解。在附圖中：
圖1為根據本發明實施例的對焦方法流程圖；
圖2為根據本發明實施例的對焦方法原理圖。
在所有附圖中相同的標號指示相似或相應的特徵或功能。
具體實施方式
在下面的描述中，出於說明的目的，為了提供對一個或多個實施例的全面理解，闡述了許多具體細節。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細節的情況下實現這些實施例。在其它例子中，為了便於描述一個或多個實施例，公知的結構和設備以方框圖的形式示出。
為詳細描述本發明實施例的對焦方法，以下將結合附圖對本發明的具體實施例進行詳細描述。
圖1示出了根據本發明實施例的對焦方法的流程圖。
如圖1所示，本發明實施例的對焦方法，包括以下步驟：
S110：將鏡頭移動至成像範圍內，獲取實物透過鏡頭的成像，並檢測不同顏色光線在成像面同一位置區域內的對比度。
其中，同一點或者同一實物發出的不同顏色的光經過鏡頭後的最佳成像點的位置也不同，當鏡頭移動到合適的位置(焦深範圍內)時，鏡頭進入成像範圍內，此時成像的質量較好，即為鏡頭對焦可接受的狀態。
S120：根據不同顏色光線之間的對比度的差值，確定鏡頭與成像相面之間的位置關係，並根據該位置關係相應調整鏡頭向遠離或者靠近成像相面的方向移動，並完成對焦作業。
具體地，當透過鏡頭的紅光的對比度值大於藍光的對比度值時，判定當前鏡頭遠離成像相面，並將鏡頭向靠近成像相面的方向移動；或者當透過鏡頭的紅光的對比度值大於綠光的對比度值時，判定當前鏡頭遠離成像相面，並將鏡頭向靠近成像相面的方向移動。
相對應的，當透過鏡頭的紅光的對比度值小於藍光的對比度值時，判定當前鏡頭靠近成像相面，並將鏡頭向遠離成像相面的方向移動；當透過鏡頭的紅光的對比度值小於綠光的對比度值時，判定當前鏡頭靠近成像相面，並將鏡頭向遠離成像相面的方向移動。
需要說明的是，還可以根據不同顏色光線之間的對比度的差值確定鏡頭的移動距離。例如，以不同顏色光線之間的對比度的值差Z為X軸，以鏡頭偏離最佳成像點的距離D為Y軸，通過實驗可得出Z和D兩者之間的線性關係。當獲得不同顏色光線之間的對比度的值差時，即可根據二者之間的線性關係獲得鏡頭需要移動的距離。
以下將根據紅光和藍光之間的對比度值作為示例具體描述本發明實施例對焦方法的原理。
圖2示出了根據本發明實施例的對焦方法的原理。
如圖2所示，A為實物點，A』為實物點A的最佳成像點，1代表藍色光線(藍光)，2代表紅色光線(紅光)，A8』-至A8』+中的各點分別表示不同的成像位置；並且，A8』+面為鏡頭太過靠近成像相面，A8』-面為鏡頭太過遠離成像相面。
具體地，假設紅光的對比度至為X，藍光的對比度值為Y，紅光對比度值與藍光對比度值的差值為Z，Z＝X-Y；另設A5』+至A5』-之間的位置為預設期望位置，在此範圍內Z值的絕對值小於某個值B，B為在A5』+至A5』-之間X-Y的最大絕對值；同時，X和Y的值也大於某個值C，C為紅光和藍光的對焦在較為理想狀態下的對比度值，C的取值可以根據不同的算法合理選取。
當X>C，並且Y>C時，表明鏡頭的成像位置在預設的期望範圍內，鏡頭可以不用移動。
當Y0，表明此時鏡頭遠離成像相面，為達到最佳成像效果，需要將鏡頭向靠近成像相面的方向移動，或者向靠近圖像傳感器的方向移動，直至滿足X>C，Y>C，對焦成功。
當Y>X時，ZC，Y>C，對焦成功。
本發明提供的對焦方法，可以應用到數位相機、智慧型手機、平板電腦等具有自動對焦功能的相機、攝像機、虹膜識別或者人臉識別等成像設備的快速對焦系統中；可以根據不同顏色光線的對比度值確定鏡頭需移動的方向和距離，能夠在不破壞圖像傳感器的結構下實現快速對焦，在弱光環境下亦可實現，對焦速度快，對光線要求低，適用範圍廣。
如上參照圖1和圖2以示例的方式描述根據本發明的對焦方法。但是，本領域技術人員應當理解，對於上述本發明所提出的對焦方法，還可以在不脫離本發明內容的基礎上做出各種改進。因此，本發明的保護範圍應當由所附的權利要求書的內容確定。