使用多鏡頭的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，特別是涉及一種使用多鏡頭的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般來(lái)說(shuō)，自動(dòng)對(duì)焦(auto focus)功能為現(xiàn)今攝像機(jī)，例如數(shù)碼相機(jī)或者數(shù)字?jǐn)z影機(jī)，的重要功能之一。通過(guò)自動(dòng)對(duì)焦功能，攝像機(jī)用戶可快速地找到鏡頭組的焦距，提高拍攝結(jié)果的成功率，提高圖像的質(zhì)量。此外，自動(dòng)對(duì)焦功能也能夠正確的追蹤快速移動(dòng)的對(duì)象，以降低攝像或攝影的技術(shù)門(mén)坎。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，自動(dòng)對(duì)焦功能的基本運(yùn)作是通過(guò)攝像機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)化地控制透鏡的移動(dòng)，使得對(duì)象的圖像清晰地成像在感光單元上。當(dāng)對(duì)象的位置遠(yuǎn)近不同，其透鏡組的對(duì)焦位置也會(huì)不同。每一次進(jìn)行拍攝時(shí)都必須重新移動(dòng)透鏡以進(jìn)行對(duì)焦，因此，對(duì)焦速度的快慢便是影響使用者拍攝感受的一項(xiàng)重要因素，各家廠商便經(jīng)常以快速對(duì)焦的功能來(lái)宣傳凸顯其產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]目前常見(jiàn)的自動(dòng)對(duì)焦方式分成二維對(duì)焦以及三維對(duì)焦。二維對(duì)焦是多次移動(dòng)透鏡，并根據(jù)每一次移動(dòng)后感光單元接收的圖像的清晰程度判斷透鏡的對(duì)焦?fàn)顩r。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)透鏡聚焦尚未成功之前，感光單元上的成像會(huì)較模糊，因此圖像上的對(duì)比值較低。因此，可預(yù)先設(shè)定一對(duì)焦區(qū)域，每一次移動(dòng)透鏡后便以圖像處理計(jì)算感光單元接收的圖像中對(duì)焦區(qū)域內(nèi)的對(duì)比值(Contract value)，其可代表圖像的清晰程度，而取得多個(gè)對(duì)比值后，便可估算出一對(duì)比值曲線，接著以對(duì)比值曲線中的最大值所對(duì)應(yīng)的位置作為對(duì)焦位置，將透鏡移動(dòng)到此對(duì)焦位置便完成對(duì)焦。
[0005]而另一種對(duì)焦方式是三維對(duì)焦。當(dāng)攝像機(jī)具有兩組透鏡與感光單元時(shí)，每一次拍攝都可產(chǎn)生兩張圖像，并且可根據(jù)此兩張圖像計(jì)算出圖像中一對(duì)象的深度，其代表所述對(duì)象與攝像機(jī)之間的距離。根據(jù)此深度，攝像機(jī)系統(tǒng)可將透鏡移動(dòng)到對(duì)應(yīng)此深度的位置，以完成對(duì)焦。
[0006]二維對(duì)焦需要移動(dòng)透鏡多次以取得多個(gè)對(duì)比值，造成所需的對(duì)焦時(shí)間較長(zhǎng)。相較之下，因?yàn)槿S對(duì)焦只需要計(jì)算一次對(duì)象的深度便可完成對(duì)焦，所以三維對(duì)焦僅需要大約二維對(duì)焦十分之一的時(shí)間便可完成對(duì)焦，有速度上的優(yōu)勢(shì)。
[0007]然而，現(xiàn)有技術(shù)的三維對(duì)焦有一缺點(diǎn)，如果兩個(gè)鏡頭的圖像中對(duì)焦區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)重復(fù)圖案時(shí)，容易造成深度計(jì)算失準(zhǔn)，而不正確的深度也會(huì)使得對(duì)焦失敗。
[0008]因此，目前所迫切需要的一種能善用三維對(duì)焦速度快的優(yōu)點(diǎn)又能避免對(duì)焦失敗的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明的目的就是在提供一種使用多鏡頭的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)及其方法，以提高對(duì)焦的速度以及準(zhǔn)確度。
[0010]有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明的另一目的就是在提供一種使用多鏡頭的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)及其方法，以消除重復(fù)圖案對(duì)對(duì)焦的影響。
[0011]有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明的再一目的就是在提供一種使用多鏡頭的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)及其方法，以善用多鏡頭的優(yōu)勢(shì)來(lái)改良傳統(tǒng)對(duì)焦的缺點(diǎn)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種使用多鏡頭的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，其適用于具有一第一鏡頭、一第二鏡頭、一第一鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以及一第二鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊的一圖像獲取設(shè)備。此自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)包括一重復(fù)圖案判斷模塊、第一對(duì)焦模塊以及第二對(duì)焦模塊。重復(fù)圖案判斷模塊分別從第一鏡頭與第二鏡頭接收第一圖像以及第二圖像，并判斷第一圖像與第二圖像中的默認(rèn)對(duì)焦區(qū)域內(nèi)是否有重復(fù)圖案存在。當(dāng)重復(fù)圖案判斷模塊判斷重復(fù)圖案不存在時(shí)，第一對(duì)焦模塊根據(jù)第一圖像以及第二圖像計(jì)算對(duì)焦深度，并根據(jù)對(duì)焦深度控制第一鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以及第二鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以驅(qū)動(dòng)第一鏡頭與第二鏡頭移動(dòng)進(jìn)行對(duì)焦。反之，當(dāng)重復(fù)圖案判斷模塊判斷重復(fù)圖案存在時(shí)，第二對(duì)焦模塊多次驅(qū)動(dòng)第一鏡頭或第二鏡頭移動(dòng)并計(jì)算每一次移動(dòng)后所獲取的第一圖像或第二圖像的對(duì)比值(contract value)，并根據(jù)所計(jì)算的多個(gè)對(duì)比值控制第一鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以及第二鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以驅(qū)動(dòng)第一鏡頭與第二鏡頭移動(dòng)以進(jìn)行對(duì)焦。
[0013]優(yōu)選地，默認(rèn)對(duì)焦區(qū)域可位于第一圖像與第二圖像的中央。
[0014]優(yōu)選地，第二對(duì)焦模塊可根據(jù)多個(gè)對(duì)比值產(chǎn)生一對(duì)比值曲線，接著以對(duì)比值曲線中的最大值所對(duì)應(yīng)的位置作為對(duì)焦位置，將第一鏡頭與第二鏡頭移動(dòng)到此對(duì)焦位置以完成對(duì)焦。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的目的，再提出一種使用多鏡頭的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，其適用于具有一第一鏡頭、一第二鏡頭、一第一鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以及一第二鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊的一圖像獲取設(shè)備。此自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)包括深度計(jì)算模塊以及對(duì)焦控制模塊。深度計(jì)算模塊分別從第一鏡頭與第二鏡頭接收第一圖像以及第二圖像，并根據(jù)第一圖像與第二圖像中的默認(rèn)對(duì)焦區(qū)域計(jì)算對(duì)焦深度或多個(gè)候選深度。對(duì)焦控制模塊連接深度計(jì)算模塊，當(dāng)深度計(jì)算模塊輸出對(duì)焦深度時(shí)，對(duì)焦控制模塊啟動(dòng)第一鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以及第二鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以分別控制第一鏡頭與第二鏡頭移動(dòng)至對(duì)應(yīng)對(duì)焦深度的位置。而當(dāng)深度計(jì)算模塊輸出多個(gè)候選深度時(shí)，對(duì)焦控制模塊控制第一鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以及第二鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以分別驅(qū)動(dòng)第一鏡頭或第二鏡頭移動(dòng)至對(duì)應(yīng)多個(gè)候選深度的多個(gè)候選對(duì)焦位置，并分別取得多個(gè)對(duì)比值，并根據(jù)多個(gè)對(duì)比值驅(qū)動(dòng)第一鏡頭與第二鏡頭移動(dòng)以進(jìn)行對(duì)焦。
[0016]優(yōu)選地，默認(rèn)對(duì)焦區(qū)域位于第一圖像與第二圖像的中央。
[0017]優(yōu)選地，深度計(jì)算模塊先產(chǎn)生多個(gè)候選深度，且每一候選深度具有置信級(jí)，深度計(jì)算模塊再根據(jù)置信級(jí)判斷條件從多個(gè)候選深度中決定對(duì)焦深度。
[0018]優(yōu)選地，當(dāng)深度計(jì)算模塊根據(jù)置信級(jí)判斷條件無(wú)法決定對(duì)焦深度時(shí)，深度計(jì)算模塊輸出多個(gè)候選深度。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的目的，再提出一種使用多鏡頭的自動(dòng)對(duì)焦方法，其適用于具有一第一鏡頭、一第二鏡頭、一第一鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以及一第二鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊的一圖像獲取設(shè)備。此自動(dòng)對(duì)焦方法包括下列步驟。首先，分別使用第一鏡頭與第二鏡頭獲取第一圖像以及第二圖像。接著，判斷第一圖像與第二圖像中的默認(rèn)對(duì)焦區(qū)域內(nèi)是否有重復(fù)圖案存在。當(dāng)判斷重復(fù)圖案不存在，根據(jù)第一圖像以及第二圖像計(jì)算對(duì)焦深度，并根據(jù)對(duì)焦深度控制第一鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以及第二鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以分別驅(qū)動(dòng)第一鏡頭與第二鏡頭移動(dòng)進(jìn)行對(duì)焦。當(dāng)判斷重復(fù)圖案存在，多次驅(qū)動(dòng)第一鏡頭或第二鏡頭移動(dòng)，并計(jì)算每一次移動(dòng)后所獲取第一圖像或第二圖像的對(duì)比值，并根據(jù)所計(jì)算的多個(gè)對(duì)比值控制第一鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以及第二鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以分別驅(qū)動(dòng)第一鏡頭與第二鏡頭移動(dòng)以進(jìn)行對(duì)焦。
[0020]優(yōu)選地，默認(rèn)對(duì)焦區(qū)域位于第一圖像與第二圖像的中央。
[0021]優(yōu)選地，當(dāng)判斷重復(fù)圖案存在時(shí)，本發(fā)明的自動(dòng)對(duì)焦方法還包括根據(jù)多個(gè)對(duì)比值產(chǎn)生對(duì)比值曲線，接著以對(duì)比值曲線中的最大值所對(duì)應(yīng)的位置作為對(duì)焦位置，驅(qū)動(dòng)第一鏡頭與第二鏡頭移動(dòng)到對(duì)焦位置以完成對(duì)焦。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的目的，再提出一種使用多鏡頭的自動(dòng)對(duì)焦方法，其適用于具有一第一鏡頭、一第二鏡頭、一第一鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以及一第二鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊的一圖像獲取設(shè)備。此自動(dòng)對(duì)焦方法包括下列步驟。首先，分別使用第一鏡頭與第二鏡頭獲取第一圖像以及第二圖像。接著，根據(jù)第一圖像與第二圖像中的默認(rèn)對(duì)焦區(qū)域以產(chǎn)生多個(gè)候選深度，每一候選深度具有置信級(jí)。再根據(jù)置信級(jí)判斷條件以及多個(gè)置信級(jí)從多個(gè)候選深度中決定對(duì)焦深度。如果能決定出對(duì)焦深度，控制第一鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以及第二鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊分別驅(qū)動(dòng)第一鏡頭與第二鏡頭移動(dòng)至對(duì)應(yīng)對(duì)焦深度的位置。如果無(wú)法決定對(duì)焦深度，控制第一鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊以及第二鏡頭驅(qū)動(dòng)模塊分別驅(qū)動(dòng)第一鏡頭或第二鏡頭移動(dòng)至對(duì)應(yīng)多個(gè)候選深度的位置