相机的自动对焦方法与数字相机技术

本发明专利技术涉及一种相机的自动对焦方法与数字相机，特别涉及一种相机的自动对焦方法。首先，数字信号处理器设定第一参数ｐ与第二参数ｑ。影像撷取单元采集唯一的一影像。接着，数字信号处理器依据此影像、第一参数ｐ与第二参数ｑ计算物距。然后，光学调焦元件依据物距调整对焦位置。因此，本发明专利技术可大幅度减少对焦时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种相机自动对焦方法，且特别是有关于 一种利用单张影像自动取得相机对焦位置的方法。
技术介绍
随着科技的发展与数字装置的普遍性使用，人们与数字产品的关系愈来愈密不可分。在数字产品当中，数字相机(Digital Camera, DC)占了相当重要的 一席之地。要决定数字相机的优 劣之分，除了相机的成像品质好坏之外，相机的对焦技术更是 不可忽视。对焦不但要速度快，而且要对焦准确，对焦速度快 慢与对焦效果会直接影响到成像快慢与成像品质。以目前的对焦技术而言，是使用特征函数判别相机是否对 焦完成。图l是已知的一种相机调焦过程的示意图。请参照图1， 相机在调焦的过程中，必须在多个对焦点分别拍摄图像，以估 计或判别最佳对焦点的位置。因此所拍摄的取景图像必须经过 模糊-清晰-模糊-再返回清晰点的过程，寻找对焦点的过 程相当地浪费时间。不仅如此，以这种方式进行对焦不符合消 费者的自然习惯，还必须在多个对焦点拍摄图像，因此相机所 损耗的电力自然也随之增加。然而，现在的消费者不但对于相 机所拍摄的相片品质十分讲究，对于相机的电池的续航力也非 常的重视。因此若能以更加省电的方式进行对焦，则可大幅度 提升相机的电池的续航力。有鉴于此，相机的相关制造商莫不急于寻求适当的解决方 式，以克服上述的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种相机的自动对焦方法，以节省聚焦时间。 本专利技术提供一种数字相机，不需采用反光镜即可达成对焦 功能，借以节省硬件成本、提升画质并且能减小数字相机的体积。本专利技术提出一种相机的自动对焦方法包括下列步骤在一 步骤中，设定与相机相关的第一参数p与第二参数q。在另一步 骤中，采集唯一的一影像。在又一步骤中，依据此影像、第一 参数p与第二参数q计算物距。在更一步骤中，依据物距调整对焦位置。在本专利技术的一实施例中，上述的相才几自动对焦方法，其中 设定该第 一 参数p与该第二参数q的步骤包括下列步骤在可变 距离Di处，分别拍摄同一点光源，得到相对应的影像Fi;利用 高斯分布并分别依据影像Fi计算相对应的扩散参数oi;依据可 变距离Di及其相对应的扩散参数cri建立数据集(Di,cri);依据数 据集(Di，(7i),来设定第一参数p与第二参数q,其中i为相对应的 编号。在本专利技术的一实施例中，上述的相机自动对焦方法，其中 依据影像、第 一 参数p与第二参数q计算物距的步骤包括下列步 骤利用边界演算法撷取影像的边界；估计目标扩散参数o; 依据目标扩散参数o、第一参数p与第二参数q计算物距。本专利技术提出一种数字相机，包括光学调焦元件、影像撷取 单元与数字信号处理器。光学调焦元件用以调整数字相机的对 焦位置。影像撷取单元配置于光学调焦元件的光径上，其用以 撷取影像。数字信号处理器耦接光学调焦元件与影像撷取单元。 其中数字信号处理器设定与该数字相机相关的第 一 参数p与第 二参数q。影像撷取单元撷取唯一的一影像。数字信号处理器依据影像、第一参数p与第二参数q计算物距。数字信号处理器并 依据物距送出调焦信号。光学调焦元件依据调焦信号进行对焦。 本专利技术在一步骤中，设定与相机相关的第一参数p与第二参数q。在另一步骤中，采集唯一的一影像。在又一步骤中，依据 此影像、第一参数p与第二参数q计算物距。在更一步骤中，依 据物距调整对焦位置。因此，通过分析唯一的一影像即可调整 焦距，大幅度减少调焦时间。本专利技术所述的相才几的自动对焦方法与lt字相4几，利用唯一 的单张影像即可求得物距，借以调整数字相机的对焦位置，不 但可加速对焦时间，更可提升影像的清晰度。附图说明图l是已知的一种相机调焦过程的示意图。图2 A是依照本专利技术的 一 实施例的 一 种数字相机的示意图。图2B是依照本专利技术的 一 实施例的 一 种自动对焦方法的流程图。图3是依照本专利技术的 一 实施例的 一种成像系统的示意图。图4是依照本专利技术的 一 实施例的 一种设定第 一 参数p与第二 参数q的流程图。图5是依照本专利技术的 一 实施例的 一 种依据唯 一 的单张影像、 第 一 参数p与第二参数q计算物距的流程图。图6A是依照本专利技术的一实施例的一种利用边界演算法得 到影像的边界的流程图。图6B是依照本专利技术的 一 实施例的 一 种边界演算法的 一 种 水平运算元的示意图。图6C是依照本专利技术的 一 实施例的 一 种边界演算法的 一 种 垂直运算元的示意图。图7是依照本专利技术的一实施例的一种以迭代法估计目标扩 散参数(J的流程图。图8 A是依照本专利技术的 一 实施例的假想边界将影像划分成 两区域的示意图。图8B是依照本专利技术的一实施例的边界将影像划分成两区 域的示意图。具体实施例方式为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较 佳实施例，并配合所附图式，作详细i兌明如下。图2 A是依照本专利技术的 一 实施例的 一 种数字相机的示意图。 图2B是依照本专利技术的一实施例的一种自动对焦方法的流程图。 请合并参照图2A与2B,数字相机10包括了光学调焦元件20、影 像撷取单元30与数字信号处理器40。光学调焦元件20用以调整 数字相机的对焦位置。影像撷取单元30配置于光学调焦元件20 的光径上，用以撷取影像。影像擷取单元30例如是电荷耦合元 件(Charge Coupled Device,简称CCD )。数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称DSP) 40耦接光学调焦元件20与影像撷 取单元30。承上述，首先，步骤S201由数字信号处理器40设定与相机 相关的第一参数p与第二参数q。步骤S202,影像撷取单元30撷 取唯一的一影像。步骤S203,数字信号处理器40依据此影像、 第一参数p与第二参数q计算物距。步骤S204,数字信号处理器 40依据物距送出调焦信号给光学调焦元件20,此光学调焦元件 20则依据调焦信号进行对焦。如此即可仅利用单张影像进行对 焦，大幅度减少数字相机的对焦时间。接着则针对上述的各步 骤作更详细的说明。 图3是依照本专利技术的 一 实施例的 一 种成像系统的示意图。请参照图3，其中物距u为 一点光源O与镜片201的距离，s为散焦 平面与镜片201的距离，f为镜片201的焦距，D为镜片201的光 圈，d为点光源在散焦平面的成像。由图3可推得物距u与光圏D 具有下列公式(1 )的关系<formula>formula see original document page 11</formula>….公式(1 ),其中尸=^，而F亦即镜片201的光圏 系数。在考虑衍射作用(Diffraction Effect)与镜片成像系统的 影响，散焦平面的点扩散函数可以用二维高斯分布G (r,cj)描 述。其中r为高斯分布离开中心点的距离参数。a=r,而k是 由镜片特性所决定的常数。将此关系代入公式(1)可推物距u与点扩散函数参数o的关系如下列公式(2)所示<formula>formula see original document page 11</formula>公式(2),其中第一参数p与第二参数q 为确定的系统参数，因此通过对cj正确估计则可得到物距u的正 确估计。接着则针对如何设定第一参数p与第二参数q作更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相机的自动对焦方法，其特征在于，包括下列步骤：设定与该相机相关的一第一参数ｐ与一第二参数ｑ；采集一影像；依据该影像、该第一参数ｐ与该第二参数ｑ计算一物距；以及依据该物距调整对焦位置。

【技术特征摘要】
1. 一种相机的自动对焦方法，其特征在于，包括下列步骤 设定与该相机相关的一第一参数p与一第二参数q; 采集一影像；依据该影像、该第一参数p与该第二参数q计算一物距；以及依据该物距调整对焦位置。2. 根据权利要求l所述的相机自动对焦方法，其特征在于， 所述的设定该第一参数p与该第二参数q的步骤，包括下列步骤在多个可变距离Di处，分别拍摄同一点光源，得到相对应 的多张影像Fi;利用高斯分布并分别依据所述影像F i计算相对应的扩散参数cii;依据所述可变距离Di及其相对应的该扩散参数oi建立一数 据集(Di,cri);以及依据该数据集(D i, o i),设定该第 一 参数p与该第二参数q ， 其中i为相对应的编号。3. 根据权利要求2所述的相机自动对焦方法，其特征在于，所述的依据该数据集(Di,oi),设定该第 一 参数p与该第二参数q的步骤，包括下列步骤依据该数据集(Di,cji)与 一代价函数，使用 一迭代法设定该第 一 参数p与该第二参数q ， 其中该代价函数为 C'(m)=》.-~4. 根据权利要求3所述的相机自动对焦方法，其特征在于， 该迭代法为牛顿下降法。5. 根据权利要求l所述的相机自动对焦方法，其特征在于， 所述的依据该影像、该第 一 参数p与该第二参数q计算该物距的 步骤，包括下列步骤利用 一边界演算法撷取该影像的边界；估计一目标扩散参数CJ;以及依据该目标扩散参数CJ、该第一参数p与该第二参数q计算该物3巨。6.根据权利要求5所述的相机自动对焦方法，其特征在于， 所述的利用该边界演算法撷取该影像的边界的步骤，包括下列 步骤将该影像的多个区域分别与 一 水平运算元作巻积以得到该 影像的多个像素的水平边缘响应；将该影像的所述区域分别与 一 垂直运算元作巻积以得至)J该 影像的所述像素的垂直边缘响应；以及取任一<象素的该水平边缘响应与该<象素的该垂直边缘响应 之中较大者，作为该像素的输出值，其中将该输出值为极值的 多个像素的连线视为该影像的边界。7. 根据权利要求6所述的相机自动对焦方法，其特征在于， 该水平运算元与该垂直运算元为如下两种其中之一索贝尔运 算元和梯度运算元。8. 根据权利要求5所述的相机自动对焦方法，其特征在于， 所述的估计该目标扩散参数o的步骤，包括下列步骤以一迭代法估计该目标扩散参数o。9. 根据权利要求8所述的相机自动对焦方法，其特征在于， 该迭代法为梯度下降法。10. 根据权利要求8所述的相机自动对焦方法，其特征在于， 所述的以该迭代法估计该目标扩散参数o的步骤，包括下列步 骤 估计V的一组初值，其中V: (gl,g2，CJ), 一假想边界将该影像划分成 一 第 一 假想区域g 1与 一 第二假想区域g 2;定义一代价函数<formula>formula see original document page 4</formula>,其中<formula>formula see original document page 4</formula>,该影像的边界将该影像划分成一第 一 实际区域gl，与 一 第二实际区域g2， ， M为该影像的 一 区域，(a,b)为该区域的任一像素...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇兵，
申请(专利权)人：威盛电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]