動態自動聚焦操作制造技術

本發明專利技術公開了用于一種至少部分地基于圖像捕獲裝置的方位來動態地調整圖像捕獲裝置的自動聚焦(AF)操作的系統、方法和計算機可讀介質。一般說來，關于圖像捕獲裝置的方位的信息可以被用于提高自動聚焦操作的速度或者提高其分辨率。更進一步地，例如可以從加速計獲取的方位信息可以被用于減少在自動聚焦操作期間使用的透鏡位置(關注點)的數目，從而提高該操作的速度。可替換地，在保持關注點的數目時，方位信息可以被用于縮小透鏡的運動范圍，從而提高該操作的分辨率。

【技術實現步驟摘要】
動態自動聚焦操作
本申請一般涉及數字圖像捕獲和處理領域。更進一步地，本申請涉及一種用于在數字圖像捕獲裝置中改善自動聚焦操作的技術。
技術介紹
照相機的自動聚焦(AF)系統自動地調節照相機透鏡以獲得在對象上的聚焦。一般來說，AF系統在照相機中采用對比度傳感器(被動AF)或通過發出信號以照明或者估計到對象的距離(主動AF)。被動AF可以使用對比度檢測或者相位檢測法，但是兩者都依賴于用于實現自動聚焦的對比度。一些數字照相機使用自動聚焦傳感器，其不同于照相機的圖像傳感器。這可以例如發生在單功能數字照相機中。然而，在諸如移動電話、平板計算機、個人數字助理和便攜式音樂/視頻播放器之類的小的多功能裝置中，單獨的圖像和自動聚焦傳感器經常不被使用。在這些裝置中，自動聚焦操作可以包括在指定數目的位置處調整裝置的透鏡(或透鏡組件)的位置；估計在連續的圖像中相應點的聚焦(例如，對比度)(假定最大對比度時應于最大銳度或者“最好”聚焦)。多功能裝置典型地估計在圖像中的固定數目的點處的對比度/聚焦，并且當透鏡設移動以獲得連續的圖像時，估計固定數目的透鏡位置處的對比度/聚焦。因而，這些裝置能夠提供以固定速率并且以固定分辨率的自動聚焦操作。因此，有益于提供一種動態改善數字圖像捕獲裝置的速度或者分辨率的機構。
技術實現思路
在一個實施例中，描述了一種數字圖像捕獲裝置采用該裝置的方位知識執行自動聚焦操作的方法。根據一實施例的方法包括至少部分基于來自方位傳感器的信號確定該裝置的方位。一種示例性的方位傳感器是加速計。至少部分基于該裝置的方位，可以確定用于自動聚焦操作的運動范圍。運動范圍是指透鏡，或者透鏡組件在自動聚焦操作期間被移動通過的距離。該裝置的方位經常致使這一范圍小于該裝置的自動聚焦完全運動范圍(即，透鏡在自動聚焦操作期間可被移動通過的最大距離)。如果自動聚焦模式被設定為快(FAST)，則自動聚焦操作可以基于自動聚焦運動范圍和少于該裝置的完全數目的自動聚焦關注點來執行。如果自動聚焦模式被設定為高分辨率(HIGH-RESOLUTION)，則自動聚焦操作可以基于自動聚焦運動范圍和該裝置的完全數目的自動聚焦關注點來執行。在另一實施例中，該方法被具體實施在計算機可執行程序代碼中并被存儲在非瞬態存儲裝置中。在另一實施例中，該方法被實施在具有數字圖像捕獲能力的電子裝置中。附圖說明圖1以方框圖形式示出根據一個實施例的自動聚焦系統的簡化的方框圖。圖2示出可以獲得方位信息的圖像捕獲裝置的三個方位。圖3示出根據一實施例的將圖像捕獲裝置聚焦在無窮遠處所需的方位傳感器輸出和致動器輸入之間的關系。圖4以流程圖形式示出根據一實施例的自動聚焦操作。圖5示出根據另一實施例的將圖像捕獲裝置聚焦在無窮遠處所需的方位傳感器輸出和致動器輸入之間的關系。圖6以方框圖形式示出根據一實施例的簡化的多功能裝置。圖7示出根據一實施例的在連續的圖像中的對應點的構思。圖8示出根據一實施例的采用區域來比較連續的圖像的構思。圖9以方框圖形式示出根據一實施例的圖1中的自動聚焦控制單元145的簡化方框圖。圖10以方框圖形式示出根據一實施例的圖9中的第一和第二執行單元920和925的每一個的簡化方框圖。具體實施方式本申請適合至少部分基于裝置的方位來動態地調整圖像捕獲裝置的自動聚焦(AF)操作的系統、方法和計算機可讀介質。一般說來，公開了使用關于圖像捕獲裝置的方位信息來提高AF操作的速度或者提高其分辨率的技術。更具體地，諸如可從加速計獲取的方位信息可以被用于減少用在AF操作期間的透鏡位置的數目(關注點，POI)，從而提高該操作的速度。可替換地，在維持POI的數目的同時，方位信息可以被用于減小透鏡的運動范圍，從而提高操作的分辨率。在以下說明書中，出于解釋的目的，闡述許多的特定細節以便提供對本專利技術構思的透徹的理解。作為本說明書的一部分，一些說明書附圖采用方框圖的形式表示結構和裝置以避免使本專利技術難以理解。在上下文中，應該理解，對不帶有相關標識符的編號的附圖元件的提及(例如，100)指代帶有標識符的附圖元件(例如，100a和100b)的所有實例。此外，本說明書中所使用的語言是為了易讀或者指示性的目的而選擇的，而不是為了描繪或者限制本專利技術的主題而選擇的，權利要求書是確定本專利技術的主題所必須的。本說明書所提及的“一實施例”或者“一種實施例”表示與該實施例相關描述的特征、結構、或者特點被包括在本專利技術的至少一個實施例中，并且多次提及的“一實施例”或“一種實施例”不應被理解為必須全部指代相同的實施例。應當理解，在任何實際實施方式的開發中(如在任何開發項目中)，很多決定必須被做出以實現開發者的特定目標(例如，依從于系統或者商業相關的限制)，并且這些目標依實施方式而不同。還應當理解，這樣的開發努力可能是復雜和耗費時間的，但毫無疑問地對于那些受益于本說明書的在圖像捕獲裝置的設計領域的普通技術人員將會成為常規的做法。現在合并在諸如移動電話或平板計算機之類的多功能單元中的圖像捕獲裝置的背景下描述各個實施例。在AF操作期間，這種裝置調整其透鏡(或透鏡組件)的位置并且其包括加速計之類的方位傳感器。正如本文所用的，透鏡所位于的、用于確定在連續圖像中的對應點(或區域)之間的相對對比度的每一個位置被稱為關注點(POI)。參見圖1，根據一實旋例的AF系統100的簡化的方框圖包括透鏡105、圖像傳感器110、存儲器115和定義完全運動范圍125的機械制動器120(120a、120b、120c和120d)。并且還包括用于在機域制動器120之間使得透鏡105移位的致動器130、向AF控制單元145提供輸入的方位傳感器135和模式選擇輸入140。在一個實施例中，圖像捕獲裝置可以使用電荷耦合器件(或者互補金屬氧化物半導體)、機電單元(例如，音圈電機)作為致動器130、并且使用加速計作為方位傳感器135。應當理解的是加速計測量在傳感器的平面的方向上的加速度。參見圖2，AF系統100可以被配置如下，當圖像捕獲裝置是在面向上方的方位時(例如，200a)，加速計輸出對應為+1g，當在面向水平的方位時(例如，200b)，加速計輸出對應為0g，而當在面向下方的方位時(例如，200c)，加速計輸出對應為-1g。(為了完整而不是限制，還顯示了示例性的裝置的觀察表面和圖像傳感器的視角。)進一步應被理解的是，音圈電機致動器130可以被數字信號驅動。因此，透鏡105的運動可以由指定的最小值和最大值之間的音圈電機輸入信號來指定。參見圖3，示出將圖像捕獲裝置聚焦在無窮遠處的加速計輸出和致動器輸入(例如，音圈電機輸入)之間的一個關系。通過將圖2和圖3并置，可以看出，當圖像捕獲裝置是面向上方的方位時(200a)，音圈電機致動器130必須被以最大輸入信號(MAX)驅動以放置透鏡使得聚焦在無窮遠處。相似地，當圖像捕獲裝置是在面向水平的方位時(200b)，音圈電機致動器130必須被以最大和最小值之間的中途輸入信號(MID)驅動以放置透鏡使得聚焦在無窮遠處。最后，當圖像捕獲裝置在面向下方的方位時(200c)，音圈電機致動器130必須被以最小輸入信號(MIN)驅動以放置透鏡使得聚焦在無窮遠處。(上面的論述是基于校準圖像捕獲裝置使得當其在面向下方的位置時，其聚焦在無窮遠處。所屬領域技本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于數字圖像捕獲裝置的具有全部數目的自動聚焦關注點和完全自動聚焦運動范圍的自動聚焦方法，該方法包括：接收來自數字圖像捕獲裝置的傳感器的信號；至少部分地基于所述信號確定數字圖像捕獲裝置的方位；至少部分地基于所述方位確定當前自動聚焦運動范圍，當前自動聚焦運動范圍小于完全自動聚焦運動范圍；和使用當前自動聚焦運動范圍和自動聚焦模式執行自動聚焦操作。

【技術特征摘要】
2011.09.28 US 13/247,7911.一種用于數字圖像捕獲裝置的自動聚焦方法，該方法包括：接收來自數字圖像捕獲裝置的傳感器的信號，其中該數字圖像捕獲裝置具有完全自動聚焦運動范圍，并且該完全自動聚焦運動范圍具有對應的全部數目的自動聚焦位置；至少部分地基于所述信號確定數字圖像捕獲裝置的方位；至少部分地基于所述方位確定當前自動聚焦運動范圍，當前自動聚焦運動范圍小于完全自動聚焦運動范圍；和當該數字圖像捕獲裝置在第一自動聚焦模式下時，在所述當前自動聚焦運動范圍內重新分配所述全部數目的自動聚焦位置，并且使用當前自動聚焦運動范圍和全部數目的自動聚焦位置執行自動聚焦操作。2.如權利要求1所述的自動聚焦方法，還包括：當數字圖像捕獲裝置在第二自動聚焦模式下時，使用少于全部數目的自動聚焦位置和當前自動聚焦運動范圍來執行自動聚焦操作。3.如權利要求2所述的自動聚焦方法，還包括：當所述方位被確定為距離水平方向大于指定角度時，選擇第二自動聚焦模式。4.如權利要求1所述的自動聚焦方法，其中完全自動聚焦運動范圍表示數字圖像捕獲裝置的透鏡組件在自動聚焦操作期間能夠移動的最大運動范圍。5.如權利要求1所述的自動聚焦方法，其中確定數字圖像捕獲裝置的方位的動作包括：確定數字圖像捕獲裝置在面向水平的方位上。6.如權利要求5所述的自動聚焦方法，其中確定數字圖像捕獲裝置在面向水平的方位上的動作包括：確定數字圖像捕獲裝置相對于水平方向傾斜指定范圍內的角度。7.如權利要求5所述的自動聚焦方法，其中當確定數字圖像捕獲裝置在面向水平的方位上時，選擇第一自動聚焦模式。8.如權利要求7所述的自動聚焦方法，其中當確定數字圖像捕獲裝置在不是面向水平的方位的方位上時，選擇第二自動聚焦模式。9.如權利要求1所述的自動聚焦方法，其中執行自動聚焦操作的動作包括：對于一場景的第一圖像中的一個或多個位置中的每一個位置，確定自動聚焦參數值；對于與第一圖像中的所述一個或多個位置對應的所述場景的第二圖像中的每個位置，確定自動聚焦參數值；比較來自第一圖像的自動聚焦參數值與第二圖...

【專利技術屬性】
技術研發人員：R·布魯內爾，陳挺，
申請(專利權)人：蘋果公司，
類型：發明
國別省市：