專利名稱：一種自動對焦方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及電子設備領域，具體涉及一種自動對焦方法及設備。
背景技術：
在照相機或者投影儀等成像設備中，為了得到清晰的成像，需要使被拍攝或者被投影的目標物體處于對焦狀態，即物距U、像距V及鏡頭的焦距f滿足成像公式:l/f=l/u+1/v。隨著技術的發展，目前常見的成像設備都具有自動對焦功能，能夠自動調節鏡頭與圖像傳感器的距離，即像距V，從而使目標物體處于對焦狀態。通常情況下，對焦狀態下的圖像對比度最大，因此，通過移動鏡頭改變像距V，并對獲得的數字圖像進行分析，實時計算不同像距V下獲得的數字圖像的對比度，找到對比度最大的像距點就實現了自動對焦。但在噪聲大的場景下，數字圖像的對比度很難被準確地計算出來，使得在大噪聲場景下不能準確、穩定的對焦。
發明內容
本發明實施例提供了一種自動對焦方法，能夠在噪聲大的場景下準確計算出圖像的對比度，實現準 確、穩定的對焦。本申請第一方面提供一種自動對焦方法，包括:獲取目標物體的當前數字圖像；
計算所述當前數字圖像的每個像素點的對比度分量；根據所述每個像素點的對比度分量計算所述當前數字圖像的像素點的對比度分量平均值，并將所述平均值與閾值系數相乘得到對比度閾值；將所述當前數字圖像中對比度分量大于等于所述對比度閾值的像素點的對比度分量相加得到所述當前數字圖像的對比度；判斷所述當前數字圖像的對比度是否為最大對比度；若所述當前數字圖像的對比度分量為最大對比度，則確定所述目標物體處于對焦狀態。在第一方面的第一種可能的實現方式中，所述計算所述當前數字圖像的每個像素點的對比度分量包括:將所述當前數字圖像的每個像素點的亮度分量分別與水平梯度算子和垂直梯度算子進行卷積運算，得到該每個像素點的水平梯度和垂直梯度；將所述每個像素點的水平梯度和垂直梯度分別進行平方運算，得到該每個像素點的水平梯度平方值和垂直梯度平方值；將所述每個像素點的水平梯度平方值和垂直梯度平方值進行相加，得到該每個像素點的對比度分量。結合第一方面的第一種可能的實現方式，在第二種可能的實現方式中，其特征在于，所述水平梯度算子為二維高斯函數在X方向的一階導數，所述垂直梯度算子為二維高斯函數在I方向的一階導數。本申請第二方面提供一種自動對焦設備，包括:圖像獲取模塊，用于獲取目標物體的當前數字圖像；對比度分量計算模塊，用于計算所述圖像獲取模塊獲取的所述當前數字圖像的每個像素點的對比度分量；對比度閾值確定模塊，用于根據所述對比度分量計算模塊計算出來的所述每個像素點的對比度分量計算所述當前數字圖像的像素點的對比度分量平均值，并將所述平均值與閾值系數相乘得到對比度閾值；對比度計算模塊，用于將所述當前數字圖像中對比度分量大于等于所述對比度閾值的像素點的對比度分量相加得到所述當前數字圖像的對比度；
·
判斷模塊，用于判斷所述對比度計算模塊計算得出的所述當前數字圖像的對比度分量是否為最大對比度；對焦確定模塊，用于在所述判斷模塊判斷出所述當前數字圖像的對比度分量為最大對比度分量時，確定所述目標物體處于對焦狀態。在第二方面的第一種可能的實現方式中，所述對比度分量計算模塊包括:梯度計算子單元，用于將所述當前數字圖像的每個像素點的亮度分量分別與水平梯度算子和垂直梯度算子進行卷積運算，得到該每個像素點的水平梯度和垂直梯度；梯度平方值計算子單元，用于將所述梯度計算子單元計算得出的所述每個像素點的水平梯度和垂直梯度分別進行平方運算，得到該每個像素點的水平梯度平方值和垂直梯度平方值；對比度計算子單元，用于將所述梯度平方值計算子單元計算得出的所述每個像素點的水平梯度平方值和垂直梯度平方值進行相加，得到該每個像素點的所述當前數字圖像的對比度。結合第二方面的第一種可能的實現方式，在第二種可能的實現方式中，所述水平梯度算子為二維高斯函數在X方向的一階導數，所述垂直梯度算子為二維高斯函數在I方向的一階導數。本申請第三方面提供一種自動對焦設備，包括存儲器和處理器，其中:所述存儲器用于存儲一組程序代碼；所述處理器用于讀取存儲器中的所述程序代碼，執行:獲取目標物體的當前數字圖像；計算所述當前數字圖像的每個像素點的對比度分量；根據所述每個像素點的對比度分量計算所述當前數字圖像的像素點的對比度分量平均值，并將所述平均值與閾值系數相乘得到對比度閾值；將所述當前數字圖像中對比度分量大于等于所述對比度閾值的像素點的對比度分量相加得到所述當前數字圖像的對比度；判斷所述當前數字圖像的對比度是否為最大對比度；若所述當前數字圖像的對比度分量為最大對比度，則確定所述目標物體處于對焦狀態。在第三方面的第一種可能的實現方式中，所述處理器執行所述計算所述當前數字圖像的每個像素點的對比度分量的具體方式為:將所述當前數字圖像的每個像素點的亮度分量分別與水平梯度算子和垂直梯度算子進行卷積運算，得到該每個像素點的水平梯度和垂直梯度；將所述每個像素點的水平梯度和垂直梯度分別進行平方運算，得到該每個像素點的水平梯度平方值和垂直梯度平方值；將所述每個像素點的水平梯度平方值和垂直梯度平方值進行相加，得到該每個像素點的對比度分量。結合第三方面的第一種可能的實現方式，在第二種可能的實現方式中，所述水平梯度算子為二維高斯函數在X方向的一階導數，所述垂直梯度算子為二維高斯函數在I方面的一階導數。本發明通過計算出一個對比度閾值，并用此對比度閾值與每個像素點的對比度分量進行比較，剔除噪聲大的像素點，從而去除噪聲的影響，準確計算出圖像的對比度。本發明可以在噪聲大的場景下準確地計算出圖像對比度，實現噪聲大的場景下準確、穩定的自動對焦。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是對比度曲線；圖2是本發明實施 例提供的一種自動對焦方法的流程圖；圖3為圖像對比度計算方法的流程圖；圖4是本發明實施例提供的一種自動對焦設備的結構圖；圖5是本發明實施例提供的另一種自動對焦設備的結構圖；圖6是本發明實施例提供的一種自動對焦設備的結構圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。一般認為對焦狀態下圖像對比度最大，因此，通過移動鏡頭位置改變像距，對攝像機獲得的數字圖像進行分析，實時計算出圖像的對比度，將鏡頭移動至圖像對比度達到最大值時的位置，就實現了自動對焦。圖1是對比度曲線，對比度曲線描述每一個鏡頭位置(即像距)所對應的圖像對比度，如圖1所示，對比度曲線的峰值位置即為最佳的對焦位置。目前，常見的數字圖像的對比度c計算公式為:
權利要求
1.一種自動對焦方法，其特征在于，包括: 獲取目標物體的當前數字圖像； 計算所述當前數字圖像的每個像素點的對比度分量； 根據所述每個像素點的對比度分量計算所述當前數字圖像的像素點的對比度分量平均值，并將所述平均值與閾值系數相乘得到對比度閾值； 將所述當前數字圖像中對比度分量大于等于所述對比度閾值的像素點的對比度分量相加得到所述當前數字圖像的對比度； 判斷所述當前數字圖像的對比度是否為最大對比度； 若所述當前數字圖像 的對比度分量為最大對比度，則確定所述目標物體處于對焦狀態。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算所述當前數字圖像的每個像素點的對比度分量包括: 將所述當前數字圖像的每個像素點的亮度分量分別與水平梯度算子和垂直梯度算子進行卷積運算，得到該每個像素點的水平梯度和垂直梯度； 將所述每個像素點的水平梯度和垂直梯度分別進行平方運算，得到該每個像素點的水平梯度平方值和垂直梯度平方值； 將所述每個像素點的水平梯度平方值和垂直梯度平方值進行相加，得到該每個像素點的對比度分量。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述水平梯度算子為二維高斯函數在X方向的一階導數，所述垂直梯度算子為二維高斯函數在y方向的一階導數。
4.一種自動對焦設備，其特征在于，包括: 圖像獲取模塊，用于獲取目標物體的當前數字圖像； 對比度分量計算模塊，用于計算所述圖像獲取模塊獲取的所述當前數字圖像的每個像素點的對比度分量； 對比度閾值確定模塊，用于根據所述對比度分量計算模塊計算出來的所述每個像素點的對比度分量計算所述當前數字圖像的像素點的對比度分量平均值，并將所述平均值與閾值系數相乘得到對比度閾值； 對比度計算模塊，用于將所述當前數字圖像中對比度分量大于等于所述對比度閾值的像素點的對比度分量相加得到所述當前數字圖像的對比度； 判斷模塊，用于判斷所述對比度計算模塊計算得出的所述當前數字圖像的對比度分量是否為最大對比度； 對焦確定模塊，用于在所述判斷模塊判斷出所述當前數字圖像的對比度分量為最大對比度分量時，確定所述目標物體處于對焦狀態。
5.根據權利要求4所述的設備，其特征在于，所述對比度分量計算模塊包括: 梯度計算子單元，用于將所述當前數字圖像的每個像素點的亮度分量分別與水平梯度算子和垂直梯度算子進行卷積運算，得到該每個像素點的水平梯度和垂直梯度； 梯度平方值計算子單元，用于將所述梯度計算子單元計算得出的所述每個像素點的水平梯度和垂直梯度分別進行平方運算，得到該每個像素點的水平梯度平方值和垂直梯度平方值；對比度計算子單元，用于將所述梯度平方值計算子單元計算得出的所述每個像素點的水平梯度平方值和垂直梯度平方值進行相加，得到該每個像素點的所述當前數字圖像的對t 匕/S。
6.根據權利要求5所述的設備，其特征在于，所述水平梯度算子為二維高斯函數在X方向的一階導數，所述垂直梯度算子為二維高斯函數在y方向的一階導數。
7.一種自動對焦設備，其特征在于，包括存儲器和處理器，其中: 所述存儲器用于存儲一組程序代碼； 所述處理器用于讀取存儲器中的所述程序代碼，執行: 獲取目標物體的當前數字圖像； 計算所述當前數字圖像的每個像素點的對比度分量； 根據所述每個像素點的對比度分量計算所述當前數字圖像的像素點的對比度分量平均值，并將所述平均值與閾值系數相乘得到對比度閾值； 將所述當前數字圖像中對比度分量大于等于所述對比度閾值的像素點的對比度分量相加得到所述當前數字圖像的對比度； 判斷所述當前數字圖像的對比度是否為最大對比度； 若所述當前數字圖像的對比度分量為最大對比度，則確定所述目標物體處于對焦狀態。
8.根據權利要求7所述的設備，其特征在于，所述處理器執行所述計算所述當前數字圖像的每個像素點的對比度分量的具體方式為: 將所述當前數字圖像的每個像素點的亮度分量分別與水平梯度算子和垂直梯度算子進行卷積運算，得到該每個像素點的水平梯度和垂直梯度； 將所述每個像素點的水平梯度和垂直梯度分別進行平方運算，得到該每個像素點的水平梯度平方值和垂直梯度平方值； 將所述每個像素點的水平梯度平方值和垂直梯度平方值進行相加，得到該每個像素點的對比度分量。
9.根據權利要求8所述的設備，其特征在于，所述水平梯度算子為二維高斯函數在X方向的一階導數，所述 垂直梯度算子為二維高斯函數在y方面的一階導數。
全文摘要
本發明公開了一種自動對焦方法及設備，該自動對焦方法包括獲取目標物體的當前數字圖像；計算當前數字圖像的每個像素點的對比度分量；根據每個像素點的對比度分量計算當前數字圖像的像素點的對比度分量平均值，并將平均值與閾值系數相乘得到對比度閾值；將當前數字圖像中對比度分量大于等于對比度閾值的像素點的對比度分量相加得到所述當前數字圖像的對比度；判斷當前數字圖像的對比度是否為最大對比度；若當前數字圖像的對比度分量為最大對比度，則確定目標物體處于對焦狀態。本發明能夠在噪聲大的場景下準確計算出圖像的對比度，實現準確、穩定的對焦。
文檔編號G02B7/36GK103235397SQ201310156140
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月28日 優先權日2013年4月28日
發明者林少偉 申請人:華為技術有限公司