專(zhuān)利名稱(chēng)：一種自動(dòng)對(duì)焦的方法及圖像采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)，特別是涉及一種基于人臉檢測(cè)的自動(dòng)對(duì)焦 方法以及圖像采集裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于圖像采集裝置而言，需要拍攝的物體和采集設(shè)備的距離常常處于一種 變動(dòng)狀態(tài)，為了拍攝清晰的圖像，必須根據(jù)被攝物相對(duì)采集設(shè)備的距離調(diào)整焦 距。這個(gè)自動(dòng)調(diào)整焦距獲得清晰圖像的過(guò)程稱(chēng)為自動(dòng)對(duì)焦。一般的對(duì)焦算法都采用在焦距的所有可調(diào)范圍內(nèi)，采集圖像并進(jìn)行分析， 得到每個(gè)位置的清晰度的評(píng)估值，并計(jì)算最大評(píng)估值對(duì)應(yīng)的焦距位置，將焦距 調(diào)整到該位置，以獲得清晰的圖像。而一般而言，鏡頭焦距的調(diào)節(jié)范圍比較廣，而且，焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為機(jī)械裝 置，對(duì)所有位置都進(jìn)行圖像采集分析，需要較長(zhǎng)的時(shí)間，尤其對(duì)于快速變化的 物體，聚焦過(guò)程顯得過(guò)于繁瑣。綜上可知，現(xiàn)有自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)在實(shí)際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有 必要加以改進(jìn)。發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)對(duì)焦的方法及圖像采集 裝置，其不僅對(duì)焦處理速度更快，而且對(duì)焦準(zhǔn)確度高。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于圖像采集裝置的自動(dòng)對(duì)焦的方 法，其中該圖像采集裝置包括至少一個(gè)用于成像的成像透鏡，至少一個(gè)用于調(diào) 焦的調(diào)焦透鏡， 一感光器件， 一焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)在于，所述方法包括如 下歩驟A、根據(jù)物體實(shí)際尺度，物體在感光器件上所成像的像實(shí)際尺度，感光器 件與成像透鏡的距離，計(jì)算所述感光器件與成像透鏡的距離與物體實(shí)際尺度之積除以所述物體實(shí)際尺度與像實(shí)際尺度之和作為對(duì)焦焦距估計(jì)值FF;B、 調(diào)節(jié)所述焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使得焦距達(dá)到所述對(duì)焦焦距估計(jì)值FF;C、 分別將焦距微調(diào)到所述對(duì)焦焦距估計(jì)值FF附近若干個(gè)焦距位置，計(jì)算所述每個(gè)焦距位置所成圖像的對(duì)焦評(píng)估值，取最大對(duì)焦評(píng)估值所對(duì)應(yīng)的焦距作為精確對(duì)焦焦距MF;D、 調(diào)節(jié)所述焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使得焦距達(dá)到所述精確對(duì)焦焦距MF，完成自動(dòng)對(duì)焦過(guò)程。優(yōu)選地，所述步驟C進(jìn)一步包括Cl、在范圍[FF-DELTAL， FF+DELTAR]中預(yù)定一步長(zhǎng)step作為微調(diào)單 位，其中所述DELTAL， DELTAR為預(yù)定常數(shù)；C2、調(diào)節(jié)焦距到達(dá)所述每個(gè)步長(zhǎng)Step對(duì)應(yīng)位置，并采集圖像，計(jì)算所述 各個(gè)位置所成圖像的對(duì)焦評(píng)估值，得到一條對(duì)焦評(píng)估值曲線(xiàn)；C3、取對(duì)所述對(duì)焦評(píng)估值曲線(xiàn)上最大對(duì)焦評(píng)估值對(duì)應(yīng)的焦距為精確對(duì)焦 焦距MF。優(yōu)選地，所述步驟C2中計(jì)算每個(gè)位置所成圖像的對(duì)焦評(píng)估值進(jìn)一步包括C21 、根據(jù)物體的像實(shí)際尺度和/或中心位置確定物體像區(qū)域；C22、計(jì)算該物體像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn)評(píng)估值，所述點(diǎn)評(píng)估值為該像素點(diǎn)與若干鄰域像素點(diǎn)的亮度絕對(duì)差值的N次方累加；C23、將物體像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn)評(píng)估值相加作為該物體像區(qū)域的對(duì)焦評(píng)估值。優(yōu)選地，所述物體像區(qū)域包括人臉像區(qū)域和若干其他像區(qū)域，并且為不同 的區(qū)域設(shè)置不同的區(qū)域像素權(quán)值；所述步驟C22中，計(jì)算所述人臉像區(qū)域和其他像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn) 評(píng)估值，所述點(diǎn)評(píng)估值為該像素點(diǎn)與若干鄰域像素點(diǎn)的亮度絕對(duì)差值的N次 方累加；所述步驟C23中，將所述人臉像區(qū)域和其他像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn)評(píng) 估值加權(quán)相加作為該物體像區(qū)域的對(duì)焦評(píng)估值。優(yōu)選地，所述物體像區(qū)域包括人臉像區(qū)域，所述人臉像區(qū)域包括若干人臉 像部位，并為不同的人臉像部位設(shè)定不同的部位像素權(quán)值；所述步驟C22中，計(jì)算所述人臉像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn)評(píng)估值，所述點(diǎn)評(píng)估值為該像素點(diǎn)與若干鄰域像素點(diǎn)的亮度絕對(duì)差值的N次方累加；所述步驟C23中，將各個(gè)所述人臉像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn)評(píng)估值加權(quán)相加作為該人臉像區(qū)域的對(duì)焦評(píng)估值。優(yōu)選地，所述步驟A中預(yù)先設(shè)定所述物體實(shí)際尺度以及所述感光器件與成像透鏡的距離，并采用如下步驟獲得物體在感光器件上所成像的像實(shí)際尺度采集包含所述物體的圖像；采用圖像自動(dòng)分析方式得到物體像的像素尺度；預(yù)設(shè)感光器件的實(shí)際尺度以及所述感光器件的像素分辨率，根據(jù)所述感光 器件的實(shí)際尺度和所述像素分辨率以及所述物體像的像素尺度計(jì)算物體像的 實(shí)際尺度為感光器件的實(shí)際尺度乘以所述物體像的像素尺度，然后除以所述感光器件的像素分辨率。優(yōu)選地，所述步驟A中定義物體像的像素尺度除以感光器件的實(shí)際尺度為物體像的歸一化像素尺度，并計(jì)算所述感光器件與成像透鏡的距離與所述物 體實(shí)際尺度之積除以所述物體實(shí)際尺度與所述物體像的歸一化像素尺度之和作為對(duì)焦焦距估計(jì)值FF。優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)的物體實(shí)際尺度為多個(gè)同類(lèi)物體實(shí)際尺度的平均值。 優(yōu)選地，所述尺度為寬度、高度或者長(zhǎng)度。優(yōu)選地，所述焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包含一焦距控制參數(shù)査找表，根據(jù)所需對(duì)焦焦 距査找所述焦距控制參數(shù)査找表，得到焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制參數(shù)，并進(jìn)一步根據(jù) 焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制參數(shù)來(lái)控制焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使得焦距達(dá)到該所需對(duì)焦焦距。優(yōu)選地，所述步驟A還包括一循環(huán)調(diào)節(jié)的步驟設(shè)定焦距初始值FFo為O;預(yù)定一循環(huán)調(diào)節(jié)次數(shù)的門(mén)限T;如果循環(huán)的次數(shù)t未超過(guò)該預(yù)定的門(mén)限T，繼續(xù)采集圖像并進(jìn)行分析，以計(jì)算估計(jì)此物距下對(duì)焦焦距估計(jì)值FFt;如果相鄰兩次循環(huán)的對(duì)焦焦距估計(jì)值的絕對(duì)值小于一預(yù)定的常數(shù)TF，則 結(jié)束循環(huán)；或者如果該循環(huán)的計(jì)數(shù)t超過(guò)該預(yù)定的門(mén)限T，則結(jié)束循環(huán)。 優(yōu)選地，所述物體包含人臉，并采用人臉檢測(cè)方法得到人臉像尺度。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種圖像采集裝置，其特點(diǎn)在于，所述圖像采集裝置包括至少一個(gè)用于成像的成像透鏡；至少一個(gè)用于調(diào)焦的調(diào) 焦透鏡； 一感光器件； 一焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)所述調(diào)焦透鏡； 一焦距估計(jì)單元，分別與該感光器件和焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相聯(lián)系，其中該焦距估計(jì)單元用于 根據(jù)物體實(shí)際尺度，物體在感光器件上所成像的像實(shí)際尺度，感光器件與成像 透鏡的距離，計(jì)算所述感光器件與成像透鏡的距離與物體實(shí)際尺度之積除以所述物體實(shí)際尺度與像實(shí)際尺度之和作為對(duì)焦焦距估計(jì)值FF，并將所述對(duì)焦焦 距估計(jì)值FF提供給所述焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以進(jìn)行對(duì)焦； 一清晰度評(píng)估單元，分別與所述感光器件、焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和焦距估計(jì)單元相聯(lián)系，其中該清晰度評(píng)估單元用于分別將焦距微調(diào)到所述對(duì)焦焦距估計(jì)值FF附近若干個(gè)焦距位置，計(jì)算 所述每個(gè)焦距位置所成圖像的對(duì)焦評(píng)估值，取最大對(duì)焦評(píng)估值所對(duì)應(yīng)的焦距作 為精確對(duì)焦焦距MF，并將所述精確對(duì)焦焦距MF提供給所述焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以 進(jìn)行對(duì)焦。優(yōu)選地，該裝置還包括一多輪調(diào)節(jié)單元，設(shè)置有: 一計(jì)數(shù)器，用于記錄循 環(huán)的次數(shù)，和一控制器，計(jì)算所述相鄰兩次對(duì)焦焦距估計(jì)值FF之差，并且根 據(jù)焦距估計(jì)值之差和所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)結(jié)果，判定是否完成對(duì)焦。優(yōu)選地，所述物體包含人臉，所述圖像采集裝置通過(guò)人臉檢測(cè)方法得到人 臉像尺度。本發(fā)明首先計(jì)算當(dāng)前物距下的對(duì)焦焦距估計(jì)值，然后將焦距調(diào)到該估計(jì)值 位置，大大縮短了調(diào)節(jié)時(shí)間，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)存在的分析所有可能焦距范 圍帶來(lái)的計(jì)算量大，反應(yīng)慢的缺點(diǎn)；并且本發(fā)明還進(jìn)一步在所述對(duì)焦焦距估計(jì)值附近微調(diào)，計(jì)算每個(gè)位置所成圖像的對(duì)焦評(píng)估值，取最大對(duì)焦評(píng)估值所對(duì)應(yīng) 的焦距作為精確對(duì)焦焦距使得成像更清晰，進(jìn)而提高了對(duì)焦結(jié)果的準(zhǔn)確度。本 發(fā)明尤其適用于基于人臉檢測(cè)的自動(dòng)對(duì)焦方法以及圖像采集裝置。特別的是， 本發(fā)明通過(guò)利用物體像的歸一化尺度消除了數(shù)字分辨率對(duì)結(jié)果的影響。


圖1是圖像采集裝置的成像原理圖；圖2是本發(fā)明的能夠自動(dòng)對(duì)焦的圖像采集裝置的一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖，其中包 含一焦距估計(jì)單元和一清晰度評(píng)估單元；圖3是本發(fā)明的能夠自動(dòng)對(duì)焦的圖像采集裝置的又一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖，其中包含一用于多輪調(diào)焦的多輪調(diào)節(jié)單元；圖4為本發(fā)明自動(dòng)對(duì)焦方法的流程圖,具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí) 施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅 僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。得到廣泛應(yīng)用的圖像采集裝置包括至少一個(gè)用于成像的成像透鏡;至少一 個(gè)用于調(diào)焦的調(diào)焦透鏡； 一感光器件，其中感光器件具有預(yù)定的面積l^V和 分辨率WfN;以及一焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。圖像采集裝置的成像原理大都符合凸透鏡成像的原理。參照?qǐng)D1所示，根 據(jù)凸透鏡成像的原理， 一個(gè)具有高度H的實(shí)物在經(jīng)過(guò)具有焦距f的凸透鏡聚焦 后會(huì)形成倒像，該倒像的高度是h。其中，實(shí)物到凸透鏡的距離A稱(chēng)為物距， 而像至凸透鏡的距離a稱(chēng)為像距。那么，根據(jù)凸透鏡成像的原理，焦距f與物距A和像距a應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足下列關(guān) 系式丄+丄1 7(公式1)對(duì)圖像采集裝置而言，其所成為實(shí)像，根據(jù)圖l所示光線(xiàn)的幾何關(guān)系，可 以知道存在關(guān)系(公式2)叢IT根據(jù)公式2，得到^=3*[，將其帶入到公式l，得到:i7力+ H(公式3)對(duì)于焦距可以調(diào)節(jié)的圖像采集裝置而言，可以認(rèn)為其成像透鏡到感光器件 的距離DLS不變，而通過(guò)調(diào)節(jié)改變調(diào)焦透鏡的位置，來(lái)改變焦距，使得像成 在感光器件的成像平面處，從而得到物體清晰的像，所以，正確對(duì)焦(或者稱(chēng) 作清晰對(duì)焦)情況下，像距a等于DLS。一種估計(jì)正確對(duì)焦情況下焦距的方法為，得到成像透鏡距離感光器件的距 離DLS，物體實(shí)際尺度H，物體所成像的像實(shí)際尺度h,根據(jù)公式(3)可知薩膨HFF是對(duì)焦焦距估計(jì)值?？刂平咕嗾{(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)調(diào)焦透鏡位置，使得透鏡 焦距為FF，即將圖像采集裝置粗調(diào)到初步對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。物體實(shí)際尺度可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)獲得，而物體的像實(shí)際尺度則需要采集包含物 體圖像，并進(jìn)行自動(dòng)圖像分析得到物體像的實(shí)際大小。本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中提到的實(shí)際尺度，就是指物體或像的物理尺度，包 括物體或像的長(zhǎng)、寬和高，單位為長(zhǎng)度計(jì)量單位。圖像采集裝置中最常出現(xiàn)的物體是人，而且，不同人間的尺度比較接近。 尤其是人臉不僅僅是圖像采集裝置中最常出現(xiàn)的物體，而且，人臉在圖像中所 占面積一般會(huì)比較大，而且，對(duì)人臉的自動(dòng)圖像分析方法取得了很多已有成果， 能夠達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的要求。通常，普通人的臉部尺度近似相同，例如用AHF表示人臉的實(shí)際尺度。 假定某時(shí)刻感光器件上人臉?biāo)傻南竦某叨葹閔F，此刻，要將焦距f調(diào)節(jié)到 FF，使得像距a為DLS，即像平面和感光器件位置相同。根據(jù)公式3得到此 時(shí)的FF為~T7T (公式4)確定人臉像的尺度需要采用人臉檢測(cè)等技術(shù)。人臉檢測(cè)是一項(xiàng)現(xiàn)有成熟技 術(shù)，此處不再贅述。利用人臉檢測(cè)技術(shù)可以檢測(cè)到人臉的尺度(包括寬度和高 度)和位置(包括中心點(diǎn)橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo))。寬度和高度都可以用來(lái)衡量人臉 的實(shí)際尺度和人臉像的尺度。下面以人臉作為物體為例介紹獲得對(duì)焦焦距估計(jì) 值FF的方法。圖像采集裝置一般采用數(shù)字方式，即采用一個(gè)二維矩陣來(lái)表示離散化的物 像。對(duì)于一個(gè)分辨率為M*N的感光器件，相當(dāng)于將物像離散化為M*N的矩 陣。在圖像數(shù)字化過(guò)程中，假定感光器件的面積為U*V，如果分辨率為\\^^ (應(yīng)該滿(mǎn)足W/l^N/V)，則單位尺度上的像素?cái)?shù)為W/U。本發(fā)明所采用的數(shù) 字化圖像采集裝置，有一個(gè)數(shù)字化的坐標(biāo)(x， y)對(duì)應(yīng)。例如對(duì)于一個(gè)640*480分辨率的圖像，某 點(diǎn)的坐標(biāo)位置滿(mǎn)足{ (x， y) I x>=0&& x<640， y >= 0 && y < 480 }。人臉檢測(cè) 算法對(duì)感光器件所成圖像進(jìn)行分析，得到人臉的寬度PFW和高度PFH以及中 心點(diǎn)橫坐標(biāo)PFX和中心點(diǎn)縱坐標(biāo)PFY，人臉寬度/高度和中心點(diǎn)橫/縱坐標(biāo)的單 位均為像素，可以得到人臉像的實(shí)際寬度FW和實(shí)際高度FH分別為<formula>formula see original document page 12</formula> (公式5)<formula>formula see original document page 12</formula> (公式6) iV其中，U為感光器件的水平實(shí)際尺度，V為感光器件的垂直實(shí)際尺度，w 為感光器件的水平分辨率，N為感光器件的垂直分辨率。在本發(fā)明中，將物體像在感光器件上成像所占的像素?cái)?shù)目稱(chēng)為物體像的像 素尺度。以人臉寬度為人臉尺度的度量值，此時(shí)，hF為FW，根據(jù)公式4和公式5， 得到對(duì)焦焦距估計(jì)值FF為-W (公式7)或者，以人臉高度為人臉尺度的度量值，此時(shí)，hF為FH，根據(jù)式4和式 6，得到對(duì)焦焦距估計(jì)值FF為薩膨 (公式8)<formula>formula see original document page 12</formula>根據(jù)本發(fā)明的方法，首先，可通過(guò)成像模塊攝取一圖像，并自動(dòng)分析圖像 獲得人臉像尺度。接下來(lái)，根據(jù)感光器件的分辨率W*N，計(jì)算該人臉像的歸一化像素尺度。 本發(fā)明通過(guò)下列關(guān)系式來(lái)定義人臉像的歸一化像素尺度NPFW: NPFH二<formula>formula see original document page 12</formula> (公式9)<formula>formula see original document page 12</formula>(公式IO) 其中，NPFW表示為人臉像的歸一化像素寬度，NPFH表示為人臉像的歸一化像素高度，并且感光器件的分辨率W和N可以軟件設(shè)置調(diào)節(jié)。將求取的人臉像的歸一化像素尺度(公式9和10)和根據(jù)經(jīng)驗(yàn)所得出的人臉實(shí)際尺度代入到公式7或者8從而消除數(shù)字分辨率對(duì)結(jié)果的影響，即對(duì)焦焦距估計(jì)值FF可以采用下列公式計(jì)算得到以人臉寬度為人臉尺度的度量值，根據(jù)公式7和公式9，得到對(duì)焦焦距估計(jì)值FF為<formula>formula see original document page 13</formula>以人臉高度為人臉尺度的度量值，根據(jù)公式8和公式10，得到對(duì)焦焦距 估計(jì)值FF為(公式12)ffiH + y * w艦不同人之間的人臉尺度雖然接近，但依然有所區(qū)別，進(jìn)一步，可以采用多 個(gè)人的平均人臉尺度作為人臉實(shí)際尺度的衡量值。假定得到的人臉平均寬度為AAFW，人臉的平均高度為AAFH，則對(duì)焦焦距估計(jì)值FF為界<formula>formula see original document page 13</formula>根據(jù)公式4的物理含義，進(jìn)一步推廣公式13和14，可知正確對(duì)焦焦距為:(公式15)其中DLS為成像透鏡到感光器件的實(shí)際距離，AAS為物體的實(shí)際尺度， NPS為該物體在圖像中所成像的歸一化尺度，S為感光器件在該尺度方向上的 尺度。尺度可以為寬度、高度或者長(zhǎng)度。人臉像的寬度或者高度可以采用人臉檢測(cè)的方法確定，也可以采用其他方 式確定。比如可以采用雙眼區(qū)域檢測(cè)的方式，采用雙眼區(qū)域的寬度作為人臉像 的寬度。雙眼區(qū)域檢測(cè)方法和人臉特征點(diǎn)定位方法均為現(xiàn)有技術(shù)。此外，所述物體的尺度可以定義為物體上部分區(qū)域的尺度。對(duì)于人臉而言， 可以采用人臉上任意兩個(gè)點(diǎn)之間的距離來(lái)確定，可行的方式為采用人臉上兩兩 特征點(diǎn)連線(xiàn)組成一個(gè)物體，所述特征點(diǎn)包括左右眼中心點(diǎn)，左右眼角點(diǎn)，嘴巴 中心點(diǎn)，嘴巴左右角點(diǎn)，眉毛左右邊緣點(diǎn)，鼻尖點(diǎn)，鼻孔點(diǎn)，臉部輪廓特征點(diǎn)， 上述臉部特征點(diǎn)定位方法有很多現(xiàn)有技術(shù)可以利用，比如采用主動(dòng)形狀模型 (ASM)等可以定位臉部特征點(diǎn)位置，從而能夠自動(dòng)得到人臉部分組成的物 體像的尺度。
最后，調(diào)整該焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使得該圖像采集裝置鏡頭的焦距到該到對(duì)焦
焦距估計(jì)值FF位置。
需要指出的是，由于不同人臉的尺度不同，人臉的姿態(tài)也會(huì)影響人臉像的 尺度，人臉檢測(cè)算法確定的人臉像的尺度也存在誤差。為了提高自動(dòng)對(duì)焦的準(zhǔn) 確度，還需要在計(jì)算得到的對(duì)焦焦距估計(jì)值FF附近微調(diào)，為每個(gè)位置采集圖 像，并得到對(duì)焦評(píng)估值，采用最大對(duì)焦評(píng)估值的位置作為精確對(duì)焦焦距MF。
圖2顯示了上述方法對(duì)應(yīng)的圖像采集裝置20的結(jié)構(gòu)圖，包括鏡頭21、感 光器件22、焦距估計(jì)單元23、清晰度評(píng)估單元24及焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25，其中
鏡頭21，包括至少一用于成像的成像透鏡和至少一用于調(diào)焦的調(diào)焦透鏡， 所述鏡頭21將實(shí)際的物體(未示出)成像在感光器件22上。
感光器件22，用于在當(dāng)前物距下釆集圖像，并將感應(yīng)的圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)AD 轉(zhuǎn)換傳輸?shù)浇咕喙烙?jì)單元23。
焦距估計(jì)單元23，分別與感光器件22和焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25相聯(lián)系。該焦 距估計(jì)單元23用于對(duì)圖像進(jìn)行分析，得到物體的歸一化像素尺度，并計(jì)算對(duì) 焦焦距估計(jì)值FF，所述物體以人臉作為優(yōu)選實(shí)例。具體而言，焦距估計(jì)單元 23根據(jù)物體實(shí)際尺度H，物體在感光器件22上所成像的像實(shí)際尺度h，感光 器件與成像透鏡的距離DLS，計(jì)算所述感光器件與成像透鏡的距離DLS與物 體實(shí)際尺度H之積除以所述物體實(shí)際尺度H與像實(shí)際尺h(yuǎn)度之和作為對(duì) 焦焦距估計(jì)值FF，即^=^^,并將計(jì)算得到的對(duì)焦焦距估計(jì)值FF提供
給焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25以進(jìn)行初步對(duì)焦。
清晰度評(píng)估單元24，分別與感光器件22、焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25和焦距估計(jì)單 元23相聯(lián)系。該清晰度評(píng)估單元24用于分別將焦距微調(diào)到對(duì)焦焦距估計(jì)值 FF附近若干個(gè)焦距位置，計(jì)算所述每個(gè)焦距位置所成圖像的對(duì)焦評(píng)估值，取最大對(duì)焦評(píng)估值所對(duì)應(yīng)的焦距作為精確對(duì)焦焦距MF，并將所述精確對(duì)焦焦距
MF提供給所述焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25以進(jìn)行精確對(duì)焦。
焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25，用于調(diào)節(jié)所述調(diào)焦透鏡以實(shí)現(xiàn)調(diào)焦過(guò)程。具體而言， 其受焦距估計(jì)單元23或清晰度評(píng)估單元24的控制來(lái)進(jìn)行調(diào)焦先根據(jù)焦距估 計(jì)單元23提供的對(duì)焦焦距估計(jì)值FF將焦距粗調(diào)到該FF位置；再根據(jù)清晰度 評(píng)估單元24提供微調(diào)焦距進(jìn)行焦距微調(diào)，得到精確對(duì)焦焦距MF后，將焦距 調(diào)到該精確對(duì)焦焦距MF位置，最終完成對(duì)焦。
進(jìn)一步，為了能夠控制焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25將焦距調(diào)節(jié)到某目標(biāo)值， 一種可 行實(shí)施方案為記錄焦距和焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，稱(chēng)為焦距調(diào)節(jié)參 數(shù)査找表。首先，根據(jù)焦距估計(jì)單元23或者清晰度評(píng)估單元24提供的所需對(duì) 焦焦距，例如對(duì)焦焦距估計(jì)值FF或者精確對(duì)焦焦距MF，査找所述焦距調(diào)節(jié) 參數(shù)查找表得到所需對(duì)焦焦距對(duì)應(yīng)的焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制參數(shù)，并根據(jù)該控制參 數(shù)來(lái)控制焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25將焦距調(diào)節(jié)到目標(biāo)值。
需要指出，當(dāng)調(diào)節(jié)調(diào)焦透鏡時(shí)，物距發(fā)生了變化，這個(gè)變化會(huì)影響到上述 計(jì)算得到的對(duì)焦焦距估計(jì)值FF的準(zhǔn)確度。尤其當(dāng)對(duì)焦焦距估計(jì)值FF距離當(dāng) 前焦距位置很遠(yuǎn)時(shí)，誤差更大。為了克服這一誤差的影響，本發(fā)明在焦距粗調(diào) 過(guò)程中進(jìn)一步采用了多輪調(diào)節(jié)方案。如圖3所示，本發(fā)明的圖像采集裝置20 還包括一個(gè)與感光器件22和焦距估計(jì)單元23相聯(lián)系的多輪調(diào)節(jié)單元26，該 多輪調(diào)節(jié)單元26設(shè)置有至少一控制器26a和至少一計(jì)數(shù)器26b。其中計(jì)數(shù)器 26b，用于記錄循環(huán)的次數(shù)；該控制器26a，通過(guò)計(jì)算相鄰兩次焦距調(diào)節(jié)的對(duì) 焦焦距估計(jì)值FF之差，并且根據(jù)焦距估計(jì)值之差和計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)結(jié)果，判定是 否完成對(duì)焦。
具體本發(fā)明的圖像裝置20，可以進(jìn)一步采用如下多輪調(diào)節(jié)方式 設(shè)定焦距初始值FFo為0，并且預(yù)定一循環(huán)調(diào)節(jié)次數(shù)的門(mén)限T; 對(duì)t^到T，循環(huán)進(jìn)行下列操作，由計(jì)數(shù)器26b來(lái)計(jì)循環(huán)次數(shù) 第一步，采集圖像并進(jìn)行分析，計(jì)算估計(jì)此物距下對(duì)焦焦距估計(jì)值FFt; 第二步，調(diào)整焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25，使得焦距為FFt;
如果IEF「 ^TF，或t〉T則在控制器26a控制下退出循環(huán)，完成調(diào)節(jié)； 否則，跳到第一步；其中TF為常數(shù)。
圖4示出了本發(fā)明自動(dòng)對(duì)焦方法的流程，其通過(guò)圖2或者圖3所示的圖像采集裝置20來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體包括歩驟有
步驟S401，拍攝圖像，并對(duì)該圖像進(jìn)行采集分析，估計(jì)此物距下對(duì)焦焦
距估計(jì)值FF，本步驟由焦距估計(jì)單元23實(shí)現(xiàn)。更具體的是，根據(jù)物體實(shí)際尺 度H，物體在感光器件22上所成像的像實(shí)際尺度h，感光器件與成像透鏡的 距離DLS，計(jì)算所述感光器件與成像透鏡的距離DLS與物體實(shí)際尺度H之積 除以所述物體實(shí)際尺度H與像實(shí)際尺度h之和作為對(duì)焦焦距估計(jì)值FF，計(jì)算 公式為W=^^。
優(yōu)選的是，所述步驟S401中預(yù)先設(shè)定所述物體實(shí)際尺度H以及所述感光 器件與成像透鏡的距離DLS，所述物體實(shí)際尺度為多個(gè)同類(lèi)物體實(shí)際尺度的 平均值，并采用如下步驟獲得物體在感光器件22上所成像的像實(shí)際尺度h:
采集包含所述物體的圖像，本實(shí)例中物體像為人臉像；
采用圖像自動(dòng)分析方式得到物體像的像素尺度，圖像自動(dòng)分析方式包括人 臉檢測(cè)方式，即采用人臉檢測(cè)方法得到人臉像尺度。
預(yù)設(shè)感光器件的實(shí)際尺度以及感光器件的像素分辨率，根據(jù)所述感光器件 的實(shí)際尺度和像素分辨率以及人臉像的像素尺度計(jì)算人臉像的實(shí)際尺度為感 光器件的實(shí)際尺度乘以所述人臉像的像素尺度，然后除以感光器件的像素分辨 率，其通過(guò)所述公式5或者公式6來(lái)計(jì)算
iW=^"*PFW (公式5)
i^=!*PF7f (公式6) iV
進(jìn)一步地，所述步驟S401中定義物體像的像素尺度除以感光器件的實(shí)際 尺度為物體像的歸一化像素尺度，例如公式9或公式10中求得的人臉像的歸 一化像素寬度NPFW，人臉像的歸一化像素高度NPFH，并計(jì)算所述感光器件 與成像透鏡的距離與所述物體實(shí)際尺度之積除以所述物體實(shí)際尺度與所述物 體像的歸一化像素尺度之和作為對(duì)焦焦距估計(jì)值FF，從而消除數(shù)字分辨率對(duì) 結(jié)果的影響。
更進(jìn)一步地，所述步驟S401中還包括一多輪調(diào)節(jié)過(guò)程，通過(guò)圖3所示的 圖像采集裝置20的多輪調(diào)節(jié)單元26實(shí)現(xiàn)，以克服當(dāng)對(duì)焦焦距估計(jì)值FF距離 當(dāng)前焦距位置很遠(yuǎn)時(shí)誤差大的問(wèn)題，包括
設(shè)定焦距初始值FFo為O;預(yù)定一循環(huán)調(diào)節(jié)次數(shù)的門(mén)限T; 對(duì)t^到T，循環(huán)進(jìn)行下列操作
如果循環(huán)的次數(shù)t未超過(guò)該預(yù)定的門(mén)限T，繼續(xù)采集圖像并進(jìn)行分析，以
計(jì)算估計(jì)此物距下對(duì)焦焦距估計(jì)值FFt;
如果l巧-巧—,IF，或^T則退出循環(huán)，完成調(diào)節(jié)；否則，跳到第一步;
其中TF為常數(shù)。
步驟S402，調(diào)節(jié)焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25使得焦距達(dá)到對(duì)焦焦距估計(jì)值FF。焦 距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25受焦距估計(jì)單元23的控制先進(jìn)行焦距粗調(diào)過(guò)程，即根據(jù)焦距估 計(jì)單元23提供的對(duì)焦焦距估計(jì)值FF將焦距粗調(diào)到該FF位置。
歩驟S403，分別將焦距微調(diào)到對(duì)焦焦距估計(jì)值FF附近若干個(gè)焦距位置， 計(jì)算所述每個(gè)焦距位置所成圖像的對(duì)焦評(píng)估值，取最大對(duì)焦評(píng)估值所對(duì)應(yīng)的焦 距作為精確對(duì)焦焦距MF。本步驟由清晰度評(píng)估單元24實(shí)現(xiàn)。
優(yōu)選的是，所述步驟S403進(jìn)一步包括如下子步驟
步驟a)在范圍[FF-DELTAL， FF+DELTAR]中預(yù)定一步長(zhǎng)step作為微 調(diào)單位，其中所述DELTAL， DELTAR為預(yù)定常數(shù)。
步驟b)調(diào)節(jié)焦距到達(dá)所述每個(gè)步長(zhǎng)Step對(duì)應(yīng)位置，并采集圖像，計(jì)算所 述各個(gè)位置所成圖像的對(duì)焦評(píng)估值，得到一條對(duì)焦評(píng)估值曲線(xiàn)。其中對(duì)焦評(píng)估 值曲線(xiàn)的獲取方式可以采用現(xiàn)有對(duì)焦技術(shù)中的任何一種， 一種可行的方式是采 用已授權(quán)專(zhuān)利"自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)"(申請(qǐng)?zhí)?2121281.3)中的方法。并且在得到 對(duì)焦評(píng)估值曲線(xiàn)后，可以對(duì)曲線(xiàn)進(jìn)行平滑獲得更好的效果。舉人臉像為例，計(jì) 算每個(gè)位置所成圖像的對(duì)焦評(píng)估值進(jìn)一步包括根據(jù)人臉像實(shí)際尺度和/或中 心位置確定人臉像區(qū)域；計(jì)算該人臉像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn)評(píng)估值，所述點(diǎn) 評(píng)估值為該像素點(diǎn)與若干鄰域像素點(diǎn)的亮度絕對(duì)差值的N次方累加，所述N 可以為1， 2，也可以為其他數(shù)值，所述鄰域像素點(diǎn)可以為四鄰域像素點(diǎn)也可 以為八鄰域像素點(diǎn)；將人臉像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn)評(píng)估值相加作為該位置下 的人臉像區(qū)域的對(duì)焦評(píng)估值。
進(jìn)一步地，由于一般拍攝的主體都是人，那么人臉像區(qū)域是否清晰便是評(píng) 價(jià)是否準(zhǔn)確對(duì)焦的重要依據(jù)?，F(xiàn)有方法也有基于不同區(qū)域評(píng)估值加權(quán)的方式， 但是，并沒(méi)有區(qū)分人臉像區(qū)域和其它像區(qū)域，本發(fā)明進(jìn)一步將物體像區(qū)域分為 人臉像區(qū)域和若干其他像區(qū)域，并為不同的區(qū)域設(shè)定不同的像素權(quán)值，這里人 臉像區(qū)域的像素權(quán)值要大于其他像區(qū)域的權(quán)值，所述步驟b中計(jì)算每個(gè)位置所成圖像的對(duì)焦評(píng)估值的過(guò)程優(yōu)選為
步驟一一、計(jì)算所述人臉像區(qū)域和其他像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn)評(píng)估值， 所述點(diǎn)評(píng)估值為該像素點(diǎn)與若干鄰域像素點(diǎn)的亮度絕對(duì)差值的N次方累加；
步驟一二、將所述人臉像區(qū)域和其他像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn)評(píng)估值加權(quán) 相加作為該人臉像區(qū)域的對(duì)焦評(píng)估值。
更進(jìn)一步地，所述人臉像區(qū)域包括若干人臉像部位，并為不同的人臉像部 位設(shè)定不同的部位像素權(quán)值。一種可行方式為將眼睛附近區(qū)域的像素權(quán)值設(shè)為 WE，嘴巴附近區(qū)域的像素權(quán)值設(shè)為WM，其他區(qū)域設(shè)為l，則所述步驟b中 計(jì)算每個(gè)位置所成圖像的對(duì)焦評(píng)估值的過(guò)程優(yōu)選為
步驟二一、計(jì)算所述人臉像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn)評(píng)估值，所述點(diǎn)評(píng)估值 為該像素點(diǎn)與若干鄰域像素點(diǎn)的亮度絕對(duì)差值的N次方累加；
步驟二二、將各個(gè)所述人臉像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn)評(píng)估值加權(quán)相加作為 該人臉像區(qū)域的對(duì)焦評(píng)估值。
步驟C)取對(duì)所述對(duì)焦評(píng)估值曲線(xiàn)上最大對(duì)焦評(píng)估值對(duì)應(yīng)的焦距，作為精 確對(duì)焦焦距MF。
步驟S404，調(diào)節(jié)焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25使得焦距達(dá)到精確對(duì)焦焦距MF，完成 自動(dòng)對(duì)焦過(guò)程。所述焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25受清晰度評(píng)估單元24的控制在進(jìn)行焦距 微調(diào)過(guò)程，即根據(jù)清晰度評(píng)估單元24提供微調(diào)焦距進(jìn)行焦距微調(diào)，得到精確 對(duì)焦焦距MF后，將焦距粗調(diào)到該精確對(duì)焦焦距MF，最終完成對(duì)焦。
綜上可知，本發(fā)明通過(guò)先計(jì)算當(dāng)前物距下的對(duì)焦焦距估計(jì)值，然后將焦距 調(diào)到該估計(jì)值位置，僅分析該物距對(duì)應(yīng)的焦距范圍內(nèi)的評(píng)估值，大大縮短了調(diào) 節(jié)時(shí)間，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)存在的分析所有可能焦距范圍帶來(lái)的計(jì)算量大， 反應(yīng)慢的缺點(diǎn)；且本發(fā)明進(jìn)一步在所述對(duì)焦焦距估計(jì)值附近微調(diào)，計(jì)算每個(gè)位 置所成圖像的對(duì)焦評(píng)估值，取最大對(duì)焦評(píng)估值所對(duì)應(yīng)的焦距作為精確對(duì)焦焦距 使得成像更清晰，進(jìn)而提高了對(duì)焦結(jié)果的準(zhǔn)確度。本發(fā)明尤其適用于基于人臉 檢測(cè)的自動(dòng)對(duì)焦方法以及圖像采集裝置。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但 這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種用于圖像采集裝置的自動(dòng)對(duì)焦的方法，其中該圖像采集裝置包括至少一個(gè)用于成像的成像透鏡，至少一個(gè)用于調(diào)焦的調(diào)焦透鏡，一感光器件，一焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述方法包括如下步驟A、根據(jù)物體實(shí)際尺度，物體在感光器件上所成像的像實(shí)際尺度，感光器件與成像透鏡的距離，計(jì)算所述感光器件與成像透鏡的距離與物體實(shí)際尺度之積除以所述物體實(shí)際尺度與像實(shí)際尺度之和作為對(duì)焦焦距估計(jì)值FF；B、調(diào)節(jié)所述焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使得焦距達(dá)到所述對(duì)焦焦距估計(jì)值FF；C、分別將焦距微調(diào)到所述對(duì)焦焦距估計(jì)值FF附近若干個(gè)焦距位置，計(jì)算所述每個(gè)焦距位置所成圖像的對(duì)焦評(píng)估值，取最大對(duì)焦評(píng)估值所對(duì)應(yīng)的焦距作為精確對(duì)焦焦距MF；D、調(diào)節(jié)所述焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使得焦距達(dá)到所述精確對(duì)焦焦距MF，完成自動(dòng)對(duì)焦過(guò)程。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C進(jìn)一步包括Cl、在范圍[FF-DELTAL， FF+DELTAR]中預(yù)定一步長(zhǎng)step作為微調(diào)單 位，其中所述DELTAL， DELTAR為預(yù)定常數(shù)；C2、調(diào)節(jié)焦距到達(dá)所述每個(gè)步長(zhǎng)Step對(duì)應(yīng)位置，并采集圖像，計(jì)算所述 各個(gè)位置所成圖像的對(duì)焦評(píng)估值，得到一條對(duì)焦評(píng)估值曲線(xiàn)；C3、取對(duì)所述對(duì)焦評(píng)估值曲線(xiàn)上最大對(duì)焦評(píng)估值對(duì)應(yīng)的焦距為精確對(duì)焦 焦距MF。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟C2中計(jì)算每個(gè) 位置所成圖像的對(duì)焦評(píng)估值進(jìn)一步包括C21、根據(jù)物體的像實(shí)際尺度和/或中心位置確定物體像區(qū)域；C22、計(jì)算該物體像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn)評(píng)估值，所述點(diǎn)評(píng)估值為該像素點(diǎn)與若干鄰域像素點(diǎn)的亮度絕對(duì)差值的N次方累加；C23、將物體像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn)評(píng)估值相加作為該物體像區(qū)域的對(duì)焦評(píng)估值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述物體像區(qū)域包括人臉 像區(qū)域和若干其他像區(qū)域，并且為不同的區(qū)域設(shè)置不同的區(qū)域像素權(quán)值；所述步驟C22中，計(jì)算所述人臉像區(qū)域和其他像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn) 評(píng)估值，所述點(diǎn)評(píng)估值為該像素點(diǎn)與若干鄰域像素點(diǎn)的亮度絕對(duì)差值的N次 方累加；所述步驟C23中，將所述人臉像區(qū)域和其他像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn)評(píng) 估值加權(quán)相加作為該物體像區(qū)域的對(duì)焦評(píng)估值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述物體像區(qū)域包括人臉 像區(qū)域，所述人臉像區(qū)域包括若干人臉像部位，并為不同的人臉像部位設(shè)定不 同的部位像素權(quán)值；所述步驟C22中，計(jì)算所述人臉像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn)評(píng)估值，所述 點(diǎn)評(píng)估值為該像素點(diǎn)與若干鄰域像素點(diǎn)的亮度絕對(duì)差值的N次方累加；所述步驟C23中，將各個(gè)所述人臉像區(qū)域內(nèi)所有像素點(diǎn)的點(diǎn)評(píng)估值加權(quán) 相加作為該人臉像區(qū)域的對(duì)焦評(píng)估值。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述歩驟A中預(yù)先設(shè)定所 述物體實(shí)際尺度以及所述感光器件與成像透鏡的距離，并采用如下歩驟獲得物 體在感光器件上所成像的像實(shí)際尺度采集包含所述物體的圖像；采用圖像自動(dòng)分析方式得到物體像的像素尺度；預(yù)設(shè)感光器件的實(shí)際尺度以及所述感光器件的像素分辨率，根據(jù)所述感光 器件的實(shí)際尺度和所述像素分辨率以及所述物體像的像素尺度計(jì)算物體像的 實(shí)際尺度為感光器件的實(shí)際尺度乘以所述物體像的像素尺度，然后除以所述 感光器件的像素分辨率。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟A中定義物體像 的像素尺度除以感光器件的實(shí)際尺度為物體像的歸一化像素尺度，并計(jì)算所述 感光器件與成像透鏡的距離與所述物體實(shí)際尺度之積除以所述物體實(shí)際尺度 與所述物體像的歸一化像素尺度之和作為對(duì)焦焦距估計(jì)值FF。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的物體實(shí)際尺度 為多個(gè)同類(lèi)物體實(shí)際尺度的平均值。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述尺度為寬度、高度或 者長(zhǎng)度。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包含一焦距控制參數(shù)查找表，根據(jù)所需對(duì)焦焦距査找所述焦距控制參數(shù)査找表，得到 焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制參數(shù)，并進(jìn)一步根據(jù)焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制參數(shù)來(lái)控制焦距調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)使得焦距達(dá)到該所需對(duì)焦焦距。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A還包括一循 環(huán)調(diào)節(jié)的步驟-設(shè)定焦距初始值FFo為O; 預(yù)定一循環(huán)調(diào)節(jié)次數(shù)的門(mén)限T;如果循環(huán)的次數(shù)t未超過(guò)該預(yù)定的門(mén)限T，繼續(xù)采集圖像并進(jìn)行分析，以計(jì)算估計(jì)此物距下對(duì)焦焦距估計(jì)值FFt;如果相鄰兩次循環(huán)的對(duì)焦焦距估計(jì)值的絕對(duì)值小于一預(yù)定的常數(shù)TF，則 結(jié)束循環(huán)；或者如果該循環(huán)的計(jì)數(shù)t超過(guò)該預(yù)定的門(mén)限T，則結(jié)束循環(huán)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1 11任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述物體包含 人臉，并采用人臉檢測(cè)方法得到人臉像尺度。
13、 一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1~11任一項(xiàng)所述方法的圖像采集裝置，其特征 在于，所述圖像采集裝置包括至少一個(gè)用于成像的成像透鏡； 至少一個(gè)用于調(diào)焦的調(diào)焦透鏡；一感光器件；一焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)所述調(diào)焦透鏡；一焦距估計(jì)單元，分別與該感光器件和焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相聯(lián)系，其中該焦距 估計(jì)單元用于根據(jù)物體實(shí)際尺度，物體在感光器件上所成像的像實(shí)際尺度，感 光器件與成像透鏡的距離，計(jì)算所述感光器件與成像透鏡的距離與物體實(shí)際尺 度之積除以所述物體實(shí)際尺度與像實(shí)際尺度之和作為對(duì)焦焦距估計(jì)值FF，并 將所述對(duì)焦焦距估計(jì)值FF提供給所述焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以進(jìn)行對(duì)焦；一清晰度評(píng)估單元，分別與所述感光器件、焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和焦距估計(jì)單元 相聯(lián)系，其中該清晰度評(píng)估單元用于分別將焦距微調(diào)到所述對(duì)焦焦距估計(jì)值 FF附近若干個(gè)焦距位置，計(jì)算所述每個(gè)焦距位置所成圖像的對(duì)焦評(píng)估值，取 最大對(duì)焦評(píng)估值所對(duì)應(yīng)的焦距作為精確對(duì)焦焦距MF，并將所述精確對(duì)焦焦距 MF提供給所述焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以進(jìn)行對(duì)焦。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的圖像采集裝置，其特征在于，該裝置還包括一多輪調(diào)節(jié)單元，設(shè)置有一計(jì)數(shù)器，用于記錄循環(huán)的次數(shù)，和一控制器，計(jì)算所述相鄰兩次對(duì)焦焦距估計(jì)值FF之差，并且根據(jù)焦距估 計(jì)值之差和所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)結(jié)果，判定是否完成對(duì)焦。
15、根據(jù)權(quán)利要求13所述的圖像采集裝置，其特征在于，所述物體包含人臉，所述圖像采集裝置通過(guò)人臉檢測(cè)方法得到人臉像尺度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種自動(dòng)對(duì)焦的方法及圖像采集裝置，其中該裝置包括至少一個(gè)成像透鏡，至少一個(gè)調(diào)焦透鏡，一感光器件，一焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該方法包括A.根據(jù)物體實(shí)際尺度，物體在感光器件上所成像的像實(shí)際尺度，感光器件與成像透鏡的距離，計(jì)算感光器件與成像透鏡的距離與物體實(shí)際尺度之積除以物體實(shí)際尺度與像實(shí)際尺度之和作為對(duì)焦焦距估計(jì)值FF；B.調(diào)節(jié)焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使得焦距達(dá)到對(duì)焦焦距估計(jì)值FF；C.分別將焦距微調(diào)到對(duì)焦焦距估計(jì)值FF附近若干個(gè)焦距位置，計(jì)算每個(gè)焦距位置所成圖像的對(duì)焦評(píng)估值，取最大對(duì)焦評(píng)估值所對(duì)應(yīng)的焦距作為精確對(duì)焦焦距MF；D.調(diào)節(jié)焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使得焦距達(dá)到所述精確對(duì)焦焦距MF，完成自動(dòng)對(duì)焦過(guò)程。
文檔編號(hào)G03B13/36GK101290388SQ20081011428
公開(kāi)日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2008年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者青 俞, 鄧中翰, 鄧亞峰, 英 黃 申請(qǐng)人:北京中星微電子有限公司