[发明专利]高速自动对焦方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动对焦方法，特别涉及一种连续不间断取像分析的自动对焦方法。

背景技术

现有技术中，许多自动对焦方法是藉由步进(Step by Step)对焦方式来实现。当取像系统以步进对焦方式进行对焦时，影像撷取装置会以固定步幅移动，当移动到一目标位置后，影像撷取装置便停止移动，并对待测对象进行取像，当取得待测对象的一撷取影像后，则取像系统是利用一影像清晰度函数计算该撷取影像的影像清晰度，并记录该目标位置与其所对应的该撷取影像的影像清晰度。再将影像撷取装置以固定步幅移动至下一目标位置，并重复上述动作，直到完成所有目标位置的取像。

当完成上述的步进对焦方式后，可取得多个目标位置与各目标位置所对应的各撷取影像的影像清晰度，因此，取像系统藉由逐一判断各影像清晰度来决定影像撷取装置的最佳对焦位置。

然而，现有技术中的步进对焦方式，影像撷取装置每移动一固定步幅后，就必须停止移动，藉以取得待测对象的撷取影像，并进行分析。待分析完之后，才继续移动影像撷取装置至下一目标位置。如此一来，将会耗费相当多的时间在移动与停止影像撷取装置。特别是在自动对焦的扫描范围较大时，其所消耗的时间更为惊人。

另外，于现有技术中，为了要减少步进对焦方式所消耗的时间，往往会限制步进对焦方式的扫描范围。然而，这样的做法，会因为扫描范围受到限制而使得对焦准确率下降。

由于，自动对焦方法的对焦速度与准确率往往直接影响到影像量测系统的前置处理时间。因此如何提升自动对焦方法的对焦速度与对焦准确率，并建构出高速且稳定的自动对焦系统，便是目前工业应用上重要的议题。

在此前提下，本发明人开发出一种高速的自动对焦方法藉以同时改善上述种种问题。

发明内容

本发明所欲解决的技术问题与目的：

有鉴于现有技术中，利用步进对焦方式来完成自动对焦方法，取像系统必须撷取扫瞄范围中所有目标位置的撷取影像，而且影像撷取装置必须重复不断地移动与停止。显而易见，这样的做法将会耗费相当多的时间。另外，现有技术中为了减少步进对焦方式所消耗的时间，自动对焦的扫描范围就会受到限制，然而这样的作法，将会使得自动对焦的准确率下降。

缘此，本发明的主要目的在于提供一种高速自动对焦方法，其用以调整一光学摄像系统与一待测对象间的一最佳化成像距离。该方法利用一影像撷取装置藉由动态解析(Read On Fly；ROF)技术，以循序不间断的影像撷取方式，取得待测对象的撷取影像。并采用多个清晰度解析函数结合攀升搜寻算法(Hill-Climbing Search Algorithm)，于影像撷取装置两次取像时间间隔内，解析出各撷取影像，藉以找出最佳化成像距离。

然而，采用ROF技术将可以改善步进对焦方式于时间耗费的问题，使得利用本发明所提供的方法适用于大范围的自动化对焦。而采用多个清晰度解析函数结合攀升搜寻算法将可以提升自动对焦的准确率。藉此，可有效解决上述的种种问题。

本发明解决问题的技术手段：

本发明为解决现有技术的问题，所采用的技术手段在于提供一种高速自动对焦方法，用以调整一光学摄像系统与一待测对象间的一最佳化成像距离，该待测对象设置于一承载平台，该光学摄像系统包含一影像撷取装置，该高速自动对焦方法包含以下步骤：

(a)设定该影像撷取装置的一第一初始扫描位置、一第一终止扫描位置与一第一扫描步幅，藉以在该第一初始扫描位置与该第一终止扫描位置之间围构出一第一扫描区间，并以该第一扫描步幅将该第一扫描区间划分为多个第一扫描位置；

(b)预设一第一峰值判断条件与一第二峰值判断条件；

(c)使该影像撷取装置自该第一初始扫描位置沿垂直于该承载平台的一垂直扫描方向以该第一扫描步幅移动而进行一第一阶段扫描，利用一动态解析(Read on Fly；ROF)技术(以下简称ROF技术)在各第一扫描位置撷取该待测对象的一第一撷取影像，且即时地利用一第一影像清晰度解析函数即时地解析出该第一撷取影像的一第一影像清晰度值，并即时地判断该第一影像清晰度值是否满足该第一峰值判断条件；

(d)当满足该第一峰值判断条件时，撷取一最大峰值区间，并中断该第一阶段扫描；

(e)以该最大峰值区间为中心，延伸出一包含该最大峰值区间的第二扫描区间；

(f)设定该第二扫描区间的一第二初始扫描位置、一第二终止扫描位置与一第二扫描步幅，并以该第二扫描步幅将该第二扫描区间划分为多个第二扫描位置，该第二扫描区间小于该第一扫描区间，且该第二扫描步幅小于该第一扫描步幅；