[发明专利]自动对焦方法及自动对焦装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动对焦的技术，且特别是有关于一种应用立体视觉图像处理技术进行自动对焦的方法及自动对焦装置。

背景技术

数码相机拥有相当精密复杂的机械结构，更加强化了相机的功能性与操控性。除了使用者的拍摄技巧与四周环境影响等因素之外，数码相机内建的自动对焦(Auto Focus，AF)系统，对于拍摄出来的图像画面品质也有相当大的影响。

一般而言，自动对焦技术是指数码相机会移动镜头以变更镜头与被摄物体之间的距离，并对应不同的镜头位置以分别计算被摄主体画面的对焦评估值(以下简称为对焦值)，直到找寻到最大对焦值为止。具体而言，镜头的最大对焦值是表示对应目前镜头所在的位置能取得最大清晰度的被摄主体画面。然而，目前的自动对焦技术中所使用的爬山法(hill-climbing)或回归法(regression)中，镜头的连续推移以及最大对焦值的搜寻时间都需要若干幅图像才能达成一次的对焦，因此容易耗费许多时间。此外，在数码相机移动镜头的过程中可能会移动过头，而需要使镜头来回移动，如此一来，将会造成画面的边缘部分可能会有进出画面的现象，此即镜头画面的呼吸现象，而此现象破坏了画面的稳定性。

另一方面，现有一种立体视觉技术进行图像处理并建立图像三维深度信息的自动对焦技术，可有效减少对焦的耗时及画面的呼吸现象，而可提升对焦速度与画面的稳定性，故在相关领域中渐受瞩目。然而，一般而言，目前的立体视觉技术图像处理在进行图像中各像素点的三维座位位置信息求取时，常常无法对图像中的各点位置做出精准的定位。由于在无材质(texture)、平坦区等区域，较不易辨识相对深度而无法精确求出各点的深度信息，因此可能会造成三维深度图上的破洞。此外，若将自动对焦技术应用于手持电子装置(例如智能手机)，为要求缩小产品的体积，其立体视觉的基准线(stereo baseline)通常需要尽可能地缩小，如此一来定位精准将更加不易，并可能导致三维深度图上的破洞增加，进而影响后续图像对焦程序的执行。

发明内容

本发明提供一种自动对焦方法及自动对焦装置，具有快速的对焦速度及良好的画面稳定性。

本发明的一种自动对焦方法适用于自动对焦装置，其中自动对焦装置包括第一与第二图像传感器。自动对焦方法包括下列步骤。选取目标物，并使用第一与第二图像传感器拍摄目标物，以产生第一图像与第二图像。并依据第一图像与第二图像进行三维深度估测，以产生三维深度图。且对三维深度图进行优化处理，以产生优化三维深度图。更依据优化三维深度图判断目标物对应的深度信息，并依据深度信息取得关于目标物的对焦位置。接着，驱动自动对焦装置根据对焦位置执行自动对焦程序。

本发明的一种自动对焦装置，包括第一与第二图像传感器、对焦模块以及处理单元。第一与第二图像传感器拍摄目标物以产生第一图像与第二图像。对焦模块控制第一与第二图像传感器的对焦位置。处理单元，耦接第一与第二图像传感器以及对焦模块。处理单元对第一图像与第二图像进行三维深度估测，以产生三维深度图，并对三维深度图进行优化处理，以产生优化三维深度图。处理单元依据优化三维深度图判断目标物对应的深度信息，并依据深度信息取得关于目标物的对焦位置，对焦模块依据对焦位置执行自动对焦程序。

在本发明的一实施例中，上述的依据深度信息取得关于目标物的对焦位置的步骤包括：依据深度信息查询深度对照表，以取得关于目标物的对焦位置。

在本发明的一实施例中，上述的选取目标物的方法包括：通过自动对焦装置接收使用者用以选取目标物的点选信号或由自动对焦装置进行目标检测程序，以自动选取目标物，并取得目标物的坐标位置。

在本发明的一实施例中，上述的依据优化三维深度图像判断目标物对应的深度信息并取得对焦位置的步骤包括：选取涵括目标物的区块，并读取区块中的多个邻域像素(neighborhood pixels)的深度信息，对这些邻域像素的深度信息进行统计运算，以获得目标物的优化深度信息。并且，依据优化深度信息取得关于目标物的对焦位置。

在本发明的一实施例中，上述的自动对焦方法还包括：对目标物执行物体追踪程序，以取得关于目标物的至少一特征信息以及运动轨迹，其中特征信息包括重心、色彩、面积、轮廓或形状信息。

在本发明的一实施例中，上述的自动对焦方法还包括：将目标物在不同时间点下的各深度信息储存于深度信息数据库。并且，依据深度信息数据库中的这些深度信息执行移动量估测，以取得关于目标物的深度变化趋势。

在本发明的一实施例中，上述的优化处理为高斯(Gaussian)平滑处理。