[发明专利]影像捕获设备及其快速对焦方法

说明书

本发明提供一种影像捕获设备及其快速对焦方法。影像捕获设备包括镜头、影像传感器、镜头控制电路及对焦电路。快速对焦方法由镜头控制电路控制镜头移动以由影像传感器拍摄影像，由对焦电路计算所拍摄影像在第一及第二尺度下的对焦值相对于镜头移动步数的第一及第二曲线。然后，由对焦电路将第一曲线与第二曲线的对焦值相除以获得特征曲线，并依据特征曲线中出现的波峰与鞍点的位置，估测波谷的位置。最后，由镜头控制电路控制镜头移动至波谷对应的移动步数，再移动至第一曲线或第二曲线的波峰对应的移动步数以完成对焦。本发明的影像捕获设备及其快速对焦方法可提高对焦速度，且可避免镜头来回移动造成影像变化而影响用户的拍摄体验。

技术领域

本发明涉及一种影像捕获设备及方法，且特别涉及一种影像捕获设备及其快速对焦方法。

背景技术

随着影像撷取技术的日益进步，数字相机的像素大幅增加，但相机尺寸则相对缩小，而可配置在手机、平板计算机等可携式电子装置上，让用户能够随时随地拍摄影像。为方便用户快速拍摄清晰影像，可携式电子装置上的相机一般均配备有自动对焦(AutoFocus，AF)功能，其可在用户启用相机的同时，即主动侦测相机视野范围内的对象并自动移动镜头以对焦于对象。借此，可省去使用者手动对焦所花费的时间。

一般传统的对焦方式，都赖以影像本身的对比程度(Contrast Based AutoFocusing，CBAF)来决定最佳对焦位置，而影像对比的计算方式有很多种，常使用的不外乎Tenengrad函数、小波(wavelet)、高斯微分(Gaussian derivative)、拉普拉斯转换(laplactransform)、有限脉冲响应(Finite Impulse Response，FIR)滤波器、无限脉冲响应(Infinite Impulse Response，IIR)滤波器等方式，其中较为广泛使用的是以FIR/IIR形式算出影像的对比值，当作寻找最佳对焦位置的依据。

然而，无论使用哪一种影像对比计算方式，都会因为参考区域的限制，使得算出的影像对比值无法充分反映出影像的清晰度。此时可使用多尺度的影像对比值来辅助影像对焦，即针对不同尺度的影像，施以相同或不同的滤波器去萃取出不同尺度影像的对比值，以利后续对焦模块快速地找到最佳对焦位置。

一般的对焦策略多施以爬山机制，在不同的对焦距离(位置)上，根据影像对比值的变化，决定爬山的策略。图1是已知相机对焦爬山机制的示意图，此爬山机制约可分三段：第一段是施以大步数的跨越方式，快速到达山脚下(此时邻近对焦位置上的影像对比值稍有变化)；第二阶段是中步伐爬山(此时影像对比值会持续地增加，此表示对焦位置离最佳对焦距离越来越近)；第三段是越过山头后(此时影像对比值突然变小，结束原有的上升趋势，此表示对焦位置已经过头，超越最佳对焦位置)，此时须以小步伐往回退，以移动到山顶，最终到达最佳的对焦位置。

现有的爬山机制因无法避免上述三阶段的过程，无法有效减少对焦时间，且在超过山头而逐步往回退到山顶的过程中，影像将出现模糊、清楚、模糊、清楚的变化，导致使用者有不好的拍摄体验。

发明内容

本发明提供一种影像捕获设备及其快速对焦方法，可加快相机的对焦速度，给用户提供良好的拍摄体验。

本发明的一种影像捕获设备的快速对焦方法，其中影像捕获设备包括镜头、影像传感器、镜头控制电路及对焦电路。此方法由镜头控制电路控制镜头移动以拍摄影像。接着，由对焦电路计算影像传感器所拍摄影像在第一尺度下的对焦值相对于镜头移动步数的第一曲线以及在第二尺度下的对焦值相对于镜头移动步数的第二曲线。然后，由对焦电路将第一曲线与第二曲线的对焦值相除以获得特征曲线，并依据特征曲线中出现的波峰与鞍点的位置，估测波谷的位置。最后，由镜头控制电路控制镜头移动至波谷对应的移动步数，再移动至第一曲线或第二曲线的波峰对应的移动步数以完成对焦。