[发明专利]相位检测自动聚焦降噪

说明书

某些方面例涉及用于使用成像像素(即，非相位检测像素)以对相位检测自动聚焦执行降噪的系统和技术。有利的是，这可提供更准确的相位检测自动聚焦，且还优化执行相位检测的处理器使用。提供所述相位差检测像素以获得指示图像聚焦的移位方向(散焦方向)和移位量(散焦量)的相位差检测信号，且对成像像素值的分析可用以估计对焦关注区域的聚焦程度且相应地限制所识别的相位差。

技术领域

本文揭示的系统和方法针对相位检测自动聚焦，且更确切地说，针对分析成像像素以在相位检测自动聚焦过程中减小噪声。

背景技术

一些图像捕捉装置使用相位差检测传感器(其还可称作“像素”)来执行自动聚焦。传感器上相位差检测通过将相位差检测像素散置于成像像素之间(通常布置成左像素和右像素的重复稀疏模式)而起作用。系统对不同相位差检测像素所产生的信号之间(例如由左像素数据产生的图像与由右像素数据产生的图像之间)的相位差进行检测。检测到的相位差可用于执行自动聚焦。

相位检测自动聚焦操作起来比基于反差的自动聚焦更快。许多当前实施方案在图像传感器上放置金属遮蔽件以形成左相位检测像素和右相位检测像素，从而使较少光到达所遮蔽像素。由于相位检测像素的输出具有比正常图像捕捉像素的输出低的亮度，因此相位差检测像素在所捕捉图像中产生需要校正的明显伪影。通过将相位检测像素个别地放置在成像像素当中，系统可内插相位检测像素的值。

所遮蔽像素成对地使用。在场景失焦时，相位检测像素遮蔽件使入射光略微相移。可对相位检测像素之间的距离以及其相对移位进行卷积以确定光学组合件需要将透镜移动多远以使场景对焦。

发明内容

在信号处理中，噪声一般是指信号在捕捉、存储、传输、处理或转换期间可能遭受的不合需要且可能未知的修改或错误。更具体地说，在自动聚焦情形中，噪声可指对聚焦条件的不准确确定。在例如具有稀疏地定位的相位检测像素(例如具有五个或更多个成像像素定位于一对相位检测像素之间)的一些相位检测自动聚焦系统中，具有高频率模式的目标场景可使自动聚焦系统错误地识别散焦条件，而目标场景实际上是对焦的。在信号处理中，这种在低频率下对高频率信号取样时发生的现象也称为混叠或混叠噪声。

在一些实施例中，通过本文中所描述的使用从成像像素接收的值以减小自动聚焦过程的噪声的相位检测自动聚焦系统和技术解决了上述问题以及其它问题。举例来说，可分析来自成像像素的值以提供关于目标场景中的高频率细节的信息且识别目标场景的图像数据中的最清晰边缘。基于最清晰边缘的清晰度度量，可将相位检测过程限于特定范围的可能的散焦条件。因此，可优化用于执行自动聚焦的处理时间和资源。此外，任何所识别散焦条件不会超出产生最清晰边缘的可能的最大散焦。

一种创新包含：成像设备，其包含多个二极管，所述多个二极管各自经配置以捕捉表示目标场景的图像信息或相位检测信息中的一个，从所述多个二极管的第一子组接收所述图像信息，从所述多个二极管的第二子组接收所述相位检测信息；以及处理器，其配置有指令以分析所述图像信息、识别比所述图像信息的另一区域更为对焦的所述图像信息的区域且确定所述区域的聚焦值，识别对应于所述聚焦值的定界相位差值、基于所述相位检测信息产生至少第一和第二图像且确定所述第一图像与第二图像之间的相位差，以及至少部分地基于确定的所述相位差且至少部分地基于所述定界相位差值所界定的范围来计算自动聚焦调整。