[发明专利]控制相机的对焦的装置和方法

说明书

控制相机的对焦的装置和方法。用于控制相机对焦的装置设置成捕捉帧序列，装置包括：图像处理器，图像处理器配置成：形成第一帧的多个区块的图像特性，每个区块包括第一帧的一个或多个像素；并且通过组合位于相对于每个区块的预定区域内的区块的图像特性计算该每个区块的图像参数；以及对焦控制器，所述对焦控制器配置成通过识别各自的预定义区域在组合时大体上表示第一帧的选择的帧区域的一组区块、并且如此组合该组区块的图像参数以对于选择的帧区域形成对焦度量，来推导出对于选择的帧区域的对焦度量；其中所述对焦控制器配置成根据对于第一帧的选择的帧区域形成的对焦度量生成用于控制相机对焦的信号。

技术领域

本发明涉及用于控制相机对焦的装置和方法。

背景技术

在紧凑型数码相机和智能电话中通常采用两种类型的自动对焦：对比度检测自动对焦和相位检测自动对焦。

利用对比度检测自动对焦，由相机捕捉帧序列并且监控帧的定义区域中的对比度等级。自动对焦系统调整相机的对焦设置，直到将所述区域中的一个或多个中的对比度最大化，并且认为相机是合焦的。可以按照对焦距离(即，物体将合焦地出现在图像中时在相机前方的距离)描述相机的对焦设置。

通过对额外硬件的使用来实现相位检测。使用分束器将入射光分成两个分量(例如，红光和绿光)，并且将其引导到传感器。传感器从两个光分量的相对分离确定对焦程度。传感器还可以从两个光分量的相对分离方向确定是否需要增加或减少相机的对焦距离：如果与较短波长光相比较长波长光在传感器的一侧，则要增加对焦距离，并且如果与较短波长光相比较长波长光在传感器的一侧，则要减少对焦距离。

对比度检测自动对焦通常不如相位检测对焦表现得好。具体来说，因为在设备处捕捉到的对比度数据不包括距离信息，设备最初无法确定是需要增加还是需要减少相机的对焦距离以便对焦在物体上。设备必须捕捉至少两个帧，并且在这些帧之间用已知方式修改对焦距离以便确定对焦距离的变化是改进还是恶化了捕捉到的帧中的对比度。此外，因为设备必须处理每个捕捉到的图像以便确定图像的定义区域中的对比度信息，所以处理时间会使自动对焦可以更新相机的对焦距离的时间点延迟至少另一帧。因此，对比度检测自动对焦通常明显地比相位检测对焦更慢。

使用对比度检测自动对焦的数码相机或智能电话中的相机管线通常将提供对焦区域-图像区的预定义集合，通常在帧的中心和在帧中心周围，以此相机能够执行自动对焦。在这种情况下，通常将相机管线配置成为了供自动对焦系统使用而计算每个区域的对比度信息。这确保了对比度信息以最小延迟对于自动对焦系统可用。然而，在改进傻瓜相机性能的推动下，自动对焦系统能够根据帧中捕捉到的场景来定义自定义的自动对焦区域变得愈加重要。例如，现代的相机管线常常执行脸部检测，而自动对焦系统配置成对于帧中检测到的脸部定义自动对焦区域。这可以明显地加剧对比度检测自动对焦系统中的延迟。

处理图像(例如，执行脸部检测)以识别对焦区域通常是无法与相机的帧捕捉同步执行的密集操作。为了基于为帧定义的对焦区域执行对比度检测自动对焦，通常有必要(a)捕捉一个或多个帧，在所述帧中识别对焦区域，(b)自动对焦系统在相机管线处定义自定义的对焦区域以便使管线能够为那些区域提供适合的对比度统计，并且(c)等待捕捉至少两个帧，相机管线为所述帧提供自定义区域的对比度统计。只有这样，自动对焦系统才处于使用相机管线中识别的对焦区域来控制相机对焦距离的状态。甚至在最新的硬件上，该整个过程通常将需要几帧以便实现对焦。

对比度检测自动对焦的局限至少在高端设备上迫使设备制造商采取相位检测自动对焦系统。额外的相位检测硬件增加了设备的复杂度、尺寸和成本。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于控制设置成捕捉帧序列的相机的对焦的装置，所述装置包括：

图像处理器，所述图像处理器配置成：

形成第一帧的多个区块的图像特性，每个区块包括所述第一帧的一个或多个像素；并且