用于同步自動聚焦的多相機裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開通常涉及成像設(shè)備，諸如數(shù)碼相機，并且更具體地，涉及用于成像設(shè)備校準和自動聚焦同步的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]許多成像設(shè)備，諸如數(shù)碼相機包括使用致動器機械地移動鏡頭以捕獲聚焦圖像的自動聚焦功能。自動聚焦例程確定特定鏡頭位置的圖像銳度(sharpness)，并且能夠迭代鏡頭位置，直到算法收斂于最終鏡頭位置。
[0003]在每個相機單元采用它自己的自動聚焦能力的圖像捕獲中使用具有對應(yīng)的兩個或多個鏡頭的兩個或多個相機單元時，情況更加復(fù)雜。涉及多相機自動聚焦同步問題的挑戰(zhàn)似乎在目前的成像系統(tǒng)尚未被解決。
[0004]例如，在具有兩個相機的系統(tǒng)中，自動聚焦例程需要在圖像捕獲之前為每個相機會聚，并且兩個相機需要同時啟動捕獲。否則，可能會發(fā)生兩種情況。在第一種情況下，在沒有自動聚焦會聚(即，失焦)的情況下相機捕獲的圖像將是模糊的，并且在自動聚焦會聚(即，對焦)的情況下相機捕獲的另一圖像將是清晰的。當組合兩個圖像時，很難在模糊圖像和清晰圖像之間找到對應(yīng)像素。在第二種情況下，如果兩個相機沒有同時捕獲場景中的運動對象，則可能導(dǎo)致組合圖像中的重影，并且立體匹配算法或圖像配準算法也可能會失敗。
【附圖說明】
[0005]圖1是根據(jù)實施例的具有多個相機單元和自動聚焦邏輯的示例裝置的框圖。
[0006]圖2是根據(jù)實施例的示例相機單元的框圖。
[0007]圖3是根據(jù)實施例生成被測相機單元的查找表的示例測試設(shè)置的框圖。
[0008]圖4是圖示出如圖3所示的示例測試設(shè)置的使用測試設(shè)置生成被測相機單元的查找表的處理的流程圖。
[0009]圖5是使用圖4所示的處理和圖3所示的示例測試設(shè)置可以獲得的鏡頭位置對焦點得分的示例圖。
[0010]圖6是使用圖4所示的處理和圖3所示的示例測試設(shè)置可以獲得的焦距對鏡頭位置的示例圖。
[0011]圖7是根據(jù)各種實施例的使用圖4所示的處理和圖3所示的示例測試設(shè)置可以獲得的對應(yīng)于生成的查找表的焦距對鏡頭位置設(shè)置的示例圖。
[0012]圖8是根據(jù)實施例圖示出多個相機裝置中的同步自動聚焦操作的處理的流程圖。
[0013]圖9是根據(jù)實施例圖示出多個相機裝置中的同步自動聚焦操作的處理的進一步細節(jié)的流程圖。
[0014]圖10是圖示出根據(jù)實施例的圖9中視差操作失敗的情況下的異常處理的流程圖。
【具體實施方式】
[0015]簡單地說，公開的實施例通過同步兩個或更多個相機單元的鏡頭自動聚焦減少多個相機單元裝置中的圖像模糊。更具體地，本公開提供在多個相機單元裝置中自動聚焦的裝置和方法。
[0016]—個公開的實施例提供了包括多個相機單元的裝置。每個相機單元包括鏡頭、傳感器和調(diào)整鏡頭位置的致動器?？刂七壿嫴僮鞯伛詈系矫總€相機單元?？刂七壿嫴僮鞯厥褂脕碜灾辽賰蓚€相機單元的至少兩個圖像幀來執(zhí)行視差操作，以確定共同焦距。在完成至少兩個相機單元的獨立自動聚焦操作和相應(yīng)的鏡頭位置調(diào)整之后，執(zhí)行視差操作?？刂七壿嬒蛳鄼C單元中的至少一個提供控制信號來調(diào)整至少一個相機單元致動器，以將至少一個相機單元的鏡頭設(shè)置到對應(yīng)于共同焦距的鏡頭位置。
[0017]非易失性、非暫時性存儲器操作地耦合到控制邏輯，并且為每個相機單元存儲相機校準數(shù)據(jù)。相機校準數(shù)據(jù)與每個相機單元的鏡頭位置對焦距設(shè)置相關(guān)。存儲器可以是分布式的，使得每個相機單元包括存儲其唯一的相機校準數(shù)據(jù)的存儲器組件?？刂七壿嫴僮饔糜谠L問存儲器，以獲得每個相機單元的相機校準數(shù)據(jù)。在一些實施例中，控制邏輯也可以操作用于從每個相機單元的對應(yīng)致動器獲得每個相機單元的初始鏡頭位置設(shè)置。
[0018]控制邏輯可以通過在將一個或多個相機單元鏡頭設(shè)置到對應(yīng)于共同焦距的鏡頭位置之后隨后獲得兩個圖像幀迭代地執(zhí)行視差操作。換句話說，控制邏輯可以繼續(xù)迭代共同焦距確定，并且向一個或多個相機單元提供隨后的控制信號，以將相應(yīng)的鏡頭位置設(shè)置到完成迭代之后的最終鏡頭位置。
[0019]在一些實施例中，控制邏輯操作用于基于每個相機單元的相機校準數(shù)據(jù)提供控制信號作為對每個相機單元唯一的鏡頭位置設(shè)置?？刂七壿嬙L問和使用與每個相機單元的鏡頭位置對焦距設(shè)置相關(guān)的相機校準數(shù)據(jù)，以確定這些鏡頭位置設(shè)置。相機校準數(shù)據(jù)可以是以查找表的格式。非易失性、非暫時性存儲器可以分布為位于每個相機單元的分離的存儲器組件。控制邏輯可訪問每個相機單元存儲器組件，并且每個相機單元存儲器組件包含對每個相機單元特定的相機校準數(shù)據(jù)。
[0020]本公開還提供了一種方法，包括在完成至少兩個相機單元的獨立自動聚焦操作和相應(yīng)的鏡頭位置調(diào)整之后，使用來自至少兩個相機單元的至少兩個圖像幀執(zhí)行視差操作，以確定共同焦距。所述方法響應(yīng)于共同焦距確定，進行調(diào)整至少一個相機單元的致動器，以將至少一個相機單元的鏡頭設(shè)置到對應(yīng)于共同焦距的鏡頭位置。在一些實施例中，所述方法可以包括獲得每個相機單元的相機校準數(shù)據(jù)。相機校準數(shù)據(jù)存儲在非易失性、非暫時性存儲器中，并且與每個相機單元的鏡頭位置對焦距設(shè)置相關(guān)。因此，所述方法可以包括訪問存儲器，以獲得每個相機單元的相機校準數(shù)據(jù)，以及使用相關(guān)相機校準數(shù)據(jù)調(diào)整至少一個相機單元的致動器。
[0021 ] 在一些實施例中，所述方法可以包括從每個相機單元的對應(yīng)致動器獲得每個相機單元的初始鏡頭位置設(shè)置。在一些實施例中，所述方法還可以包括通過在將至少一個相機單元鏡頭設(shè)置到對應(yīng)于共同焦距的鏡頭位置之后獲得另外至少兩個圖像幀來迭代視差操作，并且確定迭代的共同焦距。然后，所述方法進行通過調(diào)整至少兩個相機單元的至少一個或另一個的致動器，將相應(yīng)的鏡頭位置設(shè)置到對應(yīng)于迭代共同焦距的最終鏡頭位置。
[0022]在一些實施例中，所述方法還包括基于每個相機單元的相機校準數(shù)據(jù)使用對每個相機單元唯一的鏡頭位置設(shè)置調(diào)整致動器，所述相機校準數(shù)據(jù)存儲在非易失性、非暫時性存儲器中且與每個相機單元的鏡頭位置對焦距設(shè)置相關(guān)。所訪問的存儲器可以分布為位于每個相機單元內(nèi)的分離的存儲器。
[0023]本公開還提供一種相機單元的校準方法。所述方法包括:根據(jù)被測相機單元的鏡頭規(guī)格計算被測相機單元的宏距離和最大焦距；將被測相機單元設(shè)置到手動聚焦模式；對于宏距離和最大焦距之間的多個測試停止，捕獲感興趣的范圍內(nèi)每個鏡頭位置的對比圖的至少一個圖像幀；以及使用所捕獲的圖像幀確定每個測試停止的最佳鏡頭位置，以生成焦距對最佳鏡頭位置的多個數(shù)據(jù)點。在一些實施例中，所述方法還可以包括使用多個數(shù)據(jù)點生成被測相機單元的查找表，其中，該查找表將焦距映射到鏡頭位置設(shè)置。在其他實施例中，可以通過訪問和使用存儲的相機校準數(shù)據(jù)由多個相機裝置的控制邏輯即時生成查找表。
[0024]可以理解，在一些實施例中，整個公開中使用的術(shù)語“最大焦距”可以由術(shù)語“超焦距”代替。按設(shè)計或相機校準數(shù)據(jù)的要求，超焦距可以通過鏡頭規(guī)格計算。雖然最大焦距可以長于超焦距，但是一些相機單元制造商只允許鏡頭位置在較短范圍移動，以從宏距離聚焦到超焦距。在此情況下，最大焦距等于超焦距。
[0025]返回到附圖，其中，相同標號表示相同組件，圖1是根據(jù)實施例的具有多個相機單元110和控制邏輯120的示例裝置100的框圖?？刂七壿?20操作地耦合到相機單元110的每個相機單元的命令和控制接口，耦合到非易失性、非暫時性存儲器150，以及耦合到用戶接口 160。多個相機單元110的每個相機單元操作用于通過操作耦合111向控制邏輯120提供輸出幀112?？刂七壿?20包括視差邏輯130和自動聚焦邏輯140。視差邏輯130操作用于從相機單元中的至少兩個接收至少兩個輸出幀112