CN102246504A - 自动曝光控制辅助式自动聚焦***和方法 - Google Patents

自动曝光控制辅助式自动聚焦***和方法 Download PDF

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Abstract

在一特定实施例中，揭示一种方法，其包括将由图像传感器进行的图像俘获的帧速率与图像俘获装置处的帧速率阈值进行比较。所述方法还包括在所述帧速率小于所述帧速率阈值时，将所述帧速率增加到大于或至少等于所述帧速率阈值的经修改的帧速率。所述方法进一步包括对将以所述经修改的帧速率俘获的图像执行自动聚焦操作。

Description

自动曝光控制辅助式自动聚焦***和方法
技术领域
本发明一般针对自动曝光控制辅助式自动聚焦***和方法。
背景技术
技术的进步已产生更小且更强大的计算装置。举例来说，当前存在多种便携式个人计算装置，包括无线计算装置，例如体积小、重量轻且易于由用户携带的便携式无线电话、个人数字助理(PDA)和寻呼装置。更具体来说，例如蜂窝式电话和因特网协议(IP)电话的便携式无线电话可经由无线网络传送话音和数据包。另外，许多此类无线电话包括并入于其中的其它类型的装置。举例来说，无线电话还可包括数字静态相机、数字摄像机、数字记录器和音频文件播放器。而且，所述无线电话可处理可执行指令，其包括可用以接入因特网的软件应用程序，例如，网页浏览器应用程序。因而，这些无线电话可包括显著的计算能力。
数字信号处理器(DSP)、图像处理器和其它处理装置被频繁地用于包括数码相机或显示由数码相机俘获的图像或视频数据的便携式个人计算装置中。这些处理装置可用以提供视频和音频功能、处理所接收的数据(例如，图像数据)或执行其它功能。
等待时间和准确度为数码相机的自动聚焦(AF)***的质量度量。等待时间可与数码相机的帧速率成反比，其中通常以每秒帧数(FPS)给出所述帧速率。准确度可涉及自动聚焦搜索算法，以及涉及影响锐度统计的随机误差。常规上，在低照度条件中，曝光控制将通常增加曝光时间以减少噪声效应，且将因此减小帧速率并增加手持式数码相机的手晃模糊(hand-shake blur)。然而，减小的帧速率将增加自动聚焦等待时间，而手晃模糊或抖动将减少锐度统计的准确度，且因此不利地影响最终自动聚焦准确度。
发明内容
在一特定实施例中，揭示一种方法，其包括将由图像传感器进行的图像俘获的帧速率与图像俘获装置处的帧速率阈值进行比较。所述方法包括在所述帧速率小于所述帧速率阈值时将所述帧速率增加到大于或至少等于所述帧速率阈值的经修改的帧速率。所述方法进一步包括对将以所述经修改的帧速率俘获的图像执行自动聚焦操作。
在另一实施例中，揭示一种图像俘获方法，其包括准备使用耦合到图像俘获装置的图像传感器的透镜***来俘获图像。所述方法还包括调整从所述图像传感器输出的图像信号的图像信号增益。所述方法进一步包括使用所述图像俘获装置中的数字信号处理器处理所述经调整的图像信号。所述数字信号处理器耦合到所述图像俘获装置中的自动曝光控制器和自动聚焦装置。所述方法还包括在由所述图像俘获装置的所述图像传感器进行的图像俘获的帧速率低于预定帧速率时使用所述自动曝光控制器选择性地增加所述帧速率。所述方法进一步包括在增加所述帧速率之后，使用所述自动曝光控制器来减少所述图像俘获装置的所述图像传感器的曝光时间。所述方法还包括增加所述图像信号增益以调整所述图像的亮度水平。所述方法进一步包括使用所述自动聚焦装置执行自动聚焦操作以调整所述透镜***的透镜位置，从而将所述图像聚焦。
在另一实施例中，揭示一种图像俘获装置。所述图像俘获装置包括：自动曝光控制装置，其经配置以将由图像传感器进行的图像俘获的帧速率选择性地增加到增加的帧速率。所述自动曝光控制装置进一步经配置以将所述图像传感器的曝光时间减少到减少的曝光时间，并将从所述图像传感器输出的图像信号的图像信号增益增加到增加的图像信号增益以调整图像亮度水平。所述图像俘获装置进一步包括自动聚焦装置，所述自动聚焦装置经配置以使用所述增加的帧速率、所述减少的曝光时间和所述增加的图像信号增益中的至少一者对图像执行自动聚焦操作。
在另一实施例中，揭示一种图像俘获装置。所述图像俘获装置包括用于控制自动曝光以将由图像传感器进行的图像俘获的帧速率选择性地增加到增加的帧速率的装置。所述用于控制自动曝光的装置进一步将所述图像传感器的曝光时间减少到减少的曝光时间，并将从所述图像传感器输出的图像信号的图像信号增益增加到增加的图像信号增益以调整图像亮度水平。所述图像俘获装置进一步包括用于使用所述增加的帧速率、所述减少的曝光时间和所述增加的图像信号增益中的至少一者对图像执行自动聚焦操作的装置。
在另一实施例中，揭示一种包括相机的便携式装置。所述便携式装置包括自动曝光控制装置，所述自动曝光控制装置经配置以将由图像传感器进行的对图像的俘获的帧速率增加到至少等于所述相机处的帧速率阈值的经修改的帧速率。所述自动曝光控制装置进一步经配置以将所述相机处的曝光时间减少到减少的曝光时间，并将所述相机处的图像信号增益增加到增加的图像信号增益以调整图像亮度水平。所述便携式装置还包括用于以所述经修改的帧速率、所述减少的曝光时间和所述增加的图像信号增益对所述图像执行自动聚焦操作的装置。
在另一实施例中，揭示一种计算机可读媒体。所述计算机可读媒体包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令操作以致使计算机增加由图像传感器进行的对图像的俘获的帧速率。将所述帧速率增加到大于或至少等于图像俘获装置处的帧速率阈值的经修改的帧速率。所述计算机可执行指令进一步操作以致使所述计算机减少所述图像俘获装置处的所述图像传感器的曝光时间，并增加从所述图像俘获装置处的所述图像传感器输出的图像信号的图像信号增益。
由所揭示的实施例所提供的特定优点在于，自动曝光控制装置切换到自动聚焦辅助模式中以改进自动聚焦质量度量中的一者或一者以上。
由所揭示的实施例提供的另一优点在于，可改进自动聚焦等待时间和准确度中的一者或两者。
在审阅整个申请案之后，本发明的其它方面、优点和特征将变得显而易见，整个申请案包括以下部分：附图说明、具体实施方式和权利要求书。
附图说明
图1为图像俘获装置的第一说明性实施例的方框图，所述图像俘获装置包括通过自动曝光控制装置辅助的自动聚焦装置；
图2为图像俘获装置的第二说明性实施例的方框图，所述图像俘获装置包括通过自动曝光控制装置辅助的自动聚焦装置；
图3为图像俘获装置的第三说明性实施例的方框图，所述图像俘获装置包括通过自动曝光控制装置辅助的自动聚焦装置；
图4为图像俘获装置的第四说明性实施例的方框图，所述图像俘获装置包括通过自动曝光控制装置辅助的自动聚焦装置；
图5为包括相机的便携式装置的第一说明性实施例的方框图，所述相机包括通过自动曝光控制装置辅助的自动聚焦装置；
图6为包括相机的便携式装置的第二说明性实施例的方框图，所述相机包括通过自动曝光控制装置辅助的自动聚焦装置；
图7为执行通过自动曝光控制辅助的自动聚焦操作的方法的第一说明性实施例的流程图；
图8为执行通过自动曝光控制辅助的自动聚焦操作的方法的第二说明性实施例的流程图；
图9为执行通过自动曝光控制辅助的自动聚焦操作的方法的特定说明性实施例的流程图；
图10为包括自动曝光控制辅助式自动聚焦模块的装置的特定实施例的方框图；以及
图11为便携式通信装置的特定实施例的方框图，所述便携式通信装置包括自动曝光控制辅助式自动聚焦模块。
具体实施方式
参看图1，说明图像俘获装置102。图像俘获装置102包括透镜***108、图像传感器110、图像信号增益元件112，和数字信号处理器(DSP)114。图像俘获装置102还包括存储器116，例如，随机存取存储器装置或非易失性存储器装置(例如，只读存储器或快闪存储器)。图像俘获装置102进一步包括自动聚焦装置(AF)118和自动曝光控制装置(AEC)120。透镜***108响应于接收图像104的图像输入106。透镜***108具有响应于自动聚焦装置118的输入，所述自动聚焦装置118又从数字信号处理器114接收反馈输入。
自动曝光控制装置120具有响应于数字信号处理器114的输入。自动曝光控制装置120将输出提供到图像传感器110和图像信号增益元件112。在一特定实施例中，自动曝光控制装置120将帧速率数据122提供到图像传感器110且还将曝光时间数据124提供到图像传感器110以用于控制所述图像传感器110。数字信号处理器114耦合到存储器116且具有对所述存储器116的存取权。
图像传感器110经配置以俘获图像，例如，在透镜***108处接收的图像104。自动曝光控制装置和/或模块120经配置以执行多个功能，以便将由图像传感器110进行的图像俘获的帧速率增加到增加的帧速率，将图像传感器110的曝光时间减少到减少的曝光时间，或将从图像传感器110输出的图像信号的图像信号增益增加到增加的图像信号增益。如由自动曝光控制装置120控制的增加的图像信号增益可调整所俘获的图像的图像亮度水平。因此，在自动曝光控制装置120的控制下调整图像信号增益元件112，从而提供如由数字信号处理器114接收的具有较高亮度水平的图像。
自动聚焦装置118经配置以使用如上文相对于由自动曝光控制装置120引导的操作和功能性控制而描述的增加的帧速率、减少的曝光时间和增加的图像信号增益，对如由数字信号处理器114接收和处理的所俘获的图像执行自动聚焦操作。在另一实施例中，自动聚焦装置118经配置以使用增加的帧速率、减少的曝光时间和/或增加的图像信号增益的功能中的一者或一者以上对图像执行自动聚焦操作。自动聚焦装置118执行以上功能可得到增加的图像准确度、减少的抖动效应和减少的等待时间。在一特定实例中，经由使用自动聚焦装置118功能性来减少图像俘获装置(例如，用户所持的相机)的手抖动。
在一特定实施例中，自动曝光控制装置120进一步经配置以在帧速率不小于预定帧速率时减少在图像传感器110处集成图像104的集成时间。预定帧速率可为默认帧速率，例如，在制造时所确定的规定或界定的帧速率。或者，预定帧速率可经由图像俘获装置102的用户接口而受用户控制。
在操作期间，在透镜***108处经由输入106接收图像104。透镜***108对所接收的图像104聚焦，且将经聚焦的图像提供到图像传感器110。具有由自动曝光控制装置120定义或控制的特定参数的图像传感器110感测图像104且将所感测的图像数据提供到图像信号增益元件112。在一特定实例中，帧速率122和曝光时间124由自动曝光控制装置120提供以供图像传感器110感测经感测的图像且接着将经感测的图像提供到图像信号增益元件112。图像信号增益元件112将信号增益应用于从图像传感器110接收的图像104。图像信号增益元件112还从自动曝光控制装置120接收控制参数，且可从自动曝光控制装置120接收经调整的增益水平。图像信号增益元件112接着将所述增益水平应用于来自图像传感器110的经感测的图像104，且提供具有所应用的增益因子的增益经增强的图像作为被引导到数字信号处理器114的输出。
数字信号处理器114接着处理来自图像信号增益元件112的增益经增强的图像。数字信号处理器114将反馈信息提供到自动聚焦装置118和自动曝光控制装置120两者。数字信号处理器114处理来自图像信号增益元件112的所接收的图像数据，且接着调整控制信号以增强图像104的俘获。举例来说，数字信号处理器114将控制信号发送到自动聚焦装置118以调整透镜***108的焦点。作为另一实例，数字信号处理器114将控制信号提供到自动曝光控制装置120以调整帧速率122、曝光时间124或两者，所述两者又以反馈控制***方式提供到图像传感器110。
在数字信号处理器114从图像信号增益元件112接收到经增强的图像数据之后，所述数字信号处理器114接着将所述经增强的图像数据输出到存储器116。存储器116处的所存储的图像数据可被传送到额外电子装置，或可为用户显示。通过在数字信号处理器114的控制下协调自动曝光控制装置120与自动聚焦装置118的动作，图像俘获装置102可以辅助自动聚焦装置118执行调整透镜***108和所述透镜***108处的透镜***焦点的功能的方式来使用自动曝光控制装置120。可用增强的特定实例为减少的抖动，所述抖动可由使用手持式图像俘获装置102俘获图像104的用户的手抖动而造成。
参看图2，说明图像俘获装置202的另一实施例。图像俘获装置202包括自动曝光控制装置204和自动聚焦装置206。在一特定实施例中，可以与图1的自动曝光控制装置120和自动聚焦装置118类似的方式来实施自动曝光控制装置204和自动聚焦装置206。
自动曝光控制装置204具有增加或减小各种参数的能力。在一特定实施例中，各种参数包括帧速率208、曝光时间210、增益212、集成时间214，和曝光指数216。在一特定实施例中，自动曝光控制装置204经配置以减小图像传感器(例如，图1的图像传感器110)的曝光指数216。曝光指数216为表示曝光时间210与增益212的组合的整数。在一特定实施例中，将曝光指数216减小约23可导致将在图像传感器(例如，图1的图像传感器110)处集成图像(例如，图1的图像104)的集成时间214减少约一半。
在一特定说明的实例中，自动曝光控制装置204增加帧速率208，减少曝光时间210，增加增益212，减少集成时间214且减小曝光指数216。如图2中所说明，此导致具有减少的等待时间218和增加的准确度220的自动聚焦装置206。如上文所描述，帧速率208与等待时间218可彼此反向相关，使得增加所述帧速率208可导致减少的等待时间218。类似地，增加帧速率208和减少曝光时间210可导致手晃模糊和抖动的减少，其可导致自动聚焦装置206的增加的准确度220。
参看图3，在另一实施例中，包括自动曝光控制装置304和自动聚焦装置306的图像俘获装置302可具有以与图2的图像俘获装置202和/或图1的图像俘获装置102类似的方式进行调整的参数。在一特定说明性实施例中，自动曝光控制装置304增加帧速率308，此又导致自动聚焦装置306具有减少的等待时间318，如所说明。
参看图4，展示图像俘获装置402的另一特定说明的实施例。图像俘获装置402包括自动曝光控制装置404和自动聚焦装置406。在图4的实施例中，通过自动曝光控制装置404减少曝光时间410和增加增益412。作为减少曝光时间410和增加增益412的结果，自动聚焦装置406具有改进或增加的准确度420，如所说明。
参看图5，说明包括相机500的便携式装置。包括相机500的便携式装置进一步包括用于所述便携式装置的应用芯片组502。应用芯片组502包括自动曝光控制装置504和用于执行自动聚焦操作的装置(例如，自动聚焦装置506)。用于执行自动聚焦操作的装置可包括自动聚焦电路、由处理器执行的自动聚焦软件、机械自动聚焦装置，或其任何组合。自动曝光控制装置504经配置以将由图像传感器进行的对图像的俘获的帧速率508增加到至少等于相机500处的帧速率阈值的经修改的帧速率，如所说明。自动曝光控制装置504还经配置以将相机500处的曝光时间510减少到减少的曝光时间且将相机500处的图像信号增益512增加到增加的图像信号增益，以调整图像亮度水平。自动聚焦装置506经配置而以经修改的帧速率、以减少的曝光时间并以增加的图像信号增益水平对图像执行自动聚焦操作。结果为减小的等待时间518和改进的准确度520，如所展示。在一特定说明性实施例中，自动曝光控制装置504和自动聚焦装置506安置于单一应用芯片组502内，所述单一应用芯片组502处于包括相机500的便携式电子装置内。
参看图6，说明包括相机600的便携式装置的特定实施例。包括相机600的便携式装置包括图像传感器602。在一特定说明性实施例中，可将图像传感器602实施为如在图1的图像俘获装置102中的组件110。包括相机600的便携式装置内的图像传感器602进一步包括自动曝光控制装置604和用于执行自动聚焦操作的装置(例如，自动聚焦装置606)。因此，包括相机600和图像传感器602的便携式装置已将自动曝光控制装置604和自动聚焦装置606两者嵌入于所述图像传感器602内。因此，为了归因于电路集成的较紧密控制和潜在较低成本，可以嵌入方式将自动曝光控制装置604和自动聚焦装置606实施于图像传感器602内。
自动曝光控制装置604经配置以将由图像传感器进行的对图像的俘获的帧速率608增加到至少等于相机600处的帧速率阈值的经修改的帧速率，如所说明。自动曝光控制装置604还经配置以将相机600处的曝光时间610减少到减少的曝光时间且将相机600处的图像信号增益612增加到增加的图像信号增益，以调整图像亮度水平。自动聚焦装置606经配置而以经修改的帧速率、以减少的曝光时间并以增加的图像信号增益水平对图像执行自动聚焦操作。结果为减小的等待时间618和改进的准确度620，如所展示。
参看图7，在700处说明俘获和处理图像数据的方法的特定实施例。方法700包括：在702处，将由图像传感器进行的图像俘获的帧速率与图像俘获装置处的帧速率阈值进行比较。方法700包括：在704处，在帧速率小于帧速率阈值时，将所述帧速率增加到大于或等于所述帧速率阈值的经修改的帧速率。方法700进一步包括：在706处，对将以经修改的帧速率俘获的图像执行自动聚焦操作。在一特定实施例中，帧速率阈值为图像俘获装置的最大帧速率，且所述经修改的帧速率大致等于所述最大帧速率。在一特定实施例中，图像俘获装置的最大帧速率可处于约每秒20帧(FPS)到每秒约30帧(FPS)的范围中。或者，经修改的帧速率处于所述帧速率的约1.5倍到所述帧速率的约3倍的范围中。具体来说，经修改的帧速率可处于为所述帧速率的大约2倍的水平。
在一特定实施例中，方法700进一步包括在执行自动聚焦操作之前减小图像俘获装置处的曝光指数。在一特定实施例中，图像俘获装置可包括数码相机、数字摄像机或相机电话中的一者。另外，方法700可包括在对将以经修改的帧速率俘获的图像执行自动聚焦操作之前增加图像俘获装置处的图像信号增益，以调整图像亮度水平。执行所说明的方法700的结果可包括例如减少的手抖动效应和增加的亮度水平等益处。
在另一特定实施例中，方法700包括在对将以经修改的帧速率俘获的图像执行自动聚焦操作之前减少图像俘获装置处的集成时间并增加所述图像俘获装置处的图像信号增益，以调整图像亮度水平。此外，方法700可进一步包括在帧速率不小于帧速率阈值时减少图像俘获装置处的集成时间。
参看图8，在800处说明俘获和处理图像数据的方法的特定实施例。图像俘获方法800包括：在802处，准备使用耦合到图像俘获装置的图像传感器的透镜***来俘获图像。举例来说，如图1中所展示，可使用耦合到图像俘获装置102的图像传感器110的透镜***108来俘获图像104。方法800还包括：在804处，调整从图像传感器输出的图像信号的图像信号增益。举例来说，如图1中所展示，可使用图像信号增益元件112调整从图像传感器110输出的图像信号。方法800进一步包括：在806处，使用图像俘获装置中的数字信号处理器来处理经调整的图像信号，所述数字信号处理器耦合到安置于所述图像俘获装置中的自动曝光控制器和自动聚焦装置。举例来说，如图1中所展示，耦合到安置于图像俘获装置102中的自动曝光控制器120和自动聚焦装置118的数字信号处理器114可处理经调整的图像信号。
方法800还包括：在808处，当由图像俘获装置的图像传感器进行的图像俘获的帧速率低于预定帧速率时，使用自动曝光控制器来选择性地增加所述帧速率。举例来说，如图1中所展示，当由图像俘获装置102的图像传感器110进行的图像俘获的帧速率低于预定帧速率时，可由自动曝光控制器120选择性地增加所述帧速率(如122处所指示)。方法800进一步包括：在810处，在增加所述帧速率之后，使用自动曝光控制器来减少图像俘获装置的图像传感器的曝光时间。举例来说，如图1中所展示，在增加所述帧速率之后，可由自动曝光控制器120减少图像俘获装置102的图像传感器110的曝光时间(如124处所指示)。
方法800还包括：在812处，增加图像信号增益以调整图像的亮度水平。举例来说，如图1中所展示，图像信号增益元件112可用以增加从图像传感器110输出的图像信号的增益，以调整图像的亮度水平。方法800进一步包括：在814处，使用自动聚焦装置执行自动聚焦操作，以调整透镜***的透镜位置以将图像聚焦。举例来说，如图1中所展示，可使用自动聚焦装置118执行自动聚焦操作以调整透镜***108的透镜位置，从而将图像104聚焦。方法800可进一步包括确定对应于将俘获的图像的最高图像对比度的透镜位置。方法800可进一步包括在确定透镜位置之后将帧速率、曝光时间和图像信号增益恢复到原始值。
方法800可进一步包括使用自动曝光控制器来减小曝光指数和使用所述自动曝光控制器来增加图像信号增益以调整图像的亮度水平。举例来说，如图2中所展示，可通过自动曝光控制装置204减小图像俘获装置202处的曝光指数216，且可通过所述自动曝光控制装置204增加图像信号的增益212。方法800可进一步包括减少在图像俘获装置的图像传感器处集成图像的集成时间。举例来说，如图2中所展示，可通过自动曝光控制装置204减少图像俘获装置202处的集成时间214。
方法800可进一步包括在帧速率不小于预定帧速率时减少在图像俘获装置的图像传感器处集成图像的集成时间。方法800可进一步包括通过增加帧速率来减少图像俘获装置处的自动聚焦等待时间以及通过减少曝光时间并增加图像信号增益来增加所述图像俘获装置处的自动聚焦准确度。举例来说，如图3中所展示，可通过使用自动曝光控制装置304来增加帧速率308而在自动聚焦装置306处减少自动聚焦等待时间318。而且，如图4中所展示，(例如)可通过使用自动曝光控制装置404来减少曝光时间410和增加图像信号的增益412而增加自动聚焦装置406的准确度420。
参看图9，在900处展示用以执行通过自动曝光控制辅助的自动聚焦操作的方法的特定说明性实施例的流程图。可提供计算机可读媒体，例如，图1中所展示的存储器116。所述计算机可读媒体包括操作以致使计算机将由图像传感器进行的对图像的俘获的帧速率增加到大于或至少等于图像俘获装置处的帧速率阈值的经修改的帧速率(在902处)的计算机可执行指令。所述计算机可读媒体包括操作以致使计算机减少图像俘获装置处的图像传感器的曝光时间(在904处)的计算机可执行指令。所述计算机可读媒体进一步包括操作以致使计算机增加从图像俘获装置处的图像传感器输出的图像信号的图像信号增益(在906处)的计算机可执行指令。在一特定实施例中，帧速率阈值可为图像俘获装置的最大帧速率。在另一特定实施例中，所述计算机可读媒体包括操作以致使计算机在帧速率不小于帧速率阈值时减少在图像俘获装置的图像传感器处集成图像的集成时间的计算机可执行指令。
图10为包括自动曝光控制辅助式自动聚焦模块的***的特定实施例的方框图。***1000包括图像传感器装置1022，所述图像传感器装置1022耦合到透镜1068且还耦合到便携式多媒体装置的应用处理器芯片组1070。图像传感器装置1022包括自动曝光控制辅助式自动聚焦模块1064，以使用自动曝光控制装置(例如)通过以下操作来辅助自动聚焦操作：实施图1到图6的***中的一者或一者以上，根据图7到图9的方法中的任一者来操作，或其任何组合。
自动曝光控制辅助式自动聚焦模块1064经耦合以(例如)经由模/数转换器1026从图像阵列1066接收图像数据，所述模/数转换器1026经耦合以接收所述图像阵列1066的输出且将所述图像数据提供到自动曝光控制辅助式自动聚焦模块1064。
图像传感器装置1022还可包括处理器1010。在一特定实施例中，处理器1010经配置以实施自动曝光控制辅助式自动聚焦模块1064。在另一实施例中，将自动曝光控制辅助式自动聚焦模块1064实施为图像处理电路。
处理器1010还可经配置以执行额外图像处理操作，例如，由图1的数字信号处理器114执行的操作中的一者或一者以上。处理器1010可将经处理的图像数据提供到便携式多媒体装置的应用处理器芯片组1070以供进一步处理、传输、存储、显示，或其任何组合。
图11为包括自动曝光控制辅助式自动聚焦模块的***的特定实施例的方框图。***1100可实施于便携式电子装置中且包括耦合到存储器1132的信号处理器1110(例如，数字信号处理器(DSP))。***1100包括自动曝光控制辅助式自动聚焦模块1164。在一说明性实例中，自动曝光控制辅助式自动聚焦模块1164包括图1到图6的***中的任一者、根据图7到图9的方法中的任一者而操作，或其任何组合。自动曝光控制辅助式自动聚焦模块1164可处于信号处理器1110中或可为单独装置。自动曝光控制辅助式自动聚焦模块1164包括用于控制自动曝光的装置1198和用于执行自动聚焦操作的装置1199。用于控制自动曝光的装置1198和用于执行自动聚焦操作的装置1199可包括硬件电路、固件、处理器或控制器执行代码、现场可编程阵列，或其任何组合。
相机接口1168耦合到信号处理器1110且还耦合到相机(例如，摄像机1170)。显示控制器1126耦合到信号处理器1110和显示装置1128。编码器/解码器(CODEC)1134还可耦合到信号处理器1110。扬声器1136和麦克风1138可耦合到CODEC 1134。无线接口1140可耦合到信号处理器1110和无线天线1142。
信号处理器1110还可适于产生经处理的图像数据。显示控制器1126经配置以接收经处理的图像数据且将所述经处理的图像数据提供到显示装置1128。此外，存储器1132可经配置以接收并存储经处理的图像数据，且无线接口1140可经配置以接收经处理的图像数据以供经由天线1142进行发射。
在一特定实施例中，信号处理器1110、显示控制器1126、存储器1132、CODEC 1134、无线接口1140和相机接口1168包括于***级封装或芯片上***装置1122中。在一特定实施例中，输入装置1130和电源1144耦合到芯片上***装置1122。此外，在一特定实施例中，如图11中所说明，显示装置1128、输入装置1130、扬声器1136、麦克风1138、无线天线1142、摄像机1170和电源1144处于芯片上***装置1122外部。然而，显示装置1128、输入装置1130、扬声器1136、麦克风1138、无线天线1142、摄像机1170和电源1144中的每一者可耦合到芯片上***装置1122的组件(例如，接口或控制器)。
所属领域的技术人员将进一步了解，可将结合本文中所揭示的实施例而描述的各种说明性逻辑块、配置、模块、电路和算法步骤实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的此可互换性，已在上文大体上在其功能性方面描述了各种说明性组件、块、配置、模块、电路和步骤。将所述功能性实施为硬件还是软件取决于特定应用和强加于整个***的设计约束。所属领域的技术人员可针对每一特定应用以不同方式实施所描述的功能性，但所述实施决策不应被解译为会导致脱离本发明的范围。
结合本文中所揭示的实施例而描述的方法或算法的步骤可直接以硬件、以由处理器执行的软件模块，或以硬件与软件模块的组合来体现。软件模块可驻留于随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、寄存器、硬盘、可装卸磁盘、压缩光盘只读存储器(CD-ROM)，或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。示范性存储媒体耦合到处理器，以使得处理器可从存储媒体读取信息且将信息写入到存储媒体。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。处理器和存储媒体可驻留于专用集成电路(ASIC)中。ASIC可驻留于计算装置或用户终端中。在替代方案中，处理器和存储媒体可作为离散组件驻留于计算装置或用户终端中。
提供所揭示实施例的先前描述旨在使所属领域的任何技术人员能够制作或使用所揭示的实施例。所属领域的技术人员将容易明白对这些实施例的各种修改，且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本文中所界定的一般原理可应用于其它实施例。因此，本发明无意被限定于本文中所展示的实施例，而是将赋予本发明与如由所附权利要求书界定的原理和新颖特征一致的可能的最广范围。

Claims (27)

1.一种方法，其包含：
将由图像传感器进行的图像俘获的帧速率与图像俘获装置处的帧速率阈值进行比较；
在所述帧速率小于所述帧速率阈值时，将所述帧速率增加到大于或至少等于所述帧速率阈值的经修改的帧速率；以及
对将以所述经修改的帧速率俘获的图像执行自动聚焦操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述帧速率阈值为所述图像俘获装置的最大帧速率，且其中所述经修改的帧速率大致等于所述最大帧速率。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述经修改的帧速率处于所述帧速率的约1.5倍到所述帧速率的约3倍的范围中。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述经修改的帧速率为所述帧速率的大约两倍。
5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在执行所述自动聚焦操作之前减小所述图像俘获装置处的曝光指数。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述图像俘获装置包含数码相机、数字摄像机和相机电话中的一者。
7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在对将以所述经修改的帧速率俘获的所述图像执行所述自动聚焦操作之前，增加所述图像俘获装置处的图像信号增益以调整图像亮度水平。
8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在对将以所述经修改的帧速率俘获的所述图像执行所述自动聚焦操作之前，减少所述图像俘获装置处的集成时间并增加所述图像俘获装置处的图像信号增益以调整图像亮度水平。
9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在所述帧速率不小于所述帧速率阈值时，减少所述图像俘获装置处的集成时间。
10.一种图像俘获方法，其包含：
准备使用耦合到图像俘获装置的图像传感器的透镜***来俘获图像；
调整从所述图像传感器输出的图像信号的图像信号增益；
使用所述图像俘获装置中的数字信号处理器处理所述经调整的图像信号，所述数字信号处理器耦合到所述图像俘获装置中的自动曝光控制器和自动聚焦装置；
当由所述图像俘获装置的所述图像传感器进行的图像俘获的帧速率低于预定帧速率时，使用所述自动曝光控制器选择性地增加所述帧速率；
在增加所述帧速率之后，使用所述自动曝光控制器来减少所述图像俘获装置的所述图像传感器的曝光时间；
增加所述图像信号增益以调整所述图像的亮度水平；以及
使用所述自动聚焦装置执行自动聚焦操作以调整所述透镜***的透镜位置，从而将所述图像聚焦。
11.根据权利要求10所述的图像俘获方法，其进一步包含确定对应于将俘获的所述图像的最高图像对比度的所述透镜位置。
12.根据权利要求11所述的图像俘获方法，其进一步包含在确定所述透镜位置之后，使所述帧速率、所述曝光时间和所述图像信号增益返回到原始值。
13.根据权利要求10所述的图像俘获方法，其进一步包含使用所述自动曝光控制器减小所述图像俘获装置处的曝光指数以及使用所述自动曝光控制器增加所述图像信号增益以调整所述图像的所述亮度水平。
14.根据权利要求10所述的图像俘获方法，其进一步包含减少在所述图像俘获装置的所述图像传感器处集成所述图像的集成时间。
15.根据权利要求10所述的图像俘获方法，其进一步包含在所述帧速率不小于所述预定帧速率时，减少在所述图像俘获装置的所述图像传感器处集成所述图像的集成时间。
16.根据权利要求10所述的图像俘获方法，其进一步包含通过增加所述帧速率来减少自动聚焦等待时间以及通过减少所述曝光时间并增加所述图像信号增益来增加自动聚焦准确度。
17.一种图像俘获装置，其包含：
自动曝光控制装置，其经配置以：
将由图像传感器进行的图像俘获的帧速率选择性地增加到增加的帧速率；
将所述图像传感器的曝光时间减少到减少的曝光时间；以及
将从所述图像传感器输出的图像信号的图像信号增益增加到增加的图像信号增益，以调整图像亮度水平；以及
自动聚焦装置，其经配置以使用所述增加的帧速率、所述减少的曝光时间和所述增加的图像信号增益中的至少一者对图像执行自动聚焦操作。
18.根据权利要求17所述的图像俘获装置，其中所述自动曝光控制装置进一步经配置以在所述帧速率不小于预定帧速率时减少在所述图像传感器处集成所述图像的集成时间。
19.根据权利要求17所述的图像俘获装置，其中所述自动曝光控制装置进一步经配置以减小所述图像传感器的曝光指数。
20.根据权利要求17所述的图像俘获装置，其进一步包含：
经配置以俘获所述图像的所述图像传感器。
21.一种图像俘获装置，其包含：
用于控制自动曝光以执行以下操作的装置：
将由图像传感器进行的图像俘获的帧速率选择性地增加到增加的帧速率；
将所述图像传感器的曝光时间减少到减少的曝光时间；以及
将从所述图像传感器输出的图像信号的图像信号增益增加到增加的图像信号增益，以调整图像亮度水平；以及
用于使用所述增加的帧速率、所述减少的曝光时间和所述增加的图像信号增益中的至少一者对图像执行自动聚焦操作的装置。
22.一种包括相机的便携式装置，所述便携式装置包含：
自动曝光控制装置，其经配置以：
将由图像传感器进行的对图像的俘获的帧速率增加到至少等于所述相机处的帧速率阈值的经修改的帧速率；
将所述相机处的曝光时间减少到减少的曝光时间；以及
将所述相机处的图像信号增益增加到增加的图像信号增益，以调整图像亮度水平；以及
用于以所述经修改的帧速率、所述减少的曝光时间和所述增加的图像信号增益对所述图像执行自动聚焦操作的装置。
23.根据权利要求22所述的便携式装置，其中所述自动曝光控制装置和所述用于执行所述自动聚焦操作的装置安置于所述便携式装置内的应用芯片组中。
24.根据权利要求22所述的便携式装置，其中所述自动曝光控制装置和所述用于执行所述自动聚焦操作的装置安置于所述便携式装置的图像传感器中。
25.一种计算机可读媒体，其包括操作以致使计算机执行以下操作的计算机可执行指令：
将由图像传感器进行的对图像的俘获的帧速率增加到大于或至少等于所述图像俘获装置处的帧速率阈值的经修改的帧速率；
减少所述图像俘获装置处的所述图像传感器的曝光时间；以及
增加从所述图像俘获装置处的所述图像传感器输出的图像信号的图像信号增益。
26.根据权利要求25所述的计算机可读媒体，其中所述帧速率阈值为所述图像俘获装置的最大帧速率。
27.根据权利要求25所述的计算机可读媒体，其中所述计算机可执行指令进一步操作以致使所述计算机在所述帧速率不小于所述帧速率阈值的情况下减少在所述图像俘获装置的所述图像传感器处集成所述图像的集成时间。
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