CN106303214B - 一种对焦方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对焦方法及装置。所述方法，包括：向预设范围发送超声波；接收所述预设范围内由目标拍摄对象反射的超声波；根据超声波检测参数和超声波传输速度，计算目标拍摄对象与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离；根据目标拍摄对象与镜头之间的距离进行对焦；所述超声波检测参数包括超声波发送到目标拍摄对象的时间和接收到目标拍摄对象反射超声波的时间的时间差；所述目标拍摄对象包括需要聚焦的物体。所述装置包括超声波发送模块、超声波接收模块、距离计算模块、对焦模块。所述方法及装置能够具有更好的对焦效果。

Description

一种对焦方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机软件领域，尤其涉及一种对焦方法及装置。

背景技术

随着智能手机普及和广泛的应用，智能移动终端的功能越来越强大，人们对摄像体验要求也越来越高。

移动终端通常配有前后置摄像头，后置摄像头AF(Auto Focus，自动对焦)功能已成为通用配置。随用户对拍摄体验需求，特别是自拍的流行，前置摄像头配置有AF(自动对焦)功能已成为一种趋势。

前置摄像头通常用于自拍，被摄像物固定且距离较短,而传统对焦存在时间响应慢，环境对其影响比较大，在比较暗或者比较亮的环境下，往往对焦不准，存在拍出的相片不清晰。

现有技术中的摄像头对焦都采用反差式对焦，这种对焦反应时间慢，且不能一次对焦成功，要反复对焦找到最佳焦距位置才能对焦成功，环境对其影响很大，在比较暗或者比较亮时，对焦不准，拍照或者摄像出现的质量比较差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种对焦方法及装置，具有更好的对焦效果。

基于上述目的本发明提供的对焦方法，包括：

向目标区域发送超声波；

接收所述目标区域内由目标拍摄对象反射的超声波；

根据超声波检测参数和超声波传输速度，计算目标拍摄对象与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离；

根据目标拍摄对象与镜头之间的距离进行对焦；

所述超声波检测参数包括超声波发送到目标拍摄对象的时间和接收到目标拍摄对象反射超声波的时间的时间差。

可选的，所述计算所述目标拍摄对象与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离的步骤之前，还包括：

接收所述目标区域内的参照物反射的超声波；

所述超声波检测参数还包括超声波发送到所述参照物的时间和接收到所述参照物反射超声波的时间的时间差；

所述计算目标拍摄对象与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离的步骤具体包括：

计算所述超声波发送到所述参照物的时间与接收到所述参照物反射的超声波的时间的参照时间差；

根据所述参照物时间差和超声波速度计算参照距离；

根据预先记载的超声波发射点到所述参照物的距离以及超声波接收点到所述参照物的距离，对所述参照距离进行校正，计算校正参数；

根据所述校正参数以及所述目标拍摄对象与所述镜头之间的超声波传输时间计算所述目标拍摄对象到镜头之间的距离。

可选的，所述方法应用于移动通信终端；所述超声波发射点位于移动通信终端受话器；所述参照物为移动通信终端与所述受话器位置对应的外壳内壁。

可选的，所述向目标区域发送超声波之前还包括：

接收目标拍摄对象距离检测指令；

根据所述目标拍摄对象距离检测指令，进入所述向目标区域发送超声波的步骤。

可选的，所述接收由目标拍摄对象反射的超声波的步骤之后、所述计算目标拍摄对象与镜头之间的距离的步骤之前，还包括：

发出超声波接收通知；

接收超声波接收通知；

根据所述超声波接收通知的接收时间计算所述超声波检测参数。

可选的，所述计算目标拍摄对象与镜头之间的距离的步骤之前，还包括：

根据检测环境的实时温度和超声波基准传输速度计算超声波传输速度。

同时，本发明还提供一种对焦装置，包括：

超声波发送模块：用于向目标区域发送超声波；

第一超声波接收模块：用于接收所述目标区域内由目标拍摄对象反射的超声波；

距离计算模块：用于根据超声波检测参数和超声波传输速度，计算目标拍摄对象与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离；

对焦模块：用于根据目标拍摄对象与镜头之间的距离进行对焦；

所述超声波检测参数包括超声波发送到目标拍摄对象的时间和接收到目标拍摄对象反射超声波的时间的时间差。

可选的，所述装置还包括：

第二超声波接收模块：用于接收所述目标区域内的参照物反射的超声波；

所述超声波检测参数还包括超声波发送到所述参照物的时间和接收到所述参照物反射超声波的时间的时间差；

所述计算目标拍摄对象与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离的步骤具体包括：

参照传输时间计算模块：用于计算所述超声波发送到所述参照物的时间到接收到所述参照物反射的超声波的时间的参照时间差；

参照距离计算模块：用于根据所述参照物时间差和超声波速度计算参照距离；

计算参数校准模块：用于根据预先记载的超声波发射点到所述参照物的距离以及超声波接收点到所述参照物的距离，对所述参照距离进行校正，计算校正参数；

根据所述校正参数以及目标拍摄对象到所述镜头之间的超声波传输时间计算所述目标拍摄对象到镜头之间的距离。

可选的，所述装置应用于移动通信终端；所述超声波发射点位于移动通信终端受话器；所述参照物为移动通信终端与所述受话器位置对应的外壳内壁。

可选的，所述装置还包括：

距离检测指令接收模块：用于接收目标拍摄对象距离检测指令；

超声波发送模块触发模块：用于根据所述目标拍摄对象距离检测指令，进入所述向目标区域发送超声波的步骤。

可选的，所述装置还包括：

超声接收通知发出模块：用于发出超声波接收通知；

超声接收通知接收模块：用于接收超声波接收通知；

超声波检测参数计算模块：用于根据所述超声波接收通知的接收时间计算所述超声波检测参数。

可选的，所述装置还包括：

超声波实际传输速度计算模块：用于根据检测环境的实时温度和超声波基准传输速度计算超声波传输速度。

从上面所述可以看出，本发明提供的对焦方法和装置，能够采用超声波对目标拍摄对象与拍摄需要聚焦的物体的镜头之间的距离，提高了测量准确性。由于超声波传输速度非常快，因而超声波检测参数也能够在拍摄时快速获得，从而提高了对焦速度；此外，由于采用超声波能够在短时间内准确地进行距离检测，因此能够提高对焦效果，对焦效果不受环境因素影响。

附图说明

图1为本发明实施例提供的对焦方法示意图；

图2为本发明实施例的时间计算示意图；

图3为本发明实施例的焦距计算示意图；

图4为本发明实施例的对焦装置示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明首先提供一种对焦方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤101：向目标区域发送超声波；

步骤102：接收所述目标区域内由目标拍摄对象反射的超声波；

步骤103：根据超声波检测参数和超声波传输速度，计算目标拍摄对象与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离；

步骤104：根据目标拍摄对象与镜头之间的距离进行对焦；

所述超声波检测参数包括超声波发送到目标拍摄对象的时间和接收到目标拍摄对象反射超声波的时间的时间差。

从上面所述可以看出，本发明所提供的对焦方法，能够采用超声波对目标拍摄对象与拍摄目标拍摄对象的镜头之间的距离，提高了测量准确性。由于超声波传输速度非常快，因而超声波检测参数也能够在拍摄时快速获得，从而提高了对焦速度；此外，由于采用超声波能够较为准确地进行距离检测，因此能够提高对焦效果，对焦效果不受环境因素影响。

在本发明具体实施例中，所述设定范围可以为所述镜头所正对的一侧。

在本发明具体实施例中，如图3所示，物距u、焦距w、焦距f的关系为1/u+1/v＝1/f。

在本发明一些实施例中，所述计算所述目标拍摄对象与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离的步骤之前，还包括：

接收所述目标区域内的参照物反射的超声波；

所述超声波检测参数还包括超声波发送到所述参照物的时间和接收到所述参照物反射超声波的时间的时间差；

所述计算目标拍摄对象与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离的步骤具体包括：

计算所述超声波发送到所述参照物的时间与接收到所述参照物反射的超声波的时间的参照时间差；

根据所述参照物时间差和超声波速度计算参照距离；

根据预先记载的超声波发射点到所述参照物的距离以及超声波接收点到所述参照物的距离，对所述参照距离进行校正，计算校正参数；

根据所述校正参数以及目标拍摄对象到所述镜头之间的超声波传输时间计算所述目标拍摄对象到镜头之间的距离。

由于参照物与所述镜头之间的距离相对固定，因此可以预先记录下所述参照物与所述镜头之间的实际相对距离，在计算时，通过实际距离与实时测量计算结果进行对比，计算校正参数。所述校正参数可用于对实际超声波的速度进行校正，由于超声波的速度可能由于环境因素、超声波发射器等硬件因素而与理论速度有所差异，因此，在实际计算时，若采用一个固定距离进行校正，则能够保证目标拍摄对象与镜头之间的距离计算结果有着较高的准确性。

在本发明一些实施例中，所述方法应用于移动通信终端；所述超声波发射点位于移动通信终端受话器；所述参照物为移动通信终端与所述受话器位置对应的外壳内壁；所述超声波接收点为移动通信终端麦克风。

由于受话器和麦克风距离较为接近，当方法应用于移动通信终端时，摄像头距离受话器和麦克风均比较接近，因此物距可近似采用公式u＝VT6/2进行计算，其中，V为超声波传输速度，T6为超声波发送时间到接收到需要聚焦的物体反射的超声波的时间差。

所述移动通信终端可以是手机、平板电脑或其它便携式移动产品。由于对于大多数移动终端而言，受话器周围的移动终端外壳内部不设置其它部件，干扰因素低，因此可将所述受话器周围的外壳内壁作为参照物。

当所述移动通信终端为手机、平板电脑、笔记本电脑等具有前置摄像头的通信终端时，由于前置摄像头通常用于自拍，被摄像物固定且距离较短。可将受话器即音频听筒的声音频段设置为包含超声波频段，因而超声波发射模块能够复用受话器；超声波接收模块可与移动通信终端所具有的消噪麦克风共用。受话器复用为超声波发射模块发出超声波来检测物体，麦克风复用为超声波接收模块来接收超声波信号，利用超声波检测到物体的距离后，通过检测的距离来调整焦距实现对焦。此方法对焦速度快，一次对焦成功，且对不受环境影响。

在本发明一些实施例中，所述向目标区域发送超声波之前还包括：

接收目标拍摄对象距离检测指令；

根据所述目标拍摄对象距离检测指令，进入所述向目标区域发送超声波的步骤。

在本发明一些实施例中，所述接收由目标拍摄对象反射的超声波的步骤之后、所述计算目标拍摄对象与镜头之间的距离的步骤之前，还包括：

发出超声波接收通知；

接收超声波接收通知；

根据所述超声波接收通知的接收时间计算所述超声波检测参数。

在本发明一种具体实施例中，所述方法应用于移动通信终端；所述超声波检测参数的计算过程参照图2所示：

从指令发送器发送超声波发送指令到受话器，所述指令发送器为具有超声波发射功能的元件，所述超声波发送指令可以为超声波形式的指令；

当受话器接收到超声波发送指令后，由设置于受话器的超声波发送模块发送超声波；所述参照物为所述受话器邻近的移动通信终端内壁；

当参照物将超声波反射后，由设置于麦克风的超声波接收模块接收到反射的超声波；

发送第一超声波接收通知到通知接收器，所述通知接收器对所述第二超声波接收通知进行响应；所述第一超声波接收通知可以为超声波形式的通知消息；

当需要聚焦的物体将超声波反射后，由设置于麦克风的超声波接收模块再次接收到反射的超声波；

发送第二超声波接收通知到通知接收器，所述通知接收器对所述第二超声波接收通知进行响应；所述第二超声波接收通知可以为超声波形式的通知消息。

仍然参照图2，T0为从指令发送器发送超声波发送指令到受话器响应发出超声波时间间距。T1为从受话器响应所述超声波发送指令发出超声波到通过移动通信终端的内壁反射超声波实际传输时间。T2、T5为所述超声波接收模块接收到超声波后***的响应时间，也就是从超声波接收模块接收到内壁反射的超声波到通知接收器接收到第一超声波接收通知的时间、以及从超声波接收模块接收到需要聚焦的物体反射的超声波到通知接收器接收到第二超声波接收通知的时间。T4为从超声波发射模块发射出超声波到目标拍摄对象反射的超声波被设置于麦克风的超声波接收模块接收到超声波的时间。T6为通知接收器接收到第一超声波接收通知到通知接收器接收到第二超声波接收通知的时间差，即响应从手机内壁反射出的超声波和响应从目标拍摄对象反射出的超声波的时间差。

T1主要由参照物到麦克风和受话器的距离决定，由于超声波接收模块可设置于受话器附近，同时外壳距离麦克风和受话器比较接近，T1时间接近于零。T2＝T5推出T4-T1＝T6，即响应从手机内壁反射出的超声波和响应从目标拍摄对象反射出的超声波的时间差。若麦克风和所述通知接收器之间的距离、以及受话器和所述指令发送器之间的距离已设定，则可根据超声波发送指令发送时间、第一超声波接收通知接收时间、第二超声波接收通知接收时间计算出T1、T4，根据T1值与实际记载的参照物到超声波发送模块和超声波接收模块的距离值对计算所使用的超声波速度值进行校正，然后根据T4和校正后的超声波速度即可计算出需要聚焦的物体到受话器之间的距离，从而根据受话器与镜头之间的距离可以计算或估计需要聚焦的物体到镜头之间的距离。

在本发明一些实施例中，所述计算目标拍摄对象与镜头之间的距离的步骤之前，还包括：

根据检测环境的实时温度和超声波基准传输速度计算超声波传输速度。

超声波在空气中传播速度V＝331.4+0.6t，t为空气中的温度，以摄氏度为单位。t可以通过置于手机的温敏传感器实现检测。

同时，本发明提供一种对焦装置，结构如图4所示，包括：

超声波发送模块401：用于向目标区域发送超声波；

第一超声波接收模块402：用于接收所述目标区域内由目标拍摄对象反射的超声波；

距离计算模块403：用于根据超声波检测参数和超声波传输速度，计算目标拍摄对象与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离；

对焦模块404：用于根据目标拍摄对象与镜头之间的距离进行对焦；

所述超声波检测参数包括接收到的目标拍摄对象反射的超声波的时间、超声波发射时间、超声波发射点与镜头之间的距离；。

在本发明一些实施例中，

所述装置还包括：

第二超声波接收模块：用于接收所述目标区域内的参照物反射的超声波；

所述超声波检测参数还包括超声波发送到所述参照物的时间和接收到所述参照物反射超声波的时间的时间差；

所述计算目标拍摄对象与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离的步骤具体包括：

参照传输时间计算模块：用于计算参照物到所述镜头之间的超声波传输时间；

参照距离计算模块：用于根据所述参照物到所述镜头之间的超声波传输时间计算参照物到所述镜头之间的距离；

计算参数校准模块：用于根据预先记载的所述参照物到所述镜头之间的实际距离，对所述参照距离进行校正，计算校正参数；

根据所述校正参数以及目标拍摄对象到所述镜头之间的超声波传输时间计算所述目标拍摄对象到镜头之间的距离。

在本发明一些实施例中，所述装置应用于移动通信终端；所述超声波发射点位于移动通信终端受话器；所述参照物为移动通信终端与所述受话器位置对应的外壳内壁。

在本发明一些实施例中，所述装置还包括：

距离检测指令接收模块：用于接收目标拍摄对象距离检测指令；

超声波发送模块触发模块：用于根据所述目标拍摄对象距离检测指令，进入所述向目标区域发送超声波的步骤。

在本发明一些实施例中，所述装置还包括：

超声接收通知发出模块：用于发出超声波接收通知；

超声接收通知接收模块：用于接收超声波接收通知；

超声波检测参数计算模块：用于根据所述超声波接收通知的接收时间计算所述超声波检测参数。

在本发明一些实施例中，所述装置还包括：

超声波实际传输速度计算模块：用于根据检测环境的实时温度和超声波基准传输速度计算超声波传输速度。

从上面所述可以看出，本发明提供的对焦方法和装置，能够采用超声波对目标拍摄对象与拍摄需要聚焦的物体的镜头之间的距离，提高了测量准确性。由于超声波传输速度非常快，因而超声波检测参数也能够在拍摄时快速获得，从而提高了对焦速度；此外，由于采用超声波能够在短时间内准确地进行距离检测，因此能够提高对焦效果，对焦效果不受环境因素影响。

应当理解，本说明书所描述的多个实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种对焦方法，所述方法应用于移动通信终端，其特征在于，包括：

所述移动通信终端的受话器向目标区域发送超声波；

所述移动通信终端的麦克风接收所述目标区域内的目标拍摄对象反射的超声波；

其中，所述麦克风设置于受话器附近；

根据超声波检测参数和超声波传输速度，以及所述受话器与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离，计算所述目标拍摄对象与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离；

根据所述目标拍摄对象与所述镜头之间的距离进行对焦；

所述超声波检测参数包括超声波发送到目标拍摄对象的时间和接收到目标拍摄对象反射超声波的时间的时间差；

所述计算所述目标拍摄对象与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离的步骤之前，还包括：

接收所述目标区域内的参照物反射的超声波；

所述参照物为移动通信终端与移动通信终端受话器位置对应的外壳内壁。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述目标拍摄对象与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离的步骤之前，还包括：

所述超声波检测参数还包括超声波发送到所述参照物的时间和接收到所述参照物反射超声波的时间的时间差；

所述计算目标拍摄对象与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离的步骤具体包括：

计算所述超声波发送到所述参照物的时间与接收到所述参照物反射的超声波的时间的参照时间差；

根据所述参照物时间差和超声波速度计算参照距离；

根据预先记载的超声波发射点到所述参照物的距离以及超声波接收点到所述参照物的距离，对所述参照距离进行校正，计算校正参数；

根据所述校正参数以及所述目标拍摄对象与所述镜头之间的超声波传输时间计算所述目标拍摄对象到镜头之间的距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向目标区域发送超声波之前还包括：

接收目标拍摄对象距离检测指令；

根据所述目标拍摄对象距离检测指令，进入所述向目标区域发送超声波的步骤；

所述接收由目标拍摄对象反射的超声波的步骤之后、所述计算目标拍摄对象与镜头之间的距离的步骤之前，还包括：

发出超声波接收通知；

接收超声波接收通知；

根据所述超声波接收通知的接收时间计算所述超声波检测参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算目标拍摄对象与镜头之间的距离的步骤之前，还包括：

根据检测环境的实时温度和超声波基准传输速度计算超声波传输速度。

5.一种对焦装置，所述装置应用于移动通信终端，其特征在于，包括：

超声波发送模块：用于向目标区域发送超声波；

第一超声波接收模块：用于接收所述目标区域内由目标拍摄对象反射的超声波；

其中，所述超声波发送模块为所述移动通信终端的受话器，所述第一超声波接收模块为所述移动通信终端的麦克风，其中，所述麦克风设置于受话器附近；

距离计算模块：用于根据超声波检测参数和超声波传输速度，以及所述受话器与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离，计算目标拍摄对象与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离；

对焦模块：用于根据目标拍摄对象与镜头之间的距离进行对焦；

第二超声波接收模块：用于接收所述目标区域内的参照物反射的超声波；

所述超声波检测参数包括超声波发送到目标拍摄对象的时间和接收到目标拍摄对象反射超声波的时间的时间差；

所述参照物为移动通信终端与移动通信终端受话器位置对应的外壳内壁。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

所述超声波检测参数还包括超声波发送到所述参照物的时间和接收到所述参照物反射超声波的时间的时间差；

所述计算目标拍摄对象与用于拍摄所述目标拍摄对象的镜头之间的距离的步骤具体包括：

参照传输时间计算模块：用于计算所述超声波发送到所述参照物的时间到接收到所述参照物反射的超声波的时间的参照时间差；

参照距离计算模块：用于根据所述参照物时间差和超声波速度计算参照距离；

计算参数校准模块：用于根据预先记载的超声波发射点到所述参照物的距离以及超声波接收点到所述参照物的距离，对所述参照距离进行校正，计算校正参数；

根据所述校正参数以及目标拍摄对象到所述镜头之间的超声波传输时间计算所述目标拍摄对象到镜头之间的距离。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

距离检测指令接收模块：用于接收目标拍摄对象距离检测指令；

超声波发送模块触发模块：用于根据所述目标拍摄对象检测指令，进入所述向目标区域发送超声波的步骤；

所述装置还包括：

超声接收通知发出模块：用于发出超声波接收通知；

超声接收通知接收模块：用于接收超声波接收通知；

超声波检测参数计算模块：用于根据所述超声波接收通知的接收时间计算所述超声波检测参数。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

超声波实际传输速度计算模块：用于根据检测环境的实时温度和超声波基准传输速度计算超声波传输速度。