智能手机摄像头对焦技术知多少?

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        摄像头是智能手机用户使用得较多和较频繁的功能，其效果和体验的好坏能影响用户的购买欲望。所以很多品牌都不断在对焦效果上下功夫来改善拍照体验。那什么是对焦呢？通俗来说是移动摄像头内的镜头，使被拍物成像清晰的过程。

     对焦过程是用户能够感知到的，其速度的快慢及对焦的准确度直接影响用户的拍照体验。不同的对焦技术有不同的对焦效果。在当今智能手机市场上有哪些对焦技术的应用呢？它们的优劣如何？

      对焦技术总的可以分为2大类，一类是被动对焦，另一类是主动对焦。

1、对比式对焦（Contrast AF，或者叫反差式对焦）

     这是一种被动对焦技术，是目前使用最广泛的技术。其大致原理如下：开始对焦时软件从获取到的第一幅图像中计算出对焦框内的对比度值（FV，可以理解为清晰度），然后控制镜头向内或者向外移动，移动过程中继续计算每一幅图像的对比度值。找出这些值中的最大值（最清晰点），最大值对应的镜头位置就是对焦点。最后软件控制镜头回到对焦点完成对焦。

     这种技术因为要计算多帧（比如30帧）图像才能得出对焦点并完成对焦，所以花费的时间较多。以预览帧率30帧/秒的摄像头计算需要1s才能对焦成功。实际使用这种技术对焦的智能手机表现可能更差，部分需要2s或3s才实现成功对焦。除了该技术的算法局限外，还与对焦参数的调校水平有关。

     该技术的优点是成熟稳定，应用广，硬件成本相对低。缺点是用时长，弱光下表现差。

2、  相位探测对焦（PDAF）

     这是一种被动对焦技术。该技术最早由三星从单反相机上引入到智能手机领域，不过是今年开始流行起来的。随着iphone6和iphone6+的火爆，其他品牌也接连推出带有该技术的智能手机。其原理是在传感器上，构建几组遮蔽像素，专门用来进行相位检测，通过像素之间的距离及其变化等因子来决定对焦的偏移值。通俗点讲是通过支持该技术的摄像头模组获取被摄物体的相位差计算出要移动镜头的距离，最终达到直接合焦的目的。基本上手机移动时用户不会感知到明显的对焦动作。

     该技术的优点是对焦速度快，弱光下表现也好。缺点是在混合光线环境下易对焦失败，另一个是成本相比普通模组高。

3、   Hybrid AF

     该技术属于被动对焦技术。该技术基于双摄像头，一颗主摄像头提供正常图像数据，另一颗副摄像头辅助提供景深信息。软件通过同一时刻的主副摄像头的图像数据计算出整个场景的景深映射表（Depth Map），找到被摄物体的距离并计算出需要移动镜头的步数。在下一帧图像到来时推动镜头移动到最清晰的位置。通常主摄像头会使用闭环马达来进一步提高对焦的速度和准确性。使用该技术可以达到的对焦时间为250ms ~300ms，相比PDAF技术还要稍好点。但缺点是软件算法受主副双摄的图像质量及效果同步影响较大，稳定度稍差，另外因为使用两个摄像头，成本也高。

4、  激光或者红外对焦

     该技术属于主动对焦技术。今年智能手机市场上推出了几款有激光或者红外对焦功能的智能手机。原理是通过激光或者红外发射器发射光信号照射物体，通过传感器接收被摄物体反射回来的光信号得出时间差，利用光速公式计算出被摄物体的距离。对焦算法根据这个值得出需要移动镜头的距离并控制镜头完成对焦。这种主动对焦技术对焦成功率高，速度快 （比如红外对焦实测0.157s，激光对焦0.276s），但缺点是成本高，在对着一些不容易反射的物体对焦时易失败。

    这些技术的引入是为了改善用户拍照的体验，也能为自家的产品增加卖点提升品牌含金量，对买卖双方都是双赢的。