被动对焦中的相位对焦与反差对焦

最新推荐文章于 2024-09-11 22:25:18 发布

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文章标签：人工智能

原文链接：http://www.cnblogs.com/wxl845235800/p/9725250.html

本文深入解析了相位对焦(PDAF)与反差对焦(CDAF)两种主流自动对焦技术的工作原理、优缺点及应用场景。相位对焦速度快，适用于光线充足环境；反差对焦精度高，对光线条件要求较低。文章详细介绍了两种技术的实现机制，以及在不同设备如单反相机、无反相机和智能手机中的应用。

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一般来讲：单反相机全部采用相位式对焦。无反相机和消费级相机采用反差式对焦。

图像最清晰----对比度最大-----像差最小

反差对焦就是通过找对焦区域对比度最大的点作为对焦准确的点，而相位对焦则是找对焦区域相差最小的点作为对焦准确的点。

相位对焦速度更快，反差对焦成功率更高。

相位对焦实现复杂需要额外的相位检测装置或者对sensor的pixel进行重新设计，并且对光线的要求比较高；而反差对焦则实现较简单，只需要通过算法去判断对比度就行了，并且对光线的要求不是那么高。

相位对焦

相位对焦——PDAF：它的全称是Phase Detection Auto Focus，字面意思就是“相位检测自动对焦”。

相位对焦技术在数码相机领域应用已经十分成熟，在智能手机领域则仍处于起步阶段。

相位检测对焦系统构造相对复杂，通过分离镜头和线性传感器将图像分离出2个图像，然后通过线性传感器检测出两个图像之间的距离。

单反相机普遍采用相位对焦系统，相比于数码单反相机上的相位对焦，手机上的相位对焦则是直接将自动对焦传感器与像素传感器直接集成在一起，

即从像素传感器上拿出左右相对的成对像素点，分别对场景中的物体进行进光量等信息的检测，通过比对左右两侧的相关值情况，便会迅速找出准确的对焦点，之后镜间马达便会一次性将镜片推动到相应位置完成对焦。

在讨论PDAF功能的时候，大部分情况下我们都会声称通过该功能模组能够知道当前被摄物的距离。其实我们并非物理上知道被摄物的距离，而是通过左右shield pixel之间的差异来将被摄物映射到镜头移动距离中的某个位置。

系统在进行对焦的时候，需要将检测到的相位差(phase difference)转换为离焦率(Defocus Value)，这个转换过程应用到的表单数据称为DCC(defocus conversion coefficient)。这个转换过程应用到的表单数据称为DCC(defocus conversion coefficient)离焦转换系数。

【优缺点】

相位式对焦是通过相位检测的线性信号来判断当前的焦点位置是靠前还是靠后，并且准确的告诉镜头驱动模块，应该将镜片向哪个方向移动。而且在准确焦点位置的时候，相位检测系统可以准确的知道当前已经处于合焦状态。不需要再重复来回移动对焦镜片组。所以在速度上会比反差式对焦要快很多。

但是，在实际拍摄中还是会出现反复对焦、难以对焦的状况。这主要就是拍摄光亮和景物反差的缘由所导致的。相位式对焦也是被动式的对焦方式，是靠光线反射进镜头。然后传送到相应的部件上去进行识别，然后驱动对焦模块如何工作的。那么当光线弱、光线不足的情况下，对焦速度和性能会明显下降。（注意，对焦点只是采样只是焦点范围内一小部分区域的光线。也许此时你整个画面很明亮），感光器根本就无法做判断，就会出现难以对焦的局面。

相位对焦虽然在对焦速度上较有优势，但是在对焦精度上却受限颇多。因为由镜头进入的光通过半反射镜，再经过折射到达对焦传感器。因此，传感器的位置要非常精确。此外，由于温度的升高或降低，机内材料会发生膨胀或伸缩，因此到AF传感器的光路长会发生变化，对焦成功率会受到影响。

反差对焦将对焦传感器、半反射镜取消了，由此引发的光路长度变化等顾虑也就没有了，因此也提高了对焦成功率。