一种自动拍照方法及装置与流程

本发明涉及自动拍照领域，具体涉及一种自动拍照方法及装置。

背景技术：

随着大量的监控数据需要存储、归档和整理，例如，课本扫描、法院资料呈现等情形下，经常要进行图像手动拍照，即是在呈现的画面出现变化时，需要进行手动拍照。目前的做法是：画面呈现->按拍照键->画面更新->按拍照键->画面更新…，在动辄上百页甚至更多的资料时，这样操作不但耗力，而且非常耗时。为了操作方便，可以选择事件触发拍照，例如移动物体的侦测，当出现画面更新时，触发拍照功能。

目前，主流的移动侦测功能主要分为以下几种算法。

前后帧差分：通过判断时间T秒和(T+n)秒的两帧或者相近时间内的几帧进行比较，当不同时间点的帧之间差分值大于一定值时，则触发移动侦测对应所设定的事件。

背景差法：基于对静态背景建立一个模型，在当前采样帧和背景模型的差分值大于一预设定值时，触发移动侦测对应所设定的事件。

光流法：利用运动物体的时域光流特性，提取出移动物体，从而触发移动侦测对应所设定的事件。

上述前后帧差分、背景差法、光流法，都需要将一个时间段内若干帧连续的图像或该时间段内多个指定时间点的关键帧图像进行存储，之后利用所述图像的像素值计算移动侦测所需的参数进行移动判断，因此存储图像的内存开销非常大，且进行移动侦测的计算量非常大，通常需要额外消耗独立的软、硬件资源。

而市场上很多摄像机基于成本考虑，没有很高速的处理器或者大块的可用内存用于移动侦测计算，但是所有展台都有自动聚焦功能，而自动聚焦功能的算法就是基于聚焦值的运用，展台环境比较稳定，可以利用展台当前图像帧的聚焦值与之前图像帧的聚焦值的变化作为判断画面是否运动的依据，运算量很小。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的上述缺陷，提供一种自动拍照方法，克服现有技术在呈现图像出现变化时，需要进行手动拍照的缺陷，基于聚焦值计算的全新移动侦测方法，运算量小，节省了软、硬件资源。

根据本发明的一个方面，提供一种自动拍照方法，包括获取初始图像帧的聚焦值作为聚焦参考值，获取当前图像帧的聚焦值，当所述聚焦参考值与所述当前图像帧的聚焦值的绝对差值大于第一预设值时，如果连续M个图像帧中有N个图像帧的聚焦值与所述聚焦参考值的绝对差值都大于所述第一预设值，则判断当连续K个当前图像帧的聚焦值与前一图像帧的聚焦值的绝对差值小于或等于所述第一预设值，则执行拍照。

当所述聚焦参考值与所述当前图像帧的聚焦值的绝对差值小于或等于所述第一预设值时，则所述聚焦参考值等于所述当前图像帧的聚焦值，并继续获取当前图像帧的聚焦值，并判断所述聚焦参考值与所述当前图像帧的聚焦值的绝对差值是否大于所述第一预设值。

当所述连续M个图像帧中没有所述N个图像帧的所述聚焦值与所述聚焦参考值的绝对差值大于所述预设值，则所述聚焦参考值等于所述当前图像帧的聚焦值，并继续获取当前图像帧的聚焦值，并判断所述聚焦参考值与所述当前图像帧的聚焦值的绝对差值是否大于所述第一预设值。

所述M、N和K根据帧率取值。

所述M值为帧率乘3/5，所述N值为帧率乘2/5，所述K值为帧率乘1/5。

所述第一预设值为所述聚焦参考值与第二预设值的乘积，所述第二预设值为大于零且小于1的小数。

所述第二预设值大于等于0.05且小于等于0.1。

执行拍照后，继续执行获取初始图像帧的聚焦值作为聚焦参考值及后续步骤。

执行拍照后，所述聚焦参考值等于所述当前图像帧的聚焦值，继续获取当前图像帧的聚焦值及后续步骤。

另一方面，本发明还提供了一种自动拍照装置，包括聚焦参考值生成模块、聚焦值获取模块、第一判断模块、第二判断模块和拍照模块，所述聚焦参考值生成模块获取图像帧的聚焦值作为聚焦参考值；所述聚焦值获取模块获取当前图像帧的聚焦值；所述第一判断模块根据所述聚焦参考值和所述当前图像帧的聚焦值判断图像是否发生预设变化；所述第二判断模块用于当图像发生预设变化后，根据当前图像帧的聚焦值与前一图像帧的聚焦值判断图像预设变化是否结束；所述拍照模块用于当图像预设变化结束时，执行自动拍照。

所述聚焦参考值生成模块获取初始图像帧的聚焦值作为所述聚焦参考值。

当所述聚焦参考值与所述当前图像帧的聚焦值的绝对差值大于第一预设值时，如果连续M个图像帧中有N个图像帧的所述聚焦值与所述聚焦参考值的绝对差值都大于所述第一预设值，则所述第一判断模块判断图像发生预设变化。

当所述聚焦参考值与所述当前图像帧的聚焦值的绝对差值小于或等于所述第一预设值时，则所述聚焦参考值等于所述当前图像帧的聚焦值，并继续执行所述聚焦值获取模块及后续模块。

当所述连续M个图像帧中没有所述N个图像帧的所述聚焦值与所述聚焦参考值的绝对差值大于所述第一预设值时，则所述聚焦参考值等于所述当前图像帧的聚焦值，并继续执行所述聚焦值获取模块及后续模块。

当连续K个当前图像帧的聚焦值与前一图像帧的聚焦值的绝对差值小于或等于所述第一预设值时，所述第二判断模块判断图像预设变化结束。

所述M、N和K根据帧率取值。

所述M值为帧率乘3/5，N值为帧率乘2/5，所述K值为帧率乘1/5。

所述第一预设值为所述聚焦参考值与第二预设值的乘积，所述第二预设值为大于零且小于1的小数。

所述第二预设值大于等于0.05且小于等于0.1。

拍照模块执行完成后，继续执行所述聚焦参考值生成模块及后续模块。

拍照模块执行完成后，所述聚焦参考值等于所述当前图像帧的聚焦值，并继续执行所述聚焦值获取模块及后续模块。

本发明的有益效果在于，通过采用本发明的自动拍照方法，使得在展示图像时，只需要开启自动检测拍照功能，即可对发生更新的图像进行自动拍照，所有流程全部由软件计算执行,相比于现有的移动侦测方法，运算量小，节省了软、硬件资源，在操作方便快捷的同时，大大节省了时间。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有技术中一个翻页动作产生中聚焦值随时间变化的示意图；

图2是本发明一实施例的自动拍照方法100流程框图；

图3是本发明一实施例的自动拍照方法200流程框图；

图4是本发明一实施例的自动拍照装置300的框图；

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

目前的所有实物展台都有自动聚焦功能，而自动聚焦功能的算法就是基于聚焦值的运用，展台环境比较稳定，可以利用展台当前图像帧的聚焦值与之前图像帧的聚焦值的变化作为判断画面是否变化的依据，运算量很小。

聚焦值是一个图像画面梯度统计值(具体呈现方式就是值越大画面越清晰)。静止画面该值基本稳定，且维持在一个较高值，只会在很小范围内波动，而在画面运动过程中，该值就会产生变化，且波动范围较大。聚焦值的最终体现形式就是一个正整数，并且只跟当前图像帧有关系，不需要很多的内存用于存储计算。

对于实物展示台来讲，环境相对比较固定，而翻页动作有些固定的特征：持续性，即，翻页过程从开始到结束持续进行无间断；时间一致性，即，不同的人整个翻页过程的时间基本都在1～3秒，针对这些特性，如果帧率按照50帧/秒计算，整个翻页过程大概持续50帧到150帧。所以，可以依据画面聚焦值的变化情况来判断翻页动作开始和结束，在翻页动作结束时，执行自动拍照。

在现有技术中，实物展台中发生一个翻页动作时，聚焦值随时间的变化示意图如附图1所示。可以很很明确的看出，当未翻页之前，图像的聚焦值基本保持稳定，当翻页时，聚焦值产生较大幅度的波动，当翻页结束，画面静止下来后，聚焦值又趋于稳定。

如图2所示，是本发明一实施例的自动拍照方法100流程框图。其正是利用现有技术中发生并完成翻页动作过程中聚焦值的变化而完成的。包括以下步骤：

步骤101，获取初始图像帧的聚焦值，并将该聚焦值作为聚焦参考值。在具体实施方式中，聚焦参考值为系统刚开始运行时的图像帧的聚焦值，即初始图像帧的聚焦值。当图像静止的时候，图像帧的聚焦值比较稳定，但也有小范围的波动，可以设置一个波动门槛等级,当聚焦值在波动门槛等级范围内波动时，认为图像是静止的，聚焦参考值不变。

步骤103：获取当前图像帧的聚焦值。在具体实施方式中，当一个新的图像帧到来时，读取该新的图像帧的聚焦值，即当前图像帧的聚焦值。需要说明的是，在步骤105、步骤107和步骤109执行过程中，都需要不断获取当前图像帧的聚焦值。

步骤105：当聚焦参考值与当前图像帧的聚焦值的绝对差值大于第一预设值时，判断图像开始发生预设变化，并执行步骤107。否则，可继续执行步骤103。需要说明的是，本专利中的“图像开始发生预设变化”指的是首次出现的当前图像帧的聚焦值的波动超过第一预设值。

步骤107：当连续M个图像帧中有N个图像帧的聚焦值与聚焦参考值的绝对差值都大于第一预设值时，判断图像发生预设变化，则执行步骤109。否则，可继续执行步骤103。通过这样的判断方法，可以很好的避免外界因素的干扰。需要说明的是，本专利中的“图像发生预设变化”指的是在图像开始发生预设变化之后，继续有多个图像帧的聚焦值的波动超过第一预设值。

步骤109：当连续K个当前图像帧的聚焦值与前一图像帧的聚焦值的绝对差值小于或等于第一预设值时，则判断图像预设变化结束，执行步骤111。否则，继续获取当前图像帧的聚焦值，并执行步骤109，直至连续K个当前图像帧的聚焦值与前一图像帧的聚焦值的绝对差值小于或等于第一预设值，即图像预设变化结束，再执行步骤111。

在一实施方式中，M、N和K可依据不同的帧率取不同的数值。在具体实施方式中，M值可为帧率乘3/5，N值可为帧率乘2/5，K值可为帧率成1/5。例如，当帧率为50时，M可取值为30，N可取值为20，K可取值为10。当采用这中比例取值时，步骤107和步骤109的判断精度是最佳的，自动拍照方法100的精度也是最佳的。

在一实施方式中，第一预设值可以是步骤101中获取的聚焦参考值与第二预设值的乘积，第二预设值的取值范围可以是大于0且小于1的小数，第二预设值可以调节检测的灵敏度。通常情况下，第二预设值太低容易误判，太高又容易漏检，作为优选实施方式，第二预设值可设置为大于等于0.05且小于等于0.1。

步骤111，执行拍照。

在一实施方式中，当执行拍照之后，可继续执行步骤101及后续步骤。可进行连续的自动拍照。

在又一实施方式中，当执行拍照之后，可将当前图像帧的聚焦值作为新的聚焦参考值，并继续执行步骤103及后续步骤。

如图3所示，是本发明又一实施例的自动拍照方法200流程框图。其中步骤201、步骤203、步骤209和步骤211分别与图2所示的自动拍照方法100的步骤101、步骤103、步骤109和步骤111相同，这里不再赘述。

其中，步骤205：当聚焦参考值与当前图像帧的聚焦值的绝对差值大于第一预设值时，判断图像开始发生预设变化，并执行步骤207。否则，可执行步骤204，即，聚焦参考值等于当前图像帧的聚焦值，并继续执行步骤203。通过执行步骤204，可以提高判断图像发生预设变化的准确性，进而提高自动拍照方法200的准确性。

步骤207：当连续M个图像帧中有N个图像帧的聚焦值与聚焦参考值的绝对差值都大于第一预设值时，判断图像发生预设变化，则执行步骤209。否则，可执行步骤204，即，聚焦参考值等于当前图像帧的聚焦值，并继续执行步骤203。可在避免外界因素的干扰的同时，提高判断图像发生预设变化的准确性。

如图4所示，是本发明一实施例的自动拍照装置300的框图。包括聚焦参考值生成模块302、聚焦值获取模块304、第一判断模块306、第二判断模块308和拍照模块310。聚焦参考值生成模块302获取图像帧的聚焦值作为聚焦参考值；聚焦值获取模块304获取当前图像帧的聚焦值；第一判断模块306根据聚焦参考值和当前图像帧的聚焦值判断图像是否发生预设变化；第二判断模块308在图像发生预设变化后，根据当前图像帧的聚焦值与前一图像帧的聚焦值判断图像预设变化是否结束；拍照模块310在图像预设变化结束时，执行自动拍照。

在一实施方式中，自动拍照装置300开始工作后，聚焦参考值生成模块302获取初始图像帧的聚焦值，并将该聚焦值作为聚焦参考值。在具体实施方式中，聚焦参考值为系统刚开始运行时的图像帧的聚焦值，即初始图像帧的聚焦值。当图像静止的时候，图像帧的聚焦值比较稳定，但也有小范围的波动，可以设置一个波动门槛等级,当聚焦值在波动门槛等级范围内波动时，认为图像是静止的，聚焦参考值不变。

在一实施方式中，聚焦值获取模块304持续获取当前图像帧的聚焦值。在具体实施方式中，当一个新的图像帧到来时，聚焦值获取模块304会获取该新的图像帧的聚焦值，即当前图像帧的聚焦值。需要说明的是，在第一判断模块306和第二判断模块308执行的过程中，都是需要不断获取当前图像帧的聚焦值。

在具体实施方式中，可以通过图像传感器自带的聚焦值获取功能获取图像帧的聚焦值，也可以将输出图像的模拟信号通过带通滤波电路和积分电路组合，通过模数(A/D)转换来获取图像帧的聚焦值，也可通过可编程逻辑器件计算出图像帧的聚焦值。

在一实施方式中，当聚焦参考值与当前图像帧的聚焦值的绝对差值大于第一预设值时，如果连续M个图像帧中有N个图像帧的聚焦值与聚焦参考值的绝对差值都大于第一预设值，则第一判断模块306判断图像发生预设变化，自动拍照装置300将会执行第二判断模块308。否则，自动拍照装置300会继续执行聚焦值获取模块304及后续模块。通过这样的判断，可以很好的避免外界因素的干扰。

在一实施方式中，当聚焦参考值与当前图像帧的聚焦值的绝对差值小于或等于第一预设值时，可更新聚焦参考值，即聚焦参考值等于当前图像帧的聚焦值，并继续执行聚焦值获取模块304。通过更新聚焦参考值，可以提高第一判断模块306判断图像发生预设变化的准确性，提高自动拍照装置300的灵敏度。

在一实施方式中，当没有连续M个图像帧中有N个图像帧的聚焦值与聚焦参考值的绝对差值都大于第一预设值时，可更新聚焦参考值，即聚焦参考值等于当前图像帧的聚焦值，并继续执行聚焦值获取模块304。可进一步提高第一判断模块306判断图像发生预设变化的准确性，提高自动拍照装置300的灵敏度。

在一实施方式中，当连续K个图像帧的聚焦值与前一图像帧的聚焦值的绝对差值小于或等于第一预设值时，第二判断模块308判断图像预设变化结束，可执行拍照。否则，自动拍照装置300将会继续获取当前图像帧的聚焦值，并继续执行第二判断模块308，直至连续K个图像帧的聚焦值与前一图像帧的聚焦值的绝对差值小于或等于第一预设值，即图像预设变化结束，再执行拍照。

在一实施方式中，M、N和K可依据不同的帧率取不同的值。在具体实施方式中，M值可为帧率乘3/5，N值可为帧率乘2/5，K值可为帧率乘1/5。例如，当帧率为50时，M可取值为30，N可取值为20，K可取值为10。当采用这中比例取值时，第一判断模块306和第二判断模块308的判断精度是最佳的，自动拍照装置300也是最准确的。

在一实施方式中，第一预设值可以是聚焦参考值与第二预设值的乘积，第二预设值的取值可为大于0小于1的小数，第二预设值可以调节检测的灵敏度。通常情况下，第二预设值太低容易误判，太高又容易漏检，作为优选的实施方式，第二预设值可以是大于等于0.05且小于等于0.1。

在一实施方式中，拍照模块310执行完成之后，可继续执行聚焦参考值生成模块302及后续模块。可实现连续自动拍照。

在又一实施方式中，拍照模块310执行完成后，可将聚焦参考值更新为当前图像帧的聚焦值，并继续执行聚焦值获取模块304及后续模块。

在运用此技术后，使得在实物展示时，只需要开启自动检测拍照功能，即可对发生更新的图像进行自动拍照，即画面呈现->翻页->翻页…->关闭自动检测拍照功能，按键拍照这一过程将变换成全部由软件计算执行,运算量小，节省了软、硬件资源，在操作方便快捷的同时，将大大节省完成所需的时间。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。