一种基于红外技术的终端设备的拍摄方法及装置与流程

本发明实施例涉及拍摄技术，尤其涉及一种基于红外技术的终端设备的拍摄方法及装置。

背景技术：

手机或平板电脑等终端设备都有拍摄功能，对于拍摄来说对焦很重要。已有的对焦方式有反差对焦和相位对焦。

反差对焦：镜片通过不断地对当前对焦区域进行摸索，不断伸缩以寻找到对焦点与环境有颜色反差的边缘从而判断到要拍照的对象在哪里。如果要拍摄的对象是一片纯色，采用反差对焦的设备就无法对焦了。这种对焦方式耗时长，因为镜头的伸缩必须全程进行，就算过程中发现合焦的地方也不会停下来，只有全过程进行完毕才判定最清晰的对焦位置。

相位对焦：相位差检测方式是单反数码相机普遍使用的对焦方案，现在也被应用到手机或平板电脑等终端设备的摄像头对焦系统上来。此方案是通过检测对焦点前后方向存在多少差值来实现高速合焦的。简单可以理解为相位是否一致，可以知道是否为同一个点进来的光线，也就知道是否合焦。相位对焦较复杂，从单反数码相机角度上讲，相位对焦是应用在单反相机搭载的自动对焦的专用传感器上。这种对焦方式对光线要求很高，弱光条件下不易实现对焦，对终端设备的硬件性能要求也很高。

综合上述两种现有的对焦技术，可发现它们存在原理复杂、耗时较长以及在弱光和纯色环境下不易对焦的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种基于红外技术的终端设备的拍摄方法及装置，可以简单、快速且有效地进行对焦。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于红外技术的终端设备的拍摄方法，包括：

通过所述红外光收发模块发射红外光，并接收外界场景中的景物反射的红外光；

根据发射红外光到接收红外光经历的时间计算所述终端设备与景物的距离；

控制所述白光灯摄像头根据所述距离进行对焦；

控制所述白光灯摄像头进行拍摄。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于红外技术的终端设备的拍摄装置，包括：

红外光收发模块，用于通过所述红外光收发模块发射红外光，并接收外界场景中的景物反射的红外光；

距离计算模块，与所述红外光收发模块相连，用于根据发射红外光到接收红外光经历的时间计算所述终端设备与景物的距离；

对焦模块，与所述距离计算模块相连，用于控制所述白光灯摄像头根据所述距离进行对焦；

拍摄模块，与所述对焦模块相连，用于控制所述白光灯摄像头进行拍摄。

本发明实施例根据发射红外光到接收红外光经历的时间计算所述终端设备与景物的距离来对焦，对焦方式简单且快速，对弱光或纯色环境适应性强。同时红外光是一种不可见光，不会伤害人体，不会打扰到被拍摄的人。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种基于红外技术的终端设备的拍摄方法流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种基于红外技术的终端设备的拍摄方法流程图；

图3是本发明实施例三提供的一种基于红外技术的终端设备的拍摄方法流程图；

图4是本发明实施例四提供的一种基于红外技术的终端设备的拍摄装置结构示意图；

图5是本发明实施例五提供的一种可应用基于红外技术的终端设备的拍摄方法的终端设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种基于红外技术的终端设备的拍摄方法流程图，本实施例可适用于终端设备进行拍摄的情况，该方法可以由基于红外技术的终端设备的拍摄装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件方式实现，该装置可以集成在任何包括摄像头和红外光收发模块的设备中，例如典型的是用户终端设备，如手机、平板电脑等。该方法包括：

S101、通过所述红外光收发模块发射红外光，并接收外界场景中的景物反射的红外光。

红外光是一种不可见光，不会伤害人体。当用终端设备拍摄人时，不可见的红外光不会打扰到被拍摄的人。红外光收发模块既能发射红外光，也能接收红外光。在终端设备进行拍摄时，红外光收发模块发射的红外光照射到外界场景中的景物，然后红外光收发模块接收外界场景中的景物反射的红外光。例如用终端设备进行自拍时，红外光收发模块发射的红外光照射用户的面部，然后红外光收发模块接收用户的面部反射的红外光。

S102、根据发射红外光到接收红外光经历的时间计算所述终端设备与景物的距离。

通过软件或硬件的方式，将发射红外光到接收红外光经历的时间乘以光速得到红外光往返的距离，再除以2得到红外光收发模块与景物的距离。可以以该距离作为终端设备与景物的距离。

进一步地，根据发射红外光到接收红外光经历的时间计算所述红外光收发模块与外界场景中的景物的第一距离；根据红外光收发模块与白光灯摄像头之间的距离和所述第一距离计算所述白光灯摄像头与景物的距离。

白光灯摄像头成像的清晰度与测得的白光灯摄像头与景物距离的准确度有关。根据发射红外光到接收红外光经历的时间计算的第一距离是红外光收发模块与外界场景中的景物的距离，不是白光灯摄像头与景物的距离。红外光收发模块、白光灯摄像头及景物构成三角形，红外光收发模块与白光灯摄像头的距离是已知的，在获取到红外光收发模块与景物的距离和角度后可根据三角形余弦定理算出白光灯摄像头与景物的距离。通常在拍摄时白光灯摄像头正对着景物，为方便起见，白光灯摄像头与景物的连线跟白光灯摄像头与红外光收发模块的连线可当作是近似垂直的，在已知红外光收发模块与景物的距离和白光灯摄像头与红外光收发模块的距离时，可算得白光灯摄像头与景物的距离。

S103、控制所述白光灯摄像头根据所述距离进行对焦。

根据白光灯摄像头与景物的距离，控制白光灯摄像头的马达使白光灯摄像头位于合适位置进行对焦，让白光灯摄像头清晰成像。这种根据景物的距离进行对焦的方式计算简单，对焦快速。

红外光对弱光或纯色环境适应性强，利用红外光可在弱光或纯色环境下更快更精准地对焦。

红外对焦也可与反差对焦和/或相位对焦等现有的对焦方式结合来构成混合对焦。混合对焦视环境而定，选择性地使用最快速的对焦方式。

S104、控制所述白光灯摄像头进行拍摄。

在完成对焦后，景物在白光灯摄像头清晰成像，便可控制白光灯摄像头进行拍摄。

本实施例根据发射红外光到接收红外光经历的时间计算所述终端设备与景物的距离来对焦，对焦方式简单且快速，对弱光或纯色环境适应性强。同时红外光是一种不可见光，不会伤害人体，不会打扰到被拍摄的人。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种基于红外技术的终端设备的拍摄方法流程图，实施例二以上述实施例为基础，优选是将终端设备进一步优化为：所述终端设备还包括红外摄像头，以及将控制所述白光灯摄像头进行拍摄优化为，通过所述红外摄像头获取细节轮廓，通过所述白光灯摄像头获取色彩信息，将所述细节轮廓和所述色彩信息合成画面。

本实施例提供的基于红外技术的终端设备的拍摄方法包括以下步骤：S201、S202、S203、S204和S205。其中，S201、S202及S203分别与实施例一中的S101、S102及S103相同，相同的步骤不再赘述。

S201、通过所述红外光收发模块发射红外光，并接收外界场景中的景物反射的红外光。

S202、根据发射红外光到接收红外光经历的时间计算所述终端设备与景物的距离。

S203、控制所述白光灯摄像头根据所述距离进行对焦。

S204、通过所述红外摄像头获取细节轮廓，通过所述白光灯摄像头获取色彩信息。

两颗摄像头协同合作，白光灯摄像头用于获取色彩信息，红外摄像头获取细节轮廓。白光灯摄像头一般采用的是RGB Bayer阵列的设计，白光灯摄像头的成像过程中，光线通过滤光片时每个像素产生一种颜色的值，只是CMOS上有上千个像素点而已。每个子像素记录一种色彩，再由后期合成，这样打散再合成的方式，就会浪费大量的光线，降低了感光性,同时解析度也下降了，比如记录单一红色的图案，解析度下降为原来的四分之一。而红外摄像头由于没有滤光片，是全透光传感器，在拍照时进光量是白光灯摄像头进光量的4倍。因此在成像上，可以提升画面的动态范围，减少噪点。在拍照时，两张照片合成为一张时，既可以有更多细节的保留，又不会对颜色有任何影响。红外摄像头由于没有色彩滤镜，充分发挥了红外摄像头高透光性、高解析力的优点，感光性能大幅提升，解析度也得到很大的提高，动态范围得到优化，与单个白光灯摄像头相比，双摄像头拍出的照片在细节、清晰度及亮度上效果更好。

S205、将所述细节轮廓和所述色彩信息合成画面。

红外摄像头获取的细节轮廓和白光灯摄像头获取的色彩信息先做像素点级别上的同步，然后对齐，最后融合。在融合时会有三种情况：红外摄像头获取的细节轮廓作为主要参考、白光灯摄像头获取的色彩信息作为主要参考、只有白光灯摄像头获取的色彩信息而不参考红外摄像头获取的细节轮廓。

本实施例通过红外摄像头获取细节轮廓，通过白光灯摄像头获取色彩信息，将细节轮廓和色彩信息合成画面，能显著加大进光量，使照片拥有更高透光率、感光度、清晰度和亮度以及更多的细节和更优的动态范围。

实施例三

图3是本发明实施例三提供的一种基于红外技术的终端设备的拍摄方法流程图，实施例三以上述各实施例为基础，优选是在通过所述红外光收发模块发射红外光，并接收外界场景中的景物反射的红外光之后，进一步增加了通过所述红外摄像头或所述白光灯摄像头确定用户的脸部和/或眼部的位置，通过所述红外摄像头获取虹膜图像，识别所述虹膜图像中的虹膜特征。其中，本实施例的终端设备包括红外摄像头。相应的，本实施例的方法包括：

S301、通过所述红外光收发模块发射红外光。

本实施例利用红外光收发模块、红外摄像头及白光灯摄像头进行虹膜识别，在本实施例中，外界场景中的景物可以是用户的眼睛，首先红外光收发模块发射红外光照射到用户的眼睛,后面由红外摄像头接收用户的眼睛反射的红外光。

S302、通过所述红外摄像头或所述白光灯摄像头确定用户的脸部和/或眼部的位置。

在整个虹膜识别过程中红外摄像头或白光灯摄像头先行确定用户的大体轮廓，尤其是脸部和/或眼部的位置。

本步骤与S301不存在先后关系，也即可以先执行S302再执行S301。

S303、通过所述红外摄像头获取虹膜图像。

红外摄像头能从用户眼睛反射的红外光中获取用户的虹膜图像。在用户首次使用时终端设备会存储用户原始的虹膜图像，在进行虹膜识别时获取的虹膜图像会与原始的虹膜图像进行比对。

当用户的眼睛没有正对着红外摄像头时，红外摄像头只能获取到部分虹膜图像，根据眼部相对于红外摄像头的位置能判断出部分虹膜图像属于整个虹膜的哪个区域，将获取的部分虹膜图像与预存的该区域的虹膜进行对比和识别。这使得虹膜识别能在更大的角度范围内进行并缩短虹膜识别的时间。

S304、识别所述虹膜图像中的虹膜特征。

虹膜图像在经过定位、归一化及增强等预处理和特征提取的过程，形成虹膜编码。将获取的虹膜图像对应的虹膜编码与终端设备中存储的用户原始的虹膜图像对应的虹膜编码进行比较，来识别用户的身份。

当终端设备保存一份用户的虹膜编码时，可通过虹膜识别出待测者是否是特定的用户。当终端设备保存多份虹膜编码时，还能识别出待测者是谁。虹膜识别可用于屏幕解锁或支付验证等身份认证。

本实施例利用红外光收发模块和红外摄像头实现虹膜识别，并通过红外摄像头或白光灯摄像头确定用户的脸部和/或眼部的位置，使得虹膜识别能在更大的角度范围内进行并缩短虹膜识别的时间。

实施例四

图4是本发明实施例四提供的一种基于红外技术的终端设备的拍摄装置结构示意图，该装置用于执行上述实施例中的基于红外技术的终端设备的拍摄方法。该装置包括：红外光收发模块401、距离计算模块402、对焦模块403和拍摄模块404。

红外光收发模块401，用于通过所述红外光收发模块发射红外光，并接收外界场景中的景物反射的红外光。

距离计算模块402，与所述红外光收发模块401相连，用于根据发射红外光到接收红外光经历的时间计算所述终端设备与景物的距离。

对焦模块403，与所述距离计算模块402相连，用于控制所述白光灯摄像头根据所述距离进行对焦。

拍摄模块404，与所述对焦模块403相连，用于控制所述白光灯摄像头进行拍摄。

本实施例根据发射红外光到接收红外光经历的时间计算所述终端设备与景物的距离来对焦，对焦方式简单且快速，对弱光或纯色环境适应性强。同时红外光是一种不可见光，不会伤害人体，不会打扰到被拍摄的人。

进一步地，所述距离计算模块包括第一距离计算单元和景物距离计算单元。

第一距离计算单元，用于根据发射红外光到接收红外光经历的时间计算所述红外光收发模块与外界场景中的景物的第一距离。

景物距离计算单元，与所述第一距离计算单元相连，用于根据红外光收发模块与白光灯摄像头之间的距离和所述第一距离计算所述白光灯摄像头与景物的距离。

进一步地，所述终端设备还包括红外摄像头。

进一步地，基于红外技术的终端设备的拍摄装置还包括并行模块和合成模块。

并行模块，与所述对焦模块相连，用于通过所述红外摄像头获取细节轮廓，通过所述白光灯摄像头获取色彩信息。

合成模块，与所述并行模块相连，用于将所述细节轮廓和所述色彩信息合成画面。

本实施例通过红外摄像头获取细节轮廓，通过白光灯摄像头获取色彩信息，将细节轮廓和色彩信息合成画面，能显著加大进光量，使照片拥有更高透光率、感光度、清晰度和亮度以及更多的细节和更优的动态范围。

进一步地，基于红外技术的终端设备的拍摄装置还包括位置确定模块、虹膜图像获取模块和虹膜特征识别模块。

位置确定模块，与所述红外光收发模块相连，用于通过所述红外摄像头或所述白光灯摄像头确定用户的脸部和/或眼部的位置。

虹膜图像获取模块，与所述位置确定模块相连，用于通过所述红外摄像头获取虹膜图像。

虹膜特征识别模块，与所述虹膜图像获取模块相连，用于识别所述虹膜图像中的虹膜特征。

本实施例利用红外光收发模块和红外摄像头实现虹膜识别，并通过红外摄像头或白光灯摄像头确定用户的脸部和/或眼部的位置，使得虹膜识别能在更大的角度范围内进行并缩短虹膜识别的时间。

本发明实施例所提供的基于红外技术的终端设备的拍摄装置可用于执行本发明任意实施例所提供的基于红外技术的终端设备的拍摄方法，具备执行该方法相应的功能和有益效果。

实施例五

图5是本发明实施例五提供的一种可应用基于红外技术的终端设备的拍摄方法的终端设备的结构示意图。终端设备510包括红外光收发模块511、红外摄像头512和白光灯摄像头513。

通常手机或平板电脑等终端设备既有前置摄像头也有后置摄像头，所以若将图中前置的红外光收发模块511和红外摄像头512改为后置也能实施本发明的技术方案，将红外光收发模块511和红外摄像头512前置可方便使用。

红外光收发模块511可用于测量景物的距离，白光灯摄像头513可根据景物的距离实现红外对焦；红外摄像头512和白光灯摄像头513可组成双摄像头，通过红外摄像头512获取细节轮廓，通过白光灯摄像头513获取色彩信息；红外光收发模块511、红外摄像头512和白光灯摄像头513可用于虹膜识别。

在本实施例中，红外光收发模块511既可用于测量景物的距离，也可用于虹膜识别，红外摄像头512既可用于组成双摄像头，也可用于虹膜识别，白光灯摄像头513在拍摄照片可单独使用，也可与红外摄像头512组成双摄像头，还可在虹膜识别时用于眼部的定位，红外光收发模块511、红外摄像头512和白光灯摄像头513实现了功能复用，用有限的硬件资源实现更多功能，提高了终端设备510的性价比。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。