一种对焦方法及系统与流程

本发明涉及对焦技术领域，具体而言，涉及一种对焦方法及系统。

背景技术：

随着投影设备的应用范围不断扩大，从商业办公领域已经逐步扩展到教育学习和家庭生活领域。随着应用领域的不断增加，用户对投影设备的投影效果也越来越重视，尤其是画质的清晰度直接影响着用户的体验。画质的清晰度一般与投影设备进行投影时的焦距相关，因此在使用投影设备进行投影操作时，会进行对焦操作，以获取画质清晰度高的投影画面。

在现有技术中，一般有两种对焦方法，包括手动调焦和自动调焦。手动调焦主要依靠人眼对投影画面投影画面的画质进行判断，从而完成对焦操作。自动调焦是依靠和投影设备关联的图像获取装置对投影画面的画质进行判断，从而完成对焦操作。

经发明人研究发现，现有技术中的手动调焦方法因依靠人眼进行画质的清晰度判断而存在判断不精确的问题，自动调焦方法因需要专门设置图像获取装置而存在结构复杂、制造成本高的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种对焦方法，通过该方法，可以解决现有技术中，因投影设备没有设置图像获取装置而无法进行自动精确调焦的问题，从而解决因需要专门设置图像获取装置而存在结构复杂、制造成本高的问题。

本发明的另一目的在于提供一种对焦系统，通过该系统，可以解决现有技术中，因投影设备没有设置图像获取装置而无法进行自动精确调焦的问题，从而解决因需要专门设置图像获取装置而存在结构复杂、制造成本高的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

一种对焦方法，包括：

投影设备控制驱动装置按照第一预设步长依次进行调焦操作，并在各焦距下对预存的标识图片进行投影处理，生成投影画面；

终端设备在所述驱动装置进行下一次调焦操作前获取当前焦距对应的投影画面，并计算该投影画面的清晰度；

所述终端设备在当前焦距获取的投影画面的清晰度小于相邻前N次焦距对应的投影画面的清晰度时，生成停止调焦指令并发送至所述投影设备；以及

所述投影设备根据所述停止调焦指令控制所述驱动装置停止调焦操作。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述对焦方法中，所述方法还包括：

所述终端设备在当前焦距获取的投影画面的清晰度小于相邻前N次焦距对应的投影画面的清晰度时，生成反向调焦指令并发送至所述投影设备；

所述终端设备获取所述投影设备根据所述反向调焦指令控制所述驱动装置沿与当前调焦方向相反的方向按照第二预设步长依次进行反向调焦操作生成的投影画面，并计算该投影画面的清晰度，所述第二预设步长小于所述第一预设步长；以及

所述终端设备在反向调焦操作中当前焦距的投影画面的清晰度小于相邻前N次焦距的投影画面的清晰度时，生成停止调焦指令并发送至所述投影设备。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述对焦方法中，所述方法还包括：

所述投影设备根据所述停止调焦指令控制所述驱动装置沿与当前调焦方向相反的方向按照第二预设步长进行N-1次调焦操作；以及

在完成所述N-1次调焦操作后，所述投影设备控制所述驱动装置停止调焦操作。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述对焦方法中，所述投影设备控制驱动装置按照第一预设步长依次进行调焦操作的步骤之前还包括：所述驱动装置将所述投影设备的焦距调至最大焦距或最小焦距。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述对焦方法中，在所述驱动装置将所述投影设备的焦距调至最大焦距时，所述投影设备控制驱动装置按照第一预设步长依次进行调焦操作的步骤包括：

所述投影设备控制所述驱动装置按照第一预设步长依次沿靠近最小焦距的方向进行调焦操作；

在所述驱动装置将所述投影设备的焦距调至最小焦距时，所述投影设备控制驱动装置按照第一预设步长依次进行调焦操作的步骤包括：

所述投影设备控制所述驱动装置按照第一预设步长依次沿靠近最大焦距的方向进行调焦操作。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述对焦方法中，所述终端设备在当前焦距获取的投影画面的清晰度小于相邻前两次焦距对应的投影画面的清晰度时，生成停止调焦指令并发送至所述投影设备。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述对焦方法中，所述计算该投影画面的清晰度的步骤包括：

将所述投影画面转换为灰度图，并对所述灰度图进行采样处理；

提取采样处理得到的灰度图的轮廓信息，所述轮廓信息包括多个形状不同和面积不同的图形轮廓；

从所述多个形状不同和面积不同的图形轮廓中筛选出满足预设条件的图形轮廓；以及

计算满足预设条件的图形轮廓的清晰度。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述对焦方法中，所述从所述多个形状不同和面积不同的图形轮廓中筛选出满足预设条件的图形轮廓的步骤包括：

对所述多个形状不同和面积不同的图形轮廓进行面积计算，得到各图形轮廓的面积；

将面积大于预设面积的图形轮廓与预设形状进行匹配度计算，得到各图形轮廓的匹配度；以及

获取匹配度满足预设匹配度的图形轮廓。

在上述基础上，本发明实施例还提供了一种对焦系统，所述对焦系统包括投影设备和终端设备，所述投影设备设置有用于进行调焦操作的驱动装置；

所述投影设备用于控制驱动装置按照第一预设步长依次进行调焦操作，并在各焦距下对预存的标识图片进行投影处理，生成投影画面；

所述终端设备用于在所述驱动装置进行下一次调焦操作前获取当前焦距对应的投影画面，并计算该投影画面的清晰度；

所述终端设备还用于在当前焦距获取的投影画面的清晰度小于相邻前N次焦距对应的投影画面的清晰度时，生成停止调焦指令并发送至所述投影设备；

所述投影设备还用于根据所述停止调焦指令控制所述驱动装置停止调焦操作。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述对焦系统中，所述终端设备还用于在当前焦距获取的投影画面的清晰度小于相邻前N次焦距对应的投影画面的清晰度时，生成反向调焦指令并发送至所述投影设备；

所述终端设备还用于获取所述投影设备根据所述反向调焦指令控制所述驱动装置沿与当前调焦方向相反的方向按照第二预设步长依次进行反向调焦操作生成的投影画面，并计算该投影画面的清晰度，所述第二预设步长小于所述第一预设步长；

所述终端设备还用于在反向调焦操作中当前焦距的投影画面的清晰度小于相邻前N次焦距的投影画面的清晰度时，生成停止调焦指令并发送至所述投影设备。

本发明提供一种对焦方法及系统，通过投影设备和终端设备的相互配合，利用终端设备的通信能力、图像获取能力和处理能力，可以解决现有技术中，因投影设备没有设置图像获取装置而无法进行自动调焦的问题，进而解决投影设备因无法自动调焦导致投影画面不清晰而造成用户体验差的问题，并且还能解决因专门在投影设备设置图像获取装置而造成结构复杂和制造成本高的问题，具有极大的实用价值。

进一步地，通过进行反向调焦操作且反向调焦的第二预设步长小于第一预设步长，可以实现两次精度不同的调节，从而解决因驱动装置动作不精确和终端设备获取的投影画面存在误差而造成调焦不精确的问题，显著地提高了该方法的实用性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例提供的对焦系统的结构框图。

图2为本发明实施例提供的对焦方法的流程示意图。

图3为本发明实施例提供的对焦方法的另一流程示意图。

图4为本发明实施例提供的对焦方法的另一流程示意图。

图标：10-对焦系统；100-投影设备；120-驱动装置；140-信号接收装置；200-终端设备；220-信号发射装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

如图1所示，本发明实施例提供了一种对焦系统10，所述对焦系统10包括投影设备100和终端设备200，所述投影设备100设置有驱动装置120。

可选地，所述投影设备100的具体形式不受限制，只要具有图像投影的功能以及通信功能即可，例如投影仪。所述终端设备200的具体形式不受限制，只要具有图像获取能力、图像处理能力以及通信功能即可，例如可以是手机、平板电脑、便携式计算机等移动终端设备。所述驱动装置120的具体形式不受限制，只要能提供动力进行调焦操作即可，例如马达。

进一步地，在本实施例中，所述驱动装置120用于进行调焦操作。所述投影设备100用于控制所述驱动装置120按照第一预设步长依次进行调焦操作，并在各焦距下对预存的标识图片进行投影处理，生成投影画面。所述终端设备200用于在所述驱动装置120进行下一次调焦操作前获取当前焦距对应的投影画面，并计算该投影画面的清晰度。所述终端设备200还用于在当前焦距获取的投影画面的清晰度小于相邻前N次焦距对应的投影画面的清晰度时，生成停止调焦指令并发送至所述投影设备100。所述投影设备100还用于根据所述停止调焦指令控制所述驱动装置120停止调焦操作。

在本实施例中，考虑到所述终端设备200和所述投影设备100会进行停止调焦指令的发送和接收，所述终端设备200还应包括至少一个可以进行信号发送的信号发射装置220，所述投影设备100还应包括至少一个可以进行信号接收的信号接收装置140。

可选地，所述信号发射装置220和所述信号接收装置140之间的具体通信方式和原理可以是多种，根据所述终端设备200的具体类型具有不同的选择，例如可以是Wi-Fi、3G、4G、蓝牙等其它无线通信方式。

进一步地，在本实施例中，所述终端设备200还用于在当前焦距获取的投影画面的清晰度小于相邻前N次焦距对应的投影画面的清晰度时，生成反向调焦指令并发送至所述投影设备100。所述终端设备200还用于获取所述投影设备100根据所述反向调焦指令控制所述驱动装置120沿与当前调焦方向相反的方向按照第二预设步长依次进行反向调焦操作生成的投影画面，并计算该投影画面的清晰度，所述第二预设步长小于所述第一预设步长。所述终端设备200还用于在反向调焦操作中当前焦距的投影画面的清晰度小于相邻前N次焦距的投影画面的清晰度时，生成停止调焦指令并发送至所述投影设备100。

结合图2，本发明实施例还提供一种对焦方法，所述方法应用于上述对焦系统10。下面将结合图2对所述对焦方法的具体流程步骤进行详细阐述。

步骤S110，投影设备100控制驱动装置120按照第一预设步长依次进行调焦操作，并在各焦距下对预存的标识图片进行投影处理，生成投影画面。

在本实施例中，所述投影设备100通过所述驱动装置120，进行多次调焦操作以生成多张不同焦距下清晰度不同的投影画面，以供所述终端设备200获取并进行清晰度计算，从而实现对焦的目的。

所述投影设备100还设置有存储装置，用于存储所述标识图片。可选地，所述标识图片的具体形状不受限制，例如既可以是圆形，也可以是方形，还可以是其它规则或者不规则的形状，只要该标识图片中包含有标识信息即可。在本实施例中，所述标识图片为圆形。所述标识信息的所述标识图片中的具体位置不受限制，例如，既可以是在所述标识图片的上端、下端以及中间部位。在本实施例中，所述标识信息位于所述标识图片的下端。

在本实施例中，为保证所述驱动装置120在进行调焦操作的过程中，是从清晰度低至清晰度高的方向依次进行调整，因此，在按照所述第一预设步长进行调焦操作时，还需通过所述驱动装置120将所述投影设备100的焦距调至最大焦距或最小焦距。

可选地，根据将所述投影设备100的焦距调至的具体位置的不同，在进行按照第一预设步长调焦操作时的具体调焦方向有不同的选择，例如，在所述驱动装置120将所述投影设备100的焦距调至最大焦距时，所述投影设备100控制驱动装置120按照第一预设步长依次进行调焦操作的步骤包括：所述投影设备100控制所述驱动装置120按照第一预设步长依次沿靠近最小焦距的方向进行调焦操作。在所述驱动装置120将所述投影设备100的焦距调至最小焦距时，所述投影设备100控制驱动装置120按照第一预设步长依次进行调焦操作的步骤包括：所述投影设备100控制所述驱动装置120按照第一预设步长依次沿靠近最大焦距的方向进行调焦操作。在本实施例中，不做具体限制，根据实际应用需求进行设置即可。

步骤S120，终端设备200在所述驱动装置120进行下一次调焦操作前获取当前焦距对应的投影画面，并计算该投影画面的清晰度。

在本实施例中，为保证所述终端设备200可以获取各焦距下的至少一张投影画面，从而计算该投影画面的清晰度，所述终端设备200在进行每一次调焦操作前会将当前焦距对应的投影画面进行拍摄处理。可选地，实现上述目的的方式不受限制，既可以是所述驱动装置120在每间隔第一预设时间进行一次调焦操作，所述终端设备200每间隔第二预设时间进行一次拍摄处理，且所述第一预设时间和所述第二预设时间交叉设置，以使所述终端设备200在获取投影画面时，所述投影设备100不会进行调焦操作，还可以是所述终端设备200每获取一次投影画面，则向所述投影设备100下发一个指示可以进行下一次调焦操作的指令，所述投影设备100仅在接收到该指令时才进行下一次的调焦操作。

可选地，所述计算该投影画面的清晰度的具体方式不受限制，在本实施例中可以包括以下步骤：将所述投影画面转换为灰度图，并对所述灰度图进行采样处理；提取采样处理得到的灰度图的轮廓信息，所述轮廓信息包括多个形状不同和面积不同的图形轮廓；从所述多个形状不同和面积不同的图形轮廓中筛选出满足预设条件的图形轮廓；计算满足预设条件的图形轮廓的清晰度。

在本实施例中，所述终端设备200获取的投影画面的格式一般为RGB格式的图像，考虑到根据现有技术难以直接对RGB格式的图像进行清晰度计算，因此需要将所述投影画面转换为灰度图。

可选地，所述采样处理的具体方式不受限制，只要满足采样处理得到的信息可以反映出采样处理前的信息特性即可。在本实施例中，所述采样处理的具体原理为高斯采样，并通过所述高斯采样得到一个尺度大小为采样处理前的图的一半的采样图。

可选地，所述提取采样处理得到的灰度图的轮廓信息的具体方式不受限制。在本实施例中，通过对所述采样图进行CANNY边缘检测处理，得到一张CANNY边缘图，所述CANNY边缘图中包括多个形状不同和面积不同的图形轮廓，所述CANNY边缘图即所述轮廓信息。

可选地，所述从所述多个形状不同和面积不同的图形轮廓中筛选出满足预设条件的图形轮廓的具体方式不受限制，在本实施例中可以包括以下步骤：对所述多个形状不同和面积不同的图形轮廓进行面积计算，得到各图形轮廓的面积；将面积大于预设面积的图形轮廓与预设形状进行匹配度计算，得到各图形轮廓的匹配度；获取匹配度满足预设匹配度的图形轮廓。

可选地，所述预设面积的大小不受限制，具体情况可以根据所述标识图片中的标识信息以及调焦操作的具体精度要求进行设计。

可选地，所述获取匹配度满足预设匹配度的图形轮廓的具体方式不受限制，具体情况可根据所述预设形状进行设置。在本实施例中，所述标识图片为圆形，所述预设形状为圆形，因此满足预设匹配度的图形轮廓应该具有一定的圆形图形的特征，例如可以是所述图形轮廓的长宽比例应小于1.2，所述图形轮廓的边缘点到中心点的距离的方差应小于4.0。

步骤S130，所述终端设备200在当前焦距获取的投影画面的清晰度小于相邻前N次焦距对应的投影画面的清晰度时，生成停止调焦指令并发送至所述投影设备100。

在本实施例中，所述终端设备200进行每一次的清晰度的计算后，会将该投影画面的清晰度进行保存，并将当前的投影画面的清晰度与相邻前N次获取的投影画面的清晰度进行比较，并在当前的投影画面的清晰度小于相邻前N次焦距对应的投影画面的清晰度时，生成停止调焦指令并发送至所述投影设备100，以使所述投影设备100停止操作。通过将当前的投影画面与前N次获取的投影画面进行清晰度的比较，可以获知当前图片的清晰度是否已经处于下降阶段，从而判断出投影画面的最佳清晰度的一个范围。

可选地，上述N的具体数值不受限制，例如可以是1、2、3等自然数。考虑到技术方案的简洁性、驱动装置120在调焦过程中可能会出现的误差以及相邻两个焦距下投影画面的清晰度差值较小而难以进行大小比较的问题，在本实施例中，上述N的值为2，即所述终端设备200在当前焦距获取的投影画面的清晰度小于相邻前两次焦距对应的投影画面的清晰度时，生成停止调焦指令并发送至所述投影设备100。

步骤S140，所述投影设备100根据所述停止调焦指令控制所述驱动装置120停止调焦操作。

在本实施例中，所述投影设备100在接收到所述停止调焦指令时，控制所述驱动装置120停止调焦操作，可以将当前的焦距作为投影画面清晰度最佳的焦距，从而完成本次对焦，以使所述投影设备100可以正常进行投影使用。

结合图3，为保证通过所述对焦方法进行对焦操作生成的投影画面具有较高的清晰度，在本实施例中，所述对焦方法还可以包括步骤S150、步骤S160以及步骤S170。

步骤S150，所述终端设备200在当前焦距获取的投影画面的清晰度小于相邻前N次焦距对应的投影画面的清晰度时，生成反向调焦指令并发送至所述投影设备100。

考虑到所述驱动装置120的精度较小，在每一次进行调焦操作时可能出现较大误差，从而影响判断是否已经达到最佳清晰度对应的焦距，在本实施例中，所述终端设备200在完成第一次的调焦操作后还会生成反向调焦指令以控制投影设备100进行第二次的调焦操作。

步骤S160，所述终端设备200获取所述投影设备100根据所述反向调焦指令控制所述驱动装置120沿与当前调焦方向相反的方向按照第二预设步长依次进行反向调焦操作生成的投影画面，并计算该投影画面的清晰度。

由于每一次调焦的步长的大小与调焦操作的精度有关，即步长越大精度越小，在进行反向调焦时，所述驱动装置120将按照第二预设步长进行调焦操作，且所述第二预设步长应小于所述第一预设步长，以使提高反向调焦的精度。可选地，所述第二预设步长与所述第一预设步长具体比例关系不受限制，只要小于所述第一预设步长即可。在本实施例中，结合所述驱动装置120的精度，所述第二预设步长等于所述第一预设步长的一半。

步骤S170，所述终端设备200在反向调焦操作中当前焦距的投影画面的清晰度小于相邻前N次焦距的投影画面的清晰度时，生成停止调焦指令并发送至所述投影设备100。

在本实施例中，反向调焦操作的停止条件与第一调焦操作的停止条件相同，即所述终端设备200在反向调焦操作中当前焦距的投影画面的清晰度小于相邻前N次焦距的投影画面的清晰度时，生成停止调焦指令并发送至所述投影设备100。

可以理解，在上述反向调焦操作的基础上还可以进行多次与当前调焦方向相反方向的第三次、第四次以及更多次的调焦操作，具体情况可以根据实际应用中对清晰度的具体要求进行设置。

结合图4，为进一步提高通过所述对焦方法生成的投影画面的清晰度，在本实施例中，所述对焦方法还可以包括步骤S180和步骤S190。

步骤S180，所述投影设备100根据所述停止调焦指令控制所述驱动装置120沿与当前调焦方向相反的方向按照第二预设步长进行N-1次调焦操作。

理论上，在所述投影设备100接收到所述停止调焦指令时，当前焦距对应的投影画面的清晰度并不是最佳清晰度，而应该是与当前焦距相邻的前N次焦距对应的投影画面的清晰度，因此，为使所述投影画面的清晰度最佳，应控制所述驱动装置120沿与当前调焦方向相反的方向按照第二预设步长进行N次调焦操作。考虑到，所述驱动装置120进行调焦的步长并非完全等于所述第二预设步长，会在一个较小范围内出现误差，因此，在本实施例中，所述投影设备100根据所述停止调焦指令控制所述驱动装置120沿与当前调焦方向相反的方向按照第二预设步长进行N-1次调焦操作。

步骤S190，在完成所述N-1次调焦操作后，所述投影设备100控制所述驱动装置120停止调焦操作。

通过上述设计，可以将所述投影设备100的焦距调至投影画面清晰度最佳对应的焦距位置，从而实现自动精确对焦，以便于用户高效的使用投影设备100完成相关任务。

综上所述，本发明提供的一种对焦方法及系统，通过投影设备100和终端设备200的相互配合，利用终端设备200的通信能力、图像获取能力和处理能力，可以解决现有技术中，因投影设备100没有设置图像获取装置而无法进行自动调焦的问题，进而解决投影设备100因无法自动调焦导致投影画面不清晰而造成用户体验差的问题，并且还能解决因专门在投影设备100设置图像获取装置而造成结构复杂和制造成本高的问题，具有极大的实用价值。其次，通过进行反向调焦操作且反向调焦的第二预设步长小于第一预设步长，可以实现两次精度不同的调节，从而解决因驱动装置120动作不精确和终端设备200获取的投影画面存在误差而造成调焦不精确的问题，显著地提高了该方法的实用性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。