基于双摄镜头组的拍摄装置及方法与流程

本发明涉及光学镜头成像领域，具体而言，涉及一种基于双摄镜头组的拍摄装置及方法。

背景技术：

近年来，随着科学技术的发展，手机、平板电脑等便携式电子产品逐步兴起，具有摄像功能的便携式电子产品得到人们更多的青睐，因此，市场对适用于便携式电子产品的摄像镜头的需求逐渐增大。而随着便携式电子产品趋向于小型化、轻薄化，限制了镜头的总长，从而增加了镜头的设计难度。同时，随着常用感光元件ccd(charge-coupleddevice，感光耦合元件)或cmos(complementarymetal-oxidesemiconductor，互补性氧化金属半导体元件)等元件性能的提高及尺寸的减小，对于相配套使用的镜头的高成像品质及小型化提出了更高的要求。而实现光学变焦，广角辅助，景深辅助，3d成像和增强现实等其他单摄模组难以实现。

针对相关技术中摄像镜头拍摄的图像无法满足高成像质量的要求问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种基于双摄镜头组的拍摄装置及方法，以至少解决相关技术中摄像镜头拍摄的图像无法满足高成像质量的要求的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种基于双摄镜头组的拍摄装置，包括：第一镜头组，具有大于45度的最大半水平视场角；第二镜头组，镜头全长与有效焦距的比值小于1；存储器，用于存储所述第一镜头组和所述第二镜头组所成图像；以及处理器，用于与所述第一镜头组，所述第二镜头组和所述存储器进行通信耦合；其中，所述处理器将所述第一镜头组所成的第一图像划分为多个部分，在所述第一图像中的部分图像满足预定图像特征的情况下，利用所述第二镜头组对所述部分图像进行拍摄得到第二图像。

进一步地，所述装置包括：压电机构，用于与所述第二镜头组和所述处理器进行通信耦合；其中，所述处理器用于根据所述第一图像中的所述部分图像的位置信息指示所述压电机构使所述第二镜头组进行平移或转动。

进一步地，所述处理器用于当所述存储器中预先存储所述第一镜头组和所述第二镜头组的参数时，根据所述参数对所述第二图像的尺寸和白平衡进行调整。

进一步地，所述处理器用于当所述第一图像中的多个部分同时满足预设图像特征时，基于与第一图像中心距离最接近的部分区域拍摄第二图像；或者基于满足所述预设图像特征数量最多的图像的部分区域拍摄第二图像。

进一步地，在所述存储器存储有特征库模板图像的情况下，所述处理器用于将所述第一图像与所述特征库中的模板图像进行对比，判断所述第一图像中是否有满足预设条件的部分图像，其中，所述预设条件为第一图像中的部分图像与所述特征库模板图像的匹配程度。

进一步地，所述处理器用于提取二值化处理后的所述第一图像中面部区域像素矩阵，通过所述面部区域像素矩阵与特征库中面部模板的特征向量进行对比来检测面部。

进一步地，所述第一镜头组的有效焦距f与光学成像系统的入瞳直径epd的比值f/epd＜1.8，以及所述有效焦距f、镜头全长ttl以及所述第一镜头组的成像面上有效像素区域对角线长的一半imgh满足4.5＜f*ttl/imgh＜5.5。

进一步地，所述第二镜头组最大半水平视场角hfov≤35°。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种基于双摄镜头组的拍摄方法，包括：利用具有大于45度的最大半水平视场角的第一镜头组拍摄第一图像；将所述第一图像划分为多个部分；在所述第一图像中的部分图像满足预定图像特征的情况下，利用镜头全长与有效焦距的比值小于1的第二镜头组拍摄所述部分图像得到第二图像。

进一步地，所述方法包括：根据所述第一图像中的所述部分图像的位置信息使所述第二镜头组进行平移或转动。

进一步地，所述方法包括：当所述存储器中预先存储所述第一镜头组和所述第二镜头组的参数时，根据所述参数对所述第二图像的尺寸和白平衡进行调整。

进一步地，所述方法包括：当所述第一图像中的多个部分同时满足所述预设图像特征时，基于与第一图像中心距离最接近的部分区域拍摄第二图像；或者基于满足所述预设图像特征数量最多的图像的部分区域拍摄第二图像。

进一步地，所述方法包括：在所述存储器存储有特征库模板图像的情况下，将所述第一图像与所述特征库中的模板图像进行对比，判断所述第一图像中是否有满足预设条件的部分图像，其中，所述预设条件为第一图像中的部分图像与所述特征库模板图像的匹配程度。

进一步地，所述方法包括：提取二值化处理后的所述第一图像中面部区域像素矩阵，通过所述面部区域像素矩阵与特征库中面部模板的特征向量进行对比来检测面部。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行上述任一项所述的基于双摄镜头组的拍摄方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述任一项所述的基于双摄镜头组的拍摄方法。

在本发明实施例中，通过第一镜头组，具有大于45度的最大半水平视场角；第二镜头组，镜头全长与有效焦距的比值小于1；存储器，用于存储所述第一镜头组和所述第二镜头组所成图像；以及处理器，用于与所述第一镜头组，所述第二镜头组和所述存储器进行通信耦合；其中，所述处理器将所述第一镜头组所成的第一图像划分为多个部分，在所述第一图像中的部分图像满足预定图像特征的情况下，利用所述第二镜头组对所述部分图像进行拍摄得到第二图像，达到了根据第一镜头组和第二镜头组满足拍摄高品质的图像需求的目的，进而解决了相关技术中摄像镜头拍摄的图像无法满足高成像质量的要求的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的基于双摄镜头组的拍摄装置的示意图；

图2是根据本发明实施例的又一基于双摄镜头组的拍摄装置的示意图；

图3是根据本发明优选实施例的基于双摄镜头组的拍摄方法的流程图；以及

图4是根据本发明优选实施例的双镜头组成像装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，还提供了一种基于双摄镜头组的拍摄装置实施例。该装置可以应用于带摄像功能的终端设备，其中终端设备可以包括但不限于手机、平板电脑等。

图1是根据本发明实施例的基于双摄镜头组的拍摄装置的示意图，如图1所示，该基于双摄镜头组的拍摄装置可以包括第一镜头组101、第二镜头组103、存储器105、处理器107。下面进行详细说明。

第一镜头组101，具有大于45度的最大半水平视场角。

需要说明的是，第一镜头组101可以满足有效焦距f与光学成像系统的入瞳直径epd的比值f/epd＜1.8，以及有效焦距f、镜头全长ttl以及第一镜头组101的成像面上有效像素区域对角线长的一半imgh满足4.5＜f*ttl/imgh＜5.5。在示例性实施方式中，第一镜头组的光学成像系统可满足条件式4.5＜f*ttl/imgh＜5.5，其中，f为光学成像系统的总有效焦距，ttl为第一透镜的物侧面的中心至光学成像系统的成像面在光轴上的距离，imgh为光学成像系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半。更具体地，f、ttl和imgh进一步可满足4.9＜f*ttl/imgh＜5.4，例如，4.99≤f*ttl/imgh≤5.34。合理的控制光学成像系统的总有效焦距和光学成像系统光学总长度的乘积与光学成像系统最大像高的比值，可有效地确保第一镜头组的超薄性和广角性。

第二镜头组103，镜头全长与有效焦距的比值小于1。

其中，第二镜头组103的最大半水平视场角hfov≤35°。在示例性实施方式中，本申请的第二镜头组可满足条件式hfov≤35°，其中，hfov为第二镜头组的光学成像系统的最大视场角的一半。更具体地，hfov进一步可满足hfov≤35°。具有较大的视场角，可有效增大第二镜头组的拍摄范围，保证第二镜头组光学成像的广角特性。

存储器105，用于存储第一镜头组和第二镜头组所成图像。

处理器107，用于与第一镜头组，第二镜头组和存储器进行通信耦合；其中，处理器将第一镜头组所成的第一图像划分为多个部分，在第一图像中的部分图像满足预定图像特征的情况下，利用第二镜头组对部分图像进行拍摄得到第二图像。

其中，可以通过固定大小的扫描窗口划分为多个部分。

其中，处理器107还可以用于当存储器中预先存储第一镜头组和第二镜头组的参数时，根据参数对第二图像的尺寸和白平衡进行调整。在镜头组参数和图像传感器参数均不同的情况下，对第二图像的分辨率、大小、曝光、白平衡、对比度、饱和度等进行调整以便与第一图像同时显示甚至是融合是有必要的。存储器中可以预先存储标定的出厂参数，以用于调整第二图像的尺寸和白平衡进行调整。

处理器107还可以用于当第一图像中的多个部分同时满足预设图像特征时，基于与第一图像中心距离最接近的部分区域拍摄第二图像；或者基于满足预设图像特征数量最多的图像的部分区域拍摄第二图像。例如，在包含多个特征物的情况下，用户可能基于习惯会将其最感兴趣的特征物定位在图像的中心区域附近，因此可以根据与图像中心的距离判断用户可能对哪些特征物感兴趣。也可以在包含多个特征物的情况下，将其分组或者聚类，选择包含特征物最多的区域启用长焦镜头(第二镜头组)成像。

需要说明的是，在存储器存储有特征库模板图像的情况下，处理器107还可以用于将第一图像与特征库中的模板图像进行对比，判断第一图像中是否有满足预设条件的部分图像，其中，预设条件为第一图像中的部分图像与特征库模板图像的匹配程度。该装置可以保护根据预先存储的特征库来识别第一镜头组所成图像中是否有待检测目标的特征。该待检测目标可以但不限于是人脸、地标、特定物品或交通标识等。

还需要说明的是，处理器107还可以提取二值化处理后的第一图像中面部区域像素矩阵，通过面部区域像素矩阵与特征库中面部模板的特征向量进行对比来检测面部。以人脸检测的实施方式为例，利用双摄镜头组实现人脸实时跟踪检测的功能，可通过机器学习训练的人脸分类器进行识别，允许sift，hog等其他识别方法。

通过上述实施例，第一镜头组101具有大于45度的最大半水平视场角；第二镜头组103镜头全长与有效焦距的比值小于1；存储器105可以用于存储第一镜头组和第二镜头组所成图像；以及处理器107可以用于与第一镜头组，第二镜头组和存储器进行通信耦合；其中，处理器将第一镜头组所成的第一图像划分为多个部分，在第一图像中的部分图像满足预定图像特征的情况下，可以利用第二镜头组对部分图像进行拍摄得到第二图像。达到了根据第一镜头组和第二镜头组满足拍摄高品质的图像需求的目的，进而解决了相关技术中摄像镜头拍摄的图像无法满足高成像质量的要求的技术问题。

上述实施例中使用第一镜头组进行广范围的目标捕捉，并通过第二镜头组对其中的单一目标进行额外的成像，在多数手机摄像中都可以应用，也可以适用于面部识别，景物识别，自动寻路，智能搜索等场合。

图2是根据本发明实施例的又一基于双摄镜头组的拍摄装置的示意图，如图2所示，该基于双摄镜头组的拍摄装置还包括压电机构109。下面进行详细说明。

压电机构109可以用于与第二镜头组和处理器进行通信耦合；其中，处理器107还可以用于根据第一图像中的部分图像的位置信息指示压电机构使第二镜头组103进行平移或转动。例如，在人脸等特征物移动的情况下，第二镜头组也需要随之变换位置和角度，甚至可能需要变焦，根据第一图像中的部分图像的位置信息指示压电机构使第二镜头组103进行平移或转动可以获得准确的第二图像。

根据本发明实施例，还提供了一种基于双摄镜头组的拍摄方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

下面将对本发明实施例的基于双摄镜头组的拍摄方法进行详细说明。

图3是根据本发明实施例的基于双摄镜头组的拍摄方法的流程图，如图3所示，该基于双摄镜头组的拍摄方法包括如下步骤：

步骤s302，利用具有大于45度的最大半水平视场角的第一镜头组拍摄第一图像。

步骤s304，将第一图像划分为多个部分。

步骤s306，在第一图像中的部分图像满足预定图像特征的情况下，利用镜头全长与有效焦距的比值小于1的第二镜头组拍摄部分图像得到第二图像。

需要说明的是，可以根据第一图像中的部分图像的位置信息使第二镜头组进行平移或转动。其中，当存储器中预先存储第一镜头组和第二镜头组的参数时，根据参数对第二图像的尺寸和白平衡进行调整。在镜头组参数和图像传感器参数均不同的情况下，对第二图像的分辨率、大小、曝光、白平衡、对比度、饱和度等进行调整以便与第一图像同时显示甚至是融合是有必要的。存储器中可以预先存储标定的出厂参数，以用于调整第二图像的尺寸和白平衡进行调整。

还需要说明的是，当第一图像中的多个部分同时满足预设图像特征时，基于与第一图像中心距离最接近的部分区域拍摄第二图像；或者基于满足预设图像特征数量最多的图像的部分区域拍摄第二图像。例如，在包含多个特征物的情况下，用户可能基于习惯会将其最感兴趣的特征物定位在图像的中心区域附近，因此可以根据与图像中心的距离判断用户可能对哪些特征物感兴趣。也可以在包含多个特征物的情况下，将其分组或者聚类，选择包含特征物最多的区域启用长焦镜头(第二镜头组)成像。

通过上述步骤，利用具有大于45度的最大半水平视场角的第一镜头组拍摄第一图像；将第一图像划分为多个部分；在第一图像中的部分图像满足预定图像特征的情况下，利用镜头全长与有效焦距的比值小于1的第二镜头组拍摄部分图像得到第二图像。达到了根据第一镜头组和第二镜头组满足拍摄高品质的图像需求的目的，进而解决了相关技术中摄像镜头拍摄的图像无法满足高成像质量的要求的技术问题。

作为一种可选的实施例，上述方法可以包括：在存储器存储有特征库模板图像的情况下，将第一图像与特征库中的模板图像进行对比，判断第一图像中是否有满足预设条件的部分图像，其中，预设条件为第一图像中的部分图像与特征库模板图像的匹配程度。

作为一种可选的实施例，上述方法可以包括：提取二值化处理后的第一图像中面部区域像素矩阵，通过面部区域像素矩阵与特征库中面部模板的特征向量进行对比来检测面部。

本发明还提供了一种优选实施例，该优选实施例提供了一种双镜头组成像装置。

图4是根据本发明优选实施例的双镜头组成像装置的示意图，如图4所示，该基于双摄镜头组的拍摄装置可以包括第一镜头组101、第二镜头组103、存储器105、处理器107、压电机构109、i/o接口111。下面进行双镜头组成像装置所执行的步骤详细说明。

首先第一镜头组101拍摄第一成像，即利用具有大于45度的最大半水平视场角的第一镜头组的成像，其中可能包括需要进行聚焦的一个或多个用户兴趣点。此时将第一成像划分为多个区域，划分方法可以是以固定尺寸的窗口进行扫描，也可以根据利用镜头全长与有效焦距的比值小于1的第二镜头组的参数(如拍摄角度)和对应压电移动机构的参数(如步长等)预先规定第一成像所划分的网格，以便加快处理效率并增加反应速度。每个区域的尺寸或者是间隔选择在图像是1920*1080时，例如可以是320*180，或者160*90等，如果一个区域内面部大小过小则说明可能是噪声，或者用户对该目标忽视，那么无需启用第二镜头组102拍摄。如果面部大小超过上述区域，如占据4-6个区域，则在区域内查找不到面部的情况下将进行一次相邻区域的组合并进一步进行分析。如果面部大小远超过上述的多个区域，则表示用户的拍摄良好，不需要用第二镜头组102进行辅助。如果所划分的区域中有一个能满足根据图像检测和识别技术所规定的相似度阈值或标准，那么将判断对用户进行辅助，启用第二镜头组102对该区域进行额外的拍摄。第一镜头组101的成像中所检测的区域的坐标相对于图像中心的位移将被提供给压电机构109或其它移动机构以驱使第二镜头组102进行跟踪。第二镜头组102所拍摄的图像可以通过像素匹配进行一定程度的偏移变形(拉伸，缩放，剪切，转动，挤压等)以便与第一图像进行匹配和融合。还可以进行曝光、白平衡、对比度、饱和度的调整以便与第一图像进行融合时保持一致。第二镜头组102所拍摄的第二图像还可以额外进行存储或者显示，以作为第一成像的辅助或者补充。

还需要说明的是，对于第二镜头组102所应移动到的区域，可以定义一些预设条件。比如在多个部分同时满足图像特征条件时，优选默认选取与第一图像中心距离最接近的一个部分拍摄第二成像，可以减少第二镜头组103的移动，也符合用户的习惯。或者在多个部分同时满足图像特征条件时，选择检测出特征最多的一个区域进行移动。

在示例性实施方式中，当检测人脸等特征时，首先对第一图像进行二值化处理将彩色图像变换为灰度图，然后利用例如adaboost的haar-like级联分类器等现有技术进行分类从其中提取出包含特征的区域，例如根据眼睛、鼻子等特征进行筛选。在提取面部区域之后可进行转动、缩放等各种修改以得到归一化的面部区域像素矩阵。可以计算面部区域像素矩阵的特征向量与存储的特征库中的面部模板的特征向量进行对比，以进一步根据相关程度确定用户需要检测或者跟踪的特定个人来进行拍摄。

此外，优选实施中拍摄装置还可包括各类传感器、通信单元、驱动装置和数模转换、显示器等必要的部件，更方便用户的操作和使用，以及提高用户体验。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序运行时控制存储介质所在设备执行以下操作：利用具有大于45度的最大半水平视场角的第一镜头组拍摄第一图像；将第一图像划分为多个部分；在第一图像中的部分图像满足预定图像特征的情况下，利用镜头全长与有效焦距的比值小于1的第二镜头组拍摄部分图像得到第二图像。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行以下操作：利用具有大于45度的最大半水平视场角的第一镜头组拍摄第一图像；将第一图像划分为多个部分；在第一图像中的部分图像满足预定图像特征的情况下，利用镜头全长与有效焦距的比值小于1的第二镜头组拍摄部分图像得到第二图像。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。