专利名称：相机自动变焦方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明属于图像处理技术领域，涉及一种相机变焦方法，尤其涉及一种相机
自动变焦方法；此外，本发明还涉及一种相机自动变焦系统。
背景技术：
近年来，独立的数码相机和在手机等移动设备上自带的数码相机的应用越来 越广泛。随着数码相机成像质量的提高和像素的增加，用数码相机拍摄照片来取 代普通扫描仪已逐渐成为可能。
可以用扫描仪来扫描的物体包括打印在A4纸，或其他大小的纸上的文档， 各种证件如身份证，以及名片，杂志，书本等等。还有一些物体如路边的广告牌， 展会上的展板，会议室里常见的白板和投射在幕墙上的幻灯片等等，这些是不可 能用扫描仪来扫描的，但却可以用数码相机很方便的进行拍摄。
在数码相机中，变焦是指通过改变镜头的焦距等方式，改变被拍摄的目标景 物在拍摄得到的图像中的大小。数码相机中的变焦分为光学变焦和数码变焦两 种，光学变焦是通过镜头中的镜片移动来放大与缩小需要拍摄的目标景物，光学 变焦是通过镜头，物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。数码变焦则是通过 数码相机内的处理器，把图片内的每个像素面积增大，从而达到放大目的，实际 上就是把数码相机的CCD影像感应器上的一个区域内的像素使用插值处理手段 》欠大到整个画面。
目前的数码相机中，无论是光学变焦还是数码变焦，其变焦的倍数都是用户 通过人工操作实现的。本发明的目的是在用数码相机来拍摄前面所述的平面矩形 物体时，通过自动检测所拍摄的平面矩形物体的边缘来自动调整数码相机的变焦 倍数，从而保证需要拍摄的平面矩形物体在所拍摄得到的图像中占有合适的大 小，方便用户的使用
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种相机自动变焦方法，可根据预览的 矩形物体自动调节焦距。
另夕卜，本发明还提供一种相机自动变焦系统，可根据预览的矩形物体自动调 节焦距。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案
一种相才几自动变焦方法，该方法包括如下步骤
步骤IIO，启动相机，进入拍摄平面矩形物体的拍摄预览界面；
步骤120,拍摄预览界面上显示需要拍摄的平面矩形物体的预览图像并检测 代表所拍摄的平面矩形物体边缘的四边形；
步骤130，判断是否能成功检测到代表所拍摄的平面矩形物体边缘的四边 形；如果答案为是，转到步骤140,如果答案为否，转到步骤150;
步骤140,依据所检测到的四边形来计算需要的变焦倍数，自动启动数码相 机的光学变焦或数码变焦机制，达到计算得到的变焦倍数；
步骤150,判断是否继续进行预览，如果答案为是，回到步骤120继续进行 预览，如果答案为否则结束预览。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤140中，依据所检测到的四边形来计 算需要的变焦倍数，计算方法为保证按照这个变焦倍数缩放之后的四边形在图像 中所占的区域大小或/和边长符合预先设定的比例。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤140中，若用户未预先设定拍摄比例， 用户设置相机，使平面矩形物体在相机中的预览图像的边与相机屏幕的边基本平 行，计算需要的变焦倍数的方法如下
步骤l術,获取相机像素的长宽比al: a2;
步骤1402，获取所述平面矩形物体在相机预览图像中像素的长宽，并计算 其长宽比bl: b2;
步骤1403，计算cl-bl: al, c2=b2: a2;
步骤1404,若cl c2,则变焦倍数为将预览图像中平面矩形物体的长放 大到90%-100%相机长所需的倍数；若cKc2,则变焦倍数为将预览图像中平面 矩形物体的宽放大到9 0°/。-100%相机宽的倍数。
6作为本发明的一种优选方案，若数码相机的光学变焦或数码变焦不能正好达 到计算得到的变焦倍数，则自动将数码相机的光学变焦或数码变焦的变焦倍数设
置为与计算得到的变焦倍数最为接近的值。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤120中，用户通过全自动的模式或带 用户交互的半自动的模式检测显示在拍摄预览界面中的平面矩形物体的四条边 并对检测到的这四条边进行突出显示；在全自动的模式下，系统自动检测出拍摄 预览界面中显示的图像中的四边形，然后按照设定的准则，来确定一个最有可能 代表所要拍摄的平面矩形物体边缘的四边形；所述准则包括所占图像区域的面 积最大，或/和最靠近图像中心；在带用户交互的半自动的检测模式下，系统自 动检测出拍摄预览界面中显示的图像中的四边形，然后用户通过点击触摸屏或者 按动硬键盘上的按键来选择其中代表所要拍摄的平面矩形物体边缘的四边形。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤110中，用户通过预先设置或者模式 选捧告知系统当前需要拍摄的是平面矩形物体；所述的平面矩形物体包括如下物 体的一种打印在纸张上的文档、证件、名片、书本、杂志；路边或墙上的矩形 广告牌、展会上的矩形展板、会议室里的矩形白板或黑板、投射在幕墙上的矩形 幻灯片、矩形的路标、门牌、矩形的显示器屏幕、矩形的店铺招牌。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤130中，；险测图像数据中的四边形的 方法为先^^测出图^f象数据中的所有直线，再查看哪些直线能构成四边形。
一种相才几自动变焦系统，该系统用以在拍才聂平面矩形物体时自动变焦；该系 统包括
图像获取单元，用以拍摄物体；
显示单元，用以显示所述图像获取单元所拍摄物体的预览图像；
检测单元，用以检测代表所拍摄的平面矩形物体边缘的四边形，并从中选取
所拍摄物体的四边形；
变焦倍数计算单元，用以依据所述检测单元检测到的四边形计算需要的变焦
倍数；
变焦驱动单元，用以自动启动数码相机的光学变焦或数码变焦机制，达到所 述变焦倍数计算单元计算得到的变焦倍数。作为本发明的一种优选方案，所述变焦4咅^t计算单元依据所4企测到的四边形 来计算需要的变焦倍数，计算方法为保证按照这个变焦倍数缩放之后的四边形在 图像中所占的区域大小或/和边长符合预先设定的比例。
作为本发明的一种优选方案，若用户未预先设定拍摄比例，用户设置相机， 使平面矩形物体在相机中的预览图像的边与相机屏幕的边基本平行，所述变焦倍
数计算单元计算需要的变焦倍数的方法为 获取相才几像素的长宽比al: a2;
获取所述平面矩形物体在相机预览图像中^f象素的长宽，并计算其长宽比bl:
b2;
计算cl-bl: al， c2=b2: a2;
若cl c2，则变焦倍数为将预览图像中平面矩形物体的长放大到90%-100°/。 相机长所需的倍数；若cl〈c2,则变焦倍数为将预览图像中平面矩形物体的宽 放大到90%-100%相机宽的倍数。
本发明的有益效果在于本发明的方法利用图像处理的技术，在用数码相机 拍摄近似平面的矩形物体时，在数码相机的图像预览窗口中以自动或带用户交互 的半自动方式检测出图像数据中的代表所拍摄的平面矩形物体边缘的四边形，然 后依据该四边形来自动调节数码相机的光学变焦或者数码变焦的变焦倍数，从而 保证需要拍摄的平面矩形物体在所拍摄得到的图像中占有合适的大小，方便用户 的使用。
图1为本发明相机自动变焦方法的流程图。
具体实施例方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。 实施例一本发明针对用数码相机拍摄近似平面的矩形物体的应用，揭示了一种拍摄近 似平面的矩形物体时的相才几自动变焦的方法。该方法在用凄t码相才几拍纟聂近似平面 的矩形物体时，在数码相^/L的图像预览窗口中以自动或带用户交互的半自动方式 检测出图像数据中的代表所拍摄的平面矩形物体边缘的四边形，然后依据该四边 形来自动调节数码相机的光学变焦或者数码变焦的变焦倍数，从而保证需要拍摄 的平面矩形物体在所拍摄得到的图像中占有合适的大小。
请参阅图l，本发明相机自动变焦方法的具体步骤如下步骤110启动相机，进入拍摄平面矩形物体的拍摄预览界面。
其中，用户通过预先设置或者模式选择告知系统当前需要拍摄的是平面矩形 物体，而不是一力￡的物体。
所述的平面矩形物体包括但不限于打印在A4或其他大小的纸张上的文档， 身份证等证件，名片，书本，杂志等矩形的印刷材料，路边或墙上的矩形广告牌， 展会上的矩形展板，会议室里常见的矩形白板或黑板，投射在幕墙上的矩形幻灯 片，矩形的路标，门牌，矩形的显示器屏幕，矩形的店铺招牌等等。
步骤120拍摄预览界面上显示需要拍摄的平面矩形物体的预览图像并检 测代表所拍摄的平面矩形物体边缘的四边形。
其中，用户可以通过预先的设置，选择在拍摄预览界面中是用全自动的方式 还是用带用户交互的半自动的方式检测显示在拍摄预览界面中的平面矩形物体 的四条边并对^r测到的这四条边进行高亮显示，或以其他方式突出显示。
在全自动的模式下，系统自动检测出拍摄预览界面中显示的图像中的四边 形，然后按照一定的准则，例如所占图像区域的面积最大，或者最靠近图像中心， 来确定一个最有可能代表所要拍摄的平面矩形物体边缘的四边形。
在带用户交互的半自动的检测模式下，系统自动检测出拍摄预览界面中显示 的图像中的四边形，然后用户通过点击触摸屏或者按动硬4逸盘上的按键来选择其 中代表所要拍摄的平面矩形物体边缘的四边形。
步骤130判断是否能成功检测到代表所拍摄的平面矩形物体边缘的四 边形？如果答案为是，转到步骤140，如果答案为否，转到步骤150。
其中，根据对显示在拍摄预览界面中的平面矩形物体的四条边的检测结果进行判断，如果没有4企测到四边形，则返回答案为否，转到步骤150。否则返回答 案为是，转到步骤140。
检测图傳4t据中的四边形可以有多种方法，本实施例中的方法为先4企测出 图像数据中的所有直线，再看哪些直线能构成四边形。
步骤140依据所检测到的四边形来计算需要的变焦倍数，自动启动数码 相机的光学变焦或数码变焦机制，达到计算得到的变焦倍数。
其中，仿4居所检测到的四边形来计算需要的变焦倍数，计算方法为保证按照 这个变焦倍数缩放之后的四边形在图像中所占的区域大小符合预先设定的比例。 例如，假设相机预览窗口的分辨率为320*240像素，4企测到的四边形在图像中占 据了 80*80像素，而预先设定要求所拍摄的平面矩形物体应该占到图像像素总数 的1/3,则计算得到需要的变焦倍数为2,这样在按照这个变焦倍数缩放之后的 图4象中，四边形将变为160*160像素，正好是320*240 <象素的1/3。又例如，，支 设相机预览窗口的长边为320像素，短边为240像素，4企测到的四边形长边为 80像素，短边为50像素，而预先设定要求所拍摄的平面矩形物体在图像中至少 有一条边要达到图像长边的3/4或者短边的3/4,则计算得到需要的变焦倍数为 3,这样在按照这个变焦倍数缩放之后的图像中，四边形的长边为240像素，短 边为150像素。
如果数码相机的光学变焦或数码变焦不能正好达到计算得到的变焦倍数，则 自动将数码相机的光学变焦或数码变焦的变焦倍数设置在与计算得到的变焦倍 数最为接近的值。
过手工操作再次改变光学变焦或数码变焦的变焦倍数。
步骤150判断是否继续进行预览，如果答案为是，回到步骤120继续 进行预览，如果答案为否则结束预览，转步骤160。
其中，如果用户按动拍摄按钮拍摄了图片，或者用户选择退出相机预览窗口 ， 则返回答案为否并结束预览，否则返回答案为是，回到步骤UO继续进行预览。步骤160结束。综上所述，本发明的方法利用图像处理的技术，在用数码相机拍摄近似平面 的矩形物体时，在数码相机的图像预览窗口中以自动或带用户交互的半自动方式 检测出图像数据中的代表所拍摄的平面矩形物体边缘的四边形，然后依据该四边
的平面矩形物体在所拍摄得到的图像中占有合适的大小，方便用户的使用。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，若用户未预先设定拍摄比例， 用户设置相机，使平面矩形物体在相机中的预览图像的边与相机屏幕的边基本平 行、且物体中心基本在相机的预览窗口中心，所述变焦倍数计算单元计算需要的
变焦倍数的方法为
获取相机像素的长宽比al: a2;
获取所述平面矩形物体在相机预览图像中像素的长宽，并计算其长宽比bl:
b2;
计算cl-bl: al, c2=b2: a2;
若cl c2,则变焦倍数为将预览图像中平面矩形物体的长放大到90%-100% 相机长所需的倍数；若cl〈c2，则变焦倍数为将预览图像中平面矩形物体的宽 放大到90%-100%相机宽的倍数。
通过上述步骤，可以使物体的图像所占图像区域的面积最大。
若相机的显示屏幕的边与平面矩形物体在相机中的预览图像的边不平行，所 成角度过大，同样可以使用类似于上述步骤的方法，以实现拍摄物体图像占图像 区i或的面积争i大。
实施例三
本实施例揭示一种相机自动变焦系统，该系统用以在拍摄平面矩形物体时自 动变焦；该系统包括图像获取单元、显示单元、检测单元、变焦倍数计算单元、 变焦驱动单元。图像获取单元用以拍摄物体；显示单元用以显示所述图像获取单元所拍摄物体的预览图像；检测单元用以检测代表所拍摄的平面矩形物体边缘的四边形，并从中选取所 拍摄物体的四边形；变焦倍数计算单元用以依据所述检测单元检测到的四边形计算需要的变焦 倍数；所述变焦倍数计算单元依据所^r测到的四边形来计算需要的变焦倍数，计 算方法为保证按照这个变焦倍数缩放之后的四边形在图像中所占的区域大小或/ 和边长符合预先设定的比例。变焦驱动单元用以自动启动数码相机的光学变焦或数码变焦机制，达到所述 变焦倍数计算单元计算得到的变焦倍数。若用户未预先设定拍摄比例，用户设置相机，使平面矩形物体在相机中的预 览图像的边与相机屏幕的边基本平行、且物体中心基本在相机的预览盲口中心， 所述变焦倍数计算单元计算需要的变焦倍数的方法为获取相积/像素的长宽比al: a2;获取所述平面矩形物体在相机预览图像中像素的长宽，并计算其长宽比bl:b2;计算cl-bl: al， c2=b2: a2;若cl c2,则变焦倍数为将预览图像中平面矩形物体的长》文大到90%-100% 相机长所需的倍数；若cl〈c2，则变焦倍数为将预览图像中平面矩形物体的宽 放大到90%-100%相机宽的倍数。通过上述步骤，可以使物体的图像所占图像区域的面积最大。实施例四为了实现本发明，需具备如下硬件条件该设备中需要有一^L的运算和存储装置，包括一定频率的CPU(中央处理 器)，有一定用来运算的内存和用来存储系统软件，应用软件和各种数据的存储 空间等。同时需要数码相机。在多普达touch diamond S900上，该手机带320万像素的摄像头，可实现 本发明所述的方法。这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实 施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技 术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚 的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结 构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和 精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
权利要求
1、一种相机自动变焦方法，其特征在于，该方法包括如下步骤步骤110，启动相机，进入拍摄平面矩形物体的拍摄预览界面；步骤120，拍摄预览界面上显示需要拍摄的平面矩形物体的预览图像并检测代表所拍摄的平面矩形物体边缘的四边形；步骤130，判断是否能成功检测到代表所拍摄的平面矩形物体边缘的四边形；如果答案为是，转到步骤140，如果答案为否，转到步骤150；步骤140，依据所检测到的四边形来计算需要的变焦倍数，自动启动数码相机的光学变焦或数码变焦机制，达到计算得到的变焦倍数；步骤150，判断是否继续进行预览，如果答案为是，回到步骤120继续进行预览，如果答案为否则结束预览。
2、 根据权利要求1所述的相机自动变焦方法，其特征在于所述步骤140中，依据所检测到的四边形来计算需要的变焦倍数，计算 方法为保证按照这个变焦倍数缩放之后的四边形在图像中所占的区域大小或 /和边长符合预先设定的比例。
3、 根据权利要求l所述的相机自动变焦方法，其特征在于所述步骤140中，若用户未预先设定拍摄比例，用户设置相机，使平面 矩形物体在相机中的预览图像的边与相机屏幕的边基本平行，计算需要的变 焦倍数的方法如下步骤1401，获耳又相积/像素的长宽比al: a2;步骤1402，获取所述平面矩形物体在相机预览图像中像素的长宽，并计 算其长宽比bl: b2;步骤1403，计算cl-bl: al, c2=b2: a2;步骤1404，若cl^c2，则变焦倍数为将预览图像中平面矩形物体的长 放大到90%-100%相机长所需的倍数；若cl〈c2，则变焦倍数为将预览图像 中平面矩形物体的宽放大到90%-100%相机宽的倍数。
4、 根据权利要求3所述的相机自动变焦方法，其特征在于若数码相机的光学变焦或数码变焦不能正好达到计算得到的变焦倍数， 则自动将数码相^^的光学变焦或数码变焦的变焦倍数设置为与计算得到的 变焦倍数最为接近的值。
5、 根据权利要求1所述的相机自动变焦方法，其特征在于所述步骤120中，用户通过全自动的模式或带用户交互的半自动的模式 检测显示在拍摄预览界面中的平面矩形物体的四条边并对检测到的这四条边 进行突出显示；在全自动的模式下，系统自动检测出拍摄预览界面中显示的图像中的四 边形，然后按照设定的准则，来确定一个最有可能代表所要拍摄的平面矩形 物体边缘的四边形；所述准则包括所占图像区域的面积最大，或/和最靠近 图像中心；在带用户交互的半自动的检测模式下，系统自动检测出拍摄预览界面中 显示的图像中的四边形，然后用户通过点击触摸屏或者按动硬键盘上的按键 来选择其中代表所要拍摄的平面矩形物体边缘的四边形。
6、 根据权利要求1所述的相机自动变焦方法，其特征在于所述步骤110中，用户通过预先设置或者模式选择告知系统当前需要拍 摄的是平面矩形物体；所述的平面矩形物体包括如下物体的一种打印在纸张上的文档、证件、 名片、书本、杂志；路边或墙上的矩形广告牌、展会上的矩形展板、会议室 里的矩形白板或黑板、投射在幕墙上的矩形幻灯片、矩形的路标、门牌、矩 形的显示器屏幕、矩形的店铺招牌。
7、 根据权利要求1所述的相机自动变焦方法，其特征在于所述步骤130中，-险测图像数据中的四边形的方法为先4企测出图像数 据中的所有直线，再查看哪些直线能构成四边形。
8、 一种相机自动变焦系统，其特征在于，该系统用以在拍摄平面矩形物体时自动变焦；该系统包括图像获取单元，用以拍摄物体；显示单元，用以显示所述图像获取单元所拍摄物体的预览图像； 检测单元，用以检测代表所拍摄的平面矩形物体边缘的四边形，并从中选取所拍摄物体的四边形；变焦倍数计算单元，用以依据所述检测单元检测到的四边形计算需要的变焦倍数；变焦驱动单元，用以自动启动数码相机的光学变焦或数码变焦机制，达 到所述变焦倍数计算单元计算得到的变焦倍数。
9、 根据权利要求8所述的相机自动变焦系统，其特征在于所述变焦倍数计算单元依据所检测到的四边形来计算需要的变焦倍数， 计算方法为保证按照这个变焦倍数缩放之后的四边形在图像中所占的区域大 小或/和边长符合预先设定的比例。
10、 根据权利要求8所述的相机自动变焦系统，其特征在于若用户未预先设定拍摄比例，用户设置相机，使平面矩形物体在相机中 的预览图像的边与相机屏幕的边基本平行，所述变焦倍数计算单元计算需要 的变焦,咅lt的方法为获取相才凡像素的长宽比a 1: a 2;获取所述平面矩形物体在相机预览图像中像素的长宽，并计算其长宽比 bl: b2;计算cl-bl: al， c2=b2: a2;若cl^c2，则变焦倍数为将预览图像中平面矩形物体的长放大到 90°/。-100%相机长所需的倍数；若cl〈c2，则变焦倍数为将预览图像中平面 矩形物体的宽放大到90%-100%相机宽的倍数。
全文摘要
本发明揭示一种相机自动变焦方法及系统，所述方法包括如下步骤启动相机，进入拍摄平面矩形物体的拍摄预览界面；拍摄预览界面上显示需要拍摄的平面矩形物体的预览图像并检测代表所拍摄的平面矩形物体边缘的四边形；判断是否能成功检测到代表所拍摄的平面矩形物体边缘的四边形；如果答案为是，转到步骤140，如果答案为否，转到步骤150；依据所检测到的四边形来计算需要的变焦倍数，自动启动数码相机的光学变焦或数码变焦机制，达到计算得到的变焦倍数；判断是否继续进行预览，如果答案为是，回到步骤120继续进行预览，如果答案为否则结束预览。本发明可根据预览的矩形物体自动调节焦距。
文档编号G03B13/36GK101634796SQ20091005676
公开日2010年1月27日 申请日期2009年8月20日 优先权日2009年8月20日
发明者林 朱 申请人:上海合合信息科技发展有限公司