旋转弧度检测方法及系统与流程

1.本发明涉及摄像头技术领域，尤其涉及旋转弧度检测方法及系统。


背景技术：

2.如图1所示，摄像头的旋转抖动包括yaw、roll、pitch三个方向的抖动，yaw为摄像头绕z轴旋转，roll为摄像头绕x轴旋转，pitch为摄像头绕y轴旋转。摄像头在roll方向的抖动会降低成像效果，目前可以通过ois(optical image stabilizer，光学图像稳定器)技术来抑制摄像头在roll方向的抖动。摄像头模组的开发过程中需要验证ois光学防抖的效果，以便对ois技术进行改进。评价ois光学防抖效果的重要参数为信噪比，而计算信噪比需要检测摄像头旋转抖动的弧度，行业内缺乏检测摄像头在roll方向抖动弧度的有效手段。


技术实现要素：

3.本发明通过提供旋转弧度检测方法及系统，解决了如何检测摄像头在roll方向抖动弧度的技术问题。
4.一方面，本发明实施例提供如下技术方案：
5.一种旋转弧度检测方法，包括：
6.获取摄像头模组roll抖动时连续拍摄的同一场景的多张测试图片，所述测试图片上具有至少一个圆点且所述圆点非所述测试图片的中心点；
7.识别出每张所述测试图片上同一个所述圆点的轮廓线；
8.确定每个所述轮廓线的圆心坐标，对多个所述圆心坐标进行拟合，得到一条圆弧以及所述圆弧的两个极点坐标；
9.根据所述圆弧的两个极点坐标计算所述圆弧的长度。
10.优选的，所述圆点与所述圆点的临近区域之间具有亮度差；
11.识别出每张所述测试图片上同一个所述圆点的轮廓线，包括：
12.对所述测试图片进行二值化处理；
13.查找所述测试图片上所有白色区域与所有黑色区域的分界线；
14.从所述分界线中筛选出所述轮廓线。
15.优选的，对所述测试图片进行二值化处理之前，所述识别出每张所述测试图片上同一个所述圆点的轮廓线，还包括：
16.对所述测试图片进行裁剪，裁剪后的所述测试图片上具有至少一个圆点。
17.优选的，对所述测试图片进行二值化处理之前，所述识别出每张所述测试图片上同一个所述圆点的轮廓线，还包括：
18.通过gaussianblur()函数对所述测试图片进行模糊去噪。
19.优选的，对所述测试图片进行二值化处理，包括：
20.通过threshold()函数对所述测试图片进行二值化处理。
21.优选的，查找所述测试图片上所有白色区域与所有黑色区域的分界线，包括：
22.通过canny()函数查找所述分界线。
23.优选的，从所述分界线中筛选出所述轮廓线，包括：
24.通过houghcircles()函数从所述分界线中筛选出所述轮廓线。
25.另一方面，本发明实施例还提供如下技术方案：
26.一种旋转弧度检测系统，包括：
27.测试图片获取模块，用于获取摄像头模组roll抖动时连续拍摄的同一场景的多张测试图片，所述测试图片上具有至少一个圆点且所述圆点非所述测试图片的中心点；
28.轮廓线识别模块，用于识别出每张所述测试图片上同一个所述圆点的轮廓线；
29.圆心拟合模块，用于确定每个所述轮廓线的圆心坐标，对多个所述圆心坐标进行拟合，得到一条圆弧以及所述圆弧的两个极点坐标；
30.圆弧长度计算模块，用于根据所述圆弧的两个极点坐标计算所述圆弧的长度。
31.另一方面，本发明实施例还提供如下技术方案：
32.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一旋转弧度检测方法。
33.另一方面，本发明实施例还提供如下技术方案：
34.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现上述任一旋转弧度检测方法。
35.本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
36.本发明通过获取摄像头模组roll抖动时连续拍摄的多张测试图片，识别出每张测试图片上同一个圆点的轮廓线，确定每个轮廓线的圆心坐标，对多个圆心坐标进行拟合，得到一条圆弧以及圆弧的两个极点坐标，根据圆弧的两个极点坐标计算圆弧的长度，实现了摄像头roll方向抖动弧度的检测。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为摄像头yaw、roll、pitch抖动示意图；
39.图2为摄像头平移抖动拍摄的图像示意图；
40.图3为摄像头roll抖动拍摄的图像示意图；
41.图4为本发明实施例中旋转弧度检测方法的流程图；
42.图5为本发明实施例中测试图片的示意图；
43.图6为本发明实施例中裁剪后的测试图片的示意图；
44.图7为本发明实施例中二值化后的测试图片的示意图；
45.图8为本发明实施例中测试图片上白色区域与黑色区域的分界线示意图；
46.图9为本发明实施例中圆弧割线的示意图；
47.图10为本发明实施例中计算圆弧长度的示意图；
48.图11为本发明实施例中旋转弧度检测系统的示意图。
具体实施方式
49.本发明实施例通过提供旋转弧度检测方法及系统，解决了如何检测摄像头在roll方向抖动弧度的技术问题。
50.为了更好的理解本发明的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明。
51.图2为摄像头平移抖动时拍摄的图像，摄像头的平移抖动可以分解为y方向和z方向的直线运动，平移抖动的位移容易计算，目前针对对摄像头平移抖动的防抖技术已经非常成熟。图3为摄像头roll抖动时拍摄的图像，由于roll抖动的运动轨迹为圆弧，无法分解为直线运动，无法轻易检测得到圆弧的长度。
52.如图4所示，本实施例的旋转弧度检测方法，包括：
53.步骤s1，获取摄像头模组roll抖动时连续拍摄的同一场景的多张测试图片，测试图片上具有至少一个圆点且圆点非测试图片的中心点；
54.步骤s2，识别出每张测试图片上同一个圆点的轮廓线；
55.步骤s3，确定每个轮廓线的圆心坐标，对多个圆心坐标进行拟合，得到一条圆弧以及圆弧的两个极点坐标；
56.步骤s4，根据圆弧的两个极点坐标计算圆弧的长度。
57.本实施例中，步骤s1中，测试图片为摄像头模组拍摄的测试场景的图片，测试图片如图5所示，测试图片可以由多个黑色圆点和圆点之外有别于黑色的背景组成，如绿色。也可以是圆点为绿色、圆点之外的区域为黑色。对测试图片的要求为圆点与圆点的临近区域之间具有亮度差。摄像头模组发生roll方向的抖动时，图5会发生旋转，具体表现为绕图5中心的圆点转动，除中心圆点以外的每个圆点的圆心的运动轨迹均为一段圆弧。在图3中，若圆点位于图3的右顶角处，则圆弧如图3中虚线所示，本实施例的目的即为检测该圆弧的长度。由于摄像头roll抖动时图5的中心点没有运动轨迹，因此步骤s1中的圆点非测试图片的中心点。
58.本实施例中，由于圆点与临近区域具有亮度差，圆点的轮廓线是不同亮度的分界线，从而需要识别出不同亮度的分界线来得到轮廓线，这样步骤s2可以包括：对测试图片进行二值化处理；查找测试图片上所有白色区域与所有黑色区域的分界线；从分界线中筛选出轮廓线。
59.考虑到若对图5的完整测试图片进行步骤s2，会造成处理时间过长，为减少后续步骤的处理时间，对测试图片进行二值化处理之前，步骤s2还可以包括：对测试图片进行裁剪，裁剪后的测试图片上具有至少一个圆点。本实施例可以将图5裁剪为仅包括一个黑色圆点的图片，如图6所示。当然，还可以将图5裁剪为四张与图6一样的图片，每张图片仅包括除图5中心圆点以外的一个黑色圆点，对四张图6一样的图片进行四次圆弧长度的检测，得到的四个圆弧长度取平均值作为最终的圆弧长度，来提高检测结果的可靠性。当然，为避免噪声影响，对测试图片进行裁剪之后、对测试图片进行二值化处理之前，步骤s2还可以包括：通过gaussianblur()函数对测试图片进行模糊去噪。
60.步骤s2中，二值化处理可以将测试图片进行非黑即白的转化，二值化处理可以是将亮度低于设定阈值的区域转化为黑色、将亮度高于设定阈值的区域转化为白色，可以通过threshold()函数对测试图片进行二值化处理。本实施例的测试图片中圆点临近区域的
亮度较高，高于设定阈值，二值化后为白色；圆点的亮度低于设定阈值，二值化后为黑色。若圆点为绿色、圆点临近区域为黑色，则二值化后的圆点区域为白色、圆点之外的区域为黑色。当然还有其它的亮度较高区域和亮度较低区域，二值化的结果如图7所示。步骤s2中，可以通过canny()函数查找测试图片上所有白色区域与所有黑色区域的分界线，canny()函数通过查找白色区域与黑色区域交界处的坐标进行记录，并储存坐标点的集合来得到分界线。测试图片上所有白色区域与所有黑色区域的分界线如图8所示。由于图8中既存在圆点与临近区域的分界线，又存在其它亮度较高区域与亮度较低区域的分界线，需要从所有黑色区域与白色区域的分界线中筛选出圆点的轮廓线，可以通过houghcircles()函数从分界线中筛选出轮廓线，houghcircles()函数通过设置其max-min半径、二值化值、相近圆距来进行圆形轮廓的筛选。需要说明的是，本实施例能够得到圆点的轮廓线的前提为测试图片上圆点区域与临近区域之间具有亮度差，所以才可以通过二值化将圆点区域与临近区域进行区分，因此测试图片在本实施例中具有重要作用；且本实施例在将圆点区域与临近区域进行区分后，并不能直接将黑色区域与白色区域的分界线作为圆点的轮廓线，而是需要通过houghcircles()函数剔除其它亮度较高区域与亮度较低区域的分界线，筛选后的分界线才是圆点的轮廓线，因此houghcircles()函数在本实施例中也具有重要作用。
61.步骤s4中，计算弧形长度的过程可以为：计算圆弧的两个极点之间的距离，即为圆弧的割线长度，圆弧割线如图9所示，圆弧的割线长度也就是摄像头roll抖动时的峰峰值，需要通过两个周期以上的连续测试图片来确定圆弧极点；在圆弧上任取三点，可以得到任意两个点之间连线的中垂线，两条这样的中垂线可以确定圆弧所在圆的圆心以及半径，圆弧两个极点、圆弧所在圆的圆心构成一个三角形，进而可以计算出圆弧对应的圆心角a，如图10所示，圆弧的长度＝(a/2π)*2πr＝ar。
62.由上文可知，本实施例的的旋转弧度检测方法获取摄像头模组roll抖动时连续拍摄的多张测试图片，识别出每张测试图片上同一个圆点的轮廓线，确定每个轮廓线的圆心坐标，对多个圆心坐标进行拟合，得到一条圆弧以及圆弧的两个极点坐标，根据圆弧的两个极点坐标计算圆弧的长度，实现了摄像头roll方向抖动弧度的检测。
63.如图11所示，本实施例还提供一种旋转弧度检测系统，包括：
64.测试图片获取模块，用于获取摄像头模组roll抖动时连续拍摄的同一场景的多张测试图片，测试图片上具有至少一个圆点且圆点非测试图片的中心点；
65.轮廓线识别模块，用于识别出每张测试图片上同一个圆点的轮廓线；
66.圆心拟合模块，用于确定每个轮廓线的圆心坐标，对多个圆心坐标进行拟合，得到一条圆弧以及圆弧的两个极点坐标；
67.圆弧长度计算模块，用于根据圆弧的两个极点坐标计算圆弧的长度。
68.进一步的，圆点与圆点的临近区域之间具有亮度差；轮廓线识别模块，还用于：对测试图片进行二值化处理；查找测试图片上所有白色区域与所有黑色区域的分界线；从分界线中筛选出轮廓线。
69.基于与前文所述的旋转弧度检测方法同样的发明构思，本实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前文所述的旋转弧度检测方法的任一方法的步骤。
70.其中，总线架构(用总线来代表)，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线
将包括由处理器代表的一个或多个处理器和存储器代表的存储器的各种电路链接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和接收器和发送器之间提供接口。接收器和发送器可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器负责管理总线和通常的处理，而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。
71.由于本实施例所介绍的电子设备为实施本发明实施例中旋转弧度检测方法所采用的电子设备，故而基于本发明实施例中所介绍的旋转弧度检测方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本发明实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本发明实施例中旋转弧度检测方法所采用的电子设备，都属于本发明所欲保护的范围。
72.基于与上述旋转弧度检测方法同样的发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现上述任一旋转弧度检测方法。
73.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
74.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
75.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
76.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
77.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
78.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。