聚焦检测方法、装置、计算机可读存储介质及电子设备与流程

文档序号:14880604发布日期:2018-07-07 09:42阅读:191来源:国知局

本发明涉及聚焦技术领域,特别涉及一种聚焦检测方法、装置、计算机可读存储介质及电子设备。



背景技术:

聚焦,就是调整镜片组的像方主平面的位置,从而调整像方主平面与焦平面的距离,使物像恰好落在焦平面(影像传感器)上。这个调整镜片组的像方主平面位置的过程就是聚焦。自动聚焦就是让电动机带动镜片组中负责精确聚焦的镜片运动,手动聚焦就是手动调整焦点。

高清摄像机在带来高清晰度画面的同时,也产生了一系列不同于标清使用环境下的问题,其中出现最多的就是聚焦难、跟焦难的问题。这些问题是由高清摄像机的高清晰度引起的。因为高清摄像机的分辨率高,水平视场角比标清大,画面包容的景物多,景深比标清小很多(在相同条件下,高清的景深大约只有标清的一半),所以对聚焦的精确度要求就格外苛刻。可见,聚焦是电视摄像进入高清时代后所产生的应用难点,是高清与标清摄像机使用的一个重大区别。

现有自动聚焦检测方法主要有对比度法和相位法。但现有各种自动对焦方式都有一定的局限性。例如红外测距和超声测距的对焦方法,当被测目标对红外光或超声波有较强的吸收作用时,将使测距系统失灵或对焦不准确;而对比度法聚焦检测受光照条件的制约,当光线暗弱或被摄体与背景明暗差别很小时,对焦就会有困难,甚至失去作用;相位法聚焦检测也受光照条件的制约,当光线暗弱时,对焦有困难。且现有自动聚焦检测系统都相对复杂,不易搭建。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是提供一种聚焦检测方法、装置、计算机可读存储介质及电子设备,解决现有自动聚焦检测方法受环境影响大,且系统复杂,不易搭建的问题。

为解决上述技术问题,本发明的实施例提供一种聚焦检测方法,包括:

获取待检测相机在聚焦调节过程中实时拍摄的预设标志物的聚焦检测图像,其中,所述预设标志物设置在所述待检测相机的待聚焦位置上;

根据所述聚焦检测图像的亮度信息,在所述聚焦检测图像中获取所述预设标志物的有效区域;

获取所述待检测相机的聚焦调节过程中所述有效区域的尺寸变化信息;

根据所述有效区域的尺寸变化信息,确定所述待检测相机的聚焦状态。

其中,所述根据所述聚焦检测图像的亮度信息,在所述聚焦检测图像中获取所述预设标志物的有效区域的步骤包括:

根据所述聚焦检测图像的亮度信息,在所述聚焦检测图像中获取亮度值大于预设阈值的区域作为所述预设标志物的有效区域。

其中,所述获取所述待检测相机的聚焦调节过程中所述有效区域的尺寸变化信息的步骤包括:

获取所述待检测相机的聚焦调节过程中所述有效区域的像素点个数的变化信息;

根据所述有效区域的像素点个数的变化信息,获得所述有效区域的尺寸变化信息。

其中,所述根据所述有效区域的尺寸变化信息,确定所述待检测相机的聚焦状态的步骤包括:

根据所述有效区域的尺寸变化信息,确定所述有效区域的尺寸发生周期性变化时,获取所述有效区域的尺寸的最小值;

在所述有效区域的尺寸为所述最小值时,确定所述待检测相机的状态为聚焦状态。

其中,在所述有效区域的尺寸为所述最小值时,确定所述待检测相机的状态为聚焦状态之后,还包括:

获取所述待检测相机在所述聚焦状态下的聚焦调节参数。

其中,所述预设标志物包括红外发射器;

所述待检测相机的镜头前放置有红外滤波片。

为解决上述技术问题,本发明的实施例还提供一种聚焦检测装置,包括:

第一获取模块,用于获取待检测相机在聚焦调节过程中实时拍摄的预设标志物的聚焦检测图像,其中,所述预设标志物设置在所述待检测相机的待聚焦位置上;

第二获取模块,用于根据所述聚焦检测图像的亮度信息,在所述聚焦检测图像中获取所述预设标志物的有效区域;

第三获取模块,用于获取所述待检测相机的聚焦调节过程中所述有效区域的尺寸变化信息;

确定模块,用于根据所述有效区域的尺寸变化信息,确定所述待检测相机的聚焦状态。

其中,所述第二获取模块包括:

第一获取单元,用于根据所述聚焦检测图像的亮度信息,在所述聚焦检测图像中获取亮度值大于预设阈值的区域作为所述预设标志物的有效区域。

其中,所述第三获取模块包括:

第二获取单元,用于获取所述待检测相机的聚焦调节过程中所述有效区域的像素点个数的变化信息;

第三获取单元,用于根据所述有效区域的像素点个数的变化信息,获得所述有效区域的尺寸变化信息。

其中,所述确定模块包括:

第四获取单元,用于根据所述有效区域的尺寸变化信息,确定所述有效区域的尺寸发生周期性变化时,获取所述有效区域的尺寸的最小值;

确定单元,用于在所述有效区域的尺寸为所述最小值时,确定所述待检测相机的状态为聚焦状态。

其中,上述聚焦检测装置还包括:

第四获取模块,用于获取所述待检测相机在所述聚焦状态下的聚焦调节参数。

其中,所述预设标志物包括红外发射器;

所述待检测相机的镜头前放置有红外滤波片。

为解决上述技术问题,本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质,其存储用于电子数据交换的计算机程序,所述计算机程序使得计算机执行以下步骤:

第一获取步骤,获取待检测相机在聚焦调节过程中实时拍摄的预设标志物的聚焦检测图像,其中,所述预设标志物设置在所述待检测相机的待聚焦位置上;

第二获取步骤,根据所述聚焦检测图像的亮度信息,在所述聚焦检测图像中获取所述预设标志物的有效区域;

第三获取步骤,获取所述待检测相机的聚焦调节过程中所述有效区域的尺寸变化信息;

确定步骤,根据所述有效区域的尺寸变化信息,确定所述待检测相机的聚焦状态。

为解决上述技术问题,本发明的实施例还提供一种电子设备,包括:

一个或多个处理器;

存储器;以及

一个或多个程序,其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置成由所述一个或多个处理器执行,所述程序包括用于执行以下步骤的指令:

获取待检测相机在聚焦调节过程中实时拍摄的预设标志物的聚焦检测图像,其中,所述预设标志物设置在所述待检测相机的待聚焦位置上;

根据所述聚焦检测图像的亮度信息,在所述聚焦检测图像中获取所述预设标志物的有效区域;

获取所述待检测相机的聚焦调节过程中所述有效区域的尺寸变化信息;

根据所述有效区域的尺寸变化信息,确定所述待检测相机的聚焦状态。

本发明的上述技术方案的有益效果如下:

本发明实施例的聚焦检测方法,首先获取待检测相机在聚焦调节过程中实时拍摄的预设标志物的聚焦检测图像,预设标志物设置在待检测相机的待聚焦位置上;然后根据聚焦检测图像的亮度信息,在聚焦检测图像中获取预设标志物的有效区域;再获取待检测相机的聚焦调节过程中该有效区域的尺寸变化信息;最后根据有效区域的尺寸变化信息,确定待检测相机的聚焦状态。这样,通过在待检测相机的待聚焦位置放置预设标志物,获取到相机在不同聚焦设置下对于预设标志物的拍摄效果图像,然后对拍摄效果图像进行算法分析,得到预设标志物的亮度和尺寸的反馈,根据反馈的结果,能够确定出相机的最佳聚焦状态。该聚焦检测方法利用预设标志物构成的检测系统,系统相对稳定且容易搭建,且将环境对聚焦检测的影响降到了最低,能够很好地调节出相机的最佳聚焦状态,提高了精确性,非常适合在工业生产环境中应用。解决了现有自动聚焦检测方法受环境影响大,且系统复杂,不易搭建的问题。

附图说明

图1为本发明聚焦检测方法的流程图;

图2为本发明聚焦检测图像的示意图;

图3为本发明预设标志物设置的示意图;

图4为本发明另一聚焦检测图像的示意图;

图5为本发明另一聚焦检测图像的示意图;

图6为本发明聚焦检测装置的结构示意图;

图7为本发明电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

第一实施例

结合图1所示,本发明实施例的聚焦检测方法,包括:

步骤101,获取待检测相机在聚焦调节过程中实时拍摄的预设标志物的聚焦检测图像,其中,所述预设标志物设置在所述待检测相机的待聚焦位置上。

这里,在希望相机镜头聚焦的位置放置有预设标志物,如在相机镜头前方距离镜头2m的位置放置预设标志物,即,希望将相机镜头的焦距设定为2m,则在距离相机镜头的2米处放置一标志物,然后对相机进行聚焦调节即调整相机的焦距,在调节过程中使相机实时拍摄标志物的图像。

通过获取相机在聚焦调节过程中实时拍摄的预设标志物的聚焦检测图像,得到了相机在不同聚焦设置下对于预设标志物的拍摄效果图像。通过后续步骤对拍摄效果图像进行算法分析,能够确定出相机的聚焦状态。

步骤102,根据所述聚焦检测图像的亮度信息,在所述聚焦检测图像中获取所述预设标志物的有效区域。

基于聚焦会对标志物的亮度有衰减、尺寸有放大的作用,理论上所拍摄标志物的亮度最高且尺寸最小的时候为相机的最佳聚焦状态。为找到标志物亮度最高且尺寸最小的时候,可先在聚焦检测图像中确定出亮度最高的区域,然后找到亮度最高的区域尺寸最小的时候,此时相机的状态为最佳聚焦状态。

这里,首先根据聚焦检测图像的亮度信息,在聚焦检测图像中获取预设标志物的有效区域,该有效区域理论上为图像中亮度最高的区域。

步骤103,获取所述待检测相机的聚焦调节过程中所述有效区域的尺寸变化信息。

这里,获取到聚焦调节过程中有效区域的尺寸变化信息,能够根据有效区域的尺寸变化信息,确定相机的聚焦状态。

步骤104,根据所述有效区域的尺寸变化信息,确定所述待检测相机的聚焦状态。

这里,根据有效区域的尺寸变化信息,能够确定相机的聚焦状态。其中,在有效区域的尺寸最小时,能够确定相机处于聚焦状态,在有效区域的尺寸较大时,能够确定相机处于未聚焦状态。

本发明实施例的聚焦检测方法,通过在待检测相机的待聚焦位置放置预设标志物,获取到相机在不同聚焦设置下对于预设标志物的拍摄效果图像,然后对拍摄效果图像进行算法分析,得到预设标志物的亮度和尺寸的反馈,根据反馈的结果,能够确定出相机的最佳聚焦状态。该聚焦检测方法利用预设标志物构成的检测系统,系统相对稳定且容易搭建,且将环境对聚焦检测的影响降到了最低,能够很好地调节出相机的最佳聚焦状态,提高了精确性,非常适合在工业生产环境中应用。解决了现有自动聚焦检测方法受环境影响大,且系统复杂,不易搭建的问题。

可选的,上述步骤102的步骤包括:

步骤1021,根据所述聚焦检测图像的亮度信息,在所述聚焦检测图像中获取亮度值大于预设阈值的区域作为所述预设标志物的有效区域。

这里,可对聚焦检测图像的亮度划分层次,获取亮度值在预设阈值(如80)以上的区域作为预设标志物的有效区域。

可选的,上述步骤103的步骤包括:

步骤1031,获取所述待检测相机的聚焦调节过程中所述有效区域的像素点个数的变化信息。

这里,可通过计算机视觉算法分析出有效区域在图像中的像素点个数,进而得到相机的聚焦调节过程中有效区域的像素点个数的变化信息。

步骤1032,根据所述有效区域的像素点个数的变化信息,获得所述有效区域的尺寸变化信息。

这里,图像的像素点个数能够直观地反应图像尺寸的大小,可将有效区域的像素点个数的变化信息,直接作为有效区域的尺寸变化信息。此时,上述步骤104实际上是基于有效区域的像素点个数的变化信息,来确定相机的聚焦状态。

可选的,上述步骤104的步骤包括:

步骤1041,根据所述有效区域的尺寸变化信息,确定所述有效区域的尺寸发生周期性变化时,获取所述有效区域的尺寸的最小值。

这里,在有效区域的尺寸发生一次周期性变化时,相机经历了未聚焦-聚焦-未聚焦的过程。其中,有效区域的尺寸最小时对应相机的聚焦状态。通过获取有效区域的尺寸的最小值,能够精确地找到相机的聚焦状态。

步骤1042,在所述有效区域的尺寸为所述最小值时,确定所述待检测相机的状态为聚焦状态。

这里,在有效区域的尺寸为上述最小值时,相机的状态为最佳聚焦状态。

其中,结合上述步骤1031和1032,上述步骤1041可根据有效区域的像素点个数的变化信息,确定有效区域的尺寸发生周期性变化时,获取有效区域的像素点个数的最小值。上述步骤1042在有效区域的像素点个数为最小值时,确定待检测相机的状态为聚焦状态。

可选的,上述步骤1042之后,还包括:

步骤1043,获取所述待检测相机在所述聚焦状态下的聚焦调节参数。

此时,通过获取相机在聚焦状态下的聚焦调节参数,能够在下次对相机进行聚焦调节时准确、快速的将相机调节到聚焦状态,提高了便利性。

可选的,所述预设标志物包括红外发射器;所述待检测相机的镜头前放置有红外滤波片。

此时,待检测相机拍摄的预设标志物的聚焦检测图像如图2所示,图中亮色区域为采集到的标志物。基于该聚焦检测图像,本发明实施例的方法,首先在聚焦检测图像中找到标志物(图中亮色区域)的有效区域,然后获取有效区域的尺寸变化信息,最后基于有效区域的尺寸变化信息确定出相机的聚焦状态。

下面对本发明实施例的聚焦检测方法的一具体实现流程举例说明如下。

如图3所示,在相机31的镜头前方距离镜头2m的位置放置有预设标志物32,且相机镜头前放置有对应的滤光材料33。其中预设标志物为红外发射器,下文中称为红外标志物。滤光材料为红外滤波片。

本发明实施例的聚焦检测方法,首先获取待检测相机在聚焦调节过程中实时拍摄的红外标志物的聚焦检测图像。聚焦检测图像如图2所示,图中亮色区域为采集到的红外标志物。然后根据聚焦检测图像的亮度信息,在聚焦检测图像中获取亮度值大于80的区域作为红外标志物的有效区域。获取待检测相机的聚焦调节过程中有效区域的像素点个数的变化信息,并将像素点个数的变化信息直接作为有效区域的尺寸变化信息。然后根据有效区域的像素点个数的变化信息,确定有效区域的尺寸发生周期性变化时,获取有效区域的像素点个数的最小值。在有效区域的像素点个数为最小值时,确定待检测相机处于最佳聚焦状态,对应的聚焦检测图像如图4所示。相应的,在有效区域的像素点个数的值较大时,确定待检测相机处于未聚焦状态,对应的聚焦检测图像如图5所示。

综上,本发明实施例的聚焦检测方法,通过在待检测相机的待聚焦位置放置预设标志物,获取到相机在不同聚焦设置下对于预设标志物的拍摄效果图像。然后对拍摄效果图像进行算法分析,实现了对相机调节过程的量化描述,得到了预设标志物的亮度和尺寸的反馈。根据反馈的结果,能够确定出相机的最佳聚焦状态。该聚焦检测方法利用预设标志物构成的检测系统,系统相对稳定且容易搭建,且将环境对聚焦检测的影响降到了最低,能够很好地调节出相机的最佳聚焦状态,提高了精确性,非常适合在工业生产环境中应用。本发明实施例的方案为一些对环境要求单一且精度要求高的专业场合提供了很好的镜头聚焦的解决办法。解决了现有自动聚焦检测方法受环境影响大,且系统复杂,不易搭建的问题。

第二实施例

结合图6所示,本发明实施例的聚焦检测装置,包括:

第一获取模块601,用于获取待检测相机在聚焦调节过程中实时拍摄的预设标志物的聚焦检测图像,其中,所述预设标志物设置在所述待检测相机的待聚焦位置上;

第二获取模块602,用于根据所述聚焦检测图像的亮度信息,在所述聚焦检测图像中获取所述预设标志物的有效区域;

第三获取模块603,用于获取所述待检测相机的聚焦调节过程中所述有效区域的尺寸变化信息;

确定模块604,用于根据所述有效区域的尺寸变化信息,确定所述待检测相机的聚焦状态。

本发明实施例的聚焦检测装置,通过在待检测相机的待聚焦位置放置预设标志物,获取到相机在不同聚焦设置下对于预设标志物的拍摄效果图像,然后对拍摄效果图像进行算法分析,得到预设标志物的亮度和尺寸的反馈,根据反馈的结果,能够确定出相机的最佳聚焦状态。该聚焦检测装置利用预设标志物构成的检测系统,系统相对稳定且容易搭建,且将环境对聚焦检测的影响降到了最低,能够很好地调节出相机的最佳聚焦状态,提高了精确性,非常适合在工业生产环境中应用。解决了现有自动聚焦检测方法受环境影响大,且系统复杂,不易搭建的问题。

可选的,所述第二获取模块602包括:

第一获取单元,用于根据所述聚焦检测图像的亮度信息,在所述聚焦检测图像中获取亮度值大于预设阈值的区域作为所述预设标志物的有效区域。

可选的,所述第三获取模块603包括:

第二获取单元,用于获取所述待检测相机的聚焦调节过程中所述有效区域的像素点个数的变化信息;

第三获取单元,用于根据所述有效区域的像素点个数的变化信息,获得所述有效区域的尺寸变化信息。

可选的,所述确定模块604包括:

第四获取单元,用于根据所述有效区域的尺寸变化信息,确定所述有效区域的尺寸发生周期性变化时,获取所述有效区域的尺寸的最小值;

确定单元,用于在所述有效区域的尺寸为所述最小值时,确定所述待检测相机的状态为聚焦状态。

可选的,本发明实施例的聚焦检测装置还包括:

第四获取模块,用于获取所述待检测相机在所述聚焦状态下的聚焦调节参数。

可选的,所述预设标志物包括红外发射器;

所述待检测相机的镜头前放置有红外滤波片。

本发明实施例的聚焦检测装置,通过在待检测相机的待聚焦位置放置预设标志物,获取到相机在不同聚焦设置下对于预设标志物的拍摄效果图像,然后对拍摄效果图像进行算法分析,得到预设标志物的亮度和尺寸的反馈,根据反馈的结果,能够确定出相机的最佳聚焦状态。该聚焦检测装置利用预设标志物构成的检测系统,系统相对稳定且容易搭建,且将环境对聚焦检测的影响降到了最低,能够很好地调节出相机的最佳聚焦状态,提高了精确性,非常适合在工业生产环境中应用。解决了现有自动聚焦检测方法受环境影响大,且系统复杂,不易搭建的问题。

需要说明的是,该聚焦检测装置是与上述立体虚拟现实直播方法相对应的装置,其中上述方法实施例中所有实现方式均适用于该装置的实施例中,也能达到同样的技术效果。

第三实施例

本发明实施例提供一种计算机可读存储介质,其存储用于电子数据交换的计算机程序,所述计算机程序使得计算机执行以下步骤:

第一获取步骤,获取待检测相机在聚焦调节过程中实时拍摄的预设标志物的聚焦检测图像,其中,所述预设标志物设置在所述待检测相机的待聚焦位置上;

第二获取步骤,根据所述聚焦检测图像的亮度信息,在所述聚焦检测图像中获取所述预设标志物的有效区域;

第三获取步骤,获取所述待检测相机的聚焦调节过程中所述有效区域的尺寸变化信息;

确定步骤,根据所述有效区域的尺寸变化信息,确定所述待检测相机的聚焦状态。

计算机程序使得计算机对上述步骤的具体执行过程,可以参见本发明图1所示实施例的描述,在此不再赘述。

第四实施例

如图7所示,本发明实施例提供一种电子设备70,包括:

一个或多个处理器71;

存储器72;以及

一个或多个程序,其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器72中,并且被配置成由所述一个或多个处理器71执行,所述程序包括用于执行以下步骤的指令:

获取待检测相机在聚焦调节过程中实时拍摄的预设标志物的聚焦检测图像,其中,所述预设标志物设置在所述待检测相机的待聚焦位置上;

根据所述聚焦检测图像的亮度信息,在所述聚焦检测图像中获取所述预设标志物的有效区域;

获取所述待检测相机的聚焦调节过程中所述有效区域的尺寸变化信息;

根据所述有效区域的尺寸变化信息,确定所述待检测相机的聚焦状态。

处理器71对上述指令的具体执行过程,可以参见本发明图1所示实施例的描述,在此不再赘述。

该电子设备70以多种形式存在,包括但不限于:

(1)移动通信设备:这类设备的特点是具备移动通信功能,并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括:智能手机(例如iphone)、多媒体手机、功能性手机,以及低端手机等。

(2)超移动个人计算机设备:这类设备属于个人计算机的范畴,有计算和处理功能,一般也具备移动上网特性。这类终端包括:pda、mid和umpc设备等,例如ipad。

(3)便携式娱乐设备:这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括:音频、应用程序的提供器(例如ipod),掌上游戏机,电子书,以及智能玩具和便携式车载导航设备。

(4)服务器:提供计算服务的设备,服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等,服务器和通用的计算机架构类似,但是由于需要提供高可靠的服务,因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。

(5)其他具有数据交互功能的电子设备。

本发明实施例中,模块可以用软件实现,以便由各种类型的处理器执行。举例来说,一个标识的可执行代码模块可以包括计算机指令的一个或多个物理或者逻辑块,举例来说,其可以被构建为对象、过程或函数。尽管如此,所标识模块的可执行代码无需物理地位于一起,而是可以包括存储在不同位里上的不同的指令,当这些指令逻辑上结合在一起时,其构成模块并且实现该模块的规定目的。

实际上,可执行代码模块可以是单条指令或者是许多条指令,并且甚至可以分布在多个不同的代码段上,分布在不同程序当中,以及跨越多个存储器设备分布。同样地,操作数据可以在模块内被识别,并且可以依照任何适当的形式实现并且被组织在任何适当类型的数据结构内。所述操作数据可以作为单个数据集被收集,或者可以分布在不同位置上(包括在不同存储设备上),并且至少部分地可以仅作为电子信号存在于系统或网络上。

在模块可以利用软件实现时,考虑到现有硬件工艺的水平,所以可以以软件实现的模块,在不考虑成本的情况下,本领域技术人员都可以搭建对应的硬件电路来实现对应的功能,所述硬件电路包括常规的超大规模集成(vlsi)电路或者门阵列以及诸如逻辑芯片、晶体管之类的现有半导体或者是其它分立的元件。模块还可以用可编程硬件设备,诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等实现。

在本发明的各种实施例中,应理解,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述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,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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