一种多焦距图像拍摄方法、电子设备、存储介质与流程

本发明涉及一种图像识别领域，尤其涉及一种多焦距图像拍摄方法、电子设备、存储介质。

背景技术：

目前，随着数字图像处理技术的发展和成熟，其为使用装置有摄像单元的机器人对图书馆书架上的图书进行自动盘点，实现图书馆自动化管理提供了技术基础。通常，在进行图书盘点或整理时，使用图书管理机器人安装的摄像头定期获取书架上的图书图像，机器人在行走过程中通过摄像头进行书架图像拍摄。机器人按照规划的线路在图书馆各书架间行走，由多个垂直排列设置的摄像头组成的摄像单元对应每个书架和存书层进行拍照，通过分析机器人拍摄的书架上的存书图像，完成图书的盘点。信息处理服务器会通过分析机器人拍摄的图像得到图书的存放情况来完成图书的盘点和存书信息整理。然而，由于移动的速度、图书馆内的光线、以及行走过程中一些路面的凹凸不平整等原因，通过摄像头获取视频图像后再抽取关键帧进行分析的方法得到的图像存在模糊不清的情况，造成对书架图像识别时的准确率不高。为此，人们通过在图书盘点机器人行走路径上设置经停点进行拍照获取书架图像，以使拍照过程趋于稳定。因为在机器人行走过程中，在每个经停点停止后对书架拍照。由于机器人在经停点的停顿，方便摄像头自动对焦，因此拍摄图像的过程也相对稳定。

但是，由于图书盘点机器人需要在各个经停点控制垂直排列设置的多个摄像头完成对应不同书架层的对焦后获取清晰的书架图像，其控制各个摄像头完成自动对焦的过程耗时长，每个摄像头完成自动对焦需要耗时5秒左右，且不能保证足够的稳定性，时常无法获取到清晰的图像。因此，如何能够快速、稳定的在各个经停点获取清晰的书架存书图像，成为一个亟需解决的问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种多焦距图像拍摄方法，能够较快且较稳定地获取清晰的书架存书图像。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种多焦距图像拍摄方法，包括：图像拍摄步骤，图书盘点机器人按规划路线行进，于一排书架对应的每一个经停点处，控制各摄像头根据预设的若干个不同焦距依次进行拍摄，并按焦距序号保存每一个摄像头拍摄到的对应不同焦距的书架存书图像；图像挑选步骤，提取每个经停点对应的各个摄像头拍摄的多张不同焦距的图像，将色差较大区域的覆盖范围最大的图像判定为对焦准确的清晰图像，将该图像上传用于后续图像分析处理。

进一步地，在所述图像挑选步骤中，对各图像进行查找颜色边缘处理，提取相邻各像素点的h值，将h值跨度超过设定范围的区域定义为图像中色差较大的区域。

进一步地，在对各图像进行查找颜色边缘处理之前，对拍摄到的多张不同焦距的图像进行切割保留图像中间区域作为图像的主体部分，以图像的主体部分进行查找颜色边缘处理。

进一步地，在所述图像拍摄步骤中，图书盘点机器人根据规划路线行进，于每一经停点处停止，通过激光雷达获取机器人停止后的偏移角度，根据偏移角度控制图书盘点机器人进行偏移校正。

进一步地，在所述图像拍摄步骤中，对拍摄到的图像按经停点编号、摄像头编号及焦距序号进行存储。

进一步地，在所述图像拍摄步骤中，根据摄像头型号以及摄像头与书架之间的拍摄距离进行挑选预设若干个不同焦距。

进一步地，在所述图像拍摄步骤之前，还包括：拍摄规划步骤，在图书馆平面地图上规划行进路线，于规划路线上对应每一排书架均间隔设置经停点。

进一步地，在所述图像挑选步骤中，对挑选出的对焦准确的清晰图像，按经停点编号及摄像头编号将对应一排书架挑选出的图像作为一组上传至图像处理服务器，进行图像拼接及图像分析处理。

本发明的目的之二在于提供一种电子设备，能够较快且较稳定地获取清晰的书架存书图像。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种电子设备，包括存储器、处理器以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如本发明目的之一所述的一种多焦距图像拍摄方法。

本发明的目的之三在于提供一种存储介质，能够较快且较稳定地获取清晰的书架存书图像。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明目的之一所述的一种多焦距图像拍摄方法。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的一种多焦距图像拍摄方法、电子设备、存储介质，通过预设不同焦距对同一对象进行拍摄，并对拍摄到的不同焦距的图像根据其色差较大区域的覆盖范围的比较，确定色差较大区域的覆盖范围最大的图像为对焦准确的清晰图像，并以该图像作为后续用于图像分析处理的图像。由于对焦准确的图像色彩锐利，会出现较多色差较大的图像区域，以此能够较快且较稳定地获取清晰的书架存书图像，便于图书盘点工作的进行。

附图说明

图1为发明一种多焦距图像拍摄方法流程图；

图2为图书盘点机器人行走路径及拍摄经停点示意图；

图3为一排书架拍摄区域示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例一：

如图1所示的一种多焦距图像拍摄方法，包括：

s0拍摄规划步骤，在图书馆平面地图上规划行进路线，于规划路线上对应每一排书架均间隔设置经停点；

s1图像拍摄步骤，图书盘点机器人按规划路线行进，于一排书架对应的每一个经停点处，控制各摄像头根据预设的若干个不同焦距依次进行拍摄，并按焦距序号保存每一个摄像头拍摄到的对应不同焦距的书架存书图像；

s2图像挑选步骤，提取每个经停点对应的各个摄像头拍摄的多张不同焦距的图像，将色差较大区域的覆盖范围最大的图像判定为对焦准确的清晰图像，将该图像上传用于后续图像分析处理。

在进行图像拍摄之前，需要先规划化图书盘点机器人的行进路线，根据图书馆平面地图及各个书架摆放位置信息，规划图书盘点机器人进行书架存书图像拍摄的行走路径，图书盘点机器人行走路径如图2所示。由于图书馆的书架大多是整排面对面放置，所以为了能够对面对面两排书架拍摄书架存书图像，生成的规划路径需包括去程及回程，去程用于拍摄面对面摆放的书架一侧的书架存书图像，回程用于拍摄面对面摆放的书架另一侧的书架存书图像，从而确保机器人能对全部书架进行拍照。如图2所示，图书馆的平面图中设置有多组书架1，在图书馆平面地图上设置有图书盘点机器人的行走路径2，行走路径2上a、b、c、d、e、f、g…～m1、n1各个点为经停点，每一排书架对应的经停点均间隔均匀设置，以保证拍摄到的图像覆盖有不同的书架。在每排书架1的左右两侧尽头的经停点同时也为行走路径设置的转弯点g、h、n、o、t、u、z、a1、g1、h1。图书盘点机器人4从箭头所示的方向沿行走路径2从a点出发，从a至t点即为规划路径的去程，从u至n1点为回程。图书盘点机器人4沿行走路径2在通道中行走，于每一个经停点处停止，先通过激光雷达获取机器人停止后的偏移角度，根据偏移角度控制机器人进行偏移校正，以便位于机器人侧面的摄像头能够正对书架进行拍照。通过激光雷达进行偏移校正为现有技术，这里不多赘述。偏移校正后，根据预设的若干个焦距控制各个摄像头对书架拍照、并按编号规则将照片分组编号保存，完成所有的经停点拍摄后，根据规划路径回到设定的停靠位置。预设的不同的焦距根据不同的摄像头型号和拍摄的书架距离具体进行挑选设置，通常为中间焦段的挑选间隔密集些，两头近和远的焦段挑选间隔稀疏些。根据机器人行走路线中的各个经停点、转弯点、行走路径的间距大小、摄像头编号、每个摄像头拍摄的若干个不同焦距对拍摄的照片进行编号及分组。例如，图片命名格式为：经停点编号+摄像头编号+焦距序号，根据行走路径的转弯点，将同一排书架的照片保存为一组，如果是2排书架之间有较大间隔设置在一条直线行走路径上，则根据路径上较大间隔距离的两个经停点将照片设置为两组保存。如图2-图3所示，在进行拍摄照片编号时，将拍摄装置上各摄像头依次从下至上编号为1、2、3、4、5、6号摄像头，将1～6号摄像头在行走路径2上的经停点a拍摄的图像对应命名为a_1、a_2、a_3、a_4、a_5、a_6，在a经停点，每个摄像头拍摄多张不同焦距的书架图像，若预设为11个不同焦距，则图片命名时则根据设定的11个不同焦距的先后顺序对应为a_1_1、a_1_2、a_1_3…，a_2_1、a_2_2、a_2_3…，a_3_1、a_3_2、a_3_3…，a_4_1、a_4_2、a_4_3…，a_5_1、a_5_2、a_5_3…，a_6_1、a_6_2、a_6_3…；将将1～6号摄像头在行走路径2上的经停点b拍摄的图像对应命名为b_1、b_2、b_3、b_4、b_5、b_6，即命名规则为“经停点_摄像头编号_照片拍摄序列”。因为在每排书架的左右两侧尽头的经停点g、h、n、o、t、u、z、a1、g1、h1同时也是路径设置的转弯点，根据各个转弯点对各段路径的经停点拍摄的图像分组就可以对应每排书架起点和终点获得对应的图片分组，更易于在后续图片拼接时查找图片完成拼接。将经停点a、b、c、d、e、f、g拍摄的图像分为一组保存，经停点h、i、g、k、l、m、n拍摄的图像分为一组保存，经停点o、p、q、r、s、t拍摄的图像分为一组保存，经停点u、v、w、x、y、z拍摄的图像分为一组保存,经停点a1、b1、c1、d1、e1、f1、g1拍摄的图像分为一组保存，经停点h1、i1、g1、k1、l1、m1、n1拍摄的图像分为一组保存，对应得到各排书架的分组图像。

完成上述图像分组后，即可进行图像挑选。挑选出的每个经停点各摄像头拍摄的多个焦距图像中最清晰的图像，按照原分组路径保存上传到图像处理服务器。挑选过程中，因为对焦准确拍摄到的照片图像色彩锐利，对焦不准确拍摄到的照片图像会有很多模糊的色彩渐变区域，因此，相对对焦不准确的照片，对焦准确的照片会出现较多色差较大的图像区域，通过判断每个摄像头在各经停点拍摄的多张不同焦距的图像中包含的色差较大区域的数量，将包含色差较大区域的覆盖范围最大的图像判定为对焦准确的清晰图像。判断时，为了减少服务器的运算量，首先提取出图像的中间主体区域，将照片宽度的1/2作为半径，从照片的中心点开始切割出照片的中间区域，作为图像的主体部分，比较时，只判断主体部分图像包含的较大色差区域数量，以减轻服务器的压力，加快处理速度。对各切割图像进行查找颜色边缘处理，判断出图像中色差较大的颜色区域，提取相邻各像素点的h值，将h值跨度超过设定范围的区域定义为图像中色差较大的颜色区域。通过比对多张不同焦距图像中包含的色差较大的颜色区域的范围，将覆盖范围最大的对应图像判定为对焦准确的清晰图像。对挑选出的对焦准确的清晰图像，按经停点编号及摄像头编号将对应一排书架挑选出的图像作为一组上传至图像处理服务器，进行图像拼接及图像分析处理。图像处理服务器根据图像编号对图像进行拼接，完成拼接后，通过图像识别技术即可获取整排书架上所有存书的图书信息，以此完成图书盘点工作。需要注意的是，h值跨度的设定范围，可根据实际拍摄由使用者自行设定，这里不多赘述。

本实施例的一种多焦距图像拍摄方法，用过预设不同焦距对同一对象进行拍摄，并对拍摄到的不同焦距的图像根据其色差较大区域的覆盖范围的比较，确定色差较大区域的覆盖范围最大的图像为对焦准确的清晰图像，并以该图像作为后续用于图像分析处理的图像。由于对焦准确的图像色彩锐利，会出现较多色差较大的图像区域，以此能够较快且较稳定地获取清晰的书架存书图像，便于图书盘点工作的进行。

实施例二：

实施例二公开了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器以及程序，其中处理器和存储器均可采用一个或多个，程序被存储在存储器中，并且被配置成由处理器执行，处理器执行该程序时，实现实施例一的一种多焦距图像拍摄方法，该电子设备可以是图书盘点设备、图书盘点机器人、手机、电脑等等一系列的电子设备。

实施例三：

实施例三公开了一种可读的计算机存储介质，该存储介质用于存储程序，并且该程序被处理器执行时，实现实施例一的一种多焦距图像拍摄方法。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。