CN101770139B - 对焦控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种对焦控制系统，其包括拍摄装置及与拍摄装置电连接的对焦控制器。所述对焦控制器包括声音检测模块、设定模块、选择模块及对焦控制模块。该声音检测模块对所接收到声音信号进行检测，以判断声音信号的个数并确定每一个声音信号所对应的声源相对于拍摄装置的位置参数及其对应的声音强度。该设定模块用于设定筛选所述声源的选择条件及运用所述选择条件的优先级别。该选择模块根据所设定的选择条件及其优先级别筛选出需要被对焦的声源。所述对焦控制模块根据需要被对焦声源的位置参数控制所述拍摄装置进行对焦，从而实现对拍摄环境中的声音进行自动对焦的功能。

Description

对焦控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种对焦控制系统及方法。
背景技术
现有的许多影像装置(如相机、摄像机等)在拍摄影像的同时还会记录拍摄现场的声音，而大多数的影像装置都是通过对所拍摄影像的分析来控制镜头进行对焦。例如：对所拍摄影像中人脸所在区域进行对焦以拍摄人脸的最佳表情。
但是，在实际使用的过程中，许多使用者会对拍摄环境中突然发出的声响感兴趣从而希望影像装置能够将声源处的影像记录下来。然而，通过影像分析来实现对焦控制的方法无法满足使用者希望对声音进行追踪对焦的要求。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能根据声音进行对焦控制的对焦控制系统及方法。
一种对焦控制系统，其包括拍摄装置及与拍摄装置电连接的对焦控制器，所述对焦控制器包括声音检测模块，设定模块，选择模块及对焦控制模块。
该声音检测模块用于对所接收到的声音信号进行检测，以判断声音信号的个数并确定每一个声音信号所对应的声源相对于拍摄装置的位置参数及其对应的声音强度。
该设定模块用于设定筛选所述声源的选择条件及运用所述选择条件的优先级别，所述设定模块所设定的选择条件包括声音信号的强度的选择条件、声源与拍摄装置距离的选择条件以及声源与拍摄光轴之间的偏转角度的选择条件。
选择模块根据由所述设定模块所设定的选择条件筛选出需要被对焦的声源。
该对焦控制模块根据需要被对焦声源的位置参数控制所述拍摄装置进行对焦，如果所述选择模块根据有关声音信号、声源与拍摄装置距离以及声源与拍摄光轴之间的偏转角度的选择条件仍无法筛选出唯一需要被对焦的声源，则所述对焦控制模块根据所述声源与拍摄装置的距离调整拍摄装置的焦距，并控制拍摄装置以所述声源与原拍摄光轴之间的偏转角度绕原拍摄光轴旋转一周以拍摄所述声源。
一种对焦控制方法，其包括如下步骤：
设定筛选声源的选择条件及运用所述选择条件的优先级别，所设定的选择条件包括声音信号的强度的选择条件、声源与拍摄装置距离的选择条件以及声源与拍摄光轴之间的偏转角度的选择条件；
检测所接收到的声音信号以确定每个声源相对于拍摄装置的位置参数及每个声源的声音强度；
判断所检测到的声音信号的个数；
如果所述检测的声音信号为两个以上，则根据所设定的选择条件筛选出需要被对焦的声源；
若存在唯一确定的声源，则根据需要被对焦的声源的位置参数来对所述声源进行对焦；
若存在无法唯一确定的声源，则根据所述声源与拍摄装置的距离调整拍摄装置的焦距，并控制拍摄装置以所述声源与原拍摄光轴之间的偏转角度绕原拍摄光轴旋转一周以拍摄所述声源。
相对于现有技术，本发明所提供的对焦控制系统和方法通过设定关于声音信号的强度及相对于拍摄装置的位置参数的选择条件以控制拍摄装置对符合选择条件的声源进行对角，从而实现根据拍摄环境中突然发出声响的声源进行自动对焦控制的功能。
附图说明
图1是本发明提供的对焦控制系统的硬件架构图。
图2是图1中的对焦控制系统对声源进行定位的球坐标XYZ的示意图。
图3是本发明提供的对焦控制方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所提供的对焦控制系统2包括一拍摄装置4及设置在所述拍摄装置4上且与其电连接的对焦控制器6。
所述拍摄装置4包括对焦机构40、对焦镜片42、影像感测器44及转动机构46。所述对焦机构40用于驱动所述对焦镜片42沿拍摄光轴移动以对拍摄对象进行对焦。所述转动机构46用于调整所述对焦镜片42的朝向，使得所述对焦镜片42对准被对焦的物体。所述所述影像感测器44用于将外界的光线转化为与光线强度相对应的数字信号，其可以是电荷耦合器件图像传感器(CCD，ChargeCoupled Device)或互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor)。
所述对焦控制器6用于根据所接收的声音信号控制所述对焦机构40以驱动对焦镜片42对特定的声源位置的影像进行对焦。所述对焦控制器6包括声音检测模块60、设定模块62、选择模块64及对焦控制模块66。
所述声音检测模块60对所接收到的声音信号进行检测，以确定声源相对于拍摄装置4的位置参数及其对应的声音强度。
如图2所示，所述声源相对于拍摄装置4的位置可通过建立一球坐标系进行标定。以所述拍摄装置4所处的位置为原点O，所述拍摄光轴指向被摄物的方向为X轴的正方向建立一球座标系XYZ。所述声源相对于拍摄装置4的位置可由声源与拍摄装置4的距离ρ、声源与所述拍摄光轴之间的偏转角度θ及声源与原点O连线在YOZ平面内的投影与Y轴之间的夹角
Figure GDA0000068353910000031
唯一确定。所述声源的位置参数：声源与拍摄装置4的距离ρ、声源与所述拍摄光轴之间的偏转角度θ及声源与原点O连线在YOZ平面内的投影与Y轴之间的夹角
Figure GDA0000068353910000032
可采用陈列讯号处理技术(Array Signal Process，ASP)对不同声源抵达检测点的时间差进行计算的方法获得，而所述声源的强度可测量对应声源所发出的声音振幅获得。以上确定声源位置参数以及声音强度的方法均为熟知的现有技术，此处不再赘述。
所述声音检测模块60对所接收的声音信号进行检测，如果所述声音检测模块60仅检测到一个声源的相关信息，则直接将所述声源的位置参数传输至所述对焦控制模块66。如果所述声音检测模块60检测到两个以上声源的相关信息，则将对应声源的位置参数和声音强度传输至选择模块64。
所述设定模块62用于设定筛选所述声源的选择条件。
当所述声音检测模块60检测到多个处于不同位置的声源时，所述拍摄装置4无法对所述声源同时进行对焦，从而拍摄装置4无法确定对哪一个声源进行对焦。因此，需要根据声源的相关信息，如声源的声音强度、声源相对拍摄装置4的位置参数对所述声源进行筛选以避免检测到多个声源时造成所述拍摄装置4的对焦逻辑混乱。
所述设定模块62所设定的选择条件分别关于声音信号的强度、声源与拍摄装置的距离ρ以及声源与拍摄光轴之间的偏转角度θ。
其中，声音信号强度的选择条件可为：选择对最大声音强度的声音信号进行对焦、选择对最小声音强度的声音信号进行对焦、选择声音强度等于一预设声音强度值的声音信号进行对焦。
声源与拍摄装置4的距离ρ的选择条件可为：选择对距离拍摄装置4最远的声源进行对焦、选择对距离拍摄装置4最近的声源进行对焦、选择与拍摄装置4的距离等于一预设的距离值ρo声源进行对焦。
声源与拍摄光轴之间的偏转角度θ的选择条件可为：选择对与拍摄光轴之间的偏转角度较大的光源进行对焦、选择对与拍摄光轴之间的偏转角度较小的光源进行对焦、选择与拍摄光轴之间的偏转角度等于一预设的角度值θo的光源进行对焦。
所述设定模块62还设定有运用所述选择条件的优先级别。例如：当所设定的优先级别依次为声音强度、声源与拍摄装置4的距离ρ及声源与拍摄光轴之间的偏转角度θ时，所述选择模块64则会先根据关于声音强度的选择条件对声源进行筛选。如果根据声音强度进行筛选后存在无法唯一确定的声源，则根据关于声源与拍摄装置4的距离ρ的选择条件对所述声源进行第二次筛选。如果第二次筛选后仍存在无法唯一确定的声源，则根据关于声源与拍摄光轴之间的偏转角度θ的选择条件对声源进行第三次筛选。
所述选择模块64依据设定模块62所设定的选择条件及所述选择条件的优先级别筛选出需要被对焦的声源。
如果所述选择模块64对所述声源进行筛选后可以唯一确定需要被对焦的声源则将与所述需要被对焦的声源相关的位置参数传输至对焦控制模块66。
如果所述选择模块64根据关于声音信号的强度、声源与拍摄装置距离ρ以及声源与拍摄光轴之间的偏转角度θ的选择条件进行筛选后仍无法无法唯一确定需要被对焦的声源，则说明所述声源位于以原点O为圆心，距离ρ为半径的球体与以原心O为顶点，θ为半顶角的圆锥体相交的曲线上。因为所述声源与拍摄装置4的距离ρ相同，所以可以根据所述距离ρ调整好对焦镜片42的对焦位置再令拍摄装置4以偏转角度θ绕X轴旋转一周便可把所述声源所在位置的影像状况拍摄下来。因此，所述选择模块64将所述声源与拍摄装置4的距离ρ及所述声源与拍摄光轴的偏转角度θ传输至对焦控制模块66。
所述对焦控制模块66根据所接收到位置参数控制所述拍摄装置4对所述需要被对焦的声源进行对焦。
如图3所示，本发明提供的对焦控制方法包括如下步骤。
步骤S801，提供一对焦控制系统2，其包括一拍摄装置4及与所述拍摄装置4相连接的对焦控制器6。
所述拍摄装置4包括对焦机构40、对焦镜片42及影像感测器44。所述对焦控制器6包括声音检测模块60、设定模块62、选择模块64及对焦控制模块66。
步骤S802，通过所述设定模块62设定筛选声源的选择条件及运用所述选择条件的优先级别。
所述设定模块62所设定的选择条件分别关于声音信号的强度、声源与拍摄装置距离ρ以及声源与拍摄光轴之间的偏转角度θ。
其中，声音信号强度的选择条件可为：选择对最大声音强度的声音信号进行对焦、选择对最小声音强度的声音信号进行对焦、选择声音强度等于一预设声音强度值的声音信号进行对焦。
声源与拍摄装置4的距离ρ的选择条件可为：选择对距离拍摄装置4最远的声源进行对焦、选择对距离拍摄装置4最近的声源进行对焦、选择与拍摄装置4的距离等于一预设的距离值ρo声源进行对焦。
声源与拍摄光轴之间的偏转角度θ的选择条件可为：选择对与拍摄光轴之间的偏转角度较大的光源进行对焦、选择对与拍摄光轴之间的偏转角度较小的光源进行对焦、选择与拍摄光轴之间的偏转角度等于一预设的角度值θo的光源进行对焦。
所述选择条件的优先级别则根据实际运用的要求而设定，例如：当需要关注最大声响时可将关于声音强度的选择条件的优先级别设为最高，而当需要关注距离最近的声响时可将关于声源与拍摄装置4距离ρ的选择条件的优先级别设为最高。
步骤S803，所述声音检测模块60接收拍摄环境周围所产生的声音信号，并检测所接收的声音信号的强度和声源相对于拍摄装置4的位置参数。
所述声源相对于拍摄装置4的位置参数包括声源与拍摄装置4的距离ρ、声源与所述拍摄光轴之间的偏转角度θ及声源在YOZ平面内的投影与Y轴之间的夹角
Figure GDA0000068353910000061
步骤S804，所述声音检测模块60判断所接收的声音信号的个数。
步骤S805，如果所述声音检测模块60仅接收到一个声源的相关信息，则所述声音检测模块60将所述声源相对于拍摄装置4的位置参数直接传输至所述对焦控制模块66。所述对焦控制模块66根据所接收到的位置参数控制所述拍摄装置4对该声源进行对焦。
步骤S806，如果所述声音检测模块60检测到两个以上声源的相关信息，则将对应声源的位置参数和声音强度值传输至选择模块64。
所述选择模块64依据设定模块62所设定的选择条件及所述选择条件的优先级别筛选出需要被对焦的声源。
步骤S807，如果经过步骤S805的筛选后能够唯一确定需要被对焦的声源，则所述选择模块64将需要被对焦的声源所对应的位置参数传输至所述对焦控制模块66。所述对焦控制模块66根据需要被对焦的声源的位置参数对所述声源进行对焦。
步骤S808，如果经过步骤S805的筛选后仍无法筛选出唯一需要被对焦的声源，则所述选择模块64将对应声源的位置参数传输至对焦控制模块66。所述对焦控制模块66根据所述声源与拍摄装置4的距离ρ调整拍摄装置4的焦距，并控制拍摄装置4以所述声源与原拍摄光轴之间的偏转角度θ绕原光轴旋转一周以拍摄所述声源。
与现有技术相比，本发明所提供的对焦控制系统和方法通过设定关于声音信号的强度及相对于拍摄装置的位置参数的选择条件以控制拍摄装置对符合选择条件的声源进行对角，从而实现根据拍摄环境中突然发出声响的声源进行自动对焦控制的功能。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种对焦控制系统，其包括用于拍摄影像的拍摄装置，其特征在于，所述对焦控制系统还包括设置在所述拍摄装置上且与所述拍摄装置电连接的对焦控制器，所述对焦控制器包括：
声音检测模块，用于对所接收到的声音信号进行检测，以判断声音信号的个数并确定所述声音信号所对应的声源相对于拍摄装置的位置参数及其对应的声音强度；
设定模块，用于设定筛选所述声源的选择条件及运用所述选择条件的优先级别，所述设定模块所设定的选择条件包括声音信号的强度的选择条件、声源与拍摄装置距离的选择条件以及声源与拍摄光轴之间的偏转角度的选择条件；
选择模块，用于根据由所述设定模块所设定的选择条件筛选出需要被对焦的声源；
对焦控制模块，用于控制所述拍摄装置对需要被对焦的声源进行对焦，如果所述选择模块根据有关声音信号、声源与拍摄装置距离以及声源与拍摄光轴之间的偏转角度的选择条件仍无法筛选出唯一需要被对焦的声源，则所述对焦控制模块根据所述声源与拍摄装置的距离调整拍摄装置的焦距，并控制拍摄装置以所述声源与原拍摄光轴之间的偏转角度绕原拍摄光轴旋转一周以拍摄所述声源。
2.如权利要求1所述的对焦控制系统，其特征在于，声音信号强度的选择条件为：选择对最大声音强度的声音信号进行对焦、选择对最小声音强度的声音信号进行对焦、选择声音强度等于一预设声音强度值的声音信号进行对焦。
3.如权利要求1所述的对焦控制系统，其特征在于，声源与拍摄装置距离的选择条件为：选择对距离拍摄装置最远的声源进行对焦、选择对距离拍摄装置最近的声源进行对焦、选择与拍摄装置的距离等于一预设的距离值的声源进行对焦。
4.如权利要求1所述的对焦控制系统，其特征在于，声源与拍摄光轴之间的偏转角度的选择条件为：选择对与拍摄光轴之间的偏转角度最大的光源进行对焦、选择对与拍摄光轴之间的偏转角度最小的光源进行对焦、选择与拍摄光轴之间的偏转角度等于一预设的角度值的光源进行对焦。
5.如权利要求1所述的对焦控制系统，其特征在于，所述拍摄装置包括变焦机构、对焦镜片及影像感测器。
6.如权利要求1所述的对焦控制系统，其特征在于，以所述拍摄装置所处的位置为原点，所述拍摄光轴指向被摄物的方向为X轴的正方向建立一球座标系XYZ，所述声源相对于拍摄装置的位置参数包括声源与拍摄装置的距离、声源与所述拍摄光轴之间的偏转角度及声源与原点连线在YOZ平面内的投影与Y轴之间的夹角。
7.一种对焦控制方法，其特征在于，该对焦控制方法包括如下步骤：
设定筛选声源的选择条件及运用所述选择条件的优先级别，所设定的选择条件包括声音信号的强度的选择条件、声源与拍摄装置距离的选择条件以及声源与拍摄光轴之间的偏转角度的选择条件；
检测所接收到的声音信号以确定每个声源相对于拍摄装置的位置参数及每个声源的声音强度；
判断所检测到的声音信号的个数；
如果所述检测的声音信号为两个以上，则根据预先设定的选择条件筛选出需要被对焦的声源；
若存在唯一确定的声源，则根据需要被对焦的声源的位置参数来对所述声源进行对焦；
若存在无法唯一确定的声源，则根据所述声源与拍摄装置的距离调整拍摄装置的焦距，并控制拍摄装置以所述声源与原拍摄光轴之间的偏转角度绕原拍摄光轴旋转一周以拍摄所述声源。
8.如权利要求7所述的对焦控制方法，其特征在于，如果所述检测到的声音信号的个数为一个，则根据该声音信号所对应声源的位置参数来对该声源进行对焦。
9.如权利要求7所述的对焦控制方法，其特征在于，根据预先设定的选择条件确定所要对焦的声源的步骤具体包括：
分别根据预先设定的关于声音强度的选择条件、声源与拍摄装置距离的选择条件以及声源与拍摄光轴之间的偏转角度的选择条件筛选出需要对焦的声源。
10.如权利要求9所述的对焦控制方法，其特征在于，有关声音信号强度的选择条件为：选择对最大声音强度的声音信号进行对焦、选择对最小声音强度的声音信号进行对焦、选择声音强度等于一预设声音强度值的声音信号进行对焦。
11.如权利要求9所述的对焦控制方法，其特征在于，有关声源与拍摄装置距离的选择条件为：选择对距离拍摄装置最远的声源进行对焦、选择对距离拍摄装置最近的声源进行对焦、选择与拍摄装置的距离等于一预设的距离值的声源进行对焦。
12.如权利要求9所述的对焦控制方法，其特征在于，有关声源与拍摄光轴之间的偏转角度的选择条件为：选择对与拍摄光轴之间的偏转角度最大的光源进行对焦、选择对与拍摄光轴之间的偏转角度最小的光源进行对焦、选择与拍摄光轴之间的偏转角度等于一预设的角度值的光源进行对焦。
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