CN103856708B - 自动对焦的方法以及摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自动对焦功能的摄像装置和能够实时对特定可移动对象运行自动对焦的方法。该方法适用在该摄像装置。该方法包括：通过镜头，获取镜头的视野范围内的实时图像；比较实时图像的多个图像区域的图像与特定可移动对象的特征图像，以识别出特定可移动对象的特征图像所相应的图像区域；以及以辨识出的图像区域为目标，对图像区域运行自动对焦。使用者在使用本发明的摄像装置时，通过在正式拍摄之前先运行预先拍摄来得到目标的特征图像，使得在正式拍摄时可先运行目标的辨识，使摄像装置能够在镜头视野范围内辨识出特定的目标，然后运行自动对焦，因此，使用者只需按下拍摄按键即可得到不失焦的图像画面。

Description

自动对焦的方法以及摄像装置

技术领域

本发明涉及一种摄像机制，特别有关于一种能够实时针对特定可移动对象运行自动对焦的方法以及摄像装置。

背景技术

目前现有的摄像技术虽然可针对镜头视野范围内所有人物运行人脸侦测或是笑脸侦测，然而，现有技术仅能够侦测所有的人物，而无法区分出使用者所欲拍摄的目标人物主体以及一般背景人物的不同，这在静态拍摄的情况中，使用者仍有充裕的时间可以将偏移掉的焦点重新对焦至欲拍摄的目标人物主体上，然而，在动态拍摄的情况中，使用者并没有充裕的时间可以修正偏移掉的焦点，因此，即使现有的摄像技术可以侦测出所有人脸的部分，然而在实际拍摄时却有极大机会是将焦点聚焦在一般的背景人物上，而并不是聚焦在欲拍摄的目标人物主体上，所拍摄到图像画面产生失焦，并非是使用者所想要的图像画面。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提供一种能够实时对特定可移动对象运行自动对焦的方法、摄像装置，以解决现有技术所遇到的难题。

根据本发明的实施例，揭示了一种能够实时对特定可移动对象运行自动对焦的方法。该方法适用在具有自动对焦功能的摄像装置，并包含：通过镜头，获取镜头的视野范围内的实时图像；比较实时图像的多个图像区域的图像与特定可移动对象的特征图像，以识别出特定可移动对象的特征图像所相应的图像区域；以及以辨识出的图像区域为目标，对图像区域运行自动对焦。

根据本发明实施例，另揭示了一种具有自动对焦功能的摄像装置。摄像装置包含有镜头以及处理电路，镜头用来获取视野范围内的实时图像，以及处理电路电性耦接至镜头并用来比较实时图像的多个图像区域的图像与特定可移动对象的特征图像，以识别出特定可移动对象的特征图像所相应的图像区域，其中镜头的焦点以辨识出的图像区域为目标，对图像区域运行自动对焦。

再者，本发明的实施例通过预先拍摄所得的特定目标可移动对象的特征图像，可以在一张包含有多个图像区域的实时图像中实时辨识出目标对象的正确图像位置，因此，摄像装置可适用在自动追踪、对焦拍摄一群移动中对象的某一特定目标对象或是某几个特定的目标对象。

附图说明

其中，附图标记说明如下：

图1是本发明优选实施例的具有自动对焦功能的摄像装置的方块示意图。

图2A与图2B分别是不同时间点下镜头视野范围内所能获取到的实时图像的范例示意图。

图3是本发明另一实施例的具有自动对焦功能的摄像装置的示意图。

【主要元件符号说明】

100、300 摄像装置

105、305 镜头

110、310 存储电路

115 处理电路

205A 目标人物

205B、205C 一般人物

210 镜头视野范围

315 处理器

具体实施方式

请参考图1，图1是本发明优选实施例的具有自动对焦功能的摄像装置100的方块示意图。摄像装置100包括有一镜头105、一存储电路110以及一处理电路115，镜头105用以获取该镜头105本身的视野范围内的实时图像IMG_RT，此外，在获取该张实时图像IMG_RT之前，镜头105用以预先拍摄一特定可移动对象﹙一个目标拍摄对象﹚的至少一张参考图像IMG_P，镜头105所获取到的实时图像IMG_RT以及预先拍摄的参考图像IMG_P均被输出至处理电路115，处理电路115耦接至镜头105并用以对预先拍摄的参考图像IMG_P运行处理以产生该特定可移动对象的特征图像IMG_F，并将特征图像IMG_F存储在一存储电路110中，使用存储电路110将该特定可移动对象的特征图像IMG_F记录在一数据库中，在镜头105获取到实时图像IMG_RT之后，处理电路115可根据镜头105所获取到的实时图像IMG_RT以及数据库中所记录的特征图像IMG_F，分别逐一比较实时图像IMG_RT的多个图像区域的图像及特定可移动对象的特征图像IMG_F，从该多个图像区中识别出该特定可移动对象的特征图像IMG_F所相应的图像区域，得到辨识的图像区域后，处理电路115控制镜头105使镜头105的焦点以辨识出的图像区域为目标，对图像区域运行自动对焦。

本实施例中，特定可移动对象是某一特定可移动的目标物体或目标对象，举例来说，目标对象可以是某一特定的目标人物或是目标动物，镜头105依据一获取频率从其视野范围内在每一时间点时获取出每一张实时图像IMG_RT时，如果目标人物或目标动物具有移动，则该目标人物或目标动物位在镜头105的视野范围的位置会因时间点而有所不同，举例来说，请参照图2A与图2B，图2A与图2B分别绘示了在不同时间点t0、t1下镜头105从视野范围210内所能获取到的多张实时图像IMG_RT，如图2A所示，标号205A～20C表示了不同人物的图像及位置区域，分别以前后顺序的位置排列，其中标号205A代表了一位目标人物的图像，随着时间点的不同，目标人物205A具有移动的行为，和人物205B互换了彼此的位置，如图2B所示，目标人物205A位在人物205B、205C的中间，本实施例中的摄像装置100能够持续地自动对焦在目标人物205A，当时间点t0时，摄像装置100能够对焦在目标人物205A位在图2A所示的前排位置，而在时间点t1时，摄像装置100能够对焦在目标人物205A位在图2B所示的中间位置，无论目标人物如何移动，只要该位目标人物仍位在镜头105的视野范围之内，摄像装置100均能够辨识出该位目标人物的图像位置，然后镜头105的焦点对焦在该图像位置上，使得使用者在使用摄像装置100拍摄该位目标人物时不需要担心图像失焦，只需等待到想拍摄的瞬间按下拍摄按键﹙实体按键或虚拟按键﹚即可完成一张对焦清晰且不失真的高质量图像，此外，上述的自动对焦功能也适用在拍摄像片，当使用者使用摄像装置100来拍摄目标人物205A的影片时，使用者按下拍摄按键后，摄像装置100会辨识出该位目标人物的图像位置，然后镜头105的焦点对焦在该图像位置上，使得使用者在使用摄像装置100拍摄该位目标人物的影片时不需要担心图像失焦。

以下说明摄像装置100的实时图像辨识及自动对焦操作。镜头105用以依据一个适当的频率获取出实时图像IMG_RT，一张实时图像IMG_RT的内容例如是图2A或图2B所示的视野范围的图像，所获取出的实时图像IMG_RT传送至处理电路115，处理电路115从该张实时图像IMG_RT内多个组成的图像对象中辨识出该名特定的目标人物，首先，处理电路115分析该张实时图像IMG_RT内的图像对象，以得到该名目标人物的可能图像位置，实作上，处理电路115可使用一人脸侦测运算来得到多位人物﹙视为多个可移动对象﹚所分别相应的多个图像区域位置，之后由该些图像区域位置中辨识出目标人物的正确图像位置，而在辨识出该名特定目标人物的图像位置或区域之后，处理电路115可控制镜头105使镜头105对焦在所辨识出的目标人物图像区域，达到自动对焦的目的，举例来说，如图2A所示，处理电路115利用人脸侦测运算可得分析出实时图像包含有多位人物205A～205C的图像区域位置，接着，处理电路115分别将上述图像区域位置的图像与目标人物的特征图像IMG_F运行比较，可辨识出目标人物的正确图像位置是图像205A的图像位置，这样一来，处理电路115可控制镜头105对焦在所辨识出的目标人物图像205A，达到自动对焦的效果。需注意的是，上述所述的特定可移动对象并非仅限在目标人物，其它实施例中，也可以是目标动物或是移动中的目标物体﹙例如车辆等的交通工具﹚等等，换言之，本发明的摄像装置100可适用在拍摄目标人物、目标动物或是移动中的目标物体，达到自动对焦的效果。此外，上述实施例中利用人脸侦测来分析该张实时图像IMG_RT中人物可能的图像区域位置，然此并非本发明的限制，其它的侦测运算也可使用在分析该张实时图像中人物可能的图像区域位置。

此外，另需注意的是，镜头105所得到的实时图像IMG_RT是使用者在使用摄像装置100时开启镜头105时其视野范围内的物体经由光线反射以后在电容耦合组件数组上实时成像的图像，换言之，镜头105所得到的实时图像是使用者在还没有按下拍摄按键前实时成像在摄像装置100的感光组件的图像，而实时图像IMG_RT会随着镜头105的视野范围内的物体不同或物体移动而呈现不同的成像结果，也就是说，实时图像IMG_RT是使用者在正式拍摄时镜头105所实时获取成像的图像。另外，预先拍摄的参考图像IMG_P是使用者在正式拍摄之前先利用摄像装置100对特定的目标人物或是特定的目标动物运行拍摄所产生的参考图像，所产生的参考图像IMG_P包含有特定目标人物或目标动物的特征并用以产生特定移动对象的特征图像IMG_F，该特征﹙可视为特征图像﹚会被处理电路115所参考来对实时图像IMG_RT的部分图像作自动对焦。

实际操作上，摄像装置100允许使用者在正式拍摄之前先运行预先拍摄来建立特定可移动对象的图像数据库，之后利用比较实时图像IMG_RT与图像数据库中的参考图像所形成的特征图像IMG_F是否相同，来辨识特定可移动对象是否存在感光画面上以及相应的位置，当辨识出之后，根据辨识的结果将焦点自动对焦至该特定可移动对象的图像位置上，达到自动追踪与对焦的效果。就预先拍摄的操作来说，处理电路115控制镜头105运行预先拍摄特定可移动对象的至少一张参考图像IMG_P，之后处理电路115再根据所拍摄到的至少一张参考图像IMG_P来产生特征图像IMG_F，并由存储电路110将特定可移动对象的特征图像IMG_F记录在数据库中，需注意的是，如果预先拍摄的参考图像IMG_P只有一张，则产生特征图像的操作可以直接使用该张参考图像IMG_P中相应于该特定可移动对象的图像﹙该张参考图像中的部分图像﹚来作为特定可移动对象的特征图像IMG_F，反之，如果预先拍摄的参考图像IMG_P有多张，则产生特征图像IMG_F的操作可以是对该些参考图像运行IMG_P平均后所得到的平均图像中相应于该特定可移动对象的图像﹙该张平均后的图像中的部分图像﹚来作为特定可移动对象的特征图像IMG_F；其它根据参考图像来产生特征图像的操作均符合本发明的精神，而属于本发明的范畴。

此外，预先拍摄所得的特征图像IMG_F实作上若以目标人物而言，特征图像可以是目标人物的脸部或相貌的生理特征，例如是人脸五官的形状、肤色、头发等等，此外，在其它实施方式中，特征图像也可以是目标人物的衣着特征、所配戴的饰品特征或是随身携带物品的特征，举例来说，衣帽的颜色与款式、饰品的种类和样式、随身包、雨具等等。通过预先拍摄所得的目标人物的特征图像IMG_F，处理电路115可以在一张包含有多位人物的实时图像IMG_RT中实时辨识出目标人物的正确图像位置，因此，使得摄像装置100适用在拍摄一群移动中人物的某一位特定的目标人物或是某几位特定的目标人物。

另外，在其它实施例中，上述处理电路115所运行的操作也可利用一段计算机程序码来实现，请参照图3，图3是本发明另一实施例的具有自动对焦功能的摄像装置300的示意图。摄像装置300包括有镜头305、存储电路310及处理器315，其中存储电路310是计算机可读式存储媒体，实作上为一内存组件，存储了一计算机程序COMP，处理器315读取存储电路310中的计算机程序、运行该计算机程序来以运行实时对特定可移动对象运行自动对焦的步骤，该些步骤包含有获取实时图像IMG_RT、比较实时图像IMG_RT与特征图像IMG_F来辨识特定可移动的目标对象、以及将焦点对焦至所辨识出的图像区域来，达到自动追踪与对焦的效果，所述的操作步骤与图1所示的摄像装置100的操作步骤相似，在此不另赘述。再者，其它实施例中，计算机程序COMP也可以存储在一外部内存组件中，当摄像装置300开机启动时，由处理器315将计算机程序COMP读入并存储在存储电路310中，供后续操作使用。

依据上述，使用者在使用本发明的实施例的摄像装置100、300时，通过在正式拍摄之前先运行预先拍摄来得到目标的特征图像IMG_F，使得在正式拍摄时可先运行目标的辨识，使摄像装置100、300能够在镜头105、305能够在镜头视野范围内辨识出特定的目标，然后运行自动对焦，因此，使用者只需按下拍摄按键即可得到不失焦的图像画面，此外，本发明上述的目标的辨识与自动对焦的操作，当使用在拍摄目标人物时，也可结合笑脸侦测拍摄的操作与功能，利用本发明上述的目标的辨识与自动对焦的操作来对目标人物运行对焦，之后利用笑脸侦测拍摄的操作来运行拍摄，这样一来，使用者并不需要按下拍摄按键即可得到目标人物的高质量图像画面。再者，上述实施例中，摄像装置100、300可置在相机装置、手机的行动通信装置或是任何手持式可携式的移动装置上，凡此以上实施变化均属于本发明的范畴。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种能够实时对特定可移动对象运行自动对焦的方法，适用在具有自动对焦功能的摄像装置，特征在于，包含：

在拍摄按键还没有被按下前，通过该摄像装置的镜头预先拍摄该特定可移动对象的参考图像，以产生特征图像；

将该特定可移动对象的该特征图像存储在数据库中；

通过镜头，获取该镜头的视野范围内的实时图像，镜头所得到的实时图像是使用者在还没有按下拍摄按键前实时成像在摄像装置的感光组件的图像，而实时图像会随着镜头的视野范围内的物体不同或物体移动而呈现不同的成像结果；

比较该实时图像的多个图像区域的图像与该特定可移动对象的该特征图像，以识别出该特定可移动对象的该特征图像所相应的图像区域并在该拍摄按键被按下后辨识出该特定可移动对象的图像位置；其中该特定可移动对象的该特征图像于该实时图像内识别出并相应于该特定可移动对象的衣着特征、饰品特征、非生理的携带物特征或不包括人类特征的动物特征的至少一部分；以及

在该拍摄按键被按下后将该镜头的焦点对焦在该特定可移动对象的该图像位置上。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于该多个图像区域的图像包括相应于多个可移动对象的图像，以及识别出该特定可移动对象的该特征图像所相应的该图像区域的步骤包括：

从相应于该多个可移动对象的图像中，辨识出该特定可移动对象的该特征图像。

3.一种具有自动对焦功能的摄像装置，特征在于，包含：

一拍摄按键；

一存储电路，用以存储图像；

一镜头，用来获取该镜头的视野范围内的实时图像，镜头所得到的实时图像是使用者在还没有按下拍摄按键前实时成像在摄像装置的感光组件的图像，而实时图像会随着镜头的视野范围内的物体不同或物体移动而呈现不同的成像结果；以及

一处理电路，电性耦接至该镜头，用来比较该实时图像的多个图像区域的图像与特定可移动对象的特征图像，以识别出该特定可移动对象的该特征图像所相应的图像区域并在该拍摄按键被按下后辨识出该特定可移动对象的图像位置；该特定可移动对象的该特征图像于该实时图像内识别出并相应于该特定可移动对象的衣着特征、饰品特征、非生理的携带物特征或不包括人类特征的动物特征的至少一部分；

其中在该拍摄按键还没有被按下前，该镜头预先拍摄该特定可移动对象的参考图像，并通过该处理电路来产生该特征图像以记录在数据库中，且

在该拍摄按键被按下后将该镜头的焦点对焦在该图像位置上。

4.如权利要求3所述的摄像装置，其特征在于该摄像装置是设置在行动通信装置或相机装置。

5.如权利要求3所述的摄像装置，其特征在于该多个图像区域的图像包括相应于多个可移动对象的图像，以及该处理电路从相应于该多个可移动对象的图像中，辨识出该特定可移动对象的该特征图像。