具体实施方式
请参阅图1,在本发明的一较佳实施方式中,一种摄像机自动对焦装置,包括一图像获取模块10及一处理器100,所述图像获取模块10用以获取一对焦区域内的图像数据。
所述处理器100包括一曲线计算模块20,用以利用对比值演算法对所述图像数据进行计算得到一对比值曲线fc1(如图2所示),所述处理器100还包括一权重获取模块30,用以获取每个对比值的权重;一对比值修正模块40,用以将对比值乘以权重得到修正后的对比值;及一调整模块50,用以根据修正后的对比值调整对比值曲线,并根据修正后的对比值曲线fc2(如图2所示)调整对焦焦点。在一实施方式中,所述对比值演算法为Tenengrad算法。
采用Tenengrad算法,假设一影像I(x,y)画面大小为X×Y,x,y为影像坐标,Gx &Gy为 Sobel操作数,FTenengrad为对比值
一般对焦系统,将画面切割J×K=Q的区块,j,k为区块坐标,可分别对各区块作c1,c2,c3,…,cQ之加权,则各区块对比值为CVblock(j,k),整张画面对比值为CVframe,w(x,y)为对比值的权重,这样可强调出视频会议场景之对焦物。
所述权重获取模块30用以处理一色调焦段加权及一特征焦段强调。所述色调焦段加权为针对肤色与焦段建立渐进色调因子与递减排除因子,来当作适应性对比值权重(Adapted CV weighting),以对会议场景较优的Tenengrad对比值算法做改善,所述特征焦段强调针对所述色调焦段加权阶段的特征搜寻之结果并以三种人物特征的判断机制回授确认,建立渐进拟人因子、递减拟物因子修正适应性对比值权重(Adapted CV weighting)来提升正确率。
具体的色调焦段加权及特征焦段强调如下:所述权重获取模块30包括一人物肤色区域判断模块31,用以判断对焦区域中是否是人物肤色区域;一权重调整模块32,用以当不是人物肤色区域时,建立为递减排除因子,减小该非人物区域对应的对比值的权重;一肤色区域完整性判断模块33,用以当是人物肤色区域时,判断该人物肤色区域是否完整;及一人物特征判断模块34,用以当人物肤色区域不完整时,判断该非完整人物肤色区域是否满足人物特征。所述权重调整模块32还用以当人物肤色区域完整时,建立渐进拟人因子,增加完整人物肤色区域对应的对比值的权重;所述权重调整模块32还用以当满足人物特征时,建立渐进色调因子,增加对应的对比值的权重,当不满足人物特征时,建立递减拟物因子,减少对应的对比值的权重。
所述人物肤色区域判断模块31包括一设定模块311,用以设定一判断区域;一转换模块312,用以将所述图像数据中对焦区域的每个对焦区块的每个像素转成HSI模型(如图3所示),获得每个像素对应的像素角度值;一比对模块313,用以比对每一像素角度值是否在所述判断区域中;及一像素角度值判断模块314,用以当像素角度值在所述判断区域中时,则判断为是人物肤色区域,如果像素角度值不在所述判断区域中,则判断为不是人物肤色区域。具体公式及定义如下:
如图3,
如图4所示,UST定义为肤色像素角度值上限(upper skin thd),且UST<60°,LST定义为肤色像素角度值下限(lower skin thd),且LST>0°,则MS为中间肤色像素角度值,。
渐进色调因子;
递减排除因子;
递减拟物因子;
渐进拟人因子
为标准化常数,为人物目标调整系数。
上述非人物区域对应的修正后的对比值的权重递减拟物因子;
上述人物肤色区域完整区域的修正后的对比值的权重渐进拟人因子;
上述人物特征区域修正后的对比值的权重渐进色调因子;及
上述非人物特征区域修正后的对比值的权重递减拟物因子。
根据上述公式,将修正后的对比值的权重代入下面公式
如此就可以计算出修正后的整张画面对比值为CVframe,得到修正后的对比值曲线fc2,根据该修正后的对比值曲线就可以调整对焦焦点。
请同时参阅图5,所述肤色区域完整性判断模块33用以找出人物肤色区域的中心设为中心坐标(xc, yc);向下延伸一个预设的长度L1,所述预设长度L1>0.5倍的预设头部长度<1倍的预设头部长度,之后分别向左右延伸一个肩膀的预设距离L2,得到预估肩膀坐标(xl, yl)与(xr, yr);以预设的手臂长L3为半径,(xl, yl)与(xr, yr)为圆心画出两圆,此两圆的集合范围为预设的一扫描范围;判断所述扫描范围内是否有一个或两个与预设手的面积类似;及当扫描范围内有一个或两个与预设手的面积类似时,判定扫描范围为人物肤色区域,当扫描范围内没有与预设手的面积类似时,判定扫描范围为非人物肤色区域;当扫描范围内有多于两个与预设手的面积类似时,需要调整预设的长度L1、预设的肩膀长度和/或预设的手臂长度来调整扫描范围。
所述人物特征判断模块34用以通过判断所述人物肤色区域是否闪烁和晃动来判断是否符合人物特性。当所述人物肤色区域闪烁时,所述权重调整模块32减小该闪烁区域对应的对比值的权重;当所述人物肤色区域不闪烁时,人物特征判断模块34判断非闪烁区域是否晃动;当非闪烁区域不晃动时,所述权重调整模块32减小该区域对应的对比值的权重,当非闪烁区域晃动时,所述权重调整模块32增加该区域对应的对比值的权重。
请参阅图6,在本发明的一较佳实施方式中,一摄像机自动对焦方法包括以下步骤:
A:获取一对焦区域内的图像数据;
B:利用对比值演算法对所述图像数据进行计算得到一对比值曲线,所述对比值曲线对应的函数为fc;
C:获取每个对比值的权重;
D:将对比值乘以权重得到修正后的对比值;及
E:根据修正后的对比值曲线调整对焦焦点。
请参阅图7,所述步骤C包括以下步骤:
C1:判断对焦区域中是否是人物肤色区域;
C2:当不是人物肤色区域时,减小该非人物区域对应的对比值的权重;
C3:当是人物肤色区域时,判断该人物肤色区域是否完整;
C4:当人物肤色区域完整时,增加完整人物肤色区域对应的对比值的权重;
C5:当人物肤色区域不完整时,判断该非完整人物肤色区域是否满足人物特征;及
C6:当满足人物特征时,增加对应的对比值的权重,当不满足人物特征时,减少对应的对比值的权重。
请参阅图8,所述步骤C1包括以下步骤:
C1.1:设定一判断区域;
C1.2:将所述图像数据中对焦区域的每个对焦区块的每个像素转成HSI模型,获得每个像素对应的像素角度值;
C1.3:比对每一像素角度值是否在所述判断区域中;及
C1.4:如果像素角度值在所述判断区域中,则判断为是人物肤色区域,如果像素角度值不在所述判断区域中,则判断为不是人物肤色区域。
请参阅图9,所述步骤C3包括以下步骤:
C3.1:以人物肤色区域的中心为中心坐标建立一扫描范围;
C3.2:判断所述扫描范围内是否有一个或两个与预设手的面积类似;及
C3.3:当扫描范围内有一个或两个与预设手的面积类似时,判定扫描范围为人物肤色区域,当扫描范围内没有与预设手的面积类似时,判定扫描范围为非人物肤色区域。
所述步骤C3.1包括:找出人物肤色区域的中心设为中心坐标(xc, yc);向下延伸一个预设的长度,分别向左右延伸一个肩膀的预设距离,得到预估肩膀坐标(xl, yl)与(xr, yr);以预设的手臂长为半径,(xl, yl)与(xr, yr)为圆心画出两圆,此两圆的之集合范围为所述扫描范围。
所述步骤C3.3还包括:当扫描范围内有多于两个与预设手的面积类似时,需要调整向下延伸的预设.长度、预设的肩膀长度和/或预设的手臂长度来调整扫描范围。
请参阅图10,所述步骤C5包括以下步骤:
C5.1:判断所述人物肤色区域是否闪烁;
C5.2:当闪烁时,减小该闪烁区域对应的对比值的权重;
C5.3:当不闪烁时,判断非闪烁区域是否晃动;及
C5.4:当非闪烁区域不晃动时,减小该区域对应的对比值的权重,当非闪烁区域晃动时,增加该区域对应的对比值的权重。