CN107277381A - 摄像头对焦方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种摄像头对焦方法和装置，该方法包括调节所述摄像头中的步进电机，且每调节一次便进行一次图像采集，进而得到多张图像，分别计算所述多张图像中每张图像的清晰度值并保存，针对所述多张图像中的每张图像，并基于采集时的时间顺序选取与该图像相邻的预设数量张图像；将所述图像以及与该图像相邻的预设数量张图像各自对应的清晰度值保存至待处理数据；根据预设规则对所述待处理数据进行处理以得到最优清晰度值，并根据所述最优清晰度值实现对所述摄像头的快速对焦。本发明能够有效消除摄像头图像噪点等对清晰度的影响，实现快速对焦。

Description

摄像头对焦方法和装置

技术领域

本发明涉及摄像设备技术领域，具体而言，涉及一种摄像头对焦方法和装置。

背景技术

经发明人研究发现，在现有摄像头获取图像的过程中，主要采用两种方式，一种是不进行对焦而直接获取图像，该方法获取的图像数据存在数据波动、噪点等，导致图像清晰度不够；另一种是对同一图像采集多次，并对多个图像的清晰度值求取均值，并根据该均值实现摄像头的对焦，但该方法需要对同一图像采集多次，导致计算量大，费时，且随机性大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种摄像头对焦方法和装置，能够有效消除摄像头图像噪点等对清晰度的影响，实现快速对焦。

为了达到上述目的，本发明较佳实施例提供一种摄像头对焦方法，包括：

调节所述摄像头中的步进电机，且每调节一次便进行一次图像采集，进而得到多张图像；

分别计算所述多张图像中每张图像的清晰度值并保存；

针对所述多张图像中的每张图像，基于采集时的时间顺序选取与该图像相邻的预设数量张图像；

将所述图像以及与该图像相邻的预设数量张图像各自对应的清晰度值保存为待处理数据；

根据预设规则对所述待处理数据进行处理以得到最优清晰度值，并根据所述最优清晰度值实现对所述摄像头的对焦。

进一步地，所述预设规则包括中值滤波法和/或均值滤波法。

进一步地，当所述预设规则为中值滤波法时，所述根据预设规则对所述待处理数据进行处理以得到最优清晰度值的步骤包括：

将所述待处理数据中的各个清晰度值进行比较，以选取该待处理数据中的清晰度值的中值，并将所述中值作为最优清晰度值。

进一步地，当所述预设规则为均值滤波法时，所述根据预设规则对所述待处理数据进行处理以得到最优清晰度值的步骤包括：

计算所述待处理数据中的多个清晰度值的均值，并将所述均值作为最优清晰度值。

进一步地，所述调节所述摄像头中的步进电机的方法包括：

基于所述步进电机的初始位置，按照预设步进单位调节所述摄像头中的步进电机。

本发明较佳实施例还提供一种摄像头对焦装置，包括：

图像采集模块，用于调节所述摄像头中的步进电机，且每调节一次便进行一次图像采集，进而得到多张图像；

清晰度计算模块，用于分别计算所述多张图像中每张图像的清晰度值并保存；

图像选取模块，用于针对所述多张图像中每张图像，基于采集时的时间顺序选取与该图像相邻的预设数量张图像；

数据保存模块，用于将所述图像以及与该图像相邻的预设数量张图像各自对应的清晰度值保存为待处理数据；

数据处理模块，用于根据预设规则对所述待处理数据进行处理以得到最优清晰度值，并根据所述最优清晰度值实现对所述摄像头的对焦。

进一步地，所述预设规则包括中值滤波法和/或均值滤波法。

进一步地，当所述预设规则为中值滤波法时，所述数据处理模块用于将所述待处理数据中的各个清晰度值进行比较，以选取该待处理数据中的清晰度值的中值，并将所述中值作为最优清晰度值。

进一步地，当所述预设规则为均值滤波法时，所述数据处理模块还用于计算所述待处理数据中的多个清晰度值的均值，并将所述均值作为最优清晰度值。

进一步地，所述图像采集模块用于基于所述步进电机的初始位置，按照预设步进单位调节所述摄像头中的步进电机。

与现有技术相比，本发明给出的摄像头对焦方法和装置，通过调节步进电机获取在不同基准下的多张图像，进而根据该多张图像计算得到最优清晰度值，实现对所述摄像头的快速对焦。本发明能够有效消除摄像头图像噪点等对清晰度的影响，实现快速对焦，且实现简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的摄像头对焦装置的应用场景示意图。

图2为本发明实施例提供的摄像头对焦方法的流程示意图。

图3为图2中所示步骤S150的子步骤示意图。

图4为对本发明实施例提供的摄像头对焦方法的仿真结果示意图。

图5为本发明实施例提供的摄像头对焦装置的功能模块框图。

图标：10-摄像机；100-摄像头对焦装置；110-图像采集模块；120-清晰度计算模块；130-图像选取模块；140-数据保存模块；150-数据处理模块；200-存储器；300-存储控制器；400-处理器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种应用摄像头对焦装置100的摄像机10的方框结构示意图。所述摄像机10包括摄像头对焦装置100、存储器200、存储控制器300以及处理器400。

其中，所述存储器200、存储控制器300、处理器400各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件之间通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述摄像头对焦装置100包括至少一个可以软件或固件的形式存储于所述存储器200中或固化在所述摄像机10的操作系统中的软件功能模块。所述处理器400在所述存储控制器300的控制下访问所述存储器200，以用于执行所述存储器200中存储的可执行模块，例如所述摄像头对焦装置100所包括的软件功能模块及计算机程序等。

其中，所述存储器200可以是，但不限于，随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EEPROM)等。

所述处理器400可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器400可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP))、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。

应当理解，图1所示的结构仅为示意。所述摄像机10可以具有比图1所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。其中，图1所示的各组件可以由软件、硬件或者其组合实现。

如图2所示，是本发明较佳实施例提供的一种摄像头对焦方法的流程示意图。所述摄像头对焦方法应用于图1所示的摄像机10。下面将结合图2对所述摄像头对焦方法的具体流程及步骤进行详细阐述。

步骤S110，调节所述摄像头中的步进电机，且每调节一次便进行一次图像采集，进而得到多张图像。

具体地，在采集所述多张图像时，基于所述步进电机的初始位置，按照预设步进单位调节所述摄像头中的步进电机，且每调节一次便进行一次图像采集，进而得到多张图像。换言之，本实施例中采集到的所述多张图像是在不同基准下进行的，例如，所述步进电机在99步、100步、101步时投影的画面已变化，使得在这三个位置采集到的图像的清晰度数据是不在同一个基准的。而现有技术中，是通过采集在同一基准下的图像数据进行处理，即同一张图像需要采集多次。

步骤S120，分别计算所述多张图像中每张图像的清晰度值并保存。

本实施例中，对采集到的多张图像的清晰度的计算方法在此不做限制。

步骤S130，针对所述多张图像中的每张图像，基于采集时的时间顺序选取与该图像相邻的预设数量张图像。

步骤S140，将所述图像以及与该图像相邻的预设数量张图像各自对应的清晰度值保存为待处理数据。

本实施例中，针对某张图像进行处理时，需要选取与其相邻的图像进行处理。应注意，此处的相邻是指采集图像时的时间相邻。此外，所述预设数量可以根据实际需求进行灵活选取，例如，两张、三张等，本实施例对此不做限制。

步骤S150，根据预设规则对所述待处理数据进行处理以得到最优清晰度值，并根据所述最优清晰度值实现对所述摄像头的快速对焦。

本实施例中，所述预设规则可以是中值滤波法和/或均值滤波法，其中，实际实施时，可以单独采用中值滤波法或均值滤波法，也可以联合采用所述中值滤波法和均值滤波法，本实施例对此不做限制。

如图3所示，作为一种实施方式，当所述预设规则为中值滤波法时，所述根据预设规则对所述待处理数据进行处理以得到最优清晰度值的步骤包括：

子步骤S152，将所述待处理数据中的各个清晰度值进行比较，以选取该待处理数据中的清晰度值的中值，并将所述中值作为最优清晰度值。

具体地，以预设数量为2为例，假设所述待处理数据表示为数组a[n]，该数组a[n]中包括某张图像的清晰度值a[i]以及与该图像相邻图像的清晰度值a[i-1]和a[i+1]，若经过对所述a[i-1]、a[i]和a[i+1]比较得到，a[i-1]<a[i]<a[i+1]，那么，根据中值滤波法可得到所述中值为a[i]，即将根据最优清晰度值a[i]实现对所述摄像头的快速对焦。

作为另一种实施方式，请再次参阅图3，当所述预设规则为均值滤波法时，所述根据预设规则对所述待处理数据进行处理以得到最优清晰度值的步骤包括：

子步骤S154，计算所述待处理数据中的多个清晰度值的均值，并将所述均值作为最优清晰度值。

具体地，依旧以预设数量为2为例，假设所述待处理数据表示为数组a[n]，该数组a[n]中包括某张图像的清晰度值a[i]以及与该图像相邻图像的清晰度值a[i-1]和a[i+1]，那么，根据所述均值滤波法可得到所述均值为(a[i-1]+a[i]+a[i+1])/3，并将该均值作为最优清晰度值实现对所述摄像头的快速对焦。

应理解，在根据所述中值滤波法或所述均值滤波法对所述待处理数据中的清晰度值进行处理时，该待处理数据中的清晰度值的数量需根据实际需求进行灵活选择。

进一步地，如图4所示，为对本发明实施例给出的摄像头对焦方法的仿真验证结果，其中，横轴表示时间，纵轴表示清晰度值，Ⅰ代表是原始数据，波动很大，Ⅱ代表经本发明实施例提供的摄像头对焦方法处理后的数据，在此采用均值滤波法实现。在此可明显看出，本发明能够有效降低图像数据波动。

请参阅图5所示，本发明实施例还提供一种摄像头对焦装置100，应用于图1所示的摄像机10。所述摄像头对焦装置100包括图像采集模块110、清晰度计算模块120、图像选取模块130、数据保存模块140和数据处理模块150。

所述图像采集模块110，用于调节所述摄像头中的步进电机，且每调节一次便进行一次图像采集，进而得到多张图像。本实施例中，关于所述图像采集模块110的描述具体可参考对图2中所示的步骤S110的详细描述，也即，所述步骤S110可以由所述图像采集模块110执行。

所述清晰度计算模块120，用于分别计算所述多张图像中每张图像的清晰度值并保存。本实施例中，关于所述清晰度计算模块120的描述具体可参考对图2中所示的步骤S120的详细描述，也即，所述步骤S120可以由所述清晰度计算模块120执行。

所述图像选取模块130，用于针对所述多张图像中每张图像，基于采集时的时间顺序选取与该图像相邻的预设数量张图像。本实施例中，关于所述图像选取模块130的描述具体可参考对图2中所示的步骤S130的详细描述，也即，所述步骤S130可以由所述图像选取模块130执行。

所述数据保存模块140，用于将所述图像以及与该图像相邻的预设数量张图像各自对应的清晰度值保存至待处理数据。本实施例中，关于所述数据保存模块140的描述具体可参考对图2中所示的步骤S140的详细描述，也即，所述步骤S140可以由所述数据保存模块140执行。

所述数据处理模块150，用于根据预设规则对所述待处理数据进行处理以得到最优清晰度值，并根据所述最优清晰度值实现对所述摄像头的快速对焦。本实施例中，关于所述数据处理模块150的描述具体可参考对图2中所示的步骤S150的详细描述，也即，所述步骤S150可以由所述数据处理模块150执行。

综上所述，本发明给出的摄像头对焦方法和装置，通过调节步进电机获取在不同基准下的多张图像，进而根据该多张图像计算得到最优清晰度值，实现对所述摄像头的快速对焦。本发明能够有效消除摄像头图像抖动、噪点等对清晰度的影响，实现快速对焦，且实现简单。

在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，电子设备，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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 (10)

1.一种摄像头对焦方法，其特征在于，包括：

调节所述摄像头中的步进电机，且每调节一次便进行一次图像采集，进而得到多张图像；

分别计算所述多张图像中每张图像的清晰度值并保存；

针对所述多张图像中的每张图像，基于采集时的时间顺序选取与该图像相邻的预设数量张图像；

将所述图像以及与该图像相邻的预设数量张图像各自对应的清晰度值保存为待处理数据；

根据预设规则对所述待处理数据进行处理以得到最优清晰度值，并根据所述最优清晰度值实现对所述摄像头的对焦。

2.根据权利要求1所述摄像头对焦方法，其特征在于，所述预设规则包括中值滤波法和/或均值滤波法。

3.根据权利要求2所述摄像头对焦方法，其特征在于，当所述预设规则为中值滤波法时，所述根据预设规则对所述待处理数据进行处理以得到最优清晰度值的步骤包括：

将所述待处理数据中的各个清晰度值进行比较，以选取该待处理数据中的清晰度值的中值，并将所述中值作为最优清晰度值。

4.根据权利要求2所述摄像头对焦方法，其特征在于，当所述预设规则为均值滤波法时，所述根据预设规则对所述待处理数据进行处理以得到最优清晰度值的步骤包括：

计算所述待处理数据中的多个清晰度值的均值，并将所述均值作为最优清晰度值。

5.根据权利要求1所述摄像头对焦方法，其特征在于，所述调节所述摄像头中的步进电机的方法包括：

基于所述步进电机的初始位置，按照预设步进单位调节所述摄像头中的步进电机。

6.一种摄像头对焦装置，其特征在于，包括：

图像采集模块，用于调节所述摄像头中的步进电机，且每调节一次便进行一次图像采集，进而得到多张图像；

清晰度计算模块，用于分别计算所述多张图像中每张图像的清晰度值并保存；

图像选取模块，用于针对所述多张图像中每张图像，基于采集时的时间顺序选取与该图像相邻的预设数量张图像；

数据保存模块，用于将所述图像以及与该图像相邻的预设数量张图像各自对应的清晰度值保存为待处理数据；

数据处理模块，用于根据预设规则对所述待处理数据进行处理以得到最优清晰度值，并根据所述最优清晰度值实现对所述摄像头的对焦。

7.根据权利要求6所述摄像头对焦装置，其特征在于，所述预设规则包括中值滤波法和/或均值滤波法。

8.根据权利要求7所述摄像头对焦装置，其特征在于，当所述预设规则为中值滤波法时，所述数据处理模块用于将所述待处理数据中的各个清晰度值进行比较，以选取该待处理数据中的清晰度值的中值，并将所述中值作为最优清晰度值。

9.根据权利要求7所述摄像头对焦装置，其特征在于，当所述预设规则为均值滤波法时，所述数据处理模块还用于计算所述待处理数据中的多个清晰度值的均值，并将所述均值作为最优清晰度值。

10.根据权利要求6所述摄像头对焦装置，其特征在于，所述图像采集模块用于基于所述步进电机的初始位置，按照预设步进单位调节所述摄像头中的步进电机。