CN107490927A - 基于摄像头的投影对焦方法及投影仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于摄像头的投影对焦方法及投影仪，该方法包括：通过双摄像头采集所述投影仪投影平面的初始图像信息；根据采集到的所述初始图像信息，判断所述投影平面的平整度是否符合预设的平整度标准；若是，则根据所述初始图像信息，获取所述投影仪与所述投影平面之间的投影距离以及该投影距离对应的焦距调节参数；以及，根据所述焦距调节参数，进行对焦。以上的方法及投影仪，能够保证计算到的投影仪与投影平面之间的投影距离的精确度，以保证自动对焦效果，提高投影图像的清晰度。

Description

基于摄像头的投影对焦方法及投影仪

技术领域

本发明涉及投影对焦技术领域，尤其涉及基于摄像头的投影对焦方法及投影仪。

背景技术

投影仪，又称投影机，是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备，可以通过不同的接口同计算机、VCD、DVD、BD、游戏机、DV等相连接播放相应的图像或视频信号。投影仪广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所。

在使用投影仪的时候，通常需要进行对焦调节，以保证投影到幕布上的图像或视频的清晰图。当前的投影仪进行自动对焦调节时，通常是使用一测距装置测量出投影仪与投影幕布之间的距离，然后再由一微处理器读取该测距装置所测量出的距离，用查表法取得该距离对应的步进电机应转动之位置，以及通过该步进电机带动一可变焦式投影镜头转动至该位置，以完成自动对焦。

本申请的发明人发现，现有技术中的这种先测距后对焦的方法，由于在进行测距前未判断投影幕布是否平整，那么当投影幕布出现凹凸状况时，则会影响自动对焦的效果，导致投影到投影幕布上的清晰度大打折扣。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于摄像头的投影对焦方法及投影仪，能够保证计算到的投影仪与投影平面之间的投影距离的精确度，以保证自动对焦效果，提高投影图像的清晰度。

本发明实施例提供了一种基于摄像头的投影对焦方法，应用于投影仪，所述方法包括：

通过双摄像头采集所述投影仪投影平面的初始图像信息；

根据采集到的所述初始图像信息，判断所述投影平面的平整度是否符合预设的平整度标准；

若是，则根据所述初始图像信息，获取所述投影仪与所述投影平面之间的投影距离以及该投影距离对应的焦距调节参数；以及，

根据所述焦距调节参数，进行对焦。

其中，所述根据采集到的所述初始图像信息，判断所述投影平面的平整度是否符合预设的平整度标准，具体包括：

分别计算所述初始图像信息中的至少四个特征点相对于所述投影仪的至少四个三维空间位置信息；

根据计算出的所述至少四个三维空间位置信息，判断所述投影平面是否符合预设的平整度标准。

其中，所述根据计算出的所述至少四个三维空间位置信息，判断所述投影平面的平整度是否符合预设的平整度标准，具体包括：

若所述至少四个三维空间位置信息属于同一平面，则认为所述投影平面平整，所述投影平面的平整度符合预设的平整度标准；和/或，

若所述至少四个三维空间位置信息属于不同平面，则分别计算所述至少四个特征点相对于所述投影仪的至少四个距离信息，若所述至少四个距离信息中的最远距离与最近距离的距离差小于预设的距离阈值，则认为所述投影平面符合预设的平整度标准。

其中，所述根据所述初始图像信息，获取所述投影仪与所述投影平面之间的投影距离，具体包括：

若所述至少四个三维空间位置信息属于同一平面且所述投影平面与所述投影仪的投影镜头的纵轴垂直，则计算所述投影仪与所述投影平面的垂直距离并将所述垂直距离作为所述投影距离；和/或，

若所述至少四个三维空间位置信息属于不同平面，则计算所述至少四个距离信息的距离均值并将所述距离均值作为所述投影距离。

其中，在所述分别计算所述初始图像信息中的至少四个特征点相对于所述投影仪的至少四个三维空间位置信息之前，所述方法还包括：

提取所述初始图像信息中的至少四个特征点。

其中，若未能从所述初始图像信息中提取到特征点，所述方法还包括：

若所述初始图像信息为所述投影仪开机后首次采集到的图像信息，则输出无法采集图像信息的提示；和/或，

若所述初始图像信息非所述投影仪开机后首次采集到的图像信息，则输出延后一段时间再进行自动对焦的提示。

其中，在所述获取所述投影距离之后，进行对焦之前，所述方法还包括：

检测所述投影仪的投影镜头附近的温度信息；

所述根据所述投影距离，进行对焦，具体包括：

根据所述投影距离和所述温度信息，进行对焦。

其中，在所述进行对焦之后，所述方法还包括：

通过所述双摄像头采集所述投影平面上的投影图像信息；

将所述投影图像信息与投影原图进行比较，以确认所述投影图像信息的清晰度是否达到预设的投影清晰度标准。

其中，在所述双摄像头采集所述初始图像信息之前，所述方法还包括：

接收自动对焦指令；所述自动对焦指令包括：投影仪发起的定时自动对焦指令或用户手动输入的自动对焦指令。

其中，若所述自动对焦指令为定时自动对焦指令，在采集所述初始图像信息之后，判断投影平面是否符合预设的平整度标准之前，所述方法还包括：

检测所述初始图像信息中的人体特征信息；

若检测到平面人体特征信息，则执行根据采集到的所述初始图像信息，判断所述投影平面是否符合预设的平整度标准的步骤；

若检测到立体人体特征信息，则输出延迟一段时间再进行自动对焦的提示。

其中，在所述接收自动对焦指令之前，所述方法还包括：

设置所述投影仪的投影指令；

所述投影仪的投影指令包括：定时自动对焦指令的定时间隔、投影平面的大小、开启或关闭投影仪中的至少一项。

其中，所述设置所述投影仪的投影指令，具体包括：

将所述投影仪的设置界面投影到所述投影平面；

通过双摄像头采集所述投影平面上的移动轨迹；

当所述移动轨迹与所述设置界面中的对应按钮的位置重合时，即认为完成所述投影指令的设置操作。

相应地，本发明还提供了一种投影仪，包括:

双摄像头模块，用于采集所述投影仪投影平面的初始图像信息；

处理模块，用于根据所述双摄像头模块采集到的所述初始图像信息，判断所述投影平面的平整度是否符合预设的平整度标准；以及在判断结果为是时，获取所述投影仪与所述投影平面之间的投影距离以及该投影距离对应的焦距调节参数；

投影仪镜头模块，用于根据所述处理模块获取的所述焦距调节参数，进行对焦。

其中，所述处理模块，具体用于：

分别计算所述初始图像信息中的至少四个特征点相对于所述投影仪的至少四个三维空间位置信息；以及根据计算出的所述至少四个三维空间位置信息，判断所述投影平面是否符合预设的平整度标准。

其中，所述处理模块，具体用于：若所述至少四个三维空间位置信息属于同一平面，则认为所述投影平面平整，所述投影平面的平整度符合预设的平整度标准；和/或，若所述至少四个三维空间位置信息属于不同平面，则分别计算所述至少四个特征点相对于所述投影仪的至少四个距离信息，若所述至少四个距离信息中的最远距离与最近距离的距离差小于预设的距离阈值，则认为所述投影平面符合预设的平整度标准。

其中，所述处理模块，具体用于：若所述至少四个三维空间位置信息属于同一平面且所述投影平面与所述投影仪的投影镜头的纵轴垂直，则计算所述投影仪与所述投影平面的垂直距离并将所述垂直距离作为所述投影距离；和/或，若所述至少四个三维空间位置信息属于不同平面，则计算所述至少四个距离信息的距离均值并将所述距离均值作为所述投影距离。

其中，所述双摄像头模块，还用于：提取其采集到的所述初始图像信息中的至少四个特征点；

所述处理模块，具体用于分别计算所述双摄像头模块提取到的所述至少四个特征点相对于所述投影仪的至少四个三维空间位置信息；以及根据计算出的所述至少四个三维空间位置信息，判断所述投影平面是否符合预设的平整度标准。

其中，所述处理模块，还用于当所述双摄像头模块未能从所述初始图像信息中提取到特征点时，输出无法采集图像信息的提示或输出延后一段时间再进行自动对焦的提示。

其中，所述投影仪还包括：

温度检测模块，用于在处理模块获取所述投影距离之后，所述投影仪镜头模块进行对焦之前，检测所述投影仪的投影镜头附近的温度信息，以及将检测到的温度信息发送给所述处理器模块；

所述处理器模块，用于根据所述投影距离和所述温度信息，查询对应的焦距调节参数；

所述投影仪镜头模块，用于根据所查询到的所述焦距调节参数，进行对焦。

其中，所述双摄像头模块，还用于当所述投影仪镜头模块进行自动对焦之后，采集所述投影平面上的投影图像信息；

所述投影仪还包括：

存储模块，用于存储待投影的投影原图；

所述处理模块，用于将所述双摄像头模块采集的投影图像信息与所述存储模块存储的投影原图进行比较，以确认所述投影图像信息的清晰度是否达到预设的投影清晰度标准。

其中，所述投影仪还包括：

接收模块，用于接收自动对焦指令；所述自动对焦指令包括：投影仪发起的定时自动对焦指令或用户手动输入的自动对焦指令。

其中，当所述接收模块接收到的自动对焦指令为定时自动对焦指令时，所述双摄像头模块，还用于在采集所述初始图像信息之后，检测所述初始图像信息中的人体特征信息；

所述处理模块，用于当所述双摄像头模块检测到平面人体特征信息时，根据采集到的所述初始图像信息，判断所述投影平面是否符合预设的平整度标准；以及当所述双摄像头模块检测到立体人体特征信息，则输出延迟一段时间再进行自动对焦的提示。

其中，所述投影仪还包括：

设置模块，用于在所述接收模块接收所述自动对焦指令之前，设置所述投影仪的投影指令；

所述投影仪的投影指令包括：定时自动对焦指令的定时间隔、投影平面的大小、开启或关闭投影仪中的至少一项。

本发明的有益效果是：

以上的方法及投影仪中，在计算投影仪与投影平面之间的投影距离之间，还判断投影平面的平整度是否满足预设的平整度标准，并在投影平面的平整度满足预设的平整度标准的前提下，才进行自动对焦。这样，可以保证计算到的投影仪与投影平面之间的投影距离的精确度，以保证自动对焦效果，提高投影图像的清晰度。

附图说明

图1是本发明提供的基于摄像头的投影对焦方法的第一实施例的流程示意图；

图2是本发明提供的基于摄像头的投影对焦方法的第二实施例的流程示意图；

图3是本发明提供的初始化图片的实施例的示意图；

图4是图2中S204的实施例的流程示意图；

图5是图2中S205的实施例的流程示意图；

图6是本发明提供的基于摄像头的投影对焦方法的第三实施例的流程示意图；

图7是本发明提供的基于摄像头的投影对焦方法的第四实施例的流程示意图；

图8是图7中S7001的实施例的流程示意图；

图9是本发明提供的投影仪的实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为解决现有技术中投影仪在自动对焦过程中，未判断投影的平整度以至对焦效果不好，投影图像清晰度大打折扣的问题，本发明提供了一种应用于投影仪的投影对焦方法及投影系统。本发明的解决思路是：在测量投影仪与投影平面之间的投影距离之间，本发明还判断投影平面的平整度是否满足预设的平整度要求，在投影平面的平整度满足预设的平整度要求的前提下，进行后续根据投影仪与投影平面之间的投影距离，以进行自动对焦的过程。这样，使得测量到的投影仪与投影平面之间的投影距离更精确，以更好地保证自动对焦与投影效果。下面，将通过具体的实施例，来描述本发明实施例的具体技术方案。

如图1所示，是本发明提供的基于摄像头的投影对焦方法的第一实施例的流程示意图。本发明实施例中的投影对焦方法，应用于投影仪，该投影对焦方法包括：

S101，通过双摄像头采集投影仪投影平面的初始图像信息。

其中，投影平面，指的是投影仪的画面投影处，一般位于投影仪的投影镜头前方，其可以是投影幕布，也可以是投影墙面。

投影仪在投影过程中，通常会进行多次自动对焦。因此，本发明实施例中的初始图像信息，指的是投影仪每一次自动对焦开始之前双摄像头采集到的图像信息。即是说，该初始图像信息可能是投影仪开机之后首次对焦过程中采集到的图像信息，也可能投影仪开机之后非首次对焦过程中采集到的图像信息。

S102，根据采集到的初始图像信息，判断投影平面的平整度是否符合预设的平整度标准；

其中，平整度标准是提前预设的一个平整度范围。根据双摄像头采集到的初始图像信息，可以获得投影平面的平整度。判断投影平面的平整度，有利于后续的对焦。其中，根据双摄像头采集的初始图像信息来获得平整度的原因有：

一方面，单摄像头采集的图像画面与投影原始图像对比，确实可以一定程度上判断出投影平面的信息，但是如果本身对焦不佳的情况下，这一步就无法正常做到。并且，由于单摄像头采集的图像画面难以作出明确的景深判断，因此不能有效的判断投影平面的平整度。

另一方面，采用双摄像头获取的初始图像信息是具有视差的图像信息，因此根据该初始图像信息能够获得图像的景深，进而能够有效获得投影平面的平整度，以便后续能够更好地进行对焦。

本步骤中，若投影平面的平整度落符合预设的平整度标准，则认为当前投影平面的平整度对投影仪的自动对焦效果不会产生大的影响，则进入S103-S104，进行后续的自动对焦操作，若投影平面的平整度不符合预设的平整度标准，则认为投影平面的平整度对投影仪的自动对焦效果不会产生大的影响，可以直接终止自动对焦流程。

S103，根据初始图像信息，获取投影仪与投影平面之间的投影距离；

S104，获取该投影距离对应的焦距调节参数；

S105，根据该焦距调节参数，进行对焦。

在S103-S105中，根据摄像头采集的初始图像信息，可以计算出投影仪与投影平面之间的投影距离，然后S104中，根据该投影距离，从预先存储的焦距调节参数表格中查询该投影距离对应的焦距调节参数，然后根据查询到的焦距调节参数，对投影仪进行相应的焦距调节，以完成自动对焦操作。

下面，将简单描述双摄像头测距的原理。

双摄像头测距的原理是利用三角法原理获取三维信息。两个摄像头的图像平面同被测的物体之间构成一个三角形。在已知两个摄像头之间的位置关系的前提系，便可以获取两个摄像头公共视场内物体的三维尺寸以及空间物体特征点的三维坐标。结合到本发明中，通过双摄像头，即可获取投影仪与投影平面之间的距离信息。

借助于本发明实施例中的技术方案，在计算投影仪与投影平面之间的投影距离之间，还判断投影平面的平整度是否满足预设的平整度标准，并在投影平面的平整度满足预设的平整度标准的前提下，才进行自动对焦。这样，可以保证计算到的投影仪与投影平面之间的投影距离的精确度，以保证自动对焦效果，提高投影图像的清晰度。

请参考图2，是本发明提供于摄像头的投影对焦方法的第一实施例的流程示意图。本发明实施例中的投影对焦方法，应用于投影仪，该投影对焦方法包括：

与S101相同的S201。

该方法还包括：

S202，提取初始图像信息中的至少四个特征点。

在图1所示的实施例中已经描述，初始图像信息可能是：投影仪开机之后首次对焦过程中采集到的图像信息，也可能投影仪开机之后非首次对焦过程中采集到的图像信息。在提取当初始图像信息之后，则执行S202中的至少四个特征点，其目的是：用于计算投影平面的平整度。

可以理解的是，若初始图像信息是投影仪开机之后首次对焦过程中采集到的图像信息，那么此时采集的初始图像信息可以如图3所示。图3所示的是一张初始化对焦图像，在该图像中，存在几个明显的特征点，便于双摄像头准确提取到对应的特征点。特征点的分布可以如图3所示。

可以理解的是，若初始图像信息是投影仪开机之后非首次对焦过程中采集到的图像信息，那么此时采集的初始图像信息则是具体的待投影的图像信息。在非首次对焦过程中，投影仪不再弹出图3所示的初始化对焦图像，其目的是：提升用户体验，保证自动对焦的过程不影响用户正常投影，不增加额外的内容显示。如果在后续的每次对焦过程中，投影仪都弹出图3所示的初始化对焦图像，则会明显影响用户的投影体验。在非首次对焦过程中，在选取采集的初始图像信息中的特征点时，提取规则可以包括：

提取大面积色块中的一个独立的其他颜色的点，比如白色手绢上的一个明显黑点；提取色块边界的一个端点，比如一个蓝色方块，右侧边对应的下端点，或上端点。提取一个平面上特殊logo的中心点，比如ZTE中兴手机logo的中心，计算的时候取这个logo的中心点。提取两条线段的交叉点，比如两本书叠放形成的边界的交叉点。提取小型色块的中心点，比如电脑显示器电源指示灯的中心点。当然，提取特征点的方法并不限于上述提到的方法。

在提取到特征点之后，则根据提取的特征点，判断投影平面的平整度是否符合预设的平整度标准，本实施例将通过S203-S204来完成。

S203，分别计算该初始图像信息中的至少四个特征点相对于该投影仪的至少四个三维空间位置信息。

S204，根据计算出的该至少四个三维空间位置信息，判断投影平面是否符合预设的平整度标准。

可以看出，S203-S204是对S102的一种具体实施方式。

在S203中，具体是根据S202中采集到的至少四个特征点，分别计算该至少四个特征点对应相对于投影仪的至少四个三维空间位置信息。一个特征点相对于投影仪对应有一个三维空间位置信息。如特征点Q₁相对于投影仪的三维空间位置信息为(X₁，Y₁，Z₁)，如特征点Q₂相对于投影仪的三维空间位置信息为(X₂，Y₂，Z₂)，以此类推，特征点Q_n相对于投影仪的三维空间位置信息为(X_n，Y_n，Z_n)。

S204中，在根据计算出的该至少四个三维空间位置信息，来判断投影平面是否符合预设的平整度标准时，具体是判断该至少四个三维空间位置信息是否位于同一平面上。即是说，在具体执行S204时，如图4所述，具体可以包括如下步骤：

S401，若该至少四个三维空间位置信息属于同一平面，则认为所述投影平面平整，该投影平面的平整度符合预设的平整度标准。

S401中描述的是提取到的特征点位于同一平面的情况，由于提取到的特征点位于同一平面，则间接说明该投影平面不存在凹凸不平的情况，此时该投影平面的平整度定能符合预设的平整度标准。

除S401描述的情况以外，该至少四个三维空间位置信息还可能出现不属于同一平面的情况。此时，则通过S402中描述的方案来判断投影平面的平整度是否符合预设的平整度标准。

S402，若该至少四个三维空间位置信息属于不同平面，则分别计算至少四个特征点相对于投影仪的至少四个距离信息，若计算出的该至少四个距离信息中的最远距离与最近距离的距离差小于预设的距离阈值，则认为该投影平面符合预设的平整度标准。

S402中，当至少四个三维空间位置信息属于不同平面时，则分别计算至少四个特征点相对于投影仪的至少四个距离信息，一个特征点相对于投影仪对应有一个距离信息，例如，特征点Q₁相对于投影仪的距离信息为D₁，如特征点Q₂相对于投影仪的三维空间位置信息为D₂，以此类推，特征点Q_n相对于投影仪的三维空间位置信息为D_n。

在计算出距离信息之后，找出所有距离信息中的最大值和最小值，即找出相对于特征点相对于投影仪的最大距离和最小距离，然后计算最大距离和最小距离的距离差，若最大值为D_n，最小值为D₂，则计算D_n与D₂的距离差。并判断距离差是否小于预设的距离阈值，例如预设的距离阈值为20cm，若距离差小于预设的距离阈值，则认为投影平面的平整度对投影效果的影响在可接受范围之内，即认为投影平面符合预设的平整度标准，可以进行后续的自动对焦操作。若距离差大于或等于预设的距离阈值，则认为投影平面的平整度对投影效果的影响不在可接受范围之内，即投影平面不符合预设的平整度标准，可以直接终止后续的自动对焦流程。

S402中，其实是对特征点是否在同一个平面的要求做了模糊化处理，这样模糊化处理的目的是有助于投影仪在各种复杂环境下可以适当工作，比如某一面墙上确实有一点点凸凹不平，但是投影仪一样可以正常自动对焦。

在判断投影平面的平整度符合预设的平整度标准之后，则S204的判断结果为是时，则进入后续的流程，若判断投影平面的平整度不符合预设的平整度标准，则直接终止后续的流程。

需要说明的是，在实际操作中，可选取S401和S402中的至少一种方案进行。

S205，根据该初始图像信息，获取投影仪与投影平面之间的投影距离；

本实施例中，在具体执行S205时，如图5所示，可以包括如下步骤：

S501，若该至少四个三维空间位置信息属于同一平面且投影平面与投影仪的投影镜头的纵轴垂直，则计算投影仪与投影平面的垂直距离并将该垂直距离作为投影距离；

S501中描述的是至少四个三维空间位置信息属于同一平面的情况，此时由于投影平面为一平整平面，因此在计算投影仪与投影平面之间的投影具体之前需要保证投影平面与投影仪的投影镜头的纵轴垂直，这样测量出来的投影距离的精确度最准。此时，通过计算投影仪与投影平面之间的垂直距离即可获得影仪与投影平面之间的投影距离。

根据前文的描述可知，至少四个三维空间位置信息还可能属于不同平面的情况，此时，若至少四个距离信息中的最远距离与最近距离的距离差小于预设的距离阈值，即投影平面符合预设的平整度标准，那么在计算投影仪与投影平面之间的投影距离时，则采用S502中描述的方案来进行。

S502，若该至少四个三维空间位置信息属于不同平面，则计算至少四个距离信息的距离均值并将距离均值作为投影距离。

根据前文的描述可知，本步骤在实际操作时，即计算投影距离时，计算的是四个距离信息的距离均值并将该离均值作为投影平面与投影仪之间的投影距离。例如，计算D₁、D₂、......D_n的距离平均值，并将计算出的距离平均值作为投影平面与投影仪之间的投影距离。

需要说明的是，在实际操作中，可选取S501和S502中的至少一种方案进行。

S206，根据该投影距离，获取对应的焦距调节参数。

S207，根据该焦距调节参数，进行对焦。

需要说明的是，在执行S202时，从初始图像信息中可能可以提取到至少四个特征点的信息，也可能不能完成特征点的提取，当不能完成特征点的提取时，则根据初始图像信息的具体情况，分别进入S208或S209。具体地，当初始图像信息为投影仪开机后首次采集到的图像信息时，即开机后首次对焦过程中采集到的图像信息，即进入S208；当初始图像信息不是投影仪开机后首次采集到的图像信息时，即非首次对焦过程中采集到的图像信息，即进入S209。

S208，输出无法采集图像信息的提示。

S208中，由于在首次对焦过程中，无法提取初始图像信息的体征点，因此可能出现的情况是：摄像头被遮挡，或者是由于投影的方向上没有投影平面，如无投影幕布，比如投影方向是夜晚的星空。遇到找不到特征点的情况，则提示用户，当前无法采集投影图像，请确保投影镜头没有被遮挡，同时确认投影幕布已经正确放置。如此，则可以让用户可以明确的了解投影仪异常时，应该如何操作，帮忙投影仪恢复正常工作。

需要说明的是，在输出无法采集图像信息的提示时，这里可以采用语音提示，屏幕显示提示，指示灯提示，或者提示音等方法进行提示。这样让多种方式可以作用于提示用户，帮助用户快速排障。

S209，输出延后一段时间再进行自动对焦的提示。

S209中，由于在非首次对焦过程中，无法提取初始图像信息的体征点，因此可能出现的情况是：当前待投影画面中难以选出特征点，比如全黑的画面，因此此时就输出就延迟一段时间，以选取合适的画面进行投影对焦。

请参考图6，是本发明提供的基于摄像头的投影对焦方法的第三实施例的流程示意图，图6所示的实施例与图2所示的实施例大致相同，即包括与S201至209相同的步骤S601至S609。图6所示的实施例与图2所示的实施例的区别有以下几点：

第一点区别是：在获取投影距离之后，进行对焦之前，即执行S605之后，执行S606之前，还包括S610。

S610，检测投影仪的投影镜头附近的温度信息；

在具体执行S606时，具体是根据S605获取的投影距离和S610中检测到的温度信息，获取对应的焦距调节参数。例如，根据获取的投影距离和温度信息，从预先存储的焦距调节参数表格中查询该投影距离和温度信息对应的焦距调节参数，然后执行S607，根据查询到的焦距调节参数，对投影仪进行相应的焦距调节，以完成自动对焦操作。

需要说明的是，在查询投影距离和温度信息对应的焦距调节参数，焦距调节参数表格可能不存在当前获取的投影距离和温度信息对应的焦距调节参数，即是说投影距离和温度信息与焦距调节参数可能不存在一一对应关系，此时，则从焦距调节参数表格中选取与当前获取的投影距离和温度信息最接近的投影距离和温度信息对应的焦距调节参数作为查询结果。

另外，在S610中，如果未能成功检测到影仪的投影镜头附近的温度信息，则在在具体执行S606时，则根据S605获取的投影距离和预设的默认温度信息，进行对焦，这样做的目的是不会因为未能成功检测到影仪的投影镜头附近的温度信息，就影响投影仪的投影功能。

第二点区别是：在执行S607之后，即进行对焦之后，该方法还包括：

S611，通过双摄像头采集投影平面上的投影图像信息；

S612，将所述投影图像信息与投影原图进行比较，以确认该投影图像信息的清晰度是否达到预设的投影清晰度标准。

实际上，S611至S612的目的是，对自动对焦效果或投影效果的结果进行验证的过程。在验证过程中，需要通过摄像头采集投影平面上的投影图像信息，此时的投影图像信息，指的是具体投影画面的信息，通过比较投影图像信息与投影原图的锐度分布或者灰度曲线，则可确认投影图像信息的清晰度是否达到预设的投影清晰度标准。在通过比较灰度曲线来判断投影图像信息的清晰度是否达到预设的投影清晰度标准时，例如可以获取投影原图的灰度曲线，同时获取双摄像头采集到的投影图像信息的灰度曲线，通过两条灰度曲线对应可以获得两条曲线的方程f(x),g(x)，可以通过积分两个曲线的差的绝对值integrate(abs(f(x)-g(x)),如果这个值小于某个数值，就可以证明清晰度达到标准。

请参考图7，是本发明提供的基于摄像头的投影对焦方法的第四实施例的流程示意图，图7所示的实施例与图6所示的实施例大致相同，即包括与S601至S612相同的步骤S701至S712。图7所示的实施例与图6所示的实施例的区别有以下几点：

第一点区别是，在S701之前，即通过双摄像头采集初始图像信息之前，还包括：

S7000，接收自动对焦指令。

投影仪接收到的自动对焦指令包括：投影仪发起的定时自动对焦指令或用户手动输入的自动对焦指令。通过定时自动对焦与用户发起的自动对焦的引入可以让用户在投影过程中，更加无缝的一直保持投影的清晰度。

针对用户手动输入的自动对焦指令，用户可以通过投影仪用户交互界面，向投影已发出一次对焦指令。针对投影仪发起的定时自动对焦指令，可以理解的是，在执行S7000之前，该方法还可以包括：

S7001，设置该投影仪的投影指令。

其中，影仪的投影指令包括但不限于：定时自动对焦指令的定时间隔，投影平面的大小、开启或关闭投影仪等指令。

在S7001中，即设置定时间隔时，投影仪可以接收用户通过投影仪的设置界面输入的定时间隔，如“每5分钟发起一次自动对焦”。当然，定时间隔的时间是可以修改的，当这个定时间隔的时间设置为在5秒钟以内起一次自动对焦的时候，此时可以称之为是“实时对焦”。

在具体执行S7001时，即设置投影仪的投影指令时，如图8所示，可以包括如下步骤：

S801，将该投影仪的设置界面投影到该投影平面；

S802，通过双摄像头采集投影平面上的移动轨迹；

S803，当该移动轨迹与设置界面中的对应按钮的位置重合时，即认为完成投影指令的设置操作。

S801至S803中，用户在通过投影仪的设置界面设置定时自动对焦指令的定时间隔时，投影仪可以通过其投影镜头将设置界面的画面投影到投影平面上，如投影幕布上。用户通过手指或者教鞭点击投影到投影幕布的设置界面上对应的操作按钮，即可实现定时间隔的点击确认操作。

具体地，当用户通过手指或者教鞭点击投影到投影幕布的设置界面上对应的操作按钮时，由于双摄像头很容易就可以找到画面中的手指或者教鞭的特征，双摄像头通过跟踪其移动轨迹，以及将跟踪到的移动轨迹与待投影画面中设置界面的按钮位置进行比较，判断其是否重合，当手指或者教鞭计算出来的空间位置，与设置界面中的按钮空间距离小于1cm的时候，既可以判断为点击确认操作，然后用户的定时间隔设置操作就会记录下来。该实施例中，充分利用双摄像头，将手指与教鞭的特征，融入到用户操作输入中去，帮助用户实现在投影画面中的UI交互，提高了投影交互的体验。

可以理解的是，上述实施例中通过识别手指教鞭的特征完成了点击确认。还可以通过识别其他手势完成其他对应的操作。例如，如识别到投影平面出现了两个手指，两个手指执行分开的操作，用户的意图是放大当前投影区域，即设置投影屏平面的效果，投影仪就可以以两个手指连线的中心作为中点，适当的放大待投影画面，然后投影出去，投影放大可以一次放大50％。又例如，也可以识别手势的轨迹，用户在投影界面上右上角画了一个X，投影仪识别到了用户操作，然后弹出提示，“关闭当前应用请画○，关闭投影仪请画△，取消请画X”。用户画出轨迹△后，弹出“请再次画△关闭投影仪”，用户再次画出△，投影仪关闭。该实施例的技术效果：在投影仪操作中加入轨迹操作，这样就可以轻易调出各种投影仪控制选项，是的投影仪操作更加贴近用户了

图7所示的实施例与图6所示的实施例的第二点区别是：当S7000中接收到的自动对焦指令为定时自动对焦指令时，那么在执行S701之后，S702之前，即采集初始图像信息之后，判断投影平面是否符合预设的平整度标准之前，还包括：

S7002，检测初始图像信息中的人体特征信息；

S7002中，若检测到平面人体特征信息，则执行S702，若检测到立体人体特征信息，则执行S709。

S7002中，主要是考虑到定时对焦过程中恰好有人从投影仪面前走过的情形。这时候如果发起自动对焦，一不小心就会使得对焦结果产生较大偏差。针对这个情况，由于双摄像头本身对于目标特征识别有天然的优势，因此在双摄像头采集了初始图像信息之后，还检测初始图像信息中的人体特征信息；如果初始图像信息中出现了平面人体特征信息，则说明是投影画面中的人物，这个是否不需要改变自动对焦的进程，即进入S702；如果初始图像信息中出现了立体人体特征信息，就要认为是投影画面前出现了人员走动，因此此时需要延迟一段时间再发起自动对焦的提示，则进入S709。本实施例中，在自动对焦的过程中，利用双摄像头的特征识别性能，排除异常情况，保证自动对焦不因为人员走动而出现异常。

在上述基础上，下面继续说明本发明提供的投影系统的硬件架构，该投影系统在进行投影对焦时，可以采用上述图1至图8中所示的方法进行。下面，将对本发明提供的投影仪进行详细说明。为避免赘述，在投影仪的描述过程中涉及到的一些术语以及其定义，在方法中已经进行了解释的，在投影仪的描述中不再重复描述。

请参考图9，是本发明提供的投影仪的实施例的结构示意图。

该投影仪包括：双摄像头模块91、处理模块92、以及投影仪镜头模块93。

其中，双摄像头模块91，获取当前投影仪前方的景物信息，如采集投影仪投影平面的初始图像信息。其中，该双摄像头的两个摄像头的纵轴平行，且与投影仪镜头模块93的纵轴平行。投影仪镜头模块93，可以调节投影焦距，将处理模块92传递过来的待投影的数据，投影到投影平面上。

在进行具体投影对焦时，通过双摄像头模块91采集投影仪投影平面的初始图像信息，处理模块92根据双摄像头模块91采集到的初始图像信息判断投影平面的平整度是否符合预设的平整度标准，以及在在判断结果为是时，通过处理模块92获取投影仪与投影平面之间的投影距离以及该投影距离对应的焦距调节参数；最后，投影仪镜头模块93根据处理模块92获取的焦距调节参数，进行对焦。

其中，双摄像头模块92，还用于：提取其采集到的初始图像信息中的至少四个特征点；

处理模块92在具体判断影平面的平整度是否符合预设的平整度标准时，可以采用以下方式：

用于分别计算双摄像头模块92提取到的至少四个特征点相对于投影仪的至少四个三维空间位置信息；以及根据计算出的至少四个三维空间位置信息，判断所述投影平面是否符合预设的平整度标准。若该至少四个三维空间位置信息属于同一平面，则处理模块92认为投影平面平整，投影平面的平整度符合预设的平整度标准；和/或，若至少四个三维空间位置信息属于不同平面，则处理模块92分别计算该至少四个特征点相对于投影仪的至少四个距离信息，若至少四个距离信息中的最远距离与最近距离的距离差小于预设的距离阈值，则处理模块92认为投影平面符合预设的平整度标准。

处理模块92，还用于当双摄像头模块92未能从初始图像信息中提取到特征点时，输出无法采集图像信息的提示或输出延后一段时间再进行自动对焦的提示。

进一步地，该投影仪还包括：

温度检测模块94，用于在处理模块92获取投影距离之后，投影仪镜头模块93进行对焦之前，检测投影仪的投影镜头附近的温度信息，以及将检测到的温度信息发送给处理器模块92；处理器模块92，用于根据投影距离和温度信息，查询对应的焦距调节参数；投影仪镜头模块93，具体用于根据处理模块92获取的投焦距调节参数，进行对焦。

其中，双摄像头模块91，还用于当投影仪镜头模块93进行自动对焦之后，采集投影平面上的投影图像信息；该投影仪还包括：

存储模块95，用于存储待投影的投影原图；

处理模块92，用于将双摄像头模块91采集的投影图像信息与存储模块95存储的投影原图进行比较，以确认投影图像信息的清晰度是否达到预设的投影清晰度标准。

其中，该投影仪还包括：接收模块96以及设置模块97。

其中，接收模块96，用于接收自动对焦指令；该自动对焦指令包括：投影仪发起的定时自动对焦指令或用户手动输入的自动对焦指令。

设置模块97，在接收模块96接收到自动对焦指令之前，设置投影仪的投影指令；其中，所述投影仪的投影指令包括：定时自动对焦指令的定时间隔、投影平面的大小、开启或关闭投影仪中的至少一项。

下面，将通过具体的实施例描述本发明提供的投影仪的工作过程。

设置模块97，在投影仪开机之后，开启自动对焦工作之前，可以用于设置投影仪的投影指令。接收模块96，在设置模块97设置投影指令之后，接收自动对焦指令。该自动对焦指令包括：投影仪发起的定时自动对焦指令或用户手动输入的自动对焦指令。在接收模块96到自动对焦指令之后，投影仪投放一张初始化图像到投影平面，该初始化图像可以如图3所示，该初始化图形具体可以预先存储在存储模块95中。

在接收到自动对焦指令之后，双摄像头模块91开始工作，获取投影仪前方的投影画面，即投影平面上的初始化图像，并将其作为初始图像信息。从采集的初始图像信息找到至少四个特征点，确认几个特征点后，双摄像头模块91将采集当前至少四个特征点的信息，以及双摄像头模块91头本身的参数信息，发送给处理模块92。

处理模块92，通过双摄像头模块91传递过来的信息，计算出几个特征点与投影仪的相对位置，也就是特征点的三维空间位置信息(X₁，Y₁，Z₁)，(X₂，Y₂，Z₂).......(X_n，Y_n，Z_n)等。通过比较几个特征点的三维空间位置，就可以判断出，投影平面的平整度是否满足预设的平整度标准，以及投影平面与投影仪镜头纵轴是否垂直。若几个特征点的三维空间位置信息属于同一平面，则认为投影平面平整，投影平面的平整度符合预设的平整度标准；若几个特征点的三维空间位置信息属于不同平面，则分别计算几个特征点相对于投影仪的距离信息，若这些距离信息中的最远距离与最近距离的距离差小于预设的距离阈值，则认为投影平面符合预设的平整度标准。如果几个特征点处于一个平面上，且投影平面与投影仪镜头纵轴垂直，就可以计算投影仪与所述投影平面的垂直距离并将该垂直距离作为所述投影距离。如果几个特征点处于不同平面上，则计算上述距离信息的距离均值并将距离均值作为投影距离。

温度检测模块94，用于获取当前投影仪镜头的温度。将这个温度信息传递给处理模块92。

处理模块92在获取了当前投影仪与投影平面之间的投影距离，同时获得了投影镜头附件的温度信息，利用这两个信息，从存储模块95读取预先存储的“焦距调节参数表格”，从该表格中查询到，在当前温度与投影距离的条件下，投影仪焦距位置对应的焦距调节参数。同时，在查询到焦距调节参数之后，处理模块还将查询到的焦距调节参数投影仪镜头模块93，以完成焦距调节。

在投影镜头模块93完成焦距调节之后，双摄像头模块91，还再次获取采集当前投影平面上的投影图像信息，并将其传递给处理模块92，处理模块92将双摄像头模块91传递进来的投影图像信息与存储模块95存储的投影原图进行对比，确认清晰度已经达到机器投影清晰度要求。

本实施例中，通过双摄像头模块91与温度检测模块94获取的数据，快速完成投影平面的判定，投影仪自动对焦，提升用户的绘画体验。

前文已经提到，双摄像头模块91，还用于提取其采集到的初始图像信息中的至少四个特征点；当双摄像头模块91提取不到特征点时，双摄像头模块91将告知处理模块92其提取不到特征点。此时，处理模块92根据初始图像信息是初始化图片还是当前投影内容，对应输出无法采集图像信息的提示或输出延后一段时间再进行自动对焦的提示。

另外，若温度检测模块94未能成功检测到温度信息，则温度检测模块94将通过警报的形式告知处理模块92其未能检测到温度信息，此时处理模块92可以从存储模块95中读取默认的温度信息以进行焦距调节参数的确认。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种基于摄像头的投影对焦方法，应用于投影仪，其特征在于，所述方法包括：

通过双摄像头采集所述投影仪投影平面的初始图像信息；

根据采集到的所述初始图像信息，判断所述投影平面的平整度是否符合预设的平整度标准；

若是，则根据所述初始图像信息，获取所述投影仪与所述投影平面之间的投影距离以及该投影距离对应的焦距调节参数；

根据所述焦距调节参数，进行对焦。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据采集到的所述初始图像信息，判断所述投影平面的平整度是否符合预设的平整度标准，具体包括：

分别计算所述初始图像信息中的至少四个特征点相对于所述投影仪的至少四个三维空间位置信息；

根据计算出的所述至少四个三维空间位置信息，判断所述投影平面是否符合预设的平整度标准。

3.如权利要求2所述的方法，所述根据计算出的所述至少四个三维空间位置信息，判断所述投影平面的平整度是否符合预设的平整度标准，具体包括：

若所述至少四个三维空间位置信息属于同一平面，则认为所述投影平面平整，所述投影平面的平整度符合预设的平整度标准；和/或，

若所述至少四个三维空间位置信息属于不同平面，则分别计算所述至少四个特征点相对于所述投影仪的至少四个距离信息，若所述至少四个距离信息中的最远距离与最近距离的距离差小于预设的距离阈值，则认为所述投影平面符合预设的平整度标准。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始图像信息，获取所述投影仪与所述投影平面之间的投影距离，具体包括：

若所述至少四个三维空间位置信息属于同一平面且所述投影平面与所述投影仪的投影镜头的纵轴垂直，则计算所述投影仪与所述投影平面的垂直距离并将所述垂直距离作为所述投影距离；和/或，

若所述至少四个三维空间位置信息属于不同平面，则计算所述至少四个距离信息的距离均值并将所述距离均值作为所述投影距离。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述分别计算所述初始图像信息中的至少四个特征点相对于所述投影仪的至少四个三维空间位置信息之前，所述方法还包括：

提取所述初始图像信息中的至少四个特征点。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，若未能从所述初始图像信息中提取到特征点，所述方法还包括：

若所述初始图像信息为所述投影仪开机后首次采集到的图像信息，则输出无法采集图像信息的提示；和/或，

若所述初始图像信息非所述投影仪开机后首次采集到的图像信息，则输出延后一段时间再进行自动对焦的提示。

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述获取所述投影距离之后，进行对焦之前，所述方法还包括：

检测所述投影仪的投影镜头附近的温度信息；

所述根据所述投影距离，进行对焦，具体包括：

根据所述投影距离和所述温度信息，进行对焦。

8.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述进行对焦之后，所述方法还包括：

通过所述双摄像头采集所述投影平面上的投影图像信息；

将所述投影图像信息与投影原图进行比较，以确认所述投影图像信息的清晰度是否达到预设的投影清晰度标准。

9.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述双摄像头采集所述初始图像信息之前，所述方法还包括：

接收自动对焦指令；所述自动对焦指令包括：投影仪发起的定时自动对焦指令或用户手动输入的自动对焦指令。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，若所述自动对焦指令为定时自动对焦指令，在采集所述初始图像信息之后，判断投影平面是否符合预设的平整度标准之前，所述方法还包括：

检测所述初始图像信息中的人体特征信息；

若检测到平面人体特征信息，则执行根据采集到的所述初始图像信息，判断所述投影平面是否符合预设的平整度标准的步骤；

若检测到立体人体特征信息，则输出延迟一段时间再进行自动对焦的提示。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述接收自动对焦指令之前，所述方法还包括：

设置所述投影仪的投影指令；

所述投影仪的投影指令包括：定时自动对焦指令的定时间隔、投影平面的大小、开启或关闭投影仪中的至少一项。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述设置所述投影仪的投影指令，具体包括：

将所述投影仪的设置界面投影到所述投影平面；

通过双摄像头采集所述投影平面上的移动轨迹；

当所述移动轨迹与所述设置界面中的对应按钮的位置重合时，即认为完成所述投影指令的设置操作。

13.一种投影仪，其特征在于，包括:

双摄像头模块，用于采集所述投影仪投影平面的初始图像信息；

处理模块，用于根据所述双摄像头模块采集到的所述初始图像信息，判断所述投影平面的平整度是否符合预设的平整度标准；以及在判断结果为是时，获取所述投影仪与所述投影平面之间的投影距离以及该投影距离对应的焦距调节参数；

投影仪镜头模块，用于根据所述处理模块获取的所述焦距调节参数，进行对焦。

14.如权利要求13所述的投影仪，其特征在于，

所述处理模块，具体用于：

分别计算所述初始图像信息中的至少四个特征点相对于所述投影仪的至少四个三维空间位置信息；以及根据计算出的所述至少四个三维空间位置信息，判断所述投影平面是否符合预设的平整度标准。

15.如权利要求14所述的投影仪，其特征在于，

所述处理模块，具体用于：若所述至少四个三维空间位置信息属于同一平面，则认为所述投影平面平整，所述投影平面的平整度符合预设的平整度标准；和/或，若所述至少四个三维空间位置信息属于不同平面，则分别计算所述至少四个特征点相对于所述投影仪的至少四个距离信息，若所述至少四个距离信息中的最远距离与最近距离的距离差小于预设的距离阈值，则认为所述投影平面符合预设的平整度标准。

16.如权利要求15所述的投影仪，其特征在于，

所述处理模块，具体用于：若所述至少四个三维空间位置信息属于同一平面且所述投影平面与所述投影仪的投影镜头的纵轴垂直，则计算所述投影仪与所述投影平面的垂直距离并将所述垂直距离作为所述投影距离；和/或，若所述至少四个三维空间位置信息属于不同平面，则计算所述至少四个距离信息的距离均值并将所述距离均值作为所述投影距离。

17.如权利要求14所述的投影仪，其特征在于，

所述双摄像头模块，还用于：提取其采集到的所述初始图像信息中的至少四个特征点；

所述处理模块，具体用于分别计算所述双摄像头模块提取到的所述至少四个特征点相对于所述投影仪的至少四个三维空间位置信息；以及根据计算出的所述至少四个三维空间位置信息，判断所述投影平面是否符合预设的平整度标准。

18.如权利要求17所述的投影仪，其特征在于，所述处理模块，还用于当所述双摄像头模块未能从所述初始图像信息中提取到特征点时，输出无法采集图像信息的提示或输出延后一段时间再进行自动对焦的提示。

19.如权利要求13至18中任一项所述的投影仪，其特征在于，所述投影仪还包括：

温度检测模块，用于在处理模块获取所述投影距离之后，所述投影仪镜头模块进行对焦之前，检测所述投影仪的投影镜头附近的温度信息，以及将检测到的温度信息发送给所述处理器模块；

所述处理器模块，用于根据所述投影距离和所述温度信息，查询对应的焦距调节参数；

所述投影仪镜头模块，用于根据所查询到的所述焦距调节参数，进行对焦。

20.如权利要求13至18中任一项所述的投影仪，其特征在于，

所述双摄像头模块，还用于当所述投影仪镜头模块进行自动对焦之后，采集所述投影平面上的投影图像信息；

所述投影仪还包括：

存储模块，用于存储待投影的投影原图；

所述处理模块，用于将所述双摄像头模块采集的投影图像信息与所述存储模块存储的投影原图进行比较，以确认所述投影图像信息的清晰度是否达到预设的投影清晰度标准。

21.如权利要求13至18中任一项所述的投影仪，其特征在于，所述投影仪还包括：

接收模块，用于接收自动对焦指令；所述自动对焦指令包括：投影仪发起的定时自动对焦指令或用户手动输入的自动对焦指令。

22.如权利要求21所述的投影仪，其特征在于，当所述接收模块接收到的自动对焦指令为定时自动对焦指令时，所述双摄像头模块，还用于在采集所述初始图像信息之后，检测所述初始图像信息中的人体特征信息；

所述处理模块，用于当所述双摄像头模块检测到平面人体特征信息时，根据采集到的所述初始图像信息，判断所述投影平面是否符合预设的平整度标准；以及当所述双摄像头模块检测到立体人体特征信息，则输出延迟一段时间再进行自动对焦的提示。

23.如权利要求21所述的投影仪，其特征在于，所述投影仪还包括：

设置模块，用于在所述接收模块接收所述自动对焦指令之前，设置所述投影仪的投影指令；

所述投影仪的投影指令包括：定时自动对焦指令的定时间隔、投影平面的大小、开启或关闭投影仪中的至少一项。