CN110045562B - 变焦过程中同步对焦方法、装置、存储介质及电子终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变焦过程中同步对焦装置，包括：判断变倍方式；当变倍方式为由小倍率到大倍率时；判断当前zoom位置是否超过曲线分离点位置；若是，则计算修正物距，根据所述修正物距切换跟焦曲线以驱动电机；若否，则使用默认物距对应的跟焦曲线驱动电机；当所述变倍方式为由大倍率到小倍率时，判断是否完成聚焦；若是，则获得对应的新的跟焦曲线，并使用新的跟焦曲线驱动电机；若否，则使用实际跟焦曲线驱动电机。本发明提出的一种变焦过程中同步对焦方法，能在物距估计错误时及时作出修正，自适应调整不合理的物距修正，达到在连续变倍的过程中也能够进行持续跟焦，图像出现模糊的概率更低；本发明在动态场景中，也能保持较好的跟焦效果。

Description

变焦过程中同步对焦方法、装置、存储介质及电子终端

技术领域

本发明属于定位技术领域，具体涉及一种变焦过程中同步对焦方法、装置、存储介质及电子终端。

背景技术

机芯镜头在变焦电机和对焦电机的控制上相对于电动镜头更加精细，其广泛应用于监控设备上，实现大范围监控的同时能保持良好的图像效果。如何在变焦的同时驱动对焦电机准确对焦，保持图像清晰，对于监控设备持续性监视场景具有十分重要的意义。

现有的跟焦方法主要几何法，机器学习方法，反馈调节法。几何法通过两条跟焦曲线的插值来获得估计的跟焦曲线，但随着倍率的增大，估计的偏差会变大。或者通过对比前后两帧的清晰度评价值来决定物距修正方向，物距修正大小在不同倍率会设置不同的值。这种跟焦方法容易在拍摄主体发生移动，或在小倍率聚焦完成后拍摄主体物距发生变化时跟焦模糊。

机器学习方法对于每一款镜头都需要收集大量场景数据，进行大量训练，开发调试耗费时间较久，不适于公司研发调试使用。

反馈调节法通过对far和near端进行探测，获取清晰度评价值，来进行估计物距曲线，达到快速跟焦的目的。已有论文的反馈调节跟焦探测是在zoom不动，对focus的near和far端进行的探测，并根据pid公式计算出矫正物距步长，此方法可以对运动的主体也有较好的跟焦效果，但参数调试较为繁琐，且zoom不能够持续变化，会导致画面卡顿，使用传统pid公式在连续变倍时效果不好。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种变焦过程中同步对焦方法、装置、存储介质及电子终端，本发明通过反馈调节和自适应修正的结合，达到在静态场景达到跟焦稳定全程清晰的目的。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种变焦过程中同步对焦方法，该方法包括：

判断变倍方式；

当所述变倍方式为由小倍率到大倍率时，获取默认物距以及曲线分离点位置；

判断当前zoom位置是否超过所述曲线分离点位置；

若是，则计算修正物距，根据所述修正物距切换跟焦曲线以驱动对焦电机和变焦电机；

若否，则使用所述默认物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机；

当所述变倍方式为由大倍率到小倍率时，判断是否完成聚焦；

若是，则根据聚焦完成后的zoom位置和focus位置确定新的物距以获得对应的新的跟焦曲线，并使用新的物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机；

若否，则使用从小倍率到大倍率变化过程中记录的实际跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机。

可选地，所述计算修正物距，根据所述修正物距切换跟焦曲线以驱动对焦电机和变焦电机，具体包括：

在当前物距对应的跟焦曲线的near端和far端进行探测；

获取当前物距对应的第一图像清晰度评价值以及矫正物距；

获取矫正物距对应的第二图像清晰度评价值；

判断第一图像清晰度评价值与第二图像清晰度评价值的大小，若第一图像清晰度评价值大于第二图像清晰度评价值，则对当前物距进行调整，使用调整后的物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和跟焦电机；若第一图像清晰度评价值小于第二图像清晰度评价值，则使用矫正物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机。

可选地，所述矫正物距的获取方法具体包括：

计算当前zoom步长zStep，如果curZPos<zSpiltPoint，则zStep＝(curZPos/zSpiltPoint)*(zMax-zMin)+zMin；否则zStep＝zMin；zMax为最大步长，zMin为最小步长，zSpiltPoint为曲线分离点，curZPos为当前zoom位置；

计算focus探测步长，根据下一次的zoom位置，查找跟焦曲线表，计算focus探测步长fProbeStep；

fProbeStep＝(focusUp-focusDn)/ztStepDivisor；focusUp为最小物距对应曲线上zoom对应的focus值，focusDn为最大物距对应曲线上zoom对应的focus值，ztStepDivisor为调整系数；

计算focus的矫正步长offsetStep，包括比例矫正步长、图像清晰度评价值积分矫正步长和图像清晰度评价值微分矫正步长；

其中，所述比例矫正步长：P＝fProbeStep*Kp,fProbeStep为focus探测步长，Kp为调整系数；

所述图像清晰度评价值积分矫正步长：i＝abs((fv-lastFv)/AF_MIN(fv,lastFv))*Ki,fv为当前的图像清晰度评价值，lastFv为上一次探测的图像清晰度评价值，fv和lastFv为连续两次且具有相同探测方向探测后获取到的图像清晰度评价值，Ki为调整系数，AF_MIN为取较小值函数；

所述图像清晰度评价值微分矫正步长：

d＝Kd*(curNearFv-curFarFv)/AF_MIN(curFarFv,curNearFv),curNearFv为往near方向探测后的图像清晰度评价值，curFarFv为往far方向探测后的图像清晰度评价值，Kd为调整系数；

判断curNearFv与curFarFv差值与设定阈值的大小；

若curNearFv与curFarFv的差值大于设定阈值，则矫正步长offsetStep＝p+i+d；

若curFarFv与curNearFv的差值大于设定阈值，则矫正步长offsetStep＝p+i-d；

若curNearFv与curFarFv差值的绝对值小于或等于设定阈值，则矫正步长offsetStep＝0；

将矫正步长offsetStep加到当前物距和zoom对应的focus位置上得到调整后的focus位置；

根据下一帧zoom位置和调整后的focus位置查找跟焦曲线表，从而得到矫正物距。

可选地，在第一图像清晰度评价值大于第二图像清晰度评价值时，对物距进行调整，其中调整后的物距表示为：当前物距-distdiff*Km,Km为物距偏移量调整系数，distdiff为物距偏移量，distdiff表示为矫正后的物距减去矫正前的物距。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种变焦过程中同步对焦装置，该装置包括：

变倍方式判断模块，用于判断变倍方式；

参数获取模块，用于在所述变倍方式为由小倍率到大倍率时，获取默认物距以及曲线分离点位置；

曲线分离点位置判断模块，用于判断当前zoom位置是否超过所述曲线分离点位置；

第一对焦模块，用于在第一判断模块输出判断结果为是时，使用所述默认物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机；

第二对焦模块，用于在第一判断模块输出判断结果为否时，计算修正物距，并根据所述修正物距切换跟焦曲线以驱动对焦电机和变焦电机；；

对焦曲线确定模块，用于在所述变倍方式为由大倍率到小倍率时，判断是否完成聚焦；若是，则根据聚焦完成后的zoom位置和focus位置确定新的物距以获得对应的新的跟焦曲线，若否，则记录从小倍率到大倍率变化过程中记录的实际跟焦曲线；

第三对焦模块，用于根据新的物距对应的跟焦曲线或实际跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机。

可选地，所述第二对焦模块包括：

探测子模块，用于在当前物距对应的跟焦曲线的near端和far端进行探测；

物距矫正子模块，用于获取当前物距对应的第一图像清晰度评价值以及矫正物距；

清晰度评价值计算子模块，用于获取矫正物距对应的第二图像清晰度评价值；

对焦子模块，用于在第一图像清晰度评价值大于第二图像清晰度评价值时，对当前物距进行调整，并获取调整后的物距对应的跟焦曲线，并根据调整后的物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和跟焦电机；所述对焦子模块还用于在第一图像清晰度评价值小于第二图像清晰度评价值时，根据矫正物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机。

可选地，所述物距矫正子模块具体包括：

zoom步长计算单元，用于计算当前zoom步长zStep，如果curZPos<zSpiltPoint，则zStep＝(curZPos/zSpiltPoint)*(zMax-zMin)+zMin；否则zStep＝zMin；zMax为最大步长，zMin为最小步长，zSpiltPoint为曲线分离点，curZPos为当前zoom位置；

focus探测步长计算单元，计算focus探测步长，根据下一次的zoom位置，查找跟焦曲线表，计算focus探测步长fProbeStep；fProbeStep＝(focusUp-focusDn)/ztStepDivisor；focusUp为最小物距对应曲线上zoom对应的focus值，focusDn为最大物距对应曲线上zoom对应的focus值，ztStepDivisor为调整系数；

矫正步长计算单元，用于计算focus的矫正步长offsetStep，包括比例矫正步长计算单元、图像清晰度评价值积分矫正步长计算单元和图像清晰度评价值微分矫正步长计算单元；

其中，所述比例矫正步长计算单元，用于计算比例矫正步长：P＝fProbeStep*Kp,fProbeStep为focus探测步长，Kp为调整系数；

所述图像清晰度评价值积分矫正步长计算单元，用于计算以图像清晰度评价值积分矫正步长：i＝abs((fv-lastFv)/AF_MIN(fv,lastFv))*Ki,fv为当前的图像清晰度评价值，lastFv为上一次探测的图像清晰度评价值，fv和lastFv为连续两次且具有相同探测方向探测后获取到的图像清晰度评价值，Ki为调整系数，AF_MIN为取较小值函数；

所述图像清晰度评价值微分矫正步长计算单元，用于计算以图像清晰度评价值微分矫正步长：

d＝Kd*(curNearFv-curFarFv)/AF_MIN(curFarFv,curNearFv),curNearFv为往near方向探测后的图像清晰度评价值，curFarFv为往far方向探测后的图像清晰度评价值，Kd为调整系数；

判断单元，用于判断curNearFv与curFarFv差值与设定阈值的大小；

矫正步长输出单元，用于在判断子模块输出结果为curNearFv与curFarFv的差值大于设定阈值时，输出矫正步长，矫正步长offsetStep＝p+i+d；

矫正步长输出单元还用于在判断子模块输出结果为curFarFv与curNearFv的差值大于设定阈值时，输出矫正步长，矫正步长offsetStep＝p+i-d；

矫正步长输出单元还用于在判断子模块输出结果为curNearFv与curFarFv差值的绝对值小于或等于设定阈值时，输出矫正步长，矫正步长offsetStep＝0；

focus位置计算单元，用于将矫正步长offsetStep加到当前物距和zoom对应的focus位置上得到调整后的focus位置；

物距矫正单元，用于根据下一帧zoom位置和调整后的focus位置查找跟焦曲线表，得到矫正物距。

可选地，在第一图像清晰度评价值大于第二图像清晰度评价值时，对物距进行调整，其中调整后的物距表示为：当前物距-distdiff*Km,Km为物距偏移量调整系数，distdiff为物距偏移量，distdiff表示为矫正后的物距减去矫正前的物距。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种存储介质，存储计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行所述的方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行所述的方法。

如上所述，本发明的一种变焦过程中同步对焦方法、装置、存储介质及电子终端，具有以下有益效果：

本发明提出的一种变焦过程中同步对焦方法，能在物距估计错误时及时作出修正，自适应调整不合理的物距修正，达到在连续变倍的过程中也能够进行持续跟焦，图像出现模糊的概率更低；本发明在动态场景中，也能保持较好的跟焦效果。

附图说明

图1为本发明一实施例中一种变焦过程中同步对焦方法的流程图；

图2为本发明一实施例中不同物距的跟焦曲线组和成的一个二维数组表；

图3为本发明一实施例中计算修正物距，根据所述修正物距切换跟焦曲线以驱动对焦电机和变焦电机的流程图；

图4为本发明一实施例中对应于各物距的跟焦曲线，其中圆圈表示跟焦曲线分离点；

图5为本发明一实施例中物距矫正和自适应调整过程的流程图；

图6为本发明一实施例中一种变焦过程中同步对焦方法的流程图；

图7为本发明一实施例中一种变焦过程中同步对焦装置的原理框图；

图8为本发明一实施例中第二对焦模块的原理框图；

图9为本发明一实施例中物距矫正子模块的原理框图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

在对本实施例的技术方案进行讨论前，先对后面可能会出现的zoom值、focus值、跟焦曲线、跟焦、跟焦曲线表进行解释。

zoom值：zoom代表变焦，zoom值为坐标系中变焦电机的位置值，坐标系中zoom值小的为wide端(小倍率端)，zoom值大的为tele端(大倍率端)。

focus值：focus代表对焦，focus值为坐标系中对焦电机的位置值，坐标系中focus值小的为far端，focus值大的为near端。

跟焦：在驱动变焦电机变倍的同时，对焦电机准确对焦，保持图像清晰，即为跟焦。一般来说跟焦为zoom和focus电机沿着特定的跟焦曲线行进。

跟焦曲线：在坐标系中，zoom为横坐标，focus为纵坐标，在某一物距下，focus值随着zoom值的变化而变化，形成的一条曲线称为跟焦曲线。准确的跟焦曲线为：在特定物距下的跟焦曲线上，变焦电机和对焦电机在跟焦曲线上任一点均可以保持图像清晰。不同物距的跟焦曲线不同。

跟焦曲线表：不同物距的跟焦曲线组合成的一个二维数组表。绘制成图，如图2所示，横坐标为zoom，纵坐标为focus，不同颜色代表不同的物距，有机芯镜头厂家给出。

如果已经预先存储有跟焦曲线表，zoom值，focus值，物距值，三个变量只要知道其中两个就可以获得另外一个值。所以如果知道了物距值，就能轻松获得对应的跟焦曲线。本实施例的核心思想即在跟焦时不断修正物距。

基于此，本实施例提供一种变焦过程中同步对焦方法，该方法包括以下步骤：

S11获取并判断变倍方式；

S12当所述变倍方式为由小倍率到大倍率时，获取默认物距以及曲线分离点位置；

其中，默认物距可以在用户界面直接设置，也可以使用算法提供的默认物距。在用户界面可以根据设备实际使用场景设置物距，较小室内的默认物距一般设置成1m5-2m,正常室内设置成4m-6m,室外设置成10m以上。当物距根据实际场景设置后初始跟焦效果会更好，如果没有设置，则使用默认物距5m，基本也能满足所有场景的跟焦，因为小倍率时所有物距的跟焦曲线是基本重合的，但并不是完全重合，设置的越准，初始跟焦时会更清晰。

因为焦距越大，景深越小，即大倍率时，不同物距聚焦清晰的focus位置相差较大，因此各物距跟焦曲线差异较大，而在小倍率时景深较大，不同物距聚焦清晰的focus位置相差较小，各物距跟焦曲线基本重合。各物距的跟焦曲线开始分离时的zoom坐标位置即为跟焦曲线分离点，如图4圆圈所示。其中，从左至右将第一个圆圈定义为第6帧，其zoom的位置为前一次循第6帧位置；第二个圆圈定义为第1帧，其zoom位置往near端探测后位置；第三个小圆圈定义为第2帧，其zoom位置far端探测后位置；第四个圆圈定义为第3帧，其zoom位置按当前物距行进抵达位置；第五个圆圈定义为第4帧，其zoom位置按矫正后的物距行进抵达位置；第六个圆圈定义为第5帧，其zoom位置按矫正后的物距行进抵达位置。

S13判断当前zoom位置是否超过所述曲线分离点位置；若是则执行步骤S14，若否则执行步骤S15；

S14计算修正物距，根据所述修正物距切换跟焦曲线以驱动对焦电机和变焦电机；

S15使用所述默认物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机；

S16当所述变倍方式为由大倍率到小倍率时，判断是否完成聚焦；若是则执行步骤S17，若否则执行步骤S18；

S17根据聚焦完成后的zoom位置和focus位置确定新的物距以获得对应的新的跟焦曲线，并使用新的物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机；

S18使用从小倍率到大倍率变化过程中记录的实际跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机。

其中，根据从小倍率到大倍率变化过程中聚焦完成后的zoom位置和focus位置确定新的物距以获得对应的新的跟焦曲线是通过查找预先加存储的跟焦曲线表获得。

于一实施例中，如图3所示，所述计算修正物距，根据所述修正物距切换跟焦曲线以驱动对焦电机和变焦电机，具体包括：

S151在当前物距对应的跟焦曲线的near端和far端进行探测；

S152获取当前物距对应的第一图像清晰度评价值以及矫正物距；

S153获取矫正物距对应的第二图像清晰度评价值；

S154判断第一图像清晰度评价值是否大于第二图像清晰度评价值，若是则执行步骤S155，若否则执行步骤S156；

S155对当前物距进行调整，使用调整后的物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和跟焦电机；

S156使用矫正物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机。

因此，本实施例中的修正物距包括了矫正物距和调整后的物距。

具本地，物距矫正的周期可以自由调整，如果驱动电机与获取对应的图像清晰度评价值间隔为2帧，则6帧为最小物距修正周期；间隔若为3帧，最小周期则为7帧。

如果以6帧作为修正周期，第一帧和第二帧往near和far端进行探测，第三帧和第四帧获取前两帧探测后的图像清晰度评价值，用nearfv和farfv表示，在第四帧根据nearfv和farfv的大小通过pid公式计算出新物距并计算出矫正物距，并沿着矫正物距对应的跟焦曲线运行。第五帧和第六帧获取当前物距和矫正物距对应的图像清晰度评价值，并在第六帧进行自适应调整。如果物距矫正后的图像清晰度评价值较大，则表明第四帧进行的物距修正正确，使用矫正后的矫正物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机，否则进行自适应调整物距。如果周期大于6帧，则6帧之后zoom和focus的电机按照修正后物距的跟焦曲线行进。周期小，focus往near和far端探测范围较大，对于动态场景效果较好。

下面将详细介绍物距矫正和自适应调整过程，整个过程可参考图4和图5。具体包括：

S1521计算当前zoom步长zStep，如果curZPos<zSpiltPoint，则zStep＝(curZPos/zSpiltPoint)*(zMax-zMin)+zMin；否则zStep＝zMin；zMax为最大步长，zMin为最小步长，zSpiltPoint为曲线分离点，curZPos为当前zoom位置；在zoom位置小于曲线分离点时，zoom移动步长较快，随着zoom增大，步长减小。当超过曲线分割点，就以最小步长移动。

S1522计算focus探测步长，根据下一次的zoom位置，查找跟焦曲线表，计算focus探测步长fProbeStep；

fProbeStep＝(focusUp-focusDn)/ztStepDivisor；focusUp为最小物距对应曲线上zoom对应的focus值，focusDn为最大物距对应曲线上zoom对应的focus值，ztStepDivisor为调整系数；调整系数越小，focus探测范围越大，对运动主体的跟焦会有一定提升，但引起的震荡就越大。

S1523对focus进行near和far方向的探测后，获取相应的清晰度评价值，采用pid公式计算focus的矫正步长，包括比例矫正步长、图像清晰度评价值积分矫正步长和图像清晰度评价值微分矫正步长；

其中，所述比例矫正步长：P＝fProbeStep*Kp,fProbeStep为focus探测步长，Kp为调整系数；

所述图像清晰度评价值积分矫正步长：i＝abs((fv-lastFv)/AF_MIN(fv,lastFv))*Ki,fv为当前的图像清晰度评价值，lastFv为上一次探测的图像清晰度评价值，fv和lastFv为连续两次且具有相同探测方向探测后获取到的图像清晰度评价值，Ki为调整系数，AF_MIN为取较小值函数；

所述图像清晰度评价值微分矫正步长：

d＝Kd*(curNearFv-curFarFv)/AF_MIN(curFarFv,curNearFv),curNearFv为往near方向探测后的图像清晰度评价值，curFarFv为往far方向探测后的图像清晰度评价值，Kd为调整系数；

S1524判断curNearFv与curFarFv差值与设定阈值的大小；

若curNearFv与curFarFv的差值大于设定阈值，则矫正步长offsetStep＝p+i+d；

若curFarFv与curNearFv的差值大于设定阈值，则矫正步长offsetStep＝p+i-d；

若curNearFv与curFarFv的差值的绝对值小于或等于设定阈值，则矫正步长offsetStep＝0；

S1525将矫正步长offsetStep加到当前物距和zoom对应的focus位置上得到调整后的focus位置；

S1526根据下一帧zoom位置和调整后的focus位置查找跟焦曲线表，从而得到矫正物距。

于一实施例中，在第一图像清晰度评价值大于第二图像清晰度评价值时，对物距进行调整，其中调整后的物距表示为：当前物距-distdiff*Km,Km为物距偏移量调整系数，distdiff为物距偏移量，distdiff表示为矫正后的物距减去矫正前的物距。需要说明的是随着zoom位置的不同物距偏移量调整系数设置了不同的值。

通过以上步骤，对进行的物距修正和自适应调整，从小倍率到大倍率变倍时，即能做到全程清晰，图像模糊概率较低。

zoom从小倍率到大倍率变化过程中，会根据zoom和focus行进过的位置记录一条实际跟焦曲线。在从小倍率变化到大倍率时，停止时会进行一次自动聚焦，根据聚焦后的zoom和focus位置查找跟焦曲线表，得到新的物距。在从大倍率变化到小倍率时，如果聚焦完成，则沿着新的物距对应的跟焦曲线驱动zoom和focus电机；如果聚焦未完成，则沿着实际跟焦曲线移动，如此便可达到大倍率到小倍率清晰回程。

本发明提供的一种变焦过程中同步对焦方法可以最大程度的保证物距估计错误时能够及时作出修正，图像出现模糊的概率更低；本方法在动态场景中，也能保持较好的跟焦效果；本方法能够在持续变倍过程中进行探测修正物距，保证变倍过程中图像流畅；使用本方法定义的公式进行参数调试，能够极大提高工作效率，即使面对大量不同款机芯镜头需要调试也能快速解决。

于一实施例中，还提供一种变焦过程中同步对焦方法，该方法包括：

S21接收变倍开始命令；

S22判断变倍方向；若为由小倍率到大倍率变化，则进行步骤S23，若为由大倍率到小倍率变化，则进行步骤S32；

S23判断聚焦是否完成，若完成则获取默认物距、曲线分离点位置，加载预先存储的跟焦曲线表，若没有完成，则停止自动聚焦，此时根据聚焦后的zoom和focus位置查找跟焦曲线表，得到新的物距；

S24根据当前zoom位置确定驱动zoom电机的步长和速度以驱动电机前行；

S25判断当前zoom位置是否超过曲线分离点，若超过执行步骤S251，若没有超过则执行步骤S252；

S251沿着默认物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机；

S252在当前物距对应的跟焦曲线的near端和far端进行探测，并进一步计算得到矫正物距；

S26计算矫正物距与当前物距的差值distDiff；

S27获取矫正物距对应的图像清晰度评价值与当前物距对应的图像清晰度评价值；

S28将两者进行比较，若当前物距对应的图像清晰度评价值大，则执行步骤S29，若当前物距对应的图像清晰度评价值小，则执行步骤S30；

S29将物距调整为当前物距-distDiff*Km，使用调整后的物距查找跟焦曲线表，获得对应的跟焦曲线以驱动对焦电机和变焦电机；

S30使用矫正后的物距查找对应的跟焦曲线以驱动对焦电机和变焦电机；

S31判断是否接收到停止变倍指令，若是则触发自动聚焦算法，若是则执行步骤S25。

S32判断是否聚焦完成，若是则根据由小倍率变化至大倍率过程中获得的跟焦曲线，根据该跟焦曲线驱动对焦电机与变焦电机；若否，则停止聚焦，用从小倍率到大倍率变化过程中记录的实际跟焦曲线，根据该实际跟焦曲线驱动对焦电机与变焦电机；

S33判断是否接收到停止变倍指令，若是则触发自动聚焦算法，若否则步骤S32中的跟焦曲线驱动对焦电机与变焦电机。

如图7所述，本实施例提供一种变焦过程中同步对焦装置，该装置包括：

变倍方式判断模块11，用于判断变倍方式；

参数获取模块12，用于在所述变倍方式为由小倍率到大倍率时，获取默认物距以及曲线分离点位置；

曲线分离点位置判断模块13，用于判断当前zoom位置是否超过所述曲线分离点位置；

第一对焦模块14，用于在第一判断模块输出判断结果为是时，使用所述默认物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机；

第二对焦模块15，用于在第一判断模块输出判断结果为否时，计算修正物距，并根据所述修正物距切换跟焦曲线以驱动对焦电机和变焦电机；

对焦曲线确定模块16，用于在所述变倍方式为由大倍率到小倍率时，判断是否完成聚焦；若是，则根据聚焦完成后的zoom位置和focus位置确定新的物距以获得对应的新的跟焦曲线，若否，则记录从小倍率到大倍率变化过程中记录的实际跟焦曲线；

第三对焦模块17，用于根据新的物距对应的跟焦曲线或实际跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机。

于一实施例中，如图8所示，所述第二对焦模块包括：

探测子模块151，用于在当前物距对应的跟焦曲线的near端和far端进行探测；

物距矫正子模块152，用于获取当前物距对应的第一图像清晰度评价值以及矫正物距；

清晰度评价值计算子模块153，用于获取矫正物距对应的第二图像清晰度评价值；

对焦子模块154，用于在第一图像清晰度评价值大于第二图像清晰度评价值时，对当前物距进行调整，并获取调整后的物距对应的跟焦曲线，并根据调整后的物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和跟焦电机；所述对焦子模块还用于在第一图像清晰度评价值小于第二图像清晰度评价值时，根据矫正物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机。

于一实施例中，如图9所示，所述物距矫正子模块152具体包括：

zoom步长计算单元1521，用于计算当前zoom步长zStep，如果curZPos<zSpiltPoint，则zStep＝(curZPos/zSpiltPoint)*(zMax-zMin)+zMin；否则zStep＝zMin；zMax为最大步长，zMin为最小步长，zSpiltPoint为曲线分离点，curZPos为当前zoom位置；

focus探测步长计算单元1522，用于计算focus探测步长，根据下一次的zoom位置，查找跟焦曲线表，计算focus探测步长fProbeStep；fProbeStep＝(focusUp-focusDn)/ztStepDivisor；focusUp为最小物距对应曲线上zoom对应的focus值，focusDn为最大物距对应曲线上zoom对应的focus值，ztStepDivisor为调整系数；

矫正步长计算单元1523，用于计算focus的矫正步长offsetStep，包括比例矫正步长计算单元、图像清晰度评价值积分矫正步长计算单元和图像清晰度评价值微分矫正步长计算单元；

其中，所述比例矫正步长计算单元，用于计算比例矫正步长：P＝fProbeStep*Kp,fProbeStep为focus探测步长，Kp为调整系数；

所述图像清晰度评价值积分矫正步长计算单元，用于计算以图像清晰度评价值积分矫正步长：i＝abs((fv-lastFv)/AF_MIN(fv,lastFv))*Ki,fv为当前的图像清晰度评价值，lastFv为上一次探测的图像清晰度评价值，fv和lastFv为连续两次且具有相同探测方向探测后获取到的图像清晰度评价值，Ki为调整系数，AF_MIN为取较小值函数；

所述图像清晰度评价值微分矫正步长计算单元，用于计算以图像清晰度评价值微分矫正步长：

d＝Kd*(curNearFv-curFarFv)/AF_MIN(curFarFv,curNearFv),curNearFv为往near方向探测后的图像清晰度评价值，curFarFv为往far方向探测后的图像清晰度评价值，Kd为调整系数；

判断单元1524，用于判断curNearFv与curFarFv差值与设定阈值的大小；

矫正步长输出单元1525，用于在判断子模块输出结果为curNearFv与curFarFv的差值大于设定阈值时，输出矫正步长，矫正步长offsetStep＝p+i+d；

矫正步长输出单元还用于在判断子模块输出结果为curFarFv与curNearFv的差值大于设定阈值时，输出矫正步长，矫正步长offsetStep＝p+i-d；

矫正步长输出单元还用于在判断子模块输出结果为curNearFv与curFarFv差值的绝对值小于或等于设定阈值时，输出矫正步长，矫正步长offsetStep＝0；

focus位置计算单元1526，用于将矫正步长offsetStep加到当前物距和zoom对应的focus位置上得到调整后的focus位置；

物距矫正单元1527，用于根据下一帧zoom位置和调整后的focus位置查找跟焦曲线表，得到矫正物距。

于一实施例中，在第一图像清晰度评价值大于第二图像清晰度评价值时，对物距进行调整，其中调整后的物距表示为：当前物距-distdiff*Km,Km为物距偏移量调整系数，distdiff为物距偏移量，distdiff表示为矫正后的物距减去矫正前的物距。

需要说明的是，由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例的内容请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本发明还提供一种存储介质，存储计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行前述的单目摄像头定位方法。

本发明还提供一种设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述设备执行前述的单目摄像头定位方法。

所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器可以是内部存储单元或外部存储设备，例如插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字卡(Secure Digital,SD)，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器还可以既包括内部存储单元，也包括外部存储设备。所述存储器用于存储所述计算机程序以及其他程序和数据。所述存储器还可以用于暂时地存储己经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器((RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种变焦过程中同步对焦方法，其特征在于，该方法包括：

判断变倍方式；

当所述变倍方式为由小倍率到大倍率时，获取默认物距以及曲线分离点位置；

判断当前zoom位置是否超过所述曲线分离点位置；

若是，则计算修正物距，根据所述修正物距切换跟焦曲线以驱动对焦电机和变焦电机；

若否，则使用所述默认物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机；

当所述变倍方式为由大倍率到小倍率时，判断是否完成聚焦；

若是，则根据聚焦完成后的zoom位置和focus位置确定新的物距以获得对应的新的跟焦曲线，并使用新的物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机；

若否，则使用从小倍率到大倍率变化过程中记录的实际跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机；

所述计算修正物距，根据所述修正物距切换跟焦曲线以驱动对焦电机和变焦电机，具体包括：

在当前物距对应的跟焦曲线的near端和far端进行探测；

获取当前物距对应的第一图像清晰度评价值以及矫正物距；

获取矫正物距对应的第二图像清晰度评价值；

判断第一图像清晰度评价值与第二图像清晰度评价值的大小，若第一图像清晰度评价值大于第二图像清晰度评价值，则对当前物距进行调整，使用调整后的物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和跟焦电机；若第一图像清晰度评价值小于第二图像清晰度评价值，则使用矫正物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机；

所述矫正物距的获取方法具体包括：

计算当前zoom步长zStep，如果curZPos<zSpiltPoint，则zStep＝(curZPos/zSpiltPoint)*(zMax-zMin)+zMin；否则zStep＝zMin；zMax为最大步长，zMin为最小步长，zSpiltPoint为曲线分离点，curZPos为当前zoom位置；

计算focus探测步长，根据下一次的zoom位置，查找跟焦曲线表，计算focus探测步长fProbeStep；fProbeStep＝(focusUp-focusDn)/ztStepDivisor；focusUp为最小物距对应曲线上zoom对应的focus值，focusDn为最大物距对应曲线上zoom对应的focus值，ztStepDivisor为调整系数；

计算focus的矫正步长offsetStep，包括比例矫正步长、图像清晰度评价值积分矫正步长和图像清晰度评价值微分矫正步长；

其中，所述比例矫正步长：P＝fProbeStep*Kp，fProbeStep为focus探测步长，Kp为调整系数；

所述图像清晰度评价值积分矫正步长：i＝abs((fv-lastFv)/AF_MIN(fv,lastFv))*Ki,fv为当前的图像清晰度评价值，lastFv为上一次探测的图像清晰度评价值，fv和lastFv为连续两次且具有相同探测方向探测后获取到的图像清晰度评价值，Ki为调整系数，AF_MIN为取较小值函数；

所述图像清晰度评价值微分矫正步长：

d＝Kd*(curNearFv-curFarFv)/AF_MIN(curFarFv,curNearFv)，curNearFv为往near方向探测后的图像清晰度评价值，curFarFv为往far方向探测后的图像清晰度评价值，Kd为调整系数；

判断curNearFv与curFarFv差值与设定阈值的大小；

若curNearFv与curFarFv的差值大于设定阈值，则矫正步长offsetStep＝p+i+d；

若curFarFv与curNearFv的差值大于设定阈值，则矫正步长offsetStep＝p+i-d；

若curNearFv与curFarFv的差值的绝对值小于或等于设定阈值，则矫正步长offsetStep＝0；

将矫正步长offsetStep加到当前物距和zoom对应的focus位置上得到调整后的focus位置；

根据下一帧zoom位置和调整后的focus位置查找跟焦曲线表，从而得到矫正物距；

在第一图像清晰度评价值大于第二图像清晰度评价值时，对物距进行调整，其中调整后的物距表示为：当前物距-distdiff*Km,Km为物距偏移量调整系数，distdiff为物距偏移量，distdiff表示为矫正后的物距减去矫正前的物距。

2.一种变焦过程中同步对焦装置，其特征在于，该装置包括：

变倍方式判断模块，用于判断变倍方式；

参数获取模块，用于在所述变倍方式为由小倍率到大倍率时，获取默认物距以及曲线分离点位置；

曲线分离点位置判断模块，用于判断当前zoom位置是否超过所述曲线分离点位置；

第一对焦模块，用于在曲线分离点位置判断模块输出判断结果为是时，使用所述默认物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机；

第二对焦模块，用于在曲线分离点位置判断模块出判断结果为否时，计算修正物距，并根据所述修正物距切换跟焦曲线以驱动对焦电机和变焦电机；

对焦曲线确定模块，用于在所述变倍方式为由大倍率到小倍率时，判断是否完成聚焦；若是，则根据聚焦完成后的zoom位置和focus位置确定新的物距以获得对应的新的跟焦曲线，若否，则记录从小倍率到大倍率变化过程中记录的实际跟焦曲线；

第三对焦模块，用于根据新的物距对应的跟焦曲线或实际跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机；

所述第二对焦模块包括：

探测子模块，用于在当前物距对应的跟焦曲线的near端和far端进行探测；

物距矫正子模块，用于获取当前物距对应的第一图像清晰度评价值以及矫正物距；

清晰度评价值计算子模块，用于获取矫正物距对应的第二图像清晰度评价值；

对焦子模块，用于在第一图像清晰度评价值大于第二图像清晰度评价值时，对当前物距进行调整，并获取调整后的物距对应的跟焦曲线，并根据调整后的物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和跟焦电机；所述对焦子模块还用于在第一图像清晰度评价值小于第二图像清晰度评价值时，根据矫正物距对应的跟焦曲线驱动对焦电机和变焦电机；

所述物距矫正子模块具体包括：

zoom步长计算单元，用于计算当前zoom步长zStep，如果curZPos<zSpiltPoint，则zStep＝(curZPos/zSpiltPoint)*(zMax-zMin)+zMin；否则zStep＝zMin；zMax为最大步长，zMin为最小步长，zSpiltPoint为曲线分离点，curZPos为当前zoom位置；

focus探测步长计算单元，用于计算focus探测步长，根据下一次的zoom位置，查找跟焦曲线表，计算focus探测步长fProbeStep；fProbeStep＝(focusUp-focusDn)/ztStepDivisor；focusUp为最小物距对应曲线上zoom对应的focus值，focusDn为最大物距对应曲线上zoom对应的focus值，ztStepDivisor为调整系数；

矫正步长计算单元，用于计算focus的矫正步长offsetStep，包括比例矫正步长计算单元、图像清晰度评价值积分矫正步长计算单元和图像清晰度评价值微分矫正步长计算单元；

其中，所述比例矫正步长计算单元，用于计算比例矫正步长：P＝fProbeStep*Kp,fProbeStep为focus探测步长，Kp为调整系数；

所述图像清晰度评价值积分矫正步长计算单元，用于计算以图像清晰度评价值积分矫正步长：i＝abs((fv-lastFv)/AF_MIN(fv,lastFv))*Ki,fv为当前的图像清晰度评价值，lastFv为上一次探测的图像清晰度评价值，fv和lastFv为连续两次且具有相同探测方向探测后获取到的图像清晰度评价值，Ki为调整系数，AF_MIN为取较小值函数；

所述图像清晰度评价值微分矫正步长计算单元，用于计算以图像清晰度评价值微分矫正步长：

d＝Kd*(curNearFv-curFarFv)/AF_MIN(curFarFv,curNearFv),curNearFv为往near方向探测后的图像清晰度评价值，curFarFv为往far方向探测后的图像清晰度评价值，Kd为调整系数；

判断单元，用于判断curNearFv与curFarFv差值与设定阈值的大小；

矫正步长输出单元，用于在判断子模块输出结果为curNearFv与curFarFv的差值大于设定阈值时，输出矫正步长，矫正步长offsetStep＝p+i+d；

矫正步长输出单元还用于在判断子模块输出结果为curFarFv与curNearFv的差值大于设定阈值时，输出矫正步长，矫正步长offsetStep＝p+i-d；

矫正步长输出单元还用于在判断子模块输出结果为curNearFv与curFarFv差值的绝对值小于或等于设定阈值时，输出矫正步长，矫正步长offsetStep＝0；

focus位置计算单元，用于将矫正步长offsetStep加到当前物距和zoom对应的focus位置上得到调整后的focus位置；

物距矫正单元，用于根据下一帧zoom位置和调整后的focus位置查找跟焦曲线表，得到矫正物距；

在第一图像清晰度评价值大于第二图像清晰度评价值时，对物距进行调整，其中调整后的物距表示为：当前物距-distdiff*Km,Km为物距偏移量调整系数，distdiff为物距偏移量，distdiff表示为矫正后的物距减去矫正前的物距。

3.一种存储介质，存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1所述的对焦方法。

4.一种电子终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如权利要求1所述的对焦方法。

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