CN110740249B - 图像采集方法及图像采集设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供的一种图像采集方法及图像采集设备，应用于包括第一芯片、变焦镜头、图像传感器、变焦电机以及聚焦电机的图像采集设备。第一芯片的数量为1个。2个变焦镜头的图像采集设备，其中两个变焦镜头具有不同的变焦范围、且两个镜头的变焦范围之间存在重叠焦距范围，包括一个第一短变焦镜头和一个第二长变焦镜头。图像传感器的数量为2个，且两个图像传感器与两个变焦镜头分别对应，两个图像传感器各自与第一芯片建立通讯连接。变焦电机的数量为2个，聚焦电机的数量为2个，两个变焦电机和两个聚焦电机各自与第一芯片建立通讯连接。通过两个变焦镜头的变焦范围的叠加，在不增加单个镜头体积的前提下，扩展图像采集设备的焦距范围。

Description

图像采集方法及图像采集设备

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，特别是涉及一种图像采集方法及图像采集设备。

背景技术

随着计算机、网络以及图像处理技术的发展，视频监控技术已被广泛应用。由于视频监控有着多样化的图像采集需求，例如全景图像采集以及重点目标特写采集等，因此，为了满足多样化的图像采集需求，用于视频监控的摄像机往往需要很宽的焦距范围。

为了扩展摄像机的焦距范围，相应的技术中，通常采用增加摄像机的镜头长度或者镜头中光学透镜数量等方式。但是上述方式存在硬件成本极高、镜头体积非常大以及较大体积镜头生产良品率较低的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供图像采集方法及图像采集设备，以实现在不增加镜头体积的情况下、扩展图像采集设备焦距范围的目的。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种图像采集设备，该设备包括：

第一芯片、变焦镜头、图像传感器、变焦电机以及聚焦电机；

第一芯片的数量为1个；

变焦镜头的数量为2个，两个变焦镜头具有不同的变焦范围、且两个镜头的变焦范围之间存在重叠焦距范围，包括一个第一短变焦镜头和一个第二长变焦镜头；

图像传感器的数量为2个，且两个图像传感器与两个变焦镜头分别对应，两个图像传感器各自与第一芯片建立通讯连接；

变焦电机的数量为2个，聚焦电机的数量为2个，两个变焦电机和两个聚焦电机各自与第一芯片建立通讯连接；

第一芯片，基于重叠焦距范围，在重叠焦距范围内确定一个预设切换焦距值；当检测到第一短变焦镜头的当前焦距等于预设切换焦距值时，控制第二长变焦镜头对应的图像传感器生成实时图像，且控制第一短变焦镜头对应的图像传感器停止生成实时图像。

第二方面，本发明实施例提供了一种图像采集方法，应用于图像采集设备，该图像采集设备中包括两个可变焦镜头，可变焦镜头具有不同的变焦范围、且两个镜头的变焦范围之间存在重叠焦距范围，该方法包括：

获取图像采集设备的当前焦距；

判断当前焦距是否小于重叠焦距区间中的预设切换焦距；

若小于，则从两个镜头中，确定第一短变焦镜头为主镜头、第二长变焦镜头为从镜头；

获取主镜头采集的图像；

其中，主镜头为根据所述图像采集设备接收的变焦参数进行变焦、采集图像的镜头，从镜头为跟随主镜头进行变焦的镜头。

第三方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质内存储有计算机程序，该存储介质包含于上述第一方面提供的图像采集设备，该计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面提供的图像采集方法的步骤。

本发明实施例提供的一种图像采集方法及图像采集设备，应用于包括第一芯片、变焦镜头、图像传感器、变焦电机以及聚焦电机的图像采集设备。其中，第一芯片的数量为1个。2个变焦镜头的图像采集设备，其中两个变焦镜头具有不同的变焦范围、且两个镜头的变焦范围之间存在重叠焦距范围，包括一个第一短变焦镜头和一个第二长变焦镜头。图像传感器的数量为2个，且两个图像传感器与两个变焦镜头分别对应，两个图像传感器各自与第一芯片建立通讯连接。变焦电机的数量为2个，聚焦电机的数量为2个，两个变焦电机和两个聚焦电机各自与第一芯片建立通讯连接。第一芯片，基于重叠焦距范围，在重叠焦距范围内确定一个预设切换焦距值；当检测到第一短变焦镜头的当前焦距等于预设切换焦距值时，控制第二长变焦镜头对应的图像传感器生成实时图像，且控制第一短变焦镜头对应的图像传感器停止生成实时图像。图像采集设备包括2个变焦镜头，每个镜头具有不同的变焦范围，并且两个变焦范围之间存在重叠焦距区间，这样，通过两个变焦镜头的变焦范围的叠加，在不增加单个镜头体积的前提下，使得图像采集设备的焦距范围得以扩展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明一实施例的图像采集设备的结构示意图；

图2为本发明一实施例的图像采集设备中双镜头变焦范围的示意图；

图3为本发明另一实施例的图像采集设备的结构示意图；

图4为本发明一实施例的图像采集方法的流程示意图；

图5为本发明另一实施例的图像采集方法的流程示意图；

图6为本发明另一实施例的图像采集方法的流程示意图；

图7(a)为本发明另一实施例的图像采集方法中，A镜头的聚焦曲线示意图；

图7(b)为本发明另一实施例的图像采集方法中，B镜头的聚焦曲线示意图；

图8为本发明一实施例的图像采集方法中，倍率曲线示意图；

图9为本发明一实施例的倍率曲线的建立方法中，镜头成像原理示意图；

图10为本发明另一实施例的倍率曲线的建立方法中，拟合4m物距的倍率曲线示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

为了实现在不增加单个镜头体积的情况下、扩展图像采集设备焦距范围的目的，本发明实施例提供了一种图像采集方法及图像采集设备。

图像采集方法的执行主体可以为包含有第一芯片、2个变焦镜头、各镜头的变焦电机和聚焦电机等部件的图像采集设备，为了便于理解，下面对图像采集设备进行介绍。

如图1所示，本发明一实施例的图像采集设备，该设备可以包括：第一芯片101，第一短变焦镜头102，第二长变焦镜头103，变焦电机1021，变焦电机1031，聚焦电机1022，聚焦电机1032以及图像传感器104。

其中，第一芯片101的数量为1个，作为图像采集设备的控制中心，与设备中各部件之间进行通信，基于通信信息对设备中各部件进行控制。当然，第一芯片101与设备中各部件之间的通信可以通过通信接口和通信总线完成。

变焦镜头的数量为2个，分别为1个第一短变焦镜头102和1个第二长变焦镜头103，两个变焦镜头具有不同的变焦范围、且两个镜头的变焦范围之间存在重叠焦距区间。为了便于理解，如图2所示，本实施例的图像采集设备中双镜头变焦范围可以为：第一短变焦镜头102的变焦范围为[f1,f2]，第二长变焦镜头103的变焦范围为[f3,f4]，且f1＜f3＜f2＜f4，存在重叠焦距区间[f3,f2]。

图像传感器104的数量为2个，两个图像传感器与两个变焦镜头分别对应，用于获取第一短变焦镜头102、第二长变焦镜头103采集的图像，两个图像传感器各自与第一芯片101建立通讯连接，从而将图像发送至第一芯片101。

变焦电机的数量为2个，1个变焦电机1021和1个变焦电机1031分别用于控制第一短变焦镜头102、第二长变焦镜头103的变焦。聚焦电机的数量为2个，1个聚焦电机1022和1个聚焦电机1032分别用于控制第一短变焦镜头102、第二长变焦镜头103的聚焦。

第一芯片101，基于重叠焦距范围，在重叠焦距范围内确定一个预设切换焦距值；当检测到第一短变焦镜头102的当前焦距等于预设切换焦距值时，控制第二长变焦镜头103对应的图像传感器104生成实时图像，且控制第一短变焦镜头102对应的图像传感器104停止生成实时图像。

具体的，变焦镜头可以在自身的变焦范围内用于获取图像，而在不属于自身的变焦范围内无法用于获取图像。因此，可以基于重叠焦距范围，在重叠焦距范围内确定一个预设切换焦距值，用于控制变焦镜头的切换。从而在由第一短变焦镜头和第二长变焦镜头各自的变焦范围叠加得到的扩展后变焦范围内，当第一短变焦镜头102的当前焦距等于预设切换焦距值时，图像采集设备可以切换到由适用于当前焦距的第二长变焦镜头103采集图像。相应的，由于无法进行与当前焦距所述焦距范围相匹配的变焦，第一短变焦镜头102可以为待机模式，具体为第一芯片101控制第一短变焦镜头102对应的图像传感器104停止生成实时图像。

对应于上述从第一短变焦镜头102切换为第二长变焦镜头103，可选的，本发明图1所示实施例的图像采集设备中，第一芯片101还可以用于：

基于重叠焦距范围，在重叠焦距范围内确定一个预设切换焦距；当检测到第二长变焦镜头103的焦距等于预设切换焦距值时，指示第一短变焦镜头102对应的图像传感器104生成实时图像，且指示第二长变焦镜头103对应的图像传感器104停止生成实时图像。

当然，检测到第二长变焦镜头103的当前焦距等于预设切换焦距值的情况，与上述本发明图1所示实施例类似，二者的区别在于适用于当前焦距范围的变焦镜头不同，从而用于获取图像的、以及处于待机模式的镜头不同。

本发明实施例提供的一种图像采集设备，包括包括两个变焦镜头，每个镜头具有不同的变焦范围，并且两个变焦范围之间存在重叠焦距区间，这样，通过两个变焦镜头的变焦范围的叠加，在不增加单个镜头体积的前提下，使得图像采集设备的焦距范围得以扩展。

当前焦距的获取可以为第一芯片101根据各镜头的当前倍率，利用倍率与与焦距的预设对应关系确定的，也可以为第一芯片101保存最新变焦后图像采集设备的焦距作为当前焦距，进而直接获取该当前焦距。

由此，可选的，上述本发明图1所示实施例中，第一芯片101具体用于：

获取第一短变焦镜头102对应的变焦电机1021的当前倍率；根据1第一短变焦镜头102对应的变焦电机1021的当前倍率，利用预设的倍率与焦距的对应关系，确定1第一短变焦镜头102的当前焦距；判断第一短变焦镜头102的当前焦距是否等于预设切换焦距值；若是，则检测到第一短变焦镜头102的当前焦距等于预设切换焦距值。

实际应用中，由于在不同焦距范围通过不同的镜头获取图像，因此针对各镜头，可以根据该镜头的变焦电机的当前倍率，利用倍率与焦距的预设对应关系，确定该镜头的当前焦距，具体可以是：基于指定镜头的当前倍率，通过倍率与焦距的预设对应关系，确定指定镜头的当前焦距。指定镜头可以为焦距范围最小的镜头、焦距范围最大的镜头或者其他焦距范围的镜头中的任意指定的一个。

此外，预设的倍率与焦距的对应关系具体可以为镜头中变焦电机的倍率与焦距的对应关系表，第一芯片可以基于倍率从该对应关系表中查找相应的焦距，还可以为镜头中变焦电机的倍率与焦距的映射关系，第一芯片可以基于镜头中变焦电机的倍率利用该映射关系计算得到相应的焦距。

在非重叠焦距范围内，可选的，本发明图1所示实施例的图像采集设备中，第一芯片101还可以用于：

检测到第一短变焦镜头102的当前焦距不处于重叠焦距范围内、且处于第一短变焦镜头102的变焦范围时，第一芯片101控制第一短变焦镜头102对应的图像传感器104生成实时图像，并不控制第二长变焦镜头103对应的图像传感器104生成实时图像。

可以理解的是，在非重叠焦距范围内，各镜头在各自的变焦范围内能够用于获取图像。因此，第一芯片101检测到第一短变焦镜头102的当前焦距不处于重叠焦距范围内、且处于第一短变焦镜头102的变焦范围时，控制第一短变焦镜头102对应的图像传感器104生成实时图像，并不控制第二长变焦镜头103对应的图像传感器104生成实时图像。

同理，第一芯片101检测到第二长变焦镜头103的当前焦距不处于重叠焦距范围内、且处于第二长变焦镜头103的变焦范围时，控制第二长变焦镜头103对应的图像传感器104生成实时图像，并不控制第一短变焦镜头103对应的图像传感器104生成实时图像。

实际应用中，当变焦过程中存在镜头切换时，如果切换前后两个镜头的变焦电机运动速度不一致，将导致变焦过程不平滑、切换前后画面变化忽快忽慢的问题。

因此，为了实现在切换前后画面匀速变化的效果，可选的，本发明图1所示实施例的图像设备中，第一芯片101具体用于：

基于预设切换焦距值，确定第一短变焦镜头102对应的预设倍率；基于第一短变焦镜头102对应的预设倍率、指定变倍速度和第一短变焦镜头102的初始倍率，确定出第一短变焦镜头102的变焦电机1021的初始步长，并控制第一短变焦镜头102的变焦电机1021运行至初始步长；当第一短变焦镜头102的变焦电机1021运行至初始步长后，控制第一短变焦镜头102的变焦电机1021按照指定变倍速度进行变焦操作。

其中，预设倍率是预设切换焦距对应的倍率，可以是预先存储在图像采集设备的第一芯片101中的，也可以是第一芯片101基于预设切换焦距，利用预设的焦距与倍率值的对应关系实时确定的。初始倍率为第一短变焦镜头102的变焦电机1021的当前倍率。

其中，第一短变焦镜头102的变焦电机1021的初始步长，具体可以是基于预设切换焦距对应的倍率与第一短变焦镜头102的当前倍率的差值，利用预设变焦电机步长与倍率的对应关系确定的。

考虑到第一芯片101还要对图像传感器104发送的图像信号进行编码及输出，而图像编码将占用大量的运算资源，可能造成第一芯片101的性能下降，进而导致图像采集设备的工作效率下降。

因此，为了避免图像采集设备的工作效率下降，如图3所示，本发明另一实施例的图像采集设备，该设备可以包括：第一芯片301，第二芯片302，第一短变焦镜头303，第二长变焦镜头304，变焦电机3031，变焦电机3041，聚焦电机3032，聚焦电机3042，图像传感器305。

当然，实际应用中，该设备还可以包括：用于驱动电机运动的驱动芯片306，用于控制实现通信的光圈通信接口308，双滤光片切换器通信接口309，电机通信接口310以及通信总线接口311。

其中，第一芯片301，第一短变焦镜头303，第二长变焦镜头304，变焦电机3031，变焦电机3041，聚焦电机3032，聚焦电机3042以及图像传感器305，分别与本发明图1所示实施例中的第一芯片101，第一短变焦镜头102，第二长变焦镜头103，变焦电机1021，变焦电机1031，聚焦电机1022，聚焦电机1032以及图像传感器104相同，在此不再赘述，详见图1实施例的描述。

1个第二芯片302与第一芯片301通过串行外设接口总线通信，第一芯片301向第二芯片302发出控制指令。第二芯片302根据接收的控制指令，通过通信接口308与双滤光片切换器通信接口309分别控制两个镜头的光圈、双滤光片切换器的动作。

两个变焦电机和两个聚焦电机各自通过与所述第二芯片建立通讯连接，建立与所述第一芯片的通讯连接。具体的，第二芯片302通过电机通信接口310接收两个镜头的变焦电机3031、变焦电机3041、聚焦电机3032以及聚焦电机3042的信号。第二芯片302向驱动芯片306发送指令控制两个镜头的变焦电机3031、变焦电机3041、聚焦电机3032以及聚焦电机3042运动。驱动芯片306通过通信总线接口311与第二芯片302连接，共用第二芯片302的通信总线接口311，可以通过片选信号实现两组驱动芯片信号的切换。

当然，在本发明图3所示实施例的图像采集设备进行图像采集的过程中，主镜头完成变焦后，后续焦距调整时，当前焦距可能会变化为属于重叠焦距区间，此时处于待机模式的镜头需要参与变焦。为此，待机模式的镜头需要从待机状态时的焦距调整至参与变焦所要达到的焦距，会经历一定的焦距调整时延，导致镜头切换不够及时、出现切换卡顿。

基于此，为了减少待机模式的镜头从待机状态时的焦距调整至参与变焦所要达到的焦距时、所经历的焦距调整时延，避免镜头切换卡顿，可选的，本发明图3所示实施例的图像采集设备中，第一芯片301具体用于：

检测到第一短变焦镜头303的当前焦距处于重叠焦距范围内时，则发送控制指令给第二芯片302，指示第二芯片302控制第二长变焦镜头304对应的变焦电机3041、聚焦电机3042分别进行变倍操作、聚焦操作，且不控制第二长变焦镜头304对应的图像传感器305生成实时图像。

考虑到当第一短变焦镜头303的当前焦距处于重叠焦距范围内时，该镜头的当前焦距会随着后续变焦参数的变化而变化至预设切换焦距，且在当前焦距等于预设切换焦距时要将获取图像的镜头切换为第二长变焦镜头304。因此，当第一短变焦镜头303的当前焦距处于重叠焦距范围内时，可以控制第二长变焦镜头304对应的变焦电机3041、聚焦电机3042分别进行变倍操作、聚焦操作，使第二长变焦镜头304跟随第一短变焦镜头303运动，在当前焦距等于预设切换焦距时，使第二长变焦镜头304尽可能运动到参与变焦所要达到的焦距差距较少或差距为零的位置，从而减少第二长变焦镜头304从待机状态时的焦距调整至参与变焦所要达到的焦距时、所经历的焦距调整时延。当然，在第二长变焦镜头304跟随第一短变焦镜头303运动的过程中，由于当前焦距尚未达到预设切换焦距，因此，用于获取图像的镜头依然为第一短变焦镜头303，相应的，第一芯片301不控制第二长变焦镜头304对应的图像传感器305生成实时图像。

可选的，上述第一芯片301，具体可以用于：

检测到第一短变焦镜头302的当前焦距处于重叠焦距范围内时，则获取当前焦距对应的当前物距，并基于当前物距和当前焦距，确定第二长变焦镜头304的第一倍率和第一焦距，并发送包含第一倍率和第一焦距的第一控制指令给第二芯片302。

相应的，第二芯片302接收第一控制指令，控制第二长变焦镜头304对应的变焦电机3041、聚焦电机3042按照第一倍率、第一焦距，分别进行变焦操作、聚焦操作，且不指示第二长变焦镜头304对应的图像传感器305生成实时图像。

具体的，第二芯片302可以将第二长变焦镜头304的第一倍率发送给第二长变焦镜头304的变焦电机3041，使第二长变焦镜头304基于第一倍率运动，从而使第二长变焦镜头304跟随第一短变焦镜头303进行变焦。还可以是第二芯片302基于第二长变焦镜头304的第一倍率，确定第二长变焦镜头304的变焦电机3041的运动控制信号，将运动控制信号发送给第二长变焦镜头304的变焦电机3041，第二长变焦镜头304的变焦电机3041进行与运动控制信号相符的运动，由此实现第二长变焦镜头304跟随第一短变焦镜头303进行变焦。相应的，第二芯片302控制第二长变焦镜头304的聚焦电机3042按照第一焦距运动，与控制第二长变焦镜头304的变焦电机3041按照第一倍率运动的具体过程类似，二者的区别在于控制的电机和控制基于的信息不同。

可选的，上述实施例中，第一芯片301，具体可以用于：

基于第一短变焦镜头303对应的当前倍率和当前焦距，确定出当前物距。

由于针对不同物距，会产生该物距下、各镜头的聚焦曲线，因此，可以预先将多个物距下的聚焦曲线存储在第一芯片301中。相应的，第一芯片301可以根据第一短变焦镜头302的当前倍率和当前焦距，直接从存储的多个聚焦曲线中，确定所处场景的当前物距下的当前聚焦曲线，从而基于当前聚焦曲线确定图像采集设备所处场景的当前物距。

基于当前物距和第一短变焦镜头303对应的当前倍率，查找第一预设倍率曲线，确定第二长变焦镜头对应的第一倍率。其中第一预设曲线包含至少一条倍率曲线，任一条倍率曲线用于指示在一个预设物距下第一短变焦镜头的倍率与第二长变焦镜头的倍率的对应关系，不同的倍率曲线对应不同的预设物距。

在此基础上，根据当前物距，在多个预设倍率曲线中，获取倍率曲线，多个预设倍率曲线为分别在多个预设物距下，根据第一短变焦镜头302的倍率和第二长变焦镜头304的倍率的对应关系建立的曲线。由此，可以根据倍率曲线及第一短变焦镜头302的第一倍率，确定第二长变焦镜头304的第一倍率。同时，第一芯片301可以根据第二长变焦镜头304的第一倍率，利用焦距与倍率之间的关系，确定第二长变焦镜头304的第一焦距。

基于第二长变焦镜头304对应的倍率，查找第二长变焦镜头304对应的聚焦曲线，确定第二长变焦镜头304对应的第一焦距，其中聚焦曲线包括至少一条聚焦曲线，任一条聚焦曲线用于指示在一个预设物距下第二长变焦镜头的倍率与第二长变焦镜头的焦距的对应关系，不同的聚焦曲线对应不同的预设物距。

当然，实际应用中，上述图像采集设备还可以包括调整变焦电机的旋钮，使用户通过旋转旋钮，调整变焦电机，进而调整镜头的焦距。进一步的，第一芯片还可以接收变焦电机反馈的由用户操作产生的变焦参数，根据变焦参数和预先存储的图像采集程序，发送控制指令，以实现图像采集设备中，仅由用户操作无法实现的功能。当然，用户操作可以不仅仅是通过旋钮，还可以是远程指令、控制信号等。

如图4所示，本发明一实施例的图像采集方法，应用于本发明图1实施例所示的图像采集设备，该方法可以包括：

S401，获取图像采集设备的当前焦距。

当前焦距的获取方式可以为第一芯片根据各镜头的当前倍率，通过倍率与与焦距的预设对应关系确定，也可以为第一芯片保存最新变焦后图像采集设备的焦距作为当前焦距，进而直接获取该当前焦距。

由此，可选的，S401具体可以包括：获取各镜头的变焦电机的当前倍率；根据各镜头的变焦电机的当前倍率，通过倍率与焦距的预设对应关系，确定图像采集设备的当前焦距。

实际应用中，根据各镜头的变焦电机的当前倍率，通过倍率与焦距的预设对应关系，确定图像采集设备的当前焦距，具体可以是：基于指定镜头的当前倍率，通过倍率与焦距的预设对应关系，确定图像采集设备的当前焦距。指定镜头可以为焦距范围最小的镜头、焦距范围最大的镜头或者其他焦距范围的镜头中的任意指定的一个。

此外，倍率与焦距的预设对应关系具体可以为镜头中变焦电机的倍率与焦距的对应关系表，第一芯片可以基于倍率从该对应关系表中查找相应的焦距，还可以为镜头中变焦电机的倍率与焦距的映射关系，第一芯片可以基于镜头中变焦电机的倍率利用该映射关系计算得到相应的焦距。

S402，判断当前焦距是否小于重叠焦距区间中的预设切换焦距，若小于，则执行S403。

S403，从两个镜头中，确定第一短变焦镜头为主镜头、第二长变焦镜头为从镜头。其中，主镜头为根据图像采集设备接收的变焦参数进行变焦、采集图像的镜头，从镜头为跟随主镜头进行变焦的镜头。

在确定了主镜头后，第一芯片根据接收的变焦参数，控制主镜头中变焦电机的运动，从而实现主镜头根据图像采集设备接收的变焦参数进行变焦。当主镜头的焦距随着后续变焦参数的变化而变化时，将会出现该主镜头的焦距已变化至该镜头的焦距极限的情况，此时主镜头将无法采集图像。为了避免由此造成的图像采集异常，需要在满足切换条件时，将当前主镜头切换为从镜头。根据图2所示的两镜头焦距范围，镜头切换可以在镜头的重叠焦距区间[f3,f2]中进行，相应的，用于触发镜头切换的预设切换焦距也需要属于重叠焦距区间。

进一步的，由于镜头切换的极限条件为预设切换焦距为重叠焦距区间的两个端点，当预设切换焦距为重叠焦距区间的最小焦距f3时，如果当前焦距小于该预设切换焦距，只有第一短变焦镜头可以采集图像。因此，为了保证主镜头能够采集图像，就需要判断当前焦距是否小于重叠焦距区间中的预设切换焦距。并且，在当前焦距小于重叠焦距区间中的预设切换焦距时，将第一短变焦镜头作为主镜头。

S404，获取主镜头采集的图像。

在确定了主镜头、并由主镜头根据图像采集设备接收的变焦参数进行变焦、采集图像后，相应的，第一芯片获取主镜头采集的图像具体可以为第一芯片接收主镜头的图像传感器发送的图像，也可以为第一芯片主动从主镜头的图像传感器处获取。对于获取的图像，既可以存储以便后续使用，也可以由第一芯片进行编码并输出给用户。

本发明实施例提供的一种图像采集方法及图像采集设备，应用于包括多个可变焦镜头的可变焦图像采集设备，其中各镜头具有不同的变焦范围、且相邻的两个变焦范围之间存在重叠焦距区间，通过获取图像采集设备的当前焦距，确定当前焦距所属的重叠焦距区间，判断当前焦距是否小于该重叠焦距区间中的预设切换焦距。若小于，则从存在该重叠焦距区间的两个变焦范围对应的两个镜头中，确定第一短变焦变焦镜头为根据图像采集设备接收的变焦参数进行变焦、采集图像的主镜头，第二长变焦变焦镜头为跟随主镜头进行变焦的从镜头；获取主镜头采集的图像。在同一个可变焦图像采集设备上兼有多个变焦范围不同的可变焦镜头，利用图像采集设备的当前焦距与重叠焦距区间中预设切换焦距之间的大小关系，从多个镜头中确定适用于当前焦距的主镜头，以获取主镜头采集的图像，进而将多个焦距范围不同的可变焦镜头各自的变焦范围拼接起来，从而在没有增加镜头体积的情况下，实现了扩展图像采集设备焦距范围的目的。

实际应用中，还存在当前焦距不小于重叠焦距区间中的预设切换焦距的情况，对此，如图5所示，本发明另一实施例的图像采集方法的流程，该方法可以包括：

S501，获取图像采集设备的当前焦距。

S501与本发明图4所示实施例中的S401为相同步骤，在此不再赘述，详见图4所示实施例的描述。

S502，确定当前焦距所属的重叠焦距区间。

若当前焦距不属于任一重叠焦距区间，则执行S503至S504，若确定了当前焦距所属的重叠焦距区间，则执行S505。

S503，根据当前焦距所属的变焦范围，确定变焦范围对应的镜头作为主镜头。

S504，获取主镜头采集的图像。

当前焦距不属于任一重叠焦距区间时，则只能由当前焦距所属的变焦范围对应的镜头进行变焦，相应的，将该镜头作为主镜头，根据图像采集设备接收的变焦参数进行变焦、从而采集图像。因此，需要将当前焦距所属的变焦范围对应的镜头作为主镜头。相应的，获取该主镜头采集的图像。

其中，主镜头根据图像采集设备接收的变焦参数进行变焦、从而采集图像的过程，具体可以为第一芯片根据接收的变焦参数，控制主镜头的变焦电机运动，从而实现变焦。进一步的，第一芯片还可以基于主镜头中变焦电机的当前焦距，利用焦距与倍率之间的关系，确定主镜头中聚焦电机的焦距，基于该焦距，控制主镜头中聚焦电机的运动，从而实现主镜头的聚焦。当然，实际应用中除了焦距，还可以在获取图像之后，基于焦距与第一芯片编码模块反馈的图像清晰度评价参数来判断当前图像的清晰程度，以进一步聚焦。

同时，图像采集设备中除主镜头以外的其他镜头，由于无法进行与当前焦距所述焦距范围相匹配的变焦，可以为待机模式。

当然，在S504中的主镜头完成变焦后，后续焦距调整时当前焦距可能会变化为属于重叠焦距区间，此时处于待机模式的镜头中将存在需要参与变焦的镜头。基于此，为了减少待机模式的镜头从待机状态时的焦距调整至参与变焦所要达到的焦距时、所经历的焦距调整时延，还可以基于当前焦距所属的变焦范围以及待机模式镜头的当前焦距，判断待机模式镜头的当前焦距是否属于待机模式镜头的变焦范围与相邻变焦范围的重叠焦距区间中，若否，则将待机模式镜头的焦距调整为该预设切换焦距，并在调整完成后进入待机模式。

例如，可变焦图像采集设备包括3个可变焦镜头时，镜头1的变焦范围为[f1,f2]，镜头2的变焦范围为[f3,f4]，镜头3的变焦范围为[f5,f6]。其中，相邻变焦范围[f1,f2]与[f3,f4]之间存在重叠焦距区间[f3,f2]，相邻变焦范围[f3,f4]与[f5,f6]之间存在重叠焦距区间[f5,f4]。当前焦距为f11，且f1≤f11＜f3，f11不属于任一重叠焦距区间。因此，根据f11所属的变焦范围，确定[f1,f2]对应的镜头1为主镜头，并由镜头1根据图像采集设备接收的变焦参数进行变焦、采集图像。同时，镜头2和镜头3为待机模式。

此时，基于当前焦距f11所属的变焦范围[f1,f2]，以及镜头2的当前焦距f31，镜头3的当前焦距f51，判断待机模式镜头的当前焦距是否属于与当前主镜头的重叠焦距区间中。其中，f3≤f31≤f2，属于镜头2和镜头1的重叠焦距区间，不作调整。F4＜f51≤f6，不属于镜头2和镜头3的重叠焦距区间，则将镜头3的焦距调整为重叠焦距区间[f5,f4]中的预设切换焦距如f52，并在调整完成后，镜头3进入待机模式。由此，当后续进行变焦时，如果镜头2为主镜头，镜头3为从镜头，则镜头3可以从f52处跟随镜头2变焦，需要调整的焦距范围为[f5,f52]，或者[f52,f4]。而如果镜头3没有进行上述焦距调整，则镜头3至少需要先从f51处调整至f4，再跟随镜头2变焦，需要调整的焦距范围为[f4,f6]。由于一般情况下，为了获得尽可能大的扩展焦距，重叠焦距区间会小于非重叠焦距区间，因此，提前调整镜头3焦距的方式在镜头3不需要参与变焦时进行焦距调整，可以减少镜头3在参与变焦时所经历的焦距调整时延。从而减少镜头在参与变焦时所经历的焦距调整时延，可以进一步减少镜头切换的时延，避免镜头切换时的画面卡顿。

S505，判断当前焦距是否小于重叠焦距区间中的预设切换焦距，若小于，则执行S506，若不小于，则执行S507。

S506，从两个镜头中，确定第一短变焦变焦镜头为主镜头、第二长变焦变焦镜头为从镜头。

S506为与本发明图1所示实施例的S404相同的步骤，在此不再赘述，详见图1所示实施例的描述。

S507，从两个镜头中，确定第二长变焦变焦镜头为主镜头、第一短变焦变焦镜头为从镜头。

与本发明图4所示实施例的S403类似的，在确定了主镜头后，第一芯片根据接收的变焦参数，控制主镜头中变焦电机的运动，从而实现主镜头根据图像采集设备接收的变焦参数进行变焦。当主镜头的焦距随着后续变焦参数的变化而变化时，将会出现该主镜头的焦距已变化至该镜头的焦距极限的情况，此时主镜头将无法采集图像。为了避免由此造成的图像采集异常，需要在满足切换条件时，将当前主镜头切换为从镜头。根据图2所示的两镜头焦距范围，镜头切换可以在镜头的重叠焦距区间[f3,f2]中进行，相应的，用于触发镜头切换的预设切换焦距也需要属于重叠焦距区间。

进一步的，由于镜头切换的极限条件为预设切换焦距为重叠焦距区间的两个端点，当预设切换焦距为重叠焦距区间的最大焦距f2时，如果当前焦距大于该预设切换焦距，只有第二长变焦镜头可以采集图像。因此，为了保证主镜头能够采集图像，就需要在当前焦距大于重叠焦距区间中的预设切换焦距时，将第二长变焦镜头作为主镜头。

S508，获取主镜头采集的图像。

S508与本发明图4所示实施例中的S404相比，区别在于所确定的主镜头为第二长变焦镜头。在确定了主镜头、并由主镜头根据图像采集设备接收的变焦参数进行变焦、采集图像后，相应的，第一芯片获取主镜头采集的图像具体可以为第一芯片接收主镜头的图像传感器发送的图像，也可以为第一芯片主动从主镜头的图像传感器处获取。对于获取的图像，既可以存储以便后续使用，也可以由第一芯片进行编码并输出给用户。

如图6所示，本发明图5所示实施例的另一中流程。在图5所示实施例确定了主镜头、并由主镜头根据变焦参数进行变焦的基础上，考虑到在实际应用中，变焦参数不是固定不变的，主镜头的焦距也将随着后续变焦参数的变化而变化。当前焦距等于重叠焦距区间中的预设切换焦距时，由于已达到当前主镜头的变焦范围临界值，如果主镜头继续变焦，会导致当前焦距与预设切换切换焦距大小关系的改变。因此，与图5所示实施例不同的是，为了在当前焦距与预设切换切换焦距大小关系的改变时，确定是否要进行镜头切换，需要执行图6所示方法的S610步骤和S611步骤。

例如，当前焦距为f11，且f1≤f11≤f3，f11属于重叠焦距区间，预设切换焦距为f10，f3≤f10≤f2。当f11＞f10时，确定第二长变焦镜头为主镜头，并由第二长变焦镜头根据图像采集设备接收的变焦参数进行变焦、采集图像，第一短变焦镜头为从镜头，跟随第二长变焦镜头变焦。当f11＝f10时，进行镜头切换，确定镜头第一短变焦镜头为主镜头，并由第一短变焦镜头根据图像采集设备接收的变焦参数进行变焦、采集图像，第二长变焦镜头为从镜头，跟随第一短变焦镜头变焦。

同时，由于当前焦距可以随着主镜头焦距的改变而不断改变，因此，需要执行图6所示的三个循环过程。在图6中，zoom坐标相当于图5所示实施例中变焦电机的倍率，A相机相当于图5所示实施例中的第一短变焦镜头，B相机相当于图5所示实施例中的第二长变焦镜头，切换焦距相当于图5所示实施例中的预设切换焦距。

当变焦过程中存在镜头切换时，如果切换前后两个镜头的变焦电机运动速度不一致，将导致变焦过程不平滑，切换前后画面变化忽快忽慢的问题。

为了实现在切换前后画面匀速变化的效果，可选的，在本发明图4所示实施例的S404之前，或本发明图5所示实施例的S508之前，图像采集方法还可以包括：

获取指定变倍速度、以及预设切换焦距对应的倍率。

其中，指定变倍速度具体可以是第一芯片接收的用户进行变焦操作的变焦速度。预设倍率是预设切换焦距对应的倍率，可以是预先存储在图像采集设备的第一芯片中的，也可以是第一芯片基于预设切换焦距，利用预设的焦距与倍率的对应关系实时确定的。

计算预设切换焦距对应的倍率与主镜头的变焦电机的当前倍率的差值。

其中，主镜头的变焦电机的当前倍率计算上述差值的方法，具体可以是第一芯片接收主镜头的变焦电机发送的当前倍率，还可以是第一芯片根据当前焦距，利用预设的焦距与倍率对应关系，确定出主镜头的变焦电机的当前倍率。

判断该差值与变焦速度相除是否存在余值。

若存在余值，则在该镜头的变焦电机启动时的第一帧，根据该余值变焦，并在第一帧之后的每一帧，根据指定变倍速度变焦。

视频是以帧为单位传输的，因此图像采集设备中的变焦电机也需要以帧为单位进行运动。基于此，为了实现在镜头切换前后画面匀速变化的效果，就需要保证变焦电机在切换前的一帧和切换后的一帧运动速度一致。但是，一帧内变焦电机运动的距离会随当前倍率的改变而不恒定，进而导致即使在一帧内变焦电机保持匀速运动，也可能出现无法在该帧结束时运动到了非切换位置的情况，也就无法以帧为单位进行切换。因而，为了实现镜头切换前后画面匀速变化的效果，还需要保证变焦电机在镜头切换时刻运动到切换位置处。

例如，获取预设切换焦距对应的倍率为Q＝2310，获取指定变倍速度为P＝25，主镜头1的变焦电机1的当前倍率为N＝1800。为了保证镜头在切换运动到预设切换焦距对应的倍率处，主镜头1的变焦电机需要运动的距离为M＝Q-N＝510。若此时主镜头1的变焦电机1以速度P匀速向Q运动，则变焦电机1会运动500和525的距离，到达倍率2300和倍率2315处，而无法处于预设切换焦距对应的倍率Q＝2310处。因此，在开始变焦的时候，设置一定的启动步K，令K＝M÷P的余数＝510÷25＝20余10，第一芯片向主镜头的变焦电机发送启动步控制指令，控制主镜头的变焦电机在启动时的第一帧运动10步，在第一帧以后的每一帧都按照指定变倍速度进行运动，从而可以保证主镜头的变焦电机正好运动到预设切换焦距对应的倍率处。同时，同时，在第一帧之后的每一帧都按照指定变倍速度运动，保证了切换前的一帧和切换后的一帧变焦电机的速度是一致的。

可选的，上述本发明图4或图5所示实施例中，从镜头跟随主镜头进行变焦的方式，具体可以包括：

获取主镜头的当前聚焦曲线，当前聚焦曲线为在图像采集设备所处场景的当前物距下，根据主镜头的倍率和焦距的对应关系产生的曲线。

由于针对不同物距，会产生该物距下、各镜头的聚焦曲线，因此，可以预先将多个物距下的聚焦曲线存储在第一芯片中。相应的，第一芯片可以根据主镜头的当前倍率和焦距，直接从存储多个聚焦曲线中，确定所处场景的当前物距下的当前聚焦曲线。

根据当前聚焦曲线，确定图像采集设备所处场景的当前物距。

根据当前物距，在多个预设倍率曲线中，获取倍率曲线，多个预设倍率曲线为分别在多个预设物距下，根据主镜头的倍率和从镜头的倍率的对应关系建立的曲线。

根据倍率曲线及主镜头的第一倍率，确定从镜头的第一倍率。

基于从镜头的第一倍率，对从镜头进行变焦。

第一芯片根据倍率曲线及主镜头的当前倍率，确定从镜头的第一倍率，从镜头的变焦电机根据从镜头的第一倍率进行运动，以使从镜头跟随主镜头进行变焦。具体可以为第一芯片将从镜头的第一倍率发送给从镜头的变焦电机，使从镜头基于倍率运动，从而使从镜头跟随主镜头进行变焦。还可以是第一芯片基于从镜头的第一倍率，确定从镜头的变焦电机的运动控制信号，将运动控制信号发送给从镜头的变焦电机，从镜头的变焦电机进行与运动控制信号相符的运动，由此实现从镜头跟随主镜头进行变焦。

当然，进一步的，第一芯片还可以基于主镜头中变焦电机的第一倍率，利用焦距与倍率之间的关系，确定主镜头中聚焦电机的焦距，基于该焦距，控制主镜头中聚焦电机的运动，从而实现从镜头的聚焦。

为了便于理解，在此以两个A镜头镜头、B镜头，图7(a)A镜头的聚焦曲线示意图，图7(b)B镜头的聚焦曲线示意图以及图8倍率曲线示意图为例进行说明。其中，图7(a)、图7(b)以及图8中，A_focus、B_focus分别代表A镜头、B镜头的焦距，A_zoom、B_zoom分别代表A镜头、B镜头的倍率，1.5m、6m以及INF为各曲线对应的物距。

例如，如果A镜头为主镜头，B镜头为从镜头。第一芯片根据A镜头变焦电机的当前倍率和聚焦电机的当前焦距，从图7(a)所示聚焦曲线中确定A镜头的当前聚焦曲线，如为物距1.5m对应的曲线。根据当前聚焦曲线，确定图像采集设备所处场景的当前物距为1.5m。根据当前物距1.5m，在图8所示的多个预设倍率曲线中，获取物距为1.5m的倍率曲线。根据1.5m的物距对应的倍率曲线及主A镜头的变焦电机的当前倍率，确定从B镜头的当前倍率。基于从镜头的当前倍率，对从镜头进行变焦。

如果主镜头为B镜头，从镜头为A镜头。则与上述A镜头为主镜头时所执行的操作类似的，根据A镜头的当前倍率和焦距的对应关系，确定A镜头的当前聚焦曲线为图7(b)所示聚焦曲线中的一个，如为物距1.5m时的曲线。根据当前聚焦曲线，确定图像采集设备所处场景的当前物距为1.5m。根据当前物距，在如图8所示的多个预设倍率曲线中，获取倍率曲线为1.5m的物距对应的曲线。根据1.5m的物距对应的倍率曲线及B镜头的当前倍率，确定从A镜头的当前倍率。基于A镜头的当前倍率，对A镜头进行变焦。

上述从镜头跟随主镜头变焦的方法中，第一芯片可以基于主镜头的变焦电机的当前倍率和聚焦电机的当前焦距，利用预设倍率曲线，确定性镜头的当前倍率，根据从镜头的当前倍率控制从镜头的变焦电机运动，从而实现从镜头跟随主镜头变焦的效果。与主镜头变焦、从镜头待机的当时相比，在镜头切换时、不会产生从镜头从待机模式启动到变焦模式时的时延，从而避免镜头的切换卡顿、变焦不平滑。

可选的，上述可选实施例中，图8所示的预设倍率曲线的建立方式，可以包括：

对重叠焦距区间进行划分，得到预设数量个子焦距。

由于变焦跟随是从镜头在重叠焦距区间跟随主镜头变焦的过程，而镜头的变焦又是镜头中变焦电机的运动引起的。因此，为了得到两个镜头之间的跟随关系曲线，就需要对重叠焦距区间进行划分，得到预设数量个子焦距，以便后续针对各子焦距调整两个镜头的变焦电机，以模拟出宠得焦距区间下镜头的变焦电机运动的情况。

针对各子焦距，根据该子焦距、预设物体尺寸、预设物距以及预设像素宽度，利用预设成像原理，确定具有预设物体尺寸的物体位于预设物距时、在该子焦距下所成图像的指定像素。

由于从镜头跟随主镜头变焦，相当于使两个镜头的电机在变焦后的焦距相同，因此，可以设置一个预设物体，确定各子焦距下，预设物体处于预设物距时，所成图像的指定像素。从而将确定的指定像素作为参照标准，以用于后续主镜头和从镜头的以指定像素为标准进行变焦。

其中，可以多次设置不同的预设物距，以得到多种应用场景下的倍率曲线。

针对各子焦距，调整主镜头的倍率以及从镜头的倍率，记录使得主镜头所成图像的像素等于该子焦距下所成图像的指定像素的第一倍率，以及使得从镜头所成图像的像素等于该子焦距下所成图像的指定像素的第二倍率。

根据各子焦距对应的第一倍率及第二倍率，建立预设倍率曲线。

根据各子焦距对应的第一倍率及第二倍率，建立预设倍率曲线的方式，具体可以是根据各子焦距对应的第一倍率及第二倍率，直接绘制预设倍率曲线的，还可以是根据各子焦距对应的第一倍率及第二倍率，利用预设数据拟合算法，建立预设倍率曲线。

基于得到指定像素值的变焦参数以及变焦场景，对主镜头和从镜头进行变焦，则当变焦后均得到指定像素值的图像时，就表明对于同一应用场景下镜头的变焦电机在重叠焦距区间运动时，两个镜头达到了相同的焦距。基于此时两个镜头各自的变焦电机的倍率所建立的曲线，就代表了两个镜头的跟随关系。因此，可以记录镜头的变焦电机在各子焦距下的倍率，并根据各子焦距对应的第一倍率及第二倍率，建立预设变焦跟踪曲。

当然，基于上述预设倍率曲线的建立方法，在调整主镜头的倍率以及从镜头的倍率之后，如果存在两个镜头采集的图像输出的需求，例如便于进行直观分析的图像可视化需求。那么还可以设置主镜头和从镜头进行自动聚焦，以便在得到图像像素的基础上确定图像的像素值，从而输出图像。

为了便于理解，在此，基于图9所示的倍率曲线的建立方法中镜头成像原理示意图，对上述倍率曲线的建立方法进行举例说明。

在标准靶面图纸上绘制30cm*20cm的矩形作为预设物体，将该靶纸置于镜头正前方1.5m距离处，下面以水平方向的校正为例，做原理阐述，竖直方向同理。

如图9所示，设物体宽度为W＝30cm，物距为L＝1.5m，在图像传感器上成像的大小为S个像素，设图像传感器上每个像素的宽度为E，则预设成像原理为公式一：

把重叠焦距区间[f3,f2]平均分为10份，分别标记为f30、f31、f32、f33……f39，其中f30＝f3，f31＝f3+(f2-f3)/10，以此类推。当F＝f30时，利用公式一可以计算出对应的矩形图像长边理论像素值S。此时，调节A镜头与B镜头的变焦电机，设置自动聚焦，使两个镜头输出的矩形图像长边像素恰好为S，记录下此时的A镜头的倍率和B镜头的倍率，在聚焦曲线中绘制该点。重复以上步骤，调节A镜头与B镜头的变焦电机使F＝f31，自动聚焦，记录下此时A镜头倍率和B镜头倍率，在聚焦曲线中绘制该点。

以上步骤进行10次，即可绘制出1.5m情况下的倍率曲线。对于其他物距下倍率曲线的绘制，可以利用增距镜调节物距为6m，采用与上述得到物距为1.5m倍率曲线相同的操作步骤绘制出6m物距的倍率曲线。利用增距镜调节物距为100m，采用与上述同样的操作步骤绘制出INF的聚焦曲线。

考虑到实际应用中，为了便于实现，重叠焦距区间划分为子焦距时，仅划分为有限数量个，例如上述实施例中的10个子焦距，从而得到有限数量个离散的倍率。但是，镜头进行变焦时，可以在重叠焦距区间的任意焦距处进行，利用有限数量个倍率绘制的倍率曲线，存在无法全面代表主镜头与从镜头跟随变焦关系的问题。

为了得到更加准确、全面代表主镜头与从镜头跟随变焦关系的倍率曲线，可选的，上述实施例中根据各子焦距对应的第一倍率及第二倍率，建立预设倍率曲线，具体可以包括：

根据各子焦距对应的第一倍率及第二倍率，通过预设数据拟合方式对各子焦距对应的第一倍率及第二倍率进行数据拟合，得到预设倍率曲线。

其中，预设数据拟合方式具体可以为最小二乘拟合。

与上述对重叠焦距区间划分的情况类似的，以上述搭建实际变焦场景来得到多个预设物距下的倍率曲线时，也只能得到有限数量个预设物距的倍率曲线。因此，当根据当前物距，在多个预设倍率曲线中，获取倍率曲线时，可能会出现多个预设倍率曲线中，没有当前物距对应的曲线。

为了避免无法从多个预设倍率曲线中，获取当前物距对应的倍率曲线，可选的，上述从镜头跟随所述主镜头进行变焦的方式中，根据当前物距，在多个预设倍率曲线中，获取倍率曲线的步骤，具体可以包括：

根据当前物距，从多个预设倍率曲线中，获取与当前物距相邻的两个预设物距对应的两条预设倍率曲线。

针对主镜头的指定倍率，根据两条预设倍率曲线，分别确定与主镜头的指定倍率相对应的所述从镜头的两个指定倍率。

根据从镜头的两个指定倍率以及预设比例，计算在当前物距下主镜头的指定倍率对应的从镜头的对应倍率。

根据主镜头的多个指定倍率及各指定倍率对应的从镜头的对应倍率，拟合得到倍率曲线。

为了便于理解，以图10所示的拟合4m物距的倍率曲线为例，进行说明。

例如，当前物距为4m，第一芯片从多个预设倍率曲线中获取不到物距为4m的变焦曲线，当然，这里的无法获取指的是多个预设倍率曲线中没有物距为4m的倍率曲线。当前主镜头为A镜头，从镜头为B镜头。因此，第一芯片从多个预设倍率曲线中，获取与当前物距4m相邻的两个物距6m、1.5m对应的两条预设倍率曲线。针对主镜头的指定倍率如P，根据6m、1.5m对应的两条预设倍率曲线，分别确定与主镜头的指定倍率相对应的从镜头的两个指定倍率M、N。根据从镜头的两个指定倍率M、N以及预设比例β，P点距离M点的距离P2＝P1*β计算在当前物距下主A镜头的指定倍率P对应的从B镜头的对应倍率。如主A镜头指定倍率M对应的从B镜头的倍率为Q，计算在当前物距下主A镜头的指定倍率P对应的从B镜头的对应倍率为Q-P2＝Q-P1*β。则根据主镜头的多个指定倍率及各指定倍率对应的从镜头的对应倍率，拟合得到倍率曲线。

当然，上述实施例的根据已得到的倍率曲线和预设比例，拟合得到新物距下的倍率曲线的方法，也可以用于建立倍率曲线。具体可以是通过搭建实际变焦场景，获得至少两个物距下的倍率曲线。根据获得的至少两个倍率曲线，采用上述拟合方式，获得多个物距下的倍率曲线。拟合的方式无需花费时间进行多次物距调整，有利于提高建立倍率曲线的效率。

考虑到在图像采集设备变焦的过程中，如果从镜头跟随主镜头运动时，至进行变焦跟踪，则从镜头的聚焦镜头将在镜头切换时才开始聚焦动作，这样会出现画面突然模糊的问题。

为了避免镜头切换时的画面模糊，可选的，在上述基于从镜头的当前倍率，对从镜头进行变焦之后，图像采集方法还可以包括：

获取从镜头的当前聚焦曲线，当前聚焦曲线为在图像采集设备所处场景的当前物距下，根据从镜头的倍率和焦距的对应关系产生的曲线。

其中，聚焦曲线具体如本发明图7(a)与图7(b)所示。A_focus、B_focus分别代表A镜头、B镜头的焦距，A_zoom、B_zoom分别代表A镜头、B镜头的倍率，1.5m、6m以及INF为各曲线对应的物距。

根据当前物距，以及从镜头的当前聚焦曲线，确定从镜头的当前焦距。

在变焦电机运动的过程中，聚焦电机也跟随运动。其中，A镜头的聚焦电机跟随图7(a)中的曲线运动，B镜头的聚焦电机跟随7(b)中的曲线运动。

基于从镜头的当前焦距，对从镜头进行聚焦。

例如，如果A镜头为主镜头，B镜头为从镜头。第一芯片根据A镜头变焦电机的当前倍率和聚焦电机的当前焦距，从图7(a)所示聚焦曲线中确定A镜头的当前聚焦曲线，如为物距1.5m对应的曲线。根据当前聚焦曲线，确定图像采集设备所处场景的当前物距为1.5m。根据当前物距1.5m，在图7(b)所示的多个聚焦曲线中，获取物距为1.5m的聚焦曲线。从而确定B镜头的当前倍率。基于从镜头的当前倍率，对从镜头进行聚焦。

如果主镜头为B镜头，从镜头为A镜头。则与上述A镜头为主镜头时所执行的操作类似，区别在于从镜头跟随聚焦时，依据的聚焦曲线为A镜头的聚焦曲线。

当然，对于图像采集设备中包含两个以上变焦镜头的情况，由于变焦始终是在扩展后的变焦范围内进行，因此不论当前焦距属于哪个镜头的变焦范围，只要确定了当前焦距所属的重叠焦距区间，就可以确定存在该重叠焦距区间的两个相邻变焦范围，从而能够确定两个相邻变焦范围对应的两个镜头，由此执行与两个镜头时相同的步骤。

上述第一芯片具体可以为CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、NP(Network Processor，网络处理器)等；还可以是DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)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。

上述副芯片具体可以是STM32系列单片机，驱动芯片具体可以为41908芯片。

上述通信总线具体可以为SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)，通信接口可以是GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出口)

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质内存储有计算机程序，该存储介质包含于可变焦图像采集设备，该图像采集设备中包括多个可变焦镜头，各镜头具有不同的变焦范围、且相邻的两个变焦范围之间存在重叠焦距区间，该计算机程序被处理器执行时实现上述图像采集方法的所有步骤。

本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质，该存储介质内存储有计算机程序，该存储介质包含于图像采集设备，该图像采集设备中包括两个变焦镜头，各镜头具有不同的变焦范围、且两个变焦范围之间存在重叠焦距区间，该计算机程序被处理器执行时，通过控制第一芯片，基于重叠焦距范围，在重叠焦距范围内确定一个预设切换焦距值；当检测到第一短变焦镜头的当前焦距等于预设切换焦距值时，控制第二长变焦镜头对应的图像传感器生成实时图像，且控制第一短变焦镜头对应的图像传感器停止生成实时图像。这样，通过多个可变焦镜头的变焦范围的叠加，在不增加单个镜头体积的前提下，使得可变焦图像采集设备的焦距范围得以扩展。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于图像采集设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种图像采集设备，其特征在于，所述设备包括：

第一芯片、变焦镜头、图像传感器、变焦电机以及聚焦电机；

所述第一芯片的数量为1个；

所述变焦镜头的数量为2个，所述两个变焦镜头具有不同的变焦范围、且所述两个镜头的变焦范围之间存在重叠焦距范围，包括一个第一短变焦镜头和一个第二长变焦镜头；

所述图像传感器的数量为2个，且两个图像传感器与两个变焦镜头分别对应，两个图像传感器各自与所述第一芯片建立通讯连接；

所述变焦电机的数量为2个，所述聚焦电机的数量为2个，两个变焦电机和两个聚焦电机各自与所述第一芯片建立通讯连接；

所述第一芯片，基于所述重叠焦距范围，在所述重叠焦距范围内确定一个预设切换焦距值；当检测到所述第一短变焦镜头的当前焦距等于所述预设切换焦距值时，控制所述第二长变焦镜头对应的图像传感器生成实时图像，且控制所述第一短变焦镜头对应的图像传感器停止生成实时图像；当所述第一短变焦镜头的当前焦距处于所述重叠焦距范围内，且小于所述预设切换焦距时，控制所述第二长变焦镜头对应的变焦电机进行变倍操作，以使所述第二长变焦镜头跟随所述第一短变焦镜头运动，在所述第二长变焦镜头跟随所述第一短变焦镜头运动的过程中，控制所述第一短变焦镜头对应的图像传感器生成实时图像，且不控制所述第二长变焦镜头对应的图像传感器生成实时图像。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述检测到所述第一短变焦镜头的当前焦距等于所述预设切换焦距值，包括：

所述第一芯片，获取所述第一短变焦镜头对应的变焦电机的当前倍率；根据所述第一短变焦镜头对应的变焦电机的当前倍率，利用预设的倍率与焦距的对应关系，确定所述第一短变焦镜头的当前焦距；判断所述第一短变焦镜头的当前焦距是否等于所述预设切换焦距值；若是，则检测到所述第一短变焦镜头的当前焦距等于所述预设切换焦距值。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括第二芯片，所述第二芯片的数量为1个，所述第一芯片与所述第二芯片通过串行外设接口总线通讯；

所述两个变焦电机和两个聚焦电机各自与所述第一芯片建立通讯连接，包括：

两个变焦电机和两个聚焦电机各自通过与所述第二芯片建立通讯连接，建立与所述第一芯片的通讯连接；

所述第一芯片检测到所述第一短变焦镜头的当前焦距处于所述重叠焦距范围内时，则发送控制指令给所述第二芯片，指示所述第二芯片控制所述第二长变焦镜头对应的变焦电机、聚焦电机分别进行变倍操作、聚焦操作，且不控制所述第二长变焦镜头对应的图像传感器生成实时图像。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第一芯片检测到所述第一短变焦镜头的当前焦距处于所述重叠焦距范围内时，则发送控制指令给所述第二芯片，指示所述第二芯片控制所述第二长变焦镜头对应的变焦电机、聚焦电机分别进行变倍操作、聚焦操作，且不指示所述第二长变焦镜头对应的图像传感器生成实时图像，包括：

所述第一芯片检测到所述第一短变焦镜头的当前焦距处于所述重叠焦距范围内时，则获取当前焦距对应的当前物距，并基于所述当前物距和所述当前焦距，确定第二长变焦镜头的第一倍率和第一焦距，并发送包含所述第一倍率和第一焦距的第一控制指令给所述第二芯片；

所述第二芯片接收所述所述第一控制指令，控制所述第二长变焦镜头对应的变焦电机、聚焦电机按照所述第一倍率、第一焦距，分别进行变焦操作、聚焦操作，且不指示所述第二长变焦镜头对应的图像传感器生成实时图像。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述第一芯片获取当前焦距对应的当前物距，并基于所述当前物距和所述当前焦距，确定第二长变焦镜头的第一倍率和第一焦距，包括：

所述第一芯片基于所述第一短变焦镜头对应的当前倍率和当前焦距，确定出当前物距；

基于所述当前物距和所述第一短变焦镜头对应的当前倍率，查找第一预设倍率曲线，确定第二长变焦镜头对应的第一倍率；其中所述第一预设曲线包含至少一条倍率曲线，任一条倍率曲线用于指示在一个预设物距下第一短变焦镜头的倍率与第二长变焦镜头的倍率的对应关系，不同的倍率曲线对应不同的预设物距；

基于所述第二长变焦镜头对应的倍率，查找第二长变焦镜头对应的聚焦曲线，确定第二长变焦镜头对应的第一焦距，其中所述聚焦曲线包括至少一条聚焦曲线，任一条聚焦曲线用于指示在一个预设物距下第二长变焦镜头的倍率与第二长变焦镜头的焦距的对应关系，不同的聚焦曲线对应不同的预设物距。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，

所述第一芯片，基于所述预设切换焦距值，确定所述第一短变焦镜头对应的预设倍率；基于所述第一短变焦镜头对应的预设倍率、指定变倍速度和所述第一短变焦镜头的初始倍率，确定出所述第一短变焦镜头的变焦电机的初始步长，并控制所述第一短变焦镜头的变焦电机运行至所述初始步长；当所述第一短变焦镜头的变焦电机运行至所述初始步长后，控制所述第一短变焦镜头的变焦电机按照所述指定变倍速度进行变焦操作。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，

所述第一芯片，基于所述重叠焦距范围，在所述重叠焦距范围内确定一个预设切换焦距；当检测到所述第二长变焦镜头的焦距等于所述预设切换焦距值时，指示所述第一短变焦镜头对应的图像传感器生成实时图像，且指示所述第二长变焦镜头对应的图像传感器停止生成实时图像。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一芯片检测到所述第一短变焦镜头的当前焦距不处于所述重叠焦距范围内、且处于所述第一短变焦镜头的变焦范围时，所述第一芯片控制所述第一短变焦镜头对应的图像传感器生成实时图像，并不控制所述第二长变焦镜头对应的图像传感器生成实时图像。

9.一种图像采集方法，其特征在于，应用于图像采集设备，所述图像采集设备中包括两个可变焦镜头，所述可变焦镜头具有不同的变焦范围、且两个镜头的变焦范围之间存在重叠焦距范围，所述方法包括：

获取所述图像采集设备的当前焦距；

确定所述当前焦距所属的重叠焦距区间；

若确定了所述当前焦距所属的重叠焦距区间，则判断所述当前焦距是否小于所确定的重叠焦距区间中的预设切换焦距；

若小于，则从所述两个镜头中，确定第一短变焦镜头为主镜头、第二长变焦镜头为从镜头；

获取所述主镜头采集的图像；

其中，所述主镜头为根据所述图像采集设备接收的变焦参数进行变焦、采集图像的镜头，所述从镜头为跟随所述主镜头进行变焦的镜头；

所述获取所述主镜头采集的图像，包括：在所述从镜头跟随所述主镜头运动的过程中，控制所述主镜头对应的图像传感器生成实时图像，且不控制所述从对应的图像传感器生成实时图像。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质内存储有计算机程序，所述存储介质包含于如权利要求1-8任一所述的图像采集设备，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求9所述的方法步骤。

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