CN110798667A - 一种自动对焦方法、装置、电子设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种自动对焦方法、装置、电子设备及可读存储介质。该方法通过获取当前播放的视频流的视频帧率，基于视频帧率获取帧与帧之间的空隙时间，该空隙时间为两个以上，随后在各个空隙时间内插入对焦图，并记录每次插入所述对焦图时所述电子设备的对焦马达的行程位置，然后计算各所述对焦图的清晰度，找出清晰度最高的对焦图，将所述马达移动至与该对焦图对应的行程位置，即可完成对焦。使用该方法进行自动对焦，可以避免播放的视频流因为要进行对焦而被打断，从而提升用户的观影感受。

Description

一种自动对焦方法、装置、电子设备及可读存储介质

技术领域

本申请涉及图像处理技术领域，具体涉及一种视频流对焦方法及系统。

背景技术

自动对焦技术(Auto-Focus)，也称为自动聚焦或是自动调焦，是从20世纪70年代后期发展起来的。随着仪器的自动化、智能化的迅速发展，自动对焦技术的应用显得越来越重要。许多光学仪器，如：照相机、摄像机、显微镜、光刻机以及光学测量仪等都需要自动对焦。

按照有无对焦图来区分自动对焦技术，可以将其分为有图对焦和无图对焦。相对于有图对焦技术来说，无图对焦存在以下问题：当获取到的用于做对焦判断的图像，原本就是画面内容和颜色单一的图像时，用之判断清晰度的判断结果是不可靠的。

目前，有图对焦技术在投影设备或是其他数码相机中的应用，通常是将对焦图随机插入到视频中，通过检测插入到视频流中的对焦图的清晰度，判断对焦是否清晰。然而，这类方法在对焦时，视频的播放会因插入对焦图而被打断，带来用户观影不流畅、观影体验差的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种自动对焦方法、装置、电子设备及可读存储介质，用于解决目前常见的有图对焦技术中，视频的播放会因插入对焦图而被打断，带来用户观影不流畅、观影体验差的问题。能够避免播放的视频流因为要进行对焦而被打断，提升用户的观影感受。

第一方面，本申请实施例提供了一种自动对焦方法，应用于电子设备，所述方法包括：

获取当前播放的视频流的视频帧率FPS。

基于所述视频帧率FPS，获取帧与帧之间的空隙时段T，其中，所述空隙时段T为两个以上。

在各所述空隙时段T内插入对焦图，记录每次插入所述对焦图时所述电子设备的对焦马达的行程位置。

计算各所述对焦图的清晰度，找出清晰度最高的对焦图，将所述马达移动至与该对焦图对应的行程位置。

可选地，在本申请实施例中，基于所述视频帧率FPS，获取帧与帧之间的空隙时段T具体为：

获取所述视频流中，每一帧视频帧的暂留时间t1。

每一帧所述视频帧播放t1时间后，进入所述空隙时段T，当下一帧所述视频帧开始播放之前，所述空隙时段T结束。

进一步可选地，在本申请实施例中，所述空隙时段T的时长为(1/FPS-t1)。

可选地，在本申请实施例中，插入所述对焦图时，每次插入的所述对焦图的暂留时间为(1/(N+FPS))，其中，N为插入所述对焦图的次数。

可选地，在本申请实施例中，计算各所述对焦图的清晰度，找出清晰度最高的对焦图具体为：

调用拍摄装置，以每秒X张的拍摄速率，对插入了所述对焦图的视频流进行拍摄，获得多张检测图。

计算各所述检测图的清晰度，选出清晰度最高的检测图作为所述清晰度最高的对焦图。

可选地，在本申请实施例中，计算各所述检测图的清晰度，选出清晰度最高的检测图作为所述清晰度最高的对焦图具体为：

从多张所述检测图中，筛选出拍摄到所述对焦图的检测图。

计算所筛选出的所述检测图的清晰度。

选出清晰度最高的所述检测图作为所述清晰度最高的对焦图。

进一步可选地，在本申请实施例中，所述每秒X张的拍摄速率中，X为(N+FPS)的正整数倍。

第二方面，本申请实施例还提供了一种自动对焦装置，应用于电子设备，所述装置包括：

获取模块，用于获取当前播放的视频流的视频帧率FPS。

计算模块，用于基于所述视频帧率FPS，获取帧与帧之间的空隙时段T，其中，所述空隙时段T为两个以上。

第一处理模块，用于在各所述空隙时段T内插入对焦图，记录每次插入所述对焦图时，所述电子设备的对焦马达的行程位置。

第二处理模块，用于基于各所述对焦图进行清晰度识别，找出清晰度最高的对焦图，将所述马达移动至与该对焦图对应的行程位置。

第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

存储器；

处理器；以及

自动对焦装置，所述装置存储于所述处理器中，并包括由所述处理器执行的软件功能模块，所述装置包括：

获取模块，用于获取当前播放的视频流的视频帧率FPS。

计算模块，用于基于所述视频帧率FPS，获取帧与帧之间的空隙时段T，其中，所述空隙时段T为两个以上。

第一处理模块，用于在各所述空隙时段T内插入对焦图，记录每次插入所述对焦图时，所述电子设备的对焦马达的行程位置。

第二处理模块，用于基于各所述对焦图进行清晰度识别，找出清晰度最高的对焦图，将所述马达移动至与该对焦图对应的行程位置。

第四方面，本申请实施例还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的自动对焦方法。

综上所述，本申请提供的一种自动对焦方法、装置、电子设备及可读存储介质。该方法通过获取当前播放的视频流的视频帧率，基于视频帧率获取帧与帧之间的空隙时间，该空隙时间为两个以上，随后在各个空隙时间内插入对焦图，并记录每次插入所述对焦图时所述电子设备的对焦马达的行程位置，然后计算各所述对焦图的清晰度，找出清晰度最高的对焦图，将所述马达移动至与该对焦图对应的行程位置，即可完成对焦。使用该方法进行自动对焦，可以避免播放的视频流因为要进行对焦而被打断，从而提升用户的观影感受。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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它相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种自动对焦方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的插入对焦图的示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种自动对焦方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的用于实现上述自动对焦方法的电子设备的方框示意图。

图标：100-电子设备；110-存储器；120-处理器；200-自动对焦装置；210-获取模块；220-计算模块；230-第一处理模块；240-第二处理模块。

具体实施方式

投影仪是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备。按照镜头能否调教来区分，可以将投影仪分为定焦投影仪和调焦投影仪两类。定焦投影仪镜头组的焦距固定，因此投影仪和幕布之间的安放距离也固定，对应用场合有限制。调焦投影仪的调整镜头组的焦距可以调整，从而完成投影仪的对焦，因此应用场合相比定焦投影仪更广。调焦投影仪焦距的调整包括手动对焦和自动对焦。手动对焦投影仪需要用户根据自己观察投影图像清晰度自行完成对焦过程，存在使用不便、用户体验较差的缺点。因此，一般自动对焦投影仪更受到用户的青睐，也使得自动对焦技术受到越来越多的重视。

自动对焦技术(Auto-Focus)，也称为自动聚焦或是自动调焦，是从20世纪70年代后期发展起来的。随着仪器的自动化、智能化的迅速发展，自动对焦技术的应用显得越来越重要。许多光学仪器，如：照相机、摄像机、显微镜、光刻机以及光学测量仪等都需要自动对焦。

按照有无对焦图来区分自动对焦技术，可以将其分为有图对焦和无图对焦。相对于有图对焦技术来说，无图对焦存在以下问题：当获取到的用于做对焦判断的图像，原本就是画面内容和颜色单一的图像时，用之判断清晰度的判断结果是不可靠的。

目前常见的有图对焦技术在投影设备中的应用，通常是将对焦图随机插入到视频中，通过检测插入到视频流中的对焦图的清晰度，判断对焦是否清晰。然而，由于视频流实际是由视频帧组成的，当随机插入对焦图时，就会导致视频帧的播放被打断，或者是对焦图覆盖在视频帧上面，从而导致用户看到的画面终端，或者是画面上有其他干扰信息，从而带来不好的感受。

基于上述研究，本申请发明人提供了一种自动对焦方法。通过在视频流的空隙时段内插入对焦图，从而避免传统方法中，视频帧的播放被打断或者是对焦图覆盖在视频帧上面情况，解决用户观影不流畅、观影体验差的问题。

经过本申请发明人的研究，需要形成人眼看到流畅的动画，需要在单位时间内插入一定数量的视频帧，最低通常为每秒24帧。但是，每一帧画面停留的时间是不会达到1/24秒的，即是相邻的两帧之间，有一段时间是没有视频帧在播放的，在本申请中，将这段时间称为空隙时段。并且，同一个视频流中，视频的帧率以及每一帧的停留时间通常都是固定的，所以很容易可以算出视频流中空隙时段具体的时段。应当理解的是，每两个相邻的视频帧之间都是存在空隙时段，空隙时段有多个。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

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。

请结合参阅图1。所应说明的是，本申请实施例提供的自动对焦方法不以图1及以下所述的具体顺序为限制。

请结合参阅图2，图中白色方框代表视频流播放时的视频帧，白色方框与白色方框之间的时间段为空隙时段，黑色方框代表对焦图。通过软件的设置，将对焦图间隔的插入到视频帧播放的空隙时段，且将对焦图的暂留时间设置为低于人眼暂留现象的时间下限，这样可以使得用户观影时感知不到对焦图的存在。然后调用高速摄像机，由于该摄像头的帧率大于视频流播放的帧率，所以高速相机是可以识别并拍摄到该对焦图，然后通过计算该对焦图的清晰度即可找出清晰度最高的对焦图，再调整调焦马达到与清晰度最高的对焦图对应的行程位置，从而实现对焦。

应当说明的是，在本申请实施例中，通过软件可以设置两个线程，一个打对焦图的线程，一个触发拍摄的线程。在进行对焦时，先检测拍摄的线程是否准备好，如果已经准备好，则拍摄的线程开始运作，就通知打对焦图的线程进入运行，开始按照设定的频率打对焦图，记录每次插入对焦图时马达行程的位置信息。然后拍摄的线程按照预定的拍摄频率，调用相机进行拍摄获取图片，再对获取到的图像进行识别和清晰度的判断，当相机识别到画面图像已经清晰时，则将马达调回图像清晰对应的马达位置，从而完成对焦。

可以理解的是，由于本申请实施例中，对焦图的插入是插入到视频帧的空隙时段，所以不会带来所播放的视频流被打断，或者是视频帧上面有对焦图的情况，从而提升用户的观影感受。

本申请实施例所提供的自动对焦方法可以通过如下步骤实现：

S10，获取当前播放的视频流的视频帧率FPS。

S20，基于所述视频帧率FPS，获取帧与帧之间的空隙时段T，其中，所述空隙时段T为两个以上。

S30，在各所述空隙时段T内插入对焦图，记录每次插入所述对焦图时所述电子设备的对焦马达的行程位置。

详细地，在本申请实施例中，基于所述视频帧率FPS，获取帧与帧之间的空隙时段T具体为：

获取所述视频流中，每一帧视频帧的暂留时间t1。

每一帧所述视频帧播放t1时间后，进入所述空隙时段T，当下一帧所述视频帧开始播放之前，所述空隙时段T结束。

详细地，在本申请实施例中，所述空隙时段T的时长为(1/FPS-t1)。

可选地，在本申请实施例中，插入所述对焦图时，每次插入的所述对焦图的暂留时间为(1/(N+FPS))，其中，N为插入所述对焦图的次数(例如为五次、六次，或者是十次等等)。

在本申请实施例中，可选地，将每次插入的所述对焦图的暂留时间记为t2，t2可以满足以下关系式：

N/(N+FPS)+t2*FPS＝1

在本申请实施例中，在每一次插入对焦图时，会记录开始插入对焦图时的时间戳，以及每一次插入时对焦马达的位置信息。由此，可以区分每次插入对焦图的马达位置，以便在找到对焦清晰度最高的对焦图后，将马达调节到该对焦清晰度最高的马达位置。

S40，计算各所述对焦图的清晰度，找出清晰度最高的对焦图，将所述马达移动至与该对焦图对应的行程位置。

请结合参阅图3，图3为本申请实施例提供的自动对焦方法的另一种流程示意图。在本申请实施例中，计算各所述对焦图的清晰度，找出清晰度最高的对焦图可以通过以下方式实现：

S410，调用拍摄装置，以每秒X张的拍摄速率，对插入了所述对焦图的视频流进行拍摄，获得多张检测图。

S420，计算各所述检测图的清晰度，选出清晰度最高的检测图作为所述清晰度最高的对焦图。

在本申请实施例中，计算各所述检测图的清晰度，选出清晰度最高的检测图作为所述清晰度最高的对焦图可以通过以下方式实现：

从多张所述检测图中，筛选出拍摄到所述对焦图的检测图。

计算所筛选出的所述检测图的清晰度。

选出清晰度最高的所述检测图作为所述清晰度最高的对焦图。

进一步可选地，在本申请实施例中，所述每秒X张的拍摄速率中，X为(N+FPS)的正整数倍(例如一倍、两倍、三倍等)。由此设定，可以保证从每一次插入的对焦图都被拍摄到，从而在识别对焦图的清晰度时不漏掉任何一张图，从而提高对焦的效率。

在本申请实施例中，筛选出拍摄到所述对焦图的检测图，可以避免调用的拍摄装置，在拍摄到视频流中正常播放的画面帧时，将该图片作为对焦中的参照图。能够避免视频流中的画面帧的画面不适合用于计算清晰度，对焦效率低的问题，从而提升用户体验。

请结合参阅图4。本实施例中，所述电子设备100可以是，但不限于，投影仪、数码相机、智能手机、个人电脑(PersonalComputer，PC)、笔记本电脑、监控设备、服务器等具备图像处理能力的计算机设备。

所述电子设备100包括自动对焦装置200、存储器110以及处理器120，本申请实施例中，自动对焦装置200包括至少一个可以软件或固件(Firmware)的形式存储于所述存储器110中或固化在所述电子设备100的操作系统(OperaTngSystem，OS)中的软件功能模块。所述处理器120用于执行所述存储器110中存储的可执行软件模块，例如，所述自动对焦装置200所包括的软件功能模块及计算机程序等。本实施例中，所述自动对焦装置200也可以集成于所述操作系统中，作为所述操作系统的一部分。具体地，所述自动对焦装置200包括：

获取模块210，用于获取当前播放的视频流的视频帧率FP。

计算模块220，用于基于所述视频帧率FPS，获取帧与帧之间的空隙时段T，其中，所述空隙时段T为两个以上。

第一处理模块230，用于在各所述空隙时段T内插入对焦图，记录每次插入所述对焦图时，所述电子设备100的对焦马达的行程位置。

第二处理模块240，用于基于各所述对焦图进行清晰度识别，找出清晰度最高的对焦图，将所述马达移动至与该对焦图对应的行程位置。

可以理解的是，本实施例中的各功能模块的具体操作方法可参照上述方法实施例中相应步骤的详细描述，在此不再重复赘述。

综上所述，本申请实施例提供的一种自动对焦方法、装置、电子设备100及可读存储介质。该方法通过获取当前播放的视频流的视频帧率，基于视频帧率获取帧与帧之间的空隙时间，该空隙时间为两个以上，随后在各个空隙时间内插入对焦图，并记录每次插入所述对焦图时所述电子设备100的对焦马达的行程位置，然后计算各所述对焦图的清晰度，找出清晰度最高的对焦图，将所述马达移动至与该对焦图对应的行程位置，即可完成对焦。使用该方法进行自动对焦，可以避免播放的视频流因为要进行对焦而被打断，从而提升用户的观影感受。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置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申请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，在本申请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。

可以替换的，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其它可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的电子设备、服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

需要说明的是，在本文中，术语"包括"、"包含"或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含，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它要素，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。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种自动对焦方法，应用于电子设备，其特征在于，所述方法包括：

获取当前播放的视频流的视频帧率FPS；

基于所述视频帧率FPS，获取帧与帧之间的空隙时段T，其中，所述空隙时段T为两个以上；

在各所述空隙时段T内插入对焦图，记录每次插入所述对焦图时所述电子设备的对焦马达的行程位置；

计算各所述对焦图的清晰度，找出清晰度最高的对焦图，将所述马达移动至与该对焦图对应的行程位置。

2.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于，基于所述视频帧率FPS，获取帧与帧之间的空隙时段T具体为：

获取所述视频流中，每一帧视频帧的暂留时间t1；

每一帧所述视频帧播放t1时间后，进入所述空隙时段T，当下一帧所述视频帧开始播放之前，所述空隙时段T结束。

3.根据权利要求2所述的自动对焦方法，其特征在于，所述空隙时段T的时长为(1/FPS-t1)。

4.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于，插入所述对焦图时，每次插入的所述对焦图的暂留时间为(1/(N+FPS))，其中，N为插入所述对焦图的次数。

5.根据权利要求4所述的自动对焦方法，其特征在于，计算各所述对焦图的清晰度，找出清晰度最高的对焦图具体为：

调用拍摄装置，以每秒X张的拍摄速率，对插入了所述对焦图的视频流进行拍摄，获得多张检测图；

计算各所述检测图的清晰度，选出清晰度最高的检测图作为所述清晰度最高的对焦图。

6.根据权利要求5所述的自动对焦方法，其特征在于，其特征在于，计算各所述检测图的清晰度，选出清晰度最高的检测图作为所述清晰度最高的对焦图具体为：

从多张所述检测图中，筛选出拍摄到所述对焦图的检测图；

计算所筛选出的所述检测图的清晰度；

选出清晰度最高的所述检测图作为所述清晰度最高的对焦图。

7.根据权利要求5所述的自动对焦方法，其特征在于，所述每秒X张的拍摄速率中，X为(N+FPS)的正整数倍。

8.一种自动对焦装置，其特征在于，应用于电子设备，所述装置包括：

获取模块，用于获取当前播放的视频流的视频帧率FPS；

计算模块，用于基于所述视频帧率FPS，获取帧与帧之间的空隙时段T，其中，所述空隙时段T为两个以上；

第一处理模块，用于在各所述空隙时段T内插入对焦图，记录每次插入所述对焦图时，所述电子设备的对焦马达的行程位置；

第二处理模块，用于基于各所述对焦图进行清晰度识别，找出清晰度最高的对焦图，将所述马达移动至与该对焦图对应的行程位置。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

存储器；

处理器；以及

自动对焦装置，所述装置存储于所述处理器中，并包括由所述处理器执行的软件功能模块，所述装置包括：

获取模块，用于获取当前播放的视频流的视频帧率FPS；

计算模块，用于基于所述视频帧率FPS，获取帧与帧之间的空隙时段T，其中，所述空隙时段T为两个以上；

第一处理模块，用于在各所述空隙时段T内插入对焦图，记录每次插入所述对焦图时，所述电子设备的对焦马达的行程位置；

第二处理模块，用于基于各所述对焦图进行清晰度识别，找出清晰度最高的对焦图，将所述马达移动至与该对焦图对应的行程位置。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现权利要求1-7中任意一项所述的自动对焦方法。

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