CN110830707B - 镜头控制方法、装置及终端 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种镜头控制方法、装置及终端，该方法应用于带OIS马达的摄像头模组，模组中包括：镜头，OIS马达，OIS马达驱动模块和成像传感器，所述方法包括：获取被摄物体在运动过程中的第一速度和第一方向，以及被摄物体与镜头之间的物距，镜头与成像传感器之间的像距；根据第一速度和第一方向，以及物距和像距计算第二速度和第二方向；将控制信号发送给OIS马达驱动模块，以使OIS马达驱动模块驱动OIS马达按照第二速度和第二方向来控制镜头移动。本申请中通过被摄物体运动的第一速度和方向、物距和像距来确定镜头移动的第二速度和第二方向，然后再通过OIS马达带动镜头移动，进而追踪被摄物体，拍摄出被摄物体清晰的图像。

Description

镜头控制方法、装置及终端
技术领域
本申请涉及通信技术领域，特别涉及摄像技术领域。
背景技术
随着手机摄像头技术的发展，手机等消费电子产品(如手机、平板、穿戴摄像头等)拍照的效果越来越与单反相机看齐，但是目前手机拍摄出来的效果仍然有许多需要改进之处，例如对运动物体的抓拍，受限于拍照者的拍摄技术和手机摄像头的功能，用手机来抓拍运动物体来得到清晰的图像仍然比较困难。
发明内容
本申请提供了一种镜头控制方法、装置及终端，可用于解决拍摄运动物体时，拍摄出的图像不清晰的问题。
本申请的技术方案的硬件环境要依赖于摄像头的光学防抖OIS马达及其驱动控制电路，采用OIS防抖技术。其中，OIS防抖技术是一种通过陀螺仪做手机抖动检测，然后通过OIS马达反方向移动镜头，来补偿曝光期间因手机抖动引起的图像模糊，具体地，本申请公开了如下技术方案：
第一方面，本申请提供了一种镜头控制方法，该方法应用于带OIS马达的摄像头模组，该模组中包括：可移动的镜头，带动镜头移动的OIS马达，OIS马达驱动模块和用于获取被摄物体图像的成像传感器，该方法包括：
获取被摄物体在运动过程中的第一速度和第一方向，以及被摄物体与镜头之间的物距，镜头与成像传感器之间的像距，其中，第一速度为被摄物体运动时的速度，第一方向为被摄物体按照第一速度在运动时的运动方向；根据第一速度和第一方向，以及物距和像距计算第二速度和第二方向；将控制信号发送给OIS马达驱动模块，以使OIS马达驱动模块驱动OIS马达按照第二速度和第二方向来控制镜头移动。
所述第二速度为镜头跟随被摄物体需要移动的速度，第二方向为镜头以第二速度移动的方向。
本方面中，将带OIS马达的摄像头模组应用于对被摄物体在运动过程中的抓拍，该抓拍过程应用于自动抓拍运动物体，通过被摄物体运动的第一速度和方向、物距和像距来确定需要镜头移动的第二速度和第二方向，然后再通过摄像头模组中的OIS马达带动镜头以第二速度和第二方向移动，进而追踪被摄物体，从而能够拍摄被摄物体清晰且背景拉伸的图像。
结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，获取被摄物体在运动过程中的第一速度和第一方向，包括：获取被摄物体在第一时刻被拍摄的第一帧图像和在第二时刻被拍摄的第二帧图像，第一时刻与第二时刻的时间间隔为t；从第一帧图像中提取至少一个特征点，将至少一个特征点对应的至少一个坐标组成第一坐标集；在第二帧图像中提取相同位置的至少一个特征点的至少一个坐标，并组成第二坐标集；根据第一坐标集和第二坐标集，以及时间间隔t确定被摄物体的第一速度和第一方向。
本实现方式中，拍摄被摄物体在第一时刻和第二时刻被拍摄的两帧图像，再从两帧图像中分别获取第一坐标集和第二坐标集，最终准确地确定出第一速度和第一方向。其中，根据特征点的坐标集，能够准确的确定被摄物体的第一速度和第一方向，为后续计算第二速度和第二方向提供了准确的计算数据。
结合第一方面，在第一方面的另一种可能的实现方式中，被摄物体与镜头之间的物距，包括：被摄物体在第二时刻与镜头之间的物距d2，镜头与成像传感器之间的像距，包括：镜头在第二时刻与成像传感器之间的像距v；根据第一速度和第一方向，以及物距和像距计算第二速度和第二方向，包括：
根据如下关系式计算得到第二速度和第二方向；
Figure GDA0003301583320000021
其中，
Figure GDA0003301583320000022
表示第二速度和第二方向，
Figure GDA0003301583320000023
表示第一速度和第一方向。
本实现方式中，通过上述关系式能够计算得出第二速度和第二方向，以供OIS马达按照计算得到第二速度和第二方向来控制镜头移动，由于计算中考虑了物距、像距，以及被摄物体的第一速度和第一方向，从而能够计算出合适、准确的第二速度和第二方向。
结合第一方面，在第一方面的又一种可能的实现方式中，被摄物体与镜头之间的物距，包括：被摄物体在第一时刻与镜头之间的物距d1,以及在第二时刻与镜头之间的物距d2，镜头与成像传感器之间的像距，包括：镜头在第二时刻与成像传感器之间的像距v；根据第一速度和第一方向，以及物距和像距计算第二速度和第二方向，包括：
根据如下关系式计算得到第一方向与镜头所在平面之间的夹角θ；
Figure GDA0003301583320000024
根据如下关系式计算得到第二速度和第二方向；
Figure GDA0003301583320000025
其中，
Figure GDA0003301583320000026
表示第二速度和第二方向，
Figure GDA0003301583320000027
表示第一速度和第一方向。
本实现方式中，根据第一方向与镜头所在平面之间的夹角对第二速度和第二方向进行修正，确保了当被摄物体远离或靠近镜头时，镜头以第二速度和第二方向移动，仍然能够追踪被摄物体，进而拍摄出被摄物体清晰且背景拉伸的图像。
结合第一方面，在第一方面的又一种可能的实现方式中，获取被摄物体与镜头之间的物距，镜头与成像传感器之间的像距，包括：控制镜头对被摄物体进行自动对焦；获取进行对焦后的被摄物体与镜头之间的物距，以及进行对焦后的镜头与成像传感器之间的像距。
本实现方式中，通过控制镜头对被摄物体进行自动对焦，进而能够拍摄出清晰的被摄物体的图像。此外，还可以在对焦后获取到准确的物距和像距。
第二方面，本申请还提供了一种镜头控制装置，该装置中包括用于执行上述第一方面以及第一方面的各种实现方式中方法步骤的单元。具体地，该装置包括获取单元、处理单元和发送单元，此外，还可以包括存储单元等其他单元或模块。
第三方面，本申请还提供了一种终端，该终端包括：带光学防抖OIS马达的摄像头模组和处理器，该模组中包括：可移动的镜头，带动镜头移动的OIS马达，OIS马达驱动模块和用于获取被摄物体图像的成像传感器。
其中，处理器，用于实现如上述第一方面以及第一方面的各种实现方式中的方法，并输出控制信号给模组；所述模组，用于接收来自处理器的控制信号，将控制信号发送给OIS马达驱动模块，以使OIS马达驱动模块驱动OIS马达按照第二速度和第二方向来控制镜头移动。
第四方面，本申请还提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可实现上述第一方面以及第一方面的各种实现，包括本申请提供的一种镜头控制方法各实施例中的部分或全部步骤。
第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令，例如设备升级指令。在计算机加载和执行该计算机程序时，可实现包括本申请提供的镜头控制方法各实施例中的部分或全部步骤。
本申请提供的一种镜头控制方法、装置和终端，将带OIS马达的摄像头模组应用于对被摄物体在运动过程中的抓拍，该抓拍过程应用于自动抓拍运动物体，通过被摄物体运动的第一速度和方向、物距和像距来确定需要镜头移动的第二速度和第二方向，然后再通过摄像头模组中的OIS马达带动镜头在水平面内以第二速度和第二方向移动，进而追踪被摄物体，从而能够拍摄出清晰逼真的图像。在这一过程中，不需要人工去移动镜头跟随被摄物体拍摄，就能够拍摄出清晰完整的图像，无需增加任何物料成本，可实现性强。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种Lens追踪被摄物体拍照的效果示意图；
图2为本申请实施例提供的一种带光学防抖OIS马达的摄像头模组的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种镜头控制方法的流程图；
图4为本申请实施例提供的另一种镜头控制方法的流程图；
图5为本申请实施例提供的一种拍摄运动物体的示意图；
图6为本申请实施例提供的一种镜头控制装置的示意性框图；
图7为本申请实施例提供的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
在对本申请实施例的技术方案说明之前，首先对本申请实施例中涉及的技术术语和应用场景进行介绍和说明。
本申请各实施例提供的技术方案应用于现有消费电子产品，摄像头自带的OIS防抖用马达，结合本申请提出的抓拍运动物体方法，由OIS马达带动镜头移动，来追踪运动的被摄物体，来实现并达到被摄运动主体清晰，背景被拉伸的图像效果，例如图1所示。
在介绍本申请的技术方案之前，首先，对光学防抖OIS马达的摄像头模组的结构和工作原理进行简单地介绍。该摄像头模组可以是终端上的摄像头模组，例如，手机、平板电脑、多媒体播放设备、和膝上型便携计算机等电子设备。
光学防抖技术是用户在手持终端拍照时，陀螺仪侦测到微小的手抖动信号时，会将信号传至微处理器立即计算需要补偿的位移量，然后通过OIS马达补偿镜片组，根据镜头的抖动方向及位移量加以补偿，从而有效的克服因相机的抖动产生的影像模糊。
如图2所示，表示一种带光学防抖OIS马达的摄像头模组的结构示意图。该模组包括：镜头(lens)201、光学防抖(Optical Image Stabilization，OIS)马达202、成像传感器203和OIS马达驱动(OIS Driver)模块204。
可选的，该模组还包括自动对焦(Auto Focus，AF)马达205、AF马达驱动(AFDriver)模块206，永磁体207和图像处理器208。
OIS马达202，用于当OIS马达通以电流时，带动永磁体207会沿着水平面进行两轴移动，进而带动镜头201在水平面内移动。OIS马达驱动模块204用于驱动OIS马达带动镜头201在水平面内移动。
成像传感器203，又可称为图像传感器或Sensor，用于采集图像数据。其固定在摄像头模组基板上，当被摄物体的反射光线经过镜头201后其进行成像。
镜头201，又可称为摄像头光学镜头，它可以由OIS马达202带动沿水平面移动。
可选的，镜头201还可以由AF马达205带动沿着竖直方向移动，以实现自动对焦功能。其中，当AF马达205通以电流时，永磁体207会沿着竖直方向进行移动，进而带动镜头201在竖直方向移动。AF马达驱动模块206用于驱动AF马达205带动镜头201在竖直方向上进行移动。
可选的，图像处理器208，用于获取成像传感器203采集到的图像或图像数据，并根据设置或用户需求对图像进行处理。
本申请的技术方案，利用OIS马达的摄像头模组以及本申请提供的镜头控制方法，实现对运动物体抓拍出被摄物体清晰且背景拉伸的图像，其中，本申请提供的方法适用于对运动物体的拍照和视频摄像的场景。
可选的，本申请的技术方案还可以包括但不限于以下两种技术场景：
1.安防领域的监控摄像头对可疑运动物体的锁定和抓拍。
2.汽车车牌识别领域中的车牌锁定和抓拍。
当车辆在高速运行时，可以通过本申请的技术方案拍摄运动车辆的清晰图像，进而识别车辆的车牌。
下面结合附图对本申请实施例提供的镜头控制方法进行详细的说明。
如图3所示，本实施例提供了一种镜头控制方法，该方法应用于带OIS马达的摄像头模组，该模组中包括：可移动的镜头，带动镜头移动的OIS马达，OIS马达驱动模块和用于获取被摄物体图像的成像传感器。
该方法可以由处理模块或者处理器来执行，可选的，该处理模块或者处理器可以设置在OIS马达的摄像头模组外部。例如，当处理器设置在摄像头模组内时，该处理器是图像处理器208，或者，当处理器设置在摄像头模组外时，该处理器是中央处理器。
该方法包括：步骤301，获取被摄物体在运动过程中的第一速度和第一方向，以及被摄物体与镜头之间的物距，镜头与成像传感器之间的像距。
其中，第一速度为被摄物体运动时的速度，第一方向为被摄物体按照第一速度在运动时的运动方向。
在拍摄前，处理器获取处于运动状态下的被摄物体的第一速度和第一方向，以及被摄物体与镜头之间的物距、镜头与成像传感器之间的像距。其中，被摄物体与镜头之间的物距、镜头与成像传感器之间的像距可以是多个时刻的物距和像距，也可以是单一时刻的物距和像距。
其中，获取被摄物体与镜头之间的物距，镜头与成像传感器之间的像距，具体包括：控制镜头对被摄物体进行自动对焦；获取进行对焦后的被摄物体与镜头之间的物距，以及进行对焦后的镜头与成像传感器之间的像距。
对焦是利用了物体光反射的原理。传感器接收到被摄物体反射的光线，采集到图像或图像数据，再将该图像或图像数据传输给处理器。处理器根据接收到的内容生成对焦指令，并将该指令发送给AF马达驱动模块，以使得AF马达驱动模块驱动AF马达带动镜头移动，以进行对焦。由于该对焦过程无需用户操作，也被称为自动对焦。
可选的，步骤301中，获取被摄物体在运动过程中的第一速度和第一方向，具体包括：获取被摄物体在第一时刻被拍摄的第一帧图像和在第二时刻被拍摄的第二帧图像，第一时刻与第二时刻的时间间隔为t；从第一帧图像中提取至少一个特征点，将至少一个特征点对应的至少一个坐标组成第一坐标集；在第二帧图像中提取相同位置的至少一个特征点的至少一个坐标，并组成第二坐标集；根据第一坐标集和第二坐标集，以及时间间隔t确定被摄物体的第一速度和第一方向。
处理器获取被摄物体在第一时刻和第二时刻被拍摄的两帧图像，再从两帧图像中分别获取第一坐标集和第二坐标集，最终准确地确定出第一速度和第一方向，为后续计算第二速度和第二方向提供了准确的计算数据。
步骤302，根据第一速度和第一方向，以及物距和像距计算第二速度和第二方向。
处理器可以通过以下两种实现方式计算第二速度和第二方向。
一种实现方式是，获取被摄物体在第二时刻与镜头之间的物距d2，镜头与成像传感器之间的像距，包括：镜头在第二时刻与成像传感器之间的像距v。
根据第一速度和第一方向，以及物距和像距计算第二速度和第二方向，包括：根据如下关系式计算得到第二速度和第二方向：
Figure GDA0003301583320000051
其中，
Figure GDA0003301583320000052
表示第二速度和第二方向，
Figure GDA0003301583320000053
表示第一速度和第一方向。
另一种实现方式是，获取被摄物体在第一时刻与镜头之间的物距d1,以及在第二时刻与镜头之间的物距d2，镜头与成像传感器之间的像距，包括：镜头在第二时刻与成像传感器之间的像距v。
根据第一速度和第一方向，以及物距和像距计算第二速度和第二方向，包括：根据如下关系式计算得到第一方向与镜头所在平面之间的夹角θ：
Figure GDA0003301583320000054
根据如下关系式计算得到第二速度和第二方向：
Figure GDA0003301583320000055
其中，
Figure GDA0003301583320000056
表示第二速度和第二方向，
Figure GDA0003301583320000057
表示第一速度和第一方向。
此外，本申请实施例中还可以通过其他方式计算获得第二速度和第二方向，本申请对此不进行限制。
步骤303，将控制信号发送给OIS马达驱动模块。
处理器通过向OIS马达驱动模块发送控制信号，以使OIS马达驱动模块驱动OIS马达按照第二速度和第二方向来控制镜头移动，由于第二速度和第二方向是根据第一速度和第一方向计算得到的，因此，镜头以第二速度和第二方向移动时，能够始终对准被摄物体。
在本申请实施例提供的方案中，将带光学防抖OIS马达的摄像头模组应用于对被摄物体在运动过程中的抓拍，该抓拍过程应用于自动抓拍运动物体，通过被摄物体运动的第一速度和方向、物距和像距来确定需要镜头移动的第二速度和第二方向，然后再通过摄像头模组中的OIS马达带动镜头在水平面内两轴移动，进而追踪被摄物体，从而能够拍摄出被摄物体清晰且背景拉伸的图像。
在一个具体的实施例中，如图4所示，其示出了本申请另一个实施例提供的镜头控制方法的流程图。
步骤401，处理器设置拍照模式为运动物体抓拍模式。
当用户需要进行拍摄时，处理器先进行拍照模式的设置。例如，需要拍摄的被摄物体为运动物体时，处理器将拍照模式设置为运动抓拍模式。其中，运动抓拍模式是指拍摄运动物体的拍照模式。
进一步地，处理器可以根据用户的选择设置拍照模式为运动物体抓拍模式。例如，用户在拍照菜单中选择运动物体抓拍模式，相应地，处理器将拍照模式设置为运动抓拍模式。
另外，处理器还可以自动识别拍摄场景和被摄物体，再根据识别的结果进行自动设置。例如，处理器通过人工智能和图像识别技术识别出被摄物体是运动物体，则将拍照模式设置为运动抓拍模式。
步骤402，处理器控制镜头对被摄物体进行自动对焦。
成像传感器接收到被摄物体反射的光线，采集图像或图像数据，再将该图像或图像数据传输给处理器。处理器根据接收到的内容生成对焦指令，并将该指令发送给AF马达驱动模块。AF马达驱动模块驱动AF马达带动镜头移动，以进行对焦。由于镜头的焦距不变，进行对焦的实际是通过移动镜头改变物距和像距，因此，处理器控制镜头进行对焦后，根据对焦后被摄物体、镜头和成像传感器之间的距离获取物距和像距。
可选的，在进行对焦后，处理器根据成像传感器所生成的图像或图像数据中像素的深度值，确定被摄物体与镜头之间的物距。最终根据镜头的焦距，以及物距、像距和焦距三者之间的关系确定镜头和成像传感器之间的像距。
需要说明的是，在拍摄过程中，对被摄物体进行对焦是实时进行的。在拍摄完成前，处理器不停的控制镜头对被摄物体进行对焦，同时，处理器可以实时地获取物距和像距。
步骤403，当检测到拍摄开始事件后，处理器获取第一帧图像和第二帧图像。
所述拍摄开始事件是指用户执行拍摄操作所触发的事件。例如，用户点击了拍摄按钮，相应地，处理器检测到拍摄开始事件。处理器获取被摄物体在第一时刻被拍摄的第一帧图像和在第二时刻被拍摄的第二帧图像。第一时刻与第二时刻的时间间隔为t，例如t为30毫秒。
其中，第一帧图像和第二帧图像可以由处理器根据成像传感器发送的图像数据生成，也可以由成像传感器直接发送给处理器。
步骤404，处理器根据第一帧图像和第二帧图像，获取被摄物体的第一速度和第一方向。
处理器从第一帧图像中提取至少一个特征点，将至少一个特征点对应的至少一个坐标组成第一坐标集，在第二帧图像中提取相同位置的至少一个特征点的至少一个坐标，并组成第二坐标集。
其中，特征点可以是表征被摄物体特征的一系列点。例如，被摄物体是人时，可以提取人的面部的鼻子、眼镜和嘴作为特征点。特征点的坐标是指该特征点在其所在的一个平面内的坐标，并且该平面与镜头所在平面平行。
另外，第一坐标集和第二坐标集中的坐标一一对应，每一组对应的坐标代表一个特征点在第一时刻和第二时刻的坐标。可选的，处理器可以根据拖影边界确定被摄物体，进而提取被摄物体的特征点。具体地，处理器根据拍摄的帧图像确定拖影边界，并根据该拖影边界确定被摄物体的特征点的过程可以参考现有过程，本实施例对此不详细叙述。
处理器根据第一坐标集和第二坐标集，以及时间间隔t确定被摄物体的第一速度和第一方向。处理器根据第一坐标集和第二坐标集确定每一个特征点的位移距离和位移方向，再结合时间间隔t计算出第一速度和第一方向。
示例性地，选取的特征点的个数为n，n为大于等于1的整数。
第一坐标点集为[(x1,y1),(x2,y2),···,(xn,yn)]，
第二坐标点集为[(x′1,y′1),(x′2,y′2),···,(x′n,y′n)]，
其中，(xn,yn)表示第n个特征点在第一帧图像中的坐标，(x′n,y′n)表示该特征点在第二帧图像中的坐标。
根据关系式
xd＝[(x1-x′1)+(x2-x′2)+···+(xn-x′n)]/n，
yd＝[(y1-y′1)+(y2-y′2)+···+(yn-y′n)]/n，
计算得到[xd,yd]
其中，xd和yd的绝对值表示被摄物体的位移，而正负号表示被摄物体的运动方向即第一方向；再将[xd,yd]除以时间间隔t，最终得到
Figure GDA0003301583320000071
即第一速度和第一方向，如下关系式所示：
Figure GDA0003301583320000072
V1x表示
Figure GDA0003301583320000073
在X轴上的分量，V1y表示
Figure GDA0003301583320000074
在Y轴上的分量。
其中，第一速度为被摄物体运动时的速度，第一方向为被摄物体按照第一速度在运动时的运动方向。
步骤405，处理器确定第二速度和第二方向，所述第二速度为镜头跟随被摄物体需要移动的速度，第二方向为镜头以第二速度移动的方向。
处理器根据第一速度和第二速度，以及获取的物距和像距，计算第二速度和第二方向。其中，物距和像距是处理器在实时对焦的过程中实时获取的。
在一种可能的实施方式中，被摄物体与镜头之间的距离在拍摄过程中未发生变化。此时，获取的物距为被摄物体在第二时刻与镜头之间的物距d2，而获取的像距为镜头在第二时刻与成像传感器之间的像距v。
处理器根据如下关系式计算得到第二速度和第二方向：
Figure GDA0003301583320000075
其中，
Figure GDA0003301583320000081
表示第二速度和第二方向，
Figure GDA0003301583320000082
表示第一速度和第一方向。
在另一种可能的实施方式中，被摄物体与镜头之间的距离在发生变化的情况下。
示例性地，如图5所示，被摄物体209与镜头201之间的距离在拍摄过程中发生变化。第一方向与镜头201所在平面之间的夹角为θ。因为，被摄物体209在以角度θ远离或者接近镜头201，所以，处理器需要对
Figure GDA0003301583320000083
进行修正。
此时，获取的物距包括：被摄物体209在第一时刻与镜头201之间的物距d1,以及在第二时刻与镜头201之间的物距d2，而获取的像距为镜头201在第二时刻与成像传感器203之间的像距v。
处理器根据如下关系式先计算角度θ：
Figure GDA0003301583320000084
Figure GDA0003301583320000085
再根据如下关系式计算得到第二速度和第二方向：
Figure GDA0003301583320000086
其中，
Figure GDA0003301583320000087
表示第二速度和第二方向，
Figure GDA0003301583320000088
表示第一速度和第一方向。
当
Figure GDA0003301583320000089
通过在X轴和Y轴上的分量表示时，
Figure GDA00033015833200000810
也通过在X轴和Y轴上的分量表示，如下关系式所示：
Figure GDA00033015833200000811
其中，V2x表示
Figure GDA00033015833200000812
在X轴上的分量，V2y表示
Figure GDA00033015833200000813
在Y轴上的分量。
本实施例中，在计算过程中根据角度对第一速度和第一方向进行了修正，能够针对被摄物体远离或接近镜头的情况，计算出适用于被摄物体远离或靠近镜头这一情况的第二速度和第二方向，进而拍摄出更清晰和逼真的图像。
步骤406，处理器将第二速度和第二方向发送给OIS马达驱动模块。
处理器向OIS马达驱动模块发送控制信号。该控制信号用于指示OIS马达驱动模块驱动OIS马达。该控制信号包括第二速度和第二方向，以使得OIS马达驱动模块驱动OIS马达按照第二速度和第二方向来控制镜头移动。
步骤407，成像传感器进行成像，完成拍摄。
OIS马达驱动模块驱动OIS马达按照第二速度和第二方向来控制镜头移动，使得镜头能够跟随被摄物体移动。此时，成像传感器进行成像，完成对被摄物体的拍摄。由于，在拍摄时镜头是跟随被摄物体移动的，因此，能够拍摄出清晰完整的被摄物体，得到被摄物体清晰，而背景模糊的图像。
在本申请实施例提供的方案中，将带OIS马达的摄像头模组应用于对被摄物体在运动过程中的抓拍，该抓拍过程应用于自动抓拍运动物体，通过被摄物体运动的第一速度和方向、物距和像距来确定需要镜头移动的第二速度和第二方向，然后再通过摄像头模组中的OIS马达带动镜头在水平面内以第二速度和第二方向移动，进而追踪被摄物体，从而能够拍摄出清晰逼真的图像，由于使用的是普遍商用的OIS马达，不需要增加任何物料成本，性能可靠，可实现性强。
此外，在不增加硬件成本的条件下，还可以根据用户的喜好拓展OIS马达的摄像头模组的功能，例如增加更多的拍摄选择模式，从而增强用户的拍摄乐趣和拍照体验。
参见图6，为本申请一实施例提供的一种镜头控制装置的结构示意图，该镜头控制装置600包括：获取单元601、处理单元602和发送单元603，此外，还可以包括其它功能模块或单元，用于执行上述实施例所述的镜头控制方法。
可选的，本实施例所述的镜头控制装置600可以是前述实施例中的处理器或者处理单元，还可以配置在前述方法实施例中的处理器中。
具体地，获取单元601，用于获取被摄物体在运动过程中的第一速度和第一方向，以及所述被摄物体与所述镜头之间的物距，所述镜头与所述成像传感器之间的像距。
处理单元602，用于根据所述第一速度和第一方向，以及所述物距和像距计算第二速度和第二方向。
发送单元603，用于将控制信号发送给OIS马达驱动模块，以使所述OIS马达驱动模块驱动所述OIS马达按照所述第二速度和第二方向来控制所述镜头移动。
可选的，所述发送单元603可以集成在处理单元602中，使得处理单元602具备发送单元603的功能；或者，将所述处理单元602和发送单元603集成于一个驱动单元中，本实施例对此不予限制。
本申请实施例提供的装置，将带OIS马达的摄像头模组应用于对被摄物体在运动过程中的抓拍，该抓拍过程应用于自动抓拍运动物体，通过被摄物体运动的第一速度和方向、物距和像距来确定需要镜头移动的第二速度和第二方向，然后再通过摄像头模组中的OIS马达带动镜头在水平面内以第二速度和第二方向移动，进而追踪被摄物体，从而能够拍摄出被摄物体清晰且背景拉伸的图像。
可选的，在本实施例的一种具体的实现方式中，获取单元601，具体用于：获取被摄物体在第一时刻被拍摄的第一帧图像和在第二时刻被拍摄的第二帧图像，所述第一时刻与所述第二时刻的时间间隔为t；从所述第一帧图像中提取至少一个特征点，将所述至少一个特征点对应的至少一个坐标组成第一坐标集；在所述第二帧图像中提取相同位置的至少一个特征点的至少一个坐标，并组成第二坐标集；根据所述第一坐标集和所述第二坐标集，以及所述时间间隔t确定所述被摄物体的第一速度和第一方向。
可选的，在本实施例的一种具体的实现方式中，在被摄物体在所述第二时刻与所述镜头之间的物距d2，所述镜头在所述第二时刻与所述成像传感器之间的像距v的情况下：
处理单元602，具体用于根据如下关系式计算得到所述第二速度和第二方向；
Figure GDA0003301583320000091
其中，
Figure GDA0003301583320000092
表示所述第二速度和第二方向，
Figure GDA0003301583320000093
表示所述第一速度和第一方向。
可选的，在本实施例的一种具体的实现方式中，在所述被摄物体在所述第一时刻与所述镜头之间的物距d1,以及在所述第二时刻与所述镜头之间的物距d2，所述镜头在所述第二时刻与所述成像传感器之间的像距v的情况下，处理单元602，具体用于：
根据如下关系式计算得到所述第一方向与所述镜头所在平面之间的夹角θ；
Figure GDA0003301583320000101
根据如下关系式计算得到所述第二速度和第二方向；
Figure GDA0003301583320000102
其中，
Figure GDA0003301583320000103
表示所述第二速度和第二方向，
Figure GDA0003301583320000104
表示所述第一速度和第一方向。
可选的，在本实施例的一种具体的实现方式中，所述获取单元601，具体用于控制所述镜头对所述被摄物体进行自动对焦；获取进行对焦后的所述被摄物体与所述镜头之间的物距，以及进行对焦后的所述镜头与所述成像传感器之间的像距。
此外，获取单元601、处理单元602和发送单元603还用于执行上述图4所示的方法实施例的各个步骤。
可以理解的是，镜头控制装置为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件单元。结合本申请中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请实施例能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。
本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同的方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请实施例的技术方案的范围。
在具体的硬件实现中，如图7所示，本申请还提供了一种终端，该终端700可以是前述方法实施例中的带OIS马达的摄像头模组，或者是带有OIS马达的摄像头模组的设备。
具体地，终端700包括：收发器701、处理器702和存储器703，该终端还可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，本申请对此不进行限定。
其中，收发器701用于信息或数据的接收和发送，并与网络中的其他设备进行数据传输。进一步地，收发器701可以包括收发模块，所述收发模块可以包括无线局域网(wireless local area network，WLAN)模块、蓝牙模块、基带(base band)模块等通信模块，以及所述通信模块对应的射频(radio frequency，RF)电路，用于进行无线局域网络通信、蓝牙通信、红外线通信及/或蜂窝式通信系统通信，例如宽带码分多重接入(widebandcode division multiple access，WCDMA)及/或高速下行封包存取(high speed downlinkpacket access，HSDPA)。所述收发模块用于控制网络设备中的各组件的通信，并且可以支持直接内存存取(direct memory access)。
处理器702为终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器703内的软件程序和/或单元，以及调用存储在存储器703内的数据，以执行终端的各种功能和各种功能和/或处理数据。
进一步地，处理器702可以由集成电路(Integrated Circuit，IC)组成，例如可以由单颗封装的IC所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装IC而组成。举例来说，处理器可以仅包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，也可以是GPU、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、图片处理器、及收发器中的控制芯片(例如基带芯片)的组合。
存储器703可以包括易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取内存(Random Access Memory，RAM)；还可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如快闪存储器(flash memory)，硬盘(Hard Sisk Drive，HDD)或固态硬盘(Solid-StateDrive，SSD)；存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。所述存储器中可以存储有程序或代码，处理器702通过执行所述程序或代码可以实现所述网络设备的功能。
在本实施例中，收发器701所要实现的功能可以由前述各个装置实施例中的获取模块/接收模块和发送模块来实现，或者由处理器702控制的收发器701实现；各个处理模块所要实现的功能则可以由处理器702实现。
此外，本申请还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本申请提供的镜头控制方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体ROM或随机存储记忆体RAM等。
在上述实施例中，可以全部或部分通过软件、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。在计算机加载和执行所述计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请上述各个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、计算机网络或者其他可编程装置。
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络节点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个站点、计算机或服务器进行传输。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个。另外，为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (12)

1.一种镜头控制方法，其特征在于，所述方法应用于带光学防抖OIS马达的摄像头模组，所述模组中包括：可移动的镜头，带动所述镜头移动的OIS马达，OIS马达驱动模块和用于获取被摄物体图像的成像传感器，所述方法包括：
获取被摄物体在运动过程中的第一速度和第一方向，以及所述被摄物体与所述镜头之间的物距，所述镜头与所述成像传感器之间的像距；所述第一速度和所述第一方向是根据被摄物体在第一时刻被拍摄的第一帧图像和在第二时刻被拍摄的第二帧图像确定的，其中，所述第一时刻与所述第二时刻的时间间隔为t；
根据所述第一速度和第一方向，以及所述物距和像距计算第二速度和第二方向；
将控制信号发送给OIS马达驱动模块，以使所述OIS马达驱动模块驱动所述OIS马达按照所述第二速度和第二方向来控制所述镜头移动；
其中，所述第二速度为第一比值与所述第一速度之积或第一比值、第一夹角的余弦值与所述第一速度之积，所述第一比值为像距d2与第一距离的比值，所述第一距离为所述像距d2与物距v之和，所述像距d2为所述被摄物体在所述第二时刻与所述镜头之间的距离，所述像距v为所述镜头在所述第二时刻与所述成像传感器之间的距离，所述第一夹角为所述第一方向与所述镜头所在平面之间的夹角。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取被摄物体在运动过程中的第一速度和第一方向，包括：
获取被摄物体在第一时刻被拍摄的第一帧图像和在第二时刻被拍摄的第二帧图像，所述第一时刻与所述第二时刻的时间间隔为t；
从所述第一帧图像中提取至少一个特征点，将所述至少一个特征点对应的至少一个坐标组成第一坐标集；在所述第二帧图像中提取相同位置的至少一个特征点的至少一个坐标，并组成第二坐标集；
根据所述第一坐标集和所述第二坐标集，以及所述时间间隔t确定所述被摄物体的第一速度和第一方向。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述被摄物体与所述镜头之间的物距，包括：所述被摄物体在所述第二时刻与所述镜头之间的物距d2，所述镜头与所述成像传感器之间的像距，包括：所述镜头在所述第二时刻与所述成像传感器之间的像距v；
所述根据所述第一速度和第一方向，以及所述物距和像距计算第二速度和第二方向，包括：
根据如下关系式计算得到所述第二速度和第二方向；
Figure FDA0003301583310000011
其中，
Figure FDA0003301583310000012
表示所述第二速度和第二方向，
Figure FDA0003301583310000013
表示所述第一速度和第一方向。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述被摄物体与所述镜头之间的物距，包括：所述被摄物体在所述第一时刻与所述镜头之间的物距d1,以及在所述第二时刻与所述镜头之间的物距d2，所述镜头与所述成像传感器之间的像距，包括：所述镜头在所述第二时刻与所述成像传感器之间的像距v；
所述根据所述第一速度和第一方向，以及所述物距和像距计算第二速度和第二方向，包括：
根据如下关系式计算得到所述第一方向与所述镜头所在平面之间的夹角θ；
Figure FDA0003301583310000021
根据如下关系式计算得到所述第二速度和第二方向；
Figure FDA0003301583310000022
其中，
Figure FDA0003301583310000023
表示所述第二速度和第二方向，
Figure FDA0003301583310000024
表示所述第一速度和第一方向。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述获取被摄物体与所述镜头之间的物距，所述镜头与所述成像传感器之间的像距，包括：
控制所述镜头对所述被摄物体进行自动对焦；
获取进行对焦后的所述被摄物体与所述镜头之间的物距，以及进行对焦后的所述镜头与所述成像传感器之间的像距。
6.一种镜头控制装置，其特征在于，所述装置应用于带光学防抖OIS马达的摄像头模组，所述模组中包括：可移动的镜头，带动所述镜头移动的OIS马达，OIS马达驱动模块，用于获取被摄物体图像的成像传感器，所述装置包括：
获取单元，用于获取被摄物体在运动过程中的第一速度和第一方向，以及所述被摄物体与所述镜头之间的物距，所述镜头与所述成像传感器之间的像距；所述第一速度和所述第一方向是根据被摄物体在第一时刻被拍摄的第一帧图像和在第二时刻被拍摄的第二帧图像确定的，其中，所述第一时刻与所述第二时刻的时间间隔为t；
处理单元，用于根据所述第一速度和第一方向，以及所述物距和像距计算第二速度和第二方向；
发送单元，用于将控制信号发送给OIS马达驱动模块，以使所述OIS马达驱动模块驱动所述OIS马达按照所述第二速度和第二方向来控制所述镜头移动；
其中，所述第二速度为第一比值与所述第一速度之积或第一比值、第一夹角的余弦值与所述第一速度之积，所述第一比值为像距d2与第一距离的比值，所述第一距离为所述像距d2与物距v之和，所述像距d2为所述被摄物体在第二时刻与所述镜头之间的距离，所述像距v为所述镜头在所述第二时刻与所述成像传感器之间的距离，所述第一夹角为所述第一方向与所述镜头所在平面之间的夹角。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取单元，具体用于：
获取被摄物体在第一时刻被拍摄的第一帧图像和在第二时刻被拍摄的第二帧图像，所述第一时刻与所述第二时刻的时间间隔为t；
从所述第一帧图像中提取至少一个特征点，将所述至少一个特征点对应的至少一个坐标组成第一坐标集；在所述第二帧图像中提取相同位置的至少一个特征点的至少一个坐标，并组成第二坐标集；
根据所述第一坐标集和所述第二坐标集，以及所述时间间隔t确定所述被摄物体的第一速度和第一方向。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述被摄物体与所述镜头之间的物距，包括：所述被摄物体在所述第二时刻与所述镜头之间的物距d2，所述镜头与所述成像传感器之间的像距，包括：所述镜头在所述第二时刻与所述成像传感器之间的像距v；
所述处理单元，具体用于：
根据如下关系式计算得到所述第二速度和第二方向；
Figure FDA0003301583310000031
其中，
Figure FDA0003301583310000032
表示所述第二速度和第二方向，
Figure FDA0003301583310000033
表示所述第一速度和第一方向。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述被摄物体与所述镜头之间的物距，包括：所述被摄物体在所述第一时刻与所述镜头之间的物距d1,以及在所述第二时刻与所述镜头之间的物距d2，所述镜头与所述成像传感器之间的像距，包括：所述镜头在所述第二时刻与所述成像传感器之间的像距v；
所述处理单元，具体用于：
根据如下关系式计算得到所述第一方向与所述镜头所在平面之间的夹角θ；
Figure FDA0003301583310000034
根据如下关系式计算得到所述第二速度和第二方向；
Figure FDA0003301583310000035
其中，
Figure FDA0003301583310000036
表示所述第二速度和第二方向，
Figure FDA0003301583310000037
表示所述第一速度和第一方向。
10.根据权利要求6-9任一项所述的装置，其特征在于，
所述获取单元，具体用于控制所述镜头对所述被摄物体进行自动对焦；获取进行对焦后的所述被摄物体与所述镜头之间的物距，以及进行对焦后的所述镜头与所述成像传感器之间的像距。
11.一种终端，其特征在于，所述终端包括：带光学防抖OIS马达的摄像头模组和处理器，所述模组中包括：可移动的镜头，带动所述镜头移动的OIS马达，OIS马达驱动模块和成像传感器；
所述处理器，用于实现如权利要求1至5任一项所述的镜头控制方法，并输出控制信号给所述模组；
所述模组，用于接收来自所述处理器的控制信号，将所述控制信号发送给OIS马达驱动模块，以使所述OIS马达驱动模块驱动所述OIS马达按照第二速度和第二方向来控制所述镜头移动。
12.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至5任一项所述的方法。
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