CN111147741B - 基于对焦处理的防抖方法和装置、电子设备、存储介质 - Google Patents

基于对焦处理的防抖方法和装置、电子设备、存储介质 Download PDF

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CN111147741B CN201911382941.5A CN201911382941A CN111147741B CN 111147741 B CN111147741 B CN 111147741B CN 201911382941 A CN201911382941 A CN 201911382941A CN 111147741 B CN111147741 B CN 111147741B
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    • H04N23/685—Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation
    • H04N23/687—Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation by shifting the lens or sensor position

Abstract

本申请涉及一种基于对焦处理的防抖方法、装置、电子设备，所述方法包括：获取拍摄指令，根据所述拍摄指令控制摄像头模组采集成像画面；对成像画面中的对焦物体进行对焦，获取所述对焦物体的深度信息，根据所述深度信息确定所述对焦物体的目标焦距；获取所述摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，根据所述目标焦距和所述镜头位移量计算抖动补偿位移量；根据所述抖动补偿位移量对所述摄像头模组进行防抖补偿处理。采用本方法能够有效提高防抖处理的准确性，从而有效改善图像的清晰度。

Description

基于对焦处理的防抖方法和装置、电子设备、存储介质
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种基于对焦处理的防抖方法和装置、电子设备。
背景技术
随着摄影技术的快速发展，针对拍摄过程中的防抖技术也越来越成熟。在使用摄像头进行拍摄的过程中，存在因摄像头抖动而导致拍摄的图像模糊、不清晰的问题。传统的方式中，通常是对同一平面的对焦画面进行防抖处理，而在拍摄的过程中拍摄物体通常会移动，对焦物体的景深也会不同，成像得到的图像存在模糊或不清晰的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种基于对焦处理的防抖方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质，可以有效提高防抖处理的准确性，从而有效改善图像的采集清晰度。
一种基于对焦处理的防抖方法，其特征在于，包括：
获取拍摄指令，根据所述拍摄指令控制摄像头模组采集成像画面；
对成像画面中的对焦物体进行对焦，获取所述对焦物体的深度信息，根据所述深度信息确定所述对焦物体的目标焦距；
获取所述摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，根据所述目标焦距和所述镜头位移量计算抖动补偿位移量；
根据所述抖动补偿位移量对所述摄像头模组进行防抖补偿处理。
一种基于对焦处理的防抖装置，包括：
成像采集模块，用于获取拍摄指令，根据所述拍摄指令控制摄像头模组采集成像画面；
对焦处理模块，用于对成像画面中的对焦物体进行对焦，获取所述对焦物体的深度信息，根据所述深度信息确定所述对焦物体的目标焦距；
防抖补偿模块，用于获取所述摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，根据所述目标焦距和所述镜头位移量计算抖动补偿位移量；
防抖处理模块，用于根据所述抖动补偿位移量对所述摄像头模组进行防抖补偿处理。
一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
获取拍摄指令，根据所述拍摄指令控制摄像头模组采集成像画面；
对成像画面中的对焦物体进行对焦，获取所述对焦物体的深度信息，根据所述深度信息确定所述对焦物体的目标焦距；
获取所述摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，根据所述目标焦距和所述镜头位移量计算抖动补偿位移量；
根据所述抖动补偿位移量对所述摄像头模组进行防抖补偿处理。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：
获取拍摄指令，根据所述拍摄指令控制摄像头模组采集成像画面；
对成像画面中的对焦物体进行对焦，获取所述对焦物体的深度信息，根据所述深度信息确定所述对焦物体的目标焦距；
获取所述摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，根据所述目标焦距和所述镜头位移量计算抖动补偿位移量；
根据所述抖动补偿位移量对所述摄像头模组进行防抖补偿处理。
上述基于对焦处理的防抖方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质，电子设备获取拍摄指令后，控制摄像头模组采集成像画面，进而对成像画面中的对焦物体进行对焦，通过获取对焦物体的深度信息从而能够准确地确定对焦物体的目标焦距。电子设备获取摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，根据目标焦距和镜头位移量计算抖动补偿位移量，由此能够准确有效地计算出在对不同距离的对焦物体进行对焦时的防抖补偿数据，电子设备进而根据抖动补偿位移量对摄像头模组进行防抖补偿处理。通过实时获取当前对焦物体的当前目标焦距，并实时计算出抖动补偿位移量，由此在拍摄的过程中对不同距离的物体进行对焦时，能够有效提高防抖处理的准确度，从而有效改善图像的采集清晰度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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他的附图。
图1为一个实施例中基于对焦处理的防抖方法的应用环境图；
图2为一个实施例中基于对焦处理的防抖方法的流程图；
图3为一个实施例中计算抖动补偿位移量步骤的流程图；
图4为一个实施例中对目标对焦物体进行对焦的示意图；
图5为一个实施例中防抖投影变换处理步骤的流程图；
图6为一个实施例中重投影变换示意图；
图7为一个实施例中基于对焦处理的防抖装置的结构框图；
图8为一个实施例中电子设备的内部结构示意图；
图9为一个实施例中图像处理电路的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
图1为一个实施例中基于对焦处理的防抖方法的应用环境示意图。如图1所示，电子设备100。其中，电子设备100包含有摄像头模组110。具体地，电子设备100可以接收拍摄指令，控制摄像头模组110采集成像画面，进而对成像画面中的对焦物体进行对焦，通过获取对焦物体的深度信息从而能够准确地确定对焦物体的目标焦距。电子设备100获取摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，根据目标焦距和镜头位移量计算抖动补偿位移量，由此能够准确有效地计算出在对不同距离的对焦物体进行对焦时的防抖补偿数据，电子设备100进而根据抖动补偿位移量对摄像头模组110进行防抖补偿处理。电子设备100可以但不限于是各种手机、平板电脑或者个人数字助理或穿戴式设备等。
图2为一个实施例中基于对焦处理的防抖方法的流程图。本实施例中的基于对焦处理的防抖方法，以运行于图1中的电子设备上为例进行描述。如图2所示，基于对焦处理的防抖方法包括步骤202至步骤208。
步骤202，获取拍摄指令，根据拍摄指令控制摄像头模组采集成像画面。
其中，成像画面是指通过信号处理和成像系统等光学系统将影像聚焦在成像元件上并存储到存储介质当中的成像画面。电子设备中包括摄像头模组，摄像头模组包括镜头、马达、红外滤光片、图像传感器、陀螺仪、数字信号处理芯片等组件。
用户可以通过电子设备发起拍摄指令，例如，用户可以通过按键、触摸或者语音命令等形式发起拍摄指令。拍摄指令可以是视频录制请求等。电子设备则接收用户触发的拍摄指令，进而根据拍摄指令控制摄像头模组采集成像画面。摄像头根据拍摄指令持续采集成像画面，进而根据成像画面采集连续的多帧图像。
步骤204，对成像画面中的对焦物体进行对焦，获取对焦物体的深度信息，根据深度信息确定对焦物体的目标焦距。
具体地，深度信息可以为成像画面中对焦物体的景深。景深是指在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围。光圈、镜头、及焦平面到拍摄物的距离是影响景深的重要因素。
在聚焦完成后，焦点前后的范围内所呈现的清晰图像的距离，即在镜头前方(焦点的前、后)有一段一定长度的空间，当被摄物体位于这段空间内时，其在底片上的成像恰位于同一个弥散圆之间，被摄体所在的这段空间的长度即为景深。
电子设备控制设摄像头模组采集成像画面时，控制对焦镜头对采集范围内不同距离的目标对焦物体进行对焦。其中，马达驱动摄像头模组进行移动，从而改变镜头的焦距。
电子设备对成像画面中的对焦物体进行对焦后，获取对焦物体的深度信息，根据深度信息确定对焦物体的目标焦距。具体地，电子设备中还可以预先配置有目标对焦曲线，目标对焦曲线用于利用景深信息确定对焦焦距。电子设备则可以根据深度信息在目标对焦曲线中查询对应的对焦信息，从而确定出对焦物体的目标焦距。
步骤206，获取摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，根据目标焦距和镜头位移量计算抖动补偿位移量。
具体地，镜头位移量是指镜头在对焦过程中的移动数据，对镜头产生抖动进行补偿的数据表示为抖动补偿数据，例如，抖动补偿数据具体可以是对镜头补偿的偏移量，当镜头发生抖动的时候，镜头会向某个方向上偏移一定的距离，抖动补偿数据则可以表示为镜头往抖动的反方向补偿的距离。抖动补偿位移量是指由于对焦物体的移动导致对焦距离发生变化后，需要根据变化的对焦距离进行位移补偿的抖动补偿数据。
电子设备在对某目标景深的对焦物体进行对焦时，由于马达驱动镜头或者摄像头模组进行移动，对于实际对焦物体的对焦焦距也随之发生了变化。此时，电子设备通过获取摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，根据目标焦距和镜头位移量计算抖动补偿位移量。
步骤208，根据抖动补偿位移量对摄像头模组进行防抖补偿处理。
电子设备在拍摄视频的过程中，可以对摄像头进行光学防抖处理。例如，镜头可以采集拍摄场景中的光线，通过图像传感器将镜头采集的光线转换为图像。陀螺仪可以侦测镜头的抖动，当镜头产生抖动的时候，根据采集的角速度数据计算对应于各个驱动方向的抖动补偿数据，就可以将采集的数据发送给主控芯片计算镜头产生的位移量，然后根据计算得到的位移量控制马达带动镜头进行移动。
进一步地，电子设备根据目标焦距和镜头位移量计算抖动补偿位移量后，进而根据抖动补偿位移量控制摄像头模组进行防抖补偿处理。具体地，电子设备还可以实时获取对焦物体的深度信息从而实时提取当前的目标焦距，通过根据镜头位移量和目标焦距计算抖动补偿位移量，从而对抖动产生的误差进行补偿，以避免因镜头的抖动导致图像模糊，使得防抖结果更加精确，由此能够有效提高防抖处理的准确度。
传统的电子防抖算法在做投影变换计算时，通常将对焦的近处和远处确定在同一平面上，因此将相机焦距认为是固定的。而实际在对不同景深的目标对焦时，相机的焦距也会随之发生变化，传统的对焦处理方式在防抖调节时导致处理结果不准确。本实施例中通过实时计算对焦不同景深时的相机焦距，根据实时变化的焦距计算抖动补偿位移量，从而使得防抖变换的结果更加准确。
本实施例中的基于对焦处理的防抖方法，电子设备获取拍摄指令后，控制摄像头模组采集成像画面，进而对成像画面中的对焦物体进行对焦，通过获取对焦物体的深度信息从而能够准确地确定对焦物体的目标焦距。电子设备获取摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，根据目标焦距和镜头位移量计算抖动补偿位移量，由此能够准确有效地计算出在对不同距离的对焦物体进行对焦时的防抖补偿数据，电子设备进而根据抖动补偿位移量对摄像头模组进行防抖补偿处理。通过实时获取当前对焦物体的当前目标焦距，并实时计算出抖动补偿位移量，由此在拍摄的过程中对不同距离的物体进行对焦时，能够有效提高防抖处理的准确度，从而有效改善图像的清晰度。
在一个实施例中，获取对焦物体的深度信息，根据深度信息计算对焦物体的目标焦距，包括：获取成像画面中的对焦物体的深度信息；获取标定对焦曲线，根据深度信息在标定对焦曲线查询对焦物体的目标焦距。
其中，标定对焦曲线可以为景深信息与焦距之间的关系曲线，标定对焦曲线可以为预先根据摄像头信息配置的。
电子设备获取拍摄指令后，控制摄像头模组采集成像画面，进而对成像画面中的对焦物体进行对焦，电子设备则获取对焦过程中对焦物体的深度信息。电子设备进而获取获取标定对焦曲线，进而根据深度信息在标定对焦曲线中查询并匹配相对应的焦距信息，并将相匹配的焦距信息确定为对焦物体的目标焦距。由此能够获取较为准确的对焦物体当前的焦距信息。
在一个实施例中，计算对焦物体的目标焦距，包括：获取摄像头模组在对焦过程中的对焦位置信息，根据对焦位置信息查询对焦物体的目标焦距。
其中，摄像头模组在进行对焦的过程中会进行移动等操作，如镜头在对焦时会根据对焦物体的变化距离进行移动对焦。摄像头模组在对焦过程中的对焦位置信息可以为镜头在对焦过程中的位置变化信息，对焦位置信息可以为记录摄像头模组在对焦时沿着光轴的位移量。例如，相机在对焦时，有马达驱动镜头移动，可以直接利用摄像头模组等电机的位置信息获取相机真实的相机焦距。
电子设备获取拍摄指令后，控制摄像头模组采集成像画面，进而对成像画面中的对焦物体进行对焦，电子设备则可以获取摄像头模组在对焦过程中的对焦位置信息。例如，电子设备可以通过驱动摄像头模组等电机的反馈信息，通过记录镜头沿着光轴方向的移动距离，将移动距离确定为对焦位置信息。在另一个实施例中，电子设备还可以通过在摄像头模组增加设置沿着光轴方向的霍尔传感器，通过霍尔传感器输出镜头移动数据，由此将霍尔传感器输出的镜头移动数据确定为对焦位置信息。电子设备进而根据对焦位置信息查询对焦物体的目标焦距，并将摄像头模组的对焦位置信息确定为对焦物体的目标焦距。由此能够直接获取到摄像头模组对应的较为准确的对焦物体当前的焦距信息。
在另一个实施例中，电子设备在对成像画面中的对焦物体进行对焦时，可以首先获取摄像头模组在对焦过程中的对焦位置信息，若摄像头模组的对焦位置信息明确时，则可以直接根据对焦位置信息查询对焦物体的目标焦距。当摄像头模组的对焦位置信息不明确时，电子设备则可以获取成像画面中的对焦物体的深度信息，进而获取标定对焦曲线，根据深度信息在标定对焦曲线查询对焦物体的目标焦距。由此能够保证准确有效地获取对焦物体当前的焦距信息。
在一个实施例中，如图3所示，根据目标焦距和镜头位移量计算抖动补偿位移量的步骤，具体包括以下内容：
步骤302，获取陀螺仪输出的抖动角度参数。
步骤304，获取摄像头在对焦过程中的镜头移动数据，根据镜头移动数据计算摄像头的位移量。
步骤306，根据目标焦距和抖动角度参数以及镜头位移量计算抖动补偿位移量。
具体地，陀螺仪是一种高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的角运动检测装置，可以包括压电陀螺仪、机械陀螺仪、光纤陀螺仪、激光陀螺仪等，不限于此。陀螺仪可以检测镜头在一个或多个方向上的角速度，从而根据检测得到角速度判断镜头的抖动情况。
电子设备获取拍摄指令后，控制摄像头模组采集成像画面，进而对成像画面中的对焦物体进行对焦，通过获取对焦物体的深度信息从而能够准确地确定对焦物体当前的目标焦距。
电子设备获取摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，以及获取陀螺仪在拍摄过程中输出的抖动角度参数，在拍摄的过程中，电子设备中的陀螺仪可以感知电子设备的姿态变化，从而可以输出陀螺仪的抖动角度参数。
电子设备同时还可以获取摄像头在对焦过程中的镜头移动数据，根据镜头移动数据计算摄像头的位移量。电子设备进而可以根据目标焦距和镜头位移量实时计算得到抖动补偿位移量，由此能够准确有效地计算出在对不同距离的对焦物体进行对焦时的抖动补偿数据。
例如，计算抖动补偿位移量的函数可以表示为：X′＝(f+Z)sinθ。
如图4所示，为摄像头模组在对某景深的目标对焦物体进行对焦的示意图。由于马达驱动镜头或者摄像头模组进行移动，实际的焦距发生了变化，由原来的f变化为f+Z。其中，X′为当前的抖动补偿位移量，f为相机焦距，Z可以为摄像头在对焦过程中的镜头移动距离，f+Z则为当前实际的目标焦距，θ为陀螺仪输出的当前的抖动角度参数。
电子设备进而根据抖动补偿位移量对摄像头模组进行防抖补偿处理。通过实时获取当前对焦物体的当前目标焦距，并实时计算出抖动补偿位移量，由此在拍摄的过程中对不同距离的物体进行对焦时，能够有效提高防抖处理的准确度，从而有效改善了图像的清晰度。
在一个实施例中，如图5所示，该方法还包括防抖投影变换处理的步骤，该步骤具体包括以下内容：
步骤502，获取防抖补偿处理的成像画面，获取成像画面的坐标系矩阵。
步骤504，根据目标焦距将坐标系矩阵重投影至对应的相机姿态，根据相机姿态计算相机内参。
步骤506，根据抖动补偿位移量对摄像头进行防抖补偿处理，并根据相机内参进行防抖投影变换处理。
其中，镜头对不同景深的目标对焦物体进行对焦时相机焦距会发生变化。相机焦距是相机内参中重要参数之一。坐标系矩阵主要用于估计图像或者视频摄像机的透镜和图像传感器的相关参数。相机矩阵分解为两个矩阵的乘积：内参矩阵和外参矩阵。使用这些参数可以纠正透镜畸变，度量真实世界中物体的大小，或者相机在一个场景中的定位。
电子设备获取拍摄指令后，控制摄像头模组采集成像画面，进而对成像画面中的对焦物体进行对焦，通过获取对焦物体的深度信息从而能够准确地确定对焦物体的目标焦距。电子设备获取摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，根据目标焦距和镜头位移量计算抖动补偿位移量，由此能够准确有效地计算出在对不同距离的对焦物体进行对焦时的防抖补偿数据，电子设备进而根据抖动补偿位移量对摄像头模组进行防抖补偿处理。
电子设备在拍摄的过程中，根据抖动补偿位移量对摄像头模组进行防抖补偿处理，电子设备同时还可以对采集的成像画面进行电子防抖处理。具体地，在防抖过程中需要对画面进行重投影，获取防抖补偿处理的成像画面，获取成像画面的坐标系矩阵，根据目标焦距将坐标系矩阵重投影至对应的相机姿态，进而根据相机姿态计算相机内参。电子设备则根据抖动补偿位移量对摄像头进行防抖补偿处理，并根据相机内参进行防抖投影变换处理。
例如，重投影的过程表达式可以为：
Figure BDA0002342724590000111
三维空间中的点(X,Y,Z)投影到平面上一个点(u,v)过程如下公式所示：
Figure BDA0002342724590000112
如图6所示，为重投影变换示意图，用(P,Y,R)表示相机姿态信息，其中第一个矩阵表示相机内参K，第二个矩阵表示投影平面相对于世界坐标系的旋转矩阵R。以上公式对应到相机成像过程，可变形为：Xi＝KR(t(i,yi))X。
由于CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)逐行成像，每行成像时间不一样。其中R(t(i,yi))表示第i个图像第yi行成像时的相机旋转矩阵。旋转矩阵表示一个相机姿态，对应了一个成像平面。
其中，u和v表示原始图像中的某个像素点(u',v')投影到投影平面后的坐标(u,v)，Z′c表示在投影平面坐标系下的物距，R和T为相机在世界坐标系下的旋转矩阵和平移矩阵，表征了相机的姿态，Zc为三维空间点p在相机坐标系下的物距，K则表示的相机内参。投影过程相当于将当前画面重投影到相机姿态为R′和T′的姿态，并根据此姿态计算出对应的Zc′。这种投影过程能够优化拍摄过程中的相机内参矩阵的参数精确度。则一段视频时间内相机姿态变化可形成一个相机姿态路径。对抖动视频的实际相机姿态路径进行平滑处理，得到虚拟的平滑相机姿态路径。通过将每一帧图像从其实际相机姿态对应的成像平面投影变换到对应的虚拟平滑相机姿态对应的成像平面，从而能够实现有效对成像画面进行防抖处理。
传统的电子防抖算法在做投影变换计算时，将相机焦距认为是固定的。本实施例中通过计算对焦不同景深时的相机焦距，在防抖变换时更新相机内参，使得拍摄时的相机内参更加精确，从而使得防抖变换的结果更加准确。
在一个实施例中，根据目标焦距将坐标系矩阵重投影至对应的相机姿态，根据相机姿态计算相机内参，包括：获取成像画面的旋转矩阵和平移矩阵；根据目标焦距将旋转矩阵和平移矩阵重投影至对应的相机姿态；根据相机姿态计算投影坐标系下的物距，根据相机姿态和投影坐标系下的物距计算相机内参。
其中，坐标系矩阵主要用于估计图像或者视频摄像机的透镜和图像传感器的相关参数，相机矩阵包括内参矩阵和外参矩阵。旋转矩阵描述了世界坐标系的坐标轴相对于摄像机坐标轴的方向，平移矩阵描述了在摄像机坐标系下空间原点的位置。
电子设备获取防抖补偿处理的成像画面后，实时获取当前对焦物体的目标焦距。电子设备进而获取成像画面的旋转矩阵和平移矩阵，根据识别的目标焦距将旋转矩阵和平移矩阵重投影至对应的相机姿态，从而得到当前目标焦距对应的相机姿态。电子设备则根据相机姿态计算投影坐标系下的物距，根据相机姿态和投影坐标系下的物距计算相机内参，从而能够根据当前实际目标焦距准确地计算得到电子防抖投影变换时的实际相机内参。电子设备则根据抖动补偿位移量对摄像头进行防抖补偿处理，并根据相机内参进行防抖投影变换处理。通过根据摄像头模组对焦时的当前实际目标焦距计算光学防抖的镜头抖动补偿位移量，并计算电子防抖投影变换时的实际相机内参，由此能够有效提高防抖处理的准确度，使得防抖处理结果更加准确。
在一个实施例中，该方法还包括：持续对成像画面中的对焦物体进行对焦，并检测对焦物体的深度信息，根据深度信息计算对焦物体的当前对焦距离；当检测到当前对焦距离针对目标焦距发生变化时，将当前对焦距离标记为更新目标焦距。
电子设备获取拍摄指令后，控制摄像头模组采集成像画面，进而对成像画面中的对焦物体进行对焦，通过获取对焦物体的深度信息从而能够准确地确定对焦物体的目标焦距。电子设备获取摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，根据目标焦距和镜头位移量计算抖动补偿位移量，由此能够准确有效地计算出在对不同距离的对焦物体进行对焦时的防抖补偿数据，电子设备进而根据抖动补偿位移量对摄像头模组进行防抖补偿处理。
在拍摄视频的过程中，目标对焦物体可能会不断移动，因此对目标对焦物体进行对焦的焦距也会随之发生变化。电子设备在持续拍摄的过程中，持续对成像画面中的对焦物体进行对焦，并检测对焦物体的深度信息，根据深度信息计算对焦物体的当前对焦距离。电子设备则实时监测当前对焦距离是否发生变化。
当检测到当前对焦距离针对目标焦距发生变化时，将当前对焦距离标记为更新目标焦距。电子设备则获取摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，根据更新目标焦距和镜头位移量计算当前抖动补偿位移量，电子设备进而根据当前抖动补偿位移量对摄像头模组进行防抖补偿处理。由此能够准确有效地计算出在对不同距离的对焦物体进行对焦时的防抖补偿数据，通过实时获取当前对焦物体的更新目标焦距，并实时计算出当前的抖动补偿位移量，由此在拍摄的过程中对不同距离的对焦物体进行对焦时，能够有效提高防抖处理的准确度。
在一个实施例中，该方法还包括：获取摄像头模组在对焦过程中的更新镜头位移量，根据更新目标焦距和镜头位移量计算更新抖动补偿位移量；根据更新抖动补偿位移量对摄像头进行防抖补偿处理。
电子设备在持续拍摄的过程中，持续对成像画面中的对焦物体进行对焦，并检测对焦物体的深度信息，根据深度信息计算对焦物体的当前对焦距离。电子设备则实时监测当前对焦距离是否发生变化。当检测到当前对焦距离针对目标焦距发生变化时，将当前对焦距离标记为更新目标焦距。目标焦距发生变化时，获取摄像头模组在对焦过程中的镜头移动数据也会发生变化，电子设备则获取摄像头模组在对焦过程中的更新镜头位移量。
电子设备进而根据更新目标焦距和更新镜头位移量计算当前的更新抖动补偿位移量，从而根据更新抖动补偿位移量对摄像头模组进行防抖补偿处理。由此能够准确有效地计算出在对不同距离的对焦物体进行对焦时的防抖补偿数据，通过实时获取当前对焦物体的更新目标焦距，并实时计算出当前的抖动补偿位移量，由此能够有效提高防抖处理的准确度。
在一个实施例中，该方法还包括：根据更新目标焦距进行重投影变换处理，得到更新相机内参；根据更新抖动补偿位移量对摄像头进行防抖补偿处理，并根据更新相机内参进行防抖投影变换处理。
电子设备在持续拍摄的过程中，持续对成像画面中的对焦物体进行对焦，并检测对焦物体的深度信息，根据深度信息计算对焦物体的当前对焦距离。电子设备则实时监测当前对焦距离是否发生变化。当检测到当前对焦距离针对目标焦距发生变化时，将当前对焦距离标记为更新目标焦距。电子设备则获取摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，根据更新目标焦距和镜头位移量计算当前抖动补偿位移量。
当目标焦距发送变化时，电子设备同时还根据更新目标焦距进行重投影变换处理，从而得到当前的更新相机内参。电子设备进而根据更新抖动补偿位移量对摄像头进行防抖补偿处理，并根据更新相机内参进行防抖投影变换处理。通过实时监测对焦物体的实际焦距，通过计算光学防抖的抖动补偿位移量和计算电子防抖投影变换时的实际相机内参，由此能够准确有效地计算出在对不同距离的对焦物体进行对焦时的防抖补偿数据。从而在拍摄的过程中对不同距离的对焦物体进行对焦时，能够有效提高防抖处理的准确度，使得防抖结果更准确。
应该理解的是，虽然图2、3、5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2、3、5中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
图7为一个实施例的基于对焦处理的防抖装置的结构框图。如图7所示，该装置包括：成像采集模块702、对焦处理模块704、防抖补偿模块706和防抖处理模块，其中：
成像采集模块702，用于获取拍摄指令，根据所述拍摄指令控制摄像头模组采集成像画面；
对焦处理模块704，用于对成像画面中的对焦物体进行对焦，获取所述对焦物体的深度信息，根据所述深度信息确定所述对焦物体的目标焦距；
防抖补偿模块706，用于获取所述摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，根据所述目标焦距和所述镜头位移量计算抖动补偿位移量；
防抖处理模块708，用于根据所述抖动补偿位移量对所述摄像头模组进行防抖补偿处理。
在一个实施例中，对焦处理模块704还用于获取所述成像画面中的对焦物体的深度信息；获取标定对焦曲线，根据所述深度信息在所述标定对焦曲线查询所述对焦物体的目标焦距。
在一个实施例中，对焦处理模块704还用于获取所述摄像头模组在对焦过程中的对焦位置信息，根据所述对焦位置信息查询所述对焦物体的目标焦距。
在一个实施例中，防抖补偿模块706还用于获取陀螺仪输出的抖动角度参数；获取所述摄像头在对焦过程中的镜头移动数据，根据所述镜头移动数据计算所述摄像头的位移量；根据所述目标焦距和所述抖动角度参数以及所述镜头位移量计算抖动补偿位移量。
在一个实施例中，防抖处理模块708还用于获取防抖补偿处理的成像画面，获取所述成像画面的坐标系矩阵；根据所述目标焦距将所述坐标系矩阵重投影至对应的相机姿态，根据所述相机姿态计算相机内参；根据所述抖动补偿位移量对所述摄像头进行防抖补偿处理，并根据所述相机内参进行防抖投影变换处理。
在一个实施例中，防抖处理模块708还用于获取所述成像画面的旋转矩阵和平移矩阵；根据所述目标焦距将所述旋转矩阵和平移矩阵重投影至对应的相机姿态；根据所述相机姿态计算投影坐标系下的物距，根据所述相机姿态和所述投影坐标系下的物距计算相机内参。
在一个实施例中，对焦处理模块704还用于持续对成像画面中的对焦物体进行对焦，并检测所述对焦物体的深度信息，根据所述深度信息计算所述对焦物体的当前对焦距离；当检测到所述当前对焦距离针对所述目标焦距发生变化时，将所述当前对焦距离标记为更新目标焦距。
在一个实施例中，防抖补偿模块706还用于获取摄像头模组在对焦过程中的更新镜头位移量，根据所述更新目标焦距和所述镜头位移量计算更新抖动补偿位移量；根据所述更新抖动补偿位移量对所述摄像头进行防抖补偿处理。
在一个实施例中，防抖处理模块708还用于根据所述更新目标焦距进行重投影变换处理，得到更新相机内参；根据所述更新抖动补偿位移量对所述摄像头进行防抖补偿处理，并根据所述更新相机内参进行防抖投影变换处理。
上述基于对焦处理的防抖装置中各个模块的划分仅用于举例说明，在其他实施例中，可将基于对焦处理的防抖装置按照需要划分为不同的模块，以完成上述基于对焦处理的防抖装置的全部或部分功能。
图8为一个实施例中电子设备的内部结构示意图。如图8所示，该电子设备包括通过系统总线连接的处理器和存储器。其中，该处理器用于提供计算和控制能力，支撑整个电子设备的运行。存储器可包括非易失性存储介质及内存储器。非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该计算机程序可被处理器所执行，以用于实现以下各个实施例所提供的一种基于对焦处理的防抖方法。内存储器为非易失性存储介质中的操作系统计算机程序提供高速缓存的运行环境。该电子设备可以是手机、平板电脑或者个人数字助理或穿戴式设备等。
本申请实施例中提供的基于对焦处理的防抖装置中的各个模块的实现可为计算机程序的形式。该计算机程序可在终端或服务器上运行。该计算机程序构成的程序模块可存储在终端或服务器的存储器上。该计算机程序被处理器执行时，实现本申请实施例中所描述方法的步骤。
本申请实施例还提供一种电子设备。上述电子设备中包括图像处理电路，图像处理电路可以利用硬件和/或软件组件实现，可包括定义ISP(Image Signal Processing，图像信号处理)管线的各种处理单元。图9为一个实施例中图像处理电路的示意图。如图9所示，为便于说明，仅示出与本申请实施例相关的图像处理技术的各个方面。
如图9所示，图像处理电路包括ISP处理器940和控制逻辑器950。成像设备910捕捉的图像数据首先由ISP处理器940处理，ISP处理器940对图像数据进行分析以捕捉可用于确定和/或成像设备910的一个或多个控制参数的图像统计信息。成像设备910可包括具有一个或多个透镜912和图像传感器914的照相机。图像传感器914可包括色彩滤镜阵列(如Bayer滤镜)，图像传感器914可获取用图像传感器914的每个成像像素捕捉的光强度和波长信息，并提供可由ISP处理器940处理的一组原始图像数据。传感器920(如陀螺仪)可基于传感器920接口类型把采集的图像处理的参数(如防抖参数)提供给ISP处理器940。传感器920接口可以利用SMIA(Standard Mobile Imaging Architecture，标准移动成像架构)接口、其它串行或并行照相机接口或上述接口的组合。
此外，图像传感器914也可将原始图像数据发送给传感器920，传感器920可基于传感器920接口类型把原始图像数据提供给ISP处理器940，或者传感器920将原始图像数据存储到图像存储器930中。
ISP处理器940按多种格式逐个像素地处理原始图像数据。例如，每个图像像素可具有8、10、12或14比特的位深度，ISP处理器940可对原始图像数据进行一个或多个图像处理操作、收集关于图像数据的统计信息。其中，图像处理操作可按相同或不同的位深度精度进行。
ISP处理器940还可从图像存储器930接收图像数据。例如，传感器920接口将原始图像数据发送给图像存储器930，图像存储器930中的原始图像数据再提供给ISP处理器940以供处理。图像存储器930可为存储器装置的一部分、存储设备、或电子设备内的独立的专用存储器，并可包括DMA(Direct Memory Access，直接直接存储器存取)特征。
当接收到来自图像传感器914接口或来自传感器920接口或来自图像存储器930的原始图像数据时，ISP处理器940可进行一个或多个图像处理操作，如时域滤波。处理后的图像数据可发送给图像存储器930，以便在被显示之前进行另外的处理。ISP处理器940从图像存储器930接收处理数据，并对所述处理数据进行原始域中以及RGB和YCbCr颜色空间中的图像数据处理。ISP处理器940处理后的图像数据可输出给显示器970，以供用户观看和/或由图形引擎或GPU(Graphics Processing Unit，图形处理器)进一步处理。此外，ISP处理器940的输出还可发送给图像存储器930，且显示器970可从图像存储器930读取图像数据。在一个实施例中，图像存储器930可被配置为实现一个或多个帧缓冲器。此外，ISP处理器940的输出可发送给编码器/解码器960，以便编码/解码图像数据。编码的图像数据可被保存，并在显示于显示器970设备上之前解压缩。编码器/解码器960可由CPU或GPU或协处理器实现。
ISP处理器940确定的统计数据可发送给控制逻辑器950单元。例如，统计数据可包括自动曝光、自动白平衡、自动聚焦、闪烁检测、黑电平补偿、透镜912阴影校正等图像传感器914统计信息。控制逻辑器950可包括执行一个或多个例程(如固件)的处理器和/或微控制器，一个或多个例程可根据接收的统计数据，确定成像设备910的控制参数及ISP处理器940的控制参数。例如，成像设备910的控制参数可包括传感器920控制参数(例如增益、曝光控制的积分时间、防抖参数等)、照相机闪光控制参数、透镜912控制参数(例如聚焦或变焦用焦距)、或这些参数的组合。ISP控制参数可包括用于自动白平衡和颜色调整(例如，在RGB处理期间)的增益水平和色彩校正矩阵，以及透镜912阴影校正参数。
以下为运用图9中图像处理技术实现基于对焦处理的防抖方法的步骤：具体的，ISP处理器840接收拍摄指令。成像设备810根据拍摄指令控制摄像头采集成像画面，并对成像画面中的对焦物体进行对焦，ISP处理器840获取对焦物体的深度信息，从而能够准确地确定对焦物体的目标焦距。采集的成像画面可以缓存至图像存储器830中。ISP处理器840获取成像设备810在对焦过程中的镜头位移量，根据目标焦距和镜头位移量计算抖动补偿位移量，ISP处理器840进而根据抖动补偿位移量对成像设备810进行防抖补偿处理。ISP处理器840持续对采集的成像画面中的对焦物体进行对焦的过程中，实时检测目标焦距，当目标焦距发生变化时，获取更新目标焦距，ISP处理器840根据更新目标焦距和更新镜头位移量计算更新抖动补偿位移量，ISP处理器840进而根据更新抖动补偿位移量对成像设备810进行防抖补偿处理。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。一个或多个包含计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行基于对焦处理的防抖方法的步骤。
一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行基于对焦处理的防抖方法。
本申请实施例所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。合适的非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)，它用作外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种基于对焦处理的防抖方法，其特征在于，包括：
获取拍摄指令，根据所述拍摄指令控制摄像头模组采集成像画面；
对成像画面中的对焦物体进行对焦，获取所述对焦物体的深度信息，根据所述深度信息确定所述对焦物体的目标焦距；
获取所述摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，根据所述目标焦距和所述镜头位移量计算抖动补偿位移量；
根据所述抖动补偿位移量对所述摄像头模组进行防抖补偿处理；
获取防抖补偿处理后的成像画面以及对应的坐标系矩阵；
根据所述目标焦距将所述坐标系矩阵重投影至对应的相机姿态，根据所述相机姿态计算相机内参；
基于所述相机内参，对防抖补偿处理后的成像画面进行防抖投影变换处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述对焦物体的深度信息，根据所述深度信息确定所述对焦物体的目标焦距，包括：
获取所述成像画面中的对焦物体的深度信息；
获取标定对焦曲线，根据所述深度信息在所述标定对焦曲线查询所述对焦物体的目标焦距。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述对焦物体的目标焦距，包括：
获取所述摄像头模组在对焦过程中的对焦位置信息，根据所述对焦位置信息查询所述对焦物体的目标焦距。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标焦距和所述镜头位移量计算抖动补偿位移量，包括：
获取陀螺仪输出的抖动角度参数；
获取所述摄像头在对焦过程中的镜头移动数据，根据所述镜头移动数据计算所述摄像头的位移量；
根据所述目标焦距和所述抖动角度参数以及所述镜头位移量计算抖动补偿位移量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标焦距将所述坐标系矩阵重投影至对应的相机姿态，根据所述相机姿态计算相机内参，包括：
获取所述成像画面的旋转矩阵和平移矩阵；
根据所述目标焦距将所述旋转矩阵和平移矩阵重投影至对应的相机姿态；
根据所述相机姿态计算投影坐标系下的物距，根据所述相机姿态和所述投影坐标系下的物距计算相机内参。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
持续对成像画面中的对焦物体进行对焦，并检测所述对焦物体的深度信息，根据所述深度信息计算所述对焦物体的当前对焦距离；
当检测到所述当前对焦距离针对所述目标焦距发生变化时，将所述当前对焦距离标记为更新目标焦距。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取摄像头模组在对焦过程中的更新镜头位移量，根据所述更新目标焦距和所述镜头位移量计算更新抖动补偿位移量；
根据所述更新抖动补偿位移量对所述摄像头进行防抖补偿处理。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述更新抖动补偿位移量对所述摄像头进行防抖补偿处理，包括：
根据所述更新目标焦距进行重投影变换处理，得到更新相机内参；
根据所述更新抖动补偿位移量对所述摄像头进行防抖补偿处理，并根据所述更新相机内参进行防抖投影变换处理。
9.一种基于对焦处理的防抖装置，其特征在于，包括：
成像采集模块，用于获取拍摄指令，根据所述拍摄指令控制摄像头模组采集成像画面；
对焦处理模块，用于对成像画面中的对焦物体进行对焦，获取所述对焦物体的深度信息，根据所述深度信息确定所述对焦物体的目标焦距；
防抖补偿模块，用于获取所述摄像头模组在对焦过程中的镜头位移量，根据所述目标焦距和所述镜头位移量计算抖动补偿位移量；
防抖处理模块，用于根据所述抖动补偿位移量对所述摄像头模组进行防抖补偿处理；获取防抖补偿处理后的成像画面以及对应的坐标系矩阵；根据所述目标焦距将所述坐标系矩阵重投影至对应的相机姿态，根据所述相机姿态计算相机内参；基于所述相机内参，对防抖补偿处理后的成像画面进行防抖投影变换处理。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述防抖处理模块还用于获取所述成像画面的旋转矩阵和平移矩阵；根据所述目标焦距将所述旋转矩阵和平移矩阵重投影至对应的相机姿态；根据所述相机姿态计算投影坐标系下的物距，根据所述相机姿态和所述投影坐标系下的物距计算相机内参。
11.一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至8中任一项所述的基于对焦处理的防抖方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的基于对焦处理的防抖方法的步骤。
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