CN113382165A - 相机对焦方法及相机对焦系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种相机对焦方法，包括使TOF相机的成像平面和RGB相机的成像平面位于同一平面内，得到像素列差、像素匹配表、对应区域，计算所述对应区域的平均深度值，根据所述平均深度值以及镜头焦距计算调整距离，根据所述调整距离调整镜头中心与成像平面之间的距离，以实现相机对焦，提高了对焦速度。本发明还提供了一种实现所述相机对焦方法的相机对焦系统。

Description

相机对焦方法及相机对焦系统
技术领域
本发明涉及相机对焦技术领域，尤其涉及一种相机对焦方法及相机对焦系统。
背景技术
镜头对焦是指图像通过镜头之后，清晰成像在德克罗蒙温度传感器(sensor)表面，焦距固定时，不同距离的物体会成像在sensor表面前后，出现模糊。因此，在拍摄不同距离物体的时候，需要调节焦距以使得成像清晰，自动对焦则需要相机自动判定图像是否清晰。
现有的自动对焦方法，首先计算RGB图像的清晰度，然后通过音圈马达前后调节，使目标图像清晰度最大，以此判定所需焦距大小。其中，对焦速度依赖于音圈马达的速度，现有方法会正向和逆向同时转动，至少会增加一倍时间，自动对焦的速度较慢。
因此，有必要提供一种新型的相机对焦方法及相机对焦系统以解决现有技术中存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种相机对焦方法及相机对焦系统，提高对焦速度。
为实现上述目的，本发明的所述相机对焦方法，包括以下步骤：
S1：调节TOF相机和RGB相机的位置，以使所述TOF相机的成像平面和所述RGB相机的成像平面位于同一平面内；
S2：将所述TOF相机和所述RGB相机的基线长度与所述TOF相机的焦距相乘，以得到第一过程值，然后将所述第一过程值除以所述TOF相机拍摄图像的像素深度值，以得到像素列差；
S3：根据所述像素列差建立所述TOF相机和所述RGB相机之间的像素匹配表；
S4：获取所述RGB相机所拍摄图像中的对焦区域，然后根据所述像素匹配表查询所述对焦区域在所述TOF相机所拍摄图像中的对应区域；
S5：计算所述对应区域的平均深度值；
S6：根据所述平均深度值以及镜头焦距计算调整距离；
S7：根据所述调整距离调整镜头中心与成像平面之间的距离，以实现相机对焦。
所述相机对焦方法的有益效果在于：根据所述像素列差建立所述TOF相机和所述RGB相机之间的像素匹配表，获取所述RGB相机所拍摄图像中的对焦区域，然后根据所述像素匹配表查询所述对焦区域在所述TOF相机所拍摄图像中的对应区域，算所述对应区域的平均深度值，根据所述平均深度值以及镜头焦距计算调整距离，根据所述调整距离调整镜头中心与成像平面之间的距离，以实现相机对焦，提高了对焦速度。
优选地，所述步骤S1中，通过内外参标定使所述TOF相机的成像平面和所述RGB相机的成像平面位于同一平面内。其有益效果在于：便于后续计算像素列差。
优选地，所述步骤S2中，通过公式d＝B×f/Z计算得到所述像素列差，d表示所述像素列差，B表示所述TOF相机和所述RGB相机的基线长度，f表示TOF相机的焦距，Z表示像素深度值。
优选地，所述步骤S6中，通过公式1/u+1/v＝1/f计算所述调整距离，u表示所述平均深度值，f表示所述RGB相机的镜头焦距，v表示所述调整距离。
本发明还提供了一种相机对焦系统，包括初始调整单元、像素列差计算单元、像素匹配表计算单元、对应区域获取单元、平均深度值计算单元、调整距离计算单元和对焦调整单元，所述初始调整单元用于调节TOF相机和RGB相机的位置，以使所述TOF相机的成像平面和所述RGB相机的成像平面位于同一平面内，所述像素列差计算单元用于将所述TOF相机和所述RGB相机的基线长度与所述TOF相机的焦距相乘，以得到第一过程值，然后将所述第一过程值除以所述TOF相机拍摄图像的像素深度值，以得到像素列差，所述像素匹配表计算单元用于根据所述像素列差建立所述TOF相机和所述RGB相机之间的像素匹配表，所述对应区域获取单元用于获取所述RGB相机所拍摄图像中的对焦区域，然后根据所述像素匹配表查询所述对焦区域在所述TOF相机所拍摄图像中的对应区域，所述平均深度值计算单元用于计算所述对应区域的平均深度值，所述调整距离计算单元用于根据所述平均深度值以及镜头焦距计算调整距离，所述对焦调整单元用于根据所述调整距离调整镜头中心与成像平面之间的距离，以实现相机对焦。
所述相机对焦系统的有益效果在于：所述像素匹配表计算单元用于根据所述像素列差建立所述TOF相机和所述RGB相机之间的像素匹配表，所述对应区域获取单元用于获取所述RGB相机所拍摄图像中的对焦区域，然后根据所述像素匹配表查询所述对焦区域在所述TOF相机所拍摄图像中的对应区域，所述平均深度值计算单元用于计算所述对应区域的平均深度值，所述调整距离计算单元用于根据所述平均深度值以及镜头焦距计算调整距离，所述对焦调整单元用于根据所述调整距离调整镜头中心与成像平面之间的距离，以实现相机对焦，提高了对焦速度。
附图说明
图1为本发明的相机对焦方法的流程图；
图2为本发明的相机对焦系统的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种相机对焦方法，包括以下步骤：
S1：调节TOF相机和RGB相机的位置，以使所述TOF相机的成像平面和所述RGB相机的成像平面位于同一平面内；
S2：将所述TOF相机和所述RGB相机的基线长度与所述TOF相机的焦距相乘，以得到第一过程值，然后将所述第一过程值除以所述TOF相机拍摄图像的像素深度值，以得到像素列差；
S3：根据所述像素列差建立所述TOF相机和所述RGB相机之间的像素匹配表；
S4：获取所述RGB相机所拍摄图像中的对焦区域，然后根据所述像素匹配表查询所述对焦区域在所述TOF相机所拍摄图像中的对应区域；
S5：计算所述对应区域的平均深度值；
S6：根据所述平均深度值以及镜头焦距计算调整距离；
S7：根据所述调整距离调整镜头中心与成像平面之间的距离，以实现相机对焦。
根据所述像素列差建立所述TOF相机和所述RGB相机之间的像素匹配表，获取所述RGB相机所拍摄图像中的对焦区域，然后根据所述像素匹配表查询所述对焦区域在所述TOF相机所拍摄图像中的对应区域，算所述对应区域的平均深度值，根据所述平均深度值以及镜头焦距计算调整距离，根据所述调整距离调整镜头中心与成像平面之间的距离，以实现相机对焦，提高了对焦速度。
本发明的一些实施例中，所述步骤S1中，通过内外参标定使所述TOF相机的成像平面和所述RGB相机的成像平面位于同一平面内，便于后续计算像素列差。
本发明的一些实施例中，所述步骤S2中，通过公式d＝B×f/Z计算得到所述像素列差，d表示所述像素列差，B表示所述TOF相机和所述RGB相机的基线长度，f表示TOF相机的焦距，Z表示像素深度值。具体地，所述像素列差的计算公式为d＝(B×f)/Z，d表示所述像素列差，B表示所述TOF相机和所述RGB相机的基线长度，f为所述TOF相机的焦距，Z表示像素深度值。
本发明的一些实施例中，所述步骤S6中，通过公式1/u+1/v＝1/f计算所述调整距离，u表示所述平均深度值，f表示所述RGB相机的镜头焦距，v表示所述调整距离。
图2为本发明一些实施例中相机对焦系统的结构框图。参照图2，所述相机对焦系统100包括初始调整单元101、像素列差计算单元102、像素匹配表计算单元103、对应区域获取单元104、平均深度值计算单元105、调整距离计算单元106和对焦调整单元107，所述初始调整单元101用于调节TOF相机和RGB相机的位置，以使所述TOF相机的成像平面和所述RGB相机的成像平面位于同一平面内，所述像素列差计算单元102用于将所述TOF相机和所述RGB相机的基线长度与所述TOF相机的焦距相乘，以得到第一过程值，然后将所述第一过程值除以所述TOF相机拍摄图像的像素深度值，以得到像素列差，所述像素匹配表计算单元103用于根据所述像素列差建立所述TOF相机和所述RGB相机之间的像素匹配表，所述对应区域获取单元104用于获取所述RGB相机所拍摄图像中的对焦区域，然后根据所述像素匹配表查询所述对焦区域在所述TOF相机所拍摄图像中的对应区域，所述平均深度值计算单元105用于计算所述对应区域的平均深度值，所述调整距离计算单元106用于根据所述平均深度值以及镜头焦距计算调整距离，所述对焦调整单元107用于根据所述调整距离调整镜头中心与成像平面之间的距离，以实现相机对焦。
所述像素匹配表计算单元用于根据所述像素列差建立所述TOF相机和所述RGB相机之间的像素匹配表，所述对应区域获取单元用于获取所述RGB相机所拍摄图像中的对焦区域，然后根据所述像素匹配表查询所述对焦区域在所述TOF相机所拍摄图像中的对应区域，所述平均深度值计算单元用于计算所述对应区域的平均深度值，所述调整距离计算单元用于根据所述平均深度值以及镜头焦距计算调整距离，所述对焦调整单元用于根据所述调整距离调整镜头中心与成像平面之间的距离，以实现相机对焦，提高了对焦速度。
虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (5)

1.一种相机对焦方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：调节TOF相机和RGB相机的位置，以使所述TOF相机的成像平面和所述RGB相机的成像平面位于同一平面内；
S2：将所述TOF相机和所述RGB相机的基线长度与所述TOF相机的焦距相乘，以得到第一过程值，然后将所述第一过程值除以所述TOF相机拍摄图像的像素深度值，以得到像素列差；
S3：根据所述像素列差建立所述TOF相机和所述RGB相机之间的像素匹配表；
S4：获取所述RGB相机所拍摄图像中的对焦区域，然后根据所述像素匹配表查询所述对焦区域在所述TOF相机所拍摄图像中的对应区域；
S5：计算所述对应区域的平均深度值；
S6：根据所述平均深度值以及镜头焦距计算调整距离；
S7：根据所述调整距离调整镜头中心与成像平面之间的距离，以实现相机对焦。
2.根据权利要求1所述的相机对焦方法，其特征在于，所述步骤S1中，通过内外参标定使所述TOF相机的成像平面和所述RGB相机的成像平面位于同一平面内。
3.根据权利要求1所述的相机对焦方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过公式d＝B×f/Z计算得到所述像素列差，d表示所述像素列差，B表示所述TOF相机和所述RGB相机的基线长度，f表示TOF相机的焦距，Z表示像素深度值。
4.根据权利要求1所述的相机对焦方法，其特征在于，所述步骤S6中，通过公式1/u+1/v＝1/f计算所述调整距离，u表示所述平均深度值，f表示所述RGB相机的镜头焦距，v表示所述调整距离。
5.一种相机对焦系统，用于实现如权利要求1～4所述的相机对焦方法，其特征在于，包括初始调整单元、像素列差计算单元、像素匹配表计算单元、对应区域获取单元、平均深度值计算单元、调整距离计算单元和对焦调整单元，所述初始调整单元用于调节TOF相机和RGB相机的位置，以使所述TOF相机的成像平面和所述RGB相机的成像平面位于同一平面内，所述像素列差计算单元用于将所述TOF相机和所述RGB相机的基线长度与所述TOF相机的焦距相乘，以得到第一过程值，然后将所述第一过程值除以所述TOF相机拍摄图像的像素深度值，以得到像素列差，所述像素匹配表计算单元用于根据所述像素列差建立所述TOF相机和所述RGB相机之间的像素匹配表，所述对应区域获取单元用于获取所述RGB相机所拍摄图像中的对焦区域，然后根据所述像素匹配表查询所述对焦区域在所述TOF相机所拍摄图像中的对应区域，所述平均深度值计算单元用于计算所述对应区域的平均深度值，所述调整距离计算单元用于根据所述平均深度值以及镜头焦距计算调整距离，所述对焦调整单元用于根据所述调整距离调整镜头中心与成像平面之间的距离，以实现相机对焦。
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