CN114298912B - 图像采集方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种图像采集方法、装置、电子设备及存储介质。其中，图像采集方法包括：采集包括目标物的第一原始图像；将所述第一原始图像缩放到目标分辨率，生成第一缩放图像；将所述第一缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置检测目标物在所述第一缩放图像中的显示区域，并反馈所述显示区域；采集包括目标物的第二原始图像；根据所述显示区域，从所述第二原始图像中确定所述目标物的图像。因为第一缩放图像的分辨率比第一原始图像低，因此目标检测的速度相对更快。目标物的图像相对于原始图像，分辨率虽然没有变化，但是图像大小更小，对应的数据量更少，后续的传输速度和处理速度更快，更容易达到实时采集实时处理的效果。

Description

图像采集方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，尤其是涉及一种图像采集方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着电子设备设计水平和制作水平的不断提高，电子设备的性能也逐步达到较高的水平。其中，图像采集设备所采集的图像的分辨率逐步提高。

目前，很多图像采集设备已经可以采集超高分辨率的图像。图像采集设备将这些超高分辨率图像传输到处理设备后，处理设备还可以对其进行相应的图像处理。

在相关技术中，一般采用一个高速的串行接口（例如MIPI CSI2）连接图像采集设备与处理设备，以便于进行图像数据传输。不过，受到此串行接口传输带宽的限制，超高分辨率图像的传输速度有限，进而导致图像的采集与处理过程间隔较长，难以达到采集图像实时处理的效果。

发明内容

本申请提供一种图像采集方法、装置、电子设备及存储介质。以期减少图像采集与图像处理两个过程的时间间隔，达到实时处理的效果。

第一方面，本申请提供一种图像采集方法，包括：

采集包括目标物的第一原始图像；

将所述第一原始图像缩放到目标分辨率，生成第一缩放图像；

将所述第一缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置检测目标物在所述第一缩放图像中的显示区域，并反馈所述显示区域；

采集包括目标物的第二原始图像；

根据所述显示区域，从所述第二原始图像中确定所述目标物的图像。

可选的，所述方法还包括：

将所述第二原始图像缩放到目标分辨率，生成第二缩放图像；

所述根据所述显示区域，从所述第二原始图像中确定目标物的图像，包括：

根据所述显示区域，从所述第二缩放图像中确定目标物的缩放图像。

可选的，所述方法还包括：

将所述目标物的图像缩放到目标分辨率，生成目标物的缩放图像。

可选的，所述方法还包括：

将所述目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置基于所述目标物的缩放图像进行所述目标物的识别。

可选的，所述方法还包括：

调节所述第一缩放图像的清晰度；

所述将所述第一缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置检测目标物在所述第一缩放图像中的显示区域，并反馈所述显示区域，包括：

将调节清晰度后的所述第一缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置检测目标物在所述调节清晰度后的所述第一缩放图像中的显示区域，并反馈所述显示区域。

可选的，所述方法还包括：

调节所述目标物的缩放图像的清晰度；

所述将所述目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置基于所述目标物的缩放图像进行所述目标物的识别，包括：

将调节清晰度后的所述目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置基于所述调节清晰度后的所述目标物的缩放图像进行所述目标物的识别。

可选的，所述方法还包括：

调节所述第一缩放图像的清晰度；

所述将所述第一缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置检测目标物在所述第一缩放图像中的显示区域，并反馈所述显示区域，包括：

将调节清晰度后的所述第一缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置检测目标物在所述调节清晰度后的所述第一缩放图像中的显示区域，并反馈所述显示区域；

调节所述目标物的缩放图像的清晰度；

所述将所述目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置基于所述目标物的缩放图像进行所述目标物的识别，包括：

将调节清晰度后的所述目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置基于所述调节清晰度后的所述目标物的缩放图像进行所述目标物的识别。

第二方面，本申请提供一种图像采集装置，包括：

图像采集模块，用于采集包括目标物的第一原始图像；

图像缩放模块，用于将所述第一原始图像缩放到目标分辨率，生成第一缩放图像；

图像发送模块，用于将所述第一缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置检测目标物在所述第一缩放图像中的显示区域，并反馈所述显示区域；

所述图像采集模块，还用于采集包括目标物的第二原始图像；

图像裁剪模块，用于根据所述显示区域，从所述第二原始图像中确定目标物的图像。

可选的，所述图像缩放模块，还用于在所述图像采集模块采集包括目标物的第二原始图像后，将所述第二原始图像缩放到目标分辨率，生成第二缩放图像；

所述图像裁剪模块具体用于：

根据所述显示区域，从所述第二缩放图像中确定目标物的缩放图像。

可选的，所述图像缩放模块，还用于：

将所述目标物的图像缩放到目标分辨率，生成目标物的缩放图像。

可选的，所述图像发送模块，还用于：

将所述目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置基于所述目标物的缩放图像进行所述目标物的识别。

可选的，所述装置还包括第一清晰度调节模块，用于：

调节所述第一缩放图像的清晰度；

所述图像发送模块在将所述第一缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置检测目标物在所述第一缩放图像中的显示区域，并反馈所述显示区域时，具体用于：

将调节清晰度后的所述第一缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置检测目标物在所述调节清晰度后的所述第一缩放图像中的显示区域，并反馈所述显示区域。

可选的，所述装置还包括第二清晰度调节模块，用于：

调节所述目标物的缩放图像的清晰度；

所述图像发送模块在将所述目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置基于所述目标物的缩放图像进行所述目标物的识别时，具体用于：

将调节清晰度后的所述目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置基于所述调节清晰度后的所述目标物的缩放图像进行所述目标物的识别。

可选的，所述装置还包括第三清晰度调节模块，用于：

调节所述第一缩放图像的清晰度；

所述图像发送模块在将所述第一缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置检测目标物在所述第一缩放图像中的显示区域，并反馈所述显示区域时，具体用于：

将调节清晰度后的所述第一缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置检测目标物在所述调节清晰度后的所述第一缩放图像中的显示区域，并反馈所述显示区域；

调节所述目标物的缩放图像的清晰度；

所述图像发送模块在将所述目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置基于所述目标物的缩放图像进行所述目标物的识别时，具体用于：

将调节清晰度后的所述目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置基于所述调节清晰度后的所述目标物的缩放图像进行所述目标物的识别。

第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：存储器和处理器；

所述存储器，用于存储程序指令；

所述处理器，用于调用并执行所述存储器中的程序指令，执行如第一方面任一项所述的方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序；所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面任一项所述的方法。

第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括：计算机程序；所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面任一项所述的方法。

本申请提供一种图像采集方法、装置、电子设备及存储介质。其中，图像采集方法包括：采集包括目标物的第一原始图像；将所述第一原始图像缩放到目标分辨率，生成第一缩放图像；将所述第一缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置检测目标物在所述第一缩放图像中的显示区域，并反馈所述显示区域；采集包括目标物的第二原始图像；根据所述显示区域，从所述第二原始图像中确定所述目标物的图像。图像采集装置在对目标物进行图像采集时，基于本申请的方案，首先采集包含目标物的第一原始图像，此图像为较高分辨率的图像；然后对第一原始图像进行分辨率调整，降到目标分辨率，生成第一缩放图像；进而将第一缩放图像发送到图像处理装置。第一缩放图像包含了与第一原始图像相同的图像内容，但是分辨率比第一原始图像低，因此传输第一缩放图像相比于直接传输第一原始图像，传输速度更快，更容易达到实时采集实时处理的效果。图像处理装置对第一缩放图像进行目标检测，确定目标物在第一缩放图像中对应的显示区域，并将显示区域反馈给图像采集装置。因为第一缩放图像的分辨率比第一原始图像低，因此目标检测的速度相对更快。图像采集装置采集包括目标物的第二原始图像，并基于显示区域，从第二原始图像中确定出目标物的图像。目标物的图像相对于原始图像，分辨率虽然没有变化，但是图像大小更小，对应的数据量更少，后续的传输速度和处理速度更快，更容易达到实时采集实时处理的效果。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的一种图像采集方法的流程图；

图2为本申请一实施例提供的一种粗略-精细图像调节策略的流程图；

图3为本申请一实施例提供的一种应用场景示意图；

图4为本申请一实施例提供的一种图像采集装置的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。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他实施例，都属于本申请保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

图像分辨率可以表示为“水平像素数×垂直像素数”，分辨率越高的图像像素点越多，图像的尺寸和面积也越大。因此，也可以用图像分辨率来表示图像大小、图像尺寸、像素尺寸等。

在传输速率一定的情况下，图像分辨率越高（像素数越多），其传输帧率越小。例如，48M像素分辨率的图像，在主流MIPI CSI2 4lanes，1.5Gbps，10bits传输条件下，帧率只能达到12-13fps，并不能满足实时图像处理的帧率要求。

另外，超高分辨率图像中巨大的图像数据量对图像处理速度也是巨大挑战，会导致处理速度较慢。

基于此，本申请提供一种图像采集方法、装置、电子设备及存储介质，以期通过图像采集方式的调整，提高图像传输效率，满足采集图像实时处理的需求。

图1为本申请一实施例提供的一种图像采集方法的流程图，本实施例的方法可以应用于图像采集设备。如图1所示的，该方法包括：

S101、采集包括目标物的第一原始图像。

本申请的采集方案涉及两次图像采集，因此，将第一次采集得到的图像称为“第一原始图像”，将第二次采集得到的图像称为“第二原始图像”，以作区分。

一般，进行图像采集时，有至少一个图像采集的目标，在本申请中称之为“目标物”。但是，受到图像采集设备与目标物的相对位置、图像采集设备的图像采集范围的影响，未必能够直接采集到仅有目标物存在的图像。同时，为了尽可能保证采集到目标物的图像，图像采集范围可能设置的较大。因此，采集到的第一原始图像一般为包含目标物图像的图像。

例如，在进行虹膜身份识别的场景中，需要进行图像采集的目标为需要进行身份识别的用户的虹膜；而采集到的第一原始图像可以为用户的头部的图像。

在一些实施例中，还可以设置一些前置步骤，触发第一原始图像的采集。例如，可以持续进行采集环境检测，在满足采集条件时，采集第一原始图像。

依然参照上述虹膜身份识别的场景，采集条件可以设置为检测到用户。具体的，可以在虹膜身份识别设备上设置红外传感器，在检测到红外线后，确定检测到需要进行身份识别的用户，触发第一次图像采集。

S102、将第一原始图像缩放到目标分辨率，生成第一缩放图像。

第一原始图像是图像采集设备直接采集的超高分辨率图像，如果直接对第一原始图像进行传输，就会出现如上所描述的问题，传输时间长，后续的处理的速度也会较慢。从宏观上来看，就会出现图像采集与结果输出之间的延迟现象。

因此，在本实施例中，对第一原始图像进行降低分辨率的操作，使其分辨率降低，生成对应的第一缩放图像。第一缩放图像相对于第一原始图像中的像素点更少，所需的传输时间会相对较短。

在一些实现方式中，可以采用像素合并的方式生成第一缩放图像。具体的，根据图像采集设备的分辨率（第一原始图像的分辨率）与目标分辨率的关系，可以确定缩放倍数；根据缩放倍数即可确定像素合并的尺度；依据此尺度对第一原始图像进行像素合并，即可生成第一缩放图像。

例如，第一原始图像的分辨率为8000*6000，目标分辨率为2000*1500。计算可得缩放倍数为4：1，进一步可以确定像素合并的尺度为4*4，即将第一原始图像中每4*4个像素合并为第一缩放图像中一个像素，最终生成第一缩放图像。

在另一些实现方式中，还可以采用像素间隔降采样的方式生成第一缩放图像。具体的，根据图像采集设备的分辨率（第一原始图像的分辨率）与目标分辨率的关系，可以确定缩放倍数；根据缩放倍数即可确定采样间隔；依据此采样间隔对第一原始图像进行间隔采样，即可生成第一缩放图像。

例如，第一原始图像的分辨率为8000*6000，目标分辨率为2000*1500。计算可得缩放倍数为4：1，进一步可以确定采样间隔为4*4，即将第一原始图像中每4*4个像素中选取一个像素做为第一缩放图像中一个像素，最终生成第一缩放图像。

其中，目标分辨率低于第一原始图像的分辨率。可以由管理员根据传输时间需求预先进行设定。

S103、将第一缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置检测目标物在第一缩放图像中的显示区域，并反馈显示区域。

在生成较低分辨率的第一缩放图像后，即可将第一缩放图像发送到图像处理装置。相对应的，图像处理装置接收第一缩放图像。进而，图像处理装置可以对第一缩放图像进行目标检测，确定目标物在第一缩放图像中的位置（显示区域），并将显示区域反馈给图像采集装置。相对应的，图像采集装置接收显示区域。

由于分辨率较低，第一缩放图像从图像采集装置传输到图像处理装置仅需要十分短暂的时间。同时，也是由于第一缩放图像分辨率较低，所包含数据量较少，图像处理装置对其进行目标检测的时间也十分短暂。

其中，图像处理装置可以利用基于深度学习的卷积神经网络CNN级联模型进行目标物的检测。对应于上述的虹膜身份识别的场景，可以为虹膜的检测。

S104、采集包括目标物的第二原始图像。

图像采集装置接收显示区域后即可进行第二次图像采集，生成第二原始图像。第二原始图像的分辨率与第一原始图像的分辨率一致，都是图像采集装置的原始分辨率。

发明人在虹膜身份识别的场景中实现本申请的方法时发现，执行S101-S103所需时间仅在毫秒级。这意味着第一原始图像与第二原始图像的采集间隔仅在毫秒之间，在此期间用户可以产生的动作幅度较小，即第二原始图像与第一原始图像之间的差别较小，完全可以作为后续目标物图像提取的基础。

在另一些实施例中，也可在采集第一原始图像后立即执行本步骤采集第二原始图像，即同时执行S102和S104。在接收到显示区域后，即可继续执行S105。

S105、根据显示区域，从第二原始图像中确定目标物的图像。

鉴于上述的分析，第二原始图像与第一原始图像之间的差别较小。因此，从第二原始图像中将显示区域对应的图像提取出来，即为目标物的图像。后续即可针对目标物的图像进行进一步的处理。

尽管目标物的图像的分辨率仍与第二原始图像的分辨率一致，但因为去除了第二原始图像中的其它无关图像信息，只保留了最想得到的目标物的图像，图像数据量被大大减小。后续传输和处理过程的耗时也会大大减少。

在一些实现方式中，考虑到第二原始图像与第一原始图像中可能存在的细微位置差异，为了保证目标物的图像的完整性，可以将S103中的显示区域设定为相对目标物区域大一些的区域。例如，依然以虹膜身份识别的场景为例。检测到虹膜所在位置（目标物区域）后，基于虹膜所在位置，向外扩张若干个像素点，确定为显示区域。

本实施例提供的图像采集方法包括：采集包括目标物的第一原始图像；将第一原始图像缩放到目标分辨率，生成第一缩放图像；将第一缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置检测目标物在第一缩放图像中的显示区域，并反馈显示区域；采集包括目标物的第二原始图像；根据显示区域，从第二原始图像中确定目标物的图像。图像采集装置在对目标物进行图像采集时，基于本申请的方案，首先采集包含目标物的第一原始图像，此图像为较高分辨率的图像；然后对第一原始图像进行分辨率调整，降到目标分辨率，生成第一缩放图像；进而将第一缩放图像发送到图像处理装置。第一缩放图像包含了与第一原始图像相同的图像内容，但是分辨率比第一原始图像低，因此传输第一缩放图像相比于直接传输第一原始图像，传输速度更快，更容易达到实时采集实时处理的效果。图像处理装置对第一缩放图像进行目标检测，确定目标物在第一缩放图像中对应的显示区域，并将显示区域反馈给图像采集装置。因为第一缩放图像的分辨率比第一原始图像低，因此目标检测的速度相对更快。图像采集装置采集包括目标物的第二原始图像，并基于显示区域，从第二原始图像中确定出目标物的图像。目标物的图像相对于原始图像，分辨率虽然没有变化，但是图像大小更小，对应的数据量更少，后续的传输速度和处理速度更快，更容易达到实时采集实时处理的效果。

在实际应用场景中，采集到目标物的图像后，可能还需要基于目标物的图像进行进一步的处理。例如在虹膜身份识别的场景中，采集虹膜图像的操作实际是为后续的虹膜特征识别的操作服务的。也即还需要将虹膜图像再发送到图像处理装置进行处理。在这些场景中，可以看到，图像处理装置需要进行两次图像处理，第一次是基于第一缩略图像的目标检测，第二次是基于目标物的图像的其它处理（例如特征识别等）。而两次处理的图像的分辨率并不相同，第一缩略图像的分辨率为目标分辨率，目标物的图像的分辨率为图像采集装置的原始分辨率。这样，图像处理装置第一次图像处理时需要将处理模式调整为适用于目标分辨率的处理模式，而在第二次图像处理时还需要切换到适用于图像采集装置的原始分辨率的处理模式。这将就会在一定程度上导致第二次图像处理速度的减慢。

为了解决此问题，可以通过一定的方式将发送给图像处理装置的目标物的图像的分辨率调整为目标分辨率，从而避免图像处理装置在两次图像处理过程中的分辨率切换耗时。

在一些实施例中，调整发送给图像处理装置的目标物的图像的分辨率的方式包括：将第二原始图像缩放到目标分辨率，生成第二缩放图像。相对应的，上述的根据显示区域，从第二原始图像中确定目标物的图像，包括：根据显示区域，从第二缩放图像中确定目标物的缩放图像。

即，在S104之后，与第一原始图像的处理相似的，直接将第二原始图像缩放到目标分辨率，生成第二缩放图像。上述S105则基于第二缩放图像确定目标物的图像（目标物的缩放图像）。目标物的缩放图像的分辨率即为目标分辨率。

在另一些实施例中，调整发送给图像处理装置的目标物的图像的分辨率的方式还可以包括：将目标物的图像缩放到目标分辨率，生成目标物的缩放图像。

即，在执行上述S105之后，直接调整目标物的图像的分辨率到目标分辨率。

在一些实施例中，在调整目标物的图像的分辨率之后，上述的方法还可以包括：将目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置基于目标物的缩放图像进行目标物的识别。

此时，图像处理装置两次处理的图像的分辨率相同，都为目标分辨率。从而，无需在两次图像处理之间调整分辨率。这将就会在一定程度上避免处理时间的浪费，提高整体处理速度。

在一些实施例中，上述的方法还可以包括：调节第一缩放图像的清晰度。相对应的，上述的将第一缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置检测目标物在第一缩放图像中的显示区域，并反馈显示区域，包括：将调节清晰度后的第一缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置检测目标物在调节清晰度后的第一缩放图像中的显示区域，并反馈显示区域。

在本实施例中，可以在生成第一缩放图像后，调节第一缩放图像的清晰度，并将调节清晰度后的第一缩放图像发送到图像处理装置。相对应的，图像处理装置接收到调节清晰度后的第一缩放图像后，可以基于该调节清晰度后的第一缩放图像进行目标物检测，确定目标物的显示区域。因为提高了第一缩放图像的清晰度，所以相对于上述实施例中直接针对第一缩放图像的目标检测，本实施例的目标检测的显示区域会更为准确，目标检测效率会更高。

在一些实现方式中，上述的清晰度的调节内容可以包括图像亮度、图像对比度、图像聚焦位置等中的至少一项。

在一些具体的实现方式中，可以采用粗略-精细策略对图像亮度和图像聚焦位置进行调整以实现图像清晰度的调节。如图2所示的，本申请一实施例提供的一种应用于第一缩放图像的粗略-精细图像调节策略的执行过程如下：

S201、对第一缩放图像进行粗略亮度调节，生成粗略亮度调节后的第一缩放图像。

以第一缩放图像为亮度评估区域（SL），通过调节图像采集装置的曝光积分时间INT、光源照明辐射强度RI、数字模拟增益GAIN参数等因素，实现对SL的粗略尺度调节，最终将亮度评估区域SL的图像亮度值限定在预定的粗略亮度范围内。用公式可表示为LUM（SL）=[CL，CH]。其中，CL为预定的粗略亮度范围的下限，CH为预定的粗略亮度范围的上限。

其中，图像亮度值函数LUM（SL）可以为亮度评估区域中各像素点亮度平均值的函数；或者可以为亮度评估区域中各像素点亮度中值的函数；或者可以为亮度评估区域中各像素点亮度直方图的函数；或者可以为亮度评估区域中各像素点亮度信息熵值的函数。同时，LUM（SL）与粗略尺度调节的粗略尺度因子CS线性相关，公式可表示为LUM（SL）=c*CS*（INT*RI*GAIN）。其中，c为亮度-光学转换常数。

S202、对粗略亮度调节后的第一缩放图像进行粗略聚焦调节，生成粗略调节后的第一缩放图像。

基于粗略亮度调节处理后的第一图像，能保证快速准确地执行粗略聚焦调节。

以粗略亮度调节后的第一缩放图像作为图像聚焦评估区域SL，粗略调节图像采集装置的成像透镜的驱动参数，并计算不同驱动参数下评估区域SL中各步进位置对应的聚焦评估值FOUS(SL)。其中，FOUCS(SL)取值最大的位置即为最佳聚焦位置。最佳聚焦位置的聚焦评估值可以用公式表示为FOUCS=MAX{FOCUS(SL)k}，k=[-CK，CK]。其中，{FOCUS(SL)k}为每个步进位置k对应的聚焦评估值FOCUS(SL)的集合，k取-CK到CK，CK为非零整数。

其中，聚焦评估值函数FOCUS(SL)可以为聚焦评估区域中各像素点图像梯度的函数；或者可以为聚焦评估区域中各像素点锐度的函数；或者可以为聚焦评估区域中各像素点对比度的函数；或者可以为聚焦评估区域中各像素点空间-频率统计的函数；或者可以为聚焦评估区域中各像素点信息熵值的函数。

具体的，可以通过控制驱动器调节电流和/或电压等参数实现对成像透镜参数的粗略调节。

S203、对粗略调节后的第一缩放图像进行精细亮度调节，生成精细亮度调节后的第一缩放图像。

基于粗略调节后的第一缩放图像，能保证快速准确的执行精细亮度调节。

以粗略聚焦调节处理后的第一缩放图像作为图像亮度评估区域SL，通过调节图像采集装置的曝光积分时间INT、光源照明辐射强度RI、数字模拟增益GAIN参数等因素进行精细尺度调节，最终将亮度评估区域SL的图像亮度值限定在预定的精细亮度范围内。公式可表示为LUM（SL）=[FL，FH]。其中，FL为预定的精细亮度范围的下限，FH为预定的精细亮度范围的上限。

其中，图像亮度值函数LUM（SL）可以为亮度评估区域中各像素点亮度平均值的函数；或者可以为亮度评估区域中各像素点亮度中值的函数；或者可以为亮度评估区域中各像素点亮度直方图的函数；或者可以为亮度评估区域中各像素点亮度信息熵值的函数。同时，LUM（SL）与精细尺度调节的精细尺度因子FS线性相关，公式可表示为LUM（SL）=c*FS*（INT*RI*GAIN）。其中，c为亮度-光学转换常数。

需要特别说明的是，精细亮度调节与粗略亮度调节的区别在于：

1）精细亮度调节建立在粗略亮度调节的基础上，相对应的，精细尺度因子FS比粗略尺度因子CS更小更准确，可以更快速和更精确地实现亮度调节。

2）精细亮度调节以粗略聚焦调节后的第一缩略图像为图像亮度评估区域，相对于粗略亮度调节以第一缩略为图像亮度评估区域，可以更快速和更精确地实现自动亮度控制过程。

3）精细亮度调节建立在粗略调节后的第一缩略图像的基础上，可以更快速和更精确的实现自动亮度控制过程。

S204、对精细亮度调节后的第一缩放图像进行精细聚焦调节，生成精细调节后的第一缩放图像。

基于精细亮度调节处理后的图像，能保证快速准确地执行精细聚焦调节。

以粗略聚焦调节确定的最佳聚焦位置为中心的局部区域作为图像聚焦评估区域SL，精细调节图像采集装置的成像透镜的驱动参数，并计算不同驱动参数下评估区域SL中各位置的聚焦评估值FOUS(SL)。其中，FOUCS(SL)最大的位置即为最佳聚焦位置。最佳聚焦位置的聚焦评估值可以用公式表示为FOUCS=MAX{FOCUS(SL)k}，k=[-FK，FK]。其中，{FOCUS(SL)k}为每个步进位置k对应的聚焦评估值FOCUS(SL)的集合，k取-FK到FK，FK为非零整数。

其中，聚焦评估值函数FOCUS(SL)可以为聚焦评估区域中各像素点图像梯度的函数；或者可以为聚焦评估区域中各像素点锐度的函数；或者可以为聚焦评估区域中各像素点对比度的函数；或者可以为聚焦评估区域中各像素点空间-频率统计的函数；或者可以为聚焦评估区域中各像素点信息熵值的函数。

具体的，可以通过控制驱动器调节电流和/或电压等参数实现对成像透镜参数的精细调节。

需要特别说明的是，精细聚焦调节与粗略聚焦调节的区别在于：

1）精细聚焦调节以粗略聚焦调节确定的最佳聚焦位置为中心，即精细阶段的自动聚焦建立在粗略阶段的自动聚焦的基础上。

2）对应的，精细聚焦调节的精细步进数2*FK+1，相对于粗略聚焦调节对应的粗略步进数2*CK+1更少，可以更快速和更准确地实现自动聚焦过程。

3）精细聚焦调节以粗略聚焦后的局部区域为图像聚焦评估区域，相对于粗略聚焦调节以整个图像作为图像聚焦评估区域，可以更快速和更精确的实现自动聚焦过程。

4）精细聚焦调节建立在精细亮度调节基础上，相对于粗略聚焦调节建立在粗略亮度调节基础上，可以更快速和更精确的实现自动聚焦过程。

本实施例采用粗略-精细策略实现亮度调节和聚焦调节，可实现亮度和聚焦高动态范围内的快速的动态尺度同步控制，能同时实现图像亮度控制的快速性和精确性，提高图像采集质量。

在另一些实施例中，上述的图像采集方法还可以包括：调节目标物的缩放图像的清晰度。相对应的，上述的将目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置基于目标物的缩放图像进行目标物的识别，包括：将调节清晰度后的目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置基于调节清晰度后的目标物的缩放图像进行目标物的识别。

在本实施例中，可以在生成目标物的缩放图像后，调节目标物的缩放图像的清晰度，并将调节清晰度后的目标物的缩放图像发送到图像处理装置。相对应的，图像处理装置接收到调节清晰度后的目标物的缩放图像后，可以基于该调节清晰度后的目标物的缩放图像进行目标识别。因为提高了目标物的缩放图像的清晰度，所以相对于上述实施例中直接针对目标物的缩放图像的目标识别，本实施例的目标识别的结果会更为准确，目标识别效率会更高。

在一些实现方式中，上述的清晰度的调节内容可以包括图像亮度、图像对比度、图像聚焦位置等中的至少一项。

在一些具体的实现方式中，可以采用粗略-精细策略对图像亮度和图像聚焦位置进行调整以实现图像清晰度的调节。与图2对应的实施例相似的，本实施例中应用于目标物的缩放图像的粗略-精细图像调节策略的执行过程如下：对目标物的缩放图像进行粗略亮度调节，生成粗略亮度调节后的目标物的缩放图像；对粗略亮度调节后的目标物的缩放图像进行粗略聚焦调节，生成粗略调节后的目标物的缩放图像；对粗略调节后的目标物的缩放图像进行精细亮度调节，生成精细亮度调节后的目标物的缩放图像；对精细亮度调节后的目标物的缩放图像进行精细聚焦调节，生成精细调节后的目标物的缩放图像。具体实现细节可以参考图2对应的实施例，这里就不再赘述。

在一些实施例中，还可以执行另外一种清晰度调节方式。具体地，上述的图像采集方法还包括：调节第一缩放图像的清晰度；调节目标物的缩放图像的清晰度。相对应的，上述的将第一缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置检测目标物在第一缩放图像中的显示区域，并反馈显示区域，包括：将调节清晰度后的第一缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置检测目标物在调节清晰度后的第一缩放图像中的显示区域，并反馈显示区域。上述的将目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置基于目标物的缩放图像进行目标物的识别，包括：将调节清晰度后的目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置基于调节清晰度后的目标物的缩放图像进行目标物的识别。

在本实施例中，可以在生成第一缩放图像后，调节第一缩放图像的清晰度，并将调节清晰度后的第一缩放图像发送到图像处理装置。相对应的，图像处理装置接收到调节清晰度后的第一缩放图像后，可以基于该调节清晰度后的第一缩放图像进行目标物检测，确定目标物的显示区域。因为提高了第一缩放图像的清晰度，所以相对于上述实施例中直接针对第一缩放图像的目标检测，本实施例的目标检测的显示区域会更为准确，目标检测效率会更高。并在生成目标物的缩放图像后，调节目标物的缩放图像的清晰度，并将调节清晰度后的目标物的缩放图像发送到图像处理装置。相对应的，图像处理装置接收到调节清晰度后的目标物的缩放图像后，可以基于该调节清晰度后的目标物的缩放图像进行目标识别。因为提高了目标物的缩放图像的清晰度，所以相对于上述实施例中直接针对目标物的缩放图像的目标识别，本实施例的目标识别的结果会更为准确，目标识别效率会更高。

在一些实现方式中，上述的清晰度的调节内容可以包括图像亮度、图像对比度、图像聚焦位置等中的至少一项。

在一些具体的实现方式中，可以采用粗略-精细策略对图像亮度和图像聚焦位置进行调整以实现图像清晰度的调节。与图2对应的实施例相似的，本实施例中的粗略-精细图像调节策略的执行过程如下：对第一缩放图像进行粗略亮度调节，生成粗略亮度调节后的第一缩放图像；对粗略亮度调节后的第一缩放图像进行粗略聚焦调节，生成粗略调节后的第一缩放图像；对粗略调节后的目标物的缩放图像进行精细亮度调节，生成精细亮度调节后的目标物的缩放图像；对精细亮度调节后的目标物的缩放图像进行精细聚焦调节，生成精细调节后的目标物的缩放图像。具体实现细节可以参考图2对应的实施例，这里就不再赘述。

图3为本申请一实施例提供的一种应用场景示意图。在此场景中，上述的图像采集设备具体为虹膜识别设备，对用户进行图像采集用于虹膜识别。该虹膜识别设备具有虹膜图像采集和处理的对应装置。该装置的构成可以包括：虹膜成像单元，固定分辨率缩略成像工作模式配置单元，人眼检测单元，固定分辨率ROI成像工作模式配置单元，图像采集处理单元。

其中，虹膜成像单元可被配置为不同的成像工作模式，并输出不同成像工作模式下对应的虹膜图像。成像工作模式可以包括两种，一种为固定分辨率缩略成像工作模式，另一种为固定分辨率ROI成像工作模式。

固定分辨率缩略成像工作模式配置单元即可用于将虹膜成像单元配置为固定分辨率缩略成像工作模式。在此模式下，可以通过binning像素合并、subsampling像素间隔降采样等方式将虹膜成像单元采集的原始图像缩放为低分辨率的虹膜图像。例如，针对分辨率为8000*5000的48M原始图像，利用2*2或4*4像素合并或降采样，可以生成4000*3000分辨率的虹膜图像或2000*1500分辨率的虹膜图像。

固定分辨率ROI成像工作模式配置单元即可用于将虹膜成像单元配置为固定分辨率ROI成像工作模式。在此模式下，可以将虹膜成像单元采集的原始图像中的ROI成像局部区域缩放为低分辨率的虹膜图像。例如，针对分辨率为8000*5000的48M原始图像，将其中的ROI成像局部区域调整为4000*3000分辨率的虹膜图像或2000*1500分辨率的虹膜图像。

在本场景中，感兴趣区域（region of interest，ROI）即为人眼区域，可以由人眼检测单元基于固定分辨率缩略成像工作模式下生成的虹膜图像检测得到。在一些实现方式中，可以应用基于深度学习的卷积神经网络CNN级联模型实现人眼区域的精准检测。

在一些实现方式中，还可以在该装置中配备自动亮度/自动聚焦单元。该单元可用于对虹膜成像单元采集的图像自动亮度调节和/或自动聚焦处理，提升最终采集的图像质量。自动亮度/自动聚焦单元可以采用的处理方式可以参考上述实施例中描述的粗略-精细图像调节策略。

图像采集处理单元则可以控制其它各单元基于本申请的方法进行图像采集，具体过程如下。

步骤1.图像采集处理单元控制固定分辨率缩略成像工作模式配置单元将虹膜成像单元配置为固定分辨率的缩略成像工作模式AMODE。

步骤2.图像采集处理单元控制虹膜成像单元输出AMODE下的虹膜图像aImage。

步骤3.图像采集处理单元控制虹膜图像自动亮度/自动聚焦单元对aImage进行自动亮度和/或自动聚焦处理。

步骤4.图像采集处理单元控制人眼检测单元检测aImage中的人眼区域。

步骤5.图像采集处理单元控制固定分辨率ROI成像工作模式配置单元根据人眼区域同步动态将虹膜成像单元配置为固定分辨率ROI成像工作模式RMODE。

步骤6.图像采集处理单元控制虹膜成像单元输出RMODE下的虹膜图像rImage。

本实施例提供的图像采集装置及方法，能够实现对超高分辨率图像的高速处理，提高图像计算处理速度性能；有效提高虹膜图像采集的快速性和精确性；能够采集亮度和聚焦的高质量虹膜图像。

本实施例重要的基本特性在于，通过限定于人眼区域的固定分辨率ROI局部区域范围，图像数据传输量减少，相同传输带宽下传输帧率提高，意味着图像采集速度提高。另外，图像数据量减少，可以降低图像处理计算量和系统资源，提高图像处理速度性能。更进一步的，在到达高帧率后（如50fps、120fps），还能成倍减少行间运动模糊，提高图像质量。

另外，固定分辨率缩略成像工作模式和固定分辨率ROI原始成像工作模式具有相同的固定分辨率，也是本申请实施例一个重要特征。通过采用相同分辨率，能保证图像采集处理单元图像数据接收端在不同的成像工作模式下具有相同的分辨率，无需调整图像分辨率的成像工作模式，无不同分辨率模式间配置的切换，无延时。

图4为本申请一实施例提供的一种图像采集装置的结构示意图，如图4所示的，本实施例的图像采集装置400包括：图像采集模块401、图像缩放模块402、图像发送模块403、图像裁剪模块404。

图像采集模块401，用于采集包括目标物的第一原始图像；

图像缩放模块402，用于将第一原始图像缩放到目标分辨率，生成第一缩放图像；

图像发送模块403，用于将第一缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置检测目标物在第一缩放图像中的显示区域，并反馈显示区域；

图像采集模块401，还用于采集包括目标物的第二原始图像；

图像裁剪模块404，用于根据显示区域，从第二原始图像中确定目标物的图像。

可选的，图像缩放模块402，还用于在图像采集模块401采集包括目标物的第二原始图像后，将第二原始图像缩放到目标分辨率，生成第二缩放图像；

图像裁剪模块404具体用于：

根据显示区域，从第二缩放图像中确定目标物的缩放图像。

可选的，图像缩放模块402，还用于：

将目标物的图像缩放到目标分辨率，生成目标物的缩放图像。

可选的，图像发送模块403，还用于：

将目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置基于目标物的缩放图像进行目标物的识别。

可选的，装置还包括第一清晰度调节模块405，用于：

调节第一缩放图像的清晰度；

图像发送模块403在将第一缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置检测目标物在第一缩放图像中的显示区域，并反馈显示区域时，具体用于：

将调节清晰度后的第一缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置检测目标物在调节清晰度后的第一缩放图像中的显示区域，并反馈显示区域。

可选的，装置还包括第二清晰度调节模块406，用于：

调节目标物的缩放图像的清晰度；

图像发送模块403在将目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置基于目标物的缩放图像进行目标物的识别时，具体用于：

将调节清晰度后的目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置基于调节清晰度后的目标物的缩放图像进行目标物的识别。

可选的，装置还包括第三清晰度调节模块407，用于：

调节第一缩放图像的清晰度；

图像发送模块403在将第一缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置检测目标物在第一缩放图像中的显示区域，并反馈显示区域时，具体用于：

将调节清晰度后的第一缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置检测目标物在调节清晰度后的第一缩放图像中的显示区域，并反馈显示区域；

调节目标物的缩放图像的清晰度；

图像发送模块403在将目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置基于目标物的缩放图像进行目标物的识别时，具体用于：

将调节清晰度后的目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使图像处理装置基于调节清晰度后的目标物的缩放图像进行目标物的识别。

本实施例的装置，可以用于执行上述任一实施例的方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图5为本申请一实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图5所示，本实施例的电子设备500可以包括：存储器501和处理器502。

存储器501上存储有能够被处理器502加载并执行上述实施例中方法的计算机程序。

其中，处理器502和存储器501相连，如通过总线相连。

可选地，电子设备500还可以包括收发器。需要说明的是，实际应用中收发器不限于一个，该电子设备500的结构并不构成对本申请实施例的限定。

处理器502可以是CPU（Central Processing Unit，中央处理器），通用处理器，DSP（Digital Signal Processor，数据信号处理器），ASIC（Application SpecificIntegrated 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、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器502也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。

总线可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线可以是PCI（PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准）总线或EISA（Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构）总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

存储器501可以是ROM（Read Only Memory，只读存储器）或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是EEPROM（Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory，电可擦可编程只读存储器）、CD-ROM（Compact DiscRead Only Memory，只读光盘）或其他光盘存储、光碟存储（包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等）、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。

存储器501用于存储执行本申请方案的应用程序代码，并由处理器502来控制执行。处理器502用于执行存储器501中存储的应用程序代码，以实现前述方法实施例所示的内容。

其中，电子设备包括但不限于：移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA（个人数字助理）、PAD（平板电脑）、PMP（便携式多媒体播放器）、车载终端（例如车载导航终端）等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。还可以为服务器等。图5示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

本实施例的电子设备，可以用于执行上述任一实施例的方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上实施例中的方法的计算机程序。

本申请还提供一种计算机程序产品，包括：计算机程序；计算机程序被处理器执行时，实现上述实施例的方法。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (7)

1.一种图像采集方法，其特征在于，包括：

图像采集装置采集包括目标物的第一原始图像；

图像采集装置将所述第一原始图像缩放到目标分辨率，生成第一缩放图像，以降低所述第一原始图像的分辨率；

图像采集装置通过调节亮度参数和/或聚焦参数对所述第一缩放图像进行清晰度调节，其中，所述亮度参数包括曝光积分时间、光源照明辐射强度和数字模拟增益中的至少一项；所述聚焦参数包括成像透镜的驱动参数；

图像采集装置将调节清晰度后的所述第一缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置检测目标物在所述调节清晰度后的所述第一缩放图像中的显示区域，并反馈所述显示区域给图像采集装置；

图像采集装置基于调节后的亮度参数和/或聚焦参数采集包括目标物的第二原始图像，其中，采集第一原始图像与采集第二原始图像的时间间隔为毫秒级，所述目标物的移动幅度小于预设阈值，所述第一原始图像的分辨率与所述第二原始图像的分辨率相同；

图像采集装置根据所述显示区域，从所述第二原始图像中确定目标物的图像，将所述目标物的图像发送给图像处理装置进行处理；所述目标物的图像的分辨率与所述第二原始图像的分辨率相同。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述目标物的图像缩放到目标分辨率，生成目标物的缩放图像。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置基于所述目标物的缩放图像进行所述目标物的识别。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

调节所述目标物的缩放图像的清晰度；

所述将所述目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置基于所述目标物的缩放图像进行所述目标物的识别，包括：

将调节清晰度后的所述目标物的缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置基于所述调节清晰度后的所述目标物的缩放图像进行所述目标物的识别。

5.一种图像采集装置，其特征在于，包括：

图像采集模块，用于采集包括目标物的第一原始图像；

图像缩放模块，用于将所述第一原始图像缩放到目标分辨率，生成第一缩放图像，以降低所述第一原始图像的分辨率；

清晰度调节模块，用于通过调节亮度参数和/或聚焦参数对所述第一缩放图像进行清晰度调节，其中，所述亮度参数包括曝光积分时间、光源照明辐射强度和数字模拟增益中的至少一项；所述聚焦参数包括成像透镜的驱动参数；

图像发送模块，用于将调节清晰度后的所述第一缩放图像发送到图像处理装置，以使所述图像处理装置检测目标物在所述调节清晰度后的所述第一缩放图像中的显示区域，并反馈所述显示区域给图像采集装置；

所述图像采集模块，还用于基于调节后的亮度参数和/或聚焦参数采集包括目标物的第二原始图像；其中，采集第一原始图像与采集第二原始图像的时间间隔为毫秒级，所述目标物的移动幅度小于预设阈值，所述第一原始图像的分辨率与所述第二原始图像的分辨率相同；

图像裁剪模块，用于根据所述显示区域，从所述第二原始图像中确定目标物的图像，将所述目标物的图像发送给图像处理装置进行处理；所述目标物的图像的分辨率与所述第二原始图像的分辨率相同。

6.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器；

所述存储器，用于存储程序指令；

所述处理器，用于调用并执行所述存储器中的程序指令，执行如权利要求1-4任一项所述的方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序；所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-4任一项所述的方法。

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