CN115482570A - 一种自动对焦以获取图像的方法与设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动对焦以获取图像的方法与设备，方法包括：获取用户的原始可见光图像；基于原始可见光图像进行人脸检测，得到人脸检测结果；基于人脸检测结果控制红外摄像头对准人脸；控制红外摄像头进行拍摄，得到人脸结构光图像；基于人脸结构光图像得到人脸3D深度图，并确定人脸与红外摄像头的距离；基于距离调整红外摄像头的像距，并基于调整像距后的红外摄像头进行拍摄的方式更新像距，直到完成聚焦；通过完成聚焦后的红外摄像头对人脸进行拍摄，得到拍摄图像。本发明使摄像头具备自动聚焦功能，可根据用户人脸位置进行聚焦，扩大了适用范围，提升了用户体验感。

Description

一种自动对焦以获取图像的方法与设备

技术领域

本发明涉及人脸识别技术领域，具体涉及一种自动对焦以获取图像的方法与设备。

背景技术

苹果公司在2017年发布的iPhoneX中采用基于结构光的3D人脸识别FaceID，直到2021年发布的iPhone13系列中依然采用基于结构光的3D人脸识别。苹果公司的结构光人脸识别在硬件上主要包括结构光发射单元、泛光红外灯、红外摄像头、3D建模模块和人脸识别模块等几个部分组成。其中结构光发射单元可以发射近3万个散斑结构光的点，通过红外摄像头成像后由3D建模模块将拍到的2D散斑图建模为3D深度图。

现有技术中采用的摄像头仅适用于固定位置的图像采集，无法根据拍摄的人脸位置变化及时进行调焦，从而造成摄像不清晰的现象发生，以至于人脸识别失败，用户体验感差。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种自动对焦以获取图像的方法与设备。

具体技术方案如下所示：

一种自动对焦以获取图像的方法，包括：

获取用户的原始可见光图像；

基于所述原始可见光图像进行人脸检测，得到人脸检测结果；

基于所述人脸检测结果确定人脸的位置，并控制红外摄像头对准所述人脸；

启动结构光发射单元发射结构化红外光，同时控制所述红外摄像头进行拍摄，得到人脸结构光图像；

基于所述人脸结构光图像得到人脸3D深度图，并基于所述人脸3D深度图确定人脸与所述红外摄像头的距离；

基于所述距离调整所述红外摄像头的像距，并基于调整像距后的所述红外摄像头进行拍摄的方式更新像距，直到完成聚焦；

通过完成聚焦后的所述红外摄像头对所述人脸进行拍摄，得到拍摄图像。

在一个具体实施例中，基于所述距离调整所述红外摄像头的像距，并基于调整像距后的所述红外摄像头进行拍摄的方式更新像距，包括：

基于所述距离调整所述红外摄像头的像距；

控制所述红外摄像头再次进行拍摄，获得最新人脸结构光图像；

基于所述最新人脸结构光图像获得最新人脸3D深度图，并基于所述最新人脸3D深度图获得更新后的人脸与所述红外摄像头的距离；

基于所述更新后的距离再次调整所述红外摄像头的像距；

重复拍摄以调整所述像距，直至完成聚焦。

在一个具体实施例中，通过完成聚焦后的所述红外摄像头对所述人脸进行拍摄，得到拍摄图像，包括：

启动红外泛光发射单元发射红外泛光，同时控制所述红外摄像头进行拍摄，得到人脸红外图像。

在一个具体实施例中，基于所述距离调整所述红外摄像头的像距，并基于调整像距后的所述红外摄像头进行拍摄的方式更新像距，包括：

启动红外泛光发射单元发射红外泛光，同时控制所述红外摄像头进行拍摄，得到人脸红外图像；

基于所述距离和所述人脸红外图像调整所述红外摄像头的像距；

控制所述红外摄像头再次进行拍摄，获得最新人脸红外图像；

基于所述最新人脸红外图像和所述距离再次调整所述红外摄像头的像距；

重复拍摄以调整所述像距，直至完成聚焦。

在一个具体实施例中，通过完成聚焦后的所述红外摄像头对所述人脸进行拍摄，得到拍摄图像，包括：

启动结构光发射单元发射结构化红外光，同时控制所述红外摄像头进行拍摄，得到最新人脸结构光图像；

基于所述最新人脸结构光图像得到人脸3D深度图。

在一个具体实施例中，获取用户的原始可见光图像，包括：

控制可见光摄像头进行拍摄，得到原始可见光图像。

一种设备，包括：

第一获取模块，用于获取用户的原始可见光图像；

检测模块，用于基于所述原始可见光图像进行人脸检测，得到人脸检测结果；

控制模块，用于基于所述人脸检测结果确定人脸的位置，并控制红外摄像头对准所述人脸；

第二获取模块，用于启动结构光发射单元发射结构化红外光，同时控制所述红外摄像头进行拍摄，得到人脸结构光图像；

计算模块，用于基于所述人脸结构光图像得到人脸3D深度图；

测距模块，用于基于所述人脸3D深度图确定人脸与所述红外摄像头的距离；

聚焦模块，用于基于所述距离调整所述红外摄像头的像距，并基于调整像距后的所述红外摄像头进行拍摄的方式更新像距，直到完成聚焦；

拍摄模块，用于通过完成聚焦后的所述红外摄像头对所述人脸进行拍摄，得到拍摄图像。

在一个具体实施例中，所述聚焦模块包括第一聚焦模块和第二聚焦模块；

所述第一聚焦模块用于基于所述距离调整所述红外摄像头的像距；控制所述红外摄像头再次进行拍摄，获得最新人脸结构光图像；基于所述最新人脸结构光图像获得最新人脸3D深度图，并基于所述最新人脸3D深度图获得更新后的人脸与所述红外摄像头的距离；基于所述更新后的距离再次调整所述红外摄像头的像距；重复拍摄以调整所述像距，直至完成聚焦；

所述第二聚焦模块用于启动红外泛光发射单元发射红外泛光，同时控制所述红外摄像头进行拍摄，得到人脸红外图像；基于所述距离和所述人脸红外图像调整所述红外摄像头的像距；控制所述红外摄像头再次进行拍摄，获得最新人脸红外图像；基于所述最新人脸红外图像和所述距离再次调整所述红外摄像头的像距；重复拍摄以调整所述像距，直至完成聚焦。

在一个具体实施例中，还包括第三获取模块，用于启动红外泛光发射单元发射红外泛光，同时控制所述红外摄像头进行拍摄，得到人脸红外图像。

在一个具体实施例中，所述控制模块包括主控制模块和俯仰控制模块；

所述主控制单元用于基于所述原始3D深度图及所述人脸检测结果确定人脸的位置；

所述俯仰控制单元用于控制红外摄像头俯仰以对准所述人脸。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供了一种自动对焦以获取图像的方法与设备，方法包括：获取用户的原始可见光图像；基于原始可见光图像进行人脸检测，得到人脸检测结果；基于人脸检测结果确定人脸的位置，并控制红外摄像头对准人脸；启动结构光发射单元发射结构化红外光，同时控制红外摄像头进行拍摄，得到人脸结构光图像；基于人脸结构光图像得到人脸3D深度图，并基于人脸3D深度图确定人脸与红外摄像头的距离；基于距离调整红外摄像头的像距，并基于调整像距后的红外摄像头进行拍摄的方式更新像距，直到完成聚焦；通过完成聚焦后的红外摄像头对人脸进行拍摄，得到拍摄图像。本发明使摄像头具备自动聚焦功能，可根据用户人脸位置进行聚焦，扩大了适用范围，提升了用户体验感。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本发明提供的一种自动对焦以获取图像的方法的第一流程图；

图2为本发明提供的一种自动对焦以获取图像的方法的第二流程图；

图3为本发明提供的一种自动对焦以获取图像的方法的第三流程图；

图4为本发明提供的一种自动对焦以获取图像的方法的第四流程图；

图5为本发明提供的一种设备的第一模块示意图；

图6为本发明提供的一种设备的第二模块示意图。

附图标记：

1-第一获取模块；2-检测模块；3-控制模块；4-第二获取模块；5-计算模块；6-测距模块；7-聚焦模块；8-拍摄模块；9-第三获取模块；31-主控制模块；32-俯仰控制模块；71-第一聚焦模块；72-第二聚焦模块。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本发明的各种实施例。本发明可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本发明的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本发明理解为涵盖落入本发明的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：在本发明中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

如图1所示，一种自动对焦以获取图像的方法，包括：

获取用户的原始可见光图像；

基于原始可见光图像进行人脸检测，得到人脸检测结果；

基于人脸检测结果确定人脸的位置，并控制红外摄像头对准人脸；

启动结构光发射单元发射结构化红外光，同时控制红外摄像头进行拍摄，得到人脸结构光图像；

基于人脸结构光图像得到人脸3D深度图，并基于人脸3D深度图确定人脸与红外摄像头的距离；

基于距离调整红外摄像头的像距，并基于调整像距后的红外摄像头进行拍摄的方式更新像距，直到完成聚焦；

通过完成聚焦后的红外摄像头对人脸进行拍摄，得到拍摄图像。

现有技术中采用的摄像头仅适用于固定位置的图像采集，无法根据拍摄的人脸位置变化及时进行调焦，从而造成摄像不清晰的现象发生，以至于人脸识别失败，用户体验感差。本发明使摄像头具备自动聚焦功能，可根据用户人脸位置进行聚焦，扩大了适用范围，提升了用户体验感。

在本实施例中，获取用户的原始可见光图像，包括：控制可见光摄像头进行拍摄，得到原始可见光图像。

本实施例应用于由主控制单元、结构光发射单元、红外泛光发射单元、红外摄像头、深度计算单元、可见光摄像头、2D人脸检测单元、俯仰控制单元和自动聚焦单元组成的系统。

在“获取用户的原始可见光图像”之前的步骤包括：使主控制单元分别与结构光发射单元、红外泛光发射单元、红外摄像头、深度计算单元、可见光摄像头、2D人脸检测单元、俯仰控制单元和自动聚焦单元建立连接。

在本实施例中，“获取用户的原始可见光图像”具体包括：主控制单元控制可见光摄像头进行拍摄，得到原始可见光图像。由于红外摄像头未进行聚焦，因此获得的原始可见光图像清晰度较低。

在本实施例中，“基于原始可见光图像进行人脸检测，得到人脸检测结果”具体包括：2D人脸检测单元基于可见光图像进行人脸检测，并得到人脸检测结果。

在本实施例中，“基于人脸检测结果确定人脸的位置，并控制红外摄像头对准人脸”具体包括：主控制单元基于人脸检测结果确定人脸位置，并控制俯仰控制单元驱动红外摄像头对准人脸。

在本实施例中，“启动结构光发射单元发射结构化红外光，同时控制红外摄像头进行拍摄，得到人脸结构光图像”具体包括：当红外摄像头对准人脸后，主控制单元控制结构光发射单元发射结构化红外光，同时主控制单元控制红外摄像头进行拍摄，得到人脸结构光图像。确保获得的人脸结构光图像为红外摄像头对准人脸时拍摄的，便于后续进行人脸识别。但由于此时红外摄像头仍未进行聚焦，因此人脸结构光图像清晰度较低。

在本实施例中，“基于人脸结构光图像得到人脸3D深度图，并基于人脸3D深度图确定人脸与红外摄像头的距离”具体包括：深度计算单元基于人脸结构光图像计算，得到人脸3D深度图，并基于人脸3D深度图确定人脸与红外摄像头的距离。

在本实施例中，“基于距离调整红外摄像头的像距，并基于调整像距后的红外摄像头进行拍摄的方式更新像距，直到完成聚焦”具体包括：主控制单元控制自动聚焦单元基于人脸与红外摄像头的距离更新像距，直至完成聚焦。此时红外摄像头聚焦完成，红外摄像头可拍摄到清晰的图像。

实施例2

如图2所示，一种自动对焦以获取图像的方法，包括：

获取用户的原始结构光图像与原始可见光图像；

基于原始结构光图像得到原始3D深度图，并基于原始可见光图像进行人脸检测，得到人脸检测结果；

基于原始3D深度图及人脸检测结果确定人脸的位置，并控制红外摄像头对准人脸；

启动结构光发射单元发射结构化红外光，同时控制红外摄像头进行拍摄，得到人脸结构光图像；

基于人脸结构光图像得到人脸3D深度图，并基于人脸3D深度图确定人脸与红外摄像头的距离；

基于距离调整红外摄像头的像距，并基于调整像距后的红外摄像头进行拍摄的方式更新像距，直到完成聚焦；

通过完成聚焦后的红外摄像头对人脸进行拍摄，得到拍摄图像。

现有技术中采用的摄像头仅适用于固定位置的图像采集，无法根据拍摄的人脸位置变化及时进行调焦，从而造成摄像不清晰的现象发生，以至于人脸识别失败，用户体验感差。本发明使摄像头具备自动聚焦功能，可根据用户人脸位置进行聚焦，扩大了适用范围，提升了用户体验感。

在本实施例中，获取用户的原始结构光图像，包括：发射结构化红外光，控制红外摄像头进行拍摄，得到原始结构光图像。

在本实施例中，获取用户的原始可见光图像，包括：控制可见光摄像头进行拍摄，得到原始可见光图像。

本实施例应用于由主控制单元、结构光发射单元、红外泛光发射单元、红外摄像头、深度计算单元、可见光摄像头、2D人脸检测单元、俯仰控制单元和自动聚焦单元组成的系统。

在“获取用户的原始结构光图像与原始可见光图像”之前的步骤包括：使主控制单元分别与结构光发射单元、红外泛光发射单元、红外摄像头、深度计算单元、可见光摄像头、2D人脸检测单元、俯仰控制单元和自动聚焦单元建立连接。

在本实施例中，“获取用户的原始结构光图像与原始可见光图像”具体包括：通过主控制单元控制结构光发射单元发射结构化红外光，同时主控制单元控制红外摄像头进行拍摄，得到原始结构光图像；主控制单元控制可见光摄像头进行拍摄，得到原始可见光图像。由于红外摄像头未进行聚焦，因此获得的原始结构光图像清晰度较低。

在本实施例中，“基于原始结构光图像得到原始3D深度图，并基于原始可见光图像进行人脸检测，得到人脸检测结果”具体包括：深度计算单元基于原始结构光图像计算，并得到原始3D深度图像；2D人脸检测单元基于可见光图像进行人脸检测，并得到人脸检测结果。

在本实施例中，“基于原始3D深度图及人脸检测结果确定人脸的位置，并控制红外摄像头对准人脸”具体包括：主控制单元基于原始3D深度图像和人脸检测结果确定人脸位置，并控制俯仰控制单元驱动红外摄像头对准人脸。

在本实施例中，“启动结构光发射单元发射结构化红外光，同时控制红外摄像头进行拍摄，得到人脸结构光图像”具体包括：当红外摄像头对准人脸后，主控制单元控制结构光发射单元再次发射结构化红外光，同时主控制单元控制红外摄像头进行拍摄，得到人脸结构光图像。确保获得的人脸结构光图像为红外摄像头对准人脸时拍摄的，便于后续进行人脸识别。但由于此时红外摄像头仍未进行聚焦，因此人脸结构光图像清晰度仍较低。

在本实施例中，“基于人脸结构光图像得到人脸3D深度图，并基于人脸3D深度图确定人脸与红外摄像头的距离”具体包括：深度计算单元基于人脸结构光图像计算，得到人脸3D深度图，并基于人脸3D深度图确定人脸与红外摄像头的距离。

在本实施例中，“基于距离调整红外摄像头的像距，并基于调整像距后的红外摄像头进行拍摄的方式更新像距，直到完成聚焦”具体包括：主控制单元控制自动聚焦单元基于人脸与红外摄像头的距离更新像距，直至完成聚焦。此时红外摄像头聚焦完成，红外摄像头可拍摄到清晰的图像。

实施例3

如图3所示，“基于距离调整红外摄像头的像距，并基于调整像距后的红外摄像头进行拍摄的方式更新像距”具体包括：

基于距离调整红外摄像头的像距；

控制红外摄像头再次进行拍摄，获得最新人脸结构光图像；

基于最新人脸结构光图像获得最新人脸3D深度图，并基于最新人脸3D深度图获得更新后的人脸与红外摄像头的距离；

基于更新后的距离再次调整红外摄像头的像距；

重复拍摄以调整像距，直至完成聚焦。

本实施例通过多次拍摄调整红外摄像头的像距，使红外摄像头具备自动聚焦功能的同时还提高了图像的清晰度，满足用户对图像清晰度的需求。

具体地，重复预设次数的拍摄以调整像距，预设次数基于用户所需的精度进行设置。

本实施例应用于由主控制单元、结构光发射单元、红外泛光发射单元、红外摄像头、深度计算单元、可见光摄像头、2D人脸检测单元、俯仰控制单元和自动聚焦单元组成的系统。

在本实施例中，“基于所述距离调整所述红外摄像头的像距，并基于调整像距后的所述红外摄像头进行拍摄的方式更新像距”具体包括：

主控制单元控制自动聚焦单元基于人脸与红外摄像头的距离更新像距；

主控制单元控制结构光发射单元发射结构化红外光，同时控制红外摄像头再次进行拍摄，获得最新人脸结构光图像；

深度计算单元基于最新人脸结构光图像计算获得最新人脸3D深度图，并基于最新人脸3D深度图确定更新后的人脸与红外摄像头的距离；

主控制单元控制自动聚焦单元基于更新后的人脸与红外摄像头的距离调整像距；

主控制单元控制红外摄像头重复拍摄以调整像距，直至完成聚焦。

如图3所示，“通过完成聚焦后的红外摄像头对人脸进行拍摄，得到拍摄图像”具体包括：

启动红外泛光发射单元发射红外泛光，同时控制红外摄像头进行拍摄，得到人脸红外图像。

在本实施例中，“通过完成聚焦后的红外摄像头对人脸进行拍摄，得到拍摄图像”具体包括：

主控制单元启动红外泛光发射单元发射红外泛光，同时控制红外摄像头进行拍摄，得到人脸红外图像。

本实施例使红外摄像头具备自动聚焦功能，且提高了红外摄像头拍摄获得的人脸红外图像的清晰度，提高了拍摄获得的图像的清晰度，提升了人脸识别的精确度。

本实施例的其他内容与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例4

如图4所示，“基于距离调整红外摄像头的像距，并基于调整像距后的红外摄像头进行拍摄的方式更新像距”具体包括：

启动红外泛光发射单元发射红外泛光，同时控制红外摄像头进行拍摄，得到人脸红外图像；

基于距离和人脸红外图像调整红外摄像头的像距；

控制红外摄像头再次进行拍摄，获得最新人脸红外图像；

基于最新人脸红外图像和距离再次调整红外摄像头的像距；

重复拍摄以调整像距，直至完成聚焦。

本实施例通过多次拍摄并结合人脸红外图像调整红外摄像头的像距，使红外摄像头具备自动聚焦功能的同时还提高了图像的清晰度，满足用户对图像清晰度的需求。

具体地，重复预设次数的拍摄以调整像距，预设次数基于用户所需的精度进行设置。

本实施例应用于由主控制单元、结构光发射单元、红外泛光发射单元、红外摄像头、深度计算单元、可见光摄像头、2D人脸检测单元、俯仰控制单元和自动聚焦单元组成的系统。

在本实施例中，“基于所述距离调整所述红外摄像头的像距，并基于调整像距后的所述红外摄像头进行拍摄的方式更新像距”具体包括：

主控制单元启动红外泛光发射单元发射红外泛光，同时控制红外摄像头进行拍摄，得到人脸红外图像；

主控制单元控制自动聚焦单元基于人脸与红外摄像头的距离以及人脸红外图像更新像距；

主控制单元启动红外泛光发射单元发射红外泛光，同时控制红外摄像头再次进行拍摄，得到最新人脸红外图像；

主控制单元控制自动聚焦单元基于最新人脸红外图像和人脸与红外摄像头的距离再次调整红外摄像头的像距；

主控制单元控制红外摄像头重复拍摄以调整像距，直至完成聚焦。

如图4所示，“通过完成聚焦后的红外摄像头对人脸进行拍摄，得到拍摄图像”具体包括：

启动结构光发射单元发射结构化红外光，同时控制红外摄像头进行拍摄，得到最新人脸结构光图像；

基于最新人脸结构光图像得到人脸3D深度图。

在本实施例中，“通过完成聚焦后的红外摄像头对人脸进行拍摄，得到拍摄图像”具体包括：

主控制单元启动结构光发射单元发射结构化红外光，同时控制红外摄像头进行拍摄，得到最新人脸结构光图像；

深度计算单元基于最新人脸结构光图像计算，得到人脸3D深度图。

本实施例使红外摄像头具备自动聚焦功能，且提高了红外摄像头拍摄获得的最新人脸结构光图像的清晰度，并通过深度计算单元计算获得高清晰度的人脸3D深度图，同时获得平面图和立体图，功能丰富，且提升了人脸识别的精准度。

本实施例的其他内容与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例5

本实施例在实施例1、实施例2、实施例3和实施例4提出的一种自动对焦以获取图像的方法的基础上，提出一种设备。

如图5所示，一种设备，包括：

第一获取模块1，用于获取用户的原始可见光图像；

检测模块2，用于基于原始可见光图像进行人脸检测，得到人脸检测结果；

控制模块3，用于基于人脸检测结果确定人脸的位置，并控制红外摄像头对准人脸；

第二获取模块4，用于启动结构光发射单元发射结构化红外光，同时控制红外摄像头进行拍摄，得到人脸结构光图像；

计算模块5，用于基于人脸结构光图像得到人脸3D深度图；

测距模块6，用于基于人脸3D深度图确定人脸与红外摄像头的距离；

聚焦模块7，用于基于距离调整红外摄像头的像距，并基于调整像距后的红外摄像头进行拍摄的方式更新像距，直到完成聚焦；

拍摄模块8，用于通过完成聚焦后的红外摄像头对人脸进行拍摄，得到拍摄图像。

本发明通过各模块之间的相互配合，使摄像头先对用户的人脸位置进行检测识别，使摄像头基于用户的人脸位置进行聚焦，使摄像头具备自动聚焦功能，扩大了适用范围，提升了用户体验感。

具体地，拍摄模块8用于在具有红外泛光的场景下通过完成聚焦后的红外摄像头对人脸进行拍摄，得到清晰的人脸红外图像。

具体地，拍摄模块8用于在具有结构化红外光的场景下通过完成聚焦后的红外摄像头对人脸进行拍摄，得到清晰的人脸结构光图像，并通过人脸结构光图像计算获得3D深度图。

如图6所示，本发明提出的一种设备还包括第三获取模块9，用于启动红外泛光发射单元发射红外泛光，同时控制红外摄像头进行拍摄，得到人脸红外图像。

第三获取模块9与聚焦模块7配合，第三获取模块9启动红外泛光发射单元发射红外泛光，同时控制红外摄像头进行拍摄，得到人脸红外图像后，聚焦模块7基于人脸与红外摄像头的距离调整红外摄像头的像距，第三获取模块9控制红外摄像头再次进行拍摄，获得最新人脸红外图像，聚焦模块7基于最新人脸红外图像和人脸与红外摄像头的距离再次调整红外摄像头的像距。第三获取模块9重复拍摄以配合聚焦模块7调整像距，直至完成聚焦。

控制模块3包括主控制模块31和俯仰控制模块32。主控制模块31用于基于原始3D深度图及人脸检测结果确定人脸的位置。俯仰控制模块32用于控制红外摄像头俯仰以对准人脸。

聚焦模块7包括第一聚焦模块71和第二聚焦模块72。

第一聚焦模块71用于基于距离调整红外摄像头的像距；控制红外摄像头再次进行拍摄，获得最新人脸结构光图像；基于最新人脸结构光图像获得最新人脸3D深度图，并基于最新人脸3D深度图获得更新后的人脸与红外摄像头的距离；基于更新后的距离再次调整红外摄像头的像距；重复拍摄以调整像距，直至完成聚焦；

第二聚焦模块72用于启动红外泛光发射单元发射红外泛光，同时控制红外摄像头进行拍摄，得到人脸红外图像；基于距离和人脸红外图像调整红外摄像头的像距；控制红外摄像头再次进行拍摄，获得最新人脸红外图像；基于最新人脸红外图像和距离再次调整红外摄像头的像距；重复拍摄以调整像距，直至完成聚焦。

综上所述，本发明提供了一种自动对焦以获取图像的方法与设备，通过：获取用户的原始结构光图像与原始可见光图像；基于原始结构光图像得到原始3D深度图，并基于原始可见光图像进行人脸检测，得到人脸检测结果；基于原始3D深度图及人脸检测结果确定人脸的位置，并控制红外摄像头对准人脸；启动结构光发射单元发射结构化红外光，同时控制红外摄像头进行拍摄，得到人脸结构光图像；基于人脸结构光图像得到人脸3D深度图，并基于人脸3D深度图确定人脸与红外摄像头的距离；基于距离调整红外摄像头的像距，并基于调整像距后的红外摄像头进行拍摄的方式更新像距，直到完成聚焦；通过完成聚焦后的红外摄像头对人脸进行拍摄，得到拍摄图像。

现有技术中采用的摄像头仅适用于固定位置的图像采集，无法根据拍摄的人脸位置变化及时进行调焦，从而造成摄像不清晰的现象发生，以至于人脸识别失败，用户体验感差。本发明使摄像头具备自动聚焦功能，可根据用户人脸位置进行聚焦，扩大了适用范围，提升了用户体验感。

本领域普通技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，他们可以用计算机装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动对焦以获取图像的方法，其特征在于，包括：

获取用户的原始可见光图像；

基于所述原始可见光图像进行人脸检测，得到人脸检测结果；

基于所述人脸检测结果确定人脸的位置，并控制红外摄像头对准所述人脸；

启动结构光发射单元发射结构化红外光，同时控制所述红外摄像头进行拍摄，得到人脸结构光图像；

基于所述人脸结构光图像得到人脸3D深度图，并基于所述人脸3D深度图确定人脸与所述红外摄像头的距离；

基于所述距离调整所述红外摄像头的像距，并基于调整像距后的所述红外摄像头进行拍摄的方式更新像距，直到完成聚焦；

通过完成聚焦后的所述红外摄像头对所述人脸进行拍摄，得到拍摄图像。

2.根据权利要求1所述的自动对焦以获取图像的方法，其特征在于，基于所述距离调整所述红外摄像头的像距，并基于调整像距后的所述红外摄像头进行拍摄的方式更新像距，包括：

基于所述距离调整所述红外摄像头的像距；

控制所述红外摄像头再次进行拍摄，获得最新人脸结构光图像；

基于所述最新人脸结构光图像获得最新人脸3D深度图，并基于所述最新人脸3D深度图获得更新后的人脸与所述红外摄像头的距离；

基于所述更新后的距离再次调整所述红外摄像头的像距；

重复拍摄以调整所述像距，直至完成聚焦。

3.根据权利要求1或2所述的自动对焦以获取图像的方法，其特征在于，通过完成聚焦后的所述红外摄像头对所述人脸进行拍摄，得到拍摄图像，包括：

启动红外泛光发射单元发射红外泛光，同时控制所述红外摄像头进行拍摄，得到人脸红外图像。

4.根据权利要求1所述的自动对焦以获取图像的方法，其特征在于，基于所述距离调整所述红外摄像头的像距，并基于调整像距后的所述红外摄像头进行拍摄的方式更新像距，包括：

启动红外泛光发射单元发射红外泛光，同时控制所述红外摄像头进行拍摄，得到人脸红外图像；

基于所述距离和所述人脸红外图像调整所述红外摄像头的像距；

控制所述红外摄像头再次进行拍摄，获得最新人脸红外图像；

基于所述最新人脸红外图像和所述距离再次调整所述红外摄像头的像距；

重复拍摄以调整所述像距，直至完成聚焦。

5.根据权利要求1或4所述的自动对焦以获取图像的方法，其特征在于，通过完成聚焦后的所述红外摄像头对所述人脸进行拍摄，得到拍摄图像，包括：

启动结构光发射单元发射结构化红外光，同时控制所述红外摄像头进行拍摄，得到最新人脸结构光图像；

基于所述最新人脸结构光图像得到人脸3D深度图。

6.根据权利要求1所述的自动对焦以获取图像的方法，其特征在于，获取用户的原始可见光图像，包括：

控制可见光摄像头进行拍摄，得到原始可见光图像。

7.一种设备，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取用户的原始可见光图像；

检测模块，用于基于所述原始可见光图像进行人脸检测，得到人脸检测结果；

控制模块，用于基于所述人脸检测结果确定人脸的位置，并控制红外摄像头对准所述人脸；

第二获取模块，用于启动结构光发射单元发射结构化红外光，同时控制所述红外摄像头进行拍摄，得到人脸结构光图像；

计算模块，用于基于所述人脸结构光图像得到人脸3D深度图；

测距模块，用于基于所述人脸3D深度图确定人脸与所述红外摄像头的距离；

聚焦模块，用于基于所述距离调整所述红外摄像头的像距，并基于调整像距后的所述红外摄像头进行拍摄的方式更新像距，直到完成聚焦；

拍摄模块，用于通过完成聚焦后的所述红外摄像头对所述人脸进行拍摄，得到拍摄图像。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述聚焦模块包括第一聚焦模块和第二聚焦模块；

所述第一聚焦模块用于基于所述距离调整所述红外摄像头的像距；控制所述红外摄像头再次进行拍摄，获得最新人脸结构光图像；基于所述最新人脸结构光图像获得最新人脸3D深度图，并基于所述最新人脸3D深度图获得更新后的人脸与所述红外摄像头的距离；基于所述更新后的距离再次调整所述红外摄像头的像距；重复拍摄以调整所述像距，直至完成聚焦；

所述第二聚焦模块用于启动红外泛光发射单元发射红外泛光，同时控制所述红外摄像头进行拍摄，得到人脸红外图像；基于所述距离和所述人脸红外图像调整所述红外摄像头的像距；控制所述红外摄像头再次进行拍摄，获得最新人脸红外图像；基于所述最新人脸红外图像和所述距离再次调整所述红外摄像头的像距；重复拍摄以调整所述像距，直至完成聚焦。

9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，第三获取模块，用于启动红外泛光发射单元发射红外泛光，同时控制所述红外摄像头进行拍摄，得到人脸红外图像。

10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述控制模块包括主控制模块和俯仰控制模块；

所述主控制单元用于基于所述原始3D深度图及所述人脸检测结果确定人脸的位置；

所述俯仰控制单元用于控制红外摄像头俯仰以对准所述人脸。

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