CN115714916A - 一种摄像机、摄像方法及相关设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种摄像机、摄像方法及相关设备。其中，摄像机包括控制器和镜头；镜头包括N档电机、前固定透镜组、后固定透镜组和移动透镜组；N档电机与移动透镜组连接。控制器，用于通过镜头获取第一图像，第一图像中包括目标对象，目标对象在第一图像中的面积占比为第一占比；在确定第一占比不在第一占比范围内时，控制N档电机切换至第k档，以带动移动透镜组移动至前固定透镜组和后固定透镜组之间的N个位置中的第k个位置；并通过镜头获取第二图像，以使得目标对象在第二图像中的面积占比在第一占比范围内。采用本申请实施例，可以更加高效、便捷地对目标对象进行跟踪特写，提升用户体验。

Description

一种摄像机、摄像方法及相关设备

技术领域

本申请涉及摄像机技术领域，尤其涉及一种摄像机、摄像方法及相关设备。

背景技术

随着信息技术的快速发展，多人视频会议等直播场景越来越常见。而在视频会议中，通常需要对当前的发言人进行跟踪特写，实现导播功能，从而提升用户使用体验，以及会议效率等。

为实现上述导播功能，在大部分视频会议场景中，通常会采用一体机镜头以及用于安装并固定镜头的云台。其中，通过云台多方位的旋转功能，使得镜头可以旋转至各个方位进行拍摄，因此不论发言人位于哪个方位，都可以落入摄像机的拍摄视野中。然后，通过一体机镜头中的变焦电机和对焦电机依次进行变焦和对焦操作，实现对发言人的跟踪特写，使得发言人在画面中呈主体且清晰。

然而，现有的一体机镜头在变焦和对焦的过程中往往需要消耗较长时间，甚至在发言人已经讲话较长时间后，还迟迟无法输出显示以发言人为主体的画面，严重影响会议体验。另外，云台和一体机镜头的体积较大，难以携带，且成本较高，无法满足用户的实际需求。

发明内容

本方案提供一种摄像机、摄像方法及相关设备，可以更加高效、便捷地对目标对象进行跟踪特写，提升用户体验。

第一方面，本方案提供了一种摄像机，包括控制器和镜头，所述控制器与所述镜头连接；所述镜头包括N档电机、前固定透镜组、后固定透镜组和移动透镜组；所述N档电机与所述移动透镜组连接；N为大于或者等于2的整数；

所述N档电机，用于当切换至第j档时，带动所述移动透镜组移动至所述前固定透镜组和所述后固定透镜组之间的N个位置中的第j个位置；j＝1、2……N；

所述控制器，用于通过所述镜头获取第一图像；所述第一图像中包括目标对象。

为了实现对目标对象(例如当前视频会议的发言人)的跟踪特写，现有技术中，往往采用同时具备变焦和对焦功能的一体机镜头，首先通过变焦缩放拍摄范围至目标对象为拍摄主体，然后通过自动对焦算法往复搜对焦直至画面清晰。显然，该一体机镜头内配置有相应的变焦电机和对焦电机等多个电机，容易导致设备体积大，成本高，且通过自动对焦算法往复搜对焦往往需要消耗较长的时间，导致效率低，迟迟无法输出显示目标对象的特写画面。在本方案提供的摄像机中，可以采用变焦镜头或者具备对焦功能的定焦镜头，并在镜头内采用多档电机(例如N档电机)，该多档电机切换至任意一个档位时，均可带动与其连接的移动透镜组移动至对应的位置，从而快速、直接地切换镜头的焦距或者像距。基于此，本方案可以采用在N个档位的快速切换，将移动透镜组移动至一个合适的位置，从而快速、便捷且高效地实现对目标对象的跟踪特写，最终得到目标对象为主体的清晰画面，大大提高了用户体验，且有效降低了设备体积和成本。

在一些可能的实现方式中，所述目标对象在所述第一图像中的面积占比为第一占比；

所述控制器，还用于：

在确定所述第一占比不在第一占比范围内时，控制所述N档电机切换至第k档，以带动所述移动透镜组移动至所述N个位置中的第k个位置；k为大于或者等于1，且小于或者等于N的整数；并通过所述镜头获取第二图像；所述第二图像中包括所述目标对像，所述目标对象在所述第二图像中的面积占比为第二占比，所述第二占比在所述第一占比范围内。

本方案提供的摄像机可以根据原始采集到的图像(例如第一图像)中目标对象的面积占比(例如第一占比)与理想占比范围(例如第一占比范围)之间的偏差，直接驱动该多档电机切换至对应的档位，最终得到目标对象占比合适的图像(例如第二图像)，至此，快速、高效地实现了对目标对象的跟踪特写。如上所述，相较于现有技术中需要依次通过变焦和对焦多个电机进行变焦和对焦，导致整个过程耗时长，且设备体积大，成本高的方案而言，本方案可以仅采用单一镜头(例如变焦镜头或者定焦镜头中的任意一种)，驱动一个多档电机切换至对应档位，快速、便捷且高效地实现对目标对象的跟踪特写，最终得到目标对象为主体的清晰画面，大大提高了用户体验，且有效降低了设备体积和成本。

在一些可能的实现方式中，所述镜头为变焦镜头；当所述移动透镜组移动至所述第k个位置时，所述变焦镜头切换成第k焦距；所述控制器，具体用于：

当控制所述N档电机切换至所述第k档以使得所述变焦镜头的焦距为所述第k焦距时，通过所述变焦镜头获取所述第二图像；所述第二图像的清晰度大于预设清晰度。

在本方案中，摄像机内可以采用变焦镜头，相应的，该多档电机切换至任意一个档位时，可以快速直接地切换镜头的焦距，也即快速切换镜头的取景范围。基于此，可以根据采集到的第一图像中目标到对象的面积占比，以及预先设置的理想占比范围，切换该多档电机至对应的档位(例如第k档)，使得该变焦镜头当前的焦距切换至对应的第k焦距，此时变焦镜头的取景范围(或者说拍摄范围)中目标对象可以为主体。然后，再在变焦镜头为第k焦距的情况下，控制变焦镜头再次拍摄，采集得到第二图像，目标对象在该第二图像中的面积占比(例如第二占比)可以在理想占比范围内(例如60％-70％)。如此，快速、便捷且高效地通过一个变焦镜头实现对目标对象的跟踪特写，最终得到目标对象为主体的清晰画面，大大提高了用户体验，且有效降低了设备体积和成本。

在一些可能的实现方式中，所述镜头为定焦镜头；当所述移动透镜组移动至所述第k个位置时，所述定焦镜头切换成第k像距；所述控制器，具体用于：

当控制所述N档电机切换至所述第k档以使得所述定焦镜头的像距为所述第k像距时，通过所述定焦镜头获取第三图像；所述目标对象在所述第三图像中的面积占比为第三占比，所述第三占比等于所述第一占比；所述目标对象在所述第三图像中的清晰度大于所述目标对象在所述第一图像中的清晰度；

对所述第三图像进行裁剪和缩放处理，得到所述第二图像；所述第二图像和所述第三图像的清晰度大于预设清晰度。

在本方案中，摄像机内可以采用定焦镜头，相应的，该多档电机切换至任意一个档位时，可以快速直接地切换镜头的像距，也即快速切换镜头的对焦范围。基于此，可以根据采集到的第一图像中目标到对象的面积占比，以及预先设置的理想占比范围，切换该多档电机至对应的档位(例如第k档)，使得该定焦镜头当前的像距切换至对应的第k像距，此时定焦镜头的对焦范围可以为该目标对象，例如第一占比为较小的10％，则可以切换档位至向远处对焦。然后，再在第k像距的情况下，控制定焦镜头再次拍摄，采集得到第三图像，此时，目标对象的占比未变，但是其清晰度显然大于第二图像中的清晰度，随后，可以针对该第三图像中的目标对象进行裁剪和缩放，最终得到目标对象占比合适且清晰的第二图像。如此，可以快速、便捷且高效地通过一个定焦镜头实现对目标对象的跟踪特写，最终得到目标对象为主体的清晰画面，大大提高了用户体验，且有效降低了设备体积和成本。

在一些可能的实现方式中，所述定焦镜头为长焦镜头。

在本方案中，由于视频会议等场景中，会议人员大多在距离摄像机2m至8m左右的距离内，因此相较于广角镜头而言，采用长焦镜头可以尽可能的避免拍摄到的第三图像中目标对象占比过小，从而使得裁剪放大后得到的第二图像不满足清晰度要求的情况，最大程度的保证用户的使用体验。

在一些可能的实现方式中，所述镜头还包括M个位置传感器，所述M个位置传感器与所述控制器连接；

所述M个位置传感器，用于在所述控制器控制所述N档电机切换至所述第k档后，检测所述移动透镜组是否移动至所述第k个位置；M为大于或者等于1的整数；

若是，

所述M个位置传感器，还用于发送第一消息至所述控制器；

所述控制器，还用于接收所述第一消息，并根据所述第一消息，确定所述移动透镜组移动至所述第k个位置；

若否，

所述M个位置传感器，还用于发送第二消息至所述控制器；

所述控制器，还用于接收所述第二消息，根据所述第二消息，确定所述移动透镜组未移动至所述第k个位置，并控制所述N档电机切换至所述第k档，以带动所述移动透镜组移动至所述第k个位置。

在本方案中，可以理解的是，在理想情况下，移动透镜组可以在N档电机的带动下移动至N个位置中的任意一个位置，但是，由于N档电机自身可能存在丢步等精确度不高的问题，容易导致N档电机没有准确切换档位，也即导致移动透镜组无法准确移动到位。如此，例如在采用变焦镜头的情况下，由于其只能在N个档位上实现离散变焦，也即移动透镜组只有在该N个位置上时才能清晰成像。因此，一旦移动透镜组无法准确移动至该第k位置，除了无法满足占比要求，还极易导致采集到的第二图像模糊不清，严重影响用户体验。又例如在采用定焦镜头的情况下，由于其只能在N个档位上实现对焦，因此，一旦移动透镜组无法准确移动至该第k位置，极易导致采集到的第三图像模糊不清，严重影响用户体验。综上所述，本方案还可以在控制器下发对N档电机的控制之后，通过M个位置传感器检测该N档电机是否准确将移动透镜组移动到对应的第k个位置，若否，还可以进一步发送消息至控制器，使得控制器再次控制N档电机切换至第k档，直至该移动透镜组准确移动至第k个位置，从而实现对N档电机的闭环控制，确保移动透镜组移动位置的精确性，保证拍摄效果。

在一些可能的实现方式中，所述位置传感器为线性霍尔传感器、线性磁阻编码器和直线光栅编码器中的任意一种。

在本方案中，采用的位置传感器可以为市面上较为常见的线性霍尔传感器、线性磁阻编码器和直线光栅编码器中的任意一种，或者还可以为其他任何可能的传感器，本方案对此不作具体限定，以便捷、低成本地实现对N档电机的闭环控制，确保移动透镜组移动位置的精确性，保证拍摄效果等等。

在一些可能的实现方式中，所述N档电机为永磁步进电机、音圈电机VCM和超声波电机中的任意一种。

在本方案中，N档电机可以为市面上较为常见的永磁步进电机、音圈电机VCM和超声波电机中的任意一种，或者还可以为其他任何可能的电机，本方案对此不作具体限定，可以根据实际需求进行选择，大大提高了本申请的可操作性。

第二方面，本方案提供了一种摄像装置，其特征在于，所述装置包括云台，以及上述第一方面中任意一项所述的摄像机；所述摄像机安装在所述云台上，所述云台包括俯仰电机和水平电机。

在本方案中，摄像机可以安装固定在云台，通过云台中的俯仰电机和水平电机可以带动镜头旋转至各个方位进行拍摄，因此不论目标对象位于哪个方位，都可以落入摄像机的拍摄视野中，确保可以实现对目标对象的跟踪特写。

在一些可能的实现方式中，所述装置还包括麦克风阵列，所述麦克风阵列与所述控制器通信；

所述麦克风阵列，用于获取所述目标对象的音频数据，并发送所述音频数据至所述控制器；

所述控制器，用于接收所述音频数据，并根据所述音频数据确定所述目标对象的目标方位；以及，用于根据所述目标方位控制所述俯仰电机和/或所述水平电机运行，以带动所述摄像机的拍摄视野旋转至所述目标方位。

在本方案中，可以通过多个麦克风采集目标对象的音频数据，然后根据该音频数据计算分析出目标对象当前的方位信息，随后根据该方位信息控制云台中的俯仰电机和/或水平电机运行，以带动摄像机旋转至该目标对象所在的方位进行拍摄，从而确保拍摄到的画面中包含目标对象。

在一些可能的实现方式中，所述装置还包括距离传感器，所述距离传感器与所述控制器通信；

所述距离传感器，用于获取所述目标对象与所述摄像机之间的距离，并发送所述距离至所述控制器；

所述控制器，还用于接收所述距离，并基于所述距离和所述第一占比范围，控制所述N档电机切换至所述第k档，以带动所述移动透镜组移动至所述N个位置中的所述第k个位置。

在本方案中，可以根据目标对象与摄像机之间的距离来确定N档电机当前需要切换的档位，无需再判断原始采集图像中目标对象的面积占比，从而更加快速、便捷地实现对目标对象的跟踪特写。或者，可以同时参考目标对象与摄像机之间的距离以及原始采集图像中目标对象的面积占比来确定N档电机当前需要切换的档位，从而更加可靠、准确地实现对目标对象的跟踪特写，有效保证用户体验。

在一些可能的实现方式中，所述俯仰电机和所述水平电机为无刷直流电机；所述无刷直流电机中包括一个或多个同相的线性霍尔传感器。

在本方案中，可以采用无刷直流电机作为云台内的俯仰电机和水平电机，直接驱动云台带动摄像机进行旋转，无需其他中间传动机构，大大减小了云台的体积。另外，电机内还可以采用一个或多个同相的线性霍尔传感器作为电机角度位置的反馈器件，需要说明的是，同相设计的霍尔传感器，可以使得电机转子的磁场在旋转范围内具备一致性，从而可以大大提高位置解算的精度和一致性，也即提高位置反馈的精确度，进而提高云台对旋转位置的控制精度，确保可以带动摄像机旋转至目标对象所在的方位。

第三方面，本方案提供了一种摄像方法，其特征在于，应用于摄像机，所述摄像机包括控制器和镜头，所述控制器与所述镜头连接；所述镜头包括N档电机、前固定透镜组、后固定透镜组和移动透镜组；所述N档电机与所述移动透镜组连接，用于当切换至第j档时，带动所述移动透镜组移动至所述前固定透镜组和所述后固定透镜组之间的N个位置中的第j个位置；j＝1、2……N；N为大于或者等于2的整数；所述方法包括：

通过所述镜头获取第一图像；所述第一图像中包括目标对象，所述目标对象在所述第一图像中的面积占比为第一占比；

在确定所述第一占比不在第一占比范围内时，控制所述N档电机切换至第k档，以带动所述移动透镜组移动至所述N个位置中的第k个位置；k为大于或者等于1，且小于或者等于N的整数；

当所述移动透镜组移动至所述第k个位置时，通过所述镜头获取第二图像；所述第二图像中包括所述目标对像，所述目标对象在所述第二图像中的面积占比为第二占比，所述第二占比在所述第一占比范围内。

在一些可能的实现方式中，所述控制器与麦克风阵列连接；所述摄像机安装在云台上，所述云台包括俯仰电机和水平电机；所述方法还包括：

通过所述麦克风阵列获取所述目标对象的音频数据，并根据所述音频数据确定所述目标对象的目标方位；

根据所述目标方位控制所述俯仰电机和/或所述水平电机运行，以带动所述摄像机的拍摄视野旋转至所述目标方位；其中，

所述俯仰电机和所述水平电机为无刷直流电机；所述无刷直流电机中包括一个或多个同相的线性霍尔传感器。

在一些可能的实现方式中，所述控制器与距离传感器连接；所述方法还包括：

通过所述距离传感器获取所述目标对象与所述摄像机之间的距离，并基于所述距离和所述第一占比范围，控制所述N档电机切换至所述第k档，以带动所述移动透镜组移动至所述N个位置中的所述第k个位置。

第四方面，本方案提供了一种摄像装置，应用于摄像机，所述摄像机包括控制器和镜头，所述控制器与所述镜头连接；所述镜头包括N档电机、前固定透镜组、后固定透镜组和移动透镜组；所述N档电机与所述移动透镜组连接，用于当切换至第j档时，带动所述移动透镜组移动至所述前固定透镜组和所述后固定透镜组之间的N个位置中的第j个位置；j＝1、2……N；N为大于或者等于2的整数；所述装置包括：

第一获取单元，用于通过镜头获取第一图像；所述第一图像中包括目标对象，所述目标对象在所述第一图像中的面积占比为第一占比。

第一控制单元，在确定所述第一占比不在第一占比范围内时，控制N档电机切换至第k档，以带动移动透镜组移动至N个位置中的第k个位置；k为大于或者等于1，且小于或者等于N的整数。

第二获取单元，当所述移动透镜组移动至所述第k个位置时，通过所述镜头获取第二图像；所述第二图像中包括所述目标对像，所述目标对象在所述第二图像中的面积占比为第二占比，所述第二占比在所述第一占比范围内。

在一些可能的实现方式中，所述摄像装置与麦克风阵列通信；所述摄像机安装在云台上，所述云台包括俯仰电机和水平电机；所述装置还包括：

第三获取单元，用于通过所述麦克风阵列获取所述目标对象的音频数据，并根据所述音频数据确定所述目标对象的目标方位。

第二控制单元，用于根据所述目标方位控制所述俯仰电机和/或所述水平电机运行，以带动所述摄像机的拍摄视野旋转至所述目标方位；其中，所述俯仰电机和所述水平电机为无刷直流电机；所述无刷直流电机中包括一个或多个同相的线性霍尔传感器。

在一些可能的实现方式中，所述装置与距离传感器通信；所述装置还包括：

第四获取单元，用于通过所述距离传感器获取所述目标对象与所述摄像机之间的距离。

在一些可能的实现方式中，第一控制单元，还用于基于所述距离和所述第一占比范围，控制所述N档电机切换至所述第k档，以带动所述移动透镜组移动至所述N个位置中的所述第k个位置。

第五方面，本方案提供的一种摄像设备，该摄像设备中包括处理器，处理器被配置为支持该摄像设备实现第三方面提供的摄像方法中相应的功能。该摄像设备还可以包括存储器，存储器用于与处理器耦合，其保存该摄像设备必要的程序指令和数据。该摄像设备还可以包括通信接口，用于该摄像设备与其他设备或通信网络通信。

第六方面，本方案提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第三方面中任意一项所述的摄像方法流程。

第七方面，本方案提供了一种计算机程序，所述计算机程序包括指令，当所述计算机程序被计算机执行时，使得计算机可以执行上述第三方面中任意一项所述的摄像方法流程。

第八方面，本方案提供一种芯片，该芯片包括处理器和通信接口，所述处理器用于从该通信接口调用并运行指令，当该处理器执行所述指令时，使得该芯片执行上述第三方面中任意一项所述的摄像方法流程。

第九方面，本方案提供了一种芯片系统，该芯片系统可以包括上述第一方面中任意一项所述的摄像机，或者包括上述第二方面中任意一项所述的摄像装置，或者包括上述第四方面中任意一项所述的摄像装置，用于实现上述第三方面中任意一项所述的摄像方法流程所涉及的功能。在一些可能的实现方式中，所述芯片系统还包括存储器，所述存储器，用于保存摄像方法必要的程序指令和数据。该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。

图1是一种导播方法的流程示意图。

图2是本申请实施例提供的一种摄像系统的架构示意图。

图3是本申请实施例提供的一种应用场景示意图。

图4是本申请实施例提供的一种摄像机的结构示意图。

图5是本申请实施例提供的一种变焦镜头的档位切换示意图。

图6a是本申请实施例提供的一种采用变焦镜头实现跟踪特写的效果示意图。

图6b是本申请实施例提供的另一种采用变焦镜头实现跟踪特写的效果示意图。

图7是本申请实施例提供的一种定焦镜头的档位切换示意图。

图8是本申请实施例提供的一种采用定焦镜头实现跟踪特写的效果示意图。

图9是本申请实施例提供的另一种摄像机的结构示意图。

图10是本申请实施例提供的又一种摄像机的结构示意图。

图11是本申请实施例提供的一种摄像装置的结构示意图。

图12是本申请实施例提供的另一种摄像装置的结构示意图。

图13是本申请实施例提供的一种电机转子磁场分布示意图。

图14是本申请实施例提供的一种摄像方法的流程示意图。

图15是本申请实施例提供的又一种摄像装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例进行描述。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选的还包括没有列出的步骤或单元，或可选的还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。可以理解的，在不冲突的情况下，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本说明书中使用的术语“部件”、“模块”、“系统”等用于表示计算机相关的实体、硬件、固件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如，部件可以是但不限于，在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或计算机。通过图示，在计算设备上运行的应用和计算设备都可以是部件。一个或多个部件可驻留在进程和/或执行线程中，部件可位于一个计算机上和/或分布在2个或更多个计算机之间。此外，这些部件可从在上面存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。部件可例如根据具有一个或多个数据分组(例如来自与本地系统、分布式系统和/或网络间的另一部件交互的二个部件的数据，例如通过信号与其它系统交互的互联网)的信号通过本地和/或远程进程来通信。

首先，对本申请中的部分专业用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。

(1)云台，是安装、固定摄像机的支撑设备，通常可以分为固定和电动云台两种。固定云台适用于监视范围不大的情况，在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度，以达到最好的工作姿态。电动云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围。电动云台工作姿态的调整是由两台执行电动机(包括水平电机和俯仰电机)来实现，电动机接收来自控制器的信号精确地运行定位。在控制信号的作用下，云台上的摄像机既可自动扫描监视区域，也可在工作人员(例如监控中心值班人员)的操纵下跟踪监视对象。

(2)变焦(zoom)，是改变镜头的焦距，从而造成视角或图像大小的变化，获取把被摄体拉近或推远的效果。通常是通过镜头组合的变化实现的。焦距越长，视角越窄，画面中能容纳的景象就少，画面看起来越近。焦距越短，视角越大，画面中能容纳的景物就多，画面看起来较远。变焦电机可以自动转换镜头的焦距以确定取景范围的大小。

(3)对焦(focus)，是改变镜头的像距，使被拍摄物体可以清晰的成像到胶片(感光元件)上。一般情况下，若成像位置位于透镜1倍焦距之外、2倍焦距之内，并且成像位置即是感光元件所在的位置，则成像清晰。若成像位置偏离了感光元件所在的平面，则成像往往会变得非常虚，比较模糊，即出现摄影时的对焦不准现象。对焦电机可以自动对准被拍摄物体使之成像清晰。

综上，一般情况下，拍摄步骤是先变焦确定拍摄范围，然后对焦使得拍摄画面(或者拍摄主体)成像清晰。

(4)无刷直流电机，由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体。在一些可能的实施例中，上述云台的水平电机和俯仰电机均可以采用无刷直流电机。

(5)霍尔传感器，是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。在一些可能的实施例中，上述云台中的俯仰电机、水平电机，以及镜头中的变焦电机和对焦电机均可以采用霍尔传感器做位置反馈，以提高精确度。其中，霍尔传感器在俯仰电机和水平电机等旋转电机里，可以做一个旋转位置(或者说旋转角度)的反馈，在变焦电机和对焦电机里，可以做一个线性位移的反馈，等等，具体可参见下述实施例中的描述，此处不再详述。

为了便于理解本申请实施例，进一步分析并提出本申请所具体要解决的技术问题，在现有技术中，关于通过摄像机实现对目标对象的追踪特写，包括多种技术方案，以下示例性的列举如下常用的三种方案。

方案一：

请参阅图1，图1是一种导播方法的流程示意图。如图1所示，该导播方法可以包括如下步骤S11-步骤S15。

步骤S11，麦克风(microphone，MIC)采集发言人音频数据。

步骤S12，根据音频数据，计算发言人方位信息。

步骤S13，根据发言人方位信息判断云台是否旋转到位：若否，则云台控制器控制云台电机(包括俯仰电机和水平电机)进行旋转，以将安装在云台上的摄像机对准发言人方位进行拍摄，然后执行S14；若是，则直接执行S14。

步骤S14，判断人像大小是否合适：若否，则镜头控制器驱动变焦电机对镜头进行变焦，以使得拍摄得到的图像中发言人的大小合适，然后执行S15；若是，则直接执行S15。

步骤S15，判断图像是否清晰，若否，则镜头控制器驱动对焦电机对镜头进行对焦，以使得拍摄得到的图像清晰。

综上，现有导播技术中，较为常见的是采用声源定位技术，通过麦克风阵列检测到发言人的音频信息，并通过主控制器进行计算处理，得到发言人的方位信息，然后将该方位信息发送到云台控制器，以控制云台旋转到指定的方位，云台到位后，根据拍摄到的图像进行判断是否需控制镜头变焦电机进行缩放，从而实现发言人是合适的大小比例出现在画面中。变焦电机完成缩放后还需要进一步计算拍摄到的图像是否清晰，并通过自动对焦(autofocus，AF)算法控制对焦电机搜索找到清晰度最佳点。

方案一中，镜头通常采用一体机镜头，该镜头内设有变焦电机和对焦电机，具备变焦和对焦功能。其中，变焦电机和对焦电机可以采用永磁步进电机和丝杆传动，通过电机和丝杆传动螺母带动镜头内的镜片进行前后运动，从而实现变焦和对焦功能

方案一的缺点：

一体机镜头体积较大，为了具备足够的驱动力矩旋转一体机镜头使其对准发言人，相应的，云台体积也会变大，并且，由于一体机镜头体积较大，导致云台负载较大，进而大大降低了云台电机的旋转速度。与此同时，为了准确的到达相应的方位，电机一般还配有位置反馈编码器(或者说位置传感器)，用于云台的精准定位控制，进而大大增加了云台的成本。

另外，一体机镜头在变焦电机完成变焦工作后，还需要根据AF算法进一步通过对焦电机进行往复搜索运动，以找到图像清晰度最佳点。如此，造成整个导播过程需要耗费大量时间，以至于出现发言人已经讲话很长一段时间后，仍然不能及时清晰地显示发言人画面，严重影响会议体验。

方案二：

不需要采用云台和一体机镜头，而是采用一个或多个定焦广角镜头。通过该一个或多个广角镜头可以采集几乎覆盖全部会议人员的图像，因此，在基于声源定位技术确定发言人的方位后，可以针对采集到的图像中的发言人进行电子裁剪以及数码缩放，从而得到发言人占比合适且较为居中的显示画面。显然，方案二避免了方案一中云台旋转、镜头变焦和对焦等一系列复杂的操作，有效解决了导播速度慢的问题。

方案二的缺点：

当发言人距离较远时，在采集到的图像中，发言人的占比极小，此时通过电子裁剪和数码放大的方式会使得最终得到的图像清晰度极差，发言人模糊不清，严重影响会议体验。与此同时，使用多个广角镜头也会增加成本，不满足用户的实际需求。

方案三：

同样，不需要采用云台和一体机镜头，而是采用一个定焦广角镜头和多个定焦长焦镜头。其中，广角镜头用于采集全景视频(或者说全景图像)，但采集到的视频(或者说图像)不用于输出显示。其中，多个长焦镜头主要用于针对远处的多个方位进行拍摄。如此，在基于声源定位技术确定发言人的方位后，若发言人距离较远，则可以基于相应方位的长焦镜头拍摄到的图像进行相应的电子裁剪以及数码缩放，并输出显示；若发言人距离较近，则可以基于广角镜头采集到的图像进行相应的电子裁剪以及数码缩放，并输出显示，从而均可以得到发言人占比合适且较为居中的显示画面。如此，相较于前述方案一和方案二，本方案三可解决导播速度慢，以及发言人距离较远时清晰度变差、人像占比小的问题。

方案三的缺点：

如上所述，由于方案三需要同时采用广角镜头和多个长焦镜头，因此会严重增加成本以及设备体积。

综上，上述方案均无法在低成本、小体积的前提下利用现有通用的摄像机和云台等设备实现对目标对象(例如视频会议中当前的发言人)快速且清晰的跟踪特写。因此，为了解决当前技术中不满足实际业务需求的问题，本申请实施例实际要解决的技术问题包括如下方面：只采用变焦镜头或者具备对焦功能的定焦镜头，基于原始拍摄画面中目标对象的面积占比，通过本申请实施例提供的多档电机将镜头内的透镜组移动至对应的位置，从而直接切换镜头的焦距或者像距，以使得最终拍摄到的画面中目标对象为画面主体且清晰。如此，可以在采用单个镜头以降低成本和设备体积的前提下，提高对发言人进行跟踪特写的效率，有效保证用户的使用体验。

请参阅图2，图2是本申请实施例提供的一种摄像系统的架构示意图。本申请实施例的技术方案可以在图2举例所示的系统架构或者类似的系统架构中具体实施。如图2所示，该系统架构可以包括摄像机100、云台200和显示器300，其中，摄像机100可以安装在云台200上，可选地，摄像机100还可以与云台200建立通信连接。如图2所示，摄像机100可以通过有线或者无线网络(例如无线保真(Wireless-Fidelity，WiFi)、蓝牙和移动网络)等方式与显示器300建立通信连接，以将采集到的图像(或者说视频)通过有线或者无线网络等方式传输给显示器300，以使得该显示器300显示相应内容。可选地，显示器300可以包括一个或多个显示屏，本申请实施例对此不作具体限定。

下面，以多人视频会议场景为例，对本申请实施例提供的摄像机以及相应的摄像方法进行详细阐述。

请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种应用场景示意图。该应用场景可以包括上述摄像机100、云台200以及显示器300，可选地，还可以包括多个参与视频会议的人员，例如图3中所示的对象400a、400b、400c和400d等。当会议开始后，摄像机100便可以开始采集图像，并传输至显示器300进行显示，其中，如图3所示，对象400b、400c和400d可以位于距离摄像机100较远的位置，在显示器300显示的画面中的占比也较小。此时，若对象400b开始讲话，成为当前视频会议的发言人，则需要对对象400b进行跟踪特写，使其成为画面主体，从而提升会议体验感。

首先，如上所述，在对象400b开始讲话后，云台200可以通过部署在云台中的麦克风阵列采集对象400b的音频数据，并基于该音频数据确定对象400b的方位信息，然后根据该方位信息驱动云台200中的俯仰电机和/或水平电机进行旋转，以带动摄像机100旋转至对准对象400b进行拍摄。可以理解的是，若当前俯仰电机和水平电机对应的方位与该音频数据对应的方位信息相符合，也即当前摄像机100的拍摄视野正好对准对象400b，则云台200无需驱动俯仰电机和/或水平电机进行旋转。可选地，该麦克风阵列也可以部署在摄像机100中，摄像机100可以基于采集到的音频数据确定对象400b的方位信息，并通过数据线或者无线网络的方式将该方位信息发送至云台200，云台200接收该方位信息并根据该方位信息驱动俯仰电机和/或水平电机进行旋转，以带动摄像机100旋转至对准对象400b进行拍摄，等等，本申请实施例对此不作具体限定。

其次，如图3所示，在云台200旋转到位后，摄像机100可以根据对象400b(也即发言人)在原始图像中的面积占比，驱动摄像机100中的多档电机切换至对应档位，以改变摄像机100的焦距或者像距，然后再采集图像，并输出至显示器300进行显示。

可选地，摄像机100可以采用变焦镜头，根据对象400b在原始图像中的面积占比，驱动该变焦镜头内的多档电机切换至对应档位，以进行变焦，从而使得对象400b在图像中的大小合适(例如，对象400b在图像中的面积占比可以为60％至70％左右等等)。随后，摄像机100将换挡后采集到的图像传输至显示器300，并通过显示器300进行显示，如图3所示，显然，相较于电机换档前，此时对象400b为画面主体，至此，通过变焦镜头完成对发言人的跟踪特写，保证了视频会议的效率和体验感。其中，如上所述，该变焦镜头可以由镜头内的多档电机驱动变焦，当该多档电机处于任意一个档位时，可以将变焦镜头内的移动透镜组(例如可以包括一个或者多个透镜)移动至对应的位置，以实现焦距切换。如此，有别于上述常规一体机镜头中的连续变焦，本申请实施例中摄像机100采用的变焦镜头为离散变焦，也即该变焦镜头的焦距只取决于几个固定档位的切换。需要说明的是，该多档电机的档位可以为事先基于图像清晰点设计好的档位，透镜组移动到该任意一个档位对应的位置时，均可清晰成像，无需再进行自动对焦或者手动对焦，从而可以快速、便捷地得到占比合适且清晰的发言人图像。

可选地，摄像机100也可以采用定焦镜头，根据对象400b在原始图像中的面积占比，驱动该定焦镜头内的多档电机切换至对应档位，以进行对焦，从而使得对象400b在图像中清晰可见。然后，再针对该图像中的对象400b进行电子裁剪以及数码缩放，得到对象400b占比较大且较为居中的清晰图像。随后，摄像机100将该裁剪以及缩放后得到的图像传输至显示器300，并通过显示器300进行显示，同理，如图3所示，显然，相较于电机换档前，此时对象400b为画面主体，至此，通过定焦镜头完成对发言人的跟踪特写，保证了视频会议的效率和体验感。其中，如上所述，该定焦镜头可以由镜头内的多档电机驱动定焦，当该多档电机处于任意一个挡位时，可以将定焦镜头内的移动透镜组(例如可以包括一个或者多个透镜)移动至对应的位置，以实现像距切换。如此，有别于上述常规一体机镜头中基于AF算法通过对焦电机进行往复搜索运动，直至找到图像清晰度最佳点，导致对焦耗时长的方案而言，本申请实施例中摄像机100采用的定焦镜头可以仅根据图像中发言人的占比大小直接控制多档电机切换至合适的档位，实现对发言人的对焦，从而快速、便捷地得到清晰的发言人图像。

需要说明的是，上述场景仅为示例性说明，本申请实施例提供的摄像机、云台以及相应摄像方法还可以应用于除上述图3例举的应用场景外的其他场景，例如演唱会、网络直播、电视节目等等，本申请实施例对此不作具体限定。

请参阅图4，图4是本申请实施例提供的一种摄像机的结构示意图。如图4所示，摄像机100可以包括控制器101和镜头102；其中，镜头102可以包括N档电机103、移动透镜组104、前固定透镜组105和后固定透镜组106，N为大于或者等于2的整数。其中，移动透镜组104、前固定透镜组105和后固定透镜组106均可以包括一个或多个透镜。如图4所示，控制器101与镜头102连接，具体可以与镜头102中的N档电机103连接，N档电机103与移动透镜组104连接。

N档电机103，包括可切换的N个档位，当该N档电机切换至第j档时，可以带动该移动透镜组104移动至前固定透镜组105和后固定透镜组106之间的N个位置中的第j个位置；其中，j＝1、2……N。可选地，该N个位置可以位于同一水平线上，此外，该N个位置之间的距离可以相等或者不等。可选地，N档电机103可以采用永磁步进电机、音圈电机(voice coilmotor，VCM)和超声波电机等中的任意一种，或者可以为其他任何可能的电机，本申请实施例对此不作具体限定。

控制器101，用于通过镜头102获取第一图像，第一图像中包括目标对象(例如为上述视频会议中的发言人，即对象400b)。控制器101在获取到该第一图像后，还可以计算得到目标对象在该第一图像中的面积占比为第一占比。

控制器101，还用于在确定该第一占比不在预设的第一占比范围内时，基于该第一占比和第一占比范围，控制N档电机103切换至相应的第k档，以带动移动透镜组104移动至N个位置中的第k个位置；k为大于或者等于1，且小于或者等于N的整数。其中，第一占比范围可以为预先设置的范围，例如为40％-50％，50％-70％，60％-70％，或者65％-75％等较为合适的占比范围，等等，本申请实施例对此不作具体限定。

控制器101，还用于在控制N档电机103切换至第k档后，通过镜头102获取第二图像，第二图像中也包括目标对像，并且该目标对象在第二图像中的面积占比为第二占比，该第二占比在第一占比范围内。

例如，以该第一占比范围为50％-70％为例，该第一占比可以为20％，该第二占比可以为66％等。后续，控制器101还可以将该第二图像传输至相应的显示器(例如上述图3中所示的显示器300)进行显示，得到发言人为主体的显示画面，提升用户的视觉感受和会议体验等等。

需要说明的是，如上所述，控制器101不仅可以计算得到第一图像中目标对象的第一占比，并根据该第一占比和第一占比范围确定N档电机103需要切换的档位，还可以基于计算得到的档位控制N档电机103进行档位切换。如此，本申请实施例中的控制器101既可以包括数据计算处理的功能，也可以包括镜头控制的功能等等，或者说控制器101可以包括处理器和控制器等，本申请实施例对此不作具体限定。

在本申请实施例中，图4所示的镜头102可以采用变焦镜头或者定焦镜头，下面将分别针对变焦镜头和定焦镜头这两种情况，对本申请实施例提供的摄像机进行详细阐述。

可选地，镜头102为变焦镜头，相应的，该N档电机可以为N档变焦电机，即镜头102具备N个可切换的焦距。请参阅图5，图5是本申请实施例提供的一种变焦镜头的档位切换示意图。如图5所示，基于前述对变焦的解释说明可知，可以根据变焦镜头的取景范围远近(也即目标对象与摄像机之间的距离)划分N个档位，例如图5所示的广角档和长焦档(即N等于2)，当N档电机103切换至广角档时，镜头102采集的图像中主要可以包括距离小于L0范围内的物体，当N档电机切换至长焦档时，镜头102采集的图像中主要可以包括距离大于L0范围内的物体。其中，L0可以为3m、4m或者4.5m等等，本申请实施例对此不作具体限定。

请参阅图6a，图6a是本申请实施例提供的一种采用变焦镜头实现跟踪特写的效果示意图。下面将结合图5举例所示的档位切换示意图和图6a所示的效果示意图，进一步对本申请实施例中采用变焦镜头的方案进行详细阐述。如图6a所示，在控制器101通过镜头102获取到的第一图像中，包括对象400a、400b、400c、400d、400e，其中，对象400b为目标对象，且与摄像机100的距离较远。显然，在初始档位(广角档)进行拍摄时，对象400b在第一图像中的第一占比较小(例如为10％)。随后，控制器101可以基于该第一占比，以及预设的第一占比范围(例如为40％-50％)，控制N档电机103切换至长焦档，从而带动移动透镜组104移动至长焦档对应的位置，此时，镜头102的焦距切换成对应的长焦焦距，从而快速、准确地完成变焦。在切换至长焦档后，镜头102可以在在控制器101的控制下采集第二图像，并将该第二图像发送至控制器101，相应的，控制器101接收该第二图像。如图6a所示，对象400b在第二图像中的第二占比相较于第一占比显著增大，该第二占比可以在上述第一占比范围内，例如为42％等，从而快速、高效地完成对目标对象的跟踪特写。然后，控制器101可以发送该第二图像至相应的显示器进行显示，等等，此处不再赘述。

请参阅图6b，图6b是本申请实施例提供的另一种采用变焦镜头实现跟踪特写的效果示意图。如图6b所示，在控制器101通过镜头102获取到的第一图像中，包括对象400b，其中，对象400b为目标对象，且与摄像机100的距离较近。显然，在初始档位(长焦档)进行拍摄时，对象400b在第一图像中的第一占过大(例如为90％)，显示不完全。随后，控制器101可以基于该第一占比，以及预设的第一占比范围(例如为40％-50％)，控制N档电机103切换至广角档，从而带动移动透镜组104移动至广角档对应的位置，此时，镜头102的焦距切换成对应的广角焦距，从而快速、准确地完成变焦。在切换至广角档后，镜头102可以在在控制器101的控制下采集第二图像，并将该第二图像发送至控制器101，相应的，控制器101接收该第二图像。如图6b所示，对象400b在第二图像中的第二占比相较于第一占比显著减小，该第二占比可以在上述第一占比范围内，例如为42％等，从而快速、高效地完成对目标对象的跟踪特写。然后，控制器101可以发送该第二图像至相应的显示器进行显示，等等，此处不再赘述。

需要说明的是，如图5所示，区别于常规一体机镜头的连续变焦，申请实施例中的镜头102是通过N档电机的档位切换实现的离散变焦。可选地，该N档电机的档位可以为事先基于图像清晰点设计好的档位，移动透镜组104移动到任意一个档位对应的位置时，均可清晰成像，因此，无需额外的对焦电机再进行自动对焦或者手动对焦，即可保证镜头102在不同档位采集到的第一图像和第二图像的清晰度大于预设清晰度，如此，在保证快速实现对目标对象进行跟踪特写的情况下，也保证了目标对象的特写画面的清晰度，极大程度上提高了用户体验。

可选地，镜头102为定焦镜头，相应的，该N档电机可以为N档对焦电机，即镜头102具备N个可切换的像距。请参阅图7，图7是本申请实施例提供的一种定焦镜头的档位切换示意图。如图7所示，基于前述对对焦的解释说明可知，可以根据对焦的范围远近(也即目标对象与摄像机之间的距离)划分N个档位，例如图5所示的档位D(1)、D(2)、D(3)……D(n-1)、D(n)，以及对应的距离L(1)、L(2)、L(3)……L(n-1)、L(n)。例如，N为4，当N档电机分别切换至第1档、第2档、第3档、第4档时，该定焦镜头的对焦范围可以分别为2m、3m、5m、6m、7m远处的物体，等等，本申请实施例对此不作具体限定。

请参阅图8，图8是本申请实施例提供的一种采用定焦镜头实现跟踪特写的效果示意图。下面将结合图7举例所示的档位切换示意图和图8所示的效果示意图，进一步对本申请实施例中采用定焦镜头的方案进行详细阐述。如图8所示，在控制器101通过镜头102获取到的第一图像中，包括对象400a和400b，其中，对象400b为目标对象，且与摄像机100的距离较远。显然，在初始档位(例如为D(1)档)进行拍摄时，对象400b在第一图像中的第一占比较小(例如为12％)，且此时镜头102对焦在对象400b前方的对象400a附近，从而使得对象400b模糊不清。随后，控制器101可以基于该第一占比，以及预设的第一占比范围(例如为40％-50％)，控制N档电机103切换至D(4)档，从而带动移动透镜组104移动至对应的第4个位置，此时，镜头102的像距切换成对应的第4像距，使其对焦在远处的对象400b上，从而快速、准确地完成对焦。如图8所示，在切换至D(4)档后，镜头102可以在控制器101的控制下采集第三图像，并将该第三图像发送至控制器101，相应的，控制器101接收该第三图像。如图8所示，对象400b在第三图像中的第三占比与第一占比相同，仍然较小，但是对焦后对象400的清晰度显著提升。随后，控制器101可以基于该第一占比范围，针对第三图像中的对象400b进行电子裁剪以及数码缩放(图8中以数码放大为例)，从而得到如图8所示的第二图像。显然，对象400b在第二图像中的第二占比相较于第一占比和第三占比显著增大，该第二占比可以在上述第一占比范围内，例如为40％等，从而快速、高效地完成对目标对象的跟踪特写。然后，控制器101可以发送该第二图像至相应的显示器进行显示，等等，此处不再赘述。

可选地，在镜头102为定焦镜头的情况下，优选的，可以采用长焦镜头。由于在常见的视频会议场景中，参与会议的人员大多距离摄像机2m-8m左右，因此采用长焦镜头可以有效保证目标对象(例如对象400b)在第一图像以及第三图像中的面积占比不至于过小，进而保证了放大后得到的第二图像的清晰度能够满足实际需求(例如大于上述预设清晰度)，保证最后显示画面的清晰。

需要说明的是，如图7所示，有别于上述常规一体机镜头中基于AF算法通过对焦电机进行往复搜索运动，直至找到图像清晰度最佳点，导致对焦耗时长的方案而言，本申请实施例可以仅根据图像中目标对象的占比大小直接控制N档电机切换至合适的档位，实现镜头102对目标对象的对焦，从而快速、便捷且准确地得到目标对象清晰可见的图像。

综上，相较于现有技术中需要依次通过变焦和对焦多个电机进行变焦和对焦，导致整个过程耗时长，且设备体积大，成本高的方案而言，本申请实施例可以仅采用单一镜头(例如变焦镜头或者定焦镜头中的任意一种)，直接基于采集到的图像中的目标对象的面积占比以及预设的占比范围，控制一个N档电机切换至对应档位，从而快速、便捷且高效地实现对目标对象的跟踪特写，最终得到目标对象为主体的清晰画面，大大提高了用户体验，且有效降低了设备体积和生产制造成本。

进一步地，请参阅图9，图9是本申请实施例提供的另一种摄像机的结构示意图。如图9所示，摄像机100还可以包括M个位置传感器(例如位置传感器1、位置传感器2、位置传感器3……位置传感器n，等)，M为大于或者等于1的整数。该M个位置传感器可以与控制器101连接，可选地，该M个位置传感器可以固定在镜头102的外壳上，与移动透镜组104的N个位置一一对应，即一般情况下M可以等于N(图9中以M等于N为例)，本申请实施例对此不作具体限定。

可以理解的是，在理想情况下，移动透镜组104可以在N档电机103的带动下移动至N个位置中的任意一个位置，但是，由于N档电机103自身可能存在丢步等精确度不高的问题，容易导致N档电机103没有准确切换档位，也即导致移动透镜组104无法准确移动到位。如此，例如在镜头102为上述变焦镜头的情况下，由于其只能在N个档位上实现离散变焦，也即移动透镜组104只有在该N个位置上时才能清晰成像。因此，一旦移动透镜组104无法准确移动至该第k位置，除了无法满足占比要求，还极易导致镜头102采集到的第二图像模糊不清，严重影响用户体验。又例如，在镜头102为上述定焦镜头的情况下，由于其只能在N个档位上实现对焦，因此，一旦移动透镜组无法准确移动至该第k个位置，极易导致镜头102采集到的第三图像中目标对象仍然模糊不清，甚至相比于第一图像更加模糊，等等，严重影响用户体验。

如此，本申请实施例提供的M个位置传感器，可以用于在控制器101控制N档电机103切换至第k档后，检测该移动透镜组104是否移动至对应的第k个位置。

若是，M个位置传感器还用于发送第一消息至控制器101；相应的，控制器101还用于接收该第一消息，并根据该第一消息，确定移动透镜组104已准确移动至第k个位置，从而可以执行通过镜头102获取第二图像等后续等操作。

若否，M个位置传感器还用于发送第二消息至控制器101；相应的，控制器101还用于接收该第二消息，根据该第二消息，确定移动透镜组104还未移动至第k个位置，如此，控制器101还可以再次控制N档电机103切换至所述第k档，直至带动所述移动透镜组104准确移动至第k个位置。从而实现对N档电机103的闭环控制，确保移动透镜组104移动位置的精确性，保证拍摄效果。

可选地，上述M个位置传感器可以采用线性霍尔传感器、线性磁阻编码器和直线光栅编码器等中的任意一种，或者还可以采用其他任何可能的传感器，本申请实施例对此不作具体限定。

进一步地，请参阅图10，图10是本申请实施例提供的又一种摄像机的结构示意图。如图10所示，移动透镜组104可以通过螺母1034与丝杆1033连接。图10中以N等于2为例，N档电机103可以为永磁式步进电机，通过丝杆1033带动移动透镜组104在第1个位置和第2个位置之间移动(图10中以移动透镜组104当前处于第1个位置为例)。如图10所示，该摄像机100还可以采用与2个档位相对应的2个线性霍尔传感器(霍尔传感器1031和霍尔传感器1032)作为位置传感器。

其中，如图10所示，在采用霍尔传感器1031和霍尔传感器1032进行位置反馈时，其可以布置在电路板上，并固定于镜头102的外壳。相应的，霍尔感应磁铁1035可以固定在螺母1034上，或者可以固定于变焦镜群支架上，其充磁方向可以平行于变焦镜群运动方向，也即平行于移动透镜组104的移动方向。可选地，霍尔感应磁铁1035的数量可以为一个或者多个，本申请实施例对此不作具体限定。

其中，如图10所示，霍尔传感器1031和霍尔传感器1032的中心位置可以与霍尔感应磁铁1035的北南(northsouth，NS)极中心位置重合，或者说，霍尔输出信号的中值位置可以与相应变焦档位的位置相同，如此可以使该变焦档位的霍尔输出信号具有最高的线性度，从而提高位置反馈精度，即提高对N档电机103闭环控制的精确度。

可选地，除图10所示的采用线性霍尔传感器作为位置传感器的方案外，还可以采用线性磁阻编码器等等进行位置反馈，其中，线性磁阻编码器也可以布置在电路板上，并固定于镜头102的外壳，相应的，磁栅条可以固定于变焦镜群支架或者丝杆螺母上，其充磁方向可以垂直于变焦镜群运动方向，并垂直作用于磁阻编码器，等等，此处不再进行详述。

应理解，图4、图9以及图10所示的摄像机100只是本申请实施例中的一种示例性的实施方式，本申请实施例中的摄像机可以包括但不仅限于以上结构。例如，摄像机100还可以包括：处理器，外部存储器接口，内部存储器，通用串行总线(universal serial bus，USB)接口，充电管理模块，电源管理模块，电池，天线，移动通信模块，无线通信模块，音频模块，扬声器，耳机接口，传感器模块，按键，马达，指示器，显示屏，以及用户标识模块(subscriber identification module，SIM)卡接口等等(图4、图9和图10中未示出)，本申请实施例对此不作具体限定。其中，传感器模块除了可以包括上述M个位置传感器(例如上述的霍尔传感器1031和1032等)外，还可以包括距离传感器，压力传感器，温度传感器，触摸传感器，环境光传感器，等等。

其中，处理器可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器可以包括应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processingunit，GPU)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)，控制器，存储器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。

处理器中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。在一些实施例中，处理器中的存储器可以为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器需要再次使用该指令或数据，可以从所述存储器中直接调用。避免了指令或数据的重复存取，减少了处理器的等待时间，因而可以大大提高系统的运作效率。

在一些实施例中，处理器可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integrated circuit，I2C)接口，集成电路内置音频(inter-integrated circuitsound，I2S)接口，脉冲编码调制(pulse code modulation，PCM)接口，通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter，UART)接口，移动产业处理器接口(mobile industry processor interface，MIPI)，通用输入输出(general-purposeinput/output，GPIO)接口，用户标识模块(subscriber identity module，SIM)接口，和/或通用串行总线(universal serial bus，USB)接口等。

充电管理模块用于从充电器接收充电输入。其中，充电器可以是无线充电器，也可以是有线充电器。

电源管理模块用于连接电池，充电管理模块与处理器。电源管理模块接收电池和/或充电管理模块的输入，为处理器，内部存储器，外部存储器，显示屏和无线通信模块等供电。

摄像机100的无线通信功能可以通过天线，移动通信模块，无线通信模块，调制解调处理器以及基带处理器等实现。

摄像机100可以通过GPU，显示屏，以及应用处理器等实现显示功能。GPU为图像处理的微处理器，连接显示屏和应用处理器。GPU用于执行数学和几何计算，用于图形渲染。处理器可包括一个或多个GPU，其执行程序指令以生成或改变显示信息。

显示屏用于显示图像，视频等。显示屏包括显示面板。显示面板可以采用液晶显示屏(liquid crystal display，LCD)，有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)，有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrix organiclight emitting diode的，AMOLED)，柔性发光二极管(flex light-emitting diode，FLED)，Miniled，MicroLed，Micro-oLed，量子点发光二极管(quantum dot light emittingdiodes，QLED)等。在一些实施例中，摄像机100可以包括一个或多个显示屏。在本申请实施例中，摄像机100的显示屏可以用于显示上述第一图像和第二图像等视频会议的画面。

摄像机100可以通过ISP，视频编解码器，GPU，显示屏以及应用处理器等实现拍摄功能。

ISP用于处理摄像机100反馈的数据。例如，拍照时，打开快门，光线通过镜头102被传递到感光元件上，光信号转换为电信号，感光元件将所述电信号传递给ISP处理，转化为肉眼可见的图像。ISP还可以对图像的噪点，亮度，对比度等等进行算法优化。ISP还可以对拍摄场景的曝光，色温等参数优化。在一些实施例中，ISP可以设置在摄像机100中。可选地，本申请实施例中的控制器101也可以包括上述感光元件，ISP，视频编解码器，GPU等等。

数字信号处理器用于处理数字信号，除了可以处理数字图像信号，还可以处理其他数字信号。

视频编解码器用于对数字视频压缩或解压缩。摄像机100可以支持一种或多种视频编解码器。这样，摄像机100可以播放或录制多种编码格式的视频，例如：动态图像专家组(moving picture experts group，MPEG)1，MPEG2，MPEG3，MPEG4等。

外部存储器接口可以用于连接外部存储卡，例如Micro SD卡，实现扩展摄像机100的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口与处理器通信，实现数据存储功能。例如将音乐，视频，照片等文件保存在外部存储卡中。在本申请实施例中，还可以将预设的第一占比范围保存在外部存储卡中。

内部存储器可以用于存储计算机可执行程序代码，所述可执行程序代码包括指令。处理器通过运行存储在内部存储器的指令，从而执行摄像机100的各种功能应用以及数据处理。内部存储器可以包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作系统，至少一个功能所需的应用，例如录像功能、拍照功能、图像处理功能，等等。存储数据区可以存储摄像机100使用过程中所创建的数据等。此外，内部存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件，闪存器件，通用闪存存储器(universal flash storage，UFS)等。

可选地，上述这些组件中的一个或多个可与摄像机100分开安装或关联。例如，控制器101可以部分或完全地与摄像机100分开存在。上述组件可以按有线和/或无线方式来通信地耦合在一起。

综上所述，摄像机100可以为具备上述功能的摄像机、智能手机、平板电脑、智能可穿戴设备，等等，本申请实施例对此不作具体限定。

请参阅图11，图11是本申请实施例提供的一种摄像装置的结构示意图。如图11所示，摄像装置30可以包括镜头102、主控制器1011、云台控制器1012、镜头控制器1013、云台200和麦克风阵列。其中，麦克风阵列具体可以包括麦克风401、402、403和404，麦克风401、402、403和404可以与主控制器1011连接，可以部署在云台200上，也可以部署在摄像机100上(例如部署在摄像机100的外壳上)，等等，本申请实施例对此不作具体限定。其中，云台200中可以包括俯仰电机201和水平电机202，俯仰电机201和水平电机202可以与云台控制器1012连接。其中，镜头102与镜头控制器1013连接。

可选地，上述控制器101可以包括图11所示的主控制器1011、云台控制器1012和镜头控制器1013，其中，主控制器1011、云台控制器1012和镜头控制器1013均可以部署在摄像机100中，或者，主控制器1011和镜头控制器1013可以部署在摄像机100中，云台控制器1012可以部署在云台200中。

可选地，主控制器1011、云台控制器1012和镜头控制器1013也可以与镜头102和云台200分开部署，例如图11所示，主控制器1011、云台控制器1012和镜头控制器1013可以位于一个独立的控制装置中，其中，云台控制器1012可以与云台200连接，镜头控制器1013可以与镜头102连接，主控制器1011可以作为计算处理中心分别与云台控制器1012和镜头控制器1013连接。等等，本申请实施例对此不作具体限定。

如图11所示，镜头102可以安装固定在云台200上，通过云台200中的俯仰电机201和水平电机202可以带动镜头102旋转至各个方位进行拍摄，因此不论目标对象位于哪个方位，都可以落入摄像机的拍摄视野中，确保可以实现对目标对象的跟踪特写。可选地，请一并参阅图3，镜头102和控制器101组成的摄像机100整体也可以直接安装固定在云台200上，等等，本申请实施例对此不作具体限定。

可选地，如图11所示，在包括主控制器1011、云台控制器1012和镜头控制器1013的情况下，下面将进一步对本申请实施例涉及的方法流程进行详细阐述。

其中，麦克风401、402、403和404，用于在目标对象开始讲话时采集该目标对象的音频数据，并发送该音频数据至主控制器1011。相应的，主控制器1011用于接收该音频数据，并根据该音频数据确定目标对象当前所处的目标方位。然后，主控制器1011可以根据该目标方位，以及俯仰电机201和水平电机202当前的角度位置，计算出俯仰电机201和/或水平电机202所需旋转的角度，并将发送相应的指令(例如可以包括计算得到的角度数据)至云台控制器1012，云台控制器1012根据该指令控制俯仰电机201和/或水平电机202进行旋转，以带动镜头102的拍摄视野旋转至该目标方位，从而保证拍摄视野中包括该目标对象，确保对目标对象实现跟踪特写的可靠性。

其中，主控制器1011，用于在俯仰电机201和水平电机202旋转到位后，发送相应的指令至镜头控制器1013。相应的，镜头控制器1013用于接收该指令，并根据该指令控制镜头102采集第一图像，随后，将采集到的第一图像发送至主控制器1011。

主控制器1011，还用于计算得到目标对象在第一图像中的第一占比，并在判断得出该第一占比不在第一占比范围内时，根据第一占比和第一占比范围计算出N档电机当前需要切换至第k档，然后发送相应的指令至镜头控制器1013。相应的，镜头控制器1013根据该指令控制N档电机切换至第k档。若镜头102为变焦镜头，则在N档电机切换至第k档后，镜头控制器1013可以控制镜头102采集第二图像，并发送第二图像至主控制器1011，主控制器1011接收该第二图像，并将其传输至相应的显示器进行显示，从而完成对目标对象的跟踪特写。或者，若镜头102为定焦镜头，则在N档电机切换至第k档后，镜头控制器1013可以控制镜头102采集第三图像，并发送第三图像至主控制器1011，主控制器1011接收该第三图像，并基于第一占比范围对第三图像中的目标对象进行电子裁剪和数码缩放，从而得到第二图像，然后，主控制器1011可以将该第二图像传输至相应的显示器进行显示，从而完成对目标对象的跟踪特写，等等，此处不再进行赘述。

此外，如图11所示，镜头102采集到的多帧图像可以以视频流的方式传输至主控制器1011，随后，主控制器1011可以将该视频流传输至相应的显示器进行显示，等等，此处不再进行赘述。

进一步地，请参阅图12，图12是本申请实施例提供的另一种摄像装置的结构示意图。如图12所示，摄像装置30还可以包括一个或多个距离传感器，例如图12中的距离传感器501和距离传感器502。其中，距离传感器501和距离传感器502可以与主控制器1011连接，并且可以部署在云台200上，或者也可以部署在摄像机100上(例如部署在摄像机100的外壳上)，本申请实施例对此不作具体限定。可选地，距离传感器501和距离传感器502可以是超声波传感器、红外传感器、激光传感器、飞行时间镜头、普通双摄镜头等中的任意一种，本申请实施例对此不作具体限定。

其中，距离传感器501和距离传感器502可以用于获取目标对象与摄像机100之间的距离，并发送该距离至主控制器1011。

其中，主控制器1011还用于接收该距离，并基于该距离和第一占比范围，计算出N档电机当前需要切换至第k档，然后发送相应的指令至镜头控制器1013。相应的，镜头控制器1013根据该指令控制N档电机切换至第k档，以带动镜头102内的移动透镜组104移动至对应的第k个位置。例如，该距离为7m，镜头102为变焦电机，则结合图5所示的档位切换示意图，可以控制N档电机切换至长焦档。又例如，该距离为5m，镜头102为定焦镜头，则结合图7所示的档位切画示意图，可以控制N档电机切换至第3档，等等。如此，可以仅根据距离传感器采集到的距离信息来进行档位切换，无需再计算原始采集图像中目标对象的面积占比，大幅简化控制流程和时间，进一步节省计算资源需求，从而更加快速、便捷地实现对目标对象的跟踪特写。

可选地，主控制器1011在基于距离计算出N档电机当前需要切换的档位时，还可以再结合原始采集图像中目标对象的面积占比(例如上述第一图像和第一占比)，对该计算出的第k档进行确认，相当于实现对档位计算的闭环控制，从而更加可靠、准确地实现对目标对象的跟踪特写，有效保证用户体验。

可选地，请一并参阅图11和图12，图11和图12所示的云台200内的俯仰电机201和水平电机202中的至少一个可以为无刷直流电机。需要说明的是，采用无刷直流电机作为云台内的俯仰电机201和/或水平电机202，从而直接驱动云台200带动镜头102进行旋转，可以无需其他中间传动机构，大大减小了云台200的体积，满足对云台小型化、便携的需要。与此同时，无刷直流电机中可以采用一个或多个同相的线性霍尔传感器作为电机旋转角度的反馈器件。请参阅图13，图13是本申请实施例提供的一种电机转子磁场分布示意图。如图13所示，有别于常规的线性霍尔传感器，同相设计的线性霍尔传感器可以使得电机转子的磁场在旋转范围内具有一致性。如图13所示，具体可以表现为磁场起始点均为S1，终点均为S2，相应的，霍尔输出的信号也具有同相的特点。可选地，同相的线性霍尔传感器的具体实现方式可以包括：在电机转子外壳与转子磁铁上设置定位槽或定位孔，在安装时，令电机转子外壳的定位槽或定位孔与转子磁铁上的定位槽或定位孔对准。在生产制造同一批的多个电机时，可以使该批次中的不同电机的转子磁场的NS极分布与定位槽或定位孔具有相同的相对位置。可选地，线性霍尔传感器的数量可以是一个或多个，图13中以典型应用中的两个线性霍尔传感器(包括H1和H2)为例，本申请实施例对此不作具体限定。

如上所述，同相设计的霍尔传感器可以使得电机转子的磁场在旋转范围内具备一致性，从而可以大大提高位置解算的精度和一致性，也即提高位置反馈的精确度，进而提高云台对俯仰电机和水平电机旋转角度位置的控制精度，确保可以带动镜头旋转至目标对象所在的方位，保证对目标对象实现跟踪特写的精确度和可靠性。

请参阅图14，图14是本申请实施例提供的一种摄像方法的流程示意图。该摄像方法可以应用于摄像机(例如上述图4、图9或者图10所示的摄像机100)。该摄像机可以包括控制器和镜头，所述控制器与所述镜头连接；所述镜头包括N档电机、前固定透镜组、后固定透镜组和移动透镜组；所述N档电机与所述移动透镜组连接，用于当切换至第j档时，带动所述移动透镜组移动至所述前固定透镜组和所述后固定透镜组之间的N个位置中的第j个位置；j＝1、2……N；N为大于或者等于2的整数。可选地，该摄像方法可以应用于上述图2所述的系统架构或者类似的系统架构中，该通信方法可以包括以下步骤S601-步骤S603。

步骤S601，通过镜头获取第一图像；所述第一图像中包括目标对象，所述目标对象在所述第一图像中的面积占比为第一占比；

步骤S602，在确定所述第一占比不在第一占比范围内时，控制N档电机切换至第k档，以带动移动透镜组移动至N个位置中的第k个位置；k为大于或者等于1，且小于或者等于N的整数；

步骤S603，当所述移动透镜组移动至所述第k个位置时，通过所述镜头获取第二图像；所述第二图像中包括所述目标对像，所述目标对象在所述第二图像中的面积占比为第二占比，所述第二占比在所述第一占比范围内。

在一些可能的实现方式中，所述控制器与麦克风阵列通信；所述摄像机安装在云台上，所述云台包括俯仰电机和水平电机；所述方法还包括：

通过所述麦克风阵列获取所述目标对象的音频数据，并根据所述音频数据确定所述目标对象的目标方位；

根据所述目标方位控制所述俯仰电机和/或所述水平电机运行，以带动所述摄像机的拍摄视野旋转至所述目标方位；其中，

所述俯仰电机和所述水平电机为无刷直流电机；所述无刷直流电机中包括一个或多个同相的线性霍尔传感器。

在一些可能的实现方式中，所述控制器与距离传感器通信；所述方法还包括：

通过所述距离传感器获取所述目标对象与所述摄像机之间的距离，并基于所述距离和所述第一占比范围，控制所述N档电机切换至所述第k档，以带动所述移动透镜组移动至所述N个位置中的所述第k个位置。

可选地，该摄像方法具体可参考上述图4-图13对应实施例的描述，此处不再进行赘述。

请参阅图15，图15是本申请实施例提供的又一种摄像装置的结构示意图，该摄像装置40可以应用于上述摄像机100。如图15所示，该摄像装置40可以包括第一获取单元701、第一控制单元702、第二获取单元703，其中，各个单元的详细描述如下。

第一获取单元701，用于通过镜头获取第一图像；所述第一图像中包括目标对象，所述目标对象在所述第一图像中的面积占比为第一占比。

第一控制单元702，在确定所述第一占比不在第一占比范围内时，基于所述第一占比和所述第一占比范围，控制N档电机切换至第k档，以带动移动透镜组移动至N个位置中的第k个位置；k为大于或者等于1，且小于或者等于N的整数。

第二获取单元703，当所述移动透镜组移动至所述第k个位置时，通过所述镜头获取第二图像；所述第二图像中包括所述目标对像，所述目标对象在所述第二图像中的面积占比为第二占比，所述第二占比在所述第一占比范围内。

在一些可能的实现方式中，所述摄像装置40与麦克风阵列通信；所述摄像机100安装在云台上，所述云台包括俯仰电机和水平电机；所述摄像装置40还包括：

第三获取单元704，用于通过所述麦克风阵列获取所述目标对象的音频数据，并根据所述音频数据确定所述目标对象的目标方位。

第二控制单元705，用于根据所述目标方位控制所述俯仰电机和/或所述水平电机运行，以带动所述摄像机的拍摄视野旋转至所述目标方位；其中，所述俯仰电机和所述水平电机为无刷直流电机；所述无刷直流电机中包括一个或多个同相的线性霍尔传感器。

在一些可能的实现方式中，所述摄像装置40与距离传感器通信；所述摄像装置40还包括：

第四获取单元706，用于通过所述距离传感器获取所述目标对象与所述摄像机之间的距离。

在一些可能的实现方式中，第一控制单元702，还用于基于所述距离和所述第一占比范围，控制所述N档电机切换至所述第k档，以带动所述移动透镜组移动至所述N个位置中的所述第k个位置。

需要说明的是，本申请实施例中所描述的摄像装置中各功能单元的功能可参见上述图4-图13对应实施例的描述，此处不再进行赘述。

图15中每个单元可以以软件、硬件、或其结合实现。以硬件实现的单元可以包括路及电炉、算法电路或模拟电路等。以软件实现的单元可以包括程序指令，被视为是一种软件产品，被存储于存储器中，并可以被处理器运行以实现相关功能，具体参见之前的介绍。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是服务端中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括服务端中的内置存储介质，当然也可以包括服务端所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了服务端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器；可选地还可以是至少一个位于远离前述处理器的计算机可读存储介质。

本申请实施例还提供一种计算机程序，该计算机程序包括指令，当该计算机程序被计算机执行时，使得计算机可以执行任意一种摄像方法的部分或全部步骤。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可能可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以为个人计算机、服务端或者网络设备等，具体可以是计算机设备中的处理器)执行本申请各个实施例上述方法的全部或部分步骤。其中，而前述的存储介质可包括：U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，缩写：ROM)或者随机存取存储器(RandomAccessMemory，缩写：RAM)等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (17)

1.一种摄像机，其特征在于，包括控制器和镜头，所述控制器与所述镜头连接；所述镜头包括N档电机、前固定透镜组、后固定透镜组和移动透镜组；所述N档电机与所述移动透镜组连接；N为大于或者等于2的整数；

所述N档电机，用于当切换至第j档时，带动所述移动透镜组移动至所述前固定透镜组和所述后固定透镜组之间的N个位置中的第j个位置；j＝1、2……N；

所述控制器，用于通过所述镜头获取第一图像；所述第一图像中包括目标对象。

2.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于，所述目标对象在所述第一图像中的面积占比为第一占比；

所述控制器，还用于：

在确定所述第一占比不在第一占比范围内时，控制所述N档电机切换至第k档，以带动所述移动透镜组移动至所述N个位置中的第k个位置；k为大于或者等于1，且小于或者等于N的整数；并通过所述镜头获取第二图像；所述第二图像中包括所述目标对像，所述目标对象在所述第二图像中的面积占比为第二占比，所述第二占比在所述第一占比范围内。

3.根据权利要求2所述的摄像机，其特征在于，所述镜头为变焦镜头；当所述移动透镜组移动至所述第k个位置时，所述变焦镜头切换成第k焦距；所述控制器，具体用于：

当控制所述N档电机切换至所述第k档以使得所述变焦镜头的焦距为所述第k焦距时，通过所述变焦镜头获取所述第二图像；所述第二图像的清晰度大于预设清晰度。

4.根据权利要求2所述的摄像机，其特征在于，所述镜头为定焦镜头；当所述移动透镜组移动至所述第k个位置时，所述定焦镜头切换成第k像距；所述控制器，具体用于：

当控制所述N档电机切换至所述第k档以使得所述定焦镜头的像距为所述第k像距时，通过所述定焦镜头获取第三图像；所述目标对象在所述第三图像中的面积占比为第三占比，所述第三占比等于所述第一占比；所述目标对象在所述第三图像中的清晰度大于所述目标对象在所述第一图像中的清晰度；

对所述第三图像进行裁剪和缩放处理，得到所述第二图像；所述第二图像的清晰度大于预设清晰度。

5.根据权利要求4所述的摄像机，其特征在于，所述定焦镜头为长焦镜头。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的摄像机，其特征在于，所述镜头还包括M个位置传感器，所述M个位置传感器与所述控制器连接；

所述M个位置传感器，用于在所述控制器控制所述N档电机切换至所述第k档后，检测所述移动透镜组是否移动至所述第k个位置，M为大于或者等于1的整数；

若是，

所述M个位置传感器，还用于发送第一消息至所述控制器；

所述控制器，还用于接收所述第一消息，并根据所述第一消息，确定所述移动透镜组移动至所述第k个位置；

若否，

所述M个位置传感器，还用于发送第二消息至所述控制器；

所述控制器，还用于接收所述第二消息，根据所述第二消息，确定所述移动透镜组未移动至所述第k个位置，并控制所述N档电机切换至所述第k档，以带动所述移动透镜组移动至所述第k个位置。

7.根据权利要求6所述的摄像机，其特征在于，所述位置传感器为线性霍尔传感器、线性磁阻编码器和直线光栅编码器中的任意一种。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的摄像机，其特征在于，所述N档电机为永磁步进电机、音圈电机VCM和超声波电机中的任意一种。

9.一种摄像装置，其特征在于，所述装置包括云台，以及如权利要求1-8中任意一项所述的摄像机；所述摄像机安装在所述云台上，所述云台包括俯仰电机和水平电机。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括麦克风阵列，所述麦克风阵列与所述控制器通信；

所述麦克风阵列，用于获取所述目标对象的音频数据，并发送所述音频数据至所述控制器；

所述控制器，用于接收所述音频数据，并根据所述音频数据确定所述目标对象的目标方位；以及，用于根据所述目标方位控制所述俯仰电机和/或所述水平电机运行，以带动所述摄像机的拍摄视野旋转至所述目标方位。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括距离传感器，所述距离传感器与所述控制器通信；

所述距离传感器，用于获取所述目标对象与所述摄像机之间的距离，并发送所述距离至所述控制器；

所述控制器，还用于接收所述距离，并基于所述距离和所述第一占比范围，控制所述N档电机切换至第k档，以带动所述移动透镜组移动至所述N个位置中的所述第k个位置。

12.根据权利要求9-11任意一项所述的装置，其特征在于，所述俯仰电机和所述水平电机为无刷直流电机；所述无刷直流电机中包括一个或多个同相的线性霍尔传感器。

13.一种摄像方法，其特征在于，应用于摄像机，所述摄像机包括控制器和镜头，所述镜头包括N档电机、前固定透镜组、后固定透镜组和移动透镜组；所述N档电机与所述移动透镜组连接，用于当切换至第j档时，带动所述移动透镜组移动至所述前固定透镜组和所述后固定透镜组之间的N个位置中的第j个位置；j＝1、2……N；N为大于或者等于2的整数；所述方法包括：

通过所述镜头获取第一图像；所述第一图像中包括目标对象，所述目标对象在所述第一图像中的面积占比为第一占比；

在确定所述第一占比不在第一占比范围内时，控制所述N档电机切换至第k档，以带动所述移动透镜组移动至所述N个位置中的第k个位置；k为大于或者等于1，且小于或者等于N的整数；

当所述移动透镜组移动至所述第k个位置时，通过所述镜头获取第二图像；所述第二图像中包括所述目标对像，所述目标对象在所述第二图像中的面积占比为第二占比，所述第二占比在所述第一占比范围内。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述控制器与麦克风阵列连接；所述摄像机安装在云台上，所述云台包括俯仰电机和水平电机；所述方法还包括：

通过所述麦克风阵列获取所述目标对象的音频数据，并根据所述音频数据确定所述目标对象的目标方位；

根据所述目标方位控制所述俯仰电机和/或所述水平电机运行，以带动所述摄像机的拍摄视野旋转至所述目标方位；其中，

所述俯仰电机和所述水平电机为无刷直流电机；所述无刷直流电机中包括一个或多个同相的线性霍尔传感器。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述控制器与距离传感器连接；所述方法还包括：

通过所述距离传感器获取所述目标对象与所述摄像机之间的距离，并基于所述距离和所述第一占比范围，控制所述N档电机切换至所述第k档，以带动所述移动透镜组移动至所述N个位置中的所述第k个位置。

16.一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存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求13-15任意一项所述的方法。

17.一种计算机程序，其特征在于，所述计算机可读程序包括指令，当所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上述权利要求13-15任意一项所述的方法。

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