CN116645427B - 一种摄像头及其的光学中心校正方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摄像头及其的光学中心校正方法、装置，校正方法包括以下步骤：通过摄像头获取一幅校正图像，并对校正图像等分网格，其中，每个网格至少包括一个像素区域；计算每个网格所对应的图像的功率值，得到多个功率值；根据多个功率值拟合出功率曲面；获取功率曲面的最高点位置，并将最高点位置作为摄像头的镜头的光学中心的位置；计算镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置的偏差；根据偏差控制镜头和/或感光传感器移动，以使镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置一致。以校正摄像头的光学中心，保证摄像头的光学中心与感光传感器的中心一致，提升成像质量。

Description

一种摄像头及其的光学中心校正方法、装置

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种摄像头及其的光学中心校正方法、装置。

背景技术

随着科技的发展，摄像头的应用越来越普遍。摄像头一般包括感光传感器和镜头，光线通过镜头后，被感光传感器接收，感光传感器的像素将光信号转换为电信号之后，对电信号进行处理，可以输出图像。

但其存在的问题是，由于摄像头制作工艺存在的缺陷，一般的镜头的光学中心与感光传感器的中心可能会有偏差，这就会导致拍摄出的图像存在各种各样的像差，从而降低成像质量。

尤其是红外摄像头拍摄图片时，由于镜片本身的特性，越靠近中心位置，成像质量越好，光强越高，若光学中心与感光传感器的中心存在偏差，会严重降低成像质量。

发明内容

本发明提供了一种摄像头及其的光学中心校正方法、装置，以校正摄像头的光学中心，保证摄像头的光学中心与感光传感器的中心一致，提升成像质量。

第一方面，本发明实施例提出了一种摄像头光学中心校正方法，所述摄像头包括镜头和感光传感器，所述校正方法包括以下步骤：

通过所述摄像头获取一幅校正图像，并对所述校正图像等分网格，其中，每个网格至少包括一个像素区域；

计算每个所述网格所对应的图像的功率值，得到多个功率值；

根据多个所述功率值拟合出功率曲面；

获取所述功率曲面的最高点位置，并将所述最高点位置作为所述摄像头的镜头的光学中心的位置；

计算所述镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置的偏差；

根据所述偏差控制所述镜头和/或所述感光传感器移动，以使所述镜头的光学中心的位置与所述感光传感器中心的位置一致。

根据本发明的一个实施例，在所述得到多个功率值之后，还包括：

基于边界条件，从所述多个功率值中筛选出多个功率拟合点值；

所述根据多个所述功率值拟合出功率曲面包括：

根据多个所述功率拟合点值拟合出功率曲面；

其中，所述边界条件为，所述功率拟合点值的范围在第一功率值至第二功率值范围内；所述第一功率值为所述校正图像的边缘区域的最大功率值，所述第二功率值为所述校正图像的中心区域的最大功率值。

根据本发明的一个实施例，所述根据多个所述功率值拟合出功率曲面包括：

将多个所述功率值进行拟合成函数形式，所述函数为；其中，/>、/>、/>、/>、/>、/>为拟合系数；/>、/>为所述功率值对应的所述网格在所述计算机图像上的坐标，/>为所述功率值。

根据本发明的一个实施例，所述获取所述功率曲面的最高点位置，并将所述最高点位置作为所述摄像头的镜头的光学中心的位置包括：

对所述函数，对/>进行求导，获取/>对/>的导数，所述函数/>，对/>进行求导，获取/>对/>的导数；

令所述对/>的导数为0，所述/>对/>的导数为0，获取光学中心的位置的坐标（x，y）。

根据本发明的一个实施例，在所述镜头的光学中心的位置与所述感光传感器中心的位置一致之后，还包括：

通过所述摄像头获取一幅待测图像，并对所述待测图像以光学中心为圆心进行圆环等分，并同时对所述待测图像进行网格等分，其中，每个网格至少包括一个像素区域，所述网格的尺寸小于所述圆环间距；

标定同一圆环内的每个网格对应的图像的功率值相同后，输出所述待测图像。

第二方面，本发明实施例提出了一种摄像头光学中心校正装置，包括：

获取模块，用于通过所述摄像头获取一幅校正图像，并对所述校正图像等分网格，其中，每个网格至少包括一个像素区域；

第一计算模块，用于计算每个所述网格所对应的图像的功率值，得到多个功率值；

拟合模块，用于根据多个所述功率值拟合出功率曲面；

第二计算模块，用于获取所述功率曲面的最高点位置，并将所述最高点位置作为所述摄像头的镜头的光学中心的位置；

第三计算模块，用于计算所述镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置的偏差；

校正模块，用于根据所述偏差控制所述镜头和/或所述感光传感器移动，以使所述镜头的光学中心的位置与所述感光传感器中心的位置一致。

第三方面，本发明实施例提出了一种摄像头，能够实现本发明任一实施例所述的摄像头光学中心校正方法，包括：镜头、感光传感器和校正模块；

所述感光传感器位于所述镜头输出光束的一侧，所述校正模块包括相对设置在所述镜头上的两组校正组件；

每个所述校正组件均包括：马达线圈、弹簧和环形磁铁，所述马达线圈位于所述环形磁铁内部，所述马达线圈和所述环形磁铁分别固定在所述镜头的侧壁上，所述弹簧的一端固定在所述马达线圈上，所述弹簧的另一端抵持在所述摄像头的外壳的内壁上；

其中，所述马达线圈通电时形成环形电流线圈，所述环形磁铁的磁场方向沿所述环形磁铁的径向方向。

根据本发明的一个实施例，所述摄像头还包括：位于所述镜头的光轴方向的第三组校正组件，所述第三组校正组件中的所述马达线圈的中心镂空。

根据本发明的一个实施例，所述摄像头还包括：光阑，所述光阑位于所述镜头接收光束的一侧。

根据本发明的一个实施例，所述摄像头还包括：滤波片，所述滤波片位于所述感光传感器近邻所述镜头的一侧。

根据本发明的一个实施例，所述滤波片为930nm的红外滤波片。

根据本发明的一个实施例，所述镜头包括四片非球面镜。

根据本发明实施例提出的摄像头光学中心校正方法，通过使用当前的摄像头获取一幅校正图像，并对校正图像等分网格，接着计算每个网格所对应的图像的功率值，得到多个功率值，接着根据多个功率值拟合出功率曲面；并获取功率曲面的最高点位置，并将最高点位置作为摄像头的镜头的光学中心的位置；接着计算镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置的偏差；最终根据偏差控制镜头和/或感光传感器移动，以使镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置一致。进而，通过对校正图像等分网格来计算功率值，避免了计算每个像素区域的功率值，计算量大的问题。通过相应数学拟合方法计算，可以简单快速精准的获取镜头的光学中心，可以便捷地对镜头和感光传感器装配完成的摄像头进行标定，无需拆分。最终通过移动镜头和/或感光传感器，校正了镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置一致，以使得摄像头在重新拍摄图像时，减小像差，提升图像的质量。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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是本发明实施例提出的摄像头光学中心校正方法的流程图；

图2是本发明实施例提出的摄像头遍历各个网格计算功率值的示意图；

图3是本发明另一个实施例提出的摄像头光学中心校正方法的流程图；

图4是本发明是实施例提出的摄像头光学中心校正方法中各个功率值的点图；

图5是本发明是实施例提出的摄像头光学中心校正方法中的待测图像圆环划分示意图；

图6是本发明是一个实施例提出的摄像头光学中心校正方法中的待测图像网格划分示意图；

图7是本发明实施例提出的摄像头的结构示意图；

图8是本发明实施例提出的摄像头的另一视角的结构示意图；

图9是本发明实施例提出的摄像头的校正组件的结构示意图；

图10是本发明实施例提出的摄像头的镜头的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是本发明实施例提出的摄像头光学中心校正方法的流程图。摄像头包括镜头和感光传感器，如图1所示，该摄像头光学中心校正方法包括以下步骤：

S101，通过摄像头获取一幅校正图像，并对校正图像等分网格，其中，每个网格至少包括一个像素区域。

其中，图2是本发明实施例提出的摄像头遍历各个网格计算功率值的示意图。需要说明的是，图2仅为一个实施例示意图，并不作为对本发明实施例的限制。以图2所示的校正图像100为例，划分为九个等分网格101。在其他的实施例中可以依据实际情况划分网格。其中，每个网格可以仅包括一个像素或者多个像素。在实际情况中，可以平衡计算量与结果精准度的情况下，合理分配每个网格包括的像素个数。

S102，计算每个网格所对应的图像的功率值，得到多个功率值。

其中，每个网格所对应的图像的功率值，可以为每个网格中所对应的图像的各个像素的亮度值的和的平均值。示例性的，一个网格中包括三个像素，那可以分别获取这三个像素的亮度值，然后求和并取得平均值，作为该网格的功率值。以图2为例，可以遍历填充色块的网格求功率值，得到九个功率值。

S103，根据多个功率值拟合出功率曲面。

将多个功率值进行拟合成函数形式，函数为；其中，/>、/>、/>、/>、/>、/>为拟合系数；/>、/>为功率值对应的网格在计算机图像上的坐标，/>为功率值。

请继续参考图2，校正图像100包括第一网格至第九网格，其中，第一网格的坐标可以表示为（x1，y1，z1），第二网格的坐标可以表示为（x2，y2，z2），依次类推，第九网格的坐标可以表示为（x9，y9，z9）。需要说明的是，每一网格的坐标表示（x,y）可以为该网格中心坐标，或者边缘某点的坐标，或者为顶点的坐标。但是每个网格的坐标均应取该网格中相同的位置。示例性的，如果第一网格的坐标用该网格中心坐标，那其余八个网格的坐标均使用本网格中心坐标，如果如果第一网格的坐标用该网格左上顶点坐标，那其余八个网格的坐标均使用本网格左上顶点坐标，以保持每个网格坐标取点的一致性。

在得到多个网格的坐标和功率值之后，可以根据多个功率值拟合出功率曲面。这里的数学拟合方法可以是曲面函数拟合方法。示例性的，函数可以为；其中，/>、/>、/>、/>、/>、/>为拟合系数；/>、/>为功率值对应的网格在计算机图像上的坐标，/>为功率值。最终，通过多个网格的功率值和坐标值拟合出曲面函数，得到/>、/>、/>、/>、/>、/>拟合系数。

在一个实施例中，上述的拟合系数可以为z0=1.65055；a=-0.00341；b=-3.25311e^-5；c=-1.22527e^-4；d=-1.82514e^-4；f=6.18875e^-6。

S104，获取功率曲面的最高点位置，并将最高点位置作为摄像头的镜头的光学中心的位置。

根据本发明的一个实施例，S104获取功率曲面的最高点位置，并将最高点位置作为摄像头的镜头的光学中心的位置包括：

对函数，对/>进行求导，获取/>对/>的导数，函数/>，对/>进行求导，获取/>对/>的导数；令/>对/>的导数为0，/>对/>的导数为0，获取光学中心的位置的坐标（x，y）。

其中，对/>的导数为/>；令该导数为0；/>对/>的导数为/>；令该导数为0，则可以求解出一组坐标（x,y）。将该组坐标（x,y）作为镜头的光学中心位置。

S105，计算镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置的偏差；

S106，根据偏差控制镜头和/或感光传感器移动，以使镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置一致。

可以理解的是，若感光传感器中心的坐标为（x0,y0），那求解镜头的光学中心的位置（x,y）之后，就可以得到两者之间的偏差（Δx，Δy）。在一个实施例中，可以在镜头上安装移动机械结构，仅控制镜头移动（Δx，Δy）。在另一个实施例中，可以在感光传感器上安装移动机械结构，仅控制感光传感器移动（Δx，Δy）。在又一个实施例中，可以在镜头和感光传感器上安装移动机械结构，同时控制镜头移动（Δx-δ，Δy-µ）和感光传感器移动（δ，µ），有利于提升校正效率。最终使得镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置一致。

由此，通过上述的校正方法可以将摄像头中的镜头的光学中心与感光传感器的中心校正在同一光轴上，在成像时，可以减小像差，提升成像质量。

在另一个实施例中，在得到多个功率值之后，还包括：

基于边界条件，从多个功率值中筛选出多个功率拟合点值；

根据多个功率值拟合出功率曲面包括：

根据多个功率拟合点值拟合出功率曲面；

其中，边界条件为，功率拟合点值的范围在第一功率值至第二功率值范围内；第一功率值为校正图像的边缘区域的最大功率值，第二功率值为校正图像的中心区域的最大功率值。

图3是本发明另一个实施例提出的摄像头光学中心校正方法的流程图。如图3所示，该校正方法包括：

S201，通过摄像头获取一幅校正图像，并对校正图像等分网格，其中，每个网格至少包括一个像素区域。

S202，计算每个网格所对应的图像的功率值，得到多个功率值。

S203，基于边界条件，从多个功率值中筛选出多个功率拟合点值；

其中，由于计算功率值，拟合曲面，是为了获取曲面的最高点，以作为摄像头的光学中心的位置。并且，在红外摄像头捕捉的图像中，一般是边缘亮度较低，中心亮度较高，进而，为了降低计算量，以及曲面拟合的更接近图像的中心区域，可以筛选出部分数据进行拟合，缩小拟合的范围。

图4是本发明是实施例提出的摄像头光学中心校正方法中各个功率值的点图。如图4所示，z坐标为功率值，x，y为网格的坐标，可以看出中心区域与边缘区域的功率值呈现出断崖现象，进而可以对功率值进行筛选，仅筛选中心区域的功率值进行计算，可以降低计算量。比如功率范围值可以筛选为1.2-3.2范围，来进行步骤S204的数学拟合。其中，1.2为边缘区域的功率值的最大值，3.2为中心区域的功率值的最大值。

S204，根据多个功率拟合点值拟合出功率曲面。

S205，获取功率曲面的最高点位置，并将最高点位置作为摄像头的镜头的光学中心的位置。

S206，计算镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置的偏差；

S207，根据偏差控制镜头和/或感光传感器移动，以使镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置一致。

其余步骤与前一实施例相同，请参照前一实施例叙述说明，此处不再赘述。

由此，通过该实施例中对拟合数据的删减，极大的减小了计算量，可以快速计算出镜头的光学中心的位置。也就是，减少镜片中心成像质量大于边缘成像质量带来的影响，提高算法的精度。

在上述两个实施例中，感光传感器中心的位置即为x,y平面的中心位置。

根据本发明的一个实施例，在镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置一致之后，还包括：

通过摄像头获取一幅待测图像，并对待测图像以光学中心为圆心进行圆环等分，并同时对待测图像进行网格等分，其中，每个网格至少包括一个像素区域，网格的尺寸小于圆环间距；

标定同一圆环内的每个网格对应的图像的功率值相同后，输出待测图像。

可以理解的是，在校正镜头的光学中心的位置与感光传感器的中心的位置一致之后，为了进一步提升成像质量，在摄像头获取待测图像之后，还可以对待测图像进一步处理，再进行输出。

图5是本发明是实施例提出的摄像头光学中心校正方法中的待测图像圆环划分示意图。图6是本发明是一个实施例提出的摄像头光学中心校正方法中的待测图像网格划分示意图。如图5所示，对待测图像进行圆环等分，其中，圆环之间的间距可以根据功率值的渐变范围来划分。前期可以通过经验值来划分，后期根据多次的经验再进行修正圆环间距。尽量让一个圆环内的功率值大部分为相同的值。

对于圆环内与大部分相同的值不同的值，可以根据图6所示的网格来重新对圆环内的功率值进行标定。示例性的，每个圆环内有多个网格，可以选取功率值大部分相同的网格的功率值，标定其他的网格的功率值。或者，将该圆环中所有网格的功率值进行求和并求平均值作为该圆环的每个网格的功率值。

总之，在对待测图像进行圆环划分后，并对每个圆环的功率进行标定，使得待测图像的亮度更加均匀，成像精度更高，进一步提升了待测图像的成像质量。

第二方面，本发明实施例提出了一种摄像头光学中心校正装置，包括：

获取模块，用于通过摄像头获取一幅校正图像，并对校正图像等分网格，其中，每个网格至少包括一个像素区域；

第一计算模块，用于计算每个网格所对应的图像的功率值，得到多个功率值；

拟合模块，用于根据多个功率值拟合出功率曲面；

第二计算模块，用于获取功率曲面的最高点位置，并将最高点位置作为摄像头的镜头的光学中心的位置；

第三计算模块，用于计算镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置的偏差；

校正模块，用于根据偏差控制镜头和/或感光传感器移动，以使镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置一致。

根据本发明的一个实施例，还包括：数据筛选模块，用于基于边界条件，从多个功率值中筛选出多个功率拟合点值；

拟合模块还用于根据多个功率拟合点值拟合出功率曲面；其中，边界条件为，功率拟合点值的范围在第一功率值至第二功率值范围内；第一功率值为校正图像的边缘区域的最大功率值，第二功率值为校正图像的中心区域的最大功率值。

根据本发明的一个实施例，拟合模块包括：

拟合单元，用于将多个功率值进行拟合成函数形式，函数为；其中，/>、/>、/>、/>、/>、/>为拟合系数；/>、/>为功率值对应的网格在计算机图像上的坐标，/>为功率值。

根据本发明的一个实施例，第二计算模块还包括：

第一计算单元，用于对函数，对/>进行求导，获取/>对/>的导数，函数/>，对/>进行求导，获取/>对/>的导数；

第二计算单元，用于令对/>的导数为0，/>对/>的导数为0，获取光学中心的位置的坐标（x，y）。

根据本发明的一个实施例，还包括：标定模块，用于通过摄像头获取一幅待测图像，并对待测图像以光学中心为圆心进行圆环等分，并同时对待测图像进行网格等分，其中，每个网格至少包括一个像素区域，网格的尺寸小于圆环间距；标定同一圆环内的每个网格对应的图像的功率值相同后，输出待测图像。

本发明实施例所提供的摄像头光学中心校正装置可执行本发明任意实施例所提供的摄像头光学中心校正方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果，此处不再赘述。

第三方面，本发明实施例提出了一种摄像头，能够实现本发明任一实施例的摄像头光学中心校正方法。图7是本发明实施例提出的摄像头的结构示意图，图8是本发明实施例提出的摄像头的另一视角的结构示意图，如图7和图8所示，该摄像头200包括：镜头201、感光传感器202和校正模块；

感光传感器202位于镜头201输出光束的一侧，校正模块包括相对设置在镜头201上的两组校正组件；

每个校正组件均包括：马达线圈2041、弹簧2042和环形磁铁2043，马达线圈2041位于环形磁铁2043内部，马达线圈2041和环形磁铁2043分别固定在镜头201的侧壁上，弹簧2042的一端固定在马达线圈2041上，弹簧2042的另一端抵持在摄像头200的外壳的内壁上；

其中，马达线圈2041通电时形成环形电流线圈，环形磁铁2043的磁场方向沿环形磁铁2043的径向方向。

可以理解的是，镜头201接收光束，该光束经过镜头201的处理，输出至感光传感器202上，感光传感器202对光束进行感应，生成电信号，形成图像。在该过程中，为了校正镜头201的光学中心与感光传感器202的中心位置一致，在通过摄像头光学中心校正方法计算出两者之间的偏差之后，可以仅通过移动镜头201的方式来消除校正镜头201的光学中心与感光传感器202的中心位置之间的偏差。

需要说明的是，校正组件可以通过粘结的方式粘在镜头201的侧壁上，马达线圈2041通电形成电流，进而，马达线圈2041在环形磁铁2043的磁场的作用下，会受到力的作用。示例性的，镜头201的前后校正组件可以控制镜头201前后移动，镜头201的左右校正组件可以控制镜头201左右移动。在环形磁铁2043的磁场确定的情况下，可以通过控制马达线圈2041的电流的方向和大小，来控制镜头201的移动的偏移量。

示例性的，图9是本发明实施例提出的摄像头的校正组件的结构示意图，如图9所示，环形磁铁2043的内环可以为N磁极，外环可以为S磁极，进而，环形磁铁2043的磁感线方向可以由N磁极指向S磁极。当马达线圈2041通电电流为顺时针时，马达线圈2041的受力F的方向可以通过左手定则，判断为图9所示方向，该图中未示出弹簧2042。

由此，以图7至图9为例，当镜头201的光学中心偏左时，需要将镜头201向右移动，进而，可以通过镜头201上的左右校正组件，通电电流方向一致，使得镜头201受力向右，对镜头201向右移动。同样的，当镜头201的光学中心偏右时，需要将镜头201向左移动，进而，可以通过镜头201上的左右校正组件，通电电流方向一致（与向右移动时相反），使得镜头201受力向左，对镜头201向左移动。进一步的，当镜头201的光学中心偏前时，需要将镜头201向后移动，进而，可以通过镜头201上的前后校正组件，通电电流方向一致，使得镜头201受力向后，控制镜头201向后移动。同样的，当镜头201的光学中心偏后时，需要将镜头201向前移动，进而，可以通过镜头201上的前后校正组件，通电电流方向一致（与向后移动时相反），使得镜头201受力向前，对镜头201向前移动。

需要说明的是，开始安装时，每个校正组件中的弹簧2042可以处于自然状态。

根据本发明的一个实施例，继续参考图7和图8，摄像头200还包括：位于镜头201的光轴方向的第三组校正组件，第三组校正组件中的马达线圈2041的中心镂空。也就是说，镜头201上还设置有上下校正组件，通过控制上下校正组件中的马达线圈2041的电流方向和大小，可以控制镜头201上下移动。从而，使得镜头201的焦距可变，扩大了摄像头200的摄像范围。

由此，用户在实际使用过程中，对于不同距离进行人脸识别时，镜头201可在洛伦兹力的作用下沿光轴方向上下移动，使不同距离的条件下，感光传感器202成像依然保持清晰，以此增加了人脸识别的距离。

根据本发明的一个实施例，继续参考图7和图8，摄像头200还包括：光阑205，光阑205位于镜头201接收光束的一侧。其中，光阑205在光学系统中对光束起着限制作用的实体。它可以是框架或特别设置的带孔屏。主要作用为限制光束，阻隔非相关光束进入，增大成像的信噪比。

根据本发明的一个实施例，继续参考图7和图8，摄像头200还包括：滤波片204，滤波片204位于感光传感器202近邻镜头201的一侧。

根据本发明的一个实施例，继续参考图7和图8，滤波片为930nm的红外滤波片。镜头201内部发出的环境光为930nm的红外光，因此需要滤波片，只允许930nm的红外光进入到感光传感器202上，用于提高成像质量。

根据本发明的一个实施例，图10是本发明实施例提出的摄像头的镜头的结构示意图。如图10所示，镜头201包括四片非球面镜。红外相机拍摄图案时，形成的照片会产生像差，例如：球差、慧差、像散、场曲和畸变。通过由四个非球面镜组成的镜头201可将形成的像差降到最低。

由此，在通过手机拍摄人脸时，手机前置摄像头工作，点阵激光发射器模组会发射出激光光斑分布在人脸表面，由红外摄像头对其进行拍摄，之后对照片中的每个激光光斑进行深度计算，从而还原出人脸三维深度图，达到人脸识别的目的。光线通过光阑后，过滤出包含物像信息的有效红外光。之后经过镜头对成像像差进行纠正，接着由930nm的红外滤波片将其余光线去除，只允许930nm点阵激光发射器发出的红外光通过，最后光线打在传感器Sensor中，将光信号转换成电信号进行图像分析。在生产手机前置摄像头的制作工艺中，光具组中每个镜片的光学中心并不会在镜片的正中心，经过校正方法，可以将两者中心较正在一条光轴上，进而提升成像质量。进一步的，通过对输出的图像进行功率标定，缩小了红外摄像头拍摄图片时，由于镜片本身的特性，造成越靠近中心位置，成像质量越好，光强越高，越远离中心位置，成像质量越差的差异。进一步的，通过设置沿光轴的校正组件使得，红外摄像头进行人脸识别时，扩大了景深范围，可以在更大的距离内采集人脸图像。

综上所述，根据本发明实施例提出的摄像头光学中心校正方法，通过使用当前的摄像头获取一幅校正图像，并对校正图像等分网格，接着计算每个网格所对应的图像的功率值，得到多个功率值，接着，根据多个功率值拟合出功率曲面；并获取功率曲面的最高点位置，并将最高点位置作为摄像头的镜头的光学中心的位置；接着计算镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置的偏差；最终根据偏差控制镜头和/或感光传感器移动，以使镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置一致。进而，通过对校正图像等分网格来计算功率值，避免了计算每个像素区域的功率值，计算量大的问题。通过相应数学拟合方法计算，可以简单快速精准的获取镜头的光学中心。最终通过移动镜头和/或感光传感器，校正了镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置一致，以使得摄像头在重新拍摄图像时，减小像差，提升图像的质量。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (11)

1.一种摄像头光学中心校正方法，其特征在于，所述摄像头包括镜头和感光传感器，所述校正方法包括以下步骤：

通过所述摄像头获取一幅校正图像，并对所述校正图像等分网格，其中，每个网格至少包括一个像素区域；

计算每个所述网格所对应的图像的功率值，得到多个功率值，每个网格所对应的图像的功率值，为每个网格中所对应的图像的各个像素的亮度值的和的平均值；

根据多个所述功率值拟合出功率曲面；

获取所述功率曲面的最高点位置，并将所述最高点位置作为所述摄像头的镜头的光学中心的位置；

计算所述镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置的偏差；

根据所述偏差控制所述镜头和/或所述感光传感器移动，以使所述镜头的光学中心的位置与所述感光传感器中心的位置一致。

2.根据权利要求1所述的摄像头光学中心校正方法，其特征在于，在所述得到多个功率值之后，还包括：

基于边界条件，从所述多个功率值中筛选出多个功率拟合点值；

所述根据多个所述功率值拟合出功率曲面包括：

根据多个所述功率拟合点值拟合出功率曲面；

其中，所述边界条件为，所述功率拟合点值的范围在第一功率值至第二功率值范围内；所述第一功率值为所述校正图像的边缘区域的最大功率值，所述第二功率值为所述校正图像的中心区域的最大功率值。

3.根据权利要求1所述的摄像头光学中心校正方法，其特征在于，所述，根据多个所述功率值拟合出功率曲面包括：

将多个所述功率值进行拟合成函数形式，所述函数为；其中，/>、/>、/>、/>、/>、/>为拟合系数；/>、/>为所述功率值对应的所述网格在所述计算机图像上的坐标，/>为所述功率值。

4.根据权利要求3所述的摄像头光学中心校正方法，其特征在于，所述获取所述功率曲面的最高点位置，并将所述最高点位置作为所述摄像头的镜头的光学中心的位置包括：

对所述函数，对/>进行求导，获取/>对/>的导数，对所述函数/>，对/>进行求导，获取/>对/>的导数；

令所述对/>的导数为0，所述/>对/>的导数为0，获取光学中心的位置的坐标（x，y）。

5.根据权利要求1所述的摄像头光学中心校正方法，其特征在于，在所述镜头的光学中心的位置与所述感光传感器中心的位置一致之后，还包括：

通过所述摄像头获取一幅待测图像，并对所述待测图像以光学中心为圆心进行圆环等分，并同时对所述待测图像进行网格等分，其中，每个网格至少包括一个像素区域，所述网格的尺寸小于所述圆环间距；

标定同一圆环内的每个网格对应的图像的功率值相同后，输出所述待测图像。

6.一种摄像头光学中心校正装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于通过所述摄像头获取一幅校正图像，并对所述校正图像等分网格，其中，每个网格至少包括一个像素区域；

第一计算模块，用于计算每个所述网格所对应的图像的功率值，得到多个功率值，每个网格所对应的图像的功率值，为每个网格中所对应的图像的各个像素的亮度值的和的平均值；

拟合模块，用于，根据多个所述功率值拟合出功率曲面；

第二计算模块，用于获取所述功率曲面的最高点位置，并将所述最高点位置作为所述摄像头的镜头的光学中心的位置；

第三计算模块，用于计算所述镜头的光学中心的位置与感光传感器中心的位置的偏差；

校正模块，用于根据所述偏差控制所述镜头和/或所述感光传感器移动，以使所述镜头的光学中心的位置与所述感光传感器中心的位置一致。

7.一种摄像头，其特征在于，能够实现如权利要求1-5任一项所述的摄像头光学中心校正方法，包括：镜头、感光传感器和校正模块；

所述感光传感器位于所述镜头输出光束的一侧，所述校正模块包括相对设置在所述镜头上的两组校正组件；

每个所述校正组件均包括：马达线圈、弹簧和环形磁铁，所述马达线圈位于所述环形磁铁内部，所述马达线圈和所述环形磁铁分别固定在所述镜头的侧壁上，所述弹簧的一端固定在所述马达线圈上，所述弹簧的另一端抵持在所述摄像头的外壳的内壁上；所述马达线圈通电时形成环形电流线圈，所述环形磁铁的磁场方向沿所述环形磁铁的径向方向。

8.根据权利要求7所述的摄像头，其特征在于，还包括：位于所述镜头的光轴方向的第三组校正组件，所述第三组校正组件中的所述马达线圈的中心镂空。

9.根据权利要求7所述的摄像头，其特征在于，还包括：光阑，所述光阑位于所述镜头接收光束的一侧。

10.根据权利要求7所述的摄像头，其特征在于，还包括：滤波片，所述滤波片位于所述感光传感器近邻所述镜头的一侧。

11.根据权利要求10所述的摄像头，其特征在于，所述滤波片为930nm的红外滤波片。