一種自動對焦窗口調(diào)整方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于數(shù)碼成像技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種自動對焦窗口調(diào)整方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在數(shù)碼相機(jī)自動對焦過程中，通常由用戶在取景窗內(nèi)選擇感興趣的區(qū)域為對焦窗 口，然后由相機(jī)對對焦窗口內(nèi)的圖像進(jìn)行對焦評價，從而判斷最佳準(zhǔn)焦位置。然而，如圖1所 示，隨著對焦過程中相機(jī)鏡頭的前后移動，成像放大率發(fā)生改變，導(dǎo)致用戶輸入的對焦窗口 內(nèi)景物的像發(fā)生漂移，從而產(chǎn)生對焦目標(biāo)不一致、對焦不準(zhǔn)確等問題。
[0003] 傳統(tǒng)的自動對焦窗口選擇一般不考慮對焦過程中放大率變化所致像的漂移，在靜 景拍攝中，對焦窗口選定后不再變化。
[0004] 目前可用于解決對焦窗口內(nèi)景物的像發(fā)生漂移的現(xiàn)有技術(shù)之一是運(yùn)動景物跟蹤 技術(shù)。這類技術(shù)首先基于計算機(jī)視覺檢測出相鄰兩幀圖像中相匹配的自然特征，然后計算 出運(yùn)動景物的位移，進(jìn)而對對焦窗口做出相應(yīng)調(diào)整，實現(xiàn)運(yùn)動景物跟蹤。這類技術(shù)的缺點是 一方面計算復(fù)雜，另一方面對于模糊量大的圖像其穩(wěn)健性較差，難以實現(xiàn)特征匹配。
[0005] 因此，現(xiàn)有技術(shù)缺少一種有針對性的、快速、穩(wěn)健的解決方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明提出了一種自動對焦窗口調(diào)整方法及系 統(tǒng)，解決了對焦過程中放大率變化導(dǎo)致目標(biāo)景物的像漂移的技術(shù)問題。
[0007] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0008] -、一種放大率變化導(dǎo)致像漂移的自動對焦窗口調(diào)整方法，如圖4所示包括以下步 驟：
[0009] 1)由感興趣區(qū)域確定初始對焦窗口；
[0010] 2)對于初始對焦窗口邊界上每一點，由各點的像高和像距計算得到其視場角；
[0011] 3)對焦過程中，鏡頭位置改變時采用以下方式對對焦窗口進(jìn)行更新：由新的鏡頭 位置獲得新的像距，用新的像距和初始對焦窗口各個邊界點的視場角分別計算獲得新對焦 窗口邊界點的像高，連接這些邊界點，形成新的對焦窗口，從而實現(xiàn)對漂移的物像的跟隨。
[0012] 所述鏡頭位置改變是指鏡頭沿光軸軸向的移動。對焦窗口邊界隨鏡頭位置變化， 與圖像內(nèi)容本身無關(guān)。
[0013] 若新的對焦窗口邊界超出圖像接收面的邊界，新的對焦窗口邊界超出圖像接收面 邊界的部分用所在圖像邊界代替，即舍棄對焦窗口內(nèi)超出圖像邊界部分。
[0014] 所述的初始對焦窗口形狀、大小、位置均根據(jù)用戶選擇變化。
[0015] 所述步驟2)中任意邊界點&的視場角Θ采用以下公式計算：
[0017]其中，lu為邊界點像高，cU為第一幀圖像時邊界點的像距，即初始對焦窗口的 像距。
[0018] 所述步驟3)中新對焦窗口邊界點&的像高h(yuǎn)2采用以下公式計算：
[0019] h2 = d2 · tanB (4)
[0020] 其中，d2為新的像距，θ為初始對焦窗口邊界點&的視場角。
[0021] 本發(fā)明方法針對的是數(shù)碼相機(jī)自動對焦過程中放大率變化導(dǎo)致像漂移的問題。
[0022] 二、一種放大率變化導(dǎo)致像漂移的自動對焦窗口調(diào)整系統(tǒng)：
[0023] 如圖5所示，包括對焦評價模塊、相機(jī)鏡頭、鏡頭驅(qū)動模塊和搜索模塊，還包括分別 與對焦評價模塊和鏡頭驅(qū)動模塊連接的對焦窗口計算模塊，用戶輸入的初始對焦窗口傳輸 到對焦窗口計算模塊，對焦窗口計算模塊接收鏡頭驅(qū)動模塊傳輸過來的像距數(shù)據(jù)，并結(jié)合 初始對焦窗口中的像高處理獲得新的對焦窗口，最后將新的對焦窗口輸入到對焦評價模塊 中。
[0024] 所述的鏡頭驅(qū)動模塊為用于驅(qū)動鏡頭沿光軸前后移動的電機(jī)。
[0025] 所述對焦評價模塊根據(jù)對焦窗口計算模塊傳送來的新的對焦窗口進(jìn)行對焦評價， 將評價結(jié)果發(fā)送到搜索模塊，由搜索模塊確定鏡頭的位移量，控制鏡頭驅(qū)動模塊移動鏡頭。
[0026] 現(xiàn)有技術(shù)中對焦窗口變化的自動對焦方法流程如圖3所示，本發(fā)明方法涉及其中 對焦窗口的調(diào)整。如圖1所示，現(xiàn)有的數(shù)碼相機(jī)在對焦時，通過前后移動鏡頭使對焦目標(biāo)在 固定的圖像接收面上成清晰像，這種對焦方式使得在未知物距的情況下無法計算由放大率 導(dǎo)致的像漂移量。本發(fā)明方法主要針對圖1所示鏡頭沿光軸方向移動變化的對焦模型，簡化 后獲得如圖2所示圖像接收面移動的模型。本發(fā)明圖2的簡化對焦模型，其主要思路是將對 焦模型中鏡頭的移動替換為圖像接收面的移動，依據(jù)此模型可以快速的計算出像漂移量， 從而對對焦窗口做出調(diào)整，實現(xiàn)景物跟隨。
[0027]本發(fā)明的有益效果是：
[0028]本發(fā)明包括一種簡化的對焦模型，基于此模型可以快速、穩(wěn)健地計算出像漂移量， 從而實現(xiàn)對焦窗口跟隨目標(biāo)景物調(diào)整。
[0029]本發(fā)明能夠在未知物距的情況下求出像漂移量，進(jìn)而調(diào)整對焦窗口，實現(xiàn)景物跟 隨。本發(fā)明方法跟圖像內(nèi)容本身無關(guān)，不受圖像模糊程度的影響，具有計算簡單，穩(wěn)健性好 等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0030]通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他方面、特點和優(yōu)點將被更清 楚地理解，其中：
[0031 ]圖1為相機(jī)鏡頭位置改變的對焦模型；
[0032] 圖2為本發(fā)明所使用的簡化對焦模型；
[0033] 圖3為對焦窗口變化的自動對焦方法流程圖；
[0034] 圖4為本發(fā)明方法對焦窗口調(diào)整流程圖；
[0035] 圖5為本發(fā)明系統(tǒng)模塊連接關(guān)系圖；
[0036] 圖6為本發(fā)明實施例當(dāng)鏡頭位置連續(xù)地改變時的初始對焦窗口；
[0037] 圖7為本發(fā)明實施例當(dāng)鏡頭位置連續(xù)地改變時狀態(tài)之一的跟隨性能圖像；
[0038] 圖8為本發(fā)明實施例當(dāng)鏡頭位置連續(xù)地改變時狀態(tài)之二的跟隨性能圖像；
[0039] 圖9為本發(fā)明實施例當(dāng)鏡頭位置連續(xù)地改變時狀態(tài)之三的跟隨性能圖像；
[0040] 圖10為本發(fā)明實施例當(dāng)鏡頭位置連續(xù)地改變時狀態(tài)之四的跟隨性能圖像；
[0041] 圖11為本發(fā)明實施例當(dāng)鏡頭位置連續(xù)地改變時狀態(tài)之五的跟隨性能圖像；
[0042] 圖12為本發(fā)明實施例當(dāng)目標(biāo)景物接近圖像邊緣時的初始對焦窗口
[0043]圖13為本發(fā)明實施例當(dāng)目標(biāo)景物漂移到圖像之外時狀態(tài)之一的跟隨性能圖像。
[0044] 圖14為本發(fā)明實施例當(dāng)目標(biāo)景物漂移到圖像之外時狀態(tài)之二的跟隨性能圖像。
[0045] 圖中：1、圖像接收面，2、鏡頭。
【具體實施方式】
[0046]現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同 的形式實施，而不應(yīng)被解釋為限于這里所闡述的實施例。上述不同的形式包括對不同的場 景對焦，而不限于實施例中的場景。上述不同的形式還包括不同形狀、大小、位置的初始對 焦窗口，而不限于實施例中的初始對焦窗口。
[0047] 本發(fā)明實施例如下：
[0048] 以圖6所示對焦窗口為例執(zhí)行本發(fā)明示例性實施例的自動對焦窗口調(diào)整，其流程 參照圖3和圖4，系統(tǒng)框圖參