攝像機自動對焦方法及裝置與流程

2023-08-07 17:08:31

本發明涉及一種對焦方法及裝置，特別是指一種攝像機自動對焦方法及裝置。
背景技術：
：目前的攝像機多是採用被動式對焦的方式進行對焦，並採用移動對焦鏡片來找出影像對比值CV(ContrastValue)峰值來對焦，但是在特殊情況如低照度的環境場景，或是在高背景對比的會議場景，圖像處理器所統計出來的對比值統計曲線(ContrastCurve)可能不會是我們真正想要的曲線，如用這曲線來對焦，就會有可能對焦到我們不感興趣的對象上。被動式自動對焦均取決於ContrastCurve，所以ContrastCurve統計的好壞將會嚴重的影響對焦的正確性，然而先前技術大多提出如何增加對焦的速度與正確，卻無針對ContrastCurve改善問題。技術實現要素：鑑於以上內容，有必要提供一種能夠改善對比值統計曲線的攝像機自動對焦方法及裝置。一種攝像機自動對焦方法，包括以下步驟：A：獲取一對焦區域內的圖像數據；B：利用對比值演算法對所述圖像數據進行計算得到一對比值曲線；C：獲取每個對比值的權重；D：將對比值乘以權重得到修正後的對比值；及E：根據修正後的對比值曲線調整對焦焦點。一種攝像機自動對焦裝置，包括一圖像獲取模塊及一處理器，所述圖像獲取模塊用以獲取一對焦區域內的圖像數據，所述處理器包括一曲線計算模塊，用以利用對比值演算法對所述圖像數據進行計算得到一對比值曲線，所述處理器還包括：權重獲取模塊，用以獲取每個對比值的權重；對比值修正模塊，用以將對比值乘以權重得到修正後的對比值；調整模塊，用以根據修正後的對比值調整對焦焦點。與現有技術相比，在上述攝像機自動對焦方法及方法中，對每個計算出來的對比值都設置一個權重，增加人物焦段的權重，減少非人物焦段的權重，將原對比值與權重相乘後，修正對比值曲線，根據修正後的對比值曲線就能調整焦點焦點在人物焦段。附圖說明圖1是本發明攝像機自動對焦裝置的一較佳實施例的連接框圖。圖2是圖1中對比值曲線修正前後的對比圖。圖3是HSI模型的示意圖。圖4是像素角度值判斷示意圖。圖5是圖1中預設掃描範圍的示意圖。圖6是本發明攝像機自動對焦方法方法的一較佳實施例的一流程圖。圖7是圖5中一步驟C的一較佳實施例的一流程圖。圖8是圖6中一步驟C1的一較佳實施例的一流程圖。圖9是他7中一步驟C3的一較佳實施例的一流程圖。圖10是他7中一步驟C5的一較佳實施例的一流程圖。主要元件符號說明圖像獲取模塊10處理器100曲線計算模塊20權重獲取模塊30人物膚色區域判斷模塊31設定模塊311轉換模塊312比對模塊313像素角度值判斷模塊314權重調整模塊32膚色區域完整性判斷模塊33人物特徵判斷模塊34對比值修正模塊40調整模塊50如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發明。具體實施方式請參閱圖1，在本發明的一較佳實施方式中，一種攝像機自動對焦裝置，包括一圖像獲取模塊10及一處理器100，所述圖像獲取模塊10用以獲取一對焦區域內的圖像數據。所述處理器100包括一曲線計算模塊20，用以利用對比值演算法對所述圖像數據進行計算得到一對比值曲線fc1（如圖2所示），所述處理器100還包括一權重獲取模塊30，用以獲取每個對比值的權重；一對比值修正模塊40，用以將對比值乘以權重得到修正後的對比值；及一調整模塊50，用以根據修正後的對比值調整對比值曲線，並根據修正後的對比值曲線fc2（如圖2所示）調整對焦焦點。在一實施方式中，所述對比值演算法為Tenengrad算法。採用Tenengrad算法，假設一影像I(x,y)畫面大小為X×Y，x,y為影像坐標，Gx&Gy為Sobel操作數，FTenengrad為對比值一般對焦系統，將畫面切割J×K=Q的區塊，j,k為區塊坐標，可分別對各區塊作c1,c2,c3,…,cQ之加權，則各區塊對比值為CVblock(j,k)，整張畫面對比值為CVframe，w(x,y)為對比值的權重，這樣可強調出視頻會議場景之對焦物。所述權重獲取模塊30用以處理一色調焦段加權及一特徵焦段強調。所述色調焦段加權為針對膚色與焦段建立漸進色調因子與遞減排除因子，來當作適應性對比值權重(AdaptedCVweighting)，以對會議場景較優的Tenengrad對比值算法做改善，所述特徵焦段強調針對所述色調焦段加權階段的特徵搜尋之結果並以三種人物特徵的判斷機制回授確認，建立漸進擬人因子、遞減擬物因子修正適應性對比值權重(AdaptedCVweighting)來提升正確率。具體的色調焦段加權及特徵焦段強調如下：所述權重獲取模塊30包括一人物膚色區域判斷模塊31，用以判斷對焦區域中是否是人物膚色區域；一權重調整模塊32，用以當不是人物膚色區域時，建立為遞減排除因子，減小該非人物區域對應的對比值的權重；一膚色區域完整性判斷模塊33，用以當是人物膚色區域時，判斷該人物膚色區域是否完整；及一人物特徵判斷模塊34，用以當人物膚色區域不完整時，判斷該非完整人物膚色區域是否滿足人物特徵。所述權重調整模塊32還用以當人物膚色區域完整時，建立漸進擬人因子，增加完整人物膚色區域對應的對比值的權重；所述權重調整模塊32還用以當滿足人物特徵時，建立漸進色調因子，增加對應的對比值的權重，當不滿足人物特徵時，建立遞減擬物因子，減少對應的對比值的權重。所述人物膚色區域判斷模塊31包括一設定模塊311，用以設定一判斷區域；一轉換模塊312，用以將所述圖像數據中對焦區域的每個對焦區塊的每個像素轉成HSI模型（如圖3所示），獲得每個像素對應的像素角度值；一比對模塊313，用以比對每一像素角度值是否在所述判斷區域中；及一像素角度值判斷模塊314，用以當像素角度值在所述判斷區域中時，則判斷為是人物膚色區域，如果像素角度值不在所述判斷區域中，則判斷為不是人物膚色區域。具體公式及定義如下:如圖3，如圖4所示，UST定義為膚色像素角度值上限（upperskinthd），且UST0°，則MS為中間膚色像素角度值，。漸進色調因子；遞減排除因子；遞減擬物因子；漸進擬人因子為標準化常數，為人物目標調整係數。上述非人物區域對應的修正後的對比值的權重遞減擬物因子；上述人物膚色區域完整區域的修正後的對比值的權重漸進擬人因子；上述人物特徵區域修正後的對比值的權重漸進色調因子；及上述非人物特徵區域修正後的對比值的權重遞減擬物因子。根據上述公式，將修正後的對比值的權重代入下面公式如此就可以計算出修正後的整張畫面對比值為CVframe，得到修正後的對比值曲線fc2，根據該修正後的對比值曲線就可以調整對焦焦點。請同時參閱圖5，所述膚色區域完整性判斷模塊33用以找出人物膚色區域的中心設為中心坐標(xc,yc)；向下延伸一個預設的長度L1，所述預設長度L1>0.5倍的預設頭部長度<1倍的預設頭部長度，之後分別向左右延伸一個肩膀的預設距離L2，得到預估肩膀坐標(xl,yl)與(xr,yr)；以預設的手臂長L3為半徑，(xl,yl)與(xr,yr)為圓心畫出兩圓，此兩圓的集合範圍為預設的一掃描範圍；判斷所述掃描範圍內是否有一個或兩個與預設手的面積類似；及當掃描範圍內有一個或兩個與預設手的面積類似時，判定掃描範圍為人物膚色區域，當掃描範圍內沒有與預設手的面積類似時，判定掃描範圍為非人物膚色區域；當掃描範圍內有多於兩個與預設手的面積類似時，需要調整預設的長度L1、預設的肩膀長度和/或預設的手臂長度來調整掃描範圍。所述人物特徵判斷模塊34用以通過判斷所述人物膚色區域是否閃爍和晃動來判斷是否符合人物特性。當所述人物膚色區域閃爍時，所述權重調整模塊32減小該閃爍區域對應的對比值的權重；當所述人物膚色區域不閃爍時，人物特徵判斷模塊34判斷非閃爍區域是否晃動；當非閃爍區域不晃動時，所述權重調整模塊32減小該區域對應的對比值的權重，當非閃爍區域晃動時，所述權重調整模塊32增加該區域對應的對比值的權重。請參閱圖6，在本發明的一較佳實施方式中，一攝像機自動對焦方法包括以下步驟：A：獲取一對焦區域內的圖像數據；B：利用對比值演算法對所述圖像數據進行計算得到一對比值曲線，所述對比值曲線對應的函數為fc；C：獲取每個對比值的權重；D：將對比值乘以權重得到修正後的對比值；及E：根據修正後的對比值曲線調整對焦焦點。請參閱圖7，所述步驟C包括以下步驟：C1：判斷對焦區域中是否是人物膚色區域；C2：當不是人物膚色區域時，減小該非人物區域對應的對比值的權重；C3：當是人物膚色區域時，判斷該人物膚色區域是否完整；C4：當人物膚色區域完整時，增加完整人物膚色區域對應的對比值的權重；C5：當人物膚色區域不完整時，判斷該非完整人物膚色區域是否滿足人物特徵；及C6：當滿足人物特徵時，增加對應的對比值的權重，當不滿足人物特徵時，減少對應的對比值的權重。請參閱圖8，所述步驟C1包括以下步驟：C1.1：設定一判斷區域；C1.2：將所述圖像數據中對焦區域的每個對焦區塊的每個像素轉成HSI模型，獲得每個像素對應的像素角度值；C1.3：比對每一像素角度值是否在所述判斷區域中；及C1.4：如果像素角度值在所述判斷區域中，則判斷為是人物膚色區域，如果像素角度值不在所述判斷區域中，則判斷為不是人物膚色區域。請參閱圖9，所述步驟C3包括以下步驟：C3.1：以人物膚色區域的中心為中心坐標建立一掃描範圍；C3.2：判斷所述掃描範圍內是否有一個或兩個與預設手的面積類似；及C3.3：當掃描範圍內有一個或兩個與預設手的面積類似時，判定掃描範圍為人物膚色區域，當掃描範圍內沒有與預設手的面積類似時，判定掃描範圍為非人物膚色區域。所述步驟C3.1包括：找出人物膚色區域的中心設為中心坐標(xc,yc)；向下延伸一個預設的長度，分別向左右延伸一個肩膀的預設距離，得到預估肩膀坐標(xl,yl)與(xr,yr)；以預設的手臂長為半徑，(xl,yl)與(xr,yr)為圓心畫出兩圓，此兩圓的之集合範圍為所述掃描範圍。所述步驟C3.3還包括：當掃描範圍內有多於兩個與預設手的面積類似時，需要調整向下延伸的預設.長度、預設的肩膀長度和/或預設的手臂長度來調整掃描範圍。請參閱圖10，所述步驟C5包括以下步驟：C5.1：判斷所述人物膚色區域是否閃爍；C5.2：當閃爍時，減小該閃爍區域對應的對比值的權重；C5.3：當不閃爍時，判斷非閃爍區域是否晃動；及C5.4：當非閃爍區域不晃動時，減小該區域對應的對比值的權重，當非閃爍區域晃動時，增加該區域對應的對比值的權重。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp