CN104954695B - 一种视频拍摄的对焦锁定方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视频拍摄的对焦锁定方法和***，其通过在视频拍摄的预览模式中根据预设的对焦模式进行对焦，对焦成功后进行对焦锁定，并维持对焦锁定状态至预设的对焦锁定时间范围，对焦锁定时间结束后，进行陀螺仪的角速度检测以及预览图像的信息识别，并根据陀螺仪角速度的变化程度或者预览图像的前后帧的变化程度判断是否解锁，启动视频拍摄时判断当前的对焦锁定状态，并根据当前的对焦锁定状态通知相机硬件马达维持所述的对焦锁定状态或者锁定在指定位置开始拍摄，并在视频拍摄过程中保持相机硬件马达的锁定状态直到被重新触发对焦或者直到拍摄结束；从而有效解决因重复对焦而导致的录入对焦位移问题，提高视频采集的效果。

Description

一种视频拍摄的对焦锁定方法和***

技术领域

本发明涉及视频拍摄技术领域，特别是一种视频拍摄的对焦锁定方法及其应用该方法的***。

背景技术

拍照及视频录像功能已成为现在智能手机的第二大功能模块，是除了电话功能之外，智能手机厂商纷纷发力的一个模块，由于手机的便利性，手机拍摄解决的主要方向是简单快速有效地获得清晰的影像，其镜头各方面因素都无法比肩专业半专业相机，比如对焦的马达位移量，速度，精度等。在视频录制过程中，场景的亮度，内容变化，手机的移动等都会触发连续自动对焦的产生，而这种对焦同时也会记录到视频的拍摄过程中，对焦速度越慢，影响的时间就会越长，也会影响最终的视频拍摄质量。

目前智能手机上使用最广泛的对焦***既对比度对焦，它通过对焦马达的来回移动来形成不同清晰度的画面，通过来回比对每一帧的画面的清晰程度，然后再把镜头移动到焦距最清晰的对焦面上，因为是来回的对比，所以会出现画面的远近拉伸，而这种对焦的过程会完整的记录到视频拍摄中去，对焦的算法越慢，影响的时间就会越长，同时，这种对焦方式，会因为想确保画面是时刻清晰的，会越发频繁的促使对焦的产生，同时也降低了对焦成功的可能性，其实对焦会因为焦距在光学成像中形成景深，而在有效的景深范围内的物体都是相对清晰，拍摄者一般会在相对一个范围内取景拍摄视频，如果是机器的自发行为反而会使得拍摄体验很糟糕，用户可以根据自己取景的需要重新改变对焦范围，拍摄时防止过多的对焦产生有利于提高整体视频画面的质量。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种视频拍摄的对焦锁定方法和***，能够有效解决因录制视频时对焦***对画质成片的影响。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种视频拍摄的对焦锁定方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.在视频拍摄的预览模式中根据预设的对焦模式进行对焦；

20.对焦成功后进行对焦锁定，并维持对焦锁定状态至预设的对焦锁定时间范围；

30.对焦锁定时间结束后，进行陀螺仪的角速度检测以及预览图像的信息识别，并根据陀螺仪角速度的变化程度或者预览图像的前后帧的变化程度判断是否解锁；

40.启动视频拍摄时判断当前的对焦锁定状态，并根据当前的对焦锁定状态通知相机硬件马达维持所述的对焦锁定状态或者锁定在指定位置，并开始拍摄；

50.视频拍摄过程中保持相机硬件马达的锁定状态直到被重新触发对焦或者直到拍摄结束。

优选的，所述的步骤10中的预设的对焦模式为手动对焦模式、连续自动对焦模式或者人脸自动对焦模式，且各个对焦模式的触发级别为：手动对焦模式大于人脸自动对焦模式，人脸自动对焦模式大于连续自动对焦模式；并且在步骤20的对焦锁定过程中，若接收到比步骤10的预设的对焦模式的触发级别更高的对焦指令时，则立即取消对焦锁定，且根据接收到的对焦指令进入新的对焦模式并返回步骤10。

优选的，所述的步骤20进一步包括：

21.对焦成功，相机的逻辑层通知相机停止硬件对焦运动和软件对焦算法，并维持待命状态；

22.对焦失败，返回步骤10。

优选的，所述的步骤20中，对焦锁定后，相机的逻辑层开始计时，并在预设的对焦锁定时间范围内维持对焦锁定状态，相机的硬件对焦运动和软件对焦算法均处于待命状态。

优选的，所述的步骤30中，根据陀螺仪角速度的变化程度判断是否解锁，主要通过检测所述相机的陀螺仪的x、y、z方向的角速度数据，比较当前帧的各个方向的角速度数据与上一帧的对应方向的角速度数据的差距，当任何一个方向的角速度数据的差距大于预设阈值时，则解锁并返回步骤10，当所有方向的角速度数据的差距均在预设阈值范围内，则维持对焦锁定状态。

优选的，所述的步骤30中，根据预览图像的前后帧的变化程度判断是否解锁，进一步包括以下步骤：

31.若图像的前后帧的变化程度大于预设阈值，则解锁并返回步骤10；

32.若图像的前后帧的变化程度在预设阈值范围内，则表示对焦状态相对稳定，并维持对焦锁定状态。

优选的，所述的步骤40中，根据当前的对焦锁定状态通知相机硬件马达维持所述的对焦锁定状态或者锁定在指定位置，进一步包括：

41.若处于对焦失败且未锁定状态，则通知相机硬件马达运动至指定位置并锁定后开始拍摄；

42.若处于对焦锁定状态，则维持对焦锁定状态，保持相机硬件马达的锁定并开始拍摄；

43.若处于对焦锁定后正在解除且未开始重新对焦，则通知相机硬件马达保持锁定并开始拍摄；

44.若处于正在对焦状态，则等待对焦结束，并根据对焦结果的成功或失败执行步骤41或步骤42。

另外，本发明还提供了一种视频拍摄的对焦锁定***，其特征在于，其包括：

对焦执行模块，用于在视频拍摄的预览模式中根据预设的对焦模式进行对焦；

对焦锁定模块，用于在对焦成功后进行对焦锁定，并维持对焦锁定状态至预设的对焦锁定时间范围；

对焦校正模块，用于在对焦锁定时间结束后，进行陀螺仪的角速度检测以及预览图像的信息识别，并根据陀螺仪角速度的变化程度或者预览图像的前后帧的变化程度判断是否解锁；

对焦确认模块，用于在启动视频拍摄时判断当前的对焦锁定状态，并根据当前的对焦锁定状态通知相机硬件马达维持所述的对焦锁定状态或者锁定在指定位置，并开始拍摄；

视频拍摄模块，用于在视频拍摄过程中保持相机硬件马达的锁定状态直到被重新触发对焦或者直到拍摄结束。

本发明的有益效果是：

本发明的一种视频拍摄的对焦锁定方法和***，其通过在视频拍摄的预览模式中根据预设的对焦模式进行对焦，对焦成功后进行对焦锁定，并维持对焦锁定状态至预设的对焦锁定时间范围，对焦锁定时间结束后，进行陀螺仪的角速度检测以及预览图像的信息识别，并根据陀螺仪角速度的变化程度或者预览图像的前后帧的变化程度判断是否解锁，启动视频拍摄时判断当前的对焦锁定状态，并根据当前的对焦锁定状态通知相机硬件马达维持所述的对焦锁定状态或者锁定在指定位置开始拍摄，并在视频拍摄过程中保持相机硬件马达的锁定状态直到被重新触发对焦或者直到拍摄结束；不仅能够有效解决因重复对焦而导致的录入对焦位移问题，减少视频的抖动，提高视频采集的效果，无需频繁对焦，减小了摄像头马达的运算量和耗电量，无论是手持式相机还是固定式相机均能获得较好的对焦效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种视频拍摄的对焦锁定方法的流程简图；

图2为本发明一种视频拍摄的对焦锁定***的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现行的市面上的手机、相机或其他拍摄终端一般会选择在晃动时就开始进行连续自动对焦，因为检测算法可能已经检测到当前画面需要重新对焦确保画面清晰，这种模式存在诸多弊端：一方面，连续自动对焦是频繁工作的，计算耗时耗电；另一方面，连续自动对焦会影响之前对焦的结果，其实可能当时只是轻微抖动，并不影响之前的构图和对焦范围，自动对焦的算法及其精度实现方式不一，会产生较大的不一致性。

特别是通过手机等移动终端进行视频拍摄，由于没有专业相机的多种防抖机制和画面稳定机制，并且在摄像头感光元器件方面也达不到专业相机的配置，导致对焦的处理速度和准确性受到较大的限制，如果在视频拍摄过程中频繁对焦，将严重影响拍摄效果。假设对焦需要1秒时间，同时摄像头可以提供30帧/秒的画面，摄像头需要通过移动马达来寻找对焦点，它通过移动对焦马达，在不同帧上对比清晰度，来回寻找画面清晰的点，直到最后寻找到最清晰的点，然后马达才移动到该位置，因此视频拍摄过程中的对焦需要通过数帧的画面，如果频繁对焦，视频画面会记录对焦的动作，对焦越频繁，视频就感觉越抖动，视频画面会因为硬件对数据的处理而导致跳帧或者画面不整齐，亦可能产生果冻效果，而对焦会加剧这种问题的出现。

据此，本发明的一种视频拍摄的对焦锁定方法，如图1所示，其包括以下步骤：

10.在视频拍摄的预览模式中根据预设的对焦模式进行对焦；

20.对焦成功后进行对焦锁定，并维持对焦锁定状态至预设的对焦锁定时间范围；

30.对焦锁定时间结束后，进行陀螺仪的角速度检测以及预览图像的信息识别，并根据陀螺仪角速度的变化程度或者预览图像的前后帧的变化程度判断是否解锁；

40.启动视频拍摄时判断当前的对焦锁定状态，并根据当前的对焦锁定状态通知相机硬件马达维持所述的对焦锁定状态或者锁定在指定位置，并开始拍摄；

50.视频拍摄过程中保持相机硬件马达的锁定状态直到被重新触发对焦或者直到拍摄结束。

所述的步骤10中的预设的对焦模式为手动对焦模式、连续自动对焦模式或者人脸自动对焦模式，且各个对焦模式的触发级别为：手动对焦模式大于人脸自动对焦模式，人脸自动对焦模式大于连续自动对焦模式；并且在步骤20的对焦锁定过程中，若接收到比步骤10的预设的对焦模式的触发级别更高的对焦指令时，则立即取消对焦锁定，且根据接收到的对焦指令进入新的对焦模式并返回步骤10。

所述的步骤20进一步包括：

21.对焦成功，相机的逻辑层通知相机停止硬件对焦运动和软件对焦算法，并维持待命状态；

22.对焦失败，返回步骤10。

所述的步骤20中，对焦锁定后，相机的逻辑层开始计时，并在预设的对焦锁定时间范围内维持对焦锁定状态，相机的硬件对焦运动和软件对焦算法均处于待命状态，相机的任何方向的晃动或场景的任何变化都不解锁。

所述的步骤30中，根据陀螺仪角速度的变化程度判断是否解锁，主要通过检测所述相机的陀螺仪的x、y、z方向的角速度数据，比较当前帧的各个方向的角速度数据与上一帧的对应方向的角速度数据的差距，当任何一个方向的角速度数据的差距大于预设阈值时，则解锁并返回步骤10，当所有方向的角速度数据的差距均在预设阈值范围内，则维持对焦锁定状态。例如，对焦完成后，为了防止因为晃动剧烈导致对焦重新执行，故进行对焦锁定，并设定对焦后的对焦锁定时间范围内任何晃动都无法触发对焦，在对焦锁定时间过后，通过陀螺仪角速度的检测来判断手机或其他拍摄终端的晃动情况，陀螺仪x、y、z三个方向只要有一个方向的角速度数据的差值大于预设阈值，则重新启动对焦工作，对焦工作依赖解锁的机制选择执行的新的对焦模式，新的对焦模式根据自身的对焦检测算法来执行对焦。

其中，手动对焦模式的检测算法主要是根据通过人为的主观判断进行对焦，所以检测机制不需要检测预览图像信息；连续自动对焦模式一般适用于拍摄对象变化而拍摄终端固定的情况下，检测机制主要是通过对比预览图像中的关键信息点的位移、颜色、感光度等；人脸自动对焦模式主要是根据识别到的人脸数量和人脸位置的变化检测等。

根据上述对焦锁定方法，假设设定的对焦锁定时间为3秒，用户一直在移动手机，此时对焦锁定3秒再解锁重新对焦并不足以干扰用户的行为，因为用户一直在寻找对焦点；另一方面，如果锁定3秒后，如果检测到陀螺仪角速度在x、y、z每一个方向的值在每一次陀螺仪传感器数据更新时对比的结果都小于预设阈值，则表示用户需要确保当前的取景稳定，那么锁定之前的对焦结果是可以继续保证。

所述的步骤30中，根据预览图像的前后帧的变化程度判断是否解锁，进一步包括以下步骤：

31.若图像的前后帧的变化程度大于预设阈值，则解锁并返回步骤10；

32.若图像的前后帧的变化程度在预设阈值范围内，则表示对焦状态相对稳定，并维持对焦锁定状态。

陀螺仪的角速度检测以及预览图像的信息识别过程中，若有一方触发到预设的解锁阈值则立即解锁，只有二者都小于预设阈值时才继续维持锁定状态。

所述的步骤40中，根据当前的对焦锁定状态通知相机硬件马达维持所述的对焦锁定状态或者锁定在指定位置，进一步包括：

41.若处于对焦失败且未锁定状态，则通知相机硬件马达运动至指定位置并锁定后开始拍摄；

42.若处于对焦锁定状态，则维持对焦锁定状态，保持相机硬件马达的锁定并开始拍摄；

43.若处于对焦锁定后正在解除且未开始重新对焦，则通知相机硬件马达保持锁定并开始拍摄；

44.若处于正在对焦状态，则等待对焦结束，并根据对焦结果的成功或失败执行步骤41或步骤42。

视频录制开始时，只有用户的主动行为才能将对焦解锁进行重新对焦，否则过程中不进行任何检测解锁操作，直到拍摄完成。对焦成功则维持当前的对焦结果并锁定。本实施例中，若对焦失败，则对当前对焦区域再次执行一次对焦，若连续对焦失败超过阈值次数，则将马达移动到指定位置并锁定，直到视频拍摄结束再恢复到预览模式，此时解锁对焦，并返回步骤10。

如图2所示，本发明还提供了一种视频拍摄的对焦锁定***，其包括：

对焦执行模块A，用于在视频拍摄的预览模式中根据预设的对焦模式进行对焦；

对焦锁定模块B，用于在对焦成功后进行对焦锁定，并维持对焦锁定状态至预设的对焦锁定时间范围；

对焦校正模块C，用于在对焦锁定时间结束后，进行陀螺仪的角速度检测以及预览图像的信息识别，并根据陀螺仪角速度的变化程度或者预览图像的前后帧的变化程度判断是否解锁；

对焦确认模块D，用于在启动视频拍摄时判断当前的对焦锁定状态，并根据当前的对焦锁定状态通知相机硬件马达维持所述的对焦锁定状态或者锁定在指定位置，并开始拍摄；

视频拍摄模块E，用于在视频拍摄过程中保持相机硬件马达的锁定状态直到被重新触发对焦或者直到拍摄结束。

本发明不仅适用于手持拍摄终端的场景，也同样适用于通过三脚架固定拍摄终端的场景，特别适用在有延时摄影(延时抓取间隔的视频帧录制视频，形成快进的效果)的相机上，用户用三脚架架设相机(即是一个非常稳定的状态)在拍摄此类视频时，由于画面帧是抽取的，播放时就好像物体的运动会以一个快进的方式显示，此时拍摄的画面焦点不断变化，画面就会形成严重的跳跃缩放感，同时也非常不利于后期的视频调整，因为没有帧是连续的，必须保证画面焦距的绝对一致性。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于***类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。并且，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种视频拍摄的对焦锁定方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.在视频拍摄的预览模式中根据预设的对焦模式进行对焦；

20.对焦成功后进行对焦锁定，并维持对焦锁定状态至预设的对焦锁定时间范围；

30.对焦锁定时间结束后，进行陀螺仪的角速度检测以及预览图像的信息识别，并根据陀螺仪角速度的变化程度或者预览图像的前后帧的变化程度判断是否解锁；

40.启动视频拍摄时判断当前的对焦锁定状态，并根据当前的对焦锁定状态通知相机硬件马达维持所述的对焦锁定状态或者锁定在指定位置，并开始拍摄；

50.视频拍摄过程中保持相机硬件马达的锁定状态直到被重新触发对焦或者直到拍摄结束；

其中，所述的步骤10中的预设的对焦模式为手动对焦模式、连续自动对焦模式或者人脸自动对焦模式，且各个对焦模式的触发级别为：手动对焦模式大于人脸自动对焦模式，人脸自动对焦模式大于连续自动对焦模式；并且在步骤20的对焦锁定过程中，若接收到比步骤10的预设的对焦模式的触发级别更高的对焦指令时，则立即取消对焦锁定，且根据接收到的对焦指令进入新的对焦模式并返回步骤10。

2.根据权利要求1所述的一种视频拍摄的对焦锁定方法，其特征在于：所述的步骤20进一步包括：

21.对焦成功，相机的逻辑层通知相机停止硬件对焦运动和软件对焦算法，并维持待命状态；

22.对焦失败，返回步骤10。

3.根据权利要求1所述的一种视频拍摄的对焦锁定方法，其特征在于：所述的步骤20中，对焦锁定后，相机的逻辑层开始计时，并在预设的对焦锁定时间范围内维持对焦锁定状态，相机的硬件对焦运动和软件对焦算法均处于待命状态。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种视频拍摄的对焦锁定方法，其特征在于：所述的步骤30中，根据陀螺仪角速度的变化程度判断是否解锁，主要通过检测所述相机的陀螺仪的x、y、z方向的角速度数据，比较当前帧的各个方向的角速度数据与上一帧的对应方向的角速度数据的差距，当任何一个方向的角速度数据的差距大于预设阈值时，则解锁并返回步骤10，当所有方向的角速度数据的差距均在预设阈值范围内，则维持对焦锁定状态。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种视频拍摄的对焦锁定方法，其特征在于：所述的步骤30中，根据预览图像的前后帧的变化程度判断是否解锁，进一步包括以下步骤：

31.若图像的前后帧的变化程度大于预设阈值，则解锁并返回步骤10；

32.若图像的前后帧的变化程度在预设阈值范围内，则表示对焦状态相对稳定，并维持对焦锁定状态。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种视频拍摄的对焦锁定方法，其特征在于：所述的步骤40中，根据当前的对焦锁定状态通知相机硬件马达维持所述的对焦锁定状态或者锁定在指定位置，进一步包括：

41.若处于对焦失败且未锁定状态，则通知相机硬件马达运动至指定位置并锁定后开始拍摄；

42.若处于对焦锁定状态，则维持对焦锁定状态，保持相机硬件马达的锁定并开始拍摄；

43.若处于对焦锁定后正在解除且未开始重新对焦，则通知相机硬件马达保持锁定并开始拍摄；

44.若处于正在对焦状态，则等待对焦结束，并根据对焦结果的成功或失败执行步骤41或步骤42。

7.一种视频拍摄的对焦锁定***，其特征在于，其包括：

对焦执行模块，用于在视频拍摄的预览模式中根据预设的对焦模式进行对焦；

对焦锁定模块，用于在对焦成功后进行对焦锁定，并维持对焦锁定状态至预设的对焦锁定时间范围；

对焦校正模块，用于在对焦锁定时间结束后，进行陀螺仪的角速度检测以及预览图像的信息识别，并根据陀螺仪角速度的变化程度或者预览图像的前后帧的变化程度判断是否解锁；

对焦确认模块，用于在启动视频拍摄时判断当前的对焦锁定状态，并根据当前的对焦锁定状态通知相机硬件马达维持所述的对焦锁定状态或者锁定在指定位置，并开始拍摄；

视频拍摄模块，用于在视频拍摄过程中保持相机硬件马达的锁定状态直到被重新触发对焦或者直到拍摄结束；

其中，所述的对焦执行模块中的预设的对焦模式为手动对焦模式、连续自动对焦模式或者人脸自动对焦模式，且各个对焦模式的触发级别为：手动对焦模式大于人脸自动对焦模式，人脸自动对焦模式大于连续自动对焦模式；并且在对焦锁定模块的对焦锁定过程中，若接收到比对焦执行模块的预设的对焦模式的触发级别更高的对焦指令时，则立即取消对焦锁定，且根据接收到的对焦指令进入新的对焦模式。