CN111198466A - 一种手动调焦辅助方法、成像设备及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手动调焦辅助方法、成像设备及汽车。所述方法包括：实时获取手动调整镜头焦距的过程中所述镜头拍摄的图像；对所述镜头拍摄的图像进行对焦运算；根据所述对焦运算的结果，判断并实时提示所述镜头的对焦效果。本发明提供的方法，为用户提供统一的量化标准来衡量手动调焦的效果，能有效地辅助用户完成手动调焦。

Description

一种手动调焦辅助方法、成像设备及汽车

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种手动调焦辅助方法、成像设备及汽车。

背景技术

随着智能工业、机器人避障、即时定位与地图构建技术(SLAM，SimultaneousLocalization And Mapping)和无人驾驶技术的发展，相机在这些领域内被广泛使用。为了获取清晰的图像，往往需要调节相机的焦距，以使相机的对焦数值最优化。目前，常见的对焦算法为对比度法(也称反差法)与相位法。由于相位法对焦需要相机在物理结构上给予一定的支持，对光线的要求也比较高，因此不是很通用。

采用对比度法对焦的相机，当相机对准被摄物体时，镜头模组内的马达便会驱动镜片从底部向顶部移动，在这个过程中，图像传感器将会对整个场景范围进行纵深方向上的全面检测，并持续记录对比度等反差数值。找出反差值最大位置后，运动到顶部的镜片则会重新回到反差值最大位置处，完成最终的对焦过程。

相机的对焦方式有自动对焦、手动对焦和多重对焦方式等。

发明内容

带马达的相机一般都会通过自动对焦方式来调整焦距，而对于很多工业相机及车规级相机来说，本身并不带马达，无法实现自动对焦功能，只能采取手动对焦的方式来调整相机的焦距。例如对于车规级相机，不需要实时对焦，只需要在安装前进行一次手动调焦，为了防止在行车过程中因震动造成镜头松动，通常在手动调焦完成后，会将镜头固定到镜头座上。

然而手动调焦时，由于缺乏可量化标准作为参考，即使同一技术人员也无法实现相同或近似的对焦，对焦的过程不稳定性很大，镜头很难实现统一、精确的对焦。此外由于人为和环境因素的影响，也会导致有的技术人员对焦非常精确，而有的技术人员对焦不准，最终导致相机的每次对焦情况都不一样，从而对技术人员的工作效率产生很大的影响。

鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本发明提出了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种手动调焦辅助方法、设备及相关存储介质。

第一方面，本发明实施例提供一种手动调焦辅助方法，包括：

实时获取手动调整镜头焦距的过程中所述镜头拍摄的图像；

对所述镜头拍摄的图像进行对焦运算；

根据所述对焦运算的结果，判断并实时提示所述镜头的对焦效果。

第二方面，本发明实施例提供一种成像设备，包括：镜头和处理器；

所述镜头用于拍摄图像；

所述处理器用于执行上述的手动调焦辅助方法。

第三方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的手动调焦辅助方法。

第四方面，本发明实施例提供一种汽车，包括如上所述的成像设备。

本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的上述手动调焦辅助方法，在实时地获取镜头在焦距调整过程中拍摄的图像之后，通过对镜头获取到的图像进行对焦运算，得到最佳的镜头对焦效果。通过这种方式，使得手动调焦操作过程中有了可视量化参考标准，能够帮助技术人员在手动调焦过程中更好、更快地调整镜头的焦距，为实现统一、精确的对焦提供了保障。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例提供的应用场景示意图；

图2为本发明实施例提供的手动调焦辅助方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的确定边缘分界线的示意图；

图4为本发明实施例提供的有效区域和无效区域的示意图；

图5为本发明实施例提供的感兴趣区域和非感兴趣区域的示意图；

图6为本发明实施例提供的成像设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为了便于理解本发明，以下对本文涉及的一些技术术语进行解释：

1、对焦运算：利用对焦算法对图像进行计算，其中，对焦算法可以是Tenengrad梯度方法、Laplacian梯度方法或方差方法。

2、镜头的中心区域和边缘区域：根据分辨率的不同将镜头划分成的两个分区域。

3、边缘分界线：镜头的中心区域和边缘区域的分界线。

发明概述

针对上述现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种手动调焦辅助方法，该方法实时获取用户手动调焦过程中镜头拍摄的图像并对其进行对焦运算，判断对焦效果，并实时将对焦效果提示给用户，该方法可以给用户提供统一的量化标准来衡量手动调焦的效果，可用于指导不同用户或同一用户在不同时刻进行的手动调焦达到基本一致的对焦效果，极大提高了手动调焦的可靠性，节省手动调焦的耗时。

在介绍了本发明的基本原理之后，下面具体介绍本发明的各种非限制性实施方式。

应用场景总览

参考图1所示，成像设备包括镜头和处理器，镜头用于拍摄图像。用户手动调整成像设备的镜头的焦距以获取清晰的成像效果，在此过程中，处理器实时获取镜头拍摄的图像并对其进行对焦运算，判断对焦效果，并实时将对焦效果提示给用户，为用户提供统一的量化标准来衡量手动调焦的效果，能有效地辅助用户完成手动调焦。

下面结合图1的应用场景对本发明实施例提供的手动调焦辅助方法进行说明。需要注意的是，上述应用场景仅是为了便于理解本发明的精神和原理而示出，本发明的实施方式在此方面不受任何限制。相反，本发明的实施方式可以应用于适用的任何场景。

示例性方法

本发明实施例提供了一种手动调焦辅助方法，其流程参照图2所示，包括如下步骤：

S100、实时获取手动调整镜头焦距的过程中镜头拍摄的图像；

S200、对镜头拍摄的图像进行对焦运算；

S300、根据对焦运算的结果，判断并实时提示镜头的对焦效果。

本发明实施例提供的手动调焦辅助方法，实时获取用户手动调焦过程中镜头拍摄的图像并对其进行对焦运算，判断对焦效果，并实时将对焦效果提示给用户，该方法可以给用户提供统一的量化标准来衡量手动调焦的结果，可用于指导不同用户或同一用户在不同时刻进行的手动调焦达到基本一致的对焦效果，极大提高了手动调焦的可靠性，节省手动调焦的耗时。

需要说明的是，具体实施本发明实施例提供的手动调焦辅助方法时，应保证在手动调焦过程中镜头拍摄的图像只随镜头焦距的变化而变化，不会受所拍摄场景本身的影响而变化，为此在手动调焦过程中应确保镜头所拍摄的场景维持基本不变，例如，利用固定位置的镜头拍摄固定不变的场景。

上述步骤S200在对获取到的镜头拍摄的图像进行对焦运算后，可以将对焦运算的结果缓存起来，例如可以是缓存在缓存器中。步骤S200中的对焦运算可以采用目前相机领域常用的对焦算法，如Tenengrad梯度方法、Laplacian梯度方法或方差方法。

一般情况下，镜头的中心区域和边缘区域具有不同的分辨率，现有的对焦方法只关注镜头中心区域的成像效果，不对镜头拍摄图像的中心区域和边缘区域进行区分就统一进行对焦运算，对焦后镜头所拍图像的边缘成像效果并不是最好的；另外，在工业相机或车规级相机的应用中，并非需要关注图像中所有区域的对焦效果，即不需要对图像中的所有区域进行对焦运算，考虑到这点，在一些实施例中，步骤S200可以是对镜头拍摄的图像中的预设区域进行对焦运算。

在一些实施例中，步骤S200按照步骤S202实施：

步骤S202，分别计算镜头拍摄的图像中边缘分界线内、外部区域的灰度参数。其中，边缘分界线是镜头的中心区域和边缘区域的分界线，边缘分界线的内部区域对应于镜头的中心区域，外部区域对应于镜头的边缘区域。

步骤S202中的灰度参数为灰度方差或灰度梯度。其中，灰度参数为灰度方差时，按照步骤S210～S214计算相应区域(边缘分界线的内、外部区域)的灰度方差：

步骤S210，计算镜头拍摄的图像中所有像素点的灰度平均值，或者，相应区域的中所有像素点的灰度平均值；

步骤S212，计算相应区域中每个像素点的灰度与上述灰度平均值的差值的平方，得到每个像素点的灰度方差；

步骤S214，将相应区域中所有像素点的灰度方差的和确定为该相应区域的灰度方差。

步骤S210中，当灰度平均值为镜头拍摄的图像中所有像素点的灰度平均值时，比为相应区域中所有像素点的灰度平均值时，所计算出的灰度方差具有更优的效果。

灰度参数为灰度梯度时，可采用Tenengrad梯度方法或Laplacian梯度方法计算相应区域(边缘分界线的内、外部区域)的灰度梯度：

(1)采用Tenengrad梯度方法：使用sobel算子计算整幅图像水平与竖直方向的梯度值，遍历相应区域的每个像素点，取每个像素点的像素值与水平/竖直方向边缘检测算子(例如使用sobel算子模板)进行乘积得到相应像素点的梯度，将相应区域中所有像素点的梯度相加得到相应区域的灰度梯度。

(2)采用Laplacian梯度方法：使用laplacian算子计算整幅图像水平与竖直方向的梯度值，遍历相应区域图像的每个像素点，取每个像素点的像素值与边缘检测算子(laplacian算子模板)进行乘积得到相应像素点的梯度，将相应区域中所有像素点的梯度相加得到相应区域的灰度梯度。

参考图3，在一些实施例中，边缘分界线按照步骤S204～S208确定：

步骤S204，确定至少一个以镜头的中心点为中心的封闭的区域分界线，所述至少一个区域分界线将所述镜头拍摄的图像从中心向边缘依次划分成中间区域和至少一个环中间区域。

具体来说，首先，步骤S204可以通过镜头所拍图像的分辨率或者图像格式确定图像的长和宽，然后确定图像的中心，该中心即为镜头的中心点；其次，从镜头的中心点开始依次向外扩展生成一条或多条密封的区域分界线，这些区域分界线将镜头所拍的每个图像分割成一个中间区域和一个或多个环中间区域。

如图3所示，所有区域分界线都是同心的多边形，具体实施时，区域分界线可以是四边形、五边形、圆形或其他，本发明对此不作限定。

在一些实施例中，中间区域和各个环中间区域的面积为镜头拍摄的图像总面积的预设百分比，其中，中间区域和各个环中间区域的面积可以相等，例如均为镜头拍摄的图像总面积的5％或10％，或者，从图像中心到边缘，中间区域和各个环中间区域的面积依次递减，例如依次为镜头拍摄的图像总面积的30％、20％、10％....等。

步骤S206，针对每个区域分界线执行下述操作：监测在手动调整镜头焦距的过程中，该区域分界线内部区域的灰度参数的变化幅度小于第二预设幅度时，该区域分界线外部区域的灰度参数所能达到的最大增大幅度。

其中，每个区域分界线的内、外部区域是由中间区域和/或一个或多个环中间区域组成的，随着焦距的调整，中间区域和各个环中间区域的灰度参数依次经历增大、趋于平稳、减小的变化过程，但不同区域的变化趋势并不同步，其中，中间区域最先达到平稳，各个环中间区域随后达到平稳，并且越靠近图像边缘的区域，达到平稳的时间越晚。

步骤S206中，当令第二预设幅度为一接近为0的阈值时，区域分界线内部区域的灰度参数的变化幅度小于第二预设幅度，即区域分界线内部区域的灰度参数趋于平稳。

步骤S208，比较全部区域分界线对应的所述最大增大幅度，将其中最大的所述最大增大幅度对应的区域分界线确定为边缘分界线。

通过步骤S206～208，将全部区域分界线中，内部区域的灰度参数趋于平稳时外部区域的灰度参数具有最大的最大增大幅度的区域分界线确定为边缘分界线，边缘分界线的上述特征“内部区域的灰度参数趋于平稳时外部区域的灰度参数具有最大的最大增大幅度”是因为其内部区域为镜头的中心区域，外部区域为边缘区域，二者具有不同的分辨率。

在应用步骤S202的实施例中，步骤S300按照步骤S302～S304判断所述镜头的对焦效果：

步骤S302，当所述边缘分界线内、外部区域的灰度参数的和越大，所述镜头的对焦效果越好；

步骤S304，当边缘分界线内部区域的灰度参数的变化幅度，以及边缘分界线外部区域的灰度参数的增大幅度均小于第一预设幅度时，镜头的对焦效果最好。

当确定边缘分界线之后，随着手动调焦的进行，边缘分界线外部区域的增大幅度降低，其中，当令第一预设幅度为一接近为0的阈值时，边缘分界线内部区域的灰度参数的变化幅度和外部区域的灰度参数的增大幅度均小于第一预设幅度，即镜头的中心区域和边缘区域的灰度参数都趋于平稳，也就是都达到最优值(最大值或接近最大值)，具有最好的成像效果。

现有技术中，通常镜头只关注镜头中心区域的成像质量，对于镜头的边缘区域的成像质量往往不会那么关注。因此，当镜头进行对焦运算时，镜头边缘的成像效果并不是最好的，有时甚至由于镜头边缘成像不佳导致整幅图像的成像质量下降。步骤S304中，最好的对焦效果是在镜头的边缘区域的灰度参数最大的情况下，此时可能不是在镜头的中心区域的灰度参数最大的情况下，但是由于中心区域的分辨率高于边缘区域的分辨率，因此，镜头中心成像效果的微降，并不会对整幅图像在镜头上的成像效果带来明显影响，反而保证了边缘区域的成像效果，与现有技术相比，上述处理会使整幅图像在镜头上的成像效果更好。

在一些实施例中，本发明实施例提供的手动调焦辅助方法，还包括：记录边缘分界线的位置。通过该方式，当再次手动调整该镜头的焦距时，就可以直接调取已经记录的边缘分界线的位置作为默认值，迅速进入对焦运算过程得到对焦效果。

一些工业应用只关注镜头所拍图像的某些特定区域，而不关注其余区域，这种情况下若仍按照现有技术对图像的所有区域进行对焦运算，则得到的对焦效果并不能满足用户的需求。此外，图像中颜色或亮度单一的区域内彼此相邻的像素点的灰度参数接近为零，对调整镜头的焦距意义不大。如图4所示，可将这类无需进行对焦运算的区域称为无效区域，将需要进行对焦运算的区域称为有效区域，对镜头拍摄的图像进行对焦运算时，就可以将无效区域抠除，不参与对焦计算。

基于上述考虑，在一些实施例中，步骤S200按照步骤S216实施：

步骤S216，计算镜头拍摄的图像中的有效区域的灰度参数。其中，可按照步骤S210～S214计算有效区域的灰度方差，可采用前述的Tenengrad梯度方法或Laplacian梯度方法计算有效区域的灰度梯度，此处不再赘述。

在执行步骤S216的实施例中，按照步骤S306判断所述镜头的对焦效果：

步骤S306，当镜头拍摄的图像中的有效区域的灰度参数越大，镜头的对焦效果越好。

在一些实施例中，有效区域按照步骤S308～步骤S310确定：

步骤S308，将所述镜头拍摄的图像中由灰度参数小于第一预设值的多个相邻的像素点组成的区域确定为无效区域；其中，当令第一预设值为一接近为0的阈值时，灰度参数小于第一预设值的多个相邻的像素点组成的区域即为颜色或亮度单一的区域。

步骤S310，将镜头拍摄的图像中无效区域以外的区域确定为有效区域。

在其他一些实施例中，有效区域还可以是用户根据需要自行预设的，这种情况下，本发明实施例提供的手动调焦辅助方法，还可以包括：记录有效区域的位置，以便在后续的手动调焦过程中执行该手动调焦辅助方法时，可直接调取已记录的有效区域的位置作为默认值，迅速进入对焦运算过程得到对焦效果。

相比于传统的针对整幅图像都进行对焦运算的方法，本发明实施例提供的手动调焦辅助方法能够使得镜头更有针对性的调焦，相较于传统的调焦方法，极大地提升了镜头的对焦精度。

如图5所示，一些工业应用(如生产流水线)对镜头所拍图像中的某些特定区域(即感兴趣区域)格外关注，而对其他一些区域的关注度则没有那么高，这种情况下，如果对整幅图像的所有区域都进行相同程度的对焦运算，感兴趣区域的成像效果不能很好的凸显出来。

基于上述考虑，在一些实施例中，步骤S200按照步骤S218～S222实施：

步骤S218，在镜头拍摄的图像中确定一个或多个感兴趣区域和非感兴趣区域。

步骤S220，为感兴趣区域和非感兴趣区域分别设置权重。

步骤S222，计算感兴趣区域和非感兴趣区域的灰度值参数的加权求和结果。其中，可按照步骤S210～S214计算感兴趣区域和非感兴趣区域的灰度方差，可采用前述的Tenengrad梯度方法或Laplacian梯度方法计算感兴趣区域和非感兴趣区域的灰度梯度，此处不再赘述。

具体地，感兴趣区域和非感兴趣区域可以根据用户的实际需要自行设定，并且可以对图像中某些感兴趣区域预设较高的权重值，而对非感兴趣区域预设较低的权重值。分别对图像中的每个感兴趣区域进行灰度方差或灰度梯度的计算，按照预设的感兴趣区域对应的权重值，对感兴趣区域进行加权计算得到整幅图像的灰度方差或灰度梯度。不断调整镜头的焦距，当每个感兴趣区域的灰度参数的加权求和结果越大，镜头的对焦效果越好。

因此，在一些实施例中，步骤S220中，为感兴趣区域设置的权重大于为非感兴趣区域设置的权重。

在执行步骤S218～S222的实施例中，按照步骤S308判断所述镜头的对焦效果：

步骤S308，当感兴趣区域和非感兴趣区域的灰度值参数的加权求和结果越大，镜头的对焦效果越好。

本发明实施例提供的辅助对焦方法，预先对图像的感兴趣区域和非感兴趣区域设置不同的权重值，能够使图像的感兴趣区域和其他区域相比拥有更好的成像效果，整幅图像的层次感也更加分明。

需要说明的是，感兴趣区域和非感兴趣区域的总和可以等于或不等于整幅图像，具体可根据用户的实际需要自行设定，本发明对此不作具体限定。

在一些实施例中，本发明提供的手动调焦辅助方法，还包括：记录每个感兴趣区域的位置和权重，以便在后续的手动调焦过程中执行该手动调焦辅助方法时，可直接调取已记录的感兴趣区域的位置和权重作为默认值，迅速进入对焦运算过程得到对焦效果。

当镜头拍摄的环境中存在频闪光源(如白炽灯、LED灯等)，而镜头成像的帧率与频闪光源的频率一致时，镜头拍摄的图像会呈现出相邻帧亮暗差别较大的现象，导致对焦计算结果发生偏差。为了避免上述现象导致计算偏差，一些实施例在步骤S200对镜头拍摄的图像进行对焦运算之前，还包括如下步骤S400：

步骤S400，判断镜头拍摄图像的频率是否为预设频率；若为预设频率，则执行步骤S402；若不为预设频率，则直接跳去执行步骤S200；

步骤S402，继续判断镜头拍摄的图像是否具有如下特征：第奇数帧图像之间的亮度差别和第偶数帧图像之间的亮度差别均小于第二预设值，且任一第奇数帧图像与任一第偶数帧图像之间的亮度差别大于第三预设值；若具有上述特征，则跳去执行步骤S200，并且步骤S200按照如下方式执行：将镜头拍摄的图像中任意相邻两帧图像中亮度较暗的图像丢弃，仅对剩余图像进行对焦运算。

其中，步骤S400中的预设频率可以是照明领域常见的频闪光源(如白炽灯、LED灯等)的常用频率，如50HZ，100HZ等。当镜头拍摄图像的频率等于预设频率时，就需要考虑拍摄环境中是否存在频闪光源，若不存在，就可以直接对镜头拍摄的所有图像进行对焦运算，若存在，就需要将其中亮度较暗的图像丢弃，仅对亮度较亮的图像进行对焦运算。

步骤S402中，当第二预设值被设置为一接近为0的阈值时，若第奇数帧图像之间的亮度差别和第偶数帧图像之间的亮度差别均小于第二预设值，就说明镜头拍摄的所有图像中第奇数帧的各个图像之间的亮度接近为一致，第偶数帧的各个图像之间的亮度也接近为一致；进一步的，当第三预设值被设置为一较大的阈值(该阈值可根据镜头受频闪光源影响产生的亮暗帧之间的亮度差别确定)时，若任一第奇数帧图像与任一第偶数帧图像之间的亮度差别大于第三预设值，就说明镜头拍摄的所有图像中任一第奇数帧图像与任一第偶数帧图像之间的亮度差别较大，即镜头拍摄的图像呈现出相邻帧亮暗差别较大的情况；这种情况的出现就说明镜头的拍摄环境中存在有与自身拍摄频率一致的频闪光源。

为保证对焦运算的结果能真实的反应镜头拍摄的场景，一些实施例在确定有上述情况发生时，直接将镜头拍摄的图像中任意相邻两帧图像中亮度较暗的图像(即全部图像中所有亮度较暗的图像)丢弃，仅对剩余的亮度较亮的图像进行对焦运算。

在一些实施例中，步骤S300中实时提示所述镜头的对焦效果按照如下方式实施：实时提示所述对焦运算的结果。通过实时提示对焦运算的结果，本发明实施例可以给用户提供统一的量化标准来判断对焦效果，大大提升了手动调焦的便利性。

在一些实施例中，步骤S300按照如下方式实施：根据预设的对焦运算的结果与对焦效果的等级之间的对应关系，实时确定并提示所述对焦运算的结果对应的对焦效果的等级。本发明实施例对对焦效果的等级设置情况不作具体限定，例如，对焦效果可以分为优、中、劣三个等级，也可以分为最优、次优、中等、差等、最差五个等级。

在一些实施例中，本发明实施例提供的手动调焦辅助方法，还包括：记录并提示手动调整镜头焦距的过程中镜头的对焦效果为最好时的镜头焦距。该方式有助于使得不同用户或同一用户不同时刻调焦时能得到较为统一的结果。

在前述一些实施例中，提示对焦运算的结果、对焦效果的等级、对焦效果为最好时的镜头焦距等操作可以是以文字显示、声音提示、光提示中的一种或多种组合的形式进行的，本发明实施例对此不作具体限定。

在一些实施例中，本发明实施例提供的手动调焦辅助方法，还包括：记录对焦运算的结果和/或耗时。具体实施时，可以在后续执行该手动调焦辅助方法时将计算得到的对焦运算的结果与已记录的对焦运算的结果进行比较，和/或，将对焦运算的耗时与已记录的对焦运算的耗时进行比较，若二者差距过大，则可以作为成像设备异常的指标提醒给用户，为成像设备的维护提供便利。

前述一些实施例中，记录了镜头的对焦效果为最好时的镜头焦距、边缘分界线的位置、边缘分界线的位置、感兴趣区域的位置和权重、对焦运算的结果和/或耗时等信息，这些信息不仅可以作为后续执行手动调焦辅助方法的默认值，加快对焦运算的速度，有利于更快速、更准确地为手动调焦过程提供辅助，帮助用户快速的将镜头焦距调整到合适的位置，还可以作为后续执行手动调焦辅助方法的参考信息，为检测成像设备是否异常提供便利。

需要说明的是，本发明提供的手动调焦辅助方法不仅可以用于不带马达、只能手动调焦的成像设备，还可以用于带马达、同时提供自动调焦和手动调焦的成像设备。

示例性设备

基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种成像设备，如图6所示，包括：镜头61和处理器62；其中，镜头61用于拍摄图像；处理器62用于执行本发明实施例提供的上述手动调焦辅助方法。

该成像设备不仅可以是不带马达、只能手动调焦的设备，还可以是带马达、同时提供自动调焦和手动调焦的设备。例如，可以是用于监控生产的工业相机，用于自动驾驶汽车的车规级相机，用于摄影的单镜头反光式相机、单镜头电子取景相机、微型单电相机、便携式数码相机、双镜头反光镜取景式相机、旁轴取景式相机，集成于电子设备(如手机、笔记本电脑、平板电脑、台式PC机等)中的相机等。

该成像设备中的处理器62可以是FPGA、ARM、GPU、CPU等。

在一些实施例中，该成像设备中的处理器62为FPGA器件。

本发明提供的成像设备与本发明实施例提供的上述手动调焦辅助方法基于相同的发明思想实现，且有相同的非限制性实施方式，具体可参照前面对手动调焦辅助方法的介绍，此处不再赘述。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的手动调焦辅助方法。该存储介质可以是一个或多个只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪速存储器、电可编程存储器(EPROM)、电可编程和可擦除存储器(EEPROM)、嵌入式多媒体卡(eMMC)、硬盘驱动器或任何易失性或非易失性介质等。

本发明实施例还提供了一种汽车，包括上述的成像设备。

其中，该汽车可以是自动驾驶汽车，具体应用时，该成像设备对行驶的环境进行拍摄，并通过对拍摄的图像进行视觉识别来辅助完成自动驾驶。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (26)

1.一种手动调焦辅助方法，其特征在于，包括：

实时获取手动调整镜头焦距的过程中所述镜头拍摄的图像；

对所述镜头拍摄的图像进行对焦运算；

根据所述对焦运算的结果，判断并实时提示所述镜头的对焦效果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述镜头拍摄的图像进行对焦运算，包括：对所述镜头拍摄的图像中的预设区域进行对焦运算。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述镜头拍摄的图像中的预设区域进行对焦运算，包括：

分别计算所述镜头拍摄的图像中边缘分界线内、外部区域的灰度参数，所述灰度参数为灰度方差或灰度梯度。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述对焦运算的结果，判断所述镜头的对焦效果，包括：

当所述边缘分界线内、外部区域的灰度参数的和越大，所述镜头的对焦效果越好；

当所述边缘分界线内部区域的灰度参数的变化幅度以及所述边缘分界线外部区域的灰度参数的增大幅度均小于第一预设幅度时，所述镜头的对焦效果最好。

5.如权利要求3～4任一所述的方法，其特征在于，所述边缘分界线通过如下方式确定：

确定至少一个以所述镜头的中心点为中心的封闭的区域分界线，所述至少一个区域分界线将所述镜头拍摄的图像从中心向边缘依次划分成中间区域和至少一个环中间区域；

针对每个区域分界线执行下述操作：监测所述手动调整镜头焦距的过程中，该区域分界线内部区域的灰度参数的变化幅度小于第二预设幅度时，该区域分界线外部区域的灰度参数所能达到的最大增大幅度；

比较全部区域分界线对应的所述最大增大幅度，将其中最大的所述最大增大幅度对应的区域分界线确定为边缘分界线。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述中间区域和各个环中间区域的面积为所述镜头拍摄的图像总面积的预设百分比。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述镜头拍摄的图像中的预设区域进行对焦运算，包括：

计算所述镜头拍摄的图像中的有效区域的灰度参数，所述灰度参数为灰度方差或灰度梯度。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述对焦运算的结果，判断所述镜头的对焦效果，包括：

当所述镜头拍摄的图像中的有效区域的灰度参数越大，所述镜头的对焦效果越好。

9.如权利要求7～8任一所述的方法，其特征在于，所述镜头拍摄的图像中的有效区域按照如下方式确定：

将所述镜头拍摄的图像中由灰度参数小于第一预设值的多个相邻的像素点组成的区域确定为无效区域；将所述镜头拍摄的图像中无效区域以外的区域确定为有效区域。

10.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述镜头拍摄的图像中的预设区域进行对焦运算，包括：

在所述镜头拍摄的图像中确定一个或多个感兴趣区域和非感兴趣区域；

为所述感兴趣区域和所述非感兴趣区域分别设置权重；

计算所述感兴趣区域和非感兴趣区域的灰度值参数的加权求和结果，所述灰度值参数为灰度值方差或灰度值梯度。

11.如权利要10所述的方法，其特征在于，为所述感兴趣区域和所述非感兴趣区域分别设置权重，包括：

为所述感兴趣区域设置的权重大于为所述非感兴趣区域设置的权重。

12.如权利要求10～11任一所述的方法，其特征在于，根据所述对焦运算的结果，判断所述镜头的对焦效果，包括：

当所述感兴趣区域和非感兴趣区域的灰度值参数的加权求和结果越大，所述镜头的对焦效果越好。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述镜头拍摄的图像进行对焦运算之前，还包括：

判断所述镜头拍摄图像的频率是否为预设频率；

若是，则继续判断所述镜头拍摄的图像是否具有如下特征：第奇数帧图像之间的亮度差别和第偶数帧图像之间的亮度差别均小于第二预设值，且任一第奇数帧图像与任一第偶数帧图像之间的亮度差别大于第三预设值；

若具有上述特征，则对所述镜头拍摄的图像进行对焦运算，包括：将所述镜头拍摄的图像中任意相邻两帧图像中亮度较暗的图像丢弃，仅对剩余图像进行对焦运算。

14.如权利要求3、7、10所述的方法，其特征在于，所述灰度参数为灰度方差，则计算区域的灰度方差包括：

计算所述镜头拍摄的图像中所有像素点的灰度平均值；

计算所述区域中每个像素点的灰度与所述灰度平均值的差值的平方，得到所述每个像素点的灰度方差；

将所述区域中所有像素点的灰度方差的和确定为所述区域的灰度方差。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，实时提示所述镜头的对焦效果，包括：实时提示所述对焦运算的结果。

16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述对焦运算的结果，判断并实时提示所述镜头的对焦效果，包括：

根据预设的对焦运算的结果与对焦效果的等级之间的对应关系，实时确定并提示所述对焦运算的结果对应的对焦效果的等级。

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：记录并提示所述手动调整镜头焦距的过程中所述镜头的对焦效果为最好时的镜头焦距。

18.如权利要求15、16、17任一所述的方法，其特征在于，所述提示以下述各种中的一种或多种组合的形式进行：文字显示、声音提示、光提示。

19.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：记录所述边缘分界线的位置。

20.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：记录所述有效区域的位置。

21.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：记录每个所述感兴趣区域的位置和权重。

22.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：记录所述对焦运算的结果和/或耗时。

23.一种成像设备，其特征在于，包括：镜头和处理器；

所述镜头用于拍摄图像；

所述处理器用于执行如权利要求1～22任一所述的手动调焦辅助方法。

24.如权利要求23所述的成像设备，其特征在于，所述处理器为现场可编程门阵列FPGA器件。

25.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1～22任一所述的手动调焦辅助方法。

26.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求23～24任一所述的成像设备。

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