CN115174877B - 投影设备及投影设备的调焦方法 - Google Patents

Abstract

本申请一些实施例提供一种投影设备及投影设备的调焦方法，响应于调焦指令，获取第一图像采集装置拍摄的第一投影内容图像和第二图像采集装置拍摄的第二投影内容图像；依次在第一投影内容图像和第二投影内容图像中识别投影特征区域；如果第一投影内容图像中含有投影特征区域，根据第一投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置；如果不含有投影特征区域，获取含有投影特征区域的第二投影内容图像，根据第二投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置。通过分析第一投影内容图像和第二投影内容图像的获取状态选择适合的图像采集装置，通过分析场景可根据不同场景进行自适应处理，以增强调焦效果，解决投影过程中提示用户调焦完成但实际上调焦不清晰的问题。

Description

投影设备及投影设备的调焦方法

本申请要求在2021年11月16日提交中国专利局、申请号为202111355866.0、发明名称为“一种投影设备及基于几何校正的显示控制方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请一些实施例涉及显示设备技术领域，尤其涉及一种投影设备及投影设备的调焦方法。

背景技术

投影设备是一种可以将图像或视频投射到屏幕上的显示设备。投影设备可以将特定颜色的激光光线通过光学透镜组件的折射作用，投射到屏幕上形成具体影像。在投影过程中，需要将投影设备与屏幕之间保持一定距离，使屏幕上形成的影像可以符合光学透镜组件的焦距范围，以获得清晰的影像。

为了适应复杂的应用场景以及不同规格的屏幕，需要对投影设备光学透镜组件的焦距进行调整即调焦。调焦的方式可以分为手动调焦和自动调焦。手动调焦的过程可以为，用户可以通过观察投影设备投射的画面清晰度，手动调整光学透镜组件中镜片之间的距离，使光学透镜组件的整体焦距发生变化。随着用户的调整过程，投射画面的清晰度将发生变化，待清晰度满足用户需求后停止。显然，手动调焦过程操作繁琐，不便于用户使用。为此，大部分投影设备还支持自动调焦功能。

自动调焦功能可以通过设置调焦电机，使调焦电机带动光学透镜组件中的部分透镜移动进行调焦。投影设备同时还检测投射画面的清晰度，可以通过图像采集装置如相机拍摄投影内容图像，并根据检测的投影内容图像的清晰度控制调焦电机启动或停止运行，进而实现自动调焦。虽然上述调焦流程可以满足大部分场景下的调焦需求，但是当相机被遮挡或环境等因素导致投影特征区域如ROI(region of interest，感兴趣区域)特征区域难以识别时，此时相机依然可以拍出投影内容图像，调焦流程也可以完成清晰度计算。但此时的清晰度已经无法代表投影区域的真实清晰度，就会出现提示用户调焦完成但实际上调焦不清晰的问题。

发明内容

本申请一些实施例提供一种投影设备及投影设备的调焦方法，以解决投影过程中提示用户调焦完成但实际上调焦不清晰的问题。

第一方面，本申请一些实施例提供一种投影设备，包括：

光机，被配置为投射播放内容至投影面；

镜头，包括光学组件和调焦电机；所述调焦电机连接所述光学组件，以调整所述光学组件的焦距；

图像采集装置，被配置为拍摄投影内容图像，所述图像采集装置包括第一图像采集装置和至少一个第二图像采集装置；

控制器，被配置为：

响应于调焦指令，获取所述第一图像采集装置拍摄的第一投影内容图像和第二图像采集装置拍摄的第二投影内容图像；

在所述第一投影内容图像中识别投影特征区域；

如果所述第一投影内容图像中含有所述投影特征区域，根据所述第一投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置；

如果所述第一投影内容图像中不含有所述投影特征区域，获取含有所述投影特征区域的第二投影内容图像，以及根据所述第二投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置。

第二方面，本申请一些实施例提供一种投影设备的调焦方法，应用于投影设备，所述投影设备包括光机、镜头、图像采集装置以及控制器；其中，所述镜头包括光学组件和调焦电机；所述调焦电机连接所述光学组件，以调整所述光学组件的焦距；所述图像采集装置包括一个第一图像采集装置和至少一个第二图像采集装置；所述调焦方法包括：

响应于调焦指令，获取所述第一图像采集装置拍摄的第一投影内容图像和第二图像采集装置拍摄的第二投影内容图像；

在所述第一投影内容图像中识别投影特征区域；

如果所述第一投影内容图像中含有所述投影特征区域，根据所述第一投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置；

如果所述第一投影内容图像中不含有所述投影特征区域，获取含有所述投影特征区域的第二投影内容图像，以及根据所述第二投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置。

由以上技术方案可知，本申请一些实施例提供了一种投影设备及投影设备的调焦方法，包括：响应于调焦指令，获取第一图像采集装置拍摄的第一投影内容图像和第二图像采集装置拍摄的第二投影内容图像；依次在第一投影内容图像和第二投影内容图像中识别投影特征区域；如果第一投影内容图像中含有投影特征区域，根据第一投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置；如果第一投影内容图像中不含有投影特征区域，获取含有投影特征区域的第二投影内容图像，以及根据第二投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置。通过分析第一投影内容图像和第二投影内容图像的获取状态选择适合的图像采集装置，通过分析场景因素可以根据不同场景依据不同数据进行自适应处理，以增强调焦效果，解决投影过程中提示用户调焦完成但实际上调焦不清晰的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请一些实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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它的附图。

图1为本申请一些实施例中投影设备投影状态示意图；

图2为本申请一些实施例中投影设备结构示意图；

图3为本申请一些实施例中投影设备的光机架构示意图；

图4为本申请一些实施例中投影设备光路示意图；

图5为本申请一些实施例中投影设备的***框架示意图；

图6为本申请一些实施例中投影设备的镜头结构示意图；

图7为本申请一些实施例中镜头投影光路示意图；

图8为本申请一些实施例中距离传感器和图像采集装置的一种结构示意图；

图9为本申请一些实施例中投影设备的调焦方法流程示意图；

图10为本申请一些实施例中第一图像采集装置和第二图像采集装置720调焦流程示意图；

图11为本申请一些实施例中基于清晰度调焦的过程示意图；

图12为本申请一些实施例中第一图像采集装置和第二图像采集装置异常提醒示意图；

图13为本申请一些实施例中距离传感器和图像采集装置的另一种结构示意图；

图14为本申请一些实施例中第一图像采集装置和第二图像采集装置遮挡状态判断示意图；

图14a为本申请一些实施例中第一图像采集装置被遮挡的示意图；

图14b为本申请一些实施例中第二图像采集装置被遮挡的示意图；

图14c为本申请一些实施例中第一图像采集装置和第二图像采集装置被遮挡的示意图；

图15为本申请一些实施例中遮挡状态判断逻辑图；

图16为本申请一些实施例中检测投影内容图像的亮度信息示意图；

图17为本申请一些实施例中调整图像采集装置的曝光参数示意图；

图18为本申请一些实施例中调整光机的投射参数示意图；

图19为本申请一些实施例中投影特征区域占比检测示意图；

图20为本申请一些实施例中剔除投影内容图像中障碍物图像的流程图；

图21为本申请一些实施例中避障和调焦时障碍物判定示意图。

具体实施方式

为使本申请一些实施例的目的和实施方式更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请一些实施例示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

本申请一些实施例中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换。

术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的所有组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。

术语“模块”是指任何已知或后来开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑或硬件或/和软件代码的组合，能够执行与该元件相关的功能。

本申请一些实施例可以应用于各种类型的投影设备。下文中将以投影仪为例，对投影设备以及调焦方法进行阐述。

投影仪是一种可以将图像、或视频投射到屏幕上的设备，投影仪可以通过不同的接口同计算机、广电网络、互联网、VCD(Video Compact Disc：视频高密光盘)、DVD(DigitalVersatile Disc Recordable：数字化视频光盘)、游戏机、DV等相连接播放相应的视频信号。

图1示出了本申请一些实施例中投影设备的摆放示意图，图2示出了本申请一些实施例中投影设备光路示意图。

在一些实施例中，参考图1、图2，本申请一些实施例提供的一种投影设备包括投影屏幕1和投影设备2。投影屏幕1固定于第一位置上，投影设备2放置于第二位置上，使得其投影出的画面与投影屏幕1吻合。

投影设备包括激光光源100，光机200，镜头300，投影介质400。其中，激光光源100为光机200提供照明，光机200对光源光束进行调制，并输出至镜头300进行成像，投射至投影介质400形成投影画面。

在一些实施例中，投影设备的激光光源100包括激光器组件110和光学镜片组件120，激光器组件110发出的光束可透过光学镜片组件120进而为光机提供照明。

图3示出了本申请一些实施例中投影设备的电路架构示意图。在一些实施例中，该投影设备可以包括显示控制电路10、激光光源100、至少一个激光器驱动组件30以及至少一个亮度传感器40，该激光光源100可以包括与至少一个激光器驱动组件30一一对应的至少一个激光器。图4示出了本申请一些实施例中投影设备的结构示意图。

在一些实施例中，该投影设备中的激光光源100可以包括独立设置的蓝色激光器201、红色激光器202和绿色激光器203。

在一些实施例中，控制器包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，视频处理器，音频处理器，图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，RAM Random AccessMemory，RAM)，ROM(Read-Only Memory,ROM)，用于输入/输出的第一接口至第n接口，通信总线(Bus)等中的至少一种。

在一些实施例中，投影设备可以配置图像采集装置，用于和投影设备协同运行，以实现对投影过程的调节控制。例如，投影设备配置的图像采集装置可具体实施为3D图像采集装置，或双目图像采集装置；在图像采集装置实施为双目图像采集装置时，具体包括左图像采集装置、以及右图像采集装置；双目图像采集装置可获取投影设备对应的幕布，即投影面所呈现的图像及播放内容，该图像或播放内容由投影设备内置的光机进行投射。

当投影设备移动位置后，其投射角度、及至投影面距离发生变化，会导致投影图像发生形变，投影图像会显示为梯形图像、或其他畸形图像；投影设备控制器可基于图像采集装置拍摄的图像，通过耦合光机投影面之间夹角和投影图像的正确显示实现自动梯形校正。

图5示出了本申请一些实施例中投影设备实现显示控制的***框架示意图。

在一些实施例中，投影设备具备长焦微投的特点，其控制器通过预设算法可对投影光图像进行显示控制，以实现显示画面自动梯形校正、自动入幕、自动避障、自动调焦、以及防射眼等功能。

在一些实施例中，图像采集装置采集数据将发送至摄像头服务，然后由摄像头服务将采集图像数据发送至进程通信框架、和/或投影设备校正服务；所述投影设备校正服务可接收摄像头服务发送的图像采集装置采集数据，控制器针对所需实现的不同功能可在算法库中调用对应的控制算法。

在一些实施例中，通过进程通信框架、与应用程序服务进行数据交互，然后经进程通信框架将计算结果反馈至校正服务；校正服务将获取的计算结果发送至投影设备操作***，以生成控制信令，并将控制信令发送至光机控制驱动以控制光机工况、实现显示图像的自动校正。

在一些实施例中，投影设备通过自动调焦算法，利用其配置的激光测距可获得当前物距，以计算初始焦距、及搜索范围；然后投影设备驱动图像采集装置进行拍照，并利用对应算法进行清晰度评价。

投影设备在上述搜索范围内，基于搜索算法查找可能的最佳焦距，然后重复上述拍照、清晰度评价步骤，最终通过清晰度对比找到最优焦距，完成自动调焦。

图6示出了在一些实施例中投影设备的镜头结构示意图。为了支持投影设备的自动调焦过程，如图6所示，投影设备的镜头300还可以包括光学组件310和调焦电机320。其中，光学组件310是由一个或多个透镜组成的透镜组，可以对光机200发射的光线进行折射，使光机200发出的光线能够透射到投影面上，形成透射内容影像。

光学组件310可以包括镜筒以及设置在镜筒内的多个透镜。根据透镜位置是否能够移动，光学组件310中的透镜可以划分为移动镜片311和固定镜片312，通过改变移动镜片311的位置，调整移动镜片311和固定镜片312之间的距离，改变光学组件310整体焦距。因此，调焦电机320可以通过连接光学组件310中的移动镜片311，带动移动镜片311进行位置移动，实现自动调焦功能。

需要说明的是，本申请一些实施例中所述的调焦过程是指通过调焦电机320改变移动镜片311的位置，从而调整移动镜片311相对于固定镜片312之间的距离，即调整像面位置，因此光学组件310中镜片组合的成像原理，所述调整焦距实则为调整像距，但就光学组件310的整体结构而言，调整移动镜片311的位置等效于调节光学组件310的整体焦距调整。因此，为了描述方便，在后续实施例中都使用调整焦距来说明上述过程。

调焦电机320可以通过特定的传动机构连接移动镜片311。传动机构的传动原理可以为任何将转动动作转化为移动动作的传动结构。调焦电机320的动力输出轴连接螺杆，通过螺杆与镜框上的螺纹配合，使调焦电机320输出的转动动作可以转化为镜框的移动动作，从而带动移动镜片311在镜筒内移动。

由于移动镜片311处于不同的位置上时，对光学组件310整体焦距的影响也不同，因此投影设备可以通过调焦电机320转动特定的角度或圈数，使移动镜片311处在相对应的位置上。需要说明的是，为了能够将移动镜片311调整至特定的位置，可以预先根据投影设备的内部结构，计算移动镜片311移动距离与调焦电机320转动角度之间的对应关系。由于移动镜片311通常只能够沿着镜筒，在镜筒内移动，因此在调焦过程中，移动镜片311具有行程限制。图7示出了在一些实施例中镜头投影光路示意图，如图7所示，为了便于描述，可以将移动镜片311最靠近光机时的一端称为近端，将移动镜片311最远离光机时的一端称为远端，则移动镜片311的整体移动行程为近端与远端之间的距离。在一些实施例中，为了便于准确调节投影效果，投影设备的实际调焦范围可以在移动镜片311的行程范围内。当投影设备与投影面之间相距不同距离时，需要投影设备的镜头调整不同的焦距从而在投影面上透射清晰的图像。而在投影过程中，投影设备与投影面的间隔距离会受用户的摆放位置的不同而需要不同的焦距。因此，为适应不同的使用场景，投影设备需要调节光学组件310的焦距。

在一些实施例中，投影设备可以支持手动调焦功能，即在投影设备上可以设有交互按键，或者投影设备配套有遥控器，用户可以通过投影设备上的焦距调节按键或者遥控器上的焦距调节按键，与投影设备进行交互。则在交互过程中，投影设备的控制器500可以根据用户的按键操作，生成移动指令，并将移动指令发送给调焦电机，以控制调焦电机带动移动镜片311进行移动，改变光学组件的焦距。

投影设备还可以根据投影效果自动调整焦距。在一些实施例中，投影设备可以检测光机与投影面之间的距离，由于不同的距离需要不同的焦距才能呈现清晰的画面，因此在检测到相对于投影面的距离后，投影设备可以得到相适应的焦距。再向调焦电机发送移动指令，从而将光学组件的整体焦距调整至相适应的焦距。

为了辅助调焦，投影设备还可以包括距离传感器600。距离传感器600可以是能够检测目标距离的激光雷达、红外雷达等基于飞行时间(Time of Flight，TOF)原理的传感器设备。图8为本申请一些实施例中距离传感器和图像采集装置的一种结构示意图，如图8所示，投影设备内置或外接图像采集装置700，图像采集装置700可以对投影设备投射的画面进行图像拍摄，以获取投影内容图像。基于图像采集装置700拍摄的投影内容图像进行自动调焦时，投影设备可以通过不断调整镜头位置并拍照，并通过对比前后位置图片的清晰度找到调焦位置，从而将光学组件中的移动镜片311调整至合适的位置。通常情况下，只要图像采集装置700没有硬件故障，就能够拍摄到投影内容图像，并能获取到投影内容图像的清晰度。但某种情况下，投影内容图像的清晰度并不能代表实际的调焦效果。例如，当图像采集装置700被遮挡，或应用场景中环境等因素如环境光线过亮或过暗导致投影特征区域(如ROI特征区域)难以识别时，再或者投影特征区域过小导致清晰度计算不准确时，这些情况下投影内容图像的清晰度并不能代表实际的调焦效果。虽然此时图像采集装置700依然可以拍摄出投影内容图像，但是以此作为调焦依据，则会出现调焦模糊的情况。如果在这些场景下依旧通过对比投影内容图像的清晰度来判断调焦效果，则会出现提示用户调焦完成但实际上调焦不清晰的问题。

为了解决投影过程中提示用户调焦完成但实际上调焦不清晰的问题，本申请一些实施例提供一种投影设备的调焦方法。图9为本申请一些实施例中投影设备的调焦方法流程示意图，所述调焦方法应用于投影设备，并且为了满足该调焦方法的实施，如图9所示，控制器500可以用于执行该投影设备的调焦方法对应的程序步骤，包括以下内容：

当识别到调焦指令后，可以获取第一图像采集装置710拍摄的第一投影内容图像和第二图像采集装置720拍摄的第二投影内容图像。为了计算投影内容图像的清晰度并根据清晰度计算目标调焦位置，可以在第一投影内容图像中识别投影特征区域。经识别，如果第一投影内容图像中含有投影特征区域，说明第一图像采集装置710在没有被遮挡的情况下拍摄到了特征区域，此时可以根据第一投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置。相反，如果第一投影内容图像中不含有投影特征区域，说明第一图像采集装置710有可能被遮挡或出现异常，此时可以获取含有投影特征区域的第二投影内容图像，并根据第二投影内容图像的清晰度来计算目标调焦位置。

当图像采集装置700被遮挡、或环境因素导致投影特征区域如投影特征区域难以识别时，图像采集装置700虽然可以拍摄出投影内容图像，调焦程序也可以完成清晰度计算，但此时的清晰度已经无法代表投影区域的真实清晰度。这样，也就使调焦失去了意义，此时就会出现提示用户调焦完成但实际上调焦不清晰的问题。针对此种情况，本申请一些实施例添加了图像采集装置检测机制及投影特征区域调整机制，以提升调焦过程的可靠性及准确度。

为了提升调焦过程中的可靠性和准确度，响应于调焦指令，依次获取第一图像采集装置710拍摄的第一投影内容图像和第二图像采集装置720拍摄的第二投影内容图像。其中，调焦指令是指用于触发投影设备进行调焦的控制指令，如可以为自动调焦指令。自动调焦指令可以由用户手动输入。例如，用户可以在接通投影设备的电源后，按下投影设备或投影设备配套遥控器上的自动调焦按键，使投影设备自动进行调焦。也可以根据投影设备内置的控制程序自动生成。例如，当投影设备检测到开机后的首次视频信号输入时，可以触发自动调焦，或者，当投影设备检测到自身摆放姿态或设置位置发生改变时，为了消除改变过程的影响，在检测到摆放姿态或设置位置发生改变，投影设备可以自动进行焦距调整。

响应于调焦指令后，投影设备会触发图像采集装置700开启拍摄功能，图像采集装置700被配置为拍摄投影内容图像。为了保护图像采集装置700、延长图像采集装置700的使用寿命，在图像采集装置700超过一定时长没有应用时，会进入关闭状态。再次使用时，会重新开启图像采集装置700，该过程可以与自动调焦过程同步执行，这样也会节省自动调焦过程的时间。其中，图像采集装置700包括第一图像采集装置710和至少一个第二图像采集装置720，可以根据实际需求摆放第一图像采集装置710和第二图像采集装置720的位置，及设置第二图像采集装置720的数量。例如，可以包括一个第一图像采集装置710作为主图像采集装置，包括一个第二图像采集装置720作为副图像采集装置，两个图像采集装置可以分别放置在投影设备的左右两侧。以下实施例以图像采集装置700包括一个第一图像采集装置710和一个第二图像采集装置720为例进行说明。可以理解的是，第二图像采集装置720可以为1个，也可以为2个/3个或者更多，对此本申请不作限定。

在投影设备进入自动调焦流程后，第一图像采集装置710和第二图像采集装置720可以同步完成拍照并保存图片。例如，第一图像采集装置710拍摄的为第一投影内容图像，第二图像采集装置720拍摄的为第二投影内容图像。图10为本申请一些实施例中第一图像采集装置和第二图像采集装置720调焦流程示意图，如图10所示，投影设备进入自动调焦流程后，可以进行图像采集装置检测机制，如果第一图像采集装置710和第二图像采集装置720都拍照成功，则先在第一投影内容图像中识别投影特征区域。如果第一投影内容图像中含有投影特征区域，根据第一投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置；如果第一投影内容图像中不含有投影特征区域，获取含有投影特征区域的第二投影内容图像，以及根据第二投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置。也就是说，在本申请一些实施例中，如果第一投影内容图像中含有投影特征区域，则直接使用第一图像采集装置710开启后续调焦流程。否则针对第二图像采集装置720进行同样的检测，如果第二投影内容图像中含有投影特征区域，则直接使用第二图像采集装置720开启后续调焦流程。

图11为本申请一些实施例中基于清晰度调焦的过程示意图，如图11所示，在一些实施例中，根据投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置时，如果投影内容图像中含有投影特征区域，则可以根据该投影内容图像的清晰度来计算目标调焦位置。其中，投影内容图像的清晰度可以基于频域函数、灰度函数、信息熵等多种方式实现。例如，以通过灰度函数计算投影内容图像的清晰度为例，在一些实施例中，可以分别建立获取模块、提取模块、预处理模块和输入模块，各个模块的作用分别为：获取模块用于获取待判别清晰度的投影内容图像，并将该投影内容图像缩放至指定像素，得到目标图像；提取模块用于提取所述目标图像的第一特征，第一特征通过灰度矩阵、图像对比度矩阵和灰度梯度最大累加和矩阵标识；预处理模块用于对第一特征进行预处理，得到目标图像的第二特征；输入模块用于将第二特征输入预先训练得到的人工神经网络模型，并根据人工神经网络模型的输出结果判别投影内容是否清晰。投影内容图像的清晰度计算完成后，再通过对比拍照时间顺序前后投影内容图像的清晰度来确认搜索方向，即清晰度低至清晰度高的方向，以找到清晰度最高的投影内容图像所对应的位置作为目标调焦位置。

在一些实施例中，在根据投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置时，控制器500可以先向调焦电机320发送移动指令，以控制调焦电机320将光学组件310从调焦起点位置移动至调焦终点位置。并在光学组件310移动过程中，开启图像采集装置700如第一图像采集装置710和第二图像采集装置720持续进行图像拍摄。之后，再按照预设频率获取图像采集装置700拍摄的投影内容图像，因此可以计算投影内容图像的清晰度，再根据投影内容图像的清晰度查找目标调焦位置。

为了在图像采集装置检测过程中获取到异常情况，投影设备还可以执行如下操作，如果未获取到第一投影内容图像和第二投影内容图像，也就是第一图像采集装置710和第二图像采集装置720拍照失败时，生成第一提醒消息，第一提醒消息用于提示第一图像采集装置710和第二图像采集装置720出现异常，并控制光机200投射包含第一提醒消息的投影画面。也就是说，第一图像采集装置710和第二图像采集装置720拍照失败时，说明第一图像采集装置710和第二图像采集装置720出现了异常情况，此时可以从软件方面自适应处理，例如通过程序控制等。或者，当软件方面处理不了时，也可以从硬件方面处理，例如，采取断电或重启投影设备等，以使第一图像采集装置710和第二图像采集装置720能够消除异常，实现正常拍照。图12为本申请一些实施例中第一图像采集装置和第二图像采集装置异常提醒示意图，如果第一图像采集装置710和第二图像采集装置720均拍照失败，说明此时第一图像采集装置710和第二图像采集装置720出现异常，如未开机或出现损坏无法正常启动等。投影设备检测到这种异常情况后，会生成第一提醒消息，以提示出现的异常情况。第一提醒消息可以为“检测到图像采集装置异常，请处理”，同时，控制光机200投射包含第一提醒消息的投影画面，如图12所示。

可以理解的是，如果第一图像采集装置710和第二图像采集装置720中只有一个图像采集装置拍照成功，则可以直接使用拍照成功的图像采集装置进行图像采集装置检测流程。同时，针对检测异常的图像采集装置还可以执行补救处理，例如，可以从软件层面执行重置处理等。如果第一投影内容图像和第二投影内容图像都不含有投影特征区域，则第一图像采集装置710和第二图像采集装置720可能被遮挡，针对该情况，可以检测第一图像采集装置710和第二图像采集装置720的遮挡状态。综上，在投影设备调焦前，可以先分析第一投影内容图像和第二投影内容图像的获取状态。这样，可以根据投影内容图像的获取状态选择适合的图像采集装置700。

为了检测第一图像采集装置710和第二图像采集装置720的遮挡状态，在一些实施例中，可以通过距离传感器600检测位于投影面与光机200之间目标的距离数据。图13为本申请一些实施例中距离传感器和图像采集装置的另一种结构示意图，如图13所示，距离传感器600可以设置在投影面与光机200之间，具体设置位置可以根据实际需求设定。例如，可以设置在位于投影面与光机200之间的障碍物上。

距离传感器600可以包括信号的发射端和接收端，通过发射和接收的信号以判断障碍物与投影面或障碍物与光机200之间的距离。以测量障碍物和投影面之间的距离为例，距离传感器600的发射端可以向投影面方向发射无线信号，无线信号在接触到投影面后，会被反射回距离传感器600接收端，从而根据发射端发出信号的时间和接收端接收信号的时间计算信号飞行时间，再结合飞行速度可以得到无线信号实际飞行距离，进而计算出投影面与障碍物之间的距离。

在检测第一图像采集装置710和第二图像采集装置720的遮挡状态的过程中，如果第一投影内容图像和第二投影内容图像均不含有投影特征区域，则根据距离数据检测第一图像采集装置710和第二图像采集装置720的遮挡状态。如果第一图像采集装置710、第二图像采集装置720均为被遮挡状态，则生成第二提醒消息。图14为本申请一些实施例中第一图像采集装置和第二图像采集装置遮挡状态判断示意图，当检测到第一图像采集装置710和第二图像采集装置720均为被遮挡状态后，可以第二提醒消息。第二提醒消息即为提醒有障碍物，例如，第二提醒消息可以为“图像采集装置被遮挡，请移除障碍物”。生成第二提醒消息后，投影设备可以控制光机200投射包含第二提醒消息的投影画面，如图14所示。可以理解的是，如果第一图像采集装置710和第二图像采集装置720均未被遮挡，则可以优先使用第一图像采集装置710执行调焦。

在根据距离数据检测第一图像采集装置710和第二图像采集装置720的遮挡状态的步骤中，投影设备可以获取距离传感器600检测的距离数据，根据距离数据判断第一图像采集装置710和第二图像采集装置720的遮挡状态。其中，距离数据可以包括在第一图像采集装置710拍摄范围内的第一目标距离L1和在第二图像采集装置720拍摄范围内的第二目标距离L2。具体检测过程可以包括如下内容，图14a为本申请一些实施例中第一图像采集装置被遮挡的示意图，如图14a所示，第一图像采集装置710和投影面之间存在障碍物A，距离传感器600检测到第一目标距离L1小于设定的距离阈值L，可以确定第一图像采集装置710为被遮挡状态；图14b为本申请一些实施例中第二图像采集装置被遮挡的示意图，如图14b所示，第二图像采集装置720和投影面之间存在障碍物B，距离传感器600检测到第二目标距离L2小于设定的距离阈值L，可以确定第二图像采集装置720为被遮挡状态。图14c为本申请一些实施例中第一图像采集装置和第二图像采集装置被遮挡的示意图，如图14c所示，第一图像采集装置710和投影面之间存在障碍物A，第二图像采集装置720和投影面之间存在障碍物B，如果第一目标距离L1和第二目标距离L2均小于设定的距离阈值L，则可以判断第一图像采集装置710和第二图像采集装置720均为被遮挡状态。其中，距离阈值可以根据投影设备、第一图像采集装置710、第二图像采集装置720及光机200之间的距离自行设定，例如，距离阈值可以为投影设备和光机200之间的间隔距离。

图15为本申请一些实施例中遮挡状态判断逻辑图，如图15所示，下面以判断第一图像采集装置710的遮挡状态为例进行说明。在获取到第一图像采集装置710拍摄范围内的第一目标距离后，将第一目标距离与设定的距离阈值作比较。经对比，检测到第一目标距离小于设定的距离阈值，说明在投影设备和光机200之间可能存在障碍物，所以才会出现第一目标距离小于设定的距离阈值的情况，因此，可以确定第一图像采集装置710为被遮挡状态。

经检测，如果第一图像采集装置710和第二图像采集装置720均未被遮挡，但是在第一投影内容图像和第二投影内容图像中检测不到投影特征区域，则可能是由于使用场景中环境过亮，如摄像头恰好对着明亮光源，或者使用环境过暗，如夜间未开灯导致的，环境因素等应用场景同样会影响到调焦效果。针对上述场景，本申请一些实施例还可以针对投影特征区域进行调整，使投影特征区域满足调焦需求，以减少环境因素对调焦的影响，进而提升调焦的可靠性。具体可以通过两种方式调整投影特征区域，一是调整图像采集装置700的曝光参数，二是调整光机200的投射参数，下面分别进行详细描述。

为了减少环境因素影响以达到更好的调焦效果，在一些实施例中，可以通过调整图像采集装置700的曝光参数来调整投影特征区域。投影设备可以执行如下功能，检测第一投影内容图像的亮度信息；获取第一图像采集装置710的曝光时间；根据亮度信息调整第一图像采集装置710的曝光时间；按照调整后的曝光时间获取第一图像采集装置710拍摄的第三投影内容图像，以在第三投影内容图像中识别投影特征区域。

为了检测到第一投影内容图像的亮度信息，投影设备可以执行如下功能，图16为本申请一些实施例中检测投影内容图像的亮度信息示意图。如图16所示，投影设备可以提取投影面的边界坐标，其中，边界坐标为投影设备在执行梯形校正时，根据校正后的投影面存储的顶点坐标；如果边界坐标在设定的坐标阈值范围内，按照边界坐标的尺寸裁切投影内容图像；检测裁切后的投影内容图像的亮度信息。

具体地，检测第一投影内容图像的亮度信息时，可以利用自动梯形校正过程中保存的坐标参数。梯形校正完成后，投影设备会将图像采集装置700拍摄的投影内容图像的坐标信息保存下来。投影设备可以提取投影面的边界坐标，其中，边界坐标为投影设备在执行梯形校正时，根据校正后的投影面存储的顶点坐标。例如，顶点坐标可以为投影内容图像的四个顶点坐标。可以预先设定坐标阈值判定条件，例如，可以判定边界坐标是否可信，如果边界坐标在设定的坐标阈值范围内，认为边界坐标可信，为了提高图像裁切效率，可以按照边界坐标的尺寸裁切投影内容图像。裁切完成后，检测裁切后的投影内容图像的亮度信息，以评估投影特征区域相关参数是否合理。例如，根据裁切后的投影内容图像的亮度信息评估投影特征区域是过曝光还是曝光不足，进而适应性调整。

为了判定边界坐标可信度，在一些实施例中，可以判断自动梯形校正后保存的边界坐标是否有明显异常值。例如，边界坐标中是否存在负值，或者四个顶点坐标中，相邻的两点是否存在过于接近的情况。如果检测到边界坐标不可信，可以在图像采集装置700拍摄出的投影内容图像四个角边缘各选取一块特征区域进行亮度检测，以此来判断当前应用场景，如光线过亮或过暗等情况。此外，还可以通过裁切后的投影内容图像的清晰度来评估边界坐标的可信度。例如，如果调焦过程中按照边界坐标的尺寸裁切投影内容图像后，裁切后的投影内容图像各个位置清晰度都非常高，即裁切后的投影内容图像有明显的区分度，则也可以认为该边界坐标是可信的。

图17为本申请一些实施例中调整图像采集装置的曝光参数示意图，当第一图像采集装置710和第二图像采集装置720均未被遮挡，但第一投影内容图像和第二投影内容图像中检测不到投影特征区域时，如图17所示，投影设备可以检测第一投影内容图像的亮度信息，并获取第一图像采集装置710的曝光时间和有效区间。在此之前，可以根据实际需求将第一图像采集装置710调整为手动曝光模式。获取到第一投影内容图像的亮度信息及第一图像采集装置710的曝光时间后，可以根据亮度信息调整第一图像采集装置710的曝光时间。

例如，根据亮度信息在第一图像采集装置710曝光时间的可调范围内进行上下调整，调整策略可以采用但不局限于全局调整、二分法等方式。对第一图像采集装置710曝光时间完成调整后，按照调整后的曝光时间获取第一图像采集装置710拍摄的第三投影内容图像，以在第三投影内容图像中识别投影特征区域。例如，在调整完一次曝光时间后，可以触发第一图像采集装置710重新拍照，并重新检测是否满足调焦需求。如不满足则继续调整第一图像采集装置710的曝光时间，直到超出可调区间或达到调焦需求为止。例如，直到在第三投影内容图像中识别到投影特征区域为止。

经调整第一图像采集装置710的曝光时间后，如果达到了调焦需求，则可以直接执行调焦过程。如果未达到，则可以给出消息提醒，提醒用户调整应用场景如使用环境。例如，检测到环境过亮时，可以提醒用户检测到亮光源，请暂时关闭等；检测到环境过暗，可以提醒用户检测到过暗的光源，请调亮光源等。对第一图像采集装置710的曝光时间调整完成后，可以将第一图像采集装置710重新切换为自动曝光模式，以便于辅助自动调焦过程。可以理解的是，如果第一图像采集装置710出现异常时，可以对第二图像采集装置720执行上述同样的过程。

为了减少环境因素影响以达到更好的调焦效果，在一些实施例中，还可以调整光机200的投射参数。投影设备可以执行如下功能，获取光机200的投射参数；根据亮度信息调整投射参数；通过第一图像采集装置710获取调整投射参数后的第四投影内容图像，以在第四投影内容图像中识别投影特征区域。

图18为本申请一些实施例中调整光机的投射参数示意图，当第一图像采集装置710和第二图像采集装置720均未被遮挡，但第一投影内容图像和第二投影内容图像中检测不到投影特征区域时，如图18所示，投影设备可以在获取到第一投影内容图像的亮度信息的同时，获取光机200的投射参数。例如，可以获取光机200的投射亮度参数，并确定可调节范围。如果当前投射亮度已达最大值，则无法进一步提升投射亮度，只可能降低投射亮度，如果当前投射亮度可调，则根据实际需求调节亮度。

获取到光机200的投射参数后，可以根据亮度信息调整投射参数，之后通过第一图像采集装置710获取调整投射参数后的第四投影内容图像，以在第四投影内容图像中识别投影特征区域。例如，在调整完光机200的投射亮度参数后，可以触发第一图像采集装置710重新拍照，并重新检测是否满足调焦需求。如不满足则继续调整光机200的投射参数，直到超出可调区间或达到调焦需求为止。例如，直到在第四投影内容图像中识别到投影特征区域为止。可以理解的是，如果第一图像采集装置710出现异常时，可以对第二图像采集装置720执行上述同样的过程。

为了避免调节光机200的投射参数后仍无法满足调焦需求的情况，在调节光机200的投射参数之前，需要备份相关参数数据，这样，经调焦后仍无法满足调焦需求时，可以将参数还原。

在进行清晰度评价时，为了排除其他干扰因素，需要将投影特征区域从投影内容图像中裁切出来。但如果投影特征区域在投影内容图像中的占比太小，图像采集装置700像素偏低的话，会导致裁剪出投影特征区域后计算出的清晰度由于各种误差干扰而失去代表性，影响调焦准确度，也会出现提示调焦成功但实际调焦不清晰的情况。

为了提升调焦的准确度，在一些实施例中，可以执行投影特征区域占比检测。图19为本申请一些实施例中投影特征区域占比检测示意图，如图19所示，投影设备可以执行如下步骤，按照目标调焦位置控制调焦电机调整光学组件的焦距；获取投影特征区域在投影内容图像中的占比率；如果占比率小于比率阈值，生成调整尺寸指令；响应于调整尺寸指令，存储投影特征区域的初始尺寸；按照目标调焦位置修改投影特征区域的尺寸，以生成过程尺寸；在按照目标调焦位置控制调焦电机调整光学组件的焦距后，根据初始尺寸修改投影特征区域的尺寸。

按照目标调焦位置控制调焦电机调整光学组件的焦距目的在于辅助调焦过程。在投影特征区域占比检测的过程中，获取投影特征区域在投影内容图像中的占比率后，可以将投影特征区域在投影内容图像中的占比率与比率阈值做比较。如果占比率小于比率阈值，说明投影特征区域过小，则生成调整尺寸指令，需要对其进行调整。投影设备响应于该调整尺寸指令，会存储投影特征区域的初始尺寸，以满足投影设备投射时的需求，例如躲避障碍物或自动投射投影面时的入幕需求。但为了满足调焦需求，需要按照目标调焦位置修改投影特征区域的尺寸，以生成过程尺寸，过程尺寸即是满足投影设备调焦的尺寸。而在对焦完成后，为了保证投射时避开障碍物，在按照目标调焦位置控制调焦电机调整光学组件的焦距后，还可以根据初始尺寸修改投影特征区域的尺寸，以满足避障需求。这样，投影设备预先存储了投影特征区域的初始尺寸，在完成调焦后，可以按照存储的初始尺寸进行参数设备，以保证避障或入幕效果。

为了剔除投影内容图像中的障碍物图像以达到更好的调焦效果，在一些实施例中，投影设备可以执行如下流程。图20为本申请一些实施例中剔除投影内容图像中障碍物图像的流程图，如图20所示，投影设备可以识别第一投影内容图像中位于投影特征区域内的障碍物图像；根据障碍物图像所占的像素点数量计算障碍物尺寸；根据障碍物尺寸提取障碍物坐标范围；填充障碍物坐标范围，以剔除第一投影内容图像中的障碍物图像。

例如，图20中灰色框内所示为障碍物图像，根据像素点数量计算出障碍物尺寸后，可以获取到障碍物坐标范围。可以根据障碍物尺寸判断是否会调焦有影响，如果有影响，可以剔除第一投影内容图像中的障碍物图像。剔除时可以选择将障碍物区域全白填充的方式，如图中虚线范围所示，还可以采用其他方式，对此本申请不作限定。

需要说明的是，避障和调焦对于障碍物的评价标准是不同的，这样，可能存在避障功能中需要对某障碍物进行避障，而调焦时并不需要避障的情况，此时可以结合实际需求进行判定。图21为本申请一些实施例中避障和调焦时障碍物判定示意图，如图21所示，最外圈为某投射距离下按正常投射比例投出的投影画面，由于需要避开障碍物A、B、C，避障后的投射画面投射比例可能是最内侧的区域。但实际上障碍物B、C对于调焦并无影响，所以，最终选择的投射比例可以是在避障后投射比例的范围上适当扩大、在正常投射比例的范围上适当缩小，即中间的选择投射比例作为最终的投射比例，以避开较大的障碍物A。

由以上技术方案可知，上述实施例提供的投影设备的调焦方法可以通过分析第一投影内容图像和第二投影内容图像的获取状态选择适合的图像采集装置，通过分析场景因素可以进行自适应处理，即根据不同场景依据不同数据进行自适应处理，以增强调焦效果，解决投影过程中提示用户调焦完成但实际上调焦不清晰的问题。

基于上述投影设备的调焦方法，本申请一些实施例还提供一种投影设备，该投影设备包括光机200、镜头300、图像采集装置700以及控制器500。其中，光机200被配置为投射播放内容至投影面；镜头300包括光学组件和调焦电机；调焦电机连接光学组件，以调整光学组件的焦距；图像采集装置包括一个第一图像采集装置710和至少一个第二图像采集装置720。控制器500被配置为：

响应于调焦指令，依次获取第一图像采集装置710拍摄的第一投影内容图像和第二图像采集装置720拍摄的第二投影内容图像；

依次在第一投影内容图像和第二投影内容图像中识别投影特征区域；

如果第一投影内容图像中含有投影特征区域，根据第一投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置；

如果第一投影内容图像中不含有投影特征区域，获取含有投影特征区域的第二投影内容图像，以及根据第二投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置。

由以上技术方案可知，上述实施例提供的投影设备响应于调焦指令，获取第一图像采集装置710拍摄的第一投影内容图像和第二图像采集装置720拍摄的第二投影内容图像；依次在第一投影内容图像和第二投影内容图像中识别投影特征区域；如果第一投影内容图像中含有投影特征区域，根据第一投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置；如果第一投影内容图像中不含有投影特征区域，获取含有投影特征区域的第二投影内容图像，以及根据第二投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置。投影设备通过分析第一投影内容图像和第二投影内容图像的获取状态选择适合的图像采集装置，通过分析场景因素可以进行自适应处理，即根据不同场景依据不同数据进行自适应处理，以增强调焦效果，解决投影过程中提示用户调焦完成但实际上调焦不清晰的问题。

本申请一些实施例提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请一些实施例总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种投影设备，其特征在于，包括：

光机，被配置为投射播放内容至投影面；

镜头，包括光学组件和调焦电机；所述调焦电机连接所述光学组件，以调整所述光学组件的焦距；

图像采集装置，被配置为拍摄投影内容图像，所述图像采集装置包括第一图像采集装置和至少一个第二图像采集装置；

控制器，被配置为：

响应于调焦指令，依次获取所述第一图像采集装置拍摄的第一投影内容图像和第二图像采集装置拍摄的第二投影内容图像；

依次在所述第一投影内容图像和所述第二投影内容图像中识别投影特征区域；

检测到所述第一投影内容图像中含有所述投影特征区域，根据所述第一投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置；

检测到所述第一投影内容图像中不含有所述投影特征区域，获取含有所述投影特征区域的第二投影内容图像，以及根据所述第二投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置。

2.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述第一图像采集装置设置在投影设备的一侧，至少一个所述第二图像采集装置设置在所述投影设备的另一侧；所述控制器进一步被配置为：

如果未获取到所述第一投影内容图像和所述第二投影内容图像，生成第一提醒消息；所述第一提醒消息用于提示所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置出现异常；

控制所述光机投射包含所述第一提醒消息的投影画面。

3.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，还包括距离传感器；所述距离传感器被配置为检测位于所述投影面与所述光机之间目标的距离数据；所述控制器进一步被配置为：

如果所述第一投影内容图像和所述第二投影内容图像均不含有所述投影特征区域，根据所述距离数据，检测所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置的遮挡状态；

如果所述第一图像采集装置、所述第二图像采集装置均为被遮挡状态，生成第二提醒消息；

控制所述光机投射包含所述第二提醒消息的投影画面。

4.根据权利要求3所述的投影设备，其特征在于，所述控制器进一步被配置为：

在根据所述距离数据检测所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置的遮挡状态的步骤中，获取所述距离传感器检测的距离数据，所述距离数据包括在第一图像采集装置拍摄范围内的第一目标距离和在第二图像采集装置拍摄范围内的第二目标距离；

检测到所述第一目标距离小于设定的距离阈值，确定所述第一图像采集装置为被遮挡状态；

检测到所述第二目标距离小于设定的距离阈值，确定所述第二图像采集装置为被遮挡状态。

5.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述控制器进一步被配置为：

检测所述第一投影内容图像的亮度信息；

获取所述第一图像采集装置的曝光时间；

根据所述亮度信息调整所述第一图像采集装置的曝光时间；

按照调整后的曝光时间获取所述第一图像采集装置拍摄的第三投影内容图像，以在所述第三投影内容图像中识别投影特征区域。

6.根据权利要求5所述的投影设备，其特征在于，所述控制器进一步被配置为：

获取所述光机的投射参数；

根据所述亮度信息调整所述投射参数；

通过所述第一图像采集装置获取调整投射参数后的第四投影内容图像，以在所述第四投影内容图像中识别投影特征区域。

7.根据权利要求5所述的投影设备，其特征在于，所述控制器进一步被配置为：

在检测所述投影内容图像的亮度信息的步骤中，提取所述投影面的边界坐标，所述边界坐标为所述投影设备在执行梯形校正时，根据校正后的投影面存储的顶点坐标；

如果所述边界坐标在设定的坐标阈值范围内，按照所述边界坐标的尺寸裁切所述投影内容图像；

检测裁切后的所述投影内容图像的亮度信息。

8.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述控制器进一步被配置为：

按照所述目标调焦位置控制所述调焦电机调整所述光学组件的焦距；

获取所述投影特征区域在所述投影内容图像中的占比率；

如果所述占比率小于比率阈值，生成调整尺寸指令；

响应于所述调整尺寸指令，存储所述投影特征区域的初始尺寸；

按照所述目标调焦位置修改所述投影特征区域的尺寸，以生成过程尺寸；

在按照所述目标调焦位置控制所述调焦电机调整所述光学组件的焦距后，根据所述初始尺寸修改所述投影特征区域的尺寸。

9.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述控制器进一步被配置为：

识别所述第一投影内容图像中位于投影特征区域内的障碍物图像；

根据所述障碍物图像所占的像素点数量计算障碍物尺寸；

根据所述障碍物尺寸提取障碍物坐标范围；

填充所述障碍物坐标范围，以剔除所述第一投影内容图像中的障碍物图像。

10.一种投影设备的调焦方法，其特征在于，应用于投影设备，所述投影设备包括光机、镜头、图像采集装置以及控制器；其中，所述镜头包括光学组件和调焦电机；所述调焦电机连接所述光学组件，以调整所述光学组件的焦距；所述图像采集装置包括一个第一图像采集装置和至少一个第二图像采集装置；所述调焦方法包括：

响应于调焦指令，依次获取所述第一图像采集装置拍摄的第一投影内容图像和第二图像采集装置拍摄的第二投影内容图像；

依次在所述第一投影内容图像和所述第二投影内容图像中识别投影特征区域；

如果所述第一投影内容图像中含有所述投影特征区域，根据所述第一投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置；

如果所述第一投影内容图像中不含有所述投影特征区域，获取含有所述投影特征区域的第二投影内容图像，以及根据所述第二投影内容图像的清晰度计算目标调焦位置。