[發明專利]用于焦距調節和深度圖確定的裝置和方法

有效

• 申請號: 201580077679.7
• 申請日: 2015-03-16
• 公開（公告）號: CN107409205B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 朱振宇;趙叢
• 申請（專利權）人: 深圳市大疆創新科技有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N13/239;H04N13/246;G06T7/593
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張成新

提供用于焦距調節和深度圖確定的裝置及其實現與使用方法。焦距調節裝置包括距離組件，該距離組件被配置用于確定感興趣的物體與用于對該感興趣的物體進行成像的成像機構之間的距離。所述焦距調節裝置還可以包括焦距組件，該焦距組件被配置用于根據所確定的距離自動調節所述成像機構的焦距。與使用激光相機的解決方案相比，所述焦距調節裝置有利地用較低成本實現了自動焦距調節。

技術領域

本文公開的實施方式通常涉及數字成像，并且更具體地涉及但不限于用于自動調節焦距和/或確定圖像的深度圖的裝置和方法。

背景技術

立體成像在許多領域中變得越來越普遍，憑借該技術，使用多個成像設備通過立體視覺來形成三維圖像。立體成像在機器人學中特別有用，在機器人學中通常期望收集與機器的操作環境有關的三維信息。立體成像模擬人眼的雙目視覺并且應用立體視覺的原理以實現深度知覺。這種技術可以通過使用多個成像設備從稍有不同的有利位置觀察給定的感興趣的物體，由人造成像設備來重現。感興趣的物體的不同視圖之間的差異傳達了與該物體的位置有關的深度信息，從而支持了該物體的三維成像。

在視頻或電視劇的拍攝期間，跟焦是一個困難而且需要專業技術的工作。主流的跟焦設備需要有經驗的跟焦師實時根據監視屏和拍攝場景來調節相機的焦距。

對于某些成像應用，手動的焦距調節十分麻煩并且在遠程操作成像設備的情況下可能是不現實的。因此，期望焦距調節系統能夠自動地調節焦距以跟蹤正在移動的感興趣的物體。

發明內容

根據本文公開的第一方面，闡述了一種用于自動焦距調節的方法，包括：

確定感興趣的物體與成像機構之間的距離；以及

根據所述確定距離，自動調節所述成像機構的焦距。

在所公開方法的示例性實施方式中，所述確定包括確定場景中的感興趣的物體與所述成像機構之間的距離。

在所公開方法的示例性實施方式中，所述確定包括用包含在所述成像機構中的第一成像設備和第二成像設備來對所述場景進行成像。

在所公開方法的示例性實施方式中，所述確定還包括：

獲得所述場景的深度圖；

選擇所述場景中的感興趣的物體；以及

根據所述場景的所述深度圖，計算所述感興趣的物體的距離。

在所公開方法的示例性實施方式中，所述獲得包括計算來自所述第一成像設備與第二成像設備的場景圖像的視差。

在所公開方法的示例性實施方式中，所述計算視差包括優化全局能量函數。

在所公開方法的示例性實施方式中，所述優化全局能量函數包括求取視差能量函數與縮放平滑項的和。

在所公開方法的示例性實施方式中，所述視差能量函數由Birchfield-Tomasi項表示。

在所公開方法的示例性實施方式中，通過累加由所述第一成像設備捕捉到的所述場景的第一圖像與由所述第二成像設備捕捉到的所述場景的第二圖像中像素坐標的最小視差來定義所述Birchfield-Tomasi項。

所公開方法的示例性實施方式還包括：針對像素的所有鄰居，累加兩個相鄰像素之間的視差的縮放觸發函數以獲得所述平滑項。

在所公開方法的示例性實施方式中，所述累加包括：針對像素的所有鄰居，累加來自四領域的兩個相鄰像素之間的視差的縮放觸發函數。

在所公開方法的示例性實施方式中，通過累加每一像素的所有鄰居的視差的縮放觸發函數來獲得所述平滑項。

所公開方法的示例性實施方式還包括：