一种立体显示自动调焦方法、存储介质及立体成像装置

技术领域

本发明涉及立体成像装置的自动调焦技术领域，尤其涉及一种立体显示自动调焦方法、存储介质及立体成像装置。

背景技术

传统的立体成像装置大多采用平行光轴设计，因此取像视角与人眼观看的视角存在一定的差距，导致获取到的立体图像存在重影或者深度失真等显示缺点。并且，如果立体成像装置的双摄像头的精度不够或受到损害，就会导致立体图像视差大、成像不清晰、交织错误等，造成图像质量不良，因此，要获取质量精良的立体图像，就要投入更多的硬件成本，硬件的制造困难程度也随之增大。

并且，现在的三维立体显示方式，利用了人眼视角差的原理，不论是戴眼镜的方式，还是不带眼镜的裸眼方式，都是基于视差原理的三维立体显示方式，观看者如果查看质量不良的图像，就会产生不适应的现象，这是造成观看立体图像晕眩的主要原因。

上述缺陷主要是由传统立体成像装置在取像预览或取像完成后，并不会进行摄像头的自动调焦导致的。相关技术中，由采用眼球追踪的方式来改进这一技术问题，即，使用眼球追踪装置不间断地侦测摄影人员的眼球与立体成像装置的相对位置。但是，这种方案容易导致摄像头过热，眼球追踪装置的寿命因此缩短；并且，眼球追踪装置的侦测速度可能与显示速度不匹配，导致对焦速度慢，且装置成本高、运行功耗高、产品体积大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种立体显示自动调焦方法、存储介质及立体成像装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种立体显示自动调焦方法，适用于双摄像头成像的立体成像装置，包括以下步骤：

S1、获取所述立体成像装置的双摄像头拍摄现实场景的第一图像和第二图像；

S2、获取所述第一图像的第一图像特征点坐标，并以所述第一图像特征点坐标为定位点，以一设定规则获取所述第一图像的第一区域；

S3、获取所述第二图像的第二图像特征点坐标，并以所述第二图像特征点坐标为定位点，以所述设定规则获取所述第二图像的第二区域；

S4、计算所述第一区域和所述第二区域的重合率；

S5、判断所述重合率是否大于或等于预设值，若否，则按第一预设规则移动所述第二图像，并执行步骤S3、S4直至所述重合率大于或等于预设值；若是，则将所述第二图像特征点坐标距离所述第二图像的设定边界的长度记为第一长度，并进入步骤S6；

S6、计算所述第一图像特征点坐标和所述第二图像特征点坐标所在直线与现实场景中的同一特征点的实际距离；

S7、根据所述实际距离和所述第一长度按第二预设规则移动所述第二图像，以完成调焦；

其中，所述第一图像特征点坐标和所述第二图像特征点坐标分别为所述现实场景中的同一特征点被所述立体成像装置拍摄后，在所述第一图像和所述第二图像上的坐标。

优选地，在本发明提供的立体显示自动调焦方法中，步骤S1中，所述第一图像和所述第二图像按Side By Side格式排列，形成左右图像。

优选地，在本发明提供的立体显示自动调焦方法中，所述定位点为区域的左顶点、右顶点、上顶点、下顶点或中心点；

优选地，在本发明提供的立体显示自动调焦方法中，步骤S4包括：

根据区域重合率公式OL％＝S

其中，OL％为重合率，S

优选地，在本发明提供的立体显示自动调焦方法中，步骤S5中，所述按第一预设规则移动所述第二图像，包括：

增大或减小所述第二图像特征点坐标的横坐标，得到第一坐标，将所述第二图像移动到所述第一坐标。

进一步地，步骤S6包括：

根据左右图像测距原理公式计算所述第一图像特征点坐标和所述第二图像特征点坐标所在直线与现实场景中的同一特征点的实际距离。

进一步地，在本发明提供的立体显示自动调焦方法中，所述左右图像测距原理公式为：

其中，x

优选地，在本发明提供的立体显示自动调焦方法中，步骤S7包括：根据公式(cos(x

其中，x

本发明还构造了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的立体显示自动调焦方法。

本发明还构造了一种立体成像装置，包括：

图像获取模块：用于获取所述立体成像装置的双摄像头拍摄现实场景的第一图像和第二图像；

第一特征点坐标和区域获取模块：用于获取所述第一图像的第一图像特征点坐标，还用于以一设定规则获取所述第一图像的第一区域；

第二特征点坐标和区域获取模块：用于获取所述第二图像的第二图像特征点坐标，还用于以所述设定规则获取所述第二图像的第二区域；

重合率计算模块：用于计算所述第一区域和所述第二区域的重合率；

重合率判断模块：用于判断所述重合率是否大于或等于预设值，若否，则按第一预设规则移动所述第二图像，并返回执行第二特征点坐标和区域获取模块，直至所述重合率大于或等于预设值；若是，则将所述第二图像特征点坐标距离所述第二图像的设定边界的长度记为第一长度，并进入执行距离计算模块；

实际距离计算模块：用于计算所述第一图像特征点坐标和所述第二图像特征点坐标所在直线与现实场景中的同一特征点的实际距离；

调焦模块：用于根据所述实际距离和所述第一长度按第二预设规则移动所述第二图像，以完成调焦；

其中，所述第一图像特征点坐标和所述第二图像特征点坐标分别为所述现实场景中的同一特征点被所述立体成像装置拍摄后，在所述第一图像和所述第二图像上的坐标。

通过实施本发明，具有以下有益效果：

本发明所提供的立体显示自动调焦方法、存储介质及立体成像装置，该立体显示调焦方法中，以特征点在第一图像上的坐标和特征点在第二图像上的坐标选定第一区域和第二区域，并计算这两个区域的重合率，当重合率达到预设值时，把此时第二图像特征点距离第二图像的设定边界的长度与第一图像特征点坐标和第二图像特征点坐标所在直线与现实中特征点的实际距离按第二预设规则移动第二图像，以完成调焦；本发明可以有效降低成本，并且实时显示图像的对焦效果，该方案装置功耗低，同时兼顾了调焦速度与调焦精度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明立体显示调焦方法一实施例的流程图；

图2是本发明立体显示调焦方法Side By Side图像排列格式的示意图；

图3是本发明立体显示调焦方法重合率公式的示意图；

图4是本发明立体显示调焦方法左右图像测距原理的示意图；

图5是本发明立体显示调焦方法Top And Bottom图像排列格式的示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

需要说明的是，附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

首先，需要说明的是，本发明的立体成像装置的外部参数和内部参数是已知的，并且该立体成像装置的双摄像头参数一致。

参见图1，本发明的一个实施例公开了一种立体显示自动调焦方法，适用于双摄像头成像的立体成像装置，包括以下步骤：

S1、获取立体成像装置的双摄像头拍摄现实场景的第一图像和第二图像。具体地，立体成像装置的第一摄像头获取第一图像，立体成像装置的第二摄像头获取第二图像，并且，第一摄像头和第二摄像头的参数一致，因此，第一图像和第二图像的画幅大小、像素以及图像比例一致。

S2、获取第一图像的第一图像特征点坐标(X1,Y1)，并以第一图像特征点坐标(X1,Y1)为定位点，以一设定规则获取第一图像的第一区域。

S3、获取第二图像的第二图像特征点坐标(X2,Y2)，并以第二图像特征点坐标(X2,Y2)为定位点，以设定规则获取第二图像的第二区域。

S4、计算第一区域和第二区域的重合率OL％。重合率OL％指第一区域和第二区域的重合度，当第一图像和第二图像重叠时，第一区域和第二区域可能产生重合的情况，第一区域和第二区域重合的面积越大，重合率OL％就越高。

S5、判断重合率OL％是否大于或等于预设值，若否，则按第一预设规则移动第二图像，并执行步骤S3、S4直至重合率OL％大于或等于预设值；若是，则将第二图像特征点坐标(X2,Y2)距离第二图像的设定边界的长度记为第一长度，并进入步骤S6。例如，判断重合率OL％是否大于或等于预设值95％，预设值也可以是其他数值。设定边界指预先设置选定的图形的边界，例如，当第一图像和第二图像为Side By Side格式排列的矩形图像时，设定边界为图像的左边界；当第一图像和第二图像为Top And Bottom格式排列的矩形图像时，设定边界为图像的上边界。设定边界主要用于图像深度计算，也可以采用其他形状的图像的其他边界。

S6、计算第一图像特征点坐标(X1,Y1)和第二图像特征点坐标(X2,Y2)所在直线与现实场景中的同一特征点的实际距离Z。

S7、根据实际距离Z和第一长度按第二预设规则移动第二图像，以完成调焦。

其中，第一图像特征点坐标(X1,Y1)和第二图像特征点坐标(X2,Y2)分别为现实场景中的同一特征点被立体成像装置拍摄后，在第一图像和第二图像上的坐标。

参见图2，为了提供更符合人眼观看习惯的立体图像，步骤S1中，第一图像和第二图像按Side By Side格式排列，形成左右图像。由于摄像头的成像是矩形图像，第一图像的右边界与第二图像的左边界相交排列，且，立体成像装置的第一摄像头和第二摄像头获取的图像画幅是一致的，因此，第一图像和第二图像按Side By Side格式排列后，两图像的上边界在同一水平线上，两图像的下边界在另一水平线上。需要说明的是，Side By Side格式排列一般指两图像左右并排排列，图2中的L是为左边图像示意的Left的缩写，R是为右边图像示意的Right的缩写。

为了使选取的区域符合重合率判断的条件，即第一区域和第二区域需要大小、形状、角度一致，才有可能完全重合，定义定位点为区域的左顶点、右顶点、上顶点、下顶点或中心点。

进一步地，步骤S2中，以一设定规则获取第一图像的第一区域，包括：按固定宽高获取第一矩形R1。步骤S3中，以设定规则获取第二图像的第二区域，包括：按固定宽高获取第二矩形R2。

上述设定规则具体在一些实施例中可指：在获取第一图像的第一图像特征点坐标(X1,Y1)后，以第一图像特征点坐标(X1,Y1)为原点，获取一块固定大小的矩形区域，并将该矩形区域记为第一区域；在获取第二图像的第二图像特征点坐标(X2,Y2)后，以第二图像特征点坐标(X2,Y2)为原点，获取一块与第一区域大小一致的矩形区域，并将该矩形区域记为第二区域。在另一些实施例中，以设定规则获取第一区域和第二区域这一步骤，也可以是以第一图像特征点坐标和第二图像特征点坐标为一个大小固定的矩形区域的中心点，并以该矩形区域在第一图像和第二图像的选区为第一区域和第二区域。此处以矩形区域为例解释了所述设定规则的含义，本领域技术人员也可以在保持第一图像和第二图像的形状、大小一致的前提下，采用除了矩形形状以外的其他形状大小的区域，并将第一图像特征点坐标和第二图像特征点坐标作为该选定的其他形状大小的区域的定位点，从而在第一图像和第二图像中分别获得第一区域和第二区域，进而使得第一图像特征点坐标和第二图像特征坐标点重合时，第一区域和第二区域也重合。

参见图3，为了计算第一区域和第二区域的重合率OL％，步骤S4包括：

根据区域重合率公式OL％＝S

为了改善第一区域和第二区域的重合度，提高两区域的重合面积，进而提高第一区域和第二区域的重合率OL％，步骤S5中，按第一预设规则移动第二图像，包括：

增大或减小第二图像特征点坐标(X2,Y2)的横坐标，得到第一坐标，将第二图像移动到第一坐标。例如，第一坐标为(X2+1,Y2)或(X2-1,Y2)，由于第一图像和第二图像是按Side By Side格式排列的，因此第一图像中获取到的第一图像特征点坐标(X1,Y1)和第二图像中获取到的第二图像特征点坐标(X2,Y2)的纵坐标Y1和Y2通常是接近的，此时，通过调整第二图像的横坐标，并将第二图像沿着横坐标正/负方向进行移动，即可有效调整重合率OL％。

进一步地，在一些实施例中，步骤S5中，执行了增大(或减小)第二图像特征点坐标(X2,Y2)的横坐标，得到第一坐标，将第二图像移动到第一坐标以后，回返执行步骤S3、S4时，再次进行判断重合率OL％；此时，若检测到第二图像移动到第一坐标以后再次计算得到的重合率OL％比按此第一预设规则移动第二图像之前的重合率OL％更小，则此次执行步骤S5时，改为执行减小(或增大)第二图像特征点坐标(X2,Y2)的横坐标，得到第一坐标，将第二图像移动到第一坐标。

为了对Side By Side格式排列的第一图像和第二图像进行双目测距，步骤S6包括：根据左右图像测距原理公式计算第一图像特征点坐标(X1,Y1)和第二图像特征点坐标(X2,Y2)所在直线与现实场景中的同一特征点的实际距离Z。

进一步地，参见图4，左右图像测距原理公式为：

其中，x

通过左右图像测距原理公式，直接使用摄像头获取的图像数据运算实际距离Z，立体成像装置无需搭配距离感测模组，进而可以降低获取优质立体图像的成本。

为了优化图像质量，进一步得到精度良好的立体图像，步骤S7包括：根据公式(cos(x

参见图5，在一些实施例中，立体成像装置的双摄像头获取到的第一图像和第二图像按Top And Bottom格式排列，形成上下图像；需要说明的是，Top And Bottom格式排列一般指两图像左右并排排列，图5中的T是为上边图像示意的Top的缩写，B是为下边图像示意的Bottom的缩写。

此时，步骤S5包括：增大或减小第二图像特征点坐标(X2,Y2)的纵坐标，得到第三坐标，将第二图像移动到第三坐标。由于第一图像和第二图像是按Top And Bottom格式排列的，因此第一图像中获取到的第一图像特征点坐标(X1,Y1)和第二图像中获取到的第二图像特征点坐标(X2,Y2)的横坐标X1和X2通常是接近的，此时，通过调整第二图像的纵坐标，并将第二图像沿着纵坐标正/负方向进行移动，即可有效调整重合率OL％。

为了对Top And Bottom格式排列的第一图像和第二图像进行双目测距，步骤S6包括：根据上下图像测距原理公式计算第一图像特征点坐标(X1,Y1)和第二图像特征点坐标(X2,Y2)所在直线与现实场景中的同一特征点的实际距离Z。

进一步地，上下图像测距原理公式为：

其中，y

通过上下图像测距原理公式，直接使用摄像头获取的图像数据运算实际距离Z，立体成像装置无需搭配距离感测模组，进而可以降低获取优质立体图像的成本。

为了优化图像质量，进一步得到精度良好的立体图像，步骤S7包括：根据公式(cos(y

本发明的一个实施例公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例的立体显示自动调焦方法。

本发明的一个实施例公开了一种立体成像装置，包括：

图像获取模块：用于获取立体成像装置的双摄像头拍摄现实场景的第一图像和第二图像。具体地，立体成像装置的第一摄像头获取第一图像，立体成像装置的第二摄像头获取第二图像，并且，第一摄像头和第二摄像头的参数一致，因此，第一图像和第二图像的画幅大小、像素以及图像比例一致。

第一特征点坐标和区域获取模块：用于获取第一图像的第一图像特征点坐标(X1,Y1)，还用于以一设定规则获取第一图像的第一区域。

第二特征点坐标和区域获取模块：用于获取第二图像的第二图像特征点坐标(X2,Y2)，还用于以设定规则获取第二图像的第二区域。

重合率计算模块：用于计算第一区域和第二区域的重合率OL％。重合率OL％指第一区域和第二区域的重合度，当第一图像和第二图像重叠时，第一区域和第二区域可能产生重合的情况，第一区域和第二区域重合的面积越大，重合率OL％就越高。

重合率判断模块：用于判断重合率OL％是否大于或等于预设值，若否，则按第一预设规则移动第二图像，并返回执行第二特征点坐标和区域获取模块，直至重合率OL％大于或等于预设值；若是，则将第二图像特征点坐标(X2,Y2)距离第二图像的设定边界的长度记为第一长度，并进入执行距离计算模块。例如，判断重合率OL％是否大于或等于预设值95％，预设值也可以是其他数值。当第一图像和第二图像为Side By Side格式排列时，设定边界为图像的左边界；当第一图像和第二图像为Top And Bottom格式排列时，设定边界为图像的上边界。

实际距离计算模块：用于计算第一图像特征点坐标(X1,Y1)和第二图像特征点坐标(X2,Y2)所在直线与现实场景中的同一特征点的实际距离Z。

调焦模块：用于根据实际距离Z和第一长度按第二预设规则移动第二图像，以完成调焦。

其中，第一图像特征点坐标(X1,Y1)和第二图像特征点坐标(X2,Y2)分别为现实场景中的同一特征点被立体成像装置拍摄后，在第一图像和第二图像上的坐标。

为了提供更符合人眼观看习惯的立体图像，图像获取模块中，第一图像和第二图像按Side By Side格式排列，形成左右图像。由于摄像头的成像是矩形图像，第一图像的右边界与第二图像的左边界相交排列，且，立体成像装置的第一摄像头和第二摄像头获取的图像画幅是一致的，因此，第一图像和第二图像按Side By Side格式排列后，两图像的上、下边界分别在同一水平线上。

为了使选取的区域符合重合率判断的条件，即第一区域和第二区域需要大小、形状、角度一致，才有可能完全重合，定义定位点为区域的左顶点、右顶点、上顶点、下顶点或中心点。

且，第一特征点坐标和区域获取模块进一步用于按固定宽高获取第一矩形R1；第二特征点坐标和区域获取模块进一步用于按固定宽高获取第二矩形R2。

为了计算第一区域和第二区域的重合率OL％，重合率计算模块进一步用于根据区域重合率公式OL％＝S

为了改善第一区域和第二区域的重合度，提高两区域的重合面积，进而提高第一区域和第二区域的重合率OL％，重合率判断模块中，按第一预设规则移动第二图像，包括：

增大或减小第二图像特征点坐标(X2,Y2)的横坐标，得到第一坐标，将第二图像移动到第一坐标。例如，第一坐标为(X2+1,Y2)或(X2-1,Y2)，由于第一图像和第二图像是按Side By Side格式排列的，因此第一图像中获取到的第一图像特征点坐标(X1,Y1)和第二图像中获取到的第二图像特征点坐标(X2,Y2)的纵坐标Y1和Y2通常是接近的，此时，通过调整第二图像的横坐标，并将第二图像沿着横坐标正/负方向进行移动，即可有效调整重合率OL％。

进一步地，在一些实施例中，重合率判断模块中，当执行了增大(或减小)第二图像特征点坐标(X2,Y2)的横坐标，得到第一坐标，将第二图像移动到第一坐标以后，回返执行步骤S3、S4时，再次进行判断重合率OL％；此时，若检测到第二图像移动到第一坐标以后再次计算得到的重合率OL％比按此第一预设规则移动第二图像之前的重合率OL％更小，则此次执行步骤S5时，改为执行减小(或增大)第二图像特征点坐标(X2,Y2)的横坐标，得到第一坐标，将第二图像移动到第一坐标。

为了对Side By Side格式排列的第一图像和第二图像进行双目测距，实际距离计算模块还可用于：根据左右图像测距原理公式计算第一图像特征点坐标(X1,Y1)和第二图像特征点坐标(X2,Y2)所在直线与现实场景中的同一特征点的实际距离Z。

进一步地，参见图4，左右图像测距原理公式为：

其中，x

通过左右图像测距原理公式，直接使用摄像头获取的图像数据运算实际距离Z，立体成像装置无需搭配距离感测模组，进而可以降低获取优质立体图像的成本。

为了优化图像质量，进一步得到精度良好的立体图像，调焦模块进一步用于：根据公式(cos(x

在一些实施例中，立体成像装置的双摄像头获取到的第一图像和第二图像按TopAnd Bottom格式排列，形成上下图像；此时，重合率判断模块进一步用于：增大或减小第二图像特征点坐标(X2,Y2)的纵坐标，得到第三坐标，将第二图像移动到第三坐标。由于第一图像和第二图像是按Top And Bottom格式排列的，因此第一图像中获取到的第一图像特征点坐标(X1,Y1)和第二图像中获取到的第二图像特征点坐标(X2,Y2)的横坐标X1和X2通常是接近的，此时，通过调整第二图像的纵坐标，并将第二图像沿着纵坐标正/负方向进行移动，即可有效调整重合率OL％。

为了对Top And Bottom格式排列的第一图像和第二图像进行双目测距，实际距离计算模块进一步用于：根据上下图像测距原理公式计算第一图像特征点坐标(X1,Y1)和第二图像特征点坐标(X2,Y2)所在直线与现实场景中的同一特征点的实际距离Z。

进一步地，上下图像测距原理公式为：

其中，y

通过上下图像测距原理公式，直接使用摄像头获取的图像数据运算实际距离Z，立体成像装置无需搭配距离感测模组，进而可以降低获取优质立体图像的成本。

为了优化图像质量，进一步得到精度良好的立体图像，调焦模块进一步用于：根据公式(cos(y

通过实施本发明，具有以下有益效果：

本发明所提供的立体显示自动调焦方法、存储介质及立体成像装置，该立体显示调焦方法中，以特征点在第一图像上的坐标和特征点在第二图像上的坐标选定第一区域和第二区域，并计算这两个区域的重合率，当重合率达到预设值时，把此时第二图像特征点距离第二图像的设定边界的长度与第一图像特征点坐标和第二图像特征点坐标所在直线与现实中特征点的实际距离按第二预设规则移动第二图像，以完成调焦；本发明可以有效降低成本，并且实时显示图像的对焦效果，该方案装置功耗低，同时兼顾了调焦速度与调焦精度。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述实施例或技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围，即“在一些实施例”所描述的实施例可与上下任一实施例进行自由组合；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。