一种实现连续自动对焦的方法和装置的制造方法
一种实现连续自动对焦的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及图像处理技术领域，尤指一种实现连续自动对焦的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 在运动摄影中，场景中如果出现运动物体，为了保证运动物体清晰，通常都需要使 用连续自动对焦（ContinuousAF)模式。ContinuousAF是将对焦点框在运动主体上，相机 就会连续对焦。ContinuousAF算法通常需要自动检测出场景中的运动主体目标，在预览图 像帖中可W自动跟踪运动目标，运动目标跟踪检测的准确性和实时性是连续自动对焦的两 个关键因素。
[0003] 目前，比较流行的目标跟踪算法是Mean化ift算法。Mean化ift方法是一种W目标 区域像素值的概率分布为特征，捜索与样本点分布最相近模式的非参数统计方法，该样可 W建立运动模型自动跟踪连续图像帖中的运动目标。Mean化ift算法相较于简单的帖间差 分或者背景差分法精度要高，但是，Mean化ift算法捜索区域会比较耗时，特别是大范围的 捜索区域会加大算法耗时，不利于实时实现。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种实现连续自动对焦的方法和装置，能 够快速且精确的定位运动目标，且实现对引动目标的连续自动对焦。
[0005] 为了达到本发明目的，本发明提供了一种实现连续自动对焦的方法，包括；定位初 始运动目标，并建立所述初始运动目标的跟踪模型；利用红外镜头的热成像检测出红外图 像中的热源目标，并将所述红外图像中的热源目标映射到可见光图像中，确定捜索范围；对 所述捜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
[0006] 进一步地，所述定位初始运动目标，包括；利用帖间差分法定位初始运动目标，所 述帖间差分法的公式为，
[0007]
[000引其中，ID(x，y)为差值图像像素点函数，（x，y)为目标，d为两帖图像亮度差的绝对 值，T为预先设置的阔值；如果绝对值d大于等于阔值T，则图像序列中有运动目标；如果绝 对值d小于阔值T，则图像序列中没有运动目标。
[0009] 进一步地，所述建立所述初始运动目标的跟踪模型，包括：利用目标跟踪算法，计 算出所述初始运动目标的加权核函数的直方图分布和后续帖需要匹配区域的直方图分布， 建立所述初始运动目标的跟踪模型。
[0010] 进一步地，所述利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目标，包括：将红 外镜头采集的红外图像进行滤波预处理去噪，在连续帖之间，根据红外镜头的热成像进行 所述红外图像二值化和图像形态学，检测出所述红外图像中的热源目标。
[0011] 进一步地，所述将所述红外图像中的热源目标映射到可见光图像中，确定捜索范 围，包括；利用双目视觉系统的空间视差关系，将所述红外图像中的热源目标映射到可见光 图像中，确定捜索范围。
[0012] 进一步地，所述对所述捜索范围中的运动目标进行连续自动对焦，包括：根据所述 运动目标的跟踪模型，在所述捜索范围中，计算出候选区域的加权核函数的直方图分布；在 所述加权核函数的直方图分布中，捜索窗口沿着密度增加最大的方向移动，对捜索范围中 的运动目标进行连续自动对焦。
[0013] 本发明还提供了一种实现连续自动对焦的装置，包括；初始目标定位模块，用于定 位初始运动目标；跟踪模型建立模块，用于建立初始运动目标的跟踪模型；红外热源目标 检测模块，用于利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目标；捜索范围定位模块， 用于将所述红外图像中的热源目标映射到可见光图像中，确定捜索范围；运动目标跟踪模 块，用于对所述捜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
[0014] 进一步地，所述初始目标定位模块，具体用于；利用帖间差分法定位初始运动目 标，所述帖间差分法的公式为
[0015]
[0016] 其中，ID(x，y)为差值图像像素点函数，（x，y)为目标，d为两帖图像亮度差的绝对 值，T为预先设置的阔值；如果绝对值d大于等于阔值T，则图像序列中有运动目标；如果绝 对值d小于阔值T，则图像序列中没有运动目标。
[0017] 进一步地，所述跟踪模型建立模块，具体用于；利用目标跟踪算法，计算出所述初 始运动目标的加权核函数的直方图分布和后续帖需要匹配区域的直方图分布，建立所述初 始运动目标的跟踪模型。
[001引进一步地，所述红外热源目标检测模块，具体用于；将红外镜头采集的红外图像进 行滤波预处理去噪，在连续帖之间，根据红外镜头的热成像进行所述红外图像二值化和图 像形态学，检测出所述红外图像中的热源目标。
[0019] 进一步地，所述捜索范围定位模块，具体用于；利用双目视觉系统的空间视差关 系，将所述红外图像中的热源目标映射到可见光图像中，确定捜索范围。
[0020] 进一步地，所述运动目标跟踪模块，具体用于；根据所述运动目标的跟踪模型，在 所述捜索范围中，计算出候选区域的加权核函数的直方图分布；在所述加权核函数的直方 图分布中，捜索窗口沿着密度增加最大的方向移动，对捜索范围中的运动目标进行连续自 动对焦。
[0021] 与现有技术相比，本发明包括定位初始运动目标，并建立所述初始运动目标的跟 踪模型；利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目标，并将所述红外图像中的热 源目标映射到可见光图像中，确定捜索范围；对所述捜索范围中的运动目标进行连续自动 对焦。通过本发明方法，先利用红外镜头检测出运动热源目标，再通过红外与可见光双目视 觉系统，将红外图像中的热源目标区域映射到可见光图像中，确定捜索范围，从而能够大幅 度减少Mean化ift跟踪算法捜索区域计算量，实现了快速且精确的定位运动目标，并在捜 索范围内对运动目标进行连续自动对焦。
[0022] 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说明书、权利 要求书W及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0023] 附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本 申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
[0024] 图1是表示本发明的一个实施方式的相机的主要电气结构的框图；
[00巧]图2是本发明的一种实施例中实现连续自动对焦的方法的流程示意图；
[0026] 图3是本发明的一种实施例中建立初始运动目标的跟踪模型的示意图；
[0027] 图4是本发明的一种实施例中实现连续自动对焦的装置的结构示意图。
[002引本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0029] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并不用于限定本发明。
[0030] 现在将参考附图描述实现本发明各个实施例的移动终端。在后续的描述中，使用 用于表示元件的诸如"模块"、"部件"或"单元"的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身 并没有特定的意义。因此，"模块"与"部件"可W混合地使用。
[0031] 图1是表示本发明的一个实施方式的相机的主要电气结构的框图。摄影镜头101 由用于形成被摄体像的多个光学镜头构成，是单焦点镜头或变焦镜头。摄影镜头101能够 通过镜头驱动部111在光轴方向上移动，根据来自镜头驱动控制部112的控制信号，控制摄 影镜头101的焦点位置，在变焦镜头的情况下，也控制焦点距离。镜头驱动控制电路112按 照来自微型计算机107的控制命令进行镜头驱动部111的驱动控制。
[0032] 在摄影镜头101的光轴上、由摄影镜头101形成被摄体像的位置附近配置有摄像 元件102。摄像元件102发挥作为对被摄体像摄像并取得摄像图像数据的摄像部的功能。 在摄像元件102上二维地呈矩阵状配置有构成各像素的光电二极管。各光电二极管产生与 受光量对应的光电转换电流，该光电转换电流由与各光电二极管连接的电容器进行电荷蓄 积。各像素的前表面配置有拜耳排列的RGB滤色器。
[0033] 摄像元件102与摄像电路103连接，该摄像电路103在摄像元件102中进行电荷 蓄积控制和图像信号读出控制，对该读出的图像信号（模拟图像信号）降低重置噪声后进 行波形整形，进而进行增益提高等W成为适当的信号电平。摄像电路103与A/D转换部104 连接，该A/D转换部104对模拟图像信号进行模数转换，向总线199输出数字图像信号（W 下称之为图像数据）。
[0034] 总线199是用于传送在相机的内部读出或生成的各种数据的传送路径。在总线 199连接着上述A/D转换部104,此外还连接着图像处理器105、JPEG处理器106、微型计算 机107、SDRAM(Sync虹onousDRAM) 108、存储器接口（W下称之为存储器1/巧109、LCD(液 晶显不器；LiquidCrystalDisplay)驱动器 110。
[00巧]图像处理器105对基于摄像元件102的输出的图像数据进行OB相减处理、白平衡 调整、颜色矩阵运算、伽马转换、色差信号处理、 噪声去除处理、同时化处理、边缘处理等各 种图像处理。
[0036]JPEG处理器106在将图像数据记录于记录介质115时，按照JPEG压缩方式压缩从 SDRAM108读出的图像数据。此外，JPEG处理器106为了进行图像再现显示而进行JPEG图 像数据的解压缩。进行解压缩时，读出记录在记录介质115中的文件，在JPEG处理器106 中实施了解压缩处理后，将解压缩的图像数据暂时存储于SDRAM108中并在LCD116上进行 显示。另外，在本实施方式中，作为图像压缩解压缩方式采用的是JPEG方式，然而压缩解压 缩方式不限于此，当然可W采用MPEG、TIFF、H. 264等其他的压缩解压缩方式。
[0037] 微型计算机107发挥作为该相机整体的控制部的功能，统一控制相机的各种处理 序列。微型计算机107连接着操作单元113和闪存114。
[0038] 操作单元113包括包括但不限于实体按键或者虚拟按键，该实体或虚拟按键可W 为电源按钮、拍照键、编辑按键、动态图像按钮、再现按钮、菜单按钮、十字键、0K按钮、删除 按钮、放大按钮等各种输入按钮和各种输入键等操作部材，检测该些操作部材的操作状态。
[0039] 将检测结果向微型计算机107输出。此外，在作为显示部的LCD116的前表面设有 触摸面板，检测用户的触摸位置，将该触摸位置向微型计算机107输出。微型计算机107根 据来自操作单元113的操作部材的检测结果，执行与用户的操作对应的各种处理序列。
[0040] 闪存114存储用于执行微型计算机107的各种处理序列的程序。微型计算机107 根据该程序进行相机整体的控制。此外，闪存114存储相机的各种调整值，微型计算机107 读出调整值，按照该调整值进行相机的控制。
[0041]SDRAM108是用于对图像数据等进行暂时存储的可电改写的易失性存储器。该 SDRAM108暂时存储从A/D转换部104输出的图像数据和在图像处理器105、JPEG处理器106 等中进行了处理后的图像数据。
[0042] 存储器接口 109与记录介质115连接，进行将图像数据和附加在图像数据中的文 件头等数据写入记录介质115和从记录介质115中读出的控制。记录介质115例如为能够 在相机主体上自由拆装的存储器卡等记录介质，然而不限于此，也可W是内置在相机主体 中的硬盘等。
[0043]LCD驱动器110与LCD116连接，将由图像处理器105处理后的图像数据存储于 SDRAM，需要显示时，读取SDRAM存储的图像数据并在LCD116上显示，或者，JPEG处理器106 压缩过的图像数据存储于SDRAM，在需要显示时，JPEG处理器106读取SDRAM的压缩过的图 像数据，再进行解压缩，将解压缩后的图像数据通过LCD116进行显示。
[0044]LCD116配置在相机主体的背面等上，进行图像显示。该LCD116设有检测用户的触 摸操作的触摸面板。另外，作为显示部，在本实施方式中配置的是液晶表示面板（LCD116)， 然而不限于此，也可W采用有机化等各种显示面板。
[0045] 本发明提供了一种实现连续自动对焦的方法和装置，能够快速且精确的定位运动 目标，且实现对引动目标的连续自动对焦。
[0046] 其中，本发明提供了一种实现连续自动对焦的方法，包括：
[0047] 利用帖间差分法定位初始运动目标；
[0048] 利用目标跟踪算法，计算出所述初始运动目标的加权核函数的直方图分布和后续 帖需要匹配区域的直方图分布，建立所述初始运动目标的跟踪模型；
[0049] 在连续帖之间，利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目标；
[0050] 利用双目视觉系统的空间视差关系，将所述红外图像中的热源目标映射到可见光 图像中，确定捜索范围；W及
[0051] 根据所述运动目标的跟踪模型，在所述捜索范围中，计算出候选区域的加权核函 数的直方图分布；在所述加权核函数的直方图分布中，捜索窗口沿着密度增加最大的方向 移动，对捜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
[0052] 本发明还提供了一种实现连续自动对焦的装置，包括：
[0053] 初始目标定位模块，用于利用帖间差分法定位初始运动目标；
[0054] 跟踪模型建立模块，用于利用目标跟踪算法，计算出所述初始运动目标的加权核 函数的直方图分布和后续帖需要匹配区域的直方图分布，建立所述初始运动目标的跟踪模 型；
[00巧]红外热源目标检测模块，用于在连续帖之间，利用红外镜头的热成像检测出红外 图像中的热源目标；
[0056] 捜索范围定位模块，用于利用双目视觉系统的空间视差关系，将所述红外图像中 的热源目标映射到可见光图像中，确定捜索范围；
[0057] 运动目标跟踪模块，用于根据所述运动目标的跟踪模型，在所述捜索范围中，计算 出候选区域的加权核函数的直方图分布；在所述加权核函数的直方图分布中，捜索窗口沿 着密度增加最大的方向移动，对捜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
[0058] 本发明中先利用红外镜头检测出运动热源目标，再通过红外与可见光双目视觉系 统，将红外图像中的热源目标区域映射到可见光图像中，确定捜索范围，从而能够大幅度减 少跟踪算法捜索区域计算量，实现了快速且精确的定位运动目标，并在捜索范围内对运动 目标进行连续自动对焦。
[0059] 下面提出本发明方法的具体实施例。
[0060] 参考图2所示，本发明实现连续自动对焦的方法，包括W下步骤：
[0061] 步骤201，定位初始运动目标。
[0062] 在本步骤中，利用帖间差分法定位初始运动目标，其中帖间差分法是一种通过对 视频图像序列中相邻两帖作差分运算来获得运动目标轮廓的方法，它可W很好地适用于存 在多个运动目标和摄像机移动的情况。
[0063] 当场景中出现异常物体运动时，帖与帖之间会出现较为明显的差别，帖间差分法 通过公式（1)的算法定位初始运动目标。
[0064]
[0065] 其中，ID(x，y)为差值图像像素点函数，（x，y)为目标，d为两帖图像亮度差的绝对 值，T为预先设置的阔值。
[0066] 通过判断绝对值d是否大于阔值T来分析图像序列的运动特性。具体地，如果绝 对值d大于等于阔值T，则图像序列中有运动目标；如果绝对值d小于阔值T，则图像序列中 没有运动目标。如此，根据帖间差分法可W自动确定场景中的初始运动目标范围。
[0067] 步骤202,建立初始运动目标的跟踪模型。
[0068] 在本步骤中，利用目标跟踪算法，例如Mean化ift算法，采用核函数直方图建模， 计算初始运动目标的加权核函数的直方图分布和后续帖需要匹配区域的直方图分布，建立 初始运动目标的跟踪模型。需要说明的是，如何利用核函数直方图建模为本领域技术人员 所熟知，故在此不寶述。
[0069] 在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，图3(a)中红框为初始的行人目标，图 3(b)为该目标区域的Mean化ift模型颜色直方图，图3(c)中红框为当前帖的行人目标，图 像3(d)为当前帖捜索区域与图像3(b)目标区域最为相似的Mean化ift模型颜色直方图。
[0070] 步骤203,利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目标。
[0071] 在本步骤中，热成像是指运动的热源目标温度高，在成像中亮度高于背景。因此， 根据红外镜头的热成像原理可W有效的捕捉到场景中的人或者动物W及其它的温度高的 物体，例如运动的人、动物、汽车、飞机等。
[0072] 将红外镜头采集的红外图像进行滤波预处理去噪，在连续帖之间，根据热成像原 理进行红外图像二值化和图像形态学，检测出红外图像中的热源目标。
[0073] 步骤204,通过红外与可见光双目视觉系统，将红外图像中的热源目标映射到可见 光图像中，确定捜索范围。
[0074] 在本步骤中，双目视觉是从两个视点观察同一景物，W获取在不同视角下的感知 图像，通过成像几何原理计算图像像素间的位置偏差，来获取景物的=维信息。
[00巧]利用双目视觉系统的空间视差关系，将在步骤203中检测出的红外图像中的热 源目标映射到可见光图像中，从而确定Mean化ift算法的捜索范围。如此，大大缩小了 Mean化ift算法的捜索范围，从而提高了Mean化ift算法的准确性。
[0076] 步骤205,对捜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
[0077] 在本步骤中，利用步骤202中建立好的运动目标跟踪模型，在步骤204中确定的捜 索范围中，计算出候选区域的加权核函数的直方图分布。
[0078] 根据两个目标模板分布的相似性最大为原则，在所述加权核函数的直方图分布 中，捜索窗口沿着密度增加最大的方向移动，获取当前帖的目标准确位置，并作为下一帖的 参考匹配目标。
[0079] 重复步骤203~205,完成对于后续图像帖的运动目标检测，对捜索范围中的运动 目标进行对焦，获取运动目标的连续自动对焦。
[0080] 在本发明中，先利用红外镜头检测出运动热源目标，再通过红外与可见 光双目视 觉系统，将红外图像中的热源目标区域映射到可见光图像中，确定Mean化ift算法的捜索 范围，从而大幅度减少了Mean化ift跟踪算法捜索区域计算量，实现了快速且精确的定位 目标，并对目标的连续自动对焦。
[0081] 参考图4所示，本发明实现连续自动对焦的装置，包括：
[0082] 初始目标定位模块，用于定位初始运动目标。
[0083] 具体地，利用帖间差分法定位初始运动目标。
[0084]
[0085] 其中，ID(x，y)为差值图像像素点函数，（x，y)为目标，d为两帖图像亮度差的绝对 值，T为预先设置的阔值。如果绝对值d大于等于阔值T，则图像序列中有物体运动；如果绝 对值d小于阔值T，则图像序列中没有物体运动。
[0086] 跟踪模型建立模块，用于建立初始运动目标的跟踪模型。
[0087] 具体地，利用目标跟踪算法，例如Mean化ift算法，采用核函数直方图建模，计算 初始运动目标的加权核函数的直方图分布和后续帖需要匹配区域的直方图分布，建立初始 运动目标的跟踪模型。
[0088] 红外热源目标检测模块，用于利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目 标。
[0089] 具体地，将利用红外镜头采集的红外图像进行滤波预处理去噪，在连续帖之间，根 据热成像原理进行红外图像二值化和图像形态学，检测出红外图像中的热源目标。
[0090] 捜索范围定位模块，用于通过红外与可见光双目视觉系统，将红外图像中的热源 目标区域映射到可见光图像中，确定捜索范围。
[0091] 具体地，利用双目视觉系统的空间视差关系，将红外图像中的热源目标映射到可 见光图像中，从而确定Mean化ift算法的捜索范围。如此，可W大大缩小Mean化ift算法的 捜索范围，并且提高Mean化ift算法的准确性。
[0092] 运动目标跟踪模块，用于对捜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
[0093] 具体地，利用运动目标跟踪模型，在捜索范围中计算出候选区域的加权核函数的 直方图分布；根据两个目标模板分布的相似性最大为原则，在所述加权核函数的直方图分 布中，捜索窗口沿着密度增加最大的方向移动，对捜索范围中的运动目标进行对焦，获取运 动目标的连续自动对焦。
[0094] 本发明中，先利用红外镜头检测出运动热源目标，再通过红外与可见光双目视觉 系统，将红外图像中的热源目标区域映射到可见光图像中，确定Mean化ift算法的捜索范 围，从而能够大幅度减少Mean化ift跟踪算法捜索区域计算量，实现了快速且精确的定位 目标，并对目标的连续自动对焦。
[0095] 需要说明的是，本发明提供的实现连续自动对焦的装置中的初始目标定位红外热 源目标检测模块、运动目标跟踪模块、跟踪模型建立模块和捜索范围定位模块均设置在图1 中的微型计算机中，图像的获取来源可W设置在图1中的摄像元件中。
[0096] 需要说明的是，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、物品或者装置不仅包括那些要素，而 且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为该种过程、方法、物品或者装置所固有 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 该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0097] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0098] 通过W上的实施方式的描述，本领域的技术人员可W清楚地了解到上述实施例方 法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可W通过硬件，但很多情况下 前者是更佳的实施方式。基于该样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做 出贡献的部分可软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质 (如R0M/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用W使得一台终端设备（可W是手机，计算机， 服务器，空调器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。
[0099] W上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技 术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
L 一种实现连续自动对焦的方法，其特征在于，包括： 定位初始运动目标，并建立所述初始运动目标的跟踪模型； 利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目标，并将所述红外图像中的热源目 标映射到可见光图像中，确定搜索范围； 对所述搜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位初始运动目标，包括： 利用帧间差分法定位初始运动目标，所述帧间差分法的公式为，其中，ID (x，y)为差值图像像素点函数，（x，y)为目标，d为两帧图像亮度差的绝对值，T 为预先设置的阈值；如果绝对值d大于等于阈值T，则图像序列中有运动目标；如果绝对值 d小于阈值T，则图像序列中没有运动目标。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立所述初始运动目标的跟踪模型， 包括： 利用目标跟踪算法，计算出所述初始运动目标的加权核函数的直方图分布和后续帧需 要匹配区域的直方图分布，建立所述初始运动目标的跟踪模型。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用红外镜头的热成像检测出红外 图像中的热源目标，包括： 将红外镜头采集的红外图像进行滤波预处理去噪，在连续帧之间，根据红外镜头的热 成像进行所述红外图像二值化和图像形态学，检测出所述红外图像中的热源目标。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述红外图像中的热源目标映射 到可见光图像中，确定搜索范围，包括： 利用双目视觉系统的空间视差关系，将所述红外图像中的热源目标映射到可见光图像 中，确定搜索范围。
6. 根据权利要求1~5任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述搜索范围中的运动 目标进行连续自动对焦，包括： 根据所述运动目标的跟踪模型，在所述搜索范围中，计算出候选区域的加权核函数的 直方图分布； 在所述加权核函数的直方图分布中，搜索窗口沿着密度增加最大的方向移动，对搜索 范围中的运动目标进行连续自动对焦。
7. -种实现连续自动对焦的装置，其特征在于， 初始目标定位模块，用于定位初始运动目标； 跟踪模型建立模块，用于建立初始运动目标的跟踪模型； 红外热源目标检测模块，用于利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目标； 搜索范围定位模块，用于将所述红外图像中的热源目标映射到可见光图像中，确定搜 索范围； 运动目标跟踪模块，用于对所述搜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述初始目标定位模块，具体用于：利用 帧间差分法定位初始运动目标，所述帧间差分法的公式为，其中，ID (x，y)为差值图像像素点函数，（x，y)为目标，d为两帧图像亮度差的绝对值，T 为预先设置的阈值；如果绝对值d大于等于阈值T，则图像序列中有运动目标；如果绝对值 d小于阈值T，则图像序列中没有运动目标。
9. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述跟踪模型建立模块，具体用于： 利用目标跟踪算法，计算出所述初始运动目标的加权核函数的直方图分布和后续帧需 要匹配区域的直方图分布，建立初始运动目标的跟踪模型。
10. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述红外热源目标检测模块，具体用于： 将红外镜头采集的红外图像进行滤波预处理去噪，在连续帧之间，根据红外镜头的热成像 进行所述红外图像二值化和图像形态学，检测出所述红外图像中的热源目标。
11. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述搜索范围定位模块，具体用于：利 用双目视觉系统的空间视差关系，将所述红外图像中的热源目标映射到可见光图像中，确 定搜索范围。
12. 根据权利要求7~11中的任一项所述的装置，其特征在于，所述运动目标跟踪模 块，具体用于：根据所述运动目标的跟踪模型，在所述搜索范围中，计算出候选区域的加权 核函数的直方图分布；在所述加权核函数的直方图分布中，搜索窗口沿着密度增加最大的 方向移动，对搜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
【专利摘要】本发明公开了一种实现连续自动对焦的方法和装置，包括：定位初始运动目标，并建立所述初始运动目标的跟踪模型；利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目标，并将所述红外图像中的热源目标映射到可见光图像中，确定搜索范围；对所述搜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。通过本发明，能够实现快速且精确的定位运动目标，并对运动目标进行连续自动对焦。
【IPC分类】H04N5/232
【公开号】CN104902182
【申请号】CN201510282211
【发明人】戴向东, 黄雷
【申请人】努比亚技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月28日
【技术领域】
[0001] 本发明设及图像处理技术领域，尤指一种实现连续自动对焦的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 在运动摄影中，场景中如果出现运动物体，为了保证运动物体清晰，通常都需要使 用连续自动对焦（ContinuousAF)模式。ContinuousAF是将对焦点框在运动主体上，相机 就会连续对焦。ContinuousAF算法通常需要自动检测出场景中的运动主体目标，在预览图 像帖中可W自动跟踪运动目标，运动目标跟踪检测的准确性和实时性是连续自动对焦的两 个关键因素。
[0003] 目前，比较流行的目标跟踪算法是Mean化ift算法。Mean化ift方法是一种W目标 区域像素值的概率分布为特征，捜索与样本点分布最相近模式的非参数统计方法，该样可 W建立运动模型自动跟踪连续图像帖中的运动目标。Mean化ift算法相较于简单的帖间差 分或者背景差分法精度要高，但是，Mean化ift算法捜索区域会比较耗时，特别是大范围的 捜索区域会加大算法耗时，不利于实时实现。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种实现连续自动对焦的方法和装置，能 够快速且精确的定位运动目标，且实现对引动目标的连续自动对焦。
[0005] 为了达到本发明目的，本发明提供了一种实现连续自动对焦的方法，包括；定位初 始运动目标，并建立所述初始运动目标的跟踪模型；利用红外镜头的热成像检测出红外图 像中的热源目标，并将所述红外图像中的热源目标映射到可见光图像中，确定捜索范围；对 所述捜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
[0006] 进一步地，所述定位初始运动目标，包括；利用帖间差分法定位初始运动目标，所 述帖间差分法的公式为，
[0007]
[000引其中，ID(x，y)为差值图像像素点函数，（x，y)为目标，d为两帖图像亮度差的绝对 值，T为预先设置的阔值；如果绝对值d大于等于阔值T，则图像序列中有运动目标；如果绝 对值d小于阔值T，则图像序列中没有运动目标。
[0009] 进一步地，所述建立所述初始运动目标的跟踪模型，包括：利用目标跟踪算法，计 算出所述初始运动目标的加权核函数的直方图分布和后续帖需要匹配区域的直方图分布， 建立所述初始运动目标的跟踪模型。
[0010] 进一步地，所述利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目标，包括：将红 外镜头采集的红外图像进行滤波预处理去噪，在连续帖之间，根据红外镜头的热成像进行 所述红外图像二值化和图像形态学，检测出所述红外图像中的热源目标。
[0011] 进一步地，所述将所述红外图像中的热源目标映射到可见光图像中，确定捜索范 围，包括；利用双目视觉系统的空间视差关系，将所述红外图像中的热源目标映射到可见光 图像中，确定捜索范围。
[0012] 进一步地，所述对所述捜索范围中的运动目标进行连续自动对焦，包括：根据所述 运动目标的跟踪模型，在所述捜索范围中，计算出候选区域的加权核函数的直方图分布；在 所述加权核函数的直方图分布中，捜索窗口沿着密度增加最大的方向移动，对捜索范围中 的运动目标进行连续自动对焦。
[0013] 本发明还提供了一种实现连续自动对焦的装置，包括；初始目标定位模块，用于定 位初始运动目标；跟踪模型建立模块，用于建立初始运动目标的跟踪模型；红外热源目标 检测模块，用于利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目标；捜索范围定位模块， 用于将所述红外图像中的热源目标映射到可见光图像中，确定捜索范围；运动目标跟踪模 块，用于对所述捜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
[0014] 进一步地，所述初始目标定位模块，具体用于；利用帖间差分法定位初始运动目 标，所述帖间差分法的公式为
[0015]
[0016] 其中，ID(x，y)为差值图像像素点函数，（x，y)为目标，d为两帖图像亮度差的绝对 值，T为预先设置的阔值；如果绝对值d大于等于阔值T，则图像序列中有运动目标；如果绝 对值d小于阔值T，则图像序列中没有运动目标。
[0017] 进一步地，所述跟踪模型建立模块，具体用于；利用目标跟踪算法，计算出所述初 始运动目标的加权核函数的直方图分布和后续帖需要匹配区域的直方图分布，建立所述初 始运动目标的跟踪模型。
[001引进一步地，所述红外热源目标检测模块，具体用于；将红外镜头采集的红外图像进 行滤波预处理去噪，在连续帖之间，根据红外镜头的热成像进行所述红外图像二值化和图 像形态学，检测出所述红外图像中的热源目标。
[0019] 进一步地，所述捜索范围定位模块，具体用于；利用双目视觉系统的空间视差关 系，将所述红外图像中的热源目标映射到可见光图像中，确定捜索范围。
[0020] 进一步地，所述运动目标跟踪模块，具体用于；根据所述运动目标的跟踪模型，在 所述捜索范围中，计算出候选区域的加权核函数的直方图分布；在所述加权核函数的直方 图分布中，捜索窗口沿着密度增加最大的方向移动，对捜索范围中的运动目标进行连续自 动对焦。
[0021] 与现有技术相比，本发明包括定位初始运动目标，并建立所述初始运动目标的跟 踪模型；利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目标，并将所述红外图像中的热 源目标映射到可见光图像中，确定捜索范围；对所述捜索范围中的运动目标进行连续自动 对焦。通过本发明方法，先利用红外镜头检测出运动热源目标，再通过红外与可见光双目视 觉系统，将红外图像中的热源目标区域映射到可见光图像中，确定捜索范围，从而能够大幅 度减少Mean化ift跟踪算法捜索区域计算量，实现了快速且精确的定位运动目标，并在捜 索范围内对运动目标进行连续自动对焦。
[0022] 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说明书、权利 要求书W及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0023] 附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本 申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
[0024] 图1是表示本发明的一个实施方式的相机的主要电气结构的框图；
[00巧]图2是本发明的一种实施例中实现连续自动对焦的方法的流程示意图；
[0026] 图3是本发明的一种实施例中建立初始运动目标的跟踪模型的示意图；
[0027] 图4是本发明的一种实施例中实现连续自动对焦的装置的结构示意图。
[002引本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0029] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并不用于限定本发明。
[0030] 现在将参考附图描述实现本发明各个实施例的移动终端。在后续的描述中，使用 用于表示元件的诸如"模块"、"部件"或"单元"的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身 并没有特定的意义。因此，"模块"与"部件"可W混合地使用。
[0031] 图1是表示本发明的一个实施方式的相机的主要电气结构的框图。摄影镜头101 由用于形成被摄体像的多个光学镜头构成，是单焦点镜头或变焦镜头。摄影镜头101能够 通过镜头驱动部111在光轴方向上移动，根据来自镜头驱动控制部112的控制信号，控制摄 影镜头101的焦点位置，在变焦镜头的情况下，也控制焦点距离。镜头驱动控制电路112按 照来自微型计算机107的控制命令进行镜头驱动部111的驱动控制。
[0032] 在摄影镜头101的光轴上、由摄影镜头101形成被摄体像的位置附近配置有摄像 元件102。摄像元件102发挥作为对被摄体像摄像并取得摄像图像数据的摄像部的功能。 在摄像元件102上二维地呈矩阵状配置有构成各像素的光电二极管。各光电二极管产生与 受光量对应的光电转换电流，该光电转换电流由与各光电二极管连接的电容器进行电荷蓄 积。各像素的前表面配置有拜耳排列的RGB滤色器。
[0033] 摄像元件102与摄像电路103连接，该摄像电路103在摄像元件102中进行电荷 蓄积控制和图像信号读出控制，对该读出的图像信号（模拟图像信号）降低重置噪声后进 行波形整形，进而进行增益提高等W成为适当的信号电平。摄像电路103与A/D转换部104 连接，该A/D转换部104对模拟图像信号进行模数转换，向总线199输出数字图像信号（W 下称之为图像数据）。
[0034] 总线199是用于传送在相机的内部读出或生成的各种数据的传送路径。在总线 199连接着上述A/D转换部104,此外还连接着图像处理器105、JPEG处理器106、微型计算 机107、SDRAM(Sync虹onousDRAM) 108、存储器接口（W下称之为存储器1/巧109、LCD(液 晶显不器；LiquidCrystalDisplay)驱动器 110。
[00巧]图像处理器105对基于摄像元件102的输出的图像数据进行OB相减处理、白平衡 调整、颜色矩阵运算、伽马转换、色差信号处理、 噪声去除处理、同时化处理、边缘处理等各 种图像处理。
[0036]JPEG处理器106在将图像数据记录于记录介质115时，按照JPEG压缩方式压缩从 SDRAM108读出的图像数据。此外，JPEG处理器106为了进行图像再现显示而进行JPEG图 像数据的解压缩。进行解压缩时，读出记录在记录介质115中的文件，在JPEG处理器106 中实施了解压缩处理后，将解压缩的图像数据暂时存储于SDRAM108中并在LCD116上进行 显示。另外，在本实施方式中，作为图像压缩解压缩方式采用的是JPEG方式，然而压缩解压 缩方式不限于此，当然可W采用MPEG、TIFF、H. 264等其他的压缩解压缩方式。
[0037] 微型计算机107发挥作为该相机整体的控制部的功能，统一控制相机的各种处理 序列。微型计算机107连接着操作单元113和闪存114。
[0038] 操作单元113包括包括但不限于实体按键或者虚拟按键，该实体或虚拟按键可W 为电源按钮、拍照键、编辑按键、动态图像按钮、再现按钮、菜单按钮、十字键、0K按钮、删除 按钮、放大按钮等各种输入按钮和各种输入键等操作部材，检测该些操作部材的操作状态。
[0039] 将检测结果向微型计算机107输出。此外，在作为显示部的LCD116的前表面设有 触摸面板，检测用户的触摸位置，将该触摸位置向微型计算机107输出。微型计算机107根 据来自操作单元113的操作部材的检测结果，执行与用户的操作对应的各种处理序列。
[0040] 闪存114存储用于执行微型计算机107的各种处理序列的程序。微型计算机107 根据该程序进行相机整体的控制。此外，闪存114存储相机的各种调整值，微型计算机107 读出调整值，按照该调整值进行相机的控制。
[0041]SDRAM108是用于对图像数据等进行暂时存储的可电改写的易失性存储器。该 SDRAM108暂时存储从A/D转换部104输出的图像数据和在图像处理器105、JPEG处理器106 等中进行了处理后的图像数据。
[0042] 存储器接口 109与记录介质115连接，进行将图像数据和附加在图像数据中的文 件头等数据写入记录介质115和从记录介质115中读出的控制。记录介质115例如为能够 在相机主体上自由拆装的存储器卡等记录介质，然而不限于此，也可W是内置在相机主体 中的硬盘等。
[0043]LCD驱动器110与LCD116连接，将由图像处理器105处理后的图像数据存储于 SDRAM，需要显示时，读取SDRAM存储的图像数据并在LCD116上显示，或者，JPEG处理器106 压缩过的图像数据存储于SDRAM，在需要显示时，JPEG处理器106读取SDRAM的压缩过的图 像数据，再进行解压缩，将解压缩后的图像数据通过LCD116进行显示。
[0044]LCD116配置在相机主体的背面等上，进行图像显示。该LCD116设有检测用户的触 摸操作的触摸面板。另外，作为显示部，在本实施方式中配置的是液晶表示面板（LCD116)， 然而不限于此，也可W采用有机化等各种显示面板。
[0045] 本发明提供了一种实现连续自动对焦的方法和装置，能够快速且精确的定位运动 目标，且实现对引动目标的连续自动对焦。
[0046] 其中，本发明提供了一种实现连续自动对焦的方法，包括：
[0047] 利用帖间差分法定位初始运动目标；
[0048] 利用目标跟踪算法，计算出所述初始运动目标的加权核函数的直方图分布和后续 帖需要匹配区域的直方图分布，建立所述初始运动目标的跟踪模型；
[0049] 在连续帖之间，利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目标；
[0050] 利用双目视觉系统的空间视差关系，将所述红外图像中的热源目标映射到可见光 图像中，确定捜索范围；W及
[0051] 根据所述运动目标的跟踪模型，在所述捜索范围中，计算出候选区域的加权核函 数的直方图分布；在所述加权核函数的直方图分布中，捜索窗口沿着密度增加最大的方向 移动，对捜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
[0052] 本发明还提供了一种实现连续自动对焦的装置，包括：
[0053] 初始目标定位模块，用于利用帖间差分法定位初始运动目标；
[0054] 跟踪模型建立模块，用于利用目标跟踪算法，计算出所述初始运动目标的加权核 函数的直方图分布和后续帖需要匹配区域的直方图分布，建立所述初始运动目标的跟踪模 型；
[00巧]红外热源目标检测模块，用于在连续帖之间，利用红外镜头的热成像检测出红外 图像中的热源目标；
[0056] 捜索范围定位模块，用于利用双目视觉系统的空间视差关系，将所述红外图像中 的热源目标映射到可见光图像中，确定捜索范围；
[0057] 运动目标跟踪模块，用于根据所述运动目标的跟踪模型，在所述捜索范围中，计算 出候选区域的加权核函数的直方图分布；在所述加权核函数的直方图分布中，捜索窗口沿 着密度增加最大的方向移动，对捜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
[0058] 本发明中先利用红外镜头检测出运动热源目标，再通过红外与可见光双目视觉系 统，将红外图像中的热源目标区域映射到可见光图像中，确定捜索范围，从而能够大幅度减 少跟踪算法捜索区域计算量，实现了快速且精确的定位运动目标，并在捜索范围内对运动 目标进行连续自动对焦。
[0059] 下面提出本发明方法的具体实施例。
[0060] 参考图2所示，本发明实现连续自动对焦的方法，包括W下步骤：
[0061] 步骤201，定位初始运动目标。
[0062] 在本步骤中，利用帖间差分法定位初始运动目标，其中帖间差分法是一种通过对 视频图像序列中相邻两帖作差分运算来获得运动目标轮廓的方法，它可W很好地适用于存 在多个运动目标和摄像机移动的情况。
[0063] 当场景中出现异常物体运动时，帖与帖之间会出现较为明显的差别，帖间差分法 通过公式（1)的算法定位初始运动目标。
[0064]
[0065] 其中，ID(x，y)为差值图像像素点函数，（x，y)为目标，d为两帖图像亮度差的绝对 值，T为预先设置的阔值。
[0066] 通过判断绝对值d是否大于阔值T来分析图像序列的运动特性。具体地，如果绝 对值d大于等于阔值T，则图像序列中有运动目标；如果绝对值d小于阔值T，则图像序列中 没有运动目标。如此，根据帖间差分法可W自动确定场景中的初始运动目标范围。
[0067] 步骤202,建立初始运动目标的跟踪模型。
[0068] 在本步骤中，利用目标跟踪算法，例如Mean化ift算法，采用核函数直方图建模， 计算初始运动目标的加权核函数的直方图分布和后续帖需要匹配区域的直方图分布，建立 初始运动目标的跟踪模型。需要说明的是，如何利用核函数直方图建模为本领域技术人员 所熟知，故在此不寶述。
[0069] 在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，图3(a)中红框为初始的行人目标，图 3(b)为该目标区域的Mean化ift模型颜色直方图，图3(c)中红框为当前帖的行人目标，图 像3(d)为当前帖捜索区域与图像3(b)目标区域最为相似的Mean化ift模型颜色直方图。
[0070] 步骤203,利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目标。
[0071] 在本步骤中，热成像是指运动的热源目标温度高，在成像中亮度高于背景。因此， 根据红外镜头的热成像原理可W有效的捕捉到场景中的人或者动物W及其它的温度高的 物体，例如运动的人、动物、汽车、飞机等。
[0072] 将红外镜头采集的红外图像进行滤波预处理去噪，在连续帖之间，根据热成像原 理进行红外图像二值化和图像形态学，检测出红外图像中的热源目标。
[0073] 步骤204,通过红外与可见光双目视觉系统，将红外图像中的热源目标映射到可见 光图像中，确定捜索范围。
[0074] 在本步骤中，双目视觉是从两个视点观察同一景物，W获取在不同视角下的感知 图像，通过成像几何原理计算图像像素间的位置偏差，来获取景物的=维信息。
[00巧]利用双目视觉系统的空间视差关系，将在步骤203中检测出的红外图像中的热 源目标映射到可见光图像中，从而确定Mean化ift算法的捜索范围。如此，大大缩小了 Mean化ift算法的捜索范围，从而提高了Mean化ift算法的准确性。
[0076] 步骤205,对捜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
[0077] 在本步骤中，利用步骤202中建立好的运动目标跟踪模型，在步骤204中确定的捜 索范围中，计算出候选区域的加权核函数的直方图分布。
[0078] 根据两个目标模板分布的相似性最大为原则，在所述加权核函数的直方图分布 中，捜索窗口沿着密度增加最大的方向移动，获取当前帖的目标准确位置，并作为下一帖的 参考匹配目标。
[0079] 重复步骤203~205,完成对于后续图像帖的运动目标检测，对捜索范围中的运动 目标进行对焦，获取运动目标的连续自动对焦。
[0080] 在本发明中，先利用红外镜头检测出运动热源目标，再通过红外与可见 光双目视 觉系统，将红外图像中的热源目标区域映射到可见光图像中，确定Mean化ift算法的捜索 范围，从而大幅度减少了Mean化ift跟踪算法捜索区域计算量，实现了快速且精确的定位 目标，并对目标的连续自动对焦。
[0081] 参考图4所示，本发明实现连续自动对焦的装置，包括：
[0082] 初始目标定位模块，用于定位初始运动目标。
[0083] 具体地，利用帖间差分法定位初始运动目标。
[0084]
[0085] 其中，ID(x，y)为差值图像像素点函数，（x，y)为目标，d为两帖图像亮度差的绝对 值，T为预先设置的阔值。如果绝对值d大于等于阔值T，则图像序列中有物体运动；如果绝 对值d小于阔值T，则图像序列中没有物体运动。
[0086] 跟踪模型建立模块，用于建立初始运动目标的跟踪模型。
[0087] 具体地，利用目标跟踪算法，例如Mean化ift算法，采用核函数直方图建模，计算 初始运动目标的加权核函数的直方图分布和后续帖需要匹配区域的直方图分布，建立初始 运动目标的跟踪模型。
[0088] 红外热源目标检测模块，用于利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目 标。
[0089] 具体地，将利用红外镜头采集的红外图像进行滤波预处理去噪，在连续帖之间，根 据热成像原理进行红外图像二值化和图像形态学，检测出红外图像中的热源目标。
[0090] 捜索范围定位模块，用于通过红外与可见光双目视觉系统，将红外图像中的热源 目标区域映射到可见光图像中，确定捜索范围。
[0091] 具体地，利用双目视觉系统的空间视差关系，将红外图像中的热源目标映射到可 见光图像中，从而确定Mean化ift算法的捜索范围。如此，可W大大缩小Mean化ift算法的 捜索范围，并且提高Mean化ift算法的准确性。
[0092] 运动目标跟踪模块，用于对捜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
[0093] 具体地，利用运动目标跟踪模型，在捜索范围中计算出候选区域的加权核函数的 直方图分布；根据两个目标模板分布的相似性最大为原则，在所述加权核函数的直方图分 布中，捜索窗口沿着密度增加最大的方向移动，对捜索范围中的运动目标进行对焦，获取运 动目标的连续自动对焦。
[0094] 本发明中，先利用红外镜头检测出运动热源目标，再通过红外与可见光双目视觉 系统，将红外图像中的热源目标区域映射到可见光图像中，确定Mean化ift算法的捜索范 围，从而能够大幅度减少Mean化ift跟踪算法捜索区域计算量，实现了快速且精确的定位 目标，并对目标的连续自动对焦。
[0095] 需要说明的是，本发明提供的实现连续自动对焦的装置中的初始目标定位红外热 源目标检测模块、运动目标跟踪模块、跟踪模型建立模块和捜索范围定位模块均设置在图1 中的微型计算机中，图像的获取来源可W设置在图1中的摄像元件中。
[0096] 需要说明的是，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、物品或者装置不仅包括那些要素，而 且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为该种过程、方法、物品或者装置所固有 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 该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0097] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0098] 通过W上的实施方式的描述，本领域的技术人员可W清楚地了解到上述实施例方 法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可W通过硬件，但很多情况下 前者是更佳的实施方式。基于该样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做 出贡献的部分可软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质 (如R0M/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用W使得一台终端设备（可W是手机，计算机， 服务器，空调器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。
[0099] W上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技 术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
L 一种实现连续自动对焦的方法，其特征在于，包括： 定位初始运动目标，并建立所述初始运动目标的跟踪模型； 利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目标，并将所述红外图像中的热源目 标映射到可见光图像中，确定搜索范围； 对所述搜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位初始运动目标，包括： 利用帧间差分法定位初始运动目标，所述帧间差分法的公式为，其中，ID (x，y)为差值图像像素点函数，（x，y)为目标，d为两帧图像亮度差的绝对值，T 为预先设置的阈值；如果绝对值d大于等于阈值T，则图像序列中有运动目标；如果绝对值 d小于阈值T，则图像序列中没有运动目标。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立所述初始运动目标的跟踪模型， 包括： 利用目标跟踪算法，计算出所述初始运动目标的加权核函数的直方图分布和后续帧需 要匹配区域的直方图分布，建立所述初始运动目标的跟踪模型。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用红外镜头的热成像检测出红外 图像中的热源目标，包括： 将红外镜头采集的红外图像进行滤波预处理去噪，在连续帧之间，根据红外镜头的热 成像进行所述红外图像二值化和图像形态学，检测出所述红外图像中的热源目标。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述红外图像中的热源目标映射 到可见光图像中，确定搜索范围，包括： 利用双目视觉系统的空间视差关系，将所述红外图像中的热源目标映射到可见光图像 中，确定搜索范围。
6. 根据权利要求1~5任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述搜索范围中的运动 目标进行连续自动对焦，包括： 根据所述运动目标的跟踪模型，在所述搜索范围中，计算出候选区域的加权核函数的 直方图分布； 在所述加权核函数的直方图分布中，搜索窗口沿着密度增加最大的方向移动，对搜索 范围中的运动目标进行连续自动对焦。
7. -种实现连续自动对焦的装置，其特征在于， 初始目标定位模块，用于定位初始运动目标； 跟踪模型建立模块，用于建立初始运动目标的跟踪模型； 红外热源目标检测模块，用于利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目标； 搜索范围定位模块，用于将所述红外图像中的热源目标映射到可见光图像中，确定搜 索范围； 运动目标跟踪模块，用于对所述搜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述初始目标定位模块，具体用于：利用 帧间差分法定位初始运动目标，所述帧间差分法的公式为，其中，ID (x，y)为差值图像像素点函数，（x，y)为目标，d为两帧图像亮度差的绝对值，T 为预先设置的阈值；如果绝对值d大于等于阈值T，则图像序列中有运动目标；如果绝对值 d小于阈值T，则图像序列中没有运动目标。
9. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述跟踪模型建立模块，具体用于： 利用目标跟踪算法，计算出所述初始运动目标的加权核函数的直方图分布和后续帧需 要匹配区域的直方图分布，建立初始运动目标的跟踪模型。
10. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述红外热源目标检测模块，具体用于： 将红外镜头采集的红外图像进行滤波预处理去噪，在连续帧之间，根据红外镜头的热成像 进行所述红外图像二值化和图像形态学，检测出所述红外图像中的热源目标。
11. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述搜索范围定位模块，具体用于：利 用双目视觉系统的空间视差关系，将所述红外图像中的热源目标映射到可见光图像中，确 定搜索范围。
12. 根据权利要求7~11中的任一项所述的装置，其特征在于，所述运动目标跟踪模 块，具体用于：根据所述运动目标的跟踪模型，在所述搜索范围中，计算出候选区域的加权 核函数的直方图分布；在所述加权核函数的直方图分布中，搜索窗口沿着密度增加最大的 方向移动，对搜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。
【专利摘要】本发明公开了一种实现连续自动对焦的方法和装置，包括：定位初始运动目标，并建立所述初始运动目标的跟踪模型；利用红外镜头的热成像检测出红外图像中的热源目标，并将所述红外图像中的热源目标映射到可见光图像中，确定搜索范围；对所述搜索范围中的运动目标进行连续自动对焦。通过本发明，能够实现快速且精确的定位运动目标，并对运动目标进行连续自动对焦。
【IPC分类】H04N5/232
【公开号】CN104902182
【申请号】CN201510282211
【发明人】戴向东, 黄雷
【申请人】努比亚技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月28日
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