专利名称：一种自动对焦方法、系统及具有该系统的照相机和摄像机的制作方法
技术领域：
本发明涉及对焦技术领域，更具体地说，涉及一种自动对焦方法、系统及具有该系统的照相机和摄像机。
背景技术：
随着相机的普及，与相机成像技术密切相关的对焦技术也得到了空前的发展，其中，以自动对焦技术最为典型。采用自动对焦技术的相机(也称自动对焦相机)的对焦原理如下:根据光反射原理，相机上的感光器件接收被摄体的反射光，将接收的光线信息通过搭载的计算机处理后，再由电动对焦装置进行对焦。采用自动对焦相机进行拍摄时，拍摄者往往要求被摄体的对焦位置可设置在取景器中的不同位置，以得出不同成像效果的相片。而现有自动对焦相机，其调焦点一般都设置在取景器的中心位置，当需要设置被摄体的对焦位置不在取景器的中心位置时，则需要摄像者手动改变相机的调焦点；具体做法是将相机镜头对准被摄体，手动锁定焦点之后进行构图，以获得被摄体的图像；这种对焦方式在设置被摄体的对焦位置方面，缺乏灵活性、且操作相对繁琐，容易导致对焦准确性不高。现有技术还存有一种光场相机，其主镜头和感光器件之间设置有一个数量以万计的微型镜片的显微镜阵列，通过该显微镜阵列可接收由主镜头传送而来的光线，由存储单元将该光线资料及其聚焦光线以数码方式记录存储，然后通过相机内置的“扩大光场”软件，或将所述存储转存入设置有“扩大光场”软件的计算机，以追踪所述存储中每条光线在不同距离影像上的落点，经数码重新对焦可得出最后的相片；光场相机可记录取景器显示范围内的全部光线信息，并根据记录的光线信息进行对焦，其可灵活的设置被摄体的对焦位置，解决了相机对焦操作繁琐，对焦准确性不高的问题，但光场相机基于数量以万计的微型镜片，其必然存在成本高且不易维护的问题。需要说明的是，现有相机的取景器一般分为两种，包括:与相机显示屏合一的取景器，该类型的相机操作简单、上手相对容易，如傻瓜相机等；与相机显示屏分开设置的取景器，该类型的相机相对专业，配备的取景器一般都是光学取景器，如单反相机等。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种自动对焦方法及系统，以解决现有自动对焦相机存在的缺陷，实现被摄体对焦位置的灵活设置、准确、低成本和易维护的自动对焦。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:一种自动对焦方法，所述方法包括:获取并确定拍摄者的人眼图像；利用人眼追踪技术，计算所述人眼图像对应的人眼视线方向，根据所述人眼视线方向，计算拍摄者的人眼视线落在取景器上的坐标；
对所述坐标对应的被摄体进行对焦。
本发明还提供一种自动对焦系统，所述系统包括:人眼图像确定模块，用于获取并确定拍摄者的人眼图像；信息处理模块，用于利用人眼追踪技术，计算所述人眼图像对应的人眼视线方向，根据所述人眼视线方向，计算拍摄者的人眼视线落在取景器上的坐标；对焦模块，用于对所述坐标对应的被摄体进行对焦。本发明还提供一种照相机，包括上述所述的自动对焦系统。本发明还提供一种摄像机，包括上述所述的自动对焦系统。基于以上技术方案，本发明实施例所提供的自动对焦方法，通过人眼追踪技术计算出摄像者的人眼图像所对应的人眼视线方向，再根据所述人眼视线方向，计算出摄像者的人眼视线落在取景器上的坐标，并在所述坐标对应的被摄体处进行自动对焦；可以看出，本发明相对于现有技术存有如下优点:拍摄者可通过其人眼视线与相机取景器的相对移动，从而灵活的设置被摄体的对焦位置；参照了代表拍摄者意志的人眼视线方向进行自动对焦，确保了对焦准确性；由于不涉及大数量微型镜片的使用，因此相对于光场相机，本发明提供的自动对焦方法不仅实现了灵活准确的设置 被摄体对焦位置，而且成本低且易维护。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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他的附图。图1为本发明一种自动对焦方法的流程图；图2为本发明人脸偏角计算示意图；图3为本发明一种自动对焦方法的另一流程图；图4为本发明一种自动对焦系统的结构框图；图5为本发明人眼图像确定模块的结构框图；图6为本发明人眼图像确定模块的另一结构框图；图7为本发明信息处理模块的结构框图；图8为本发明信息处理模块的另一结构框图；图9为本发明对焦模块的结构框图；图10为本发明一种自动对焦系统的另一结构框图；图11为本发明一种自动对焦系统的硬件架构图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一种自动对焦方法的流程图。参照图1，该方法可以包括如下步骤:步骤S100、获取并确定拍摄者的人眼图像；所述拍摄者包括执行摄像和/或摄影操作的人员。对于取景器的设置各不相同的相机，获取和确定拍摄者人眼图像的方法也各不相同，如包括傻瓜相机在内的显示屏与取景器合一的相机，获取并确定人眼图像包括以下两种情况:如果拍摄者的人脸正对取景器，则直接获取拍摄者的人眼区域图像，并将该人眼区域图像确定为所述拍摄者的人眼图像；如果拍摄者的人脸与取景器存在一定偏角，则获取拍摄者的人脸图像，根据人脸检测算法检测所述人脸图像中的人脸特征，将所述人脸特征中的人眼图像确定为所述拍摄者的人眼图像；上述获取拍摄者的人眼区域图像或拍摄者的人脸图像的方式可以为:通过前置摄像头对拍摄者进行摄像，获取拍摄者图像，从所述拍摄者图像中获取相应的人眼区域图像或人脸图像；上述两种情况中，判断拍摄者的人脸是正对取景器还是与取景器存在一定偏角，可以通过判断前置摄像头获取的拍摄者图像中的拍摄者人脸与取景器是否存在相对角度来进行，若是则表示拍摄者的人脸与取景器存在一定偏角，若否则表示拍摄者的人脸是正对取景器；也可预先设置拍摄者人脸正对取景器时的拍摄者图像，将前置摄像头获取的拍摄者图像与所述预先设置的拍摄者图像进行比对，具体比对两图像中的拍摄者人脸角度是否存在差别，若两图像比对后的人脸角度差别在预定的拍摄者人脸正对取景器时所允许的范围内，则表示拍摄者的人脸正对取景器，否则，拍摄者的人脸与取景器存在一定偏角。
·
可以看出，上述两种确定人眼图像的方式主要决定因素在于，拍摄者的人脸是否与取景器存在偏角。拍摄者的人脸正对取景器，则拍摄者的人眼相对于脸部轮廓的偏角为零，在这种情况下，只需获取拍摄者的人眼区域的图像，即可进行后续处理；如果拍摄者的人脸并不正对取景器，与取景器存在一定偏角，则拍摄者的人眼与脸部轮廓必定存在一定偏角，在这种情况下，需要获取拍摄者人脸区域的图像，以便提取分析所述人脸图像中的人脸特征，进行后续处理。对于包括单反相机在内的采用光学取景器、显示屏与取景器分开设置的相机，获取并确定人眼图像具体为:预先在所述光学取景器的两侧分别设置传感器，当相对于所述光学取景器的人眼与任一所述传感器的距离达到预定阈值时，获取所述人眼左侧皮肤相对于左侧传感器的距离与所述人眼右侧皮肤相对于右侧传感器的距离，同时获取相对于所述光学取景器的人眼区域的图像，将该人眼区域图像确定为所述拍摄者的人眼图像；对于单反相机这类运用光学取景器的相机，只需获取拍摄者的人眼区域图像，将该人眼区域图像确定为所述拍摄者的人眼图像则可；但是，发明人在研究过程中，发现在拍摄者人脸与采用光学取景器的相机存在一定偏角时，直接通过拍摄者人眼视线确定取景器上对应的被摄体位置会存在一定的误差，因此引入设置在光学取景器两侧的传感器，获取人眼两侧皮肤分别与对应传感器的距离，以判断拍摄者人脸与采用光学取景器的相机是否存在一定偏角，并在出现偏角时，利用获取的人眼两侧皮肤分别与对应传感器的距离进行后续的处理，以对需对焦的被摄体位置进行精确定位。步骤S200、利用人眼追踪技术，计算所述人眼图像对应的人眼视线方向，根据所述人眼视线方向，计算拍摄者的人眼视线落在取景器上的坐标；相应的，如果拍摄者使用显示屏与取景器合一的相机，则在拍摄者的人脸正对取景器时，根据确定的拍摄者人眼图像，计算对应的人眼视线矢量，将所述人眼视线矢量确定为所述对应的人眼视线方向；在拍摄者的人脸并不正对取景器，与取景器存在一定偏角时，则根据所述人脸特征确定的拍摄者人眼图像，计算对应的人眼视线矢量，及，提取所述人脸特征中的人眼和脸部轮廓，根据所述人眼相对所述脸部轮廓的偏移量，计算对应的人脸偏角，将所述人脸偏角和所述人眼视线矢量叠加，计算出所述人眼视线方向；其中，根据确定的拍摄者人眼图像，计算对应的人眼视线矢量具体为:分别提取确定的人眼图像中的左眼瞳孔和右眼瞳孔，得出所述左眼瞳孔中心点位置和右眼瞳孔中心点位置，将所述左眼瞳孔中心点的位置和预设的左眼瞳孔正视取景器时中心点所处的位置进行比对，计算左眼瞳孔中心点的移动量，确定左眼视线方向，及，将所述右眼瞳孔中心点的位置和预设的右眼瞳孔正视取景器时中心点所处的位置进行比对，计算出右眼瞳孔中心点的移动量，确定右眼视线方向，将所述左眼视线方向和所述右眼视线方向叠加，计算出所述人眼视线矢量；图2示出了人脸偏角计算示意图。参照图2，fl为拍摄者右眼相对脸部轮廓的偏移量，f2为拍摄者左眼相对脸部轮廓的偏移量，计算Π与f2的比值，将得到的Π与f2的比值，与预先存储的偏移量比值和人脸偏角的对应关系进行比对，得出对应的人脸偏角，如fl/f2 = 0.5时，查找 偏移量比值和人脸偏角的对应关系，得出人脸偏角为左偏25度；将计算的人脸偏角与视线矢量叠加在一起，即可计算出拍摄者的人眼视线方向；可以看出，如果人脸正对取景器，为正脸时，即fl/f2 = 1，不存在人脸偏角时，人脸偏角与视线矢量的叠加所得的结果实质上为初始的视线矢量，这与拍摄者的人脸正对取景器，所确定的人眼视线方向相同。相应的，如果拍摄者使用光学取景器，显示屏与取景器分开设置的相机，则根据确定的拍摄者人眼图像，计算对应的人眼视线矢量，及，根据所述获取的人眼左侧皮肤相对于所述左侧传感器的距离，与所述人眼右侧皮肤相对于右侧传感器的距离的比值，判断人脸相对对焦设备的偏角，将人脸相对对焦设备的偏角与所述人眼视线矢量叠加，计算出所述人眼视线方向；其中，根据确定的拍摄者人眼图像，计算对应的人眼视线矢量具体为:提取所述相对于所述光学取景器的人眼图像中的瞳孔，得出所述瞳孔中心点位置，将所述瞳孔中心点位置与预设瞳孔正视取景器时中心点所处的位置进行比对，计算瞳孔中心点的移动量，确定人眼视线矢量；为便于描述，此处定义所述获取的人眼左侧皮肤相对于所述左侧传感器的距离为Lp所述人眼右侧皮肤相对于右侧传感器的距离为Lp当!^/!^为I时，表示拍摄者人脸正对对焦设备不等于I则表示拍摄者人脸与对焦设备存在偏角；可预先存储Lt/L；^值与人脸相对对焦设备的偏角值的对应关系，在得到Lt/I^值时，查找所述对应关系，得出对应的人脸相对对焦设备的偏角值，具体做法与图2示出的人脸偏角计算方法相似，可相互参照，此处不再做过多介绍。
所述根据所述人眼视线方向，计算拍摄者的人眼视线落在取景器上的坐标具体为:根据计算出的人眼视线方向和拍摄者人眼相对所述取景器的坐标，计算出拍摄者的人眼视线坐落在取景器上的坐标；所述拍摄者人眼相对所述取景器的坐标可参照现有技术，根据所述人眼图像计算所得。步骤S300、对所述坐标对应的被摄体进行对焦；对焦具体可以为:预先对所述坐标对应的被摄体进行测光、深度测量和周围深度预测，根据所述测光、深度测量和周围深度预测所得参数，进行自动对焦，具体细化的对焦方法可参照现有技术，此处不再赘述。需要说明的是，对于拍摄者使用显示屏与取景器合一的相机的情况，本发明实施例也可不判断拍摄者的人脸是否正对取景器，直接获取拍摄者的人脸图像，分析对应人脸特征，将人脸偏角与视线矢量叠加在一起，计算出拍摄者的人眼视线方向，从而确定拍摄者的人眼视线落在取景器上的坐标，进而对所述坐标对应的被摄体进行对焦。本发明实施例所提供的自动对焦方法，通过人眼追踪技术计算出摄像者的人眼图像所对应的人眼视线方向，再根据所述人眼视线方向，计算出摄像者的人眼视线落在取景器上的坐标，并在所述坐标对应的被摄体处进行自动对焦；可以看出，本发明相对于现有技术存有如下优点:(I)拍摄者可通过其人眼视线与相机取景器的相对移动，从而灵活的设置被摄体的对焦位置；(2)参照了代表拍摄者意志的人眼视线方向进行自动对焦，确保了对焦准确性；(3)由于不涉及大数量微型镜片的使用，因此相对于光场相机，本发明提供的自动对焦方法不仅实现 了灵活准确的设置被摄体对焦位置，而且成本低且易维护。图3为本发明一种自动对焦方法的另一流程图。结合图1和图3所示，图3所示方法还包括:步骤S400、判断拍摄者人眼视线停留在所述坐标上的时间，是否满足预设对焦时间，若是，则执行步骤S300，对所述坐标对应的被摄体进行对焦，若否，则不对所述坐标对应的被摄体进行对焦；可将人眼视线停留在所述坐标上的一定时间设置为对焦条件，在确定拍摄者的人眼视线落在取景器上的坐标后，判断拍摄者人眼视线停留在所述坐标上的时间是否达到对焦条件，以判断是否进行对焦，使对焦更为精准；步骤S400的顺序在步骤S200之前后，步骤S300之前。步骤S500、判断拍摄者的人眼视线继续停留在所述坐标上的时间，是否满足预设拍摄时间，若是，则进行拍摄操作，若否，则不进行拍摄操作；完成对焦操作后，现有相机一般是通过按快门的形式完成后续的拍摄操作，本发明实施例可将对焦操作后，人眼视线继续停留在进行对焦的对应坐标上的一定时间设置为拍摄条件，利用传感技术判断拍摄者人眼视线继续停留在该坐标上的时间是否达到拍摄条件，以判断是否进行拍摄，使拍摄动作自动简单化；拍摄操作包括:摄像操作和摄影操作。图4为本发明一种自动对焦系统的结构框图。参照图4，该系统可以包括:人眼图像确定模块100，用于获取并确定拍摄者的人眼图像；如果拍摄者使用的是显示屏与取景器合一的相机，则可根据图5所示的人眼图像确定模块100的结构来确定拍摄者的人眼图像，参照图5，人眼图像确定模块100可以包括:判断单元110，用于判断拍摄者的人脸是否正对取景器；第一图像获取单元120，用于在判断单元110的判断结果为是的情况下，获取拍摄者的人眼图像，或，在判断单元110的判断结果为否的情况下，获取拍摄者的人脸图像；第一确定单元130，用于在判断单元110的判断结果为是的情况下，将第一图像获取单元120获取的拍摄者人眼图像，确定为所述拍摄者的人眼图像，或，在判断单元110的判断结果为否的情况下，根据人脸检测算法，检测第一图像获取单元120获取的人脸图像中的人脸特征，将所述人脸特征中的人眼图像确定为所述拍摄者的人眼图像。如果拍摄者使用的是光学取景器相机，则根据图6所示的人眼图像确定模块100的结构来确定拍摄者的人眼图像，参照图 6，人眼图像确定模块100可以包括:分别设置在所述光学取景器两侧的传感单元150，用于获取所述人眼左侧皮肤相对于左侧传感器的距离与所述人眼右侧皮肤相对于右侧传感器的距离；第二图像获取单元160，用于获取相对于所述光学取景器的人眼区域的图像；第二确定单元170，用于将第二图像获取单元160获取的人眼区域图像确定为所述拍摄者的人眼图像。信息处理模块200，用于利用人眼追踪技术，计算所述人眼图像对应的人眼视线方向，根据所述人眼视线方向，计算拍摄者的人眼视线落在取景器上的坐标；如果拍摄者使用的是显示屏与取景器合一的相机，则信息处理模块200的结构如图7所示，信息处理模块200可以包括:第一人眼视线方向计算单元210，用于在判断单元110的判断结果为是的情况下，根据第一确定单元130确定的拍摄者人眼图像，计算对应的人眼视线矢量，将所述人眼视线矢量确定为对应的人眼视线方向，或，在判断单元的判断结果110为否的情况下，根据第一确定单元130确定的拍摄者人眼图像，计算对应的人眼视线矢量，及，提取所述人脸特征中的人眼和脸部轮廓，根据所述人眼相对所述脸部轮廓的偏移量，计算对应的人脸偏角，将所述人脸偏角和所述人眼视线矢量叠加，计算出所述人眼视线方向；第一相对坐标计算单元220，用于根据第一确定单元130确定的人眼图像，计算拍摄者人眼相对所述取景器的坐标；第一坐标计算单元230，用于根据第一人眼视线方向计算单元210计算的人眼视线方向和第一相对坐标计算单元220计算的拍摄者人眼相对所述取景器的坐标，计算出摄像者的人眼视线坐落在取景器上的坐标；其中，第一人眼视线方向计算单元210可以包括:第一人眼视线矢量计算子单元(未图示)，用于分别提取所述第一确定单元确定的人眼图像中的左眼瞳孔和右眼瞳孔，得出所述左眼瞳孔中心点位置和右眼瞳孔中心点位置，将所述左眼瞳孔中心点的位置和预设的左眼瞳孔正视取景器时中心点所处的位置进行比对，计算左眼瞳孔中心点的移动量，确定左眼视线方向，及，将所述右眼瞳孔中心点的位置和预设的右眼瞳孔正视显示屏时中心点所处的位置进行比对，计算出右眼瞳孔中心点的移动量，确定右眼视线方向；
第一叠加子单元(未图示)，用于将所述左眼视线方向和所述右眼视线方向叠加，计算出所述人眼视线矢量。相应的，如果拍摄者使用的是光学取景器相机，则信息处理模块200的结构如图8所示包括:第二人眼视线方向计算单元250，用于根据第二确定单元170确定的拍摄者人眼图像，计算对应的人眼视线矢量，及，根据所述获取的人眼左侧皮肤相对于所述左侧传感器的距离，与所述人眼右侧皮肤相对于右侧传感器的距离的比值，判断人脸相对对焦设备的偏角，将人脸相对对焦设备的偏角与所述人眼视线矢量叠加，计算出所述人眼视线方向；第二相对坐标计算单元260，用于根据所述第二确定单元170确定的人眼图像，计算拍摄者人眼相对所述取景器的坐标；第二坐标计算单元270，用于根据第二人眼视线方向计算单元250计算的人眼视线方向，和第二相对坐标计算单元260计算的拍摄者人眼相对所述取景器的坐标，计算出摄像者的人眼视线坐落在取景器上的坐标；其中，第二人眼视线方向计算单元250可以包括:第二人眼视线矢量计算子单元(未图示)，用于提取所述相对于所述光学取景器的人眼图像中的瞳孔，得出所述瞳孔中心位置，将所述瞳孔中心点位置与预设瞳孔正视取景器时中心点所处的位置进行比对，计算瞳孔中心点的移动量，确定人眼视线矢量。对焦模块300，用于对所述坐标对应的被摄体进行对焦；参照图9，对焦模块300可以包括:
参数获取单元310，用于对所述坐标对应的被摄体进行测光、深度测量和周围深度预测，获取所述测光、深度测量和周围深度预测所得参数；对焦执行单元320，用于根据所述测光、深度测量和周围深度预测所得参数，进行自动对焦。图10为本发明一种自动对焦系统的另一结构框图。结合图4所不系统，图10所示系统还包括:摄像模块400，用于采集拍摄者图像，并将采集的拍摄者图像传送给人眼图像确定模块100，人眼图像确定模块100根据摄像头模块400采集的拍摄者图像确定拍摄者的人眼图像；摄像模块400置于人眼图像确定模块100之前，摄像模块400可以为摄像头。第一时间判断模块500，用于判断拍摄者人眼视线停留在所述坐标上的时间，是否满足预设对焦时间，若是，则对所述坐标对应的被摄体进行对焦，若否，则不对所述坐标对应的被摄体进行对焦；第一时间判断模块500可在判断结果为是的情况下，指示对焦模块300进行相应的对焦操作，第一时间判断模块500置于信息处理模块200之后,对焦模块300之前。第二时间判断模块600，用于在所述对焦模块对焦后，判断拍摄者的人眼视线继续停留在所述坐标上的时间，是否满足预设拍摄时间，若是，则进行拍摄操作，若否，则不进行拍摄操作；第二时间判断模块600置于对焦模块300之后，拍摄操作包括摄像操作和/或摄
影操作。
下面结合图4至图10所示的自动对焦系统的结构框图，对本发明自动对焦系统的硬件架构加以说明。图11为本发明一种自动对焦系统的硬件架构图，包括:摄像头01，与多个传感器相连的处理器02和对焦装置03。摄像头01采集拍摄者图像并将所述拍摄者图像传送给处理器02 ;与多个传感器相连的处理器02用于通过传感技术，获取并确定拍摄者人眼图像，根据人眼追踪技术，计算所述人眼图像对应的人眼视线方向，根据所述人眼视线方向，计算拍摄者的人眼视线落在取景器上的坐标；对焦装置03用于对所述坐标对应的被摄体进行对焦，对焦装置03的结构可参照现有技术。本发明还提供一种照相机，包括上述所述的自动对焦系统，照相机的其余结构组成可参照现有技术，此处不再赘述。本发明还提供一种摄像机，包括上述所述的自动对焦系统，摄像机的其余结构组成可参照现有技术，此处不再赘述。需要说明的是，图11所示出的系统硬件架构只为一种优选实施方式，其不应成为本发明自动对焦系统硬件架构的限制，专业人员可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不 脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种自动对焦方法，其特征在于，所述方法包括: 获取并确定拍摄者的人眼图像； 利用人眼追踪技术，计算所述人眼图像对应的人眼视线方向，根据所述人眼视线方向，计算拍摄者的人眼视线落在取景器上的坐标； 对所述坐标对应的被摄体进行对焦。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在显示屏与取景器合一的情况下，所述获取并确定拍摄者的人眼图像具体为: 如果拍摄者的人脸正对取景器，则获取拍摄者的人眼区域图像，并将该人眼区域图像确定为所述拍摄者的人眼图像； 如果拍摄者的人脸与取景器存在一定偏角，则获取拍摄者的人脸图像，根据人脸检测算法检测所述人脸图像中的人脸特征，将所述人脸特征中的人眼图像确定为所述拍摄者的人眼图像。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所使用的取景器为光学取景器的情况下，所述获取并确定拍摄者的人眼图像具体为: 预先在所述光学取景器的两侧分别设置传感器，当相对于所述光学取景器的人眼与任一所述传感器的距离达到预定阈值时，获取所述人眼左侧皮肤相对于左侧传感器的距离与所述人眼右侧皮肤相对于右侧传感器的距离，同时获取相对于所述光学取景器的人眼区域的图像，将该人眼区域图像确定为所述拍摄者的人眼图像。
4.根据权利要 求2所述的方法，其特征在于，所述利用人眼追踪技术，计算所述人眼图像对应的人眼视线方 向具体为: 如果拍摄者的人脸正对取景器，则根据所述确定的拍摄者人眼图像，计算对应的人眼视线矢量，将所述人眼视线矢量确定为所述对应的人眼视线方向； 如果拍摄者的人脸与取景器存在一定偏角，则根据所述确定的拍摄者人眼图像，计算对应的人眼视线矢量，及，提取所述人脸特征中的人眼和脸部轮廓，根据所述人眼相对所述脸部轮廓的偏移量，计算对应的人脸偏角，将所述人脸偏角和所述人眼视线矢量叠加，计算出所述人眼视线方向。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用人眼追踪技术，计算所述人眼图像对应的人眼视线方向具体为: 根据所述确定的拍摄者人眼图像，计算对应的人眼视线矢量，及，根据所述获取的人眼左侧皮肤相对于所述左侧传感器的距离，与所述人眼右侧皮肤相对于右侧传感器的距离的比值，判断人脸相对对焦设备的偏角； 将人脸相对对焦设备的偏角与所述人眼视线矢量叠加，计算出所述人眼视线方向。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述确定的拍摄者人眼图像，计算对应的人眼视线矢量具体为: 分别提取所述人眼图像中的左眼瞳孔和右眼瞳孔，得出所述左眼瞳孔中心点位置和右眼瞳孔中心点位置，将所述左眼瞳孔中心点的位置和预设的左眼瞳孔正视取景器时中心点所处的位置进行比对，计算左眼瞳孔中心点的移动量，确定左眼视线方向，及，将所述右眼瞳孔中心点的位置和预设的右眼瞳孔正视取景器时中心点所处的位置进行比对，计算出右眼瞳孔中心点的移动量，确定右眼视线方向；将所述左眼视线方向和所述右眼视线方向叠加，计算出所述人眼视线矢量。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述确定的拍摄者人眼图像，计算对应的人眼视线矢量具体为: 提取所述相对于所述光学取景器的人眼图像中的瞳孔，得出所述瞳孔中心点位置，将所述瞳孔中心点位置与预设瞳孔正视取景器时中心点所处的位置进行比对，计算瞳孔中心点的移动量，确定人眼视线矢量。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述人眼视线方向，计算拍摄者的人眼视线落在取景器上的坐标具体为: 根据所述人眼视线方向和拍摄者人眼相对所述取景器的坐标，计算出拍摄者的人眼视线落在取景器上的坐标，所述拍摄者人眼相对所述取景器的坐标根据所述人眼图像计算所得。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在 于，所述对所述坐标对应的被摄体进行对焦具体为: 对所述坐标对应的被摄体进行测光、深度测量和周围深度预测，根据所述测光、深度测量和周围深度预测所得参数，进行自动对焦。
10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，还包括: 判断拍摄者人眼视线停留在所述坐标上的时间，是否满足预设对焦时间，若是，则对所述坐标对应的被摄体进行对焦，若否，则不对所述坐标对应的被摄体进行对焦。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，对所述坐标对应的被摄体进行对焦后，还包括: 判断拍摄者的人眼视线继续停留在所述坐标上的时间，是否满足预设拍摄时间，若是，则进行拍摄操作，若否，则不进行拍摄操作。
12.一种自动对焦系统，其特征在于，所述系统包括: 人眼图像确定模块，用于获取并确定拍摄者的人眼图像； 信息处理模块，用于利用人眼追踪技术，计算所述人眼图像对应的人眼视线方向，根据所述人眼视线方向，计算拍摄者的人眼视线落在取景器上的坐标； 对焦模块，用于对所述坐标对应的被摄体进行对焦。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，在显示屏与取景器合一的情况下，所述人眼图像确定模块包括: 判断单元，用于判断拍摄者的人脸是否正对取景器； 第一图像获取单元，用于在所述判断单元的判断结果为是的情况下，获取拍摄者的人眼图像，或，在所述判断单元的判断结果为否的情况下，获取拍摄者的人脸图像； 第一确定单元，用于在所述判断单元的判断结果为是的情况下，将所述第一图像获取单元获取的拍摄者人眼图像，确定为所述拍摄者的人眼图像，或， 在所述判断单元的判断结果为否的情况下，根据人脸检测算法，检测所述图像获取单元获取的人脸图像中的人脸特征，将所述人脸特征中的人眼图像确定为所述拍摄者的人眼图像。
14.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，在所使用的取景器为光学取景器的情况下，所述人眼图像确定模块包括:分别设置在所述光学取景器两侧的传感单元，用于获取所述人眼左侧皮肤相对于左侧传感器的距离与所述人眼右侧皮肤相对于右侧传感器的距离； 第二图像获取单元，用于获取相对于所述光学取景器的人眼区域的图像； 第二确定单元，用于将所述第二图像获取单元获取的人眼区域图像确定为所述拍摄者的人眼图像。
15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述信息处理模块包括: 第一人眼视线方向计算单元，用于在所述判断单元的判断结果为是的情况下，根据所述第一确定单元确定的拍摄者人眼图像，计算对应的人眼视线矢量，将所述人眼视线矢量确定为对应的人眼视线方向，或， 在所述判断单元的判断结果为否的情况下，根据所述第一确定单元确定的拍摄者人眼图像，计算对应的人眼视线矢量，及，提取所述人脸特征中的人眼和脸部轮廓，根据所述人眼相对所述脸部轮廓的偏移量，计算对应的人脸偏角，将所述人脸偏角和所述人眼视线矢量叠加，计算出所述人眼视线方向； 第一相对坐标计算单元，用于根据所述第一确定单元确定的人眼图像，计算拍摄者人眼相对所述取景器 的坐标； 第一坐标计算单元，用于根据所述第一人眼视线方向计算单元计算的人眼视线方向和所述第一相对坐标计算单元计算的拍摄者人眼相对所述取景器的坐标，计算出摄像者的人眼视线坐落在取景器上的坐标。
16.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述信息处理模块包括: 第二人眼视线方向计算单元，用于根据第二确定单元确定的拍摄者人眼图像，计算对应的人眼视线矢量，及，根据所述获取的人眼左侧皮肤相对于所述左侧传感器的距离，与所述人眼右侧皮肤相对于右侧传感器的距离的比值，判断人脸相对对焦设备的偏角，将人脸相对对焦设备的偏角与所述人眼视线矢量叠加，计算出所述人眼视线方向； 第二相对坐标计算单元，用于根据所述第二确定单元确定的人眼图像，计算拍摄者人眼相对所述取景器的坐标； 第二坐标计算单元，用于根据所述第二人眼视线方向计算单元计算的人眼视线方向，和所述第二相对坐标计算单元计算的拍摄者人眼相对所述取景器的坐标，计算出摄像者的人眼视线坐落在取景器上的坐标。
17.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述第一人眼视线方向计算单元包括: 第一人眼视线矢量计算子单元，用于分别提取所述第一确定单元确定的人眼图像中的左眼瞳孔和右眼瞳孔，得出所述左眼瞳孔中心点位置和右眼瞳孔中心点位置，将所述左眼瞳孔中心点的位置和预设的左眼瞳孔正视取景器时中心点所处的位置进行比对，计算左眼瞳孔中心点的移动量，确定左眼视线方向，及，将所述右眼瞳孔中心点的位置和预设的右眼瞳孔正视显示屏时中心点所处的位置进行比对，计算出右眼瞳孔中心点的移动量，确定右眼视线方向； 第一叠加子单元，用于将所述左眼视线方向和所述右眼视线方向叠加，计算出所述人眼视线矢量。
18.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述第二人眼视线方向计算单元包括: 第二人眼视线矢量计算子单元，用于提取所述相对于所述光学取景器的人眼图像中的瞳孔，得出所述瞳孔中心位置，将所述瞳孔中心点位置与预设瞳孔正视取景器时中心点所处的位置进行比对，计算瞳孔中心点的移动量，确定人眼视线矢量。
19.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述对焦模块包括: 参数获取单元，用于对所述坐标对应的被摄体进行测光、深度测量和周围深度预测，获取所述测光、深度测量和周围深度预测所得参数； 对焦执行单元，用于根据所述测光、深度测量和周围深度预测所得参数，进行自动对焦。
20.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，还包括用于采集拍摄者图像的摄像头，所述人眼图像确定模块，根据所述摄像头采集的图像确定拍摄者的人眼图像。
21.根据权利要求12至19任一项所述的系统，其特征在于，还包括: 第一时间判断模块，用于判断拍摄者人眼视线停留在所述坐标上的时间，是否满足预设对焦时间，若是，则对所述坐标对应的被摄体进行对焦，若否，则不对所述坐标对应的被摄体进行对焦。
22.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，还包括: 第二时间判断模块，用于在所述对焦模块对焦后，判断拍摄者的人眼视线继续停留在所述坐标上的时间，是否满足预设拍摄时间，若是，则进行拍摄操作，若否，则不进行拍摄操作。
23.一种照相机，其特征在于，包括如权利要求12至22任意一项所述的自动对焦系统。
24.一种 摄像机，其特征在于，包括如权利要求12至22任意一项所述的自动对焦系统。
全文摘要
本发明实施例提供一种自动对焦方法及系统，所述方法包括获取并确定拍摄者的人眼图像；利用人眼追踪技术，计算所述人眼图像对应的人眼视线方向，根据所述人眼视线方向，计算拍摄者的人眼视线落在取景器上的坐标；对所述坐标对应的被摄体进行对焦。本发明实施例所提供的自动对焦方法，实现了被摄体对焦位置的灵活设置、准确、低成本和易维护的自动对焦。
文档编号G02B7/36GK103246044SQ20121002902
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月9日 优先权日2012年2月9日
发明者阳光 申请人:联想(北京)有限公司