基于脸部检测和追踪的连续自动聚焦制造技术

一种自动聚焦方法包括获取包括一个或多个失焦脸部和/或部分脸部的场景的数字图像。该方法包括通过应用在失焦脸部上训练的一个或多个分类器集合，检测数字图像之中的一个或多个失焦脸部和/或部分脸部。在该数字图像中确定一个或多个各自的失焦脸部和/或部分脸部的一个或多个尺寸。基于该数字图像中的一个或多个脸部和/或部分脸部的该一个或多个尺寸，确定该一个或多个失焦脸部和/或部分脸部的一个或多个各自的深度。调整该镜头的一个或多个各自的焦点位置，以近似地聚焦在所确定的一个或多个各自的深度上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于脸部检测和追踪的连续自动聚焦
技术介绍
数码相机如今通常包括自动聚焦机制。两种常规的自动聚焦机制是对比度检测自动聚焦和相位检测自动聚焦。对比度检测自动聚焦利用对比度检测自动聚焦，相机镜头最初被定位在最近的聚焦点上。递增地移动该镜头并且在每一步都估计图像清晰度。当达到清晰度峰值时，停止镜头移动。对比度检测自动聚焦用于常规数码静物相机或DSC、便携式摄像机相机手机、网络摄像头和监控摄像头。基于像素级测量和精细扫描，它们非常精确。它们可以聚焦在画面内部的任何地方，但是它们通常仅围绕画面的中心聚焦。然而，对比度检测自动聚焦机制是缓慢的，因为它们涉及扫描聚焦范围。它们还不允许追踪所获取的对象。涉及进一步的扫描以确定该对象是否已经移动到前焦点或后焦点，被称为猎焦。对比度检测自动聚焦机制通常是便宜的并且粗糖的。相位检测自动聚焦相位检测自动聚焦通常涉及包括副镜、分离器镜头和聚焦传感器的特殊光电子器件。分离器镜头将来自镜头的相反侧的光线引向自动聚焦传感器。测量两个图像之间的相位差。将该镜头移动到与该相位差相对应的距离。相位检测自动聚焦用于常规单反相机或SLR中。它们通常不如对比度检测自动聚焦机制精确，因为不能总是非常准确地估计该相位差。它们仅可以在画面内部的固定点中获得焦点，并且通常由相机用户手动地指示这些。它们通常是快速的，因为可以由单个测量检测对象的相对位置。它们允许追踪，因为可以确定对象是否已经移动到前焦点或后焦点，但是仅仅通过从一个焦点跳到另一个焦点。相位检测自动聚焦机制通常是昂贵的并且脆弱的。图1示出了相位检测自动聚焦机制如何工作，即如中间的图形所示当相位差为零时，则将对象理解为被对焦。希望具有一种不具有对比度检测自动聚焦机制和相位检测自动聚焦机制中的任意一个的显著缺点的改进的自动聚焦机制。美国专利申请公布号2010/0208091描述了一种检测由相机所获取的图像中的脸部并且计算该脸部的尺寸的相机。其从大量以前存储的脸部尺寸之中选择一个最接近所计算脸部尺寸的尺寸。其获取与所选择的以前存储的脸部尺寸相关联的以前存储的镜头焦点位置。其发信号使数码相机的可移动镜头系统移动到由所获取的以前存储的镜头焦点位置给出的最终焦点位置。US 2010/0208091中所述技术的问题在于由于它们模糊的失焦状态，它将具有相当高的脸部的未检测的比率。除非提供进一步的增强，否则将导致不能令人满意地缓慢的图像捕获过程。
技术实现思路
提供了一种用于基于脸部检测的数字图像获取设备的自动聚焦方法。该方法涉及该设备的镜头、图像传感器和处理器的使用。获取包括一个或多个失焦脸部和/或部分脸部的场景的数字图像。该方法包括通过应用在失焦脸部上训练的一个或多个分类器集合，检测数字图像之中的一个或多个失焦脸部和/或部分脸部。在该数字图像中确定一个或多个各自的失焦脸部和/或部分脸部的一个或多个尺寸。基于该数字图像中的一个或多个失焦脸部和/或部分脸部的该一个或多个尺寸，确定该一个或多个失焦脸部和/或部分脸部的一个或多个各自的深度。调整该镜头的一个或多个各自的焦点位置，以近似地聚焦在所确定的一个或多个各自的深度上。利用被聚焦在一个或多个分别地调整的焦点位置上的镜头，获取包括一个或多个脸部和/或部分脸部中的至少一个脸部和/或部分脸部的场景的一个或多个其他图像。在调整一个或多个各自的焦点位置之后，该方法可以进一步包括执行精细扫描，并且基于该精细扫描精细调整该一个或多个各自的焦点位置。该场景可以包括通过应用该一个或多个脸部分类器集合未检测到的至少一个失焦脸部和/或部分脸部，并且其中，该方法进一步包括应用对比度检测扫描或相位检测扫描或者这两者来获取通过应用在失焦脸部上训练的所述一个或多个分类器集合未检测到的所述至少一个失焦脸部或部分脸部或者这两者。一个或多个部分脸部可以包括眼睛区域。该方法可以包括当该一个或多个脸部和/或部分脸部中的至少一个脸部和/或部分脸部的尺寸至少改变阈值量时，调整该一个或多个各自的焦点位置中的至少一个。该方法还包括追踪脸部和/或部分脸部中的至少一个，并且基于该追踪确定一个或多个脸部和/或部分脸部中的至少一个脸部和/或部分脸部的尺寸的改变。该方法可以进一步包括通过缩小该数字图像获取设备的光圈，增加景深。该一个或多个脸部和/或部分脸部可以包括分别位于多个不同深度的多个脸部和/或部分脸部，其中基于它们的不同的确定尺寸近似地确定该多个不同深度。该一个或多个深度的确定可以包括分配与该一个或多个确定尺寸中的至少一个确定尺寸相对应的至少一个平均深度。该一个或多个深度的确定可以包括识别所检测脸部或部分脸部或这两者属于具体的个人，从存储器调用与具体的脸部或部分脸部或这两者相对应的已知脸部或部分脸部的空间参数，并且确定与确定尺寸和该已知脸部或部分脸部空间参数相对应的深度。该一个或多个各自的焦点位置的调整可以利用MEMS (微机电系统)组件。还提供了一个或多个处理器可读介质，其具有实现在其中用于对处理器编程以执行本文所述的任意方法的代码。还提供了一种包括镜头、图像传感器、处理器和存储器的数字图像获取设备，该存储器具有嵌入在其中用于对该处理器编程以执行本文所述的任意方法的代码。附图说明图1示出了常规的相位检测自动聚焦机制。图2a是根据特定实施方式的数字图像获取设备中的清晰度对镜头的焦点位置的图。图2b示出了包括已失焦的但仍具有围绕检测的脸部区域的脸部检测框的脸部的数字图像。图3a_3b示出了每个均根据特定实施方式检测的分别包括清晰脸部和失焦脸部的数字图像的第一示例。图4a_4b示出了每个均根据特定实施方式检测的分别包括清晰脸部和失焦脸部的数字图像的第二示例。图5示出了包括清晰脸部和失焦脸部的数字图像。图6是示出了根据特定实施方式的方法的流程图。图7示出了基于脸部尺寸的焦点距离的计算。图8a_8d示出了包括相对清晰的脸部8a和Sc以及相对失焦的脸部Sb和8d的数字图像。图9示出了根据特定实施方式的数码相机图像传递途径。具体实施例方式标准的对比度检测自动聚焦是缓慢的并且当对象移动出焦点时进行猎取。当未检测到模糊脸部时，回退到对比度检测自动聚焦可能经常放缓由US 2010/0208091提供的处理。提供了一种使用脸部检测来加速聚焦并且减少连续自动聚焦中的猎焦的方法。首先即使当通过提供用于失焦脸部和/或部分脸部的一个或多个经训练的分类器集合而未聚焦脸部时，也提供高度可靠的脸部检测。可以例如提供三个脸部分类器集合:一个被训练为用于清晰脸部，另一个被训练为用于有点模糊的脸部，以及第三个被训练为用于甚至更模糊并且失焦的脸部。可以训练并且使用不同数量的分类器集合。该有利的技术将比US 2010/0208091的技术具有少得多的未检测的情况，导致更快速并且更可靠的图像捕获过程。如美国专利号 7, 362，368,7, 616，233,7, 315，630,7, 269，292,7, 471，846、7，574，016、7，440，593、7，317，815、7，551，755、7，558，408、7，587，068、7，555，148、7，564，994,7, 565，030,7, 715，597,7, 606，417,7, 692，696,7, 680，342,7, 792，3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.28 US 61/387,449;2010.12.02 US 12/959,3201.一种基于脸部检测的用于数字图像获取设备的自动聚焦方法，包括: 使用数字图像获取设备的镜头、图像传感器和处理器； 获取包括一个或多个失焦脸部或部分脸部或这二者的场景的数字图像； 通过应用在失焦脸部上训练的一个或多个分类器集合，检测所述数字图像之中的所述一个或多个失焦脸部或部分脸部或这二者； 在所述数字图像中确定一个或多个各自的失焦脸部或部分脸部或这二者的一个或多个尺寸； 基于所述数字图像中的所述一个或多个脸部或部分脸部或这二者的所述一个或多个尺寸，确定所述一个或多个失焦脸部或部分脸部或这二者的一个或多个各自的深度； 调整所述镜头的一个或多个各自的焦点位置，以近似地聚焦在所确定的一个或多个各自的深度上；以及 利用被聚焦在一个或多个分别地调整的焦点位置上的所述镜头，获取包括所述一个或多个脸部或部分脸部或这二者中的至少一个的场景的一个或多个其他图像。2.如权利要求1所述的方法，还包括:基于调整所述一个或多个各自的焦点位置，执行精细扫描，并且基于所述精细扫描，精细调整所述一个或多个各自的焦点位置。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述场景包括通过应用所述一个或多个脸部分类器集合未检测到的至少一个失焦脸部或部分脸部或这二者，并且其中，所述方法进一步包括应用对比度检测扫描或相位检测扫描或这二者来获取通过应用所述一个或多个脸部分类器集合未检测到的所述至少一个失焦脸部或部分脸部或这二者。4.如权利要求1所 述的方法，其中，所述一个或多个部分脸部中的至少一个包括眼睛区域。...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·纳努，C·N·斯坦，P·科科朗，
申请(专利权)人：数字光学欧洲有限公司，
类型：
国别省市：