CN113992842B - 抖动角度、距离的检测方法和系统、电子设备、芯片 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种抖动角度、距离的检测方法和系统、电子设备、芯片、计算机存储介质；其中抖动角度的检测方法包括：获取拍摄元件的速度零漂特征；根据所述速度零漂特征生成滤波参数，所述滤波参数用于补偿所述拍摄元件的初始角速度在积分过程中的零漂作用；根据所述滤波参数对所述初始角速度进行滤波处理，得到去噪角速度；根据所述去噪角速度确定抖动角度。其提高了所得抖动角度的准确性，使确定的抖动距离准确性更高，从而使相应拍摄元件反向补偿运动的控制效果得到提升。

Description

抖动角度、距离的检测方法和系统、电子设备、芯片

技术领域

本申请涉及智能控制技术领域，具体涉及一种抖动角度、距离的检测方法和系统、电子设备、芯片、计算机存储介质。

背景技术

拍照和摄影功能是智能手机等电子设备中，用户最关注的功能之一，这些功能带来的用户体验往往会直接影响相应电子设备的销售业绩，因此如何提高这一类电子设备的拍照和摄像效果，是相应生产商一直关注的重点。上述电子设备的防抖功能是其能拍出优异画质图像、视频的前提，其通常需要针对电子设备的抖动角度和/或距离等抖动参数进行检测，以依据这些抖动参数进行反向补偿，抵消抖动产生的副作用，保证拍摄质量。

陀螺仪传感器这一类用于测量物体角速度的测量元器件已广泛运用于手机等电子设备。在使用这一类测量元器件采集角速度的过程中，容易引入低频噪声。在对上述测量元器件采集的角速度进行积分获取对应的抖动角度时，由于受到低频噪声的干扰，积分得到的角度会存在一定的零漂现象。有方案先对测量元器件采集的初始角速度进行高通滤波，根据波结果确定抖动角度，该方案难以有效消除低频噪声的干扰；还有方案对初始角速度进行低通滤波，再将该初始角速度减去处理结果得到目标角速度，再依据目标角速度确定抖动角度，该方案难以覆盖低频范围内的抖动距离检测；可见上述传统方案确定的角速度仍然存在噪声大，有效信息缺失的问题，容易导致依据该角速度所确定的抖动角度准确性低，容易影响依据抖动角度和/或相应抖动距离的进行拍摄元件反向补偿运动控制的效果。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种抖动角度、距离的检测方法和系统、电子设备、芯片、计算机存储介质，以解决现有方案所确定的抖动角度准确性低的技术问题。

本申请第一方面提供一种抖动角度的检测方法，包括：

获取拍摄元件的速度零漂特征；

根据所述速度零漂特征生成滤波参数，所述滤波参数用于补偿所述拍摄元件的初始角速度在积分过程中的零漂作用；

根据所述滤波参数对所述初始角速度进行滤波处理，得到去噪角速度；

根据所述去噪角速度确定抖动角度。

可选地，所述根据所述去噪角速度确定抖动角度包括：

对所述去噪角速度进行第一积分运算，得到所述抖动角度。

可选地，所述获取拍摄元件的速度零漂特征包括：

将所述拍摄元件在上个采样时刻的抖动角度作为参考角度；

识别所述参考角度表征的速度零漂特征。

可选地，所述识别所述参考角度表征的速度零漂特征包括：

对所述参考角度进行第二积分运算；

根据所述第二积分运算的结果确定所述速度零漂特征。

可选地，所述速度零漂特征包括零漂方向和零漂大小；

所述根据所述第二积分运算的结果确定所述速度零漂特征包括：根据所述第二积分运算的结果符号确定所述零漂方向；对所述第二积分运算的结果进行比例积分微分运算，得到所述零漂大小。

可选地，所述比例积分微分运算包括：

其中，input(t)表示第二积分运算的结果，t表示时间变量，output(t)表示零漂大小，符号·表示相乘，a表示积分参数，b表示微分参数，c表示比例参数。

可选地，所述滤波参数包括具有偏移方向的偏移量；所述根据所述滤波参数对所述初始角速度进行滤波处理，得到去噪角速度包括：

根据所述偏移方向在所述初始角速度上叠加所述偏移量，得到所述去噪角速度。

本申请第二方面提供一种抖动距离的检测方法，包括：

采用上述任一种抖动角度的检测方法确定抖动角度；

对所述抖动角度进行线性换算，得到抖动距离。

本申请第三方面提供一种抖动角度的检测系统，包括：

获取模块，用于获取拍摄元件的速度零漂特征；

生成模块，用于根据所述速度零漂特征生成滤波参数，所述滤波参数用于补偿所述拍摄元件的初始角速度在积分过程中的零漂作用；

滤波模块，用于根据所述滤波参数对所述初始角速度进行滤波处理，得到去噪角速度；

第一确定模块，用于根据所述去噪角速度确定抖动角度。

本申请第四方面提供一种抖动角度的检测系统，包括：

第二确定模块，用于上述任一种抖动角度的检测系统确定抖动角度；

线性换算模块，用于对所述抖动角度进行线性换算，得到抖动距离。

本申请第五方面提供一种电子设备，包括处理器和存储介质；所述存储介质上存储有程序代码；所述处理器用于调用所述存储介质存储的程序代码，以执行上述任一种抖动角度的检测方法或者上述任一种抖动距离的检测方法。

本申请第六方面提供一种芯片，包括运算电路；所述运算电路用于执行上述任一种抖动角度的检测方法或者上述任一种抖动距离的检测方法。

本申请第七方面提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质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上述任一种抖动角度的检测方法或者上述任一种抖动距离的检测方法。

本申请提供的抖动角度、距离的检测方法和系统、电子设备、芯片、计算机存储介质，通过获取拍摄元件的速度零漂特征，根据速度零漂特征生成滤波参数，根据滤波参数对初始角速度进行滤波处理，该滤波过程以初始角速度积分时可能面临的零漂现象为依据，更具针对性，能够有效消除其中的干扰噪声，最大程度得保留其有效数据，提高了所得去噪角速度以及依据去噪角速度确定的抖动角度的准确性，使确定的抖动距离准确性更高，从而使相应拍摄元件反向补偿运动的控制效果得到提升。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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1a和图1b是传统的角速度信号处理过程示意图

图2是本申请一实施例中抖动角度的检测方法流程示意图；

图3是本申请另一实施例中抖动角度的检测方法流程示意图；

图4是本申请一实施例中速度零漂特征示意图；

图5a和图5b是本申请一实施例的检测结果对比分析示意图；

图6是本申请一实施例的抖动角度的检测系统结构示意图；

图7是本申请一实施例的电子设备结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所述，对陀螺仪等测量元器件采集的角速度的处理方案包括如图1a所示的方案一和如图1b所示的方案二，方案一包括对测量元器件采集得到的角速度信号进行高通滤波，对滤波结果确定抖动角度，该方案难以有效消除低频噪声的干扰；方案二对初始角速度进行低通滤波，再将该初始角速度减去处理结果得到目标角速度，再依据目标角速度确定抖动角度，该方案难以覆盖低频范围内的抖动距离检测。因而上述方案确定的角速度仍然存在噪声大，有效信息缺失的问题，容易导致依据该角速度所确定的抖动角度准确性低。

针对上述问题，本申请提供的抖动角度、距离的检测方法和系统、电子设备、芯片、计算机存储介质，通过获取拍摄元件的速度零漂特征，根据速度零漂特征生成滤波参数，根据滤波参数对初始角速度进行滤波处理，该滤波过程以初始角速度积分时可能面临的零漂现象为依据，更具针对性，能够有效消除其中的干扰噪声，最大程度得保留其有效数据，提高了所得去噪角速度以及依据去噪角速度确定的抖动角度的准确性，使后续确定的抖动距离准确性更高，从而使相应拍摄元件反向补偿运动的控制效果得到提升。

下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

本申请第一方面提供一种抖动角度的检测方法，参考图2所示，上述检测方法包括：

S110，获取拍摄元件的速度零漂特征。

上述拍摄元件包括图像传感器和/或微镜片等微小元件，这些元件设于拍摄模组，容易随电子设备抖动容易发生偏移。速度零漂特征指初始角速度在积分过程中受其低频噪声干扰产生零漂时的变化特征，可以包括零漂方向和零漂大小等特征。上述步骤可以直接对初始角速度在积分过程中的零漂现象进行估算，获得对应的速度零漂特征，也可以对上个采用时刻的角速度和/或抖动速度进行分析，根据上个采样时刻的速度处理过程确定当前采用时刻的速度零漂特征。

S120，根据所述速度零漂特征生成滤波参数，所述滤波参数用于补偿所述拍摄元件的初始角速度在积分过程中的零漂作用。

测量元件针对拍摄元件测量得到初始角速度，若直接对该初始角速度进行积分，则会由于受到低频噪声的干扰，所得角度会存在一定程度的零漂，导致该所得角度相对于真实角度存在偏移，这里将该偏移产生的副作用称为零漂作用。上述步骤依据速度零漂特征生成滤波参数，以采用该滤波参数初始角速度进行滤波处理，消除所得角速度在积分时面临的零漂现象。

S130，根据所述滤波参数对所述初始角速度进行滤波处理，得到去噪角速度。

上述滤波参数依据速度零漂特征确定，对应的滤波过程以初始角速度积分时可能面临的零漂现象为依据，更具针对性，能够有效消除其中的干扰噪声，最大程度得保留其有效数据。

在一个示例中，上述滤波参数包括具有偏移方向的偏移量；其中偏移方向与零漂方向一致，偏移量与零漂大小一致。上述根据所述滤波参数对所述初始角速度进行滤波处理，得到去噪角速度包括：根据所述偏移方向在所述初始角速度上叠加所述偏移量，得到所述去噪角速度。

具体地，本示例在与偏移方向相反的方向向初始角速度叠加偏移量，比如若初始角速度为A，偏移方向为+，偏移量为a，则在初始角速度上叠加偏移量的过程为：A-a，以反向抵消初始角速度可能产生的零漂偏移，保证后续采用角速度的准确性。

S140，根据所述去噪角速度确定抖动角度。

上述步骤可以对去噪角速度进行积分等运算，得到所需的抖动角度。其中去噪角速度中的噪声得到有效滤除，且各频段范围内的有效信息均得到保留，以此确定的抖动角度准确性高。

在一个示例中，所述根据所述去噪角速度确定抖动角度包括：

对所述去噪角速度进行第一积分运算，得到所述抖动角度。

本示例所确定的抖动角度准确性高，以此确定的抖动距离准确性也得到提高，因而可以提升相应拍摄元件反向补偿运动控制的效果。

在一个实施例中，所述获取拍摄元件的速度零漂特征包括：

将所述拍摄元件在上个采样时刻的抖动角度作为参考角度；

识别所述参考角度表征的速度零漂特征。

由于拍摄元件的抖动具有连贯性，相邻两个采样时刻的抖动角度基本相同或者相似，将上个采样时刻的抖动角度作为参考角度，以用于当前采样时刻的速度零漂特征识别，这样在检测抖动角度的同时，还能预估下一采样时刻的速度零漂特征，在保证所得速度零漂特征准确性的基础上，能够简化速度零漂特征的预估过程。

本实施例可以针对参考角度的特征进行分析，和/或对参考角度进行积分或者微分等运算处理，依据运算结果识别当前采样识别初始角速度对应的速度零漂特征。在一个示例中，所述识别所述参考角度表征的速度零漂特征包括：

对所述参考角度进行第二积分运算；

根据所述第二积分运算的结果确定所述速度零漂特征。

上述第二积分运算的结果用于估算速度零漂特征，其符号用于表征零漂方向，大小可以表征零漂量，对该第二积分运算的结果进行比例积分微分或者其他滤波运算能够得到较为准确的零漂大小。

在一个示例中，所述速度零漂特征包括零漂方向和零漂大小；所述根据所述第二积分运算的结果确定所述速度零漂特征包括：根据所述第二积分运算的结果符号确定所述零漂方向；对所述第二积分运算的结果进行比例积分微分运算，得到所述零漂大小。

上述零漂方向与第二积分运算结果的符号一致，若将零漂方向记为output'(t)，则其确定过程可以如下式所示，下式中input(t)表示第二积分运算的结果，Label₊表示正方向，Label_-表示负方向：

具体地，所述比例积分微分运算包括：

其中，input(t)表示第二积分运算的结果，t表示时间变量，output(t)表示零漂大小，符号·表示相乘，a表示积分参数，b表示微分参数，c表示比例参数；其中积分参数a、微分参数b和比例参数c可以依据相关调试过程确定。

在一个示例中，上述抖动角度的检测方法也可以参考图3所示，在当前采样时刻获取测量元器件测量的初始角速度，采用滤波参数对该初始角速度进行滤波处理得到去噪角速度，对该去噪角速度进行第一积分运算得到当前采样时刻的抖动角度，将第一积分运算的结果(即当前采样时刻的抖动角度)进行第二积分运算，以用于进行下一采样时刻的零漂估算；具体可以采样过零比较器判断第二积分运算结果的符号，依据该符号确定零漂方向，对第二积分运算的结果进行比例积分微分运算，得到零漂大小，依次确定下一采样时刻的滤波参数，用于对下一采样时刻的初始角速度进行滤波，以滤除初始角速度中各类噪声，保留各频段范围内的有效信息。其中零漂估算得到的速度零漂特征可以参考图4所示，该图表明零漂现象中，角速度分别向正负两个方向偏移。

以上抖动角度的检测方法，通过获取拍摄元件的速度零漂特征，根据速度零漂特征生成滤波参数，根据滤波参数对初始角速度进行滤波处理，该滤波过程以初始角速度积分时可能面临的零漂现象为依据，更具针对性，能够有效消除其中的干扰噪声，最大程度得保留其有效数据，提高了所得去噪角速度的准确性，从而提高了依据去噪角速度确定的抖动角度的准确性。

本申请在第二方面提供一种抖动距离的检测方法，包括：

采用上述任一实施例所述的抖动角度的检测方法确定抖动角度；

对所述抖动角度进行线性换算，得到抖动距离。

具体地，上述对所述抖动角度进行线性换算的过程包括：

shake_distance＝Gyro_Gain·input'，

其中input'表示抖动角度，Gyro_Gain表示线性换算的增益，shake_distance表示抖动距离。

在一个示例中，对传统方案所得抖动距离和本申请所检测得到的抖动距离进行对比分析，结果如图5a和5b所示，图5a为采用传统方案所得抖动距离示意图，该图表明检测结果与真实结果之间存在较大偏移；图5b为采用本申请方案所得抖动距离示意图，该图表明检测结果与真实结果之间基本重合，本申请所得抖动距离准确性高。

以上抖动距离的检测方法，所确定的抖动距离准确性高，能够提高依据该抖动距离进行相应反向补偿运动控制的效果。

本申请在第三方面提供一种抖动角度的检测系统，参考图6所示，包括：

获取模块110，用于获取拍摄元件的速度零漂特征；

生成模块120，用于根据所述速度零漂特征生成滤波参数，所述滤波参数用于补偿所述拍摄元件的初始角速度在积分过程中的零漂作用；

滤波模块130，用于根据所述滤波参数对所述初始角速度进行滤波处理，得到去噪角速度；

第一确定模块140，用于根据所述去噪角速度确定抖动角度。

关于抖动角度的检测系统的具体限定可以参见上文中对于抖动角度的检测方法的限定，在此不再赘述。上述抖动角度的检测系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的运算模组中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于计算机设备的运算模组调用执行以上各个模块对应的操作。

本申请在第四方面提供一种抖动距离的检测系统，包括：

第二确定模块，用于上述任一实施例所述的抖动角度的检测系统确定抖动角度；

线性换算模块，用于对所述抖动角度进行线性换算，得到抖动距离。

关于抖动距离的检测系统的具体限定可以参见上文中对于抖动距离的检测方法的限定，在此不再赘述。上述抖动距离的检测系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的运算模组中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于计算机设备的运算模组调用执行以上各个模块对应的操作。

本申请在第五方面提供一种电子设备，参考图7所示，该电子设备包括处理器620和存储介质630；所述存储介质630上存储有程序代码；所述处理器620用于调用所述存储介质630存储的程序代码，以执行上述任一实施例提供的抖动角度的检测方法或者上述任一实施例提供的抖动距离的检测方法。

上述电子设备可以为具有拍摄功能的手持终端，其还可以包括拍摄元件和驱动拍摄元件的马达等器件。采用上述任一实施例提供的抖动角度的检测方案确定抖动角度，进而确定抖动距离，所确定的抖动距离准确性高，能够提高依据该抖动距离进行相应反向补偿运动控制的效果。

本申请第六方面提供一种芯片，包括运算电路；所述运算电路用于执行上述任一种抖动角度的检测方法或者上述任一种抖动距离的检测方法。

本申请第七方面提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质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上述任一种抖动角度的检测方法或者上述任一种抖动距离的检测方法。

在本申请提供的芯片和计算机存储介质的实施例中，可以包含任一种抖动角度的检测方法或者任一种抖动距离的检测方法的全部技术特征，说明书拓展和解释内容与上述各方法的各实施例基本相同，在此不做再赘述。

尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本申请，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本申请包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。

即，以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

另外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，本申请给出了以上描述。在以上描述中，为了解释的目的而列出了各个细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实施例中，不会对公知的过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

Claims (11)

1.一种抖动角度的检测方法，其特征在于，包括：

获取拍摄元件的速度零漂特征；所述获取拍摄元件的速度零漂特征包括：将所述拍摄元件在上个采样时刻的抖动角度作为参考角度；识别所述参考角度表征的速度零漂特征；所述识别所述参考角度表征的速度零漂特征包括：对所述参考角度进行第二积分运算；根据所述第二积分运算的结果确定所述速度零漂特征；

根据所述速度零漂特征生成滤波参数，所述滤波参数用于补偿所述拍摄元件的初始角速度在积分过程中的零漂作用，所述滤波参数包括具有偏移方向的偏移量；

根据所述滤波参数对所述初始角速度进行滤波处理，得到去噪角速度；

根据所述去噪角速度确定抖动角度。

2.根据权利要求1所述的抖动角度的检测方法，其特征在于，所述根据所述去噪角速度确定抖动角度包括：

对所述去噪角速度进行第一积分运算，得到所述抖动角度。

3.根据权利要求1所述的抖动角度的检测方法，其特征在于，所述速度零漂特征包括零漂方向和零漂大小；

所述根据所述第二积分运算的结果确定所述速度零漂特征包括：根据所述第二积分运算的结果符号确定所述零漂方向；对所述第二积分运算的结果进行比例积分微分运算，得到所述零漂大小。

4.根据权利要求3所述的抖动角度的检测方法，其特征在于，所述比例积分微分运算包括：

其中，input(t)表示第二积分运算的结果，t表示时间变量，output(t)表示零漂大小，符号·表示相乘，a表示积分参数，b表示微分参数，c表示比例参数。

5.根据权利要求1所述的抖动角度的检测方法，其特征在于，所述根据所述滤波参数对所述初始角速度进行滤波处理，得到去噪角速度包括：

根据所述偏移方向在所述初始角速度上叠加所述偏移量，得到所述去噪角速度。

6.一种抖动距离的检测方法，其特征在于，包括：

采用权利要求1至5任一项所述的抖动角度的检测方法确定抖动角度；

对所述抖动角度进行线性换算，得到抖动距离。

7.一种抖动角度的检测系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取拍摄元件的速度零漂特征；所述获取拍摄元件的速度零漂特征包括：将所述拍摄元件在上个采样时刻的抖动角度作为参考角度；识别所述参考角度表征的速度零漂特征；所述识别所述参考角度表征的速度零漂特征包括：对所述参考角度进行第二积分运算；根据所述第二积分运算的结果确定所述速度零漂特征；

生成模块，用于根据所述速度零漂特征生成滤波参数，所述滤波参数用于补偿所述拍摄元件的初始角速度在积分过程中的零漂作用，所述滤波参数包括具有偏移方向的偏移量；

滤波模块，用于根据所述滤波参数对所述初始角速度进行滤波处理，得到去噪角速度；

第一确定模块，用于根据所述去噪角速度确定抖动角度。

8.一种抖动距离的检测系统，其特征在于，包括：

第二确定模块，用于采用权利要求7所述的抖动角度的检测系统确定抖动角度；

线性换算模块，用于对所述抖动角度进行线性换算，得到抖动距离。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储介质；所述存储介质上存储有程序代码；所述处理器用于调用所述存储介质存储的程序代码，以执行如权利要求1至5任一项所述的抖动角度的检测方法或者权利要求6所述的抖动距离的检测方法。

10.一种芯片，其特征在于，包括运算电路；所述运算电路用于执行如权利要求1至5任一项所述的抖动角度的检测方法或者权利要求6所述的抖动距离的检测方法。

11.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质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1至5任一项所述的抖动角度的检测方法或者权利要求6所述的抖动距离的检测方法。