[發明專利]一種基于CPLD和MCU的自動聚焦高清攝像機

有效

• 申請號: 201310558097.3
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN103561203A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 李君橋
• 申請（專利權）人: 武漢微創光電股份有限公司
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/232
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 段秋玲

技術領域

本發明屬于監控攝像機技術領域，尤其涉及一種基于CPLD和MCU的高清攝像機。所述高清攝像機可實現快速自動聚焦功能。

背景技術

2010年深圳安博會，眾多安防設備生產廠家紛紛推出了高清視頻監控攝像機，從而正式開啟了高清視頻監控時代。從“看得見”到“看得清”，高清視頻監控借助數字化、網絡化技術，迅速獲得了市場認可及青睞，據統計，如今高清監控設備市場份額達到56%，已經超過傳統模擬攝像機市場份額，高清攝像機正被越來越多的應用于機場、道路、運輸、港口碼頭、邊檢口岸、平安城市等安防監控領域。

高清攝像機一般來說配用的鏡頭種類可分為：固定焦距鏡頭、手動變焦鏡頭、電動變焦鏡頭等。其中配用電動變焦鏡頭時，攝像機需支持電動變焦鏡頭的變焦控制、聚焦控制及光圈控制。變焦控制及光圈控制相對來說技術成熟，研發難度不高。但聚焦控制，實現起來有不小的技術難度。

通過FPGA實現自動聚焦是目前的一種常用該方案，首先用模數轉換器對視頻進行采樣，經過模式采樣后的數字化視頻數據輸入給FPGA做視頻濾波、亮度提取、自動聚焦評價函數計算機及自動聚焦爬山算法實現，整個自動聚焦都由FPGA來實現，因此該方案對于FPGA性能要求較高，實現硬件成本至少60元人民幣。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種基于CPLD和MCU的自動聚焦高清攝像機，旨在解決現有通過FPGA實現自動聚焦方案的成本較高的技術問題。

本發明是這樣實現的，所述基于CPLD和MCU的自動聚焦高清攝像機，包括可輸出標準數字視頻信號的視頻處理芯片以及電動鏡頭驅動組件，所述攝像機還包括CPLD和MCU，所述CPLD對所述視頻處理芯片輸出的標準數字視頻信號進行亮度提取和聚焦評價函數計算，輸出聚焦評價函數值，所述MCU根據所述聚焦函數評價值進行爬山搜索算法計算輸出電機控制信號，所述電動鏡頭驅動組件根據所述電機控制信號控制聚焦馬達完成自動聚焦。

本發明的有益效果是：本發明采用CPLD和MCU代替FPGA完成自動聚焦功能，CPLD時延小、并行數據處理能力強，可以實現高速視頻數據運算處理，本發明中將其用于亮度提取和聚焦評價函數計算，MCU在復雜單線程運算處理方面具有顯著優勢，本發明中將其用爬山搜索算法計算，得到鏡頭的最佳聚焦位置，本發明利用CPLD和MCU各自的特點，有效發揮器件自身優勢進行任務分配和資源整合，可以實現穩定可靠、高靈敏度、低時延特性的自動聚焦功能，與現有采用FPGA方案相比，可以明顯降低物料成本。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的基于CPLD和MCU的自動聚焦高清攝像機的結構圖；

圖2是本發明實施例提供的CPLD結構方框圖；

圖3是本發明實施例提供的PAL制式的BT.656圖像行輸出時序圖；

圖4是本發明實施例提供的MCU結構方框圖；

圖5是本發明實施例提供的聚焦評價函數值與馬達步進關系曲線圖；

圖6是本發明實施例提供的爬山搜索算法示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

為了說明本發明所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。

圖1示出了本發明實施例提供的基于CPLD和MCU的自動聚焦高清攝像機的結構，為了便于說明僅示出了與本發明實施例相關的部分。

本實施例提供的基于CPLD和MCU的自動聚焦高清攝像機包括可輸出標準數字視頻信號的視頻處理芯片1以及電動鏡頭驅動組件4，所述攝像機還包括現場可編程邏輯器件2（CPLD）和微處理器3（MCU），所述視頻處理芯片1、CPLD、MCU、電動鏡頭驅動組件4順次連接，優選的，所述CPLD和MCU通過I2C接口連接，所述CPLD對所述視頻處理芯片輸出的標準數字視頻信號進行亮度提取和聚焦評價函數計算，輸出聚焦評價函數值，所述MCU根據所述聚焦函數評價值進行爬山搜索算法計算輸出電機控制信號，所述電動鏡頭驅動組件根據所述電機控制信號控制聚焦馬達完成自動聚焦。