[發明專利]一種基于聚焦評價值反饋調節的變倍跟蹤方法及系統

有效

• 申請號: 201410002113.5
• 申請日: 2014-01-02
• 公開（公告）號: CN103747179B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 張琪
• 申請（專利權）人: 深圳英飛拓科技股份有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232
• 代理公司: 深圳市博銳專利事務所44275
• 代理人: 張明

技術領域

本發明涉及視頻圖像的獲取控制技術領域，尤其涉及一種基于聚焦評價值反饋調節的變倍跟蹤方法及系統。

背景技術

隨著安防監控、電視攝錄等技術領域對獲取視頻的質量要求越來越高，相應地對成像設備的圖像采集的靈活性也有更高的要求。因此，除了對分辨率、色彩等相關視頻參數的硬性要求以外，攝像機靈活變倍、自動聚焦等技術也成為越來越普及的應用，尤其在安防監控和電視攝像領域。

伴隨著電動變倍和自動聚焦技術的成熟，如何保持變倍過程中圖像依然清晰成為一項關鍵技術，該技術直接關系到攝像機獲取視頻的質量。目前大多數的算法在變倍放大時面臨著在廣角端一個位置對應多條曲線的難題，無法選擇正確的跟蹤曲線。具體地，請參閱圖1，是對焦曲線圖，對焦曲線群即是描述各種物距下聚焦清晰時，變焦電機跟聚焦電機的位置與對應物距的映射曲線圖，由于如圖1所示的曲線群在廣角端由于大景深導致密集而重合，故在此時變倍‐聚焦位置跟物距不呈一一對應的映射關系，而是一個變倍‐聚焦位置對應多條曲線，曲線呈現喇叭形狀，在廣角端曲線的誤差，跟蹤到長焦區域時，誤差將被放大，直接表現就是圖像的嚴重失焦。

當前技術層面，電動變焦鏡頭組合微控制器以及視頻處理模塊能為電動變倍和自動聚焦提供硬件基礎。但幾乎所有的聚焦技術均是在變倍完成以后視野穩定的條件下完成的。而在變倍過程中，自動聚焦功能不啟動，因為正常的聚焦是在固定的視野(無變倍)調節聚焦電機的位置，然后比較聚焦值，值最大的點就是聚焦清晰的點，但變倍跟蹤時，由于視野也在變化，變量不唯一，前后的聚焦值不具有直接的可比性，故而聚焦有難度，即使啟動也不能保證聚焦清晰，因此要另外實現一項變倍跟蹤功能，讓聚焦電機隨著變倍電機微調。

變倍跟蹤技術在實際的監控攝像中主要應用在以下幾種場景：

1、安防領域中的快球、云臺、一體機等可變倍的攝像機在光學變倍放大去獲取和識別目標物體的過程中時，沒有變倍跟蹤，變倍過程中一團模糊，如果等變倍完成后再聚焦，目標可能已經改變，易造成監控的漏洞。

2、可變倍的攝像機處于自動巡視過程中時，此時攝像機可能處于頻繁的變倍與轉動之中，沒有變倍跟蹤則大部分時間視頻處于模糊狀態，失去了巡視的意義。

3、電視電影攝錄過程中，場景的遠近切換處于常態，因此攝像機經常處于變倍過程中，沒有變倍跟蹤則過程模糊，無法獲取良好的視覺體驗效果。

發明內容

為解決上述問題，本發明采用的一個技術方案是：

提供一種基于聚焦評價值反饋調節的變倍跟蹤方法，包括如下步驟：S101、在啟動變倍前自動聚焦成功并讀取聚焦成功的變焦電機位置和聚焦電機位置，根據所述變焦電機位置和聚焦電機位置計算出初始物距，將初始物距作為當前跟蹤物距，然后執行步驟S102，其中，對焦曲線群記載有在各種物距下聚焦清晰時，變焦電機與聚焦電機的位置對應關系；S102、選擇對焦曲線群中與當前跟蹤物距相應的對焦曲線作為跟蹤曲線，驅動變焦電機與聚焦電機按照跟蹤曲線進行物距跟蹤；S103、微調跟蹤的物距，啟動從廣角端到長焦端的變倍放大過程，并生成與微調后的跟蹤物距相應的聚焦評價值，根據聚焦評價值修正當前跟蹤物距，將修正后的跟蹤物距作為新的當前跟蹤物距，然后返回步驟S102。

本發明采用的另一個技術方案是：

提供一種基于聚焦評價值反饋調節的變倍跟蹤系統，包括電動變焦鏡頭、圖像傳感器、主控制模塊、以及與主控制模塊分別電連接的ISP模塊和電機驅動模塊，所述電動變焦鏡頭包括聚焦鏡頭、變焦鏡頭、驅動聚焦鏡頭位置的聚焦電機以及驅動控制變焦鏡頭位置的變焦電機，所述主控制模塊包括：初始物距設定單元，用于在啟動變倍前控制電機驅動模塊驅動電動變焦鏡頭自動聚焦成功并讀取聚焦成功的變焦電機位置和聚焦電機位置，根據所述變焦電機位置和聚焦電機位置計算出初始物距，將初始物距作為當前跟蹤物距，然后通知下述跟蹤單元執行操作，其中，對焦曲線群記載有在各種物距下聚焦清晰時，變焦電機與聚焦電機的位置對應關系；跟蹤單元，用于選擇對焦曲線群中與當前跟蹤物距相應的對焦曲線作為跟蹤曲線，驅動變焦電機與聚焦電機按照跟蹤曲線進行物距跟蹤；以及物距修正單元，用于微調跟蹤的物距，通過控制電機驅動模塊啟動從廣角端到長焦端的變倍放大過程，并調用ISP模塊生成與微調后的跟蹤物距相應的圖像傳感器獲取圖像的聚焦評價值，根據聚焦評價值修正當前跟蹤物距，將修正后的跟蹤物距作為新的當前跟蹤物距，然后通知跟蹤單元執行操作。