[發明專利]自動聚焦方法及裝置

有效

• 申請號: 201410568801.8
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN105592258B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 何萍;馬偉民;尤燦
• 申請（專利權）人: 杭州海康威視數字技術股份有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

本發明公開了一種自動聚焦方法及裝置，該方法包括：連續獲取多幀圖像數據，并分別對多幀圖像數據中的每幀圖像數據進行聚焦窗口的劃分；對每個聚焦窗口內的圖像數據依次進行灰度變換處理和濾波處理；對經過濾波處理后的圖像數據中的每個像素點分別求取與該像素點對應的第一梯度值和第二梯度值；根據每個聚焦窗口內與各個像素點對應的第一梯度值和第二梯度值，獲取與每個聚焦窗口對應的第一聚焦評價值和第二聚焦評價值；通過第一聚焦評價值和第二聚焦評價值確定電機的聚焦方向以及通過第一聚焦評價值的第一聚焦變化率和第二聚焦評價值的第二聚焦變化率調整電機的步長，直至電機將鏡頭調整至聚焦狀態。因此聚焦速度更快且更加精準。

技術領域

本發明涉及視頻監控領域，具體而言，涉及一種自動聚焦方法及裝置。

背景技術

目前，對于相關技術中的攝像機中所采用的自動聚焦(Auto Focus，即通過采用預設方式可以使得攝像機自動調節被攝物體聚焦到一個清晰的位置上)技術從基本原理而言，可以分為以下兩類：

第一類、主動式聚焦，即通過向被攝物體發射超聲波或紅外線，然后檢測其反射的聲波或光線以計算得到被射物體與攝像機鏡頭之間的距離，從而使得電機驅動鏡頭移動至聚焦位置；

第二類、被動式聚焦，即不依賴于成像系統的波源，而是通過透鏡部分來接收成像目標發射的光線，進而直接利用成像目標的亮度(即人對發光體或被照射物體表面的發光或反射光強度實際感受的物理量)及其它信息進行聚焦檢測的自動聚焦。

上述被動式聚焦可以包括：聚焦檢測法和基于數字圖像處理法，基于數字圖像處理的自動聚焦方式由于無需額外的發射裝置，可以利用現有的軟、硬件資源及先進的數字圖像處理技術，大大降低了設備的復雜性和費用，而成為當前自動聚焦技術發展的主流。

基于圖像處理的自動聚焦方式通常可以包括以下工作流程：當攝像機每采集一幀圖像時，對所采集的圖像使用圖像清晰度評價函數(其能夠反映圖像的離焦程度)計算該圖像的聚焦評價值(由圖像清晰度評價函數計算圖像有效區域的標量)，當驅動聚焦電機通過連續采集得到多幀圖像時，計算出的聚焦評價值可以構成一條時間序列的聚焦曲線；然后對該曲線搜索聚焦極值，并使得電機驅動鏡頭移動至與該極值對應的焦點位置，即完成自動聚焦。此方法即為“爬山法”。

隨著攝像機自動聚焦功能的普及化，對自動聚焦速度及其性能要求也越來越高。在一些自動聚焦技術中，相關技術中已經公開的技術方案提出利用高通濾波器和低通濾波器計算圖像聚焦評價值的方法。在實際操作過程中，這種利用濾波器計算聚焦評價值的聚焦曲線雖然在大多數成像場景中能夠表現出較好的單峰性，僅有一個極值，即為清晰點，但是在一些燈光場景中，例如：室外有路燈的場景，其聚焦曲線則較為復雜，難以找到清晰點。另外，還有其他相關技術方案提出采用可變步長的搜索方法來提高自動聚焦速度，利用相鄰點聚焦評價值連線的斜率來決定采樣步長，然而圖像的聚焦評價值容易受到電路及環境影響，特別是離焦嚴重的情況下，此時相鄰點斜率大小無規律性，難以確定正確的采樣步長。另外，當聚焦曲線不太平滑存在毛刺時，這種搜索方法很容易陷入局部極值，即假峰值。此時，無法找到準確的清晰點。

綜上所述，相關技術中缺乏一種在能夠確保聚焦穩定性和精度的前提下快速聚焦的技術方案。

發明內容

本發明提供了一種自動聚焦方法及裝置，以至少解決相關技術中缺乏一種在能夠確保聚焦穩定性和精度的前提下快速聚焦的技術方案的問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種自動聚焦方法。