[發明專利]一種攝像機防抖裝置及防抖方法

有效

• 申請號: 201510078819.4
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104601897B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 呂海光;吳輝
• 申請（專利權）人: 浙江宇視科技有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 諸佩艷

技術領域

本發明屬于成像技術領域，尤其涉及一種攝像機防抖裝置及防抖方法。

背景技術

視頻監控是安全防范系統的重要組成部分，視頻監控以其直觀、準確、及時和信息內容豐富而廣泛應用于許多場合。近年來，隨著計算機、網絡以及圖像處理、傳輸技術的飛速發展，視頻監控的普及化趨勢越來越明顯。在視頻監控系統中，前端設備如攝像機的防抖是很重要的一個環節，如果攝像機防抖功能不完善，將直接導致視頻圖像模糊，影響視頻監控效果。

在攝像機防抖方面，目前常用三種方式，分別為鏡頭防抖、成像器件防抖和數碼防抖。其中鏡頭防抖就是在鏡頭中設置專門的防抖補償鏡組，根據攝像機的抖動方向和程度，補償鏡組相應調整位置和角度，使光路保持穩定；成像器件防抖是在感知攝像機抖動后，改變成像器件的位置或角度來保持成像的穩定；數碼防抖就是根據攝像機抖動的情況，在數據取樣和圖像合成時通過軟件計算的方式來彌補抖動所帶來的影響。

例如Sensor shift防抖攝像機就采用成像器件防抖，其防抖部件包括鏡頭、可移動的成像器件(Sensor)、位置傳感器、伺服機構和控制器MCU，位置傳感器測量到攝像機的線加速度和角加速度，控制器根據位置傳感器測量得到的線加速度和角加速度計算出抖動方向、速度和移動距離，然后控制驅動伺服機構運動，從而帶動成像器件移動來消除抖動帶來的影響，以最大可能的保證成像畫面不抖動或抖動的程度在主觀上能夠接受。可見，成像器件曝光時，防抖部件能夠感知攝像機抖動并伺服移動成像器件，以消除攝像機抖動造成的圖像抖動，成像器件移動的速度越快、細分步越小、位置越精確，得到的圖像防抖效果就越好。

然而由于抖動的隨機性，對伺服機構的精度和速度要求非常高。假如成像器件曝光期間，不能實時精確伺服，就容易造成圖像模糊或者扭曲。抖動持續時間越長，伺服機構需持續移動的時間就越長，對伺服系統的可靠性要求也越高。

特別的，成像器件采用rolling shut快門方式的攝像機，一幀圖像曝光時間長，導致伺服系統需要在整個幀間隔時間內持續工作。不工作的時間短，伺服系統受到振動隨機噪聲干擾的概率就高，圖像模糊的可能性也高。

發明內容

本發明的目的是提供一種攝像機防抖裝置及防抖方法，以降低伺服機構持續移動的時間和行程，提高視頻圖像的清晰度。

為了實現上述目的，本發明技術方案如下：

一種攝像機防抖裝置，應用于攝像機，該攝像機防抖裝置包括位置傳感器、控制器、伺服機構、成像器件和抽幀器件，所述伺服機構受控制器控制驅動所述成像器件移動，其中：

所述成像器件為高幀率成像器件；

所述位置傳感器測量攝像機抖動造成的線加速度和角加速度，并將測得的線加速度和角加速度發送給控制器；

所述控制器接收位置傳感器測量的線加速度和角加速度，換算出抖動造成的移動距離和角度，然后與成像器件能夠移動的最大距離和最大角度進行比較，預丟棄在抖動造成的移動距離和角度超出成像器件能夠移動的最大距離和最大角度時的圖像幀，然后在不影響視頻主觀感受的前提下，根據預設的策略主動預丟棄超過設定幀數的圖像幀，控制伺服機構在預丟棄圖像幀的成幀期間內停止動作，并輸出控制信號控制抽幀器件丟棄預丟棄的圖像幀；

所述抽幀器件根據控制器輸入的控制信號，從成像器件輸出的圖像幀中丟棄預丟棄的圖像幀，輸出保留的圖像幀。

進一步地，所述抽幀器件在從成像器件輸出的圖像幀中丟棄預丟棄的圖像幀時，執行以下操作：

丟棄在抖動造成的移動距離和角度超出成像器件能夠移動的最大距離和最大角度時成像器件采集的圖像幀，被丟棄的圖像幀位置采用其前一幀未被丟棄的圖像幀來替代；

再根據預設的策略主動丟棄超過設定幀數的圖像幀，輸出保留的圖像幀。

在被丟棄的圖像幀位置上用前一幀正常的圖像幀來替代填補，可以防止圖像黑屏，上述步驟輸出的圖像幀具有更好的連續性。

進一步地，所述預設的策略為隔幀丟棄，每隔一幀丟棄一幀圖像幀。當成像器材為的幀率為50幀/s時，輸出為標準幀數25幀/s。

進一步第，所述攝像機防抖裝置還設置有防抖框，所述防抖框設置在攝像機的鏡頭與所述成像器件之間，所述防抖框的一面與鏡頭固定連接，另一面對著成像器件，成像器件在其范圍內可移動。

所述防抖框的內寬和內高分別為W和H，所述成像器件的寬和高為w和h，則成像器件上下可移動的最大距離D_h、左右移動的最大距離D_w分別為：

D_h＝(H-h)/2