[發明專利]攝像機自適應對焦控制裝置、方法及計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 201910411963.3
• 申請日: 2019-05-17
• 公開（公告）號: CN111953889B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 張平;余志浩;呂宇;吳可夫;皮志超;張彭輝;加玉濤;梁興元
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明公開了一種攝像機自適應對焦控制裝置、方法及計算機可讀存儲介質，分別獲取主動對焦位置、初始準焦位置、泛焦位置步進電機位移值，以及普遍性準焦位置步進電機位移值和波動閾值。由普遍性對焦位置步進電機位移值加減波動閾值構成比較區間，若初始準焦位置和主動對焦步進電機位移值中只有一個落入該區間，則選取落入該區間的值；若都落入該區間，則優先選取主動對焦步進電機位移值；若都未落入該區間，則選取泛焦位置步進電機位移值。將步進電機移動至最終選取的位移位置并進行小范圍主動對焦修正。本發明能夠解決現有機車視頻監控系統在振動運行環境下容易導致的攝像機虛焦，以及因機車重新編組、解編造成對焦不正確的技術問題。

技術領域

本發明涉及視頻監控技術領域，尤其是涉及一種自適應對焦控制裝置、方法、計算機可讀存儲介質，包括該計算機可讀存儲介質的攝像機及其在機車視頻監控系統路況攝像機中的應用。

背景技術

目前，現有的攝像機對焦方案主要是針對單次最佳效果的自動對焦和連續跟蹤對焦。在機車視頻監控系統路況攝像機的具體應用環境下，由于機車長時間處于振動環境中，步進電機的對焦位置會逐漸出現細微的改變，而造成虛焦，因此單次對焦一段時間后，需要再次進行對焦，維護非常麻煩。同時，機車頻繁地進行編組和解編，其前方的視野會出現非常大的變化，解編或者作為頭車時，對焦距離通常在30m～50m，而處于中間編組的機車路況攝像機，對焦距離則小于1m。當完成單次對焦后，在機車編組發生變化，再次成為頭車時，則會因為對焦位置變化而出現無法看清遠處的情況，對焦效果無法滿足實際運用的需求。而連續跟蹤對焦則會對對焦步進電機造成較大的消耗，影響長期運行條件下攝像機的步進電機壽命和對焦精度。同時，在對焦過程中由于焦點位置的移動所導致的模糊，也會影響到視頻錄像的效果。

對此，現有技術主要采用了兩種技術方案來克服步進電機的對焦位置改變導致虛焦，以及連續跟蹤對焦導致步進電機損耗和對焦精度不高的技術缺陷。方案1為對攝像機鏡頭的步進電機采用對焦后鎖止的方式保證攝像機焦距的穩定。但該方案仍然可能因為振動導致失焦，且靈活性較差。方案2為采用圖像識別的方式檢測攝像機視野范圍內的場景，并通過對場景的識別進行自動對焦。該方案受限于諸多環境因素，且圖像識別對于攝像機本身的計算能力要求很高，準確度不高，且實現困難。

在現有技術中，主要有以下技術方案與本發明申請相關：

該現有技術為北京漢邦高科數字技術股份有限公司于2012年08月14日申請，并于2012年11月14日公開，公開號為CN102780847A的中國發明申請《一種針對運動目標的攝像機自動對焦控制方法》。該發明申請公開了一種針對運動目標的攝像機自動對焦控制方法，包括以下步驟：1）采用基于背景剪除的運動目標檢測算法對場景中運動目標位置區域進行標定；2）在確定攝像機對焦區域及對焦目標后，采用基于目標灰度梯度的自動聚焦控制算法，實現對標定的運動目標進行攝像機鏡頭的自動聚焦；其中步驟1）包括分步驟：1.1）高斯平滑濾波預處理；1.2）高斯背景模型建模；1.3）目標前景區域提取；1.4）高斯背景模型的更新；1.5）目標前景區域數學形態學處理；其中步驟2）包括分步驟：2.1）提取運動目標對焦區域；2.2）聚焦評價函數計算；2.3）聚焦調節控制。

該現有技術方案針對目標變化的應用場景，利用自動聚焦算法對攝像機進行對焦操作，使拍攝的圖像視窗內目標區域和物體的清晰。然而，該現有技術方案首先采利用檢測算法對目標位置區域進行標定，然后再采用基于目標灰度梯度的自動聚焦控制算法對攝像機進行對焦，在場景變化較快且復雜的環境下，對焦算法的計算量較大，同時持續控制攝像機進行對焦，嚴重影響了鏡頭電機的使用壽命，設備后期的維護成本非常高。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種攝像機自適應對焦控制裝置、方法及計算機可讀存儲介質，以解決現有機車視頻監控系統在振動運行環境下容易導致的攝像機虛焦，以及因機車重新編組、解編造成的對焦不正確的技術缺陷。

為了實現上述發明目的，本發明具體提供了一種攝像機自適應對焦控制裝置、方法及計算機可讀存儲介質的技術實現方案，攝像機自適應對焦控制裝置，包括：