CN105554387A - 变倍跟踪曲线的校正方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及摄像监控技术领域，尤其涉及一种变倍跟踪曲线的校正方法和装置。所述方法包括：根据变倍方向及其对应的预设规则，从预存的至少两条聚焦距离不同的变倍跟踪曲线中选定参考变倍跟踪曲线，以依据该参考变倍跟踪曲线驱动变倍电机和聚焦电机同步转动；在参考变倍跟踪曲线上选定N个对应于不同变倍倍率值的采集点；基于预设的自动聚焦算法，分别获取该N个采集点中任一采集点在对应变倍倍率值下聚焦估计值达到最大值时的实际聚焦位置值；依据获取的所述N个采集点对应的实际聚焦位置值，完成该参考变倍跟踪曲线的校正。即本发明能获取每个镜头自身的实际变倍跟踪曲线，从而保证后续在变倍和自动聚焦时随着已经过校正的实际的参考变倍跟踪曲线同步运行，使得整个变倍过程图像都能聚焦清楚。

Description

变倍跟踪曲线的校正方法和装置

【技术领域】

本发明涉及摄像监控技术领域，尤其涉及一种变倍跟踪曲线的校正方法和装置。

【背景技术】

现有的一体化摄像机具有变倍、自动聚焦的功能，其结构小巧、使用方便、监控范围广，已广泛应用于视频监控领域。在一体化摄像机镜头中变倍镜片和聚焦镜片是分开移动的，分别由变倍电机和聚焦电机驱动，在变倍过程中，需要进行变倍跟踪，使聚焦镜片根据变倍镜片的位置而同步变化，从而使图像能够聚焦清楚。

通常，镜头厂商会提供对应于该镜头的固定理想变倍跟踪曲线，便于摄像机依据该变倍跟踪曲线实现变倍跟踪和自动聚焦。但是在选定理论的参考变倍跟踪曲线时，在变倍电机位置处于小的变倍倍率值时，四条不同聚焦距离的变倍跟踪曲线基本重合；当变倍倍率变大时，不同聚焦距离的变倍跟踪曲线逐渐分开，距离相差越来越大。因此变倍电机是从小倍率转向大倍率，还是从大倍率转向小倍率，两种情况下由于变倍跟踪曲线的不同，选定所述参考变倍跟踪曲线的规则也应该相应不同，才能保证所述参考变倍跟踪曲线的选取精度。但是现有技术中，在选定参考变倍跟踪曲线时没有针对该两种不同的变倍方向来区别处理。

而且，由于镜头的个体差异，在使用某个镜头时，需要对每个镜头的变倍、对焦的光学基准位置进行调整和确认，以得到最合适的变倍跟踪曲线，如果以该固定理想参考变倍跟踪曲线做变倍跟踪时，图像可能会存在不同程度的模糊。因此，在镜头变倍跟踪过程之前或之中，如果能根据每个镜头自身的实际变倍跟踪曲线同步运行，使得整个变倍过程图像都能聚焦清楚。因此如何得到每个镜头的实际变倍跟踪曲线是需要解决的技术问题。

【发明内容】

本发明的目的旨在解决上述至少一个问题，提供了一种变倍跟踪曲线的校正方法、及采用该方法的装置。

为实现该目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种变倍跟踪曲线的校正方法，其包括有：

根据变倍方向及其对应的预设规则，从预存的至少两条聚焦距离不同的变倍跟踪曲线中选定参考变倍跟踪曲线，以依据该参考变倍跟踪曲线驱动变倍电机和聚焦电机同步转动；

在参考变倍跟踪曲线上选定N个对应于不同变倍倍率值的采集点；

基于预设的自动聚焦算法，分别获取该N个采集点中任一采集点在对应变倍倍率值下聚焦估计值达到最大值时的实际聚焦位置值；

依据获取的所述N个采集点对应的实际聚焦位置值，完成该参考变倍跟踪曲线的校正。

具体的，所述根据变倍方向及其对应的预设规则，从预存的至少两条聚焦距离不同的变倍跟踪曲线中选定参考变倍跟踪曲线的步骤中，包括：

当所述变倍方向为小倍率转向大倍率时，驱动聚焦电机获取当前变倍倍率值在每条变倍跟踪曲线中对应的聚焦位置及对应的聚焦评价值，确定聚焦评价值最大的聚焦位置所在的变倍跟踪曲线为所述参考变倍跟踪曲线。

具体的，所述根据变倍方向及其对应的预设规则，从预存的至少两条聚焦距离不同的变倍跟踪曲线中选定参考变倍跟踪曲线的步骤中，包括：

当所述变倍方向为大倍率转向小倍率时，获取聚焦电机的当前聚焦位置；

获取当前变倍倍率值在每条变倍跟踪曲线中对应的聚焦位置，确定聚焦位置与当前聚焦位置最接近的变倍跟踪曲线为所述参考变倍跟踪曲线。

进一步的，所述在参考变倍跟踪曲线上选定N个对应于不同变倍倍率值的采集点的步骤中，包括：

在参考变倍跟踪曲线上不同区域选取的采集点的数量，与当前区域的中心位置点对应的变倍倍率值成正比。

具体的，根据所述变倍倍率值的大小将所述参考变倍跟踪曲线分为不同区域。

进一步的，所述方法还包括步骤：获取该N个采集点中任一采集点在参考变倍跟踪曲线上对应的理论聚焦位置值，并计算所述理论聚焦位置值与实际聚焦位置值之间的校正距离。

具体的，所述校正距离为所述理论聚焦位置值与实际聚焦位置值之间的差值。

具体的，所述方法还包括步骤：利用线性差值方法及任意相邻两个采集点的校正距离，计算所述参考变倍跟踪曲线上该相邻两个采集点之间的剩余点的实际聚焦位置值。

具体的，所述基于预设的自动聚焦算法，分别获取该N个采集点中任一采集点在变倍倍率值下聚焦估计值达到最大值时的实际聚焦位置值的步骤中，还包括：

基于预设的爬坡算法，在该采集点对应的变倍倍率值下驱动聚焦电机移动到不同的聚焦位置值，并获取该聚焦位置值所对应的图像数据；

基于该图像数据和预设的聚焦估计值函数，将聚焦估计值最大时的聚焦位置值作为实际聚焦位置值。

进一步的，所述预设的聚焦估计值函数与图像数据所对应的场景相关联，其中所述场景通过预设的场景识别算法来识别获得。

本发明还提供了一种变倍跟踪曲线的校正装置，其包括有：

参考曲线选取模块，用于根据变倍方向及其对应的预设规则，从预存的至少两条聚焦距离不同的变倍跟踪曲线中选定参考变倍跟踪曲线，以依据该参考变倍跟踪曲线驱动变倍电机和聚焦电机同步转动；

取样模块，用于在参考变倍跟踪曲线上选定N个对应于不同变倍倍率值的采集点；

实际值获取模块，用于基于预设的自动聚焦算法，分别获取该N个采集点中任一采集点在对应变倍倍率值下聚焦估计值达到最大值时的实际聚焦位置值；

校正模块，用于依据获取的所述N个采集点对应的实际聚焦位置值，完成该参考变倍跟踪曲线的校正。

具体的，所述参考曲线选取模块中还包括有第一选取单元，

所述第一选取单元，用于当所述变倍方向为小倍率转向大倍率时，驱动聚焦电机获取当前变倍倍率值在每条变倍跟踪曲线中对应的聚焦位置及对应的聚焦评价值，确定聚焦评价值最大的聚焦位置所在的变倍跟踪曲线为所述参考变倍跟踪曲线。

具体的，所述参考曲线选取模块中还包括有第二选取单元，

所述第二选取单元，用于当所述变倍方向为大倍率转向小倍率时，获取聚焦电机的当前聚焦位置；

获取当前变倍倍率值在每条变倍跟踪曲线中对应的聚焦位置，确定聚焦位置与当前聚焦位置最接近的变倍跟踪曲线为所述参考变倍跟踪曲线。

进一步的，所述取样模块还用于在参考变倍跟踪曲线上不同区域选取的采集点的数量，与当前区域的中心位置点对应的变倍倍率值成正比。

具体的，所述取样模块还用于根据所述变倍倍率值的大小将所述参考变倍跟踪曲线分为不同区域。

进一步的，还包括有理论值获取模块，

所述理论值获取模块，还用于获取该N个采集点中任一采集点在参考变倍跟踪曲线上对应的理论聚焦位置值，并计算所述理论聚焦位置值与实际聚焦位置值之间的校正距离。

具体的，所述校正距离为所述理论聚焦位置值与实际聚焦位置值之间的差值。

进一步的，本装置还包括有第二取样单元，

所述第二取样单元，用于利用线性差值方法及任意相邻两个采集点的校正距离，计算所述参考变倍跟踪曲线上该相邻两个采集点之间的剩余点的实际聚焦位置值。

进一步的，所述实际值获取模块还用于：

基于预设的爬坡算法，在该采集点对应的变倍倍率值下驱动聚焦电机移动到不同的聚焦位置值，并获取该聚焦位置值所对应的图像数据；

基于该图像数据和预设的聚焦估计值函数，将聚焦估计值最大时的聚焦位置值作为实际聚焦位置值。

具体的，所述预设的聚焦估计值函数与图像数据所对应的场景相关联，其中所述场景通过预设的场景识别算法来识别获得。

与现有技术相比，本发明具备如下优点：

1、本发明提供了一种变倍跟踪曲线的校正方法和装置，根据当前变倍方向及该变倍方向对应的预设规则，从预存的多条理论变倍跟踪曲线中选定参考变倍跟踪曲线，并在理论的参考变倍跟踪曲线上选定N个不同变倍倍率值的采集点；再依据预设的自动聚焦算法，获取这些采集点对应的变倍倍率值下聚焦估计值达到最大时的实际聚焦位置值，来完成参考变倍跟踪曲线的校正。即本发明能针对于当前变倍方向，采用与该变倍方向对应的预设规则选取参考变倍跟踪曲线，而且通过自动聚焦获取采集点实际聚焦位置，进而通过校正得到每个镜头自身的实际变倍跟踪曲线，从而保证后续在变倍和自动聚焦时随着已经过校正的实际的参考变倍跟踪曲线同步运行，保证整个变倍过程图像都能聚焦清楚；

2、本发明中在获取实际聚焦位置值时，在采集点对应的变倍倍率值下驱动聚焦电机移动到不同的聚焦位置，并基于该聚焦位置所对应的图像数据及预设的聚焦估计值函数，将聚焦估计值最大时的聚焦位置值作为实际聚焦位置值，且该聚焦估计值函数与图像数据所对应的场景相关联。即本发明能在不同的场景中，对该镜头的变倍跟踪曲线进行校正，提高校验结果的精确度和校验效率。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

【附图说明】

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明中变倍跟踪曲线校正方法的一个实施例的程序流程图；

图2是本发明中预先设定的理论变倍跟踪曲线的示意图；

图3是本发明中在变倍跟踪曲线上选取采集点的示意图；

图4是本发明中变倍跟踪曲线校正装置的一个实施例的结构框图。

【具体实施方式】

下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

需要说明的是，本发明所述方法是应用于相机或摄像机拍摄图像时变倍、自动聚焦的过程。当然，本发明所述方法也可应用于具有变倍、自动聚焦功能的手机、PAD、便携式多媒体播放器(PMP)、TV等设备。

参见附图1，为本发明变倍跟踪曲线校正方法的一个实施例的程序流程图，其包括步骤：

S11，根据变倍方向及其对应的预设规则，从预存的至少两条聚焦距离不同的变倍跟踪曲线中选定参考变倍跟踪曲线，以依据该参考变倍跟踪曲线驱动变倍电机和聚焦电机同步转动。

需要说明的是，有必要对所述的变倍跟踪曲线进行先导性说明。不难理解，在镜头中预先输入有至少两条聚焦距离不同的变倍跟踪曲线，请参照附图2。其中在图2所述的坐标系中，横轴代表变倍倍率值，纵轴代表聚焦位置值，为便于说明，本方案中选用聚焦距离分别为3米、6米、10米和无穷远的变倍跟踪曲线为例来说明。从中可以看出，在变倍电机位置处于小的变倍倍率值时，四条不同聚焦距离的变倍跟踪曲线基本重合；当变倍倍率变大时，不同聚焦距离的变倍跟踪曲线逐渐分开，距离相差越来越大。这说明，在变倍电机位置处于小的变倍倍率值时，随着物体离镜头距离的变化，电机聚焦位置变化不大，但在高变倍倍率下，物距一旦发生大的变化，聚焦电机位置也随之发生较大偏差。因此在镜头变倍过程中，首先要选定一条与当前聚焦距离最匹配的参考变倍跟踪曲线。

不难理解，所述至少两条聚焦距离不同的变倍跟踪曲线是预先输入到摄像镜头并存储，例如可以预先存储在存储介质中，其中所述存储介质可以是同步动态随机存取存储器(SDRAM)、多芯片封装(MCP)存储器或动态随机存取存储器(DRAM)。

具体的，参照前述参考变倍跟踪曲线的不同特点，不难知道，变倍电机是从小倍率转向大倍率，还是从大倍率转向小倍率，两种情况下由于变倍跟踪曲线的特点，选定所述参考变倍跟踪曲线的规则也应该相应不同，才能保证所述参考变倍跟踪曲线的选取精度。因此本实施例中，还需要根据当前变倍电机的变倍方向，来确定对应的参考变倍跟踪曲线的选取规则。

具体的，在本发明的一个实施例中，在当前变倍电机的变倍方向为小倍率转向大倍率时，驱动聚焦电机获取当前变倍倍率值在每条变倍跟踪曲线中对应的聚焦位置及对应的聚焦评价值，确定聚焦评价值最大的聚焦位置所在的变倍跟踪曲线为所述参考变倍跟踪曲线。

不难理解，从附图1中可以看出，当变倍电机处于小倍率范围时，其对应的多条不同聚焦距离的变倍跟踪曲线基本重合，即同一变倍倍率值在不同聚焦距离的变倍跟踪曲线对应的聚焦位置几乎相同，因此在该变倍方向下，获取当前聚焦电机位置和变倍电机位置，得到当前聚焦位置值和当前变倍倍率值，然后通过获取当前变倍倍率值在每条变倍跟踪曲线中对应的聚焦位置，但是在小倍率下无法比较聚焦位置与当前聚焦位置的相近程度，因此该方式无法获取参考变倍跟踪曲线。具体的，在本发明中，通过驱动聚焦电机获取当前变倍倍率值在每条变倍跟踪曲线中的聚焦位置后，基于预设的聚焦估计值函数，计算每个聚焦位置的聚焦评价值，确定聚焦评价值最大的聚焦位置所在的变倍跟踪曲线为所述参考变倍跟踪曲线。

具体的，在本发明的一个实施例中，在当前变倍电机的变倍方向为大倍率转向小倍率时，获取聚焦电机的当前聚焦位置；然后获取当前变倍倍率值在每条变倍跟踪曲线中对应的聚焦位置，确定聚焦位置与当前聚焦位置最接近的变倍跟踪曲线为所述参考变倍跟踪曲线。

不难理解，从附图2中可以看出，当变倍电机处于大倍率范围时，不同聚焦距离的变倍跟踪曲线逐渐分开，距离相差越来越大。即同一变倍倍率值在不同聚焦距离的变倍跟踪曲线对应的聚焦位置相差较大，因此在该变倍方向下，获取当前聚焦电机位置和变倍电机位置，得到当前聚焦位置值和当前变倍倍率值，然后通过获取当前变倍倍率值在每条变倍跟踪曲线中对应的聚焦位置，再通过比较聚焦位置与当前聚焦位置的相近程度，确定聚焦位置与当前聚焦位置最接近的变倍跟踪曲线为所述参考变倍跟踪曲线。

不难理解，本发明能针对于当前变倍方向，采用与该变倍方向对应的预设规则选取参考变倍跟踪曲线，从而保证了变倍跟踪曲线选取的精确度。

进一步的，请参见附图1，在本发明所述的方法中，还包括步骤：

S12，在参考变倍跟踪曲线上选定N个对应于不同变倍倍率值的采集点。

不难理解，前述步骤中选择了最接近的一条变倍跟踪曲线作为参考变倍跟踪曲线。进一步的，还需要在该参考变倍跟踪曲线上选定N个采集点，该N个采集点对应于不同的变倍倍率值。

不难理解，在小的变倍倍率值下，不同聚焦距离的变倍跟踪曲线重合度高，应该在小的变倍倍率值下，选取较少的采集点；反之，在大的变倍倍率值下，不同聚焦距离的变倍跟踪曲线之间逐渐分开，因此在大的变倍倍率值下，选择较多的采集点。即在参考变倍跟踪曲线上不同区域选取的采集点的数量，与当前区域的中心位置点对应的变倍倍率值成正比，具体的取样示意图请参见附图3。例如，在本发明的一个实施例中，可以将采集点的间隔Tx设定为与该区域中心的变倍倍率值成反比的算法，使得镜头中处理器依据该算法计算的间隔值，来获取对应一定数量的采集点。当然该实施例仅仅是示例性的，本发明对此不做限定。

需要说明的是，本发明中可以根据所述变倍倍率值的大小将所述参考变倍跟踪曲线分为不同区域。例如，在本发明中将所述参考变倍跟踪曲线分为小倍率区域、中倍率区域和大倍率区域。通过在该参考变倍跟踪曲线上选定第一倍率阈值和第二倍率阈值，当倍率值小于第一倍率阈值时，确定其在小倍率区域；当倍率值大于第二倍率阈值时，确定其在大倍率区域；则其他的则为中倍率区域。

进一步的，请参见附图1，在本发明的一个实施例方法中，还包括步骤：

S13，基于预设的自动聚焦算法，分别获取该N个采集点中任一采集点在对应变倍倍率值下聚焦估计值达到最大值时的实际聚焦位置值。

具体的，在本发明的一个实施例中，所述预设的自动聚焦算法即为常见的爬坡算法，在所述采集点对应的变倍倍率值下驱动聚焦电机移动到不同的聚焦位置值，并获取该聚焦位置值所对应的图像数据；基于该图像数据和预设的聚焦估计值函数，将聚焦估计值最大时的聚焦位置值作为实际聚焦位置值。

具体的，在所述采集点对应的变倍倍率值下，驱动聚焦电机微调以改变镜头与所拍对象之间的距离，且基于一定的时间或可变步长停止该镜头，获取当前聚焦位置时的一帧图像，获取该图像数据沿着水平X和垂直Y的高频分量，并基于预设的聚焦估计值函数，计算该帧图像的的聚焦评估值。重复执行上述操作，直到获取聚焦评估值最大时的聚焦位置值，该聚焦位置值即为所述的实际聚焦位置值。例如，在本发明的一个实施例中，所述预设的聚焦评估值函数为：

所述x是指水平高频分量值，y是指垂直高频分量值，本算法是将数据图像所得的当前帧图像数据所有水平x和垂直y的高频能量值进行累加而得到所述的聚焦估计值。

需要说明的是，所述预设的聚焦估计值函数与所拍摄对象所处的场景相关联，其中所述场景通过预设的场景识别算法来识别获取。具体的，在本发明的一个实施例中，预先设置有多种不同的场景模式，每种场景模式下具有对应的变倍倍率值、光强值、聚焦评估值函数、聚焦电机步长以及聚焦结束的判断准则。通过获取当前图像数据的光强信息、增益及变倍倍率值，与预设的多个场景模式中变倍倍率值、增益及光强信息值进行对比，选择最匹配的场景模式，获取该场景模式下的聚焦电机步长、聚焦评估值函数和聚焦结束判断准则。

进一步的，请参见附图1，本发明一个实施例的所述方法还包括步骤：

S14，依据获取的所述N个采集点对应的实际聚焦位置值，完成该参考变倍跟踪曲线的校正。

进一步的，为了提高该校正曲线的精确度，可以不仅仅只通过该N个采集点来实现该参考变倍跟踪曲线的校正，还可以利用线性差值方法及任意相邻两个采极点的校正距离，计算所述参考变倍跟踪曲线上该相邻两个采集点之间的剩余点的实际聚焦位置值。

例如，在本发明的方法中，还需要获取所述N个采集点中任一采集点在参考变倍跟踪曲线上对应的理论聚焦位置值，并计算所述理论聚焦位置值与实际聚焦位置值之间的校正距离，然后利用线性差值方法及任意相邻两个采集点的校正距离，计算所述参考变倍跟踪曲线上该相邻两个采集点之间的剩余点的实际聚焦位置值。

具体的，在本发明一个示例性实施例中，分别获取所述N个采集点对应的实际聚焦位置值Focus1_zoom【N】和理论聚焦位置值Focus2_zoom【N】，并依据该实际聚焦位置值Focus1_zoom【N】和理论聚焦位置值Focus2_zoom【N】计算对应的校正距离focus_zoom【N】，即可得到该N个采集点对应的N个校正距离。例如，在本发明的一个实施例中，所述校正距离的计算算法是：

focus_zoom【N】＝Focus2_zoom【N】-Focus1_zoom【N】。

进一步的，可以从N个采集点中选取任意两个相邻的采集点zoom_[N]和zoom_[N-1]，并计算其对应的校正距离focus_zoom【N】和focus_{zoom【N-1】}，则该相邻两个采集点之间的任意变倍倍率值zoom对应的校正距离focus_zoom的计算方法是：

进一步的，依据参考变倍跟踪曲线，获取该相邻采集点zoom_[N]和zoom_[N-1]之间的任意变倍倍率值zoom对应的理论对焦位置Focus2_zoom，再计算该变倍倍率值zoom对应的实际聚焦位置Focus1_zoom：

Focus1_zoom＝focus_zoom+Focus2_zoom

依据上述方法，即可以获取任意相邻两个采集点之间的剩余点的实际聚焦位置值，具体的取样数目可根据实际情况来定，当然，取样数目越多，校正得到的变倍跟踪曲线越精确。进一步的，依据获取的至少N个(变倍倍率值，实际聚焦位置值)的坐标，对现存的参考变倍跟踪曲线实现校正。

综上所述，本发明提供了一种变倍跟踪曲线的校正方法，根据当前变倍方向及该变倍方向对应的预设规则，从预存的多条理论变倍跟踪曲线中选定参考变倍跟踪曲线，并在理论的参考变倍跟踪曲线上选定N个不同变倍倍率值的采集点；再依据预设的自动聚焦算法，获取这些采集点对应的变倍倍率值下聚焦估计值达到最大时的实际聚焦位置值，来完成参考变倍跟踪曲线的校正。即本发明能针对于当前变倍方向，采用与该变倍方向对应的预设规则选取参考变倍跟踪曲线，而且通过自动聚焦获取采集点实际聚焦位置，进而通过校正得到每个镜头自身的实际变倍跟踪曲线，从而保证后续在变倍和自动聚焦时随着已经过校正的实际的参考变倍跟踪曲线同步运行，保证整个变倍过程图像都能聚焦清楚。

基于计算机的模块化思维，本发明还提供了一种变倍跟踪曲线校正装置，请参见附图4，其包括有参考曲线选取模块11、取样模块12、实际值获取模块13和校正模块14。需要说明的是，本发明所述装置是应用于具备变倍、自动聚焦功能的相机或摄像机。当然，本发明所述装置也可应用于具有变倍、自动聚焦功能的手机、PAD、便携式多媒体播放器(PMP)、TV等设备。为方便说明，本发明实施例以数字摄像机为例来示例性说明其具体实施方式，但是该实施例并不能构成对本发明的限制。以下具体揭示各模块实现的具体功能。

所述参考曲线选取模块11，用于根据变倍方向及其对应的预设规则，从预存的至少两条聚焦距离不同的变倍跟踪曲线中选定参考变倍跟踪曲线，以依据该参考变倍跟踪曲线驱动变倍电机和聚焦电机同步转动。

需要说明的是，有必要对所述的变倍跟踪曲线进行先导性说明。不难理解，在镜头中预先输入有至少两条聚焦距离不同的变倍跟踪曲线，请参照附图2。其中在图2所述的坐标系中，横轴代表变倍倍率值，纵轴代表聚焦位置值，为便于说明，本方案中选用聚焦距离分别为3米、6米、10米和无穷远的变倍跟踪曲线为例来说明。从中可以看出，在变倍电机位置处于小的变倍倍率值时，四条不同聚焦距离的变倍跟踪曲线基本重合；当变倍倍率变大时，不同聚焦距离的变倍跟踪曲线逐渐分开，距离相差越来越大。这说明，在变倍电机位置处于小的变倍倍率值时，随着物体离镜头距离的变化，电机聚焦位置变化不大，但在高变倍倍率下，物距一旦发生大的变化，聚焦电机位置也随之发生较大偏差。因此在镜头变倍过程中，首先要选定一条与当前聚焦距离最匹配的参考变倍跟踪曲线。

不难理解，所述至少两条聚焦距离不同的变倍跟踪曲线是预先输入到摄像镜头并存储，例如可以预先存储在存储介质中，其中所述存储介质可以是同步动态随机存取存储器(SDRAM)、多芯片封装(MCP)存储器或动态随机存取存储器(DRAM)。

具体的，参照前述参考变倍跟踪曲线的不同特点，不难知道，变倍电机是从小倍率转向大倍率，还是从大倍率转向小倍率，两种情况下由于变倍跟踪曲线的特点，所述参考曲线选取模块11选定所述参考变倍跟踪曲线的规则也应该相应不同，才能保证所述参考变倍跟踪曲线的选取精度。因此本实施例中，所述参考曲线选取模块11还需要根据当前变倍电机的变倍方向，来确定对应的参考变倍跟踪曲线的选取规则。

具体的，在本发明的一个实施例中，所述参考曲线选取模块11中还包括有第一选取单元。所述第一选取单元，用于在当前变倍电机的变倍方向为小倍率转向大倍率时，驱动聚焦电机获取当前变倍倍率值在每条变倍跟踪曲线中对应的聚焦位置及对应的聚焦评价值，确定聚焦评价值最大的聚焦位置所在的变倍跟踪曲线为所述参考变倍跟踪曲线。

不难理解，从附图2中可以看出，当变倍电机处于小倍率范围时，其对应的多条不同聚焦距离的变倍跟踪曲线基本重合，即同一变倍倍率值在不同聚焦距离的变倍跟踪曲线对应的聚焦位置几乎相同，因此在该变倍方向下，获取当前聚焦电机位置和变倍电机位置，得到当前聚焦位置值和当前变倍倍率值，然后通过获取当前变倍倍率值在每条变倍跟踪曲线中对应的聚焦位置，但是在小倍率下无法比较聚焦位置与当前聚焦位置的相近程度，因此该方式无法获取参考变倍跟踪曲线。具体的，在本发明中，所述第一选取单元通过驱动聚焦电机获取当前变倍倍率值在每条变倍跟踪曲线中的聚焦位置后，基于预设的聚焦估计值函数，计算每个聚焦位置的聚焦评价值，从而所述第一选取单元确定聚焦评价值最大的聚焦位置所在的变倍跟踪曲线为所述参考变倍跟踪曲线。

具体的，在本发明的一个实施例中，所述参考曲线选取模块中还包括有第二选取单元。所述第二选取单元，用于在当前变倍电机的变倍方向为大倍率转向小倍率时，获取聚焦电机的当前聚焦位置；然后获取当前变倍倍率值在每条变倍跟踪曲线中对应的聚焦位置，确定聚焦位置与当前聚焦位置最接近的变倍跟踪曲线为所述参考变倍跟踪曲线。

不难理解，从附图2中可以看出，当变倍电机处于大倍率范围时，不同聚焦距离的变倍跟踪曲线逐渐分开，距离相差越来越大。即同一变倍倍率值在不同聚焦距离的变倍跟踪曲线对应的聚焦位置相差较大，因此在该变倍方向下，所述第二选取单元获取当前聚焦电机位置和变倍电机位置，得到当前聚焦位置值和当前变倍倍率值，然后通过获取当前变倍倍率值在每条变倍跟踪曲线中对应的聚焦位置，所述第二选取单元再通过比较聚焦位置与当前聚焦位置的相近程度，确定聚焦位置与当前聚焦位置最接近的变倍跟踪曲线为所述参考变倍跟踪曲线。

不难理解，本发明所述参考曲线选取模块11能针对于当前变倍方向，采用与该变倍方向对应的预设规则选取参考变倍跟踪曲线，从而保证了变倍跟踪曲线选取的精确度。

进一步的，所述取样模块12，用于在参考变倍跟踪曲线上选定N个对应于不同变倍倍率值的采集点。

不难理解，前述所述参考曲线选取模块11中选择了最接近的一条变倍跟踪曲线作为参考变倍跟踪曲线。进一步的，所述取样模块12还需要在该参考变倍跟踪曲线上选定N个采集点，该N个采集点对应于不同的变倍倍率值。

不难理解，在小的变倍倍率值下，不同聚焦距离的变倍跟踪曲线重合度高，所述取样模块12应该在小的变倍倍率值下，选取较少的采集点；反之，在大的变倍倍率值下，不同聚焦距离的变倍跟踪曲线之间逐渐分开，因此所述取样模块12在大的变倍倍率值下，选择较多的采集点。即在参考变倍跟踪曲线上不同区域选取的采集点的数量，与当前区域的中心位置点对应的变倍倍率值成正比，具体的取样示意图请参见附图3。例如，在本发明的一个实施例中，所述取样模块12可以将采集点的间隔Tx设定为与该区域中心的变倍倍率值成反比的算法，使得镜头中处理器依据该算法计算的间隔值，来获取对应一定数量的采集点。当然该实施例仅仅是示例性的，本发明对此不做限定。

需要说明的是，本发明中所述取样模块12可以根据所述变倍倍率值的大小将所述参考变倍跟踪曲线分为不同区域。例如，在本发明中将所述参考变倍跟踪曲线分为小倍率区域、中倍率区域和大倍率区域。所述取样模块12通过在该参考变倍跟踪曲线上选定第一倍率阈值和第二倍率阈值，当倍率值小于第一倍率阈值时，所述取样模块12确定其在小倍率区域；当倍率值大于第二倍率阈值时，所述取样模块12确定其在大倍率区域；则其他的则为中倍率区域。

所述实际值获取模块13，用于基于预设的自动聚焦算法，分别获取该N个采集点中任一采集点在对应变倍倍率值下聚焦估计值达到最大值时的实际聚焦位置值。

具体的，在本发明的一个实施例中，所述预设的自动聚焦算法即为常见的爬坡算法，所述实际值获取模块13在所述采集点对应的变倍倍率值下驱动聚焦电机移动到不同的聚焦位置值，并获取该聚焦位置值所对应的图像数据；所述实际值获取模块13基于该图像数据和预设的聚焦估计值函数，将聚焦估计值最大时的聚焦位置值作为实际聚焦位置值。

具体的，所述实际值获取模块13在所述采集点对应的变倍倍率值下，驱动聚焦电机微调以改变镜头与所拍对象之间的距离，且基于一定的时间或可变步长停止该镜头，获取当前聚焦位置时的一帧图像，获取该图像数据沿着水平X和垂直Y的高频分量，然后所述实际值获取模块13基于预设的聚焦估计值函数，计算该帧图像的的聚焦评估值。重复执行上述操作，直到所述实际值获取模块13获取聚焦评估值最大时的聚焦位置值，该聚焦位置值即为所述的实际聚焦位置值。例如，在本发明的一个实施例中，所述预设的聚焦评估值函数为：

所述x是指水平高频分量值，y是指垂直高频分量值，本算法是将数据图像所得的当前帧图像数据所有水平x和垂直y的高频能量值进行累加而得到所述的聚焦估计值。

需要说明的是，所述预设的聚焦估计值函数与所拍摄对象所处的场景相关联，其中所述场景通过预设的场景识别算法来识别获取。具体的，在本发明的一个实施例中，所述摄像镜头中预先设置有多种不同的场景模式，每种场景模式下具有对应的变倍倍率值、光强值、聚焦评估值函数、聚焦电机步长以及聚焦结束的判断准则。所述实际值获取模块13通过获取当前图像数据的光强信息、增益及变倍倍率值，与预设的多个场景模式中变倍倍率值、增益及光强信息值进行对比，选择最匹配的场景模式，获取该场景模式下的聚焦电机步长、聚焦评估值函数和聚焦结束判断准则。

进一步的，所述校正模块14，用于依据获取的所述N个采集点对应的实际聚焦位置值，完成该参考变倍跟踪曲线的校正。

进一步的，为了提高该校正曲线的精确度，所述校正模块14可以不仅仅只通过该N个采集点来实现该参考变倍跟踪曲线的校正，还可以利用线性差值方法及任意相邻两个采极点的校正距离，计算所述参考变倍跟踪曲线上该相邻两个采集点之间的剩余点的实际聚焦位置值。

例如，在本发明的装置中还包括有实际值获取模块和第二取样单元。所述实际值获取模块，用于获取所述N个采集点中任一采集点在参考变倍跟踪曲线上对应的理论聚焦位置值，并计算所述理论聚焦位置值与实际聚焦位置值之间的校正距离。然后通过所述第二取样单元利用线性差值方法及任意相邻两个采集点的校正距离，计算所述参考变倍跟踪曲线上该相邻两个采集点之间的剩余点的实际聚焦位置值。

具体的，在本发明一个示例性实施例中，所述实际值获取模块13和理论值获取模块分别获取所述N个采集点对应的实际聚焦位置值Focus1_zoom【N】和理论聚焦位置值Focus2_zoom【N】，并通过所述理论值获取模块依据该实际聚焦位置值Focus1_zoom【N】和理论聚焦位置值Focus2_zoom【N】计算对应的校正距离focus_zoom【N】，即可得到该N个采集点对应的N个校正距离。例如，在本发明的一个实施例中，所述校正距离的计算算法是：

focus_zoom【N】＝Focus2_zoom【N】-Focus1_zoom【N】。

进一步的，所述第二取样单元可以从N个采集点中选取任意两个相邻的采集点zoom_[N]和zoom_[N-1]，并计算其对应的校正距离focus_zoom【N】和focus_{zoom 【N-1】}，则该相邻两个采集点之间的任意变倍倍率值zoom对应的校正距离focus_zoom的计算方法是：

进一步的，依据参考变倍跟踪曲线，通过理论值获取模块获取该相邻采集点zoom_[N]和zoom_[N-1]之间的任意变倍倍率值zoom对应的理论对焦位置Focus2_zoom，再通过第二取样单元计算该变倍倍率值zoom对应的实际聚焦位置Focus1_zoom：

Focus1_zoom＝focus_zoom+Focus2_zoom

依据上述方法，所述第二取样单元即可以获取任意相邻两个采集点之间的剩余点的实际聚焦位置值，具体的取样数目可根据实际情况来定，当然，取样数目越多，校正得到的变倍跟踪曲线越精确。进一步的，所述校正模块14依据获取的至少N个(变倍倍率值，实际聚焦位置值)的坐标，对现存的参考变倍跟踪曲线实现校正。

综上所述，本发明提供了一种变倍跟踪曲线的校正装置，根据当前变倍方向及该变倍方向对应的预设规则，通过参考曲线选取模块11从预存的多条理论变倍跟踪曲线中选定参考变倍跟踪曲线，并通过取样模块12在理论的参考变倍跟踪曲线上选定N个不同变倍倍率值的采集点；再依据预设的自动聚焦算法，实际值获取模块13获取这些采集点对应的变倍倍率值下聚焦估计值达到最大时的实际聚焦位置值，再通过校正模块14来完成参考变倍跟踪曲线的校正。即本发明能针对于当前变倍方向，采用与该变倍方向对应的预设规则选取参考变倍跟踪曲线，而且通过自动聚焦获取采集点实际聚焦位置，进而通过校正得到每个镜头自身的实际变倍跟踪曲线，从而保证后续在变倍和自动聚焦时随着已经过校正的实际的参考变倍跟踪曲线同步运行，保证整个变倍过程图像都能聚焦清楚。

在此处所提供的说明书中，虽然说明了大量的具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实施例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

虽然上面已经示出了本发明的一些示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的原理或精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种变倍跟踪曲线的校正方法，其特征在于，包括有：

根据变倍方向及其对应的预设规则，从预存的至少两条聚焦距离不同的变倍跟踪曲线中选定参考变倍跟踪曲线，以依据该参考变倍跟踪曲线驱动变倍电机和聚焦电机同步转动；

在参考变倍跟踪曲线上选定N个对应于不同变倍倍率值的采集点；

基于预设的自动聚焦算法，分别获取该N个采集点中任一采集点在对应变倍倍率值下聚焦估计值达到最大值时的实际聚焦位置值；

依据获取的所述N个采集点对应的实际聚焦位置值，完成该参考变倍跟踪曲线的校正。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据变倍方向及其对应的预设规则，从预存的至少两条聚焦距离不同的变倍跟踪曲线中选定参考变倍跟踪曲线的步骤中，包括：

当所述变倍方向为小倍率转向大倍率时，驱动聚焦电机获取当前变倍倍率值在每条变倍跟踪曲线中对应的聚焦位置及对应的聚焦评价值，确定聚焦评价值最大的聚焦位置所在的变倍跟踪曲线为所述参考变倍跟踪曲线。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据变倍方向及其对应的预设规则，从预存的至少两条聚焦距离不同的变倍跟踪曲线中选定参考变倍跟踪曲线的步骤中，包括：

当所述变倍方向为大倍率转向小倍率时，获取聚焦电机的当前聚焦位置；

获取当前变倍倍率值在每条变倍跟踪曲线中对应的聚焦位置，确定聚焦位置与当前聚焦位置最接近的变倍跟踪曲线为所述参考变倍跟踪曲线。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在参考变倍跟踪曲线上选定N个对应于不同变倍倍率值的采集点的步骤中，包括：

在参考变倍跟踪曲线上不同区域选取的采集点的数量，与当前区域的中心位置点对应的变倍倍率值成正比。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：根据所述变倍倍率值的大小将所述参考变倍跟踪曲线分为不同区域。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤：获取该N个采集点中任一采集点在参考变倍跟踪曲线上对应的理论聚焦位置值，并计算所述理论聚焦位置值与实际聚焦位置值之间的校正距离。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述校正距离为所述理论聚焦位置值与实际聚焦位置值之间的差值。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括步骤：利用线性差值方法及任意相邻两个采集点的校正距离，计算所述参考变倍跟踪曲线上该相邻两个采集点之间的剩余点的实际聚焦位置值。

9.根据权利1所述的方法，其特征在于，所述基于预设的自动聚焦算法，分别获取该N个采集点中任一采集点在变倍倍率值下聚焦估计值达到最大值时的实际聚焦位置值的步骤中，还包括：

基于预设的爬坡算法，在该采集点对应的变倍倍率值下驱动聚焦电机移动到不同的聚焦位置值，并获取该聚焦位置值所对应的图像数据；

基于该图像数据和预设的聚焦估计值函数，将聚焦估计值最大时的聚焦位置值作为实际聚焦位置值。

10.一种变倍跟踪曲线的校正装置，其特征在于，包括有：

参考曲线选取模块，用于根据变倍方向及其对应的预设规则，从预存的至少两条聚焦距离不同的变倍跟踪曲线中选定参考变倍跟踪曲线，以依据该参考变倍跟踪曲线驱动变倍电机和聚焦电机同步转动；

取样模块，用于在参考变倍跟踪曲线上选定N个对应于不同变倍倍率值的采集点；

实际值获取模块，用于基于预设的自动聚焦算法，分别获取该N个采集点中任一采集点在对应变倍倍率值下聚焦估计值达到最大值时的实际聚焦位置值；

校正模块，用于依据获取的所述N个采集点对应的实际聚焦位置值，完成该参考变倍跟踪曲线的校正。