CN105763795B - 一种聚焦方法及装置、摄像机和摄像系统 - Google Patents
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- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
Abstract
本发明公开了一种聚焦方法及装置、摄像机和摄像系统，其中聚焦方法包括获取预置位信息；判断预置位信息是否存在于预置位数据库中；当存在时，从预置位数据库中获取与预置位信息相对应的且最近一次记录的聚焦电机位置值；驱动聚焦电机运动至聚焦电机位置值处；触发自动聚焦；获取自动聚焦完成后的聚焦电机位置值；判断预置位数据库中记录的与预置位信息相对应的聚焦电机位置值的个数是否大于或等于第一阈值；当大于或等于第一阈值时，判断位置差值是否小于或等于第二阈值；当小于或等于第二阈值时，获得聚焦正确结果。本发明具有调预置位聚焦的正确率高、历史数据实时更新、快速得到清晰图像的优点。
Description
技术领域
本发明涉及摄像机及视频监控领域，具体涉及一种聚焦方法及装置、摄像机和摄像系统。
背景技术
预置位是指在带有云台且能够通过变焦电机和聚焦电机控制实现变焦和聚焦的摄像机上，一组包含云台坐标(一般指云台水平角度值和垂直角度值)和变焦电机zoom位置值(zoom位置)的数据称为一个预置位，zoom位置也可以称为放大倍数，调用预置位可以使摄像机云台立即运动到云台坐标位置，以及zoom变倍到指定倍率，即变焦电机运动到zoom位置。
目前多数摄像机都具有变焦和自动聚焦功能。自动聚焦是指根据获取到的帧图像的统计信息或者相位差信息，驱动聚焦(focus)电机移动镜头中的对焦镜片组使拍摄目标物成像达到最清晰。由于镜头景深限制，在一个场景里存在不同距离的目标物，不同目标聚焦清楚时的focus值不唯一，存在一定差异。又由于镜头存在焦深，在focus前后的一定范围内图像都可能是清楚的，从而同一目标聚焦清楚时也会对应出现不同的focus电机位置。大多数情况下这个差异不大，这个差异在焦距较长时一般远小于不同距离目标带来的差异，在允许范围内都可以认定是聚焦正确的。变焦是指驱动zoom电机推动变焦镜片组运动，实现镜头焦距变化，焦距越长物体的放大率越大，成像就越小。一个zoom电机位置对应一个图像倍数。最小放大倍数是在摄像机视场角最大时，放大倍数为1倍。镜头的变焦范围是镜头的固有属性。
为了能够实现快速且清晰地成像，目前存在一些预置位聚焦方法，例如申请号CN201410118637.0的中国专利申请中公开了一种预置位方法及控制系统，主要是预置位调用后，当一体机收到球机方向信息与任一放大倍数Zoom值，查询预置位设置时储存的方向信息与线号，如果查到对应方向信息的线号，则根据当前zoom位置计算出对应的focus值，从而快速的到清晰图像。如果在储存表中没有查到该方向信息，则用线性插值的方法计算出该方向信息的线号。但是，上述方法存在以下缺陷：1)直接使用了历史数据，对所使用的历史数据(预置位方向信息对应的线号或者focus电机位置)的正确性没有判断；并且历史数据缺乏合理的更新机制，如果场景发生较大变化，则对焦时间反而延长，聚焦错误的概率有升高的可能。2)在焦距较长的情况下(放大倍数较大)，由于图像清晰度下降且纹理减少，focus电机的搜索范围扩大，如果场景中有运动物体，如下雨或者过车(车占画面比例较大)，非常容易发生聚焦错误。使用历史数据后，如果不触发自动聚焦则如果发生场景变化，图像可能是模糊的。如果触发自动聚焦，如果本次自动聚焦错误，则图像模糊，缺乏纠正机制。
发明内容
因此，本发明实施例要解决的技术问题在于现有技术中的预置位聚焦方法聚焦正确率低。
为此，本发明实施例的一种聚焦方法，包括以下步骤：
获取预置位信息；
判断所述预置位信息是否存在于预置位数据库中；
当所述预置位信息存在于预置位数据库中时，从所述预置位数据库中获取与所述预置位信息相对应的且最近一次记录的聚焦电机位置值；
驱动聚焦电机运动至所述聚焦电机位置值处；
触发自动聚焦；
获取所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值；
判断所述预置位数据库中记录的与所述预置位信息相对应的聚焦电机位置值的个数是否大于或等于第一阈值；
当大于或等于第一阈值时，判断位置差值是否小于或等于第二阈值，所述位置差值为所述预置位数据库中最近N次记录的与所述预置位信息相对应的聚焦电机位置值的均值和所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值的差值的绝对值，其中N为正整数，N小于或等于第一阈值；
当小于或等于第二阈值时，获得聚焦正确结果，且将所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到所述预置位数据库中。
优选地，所述预置位信息包括云台水平角度值、云台垂直角度值和变焦电机zoom位置值。
优选地，所述判断所述预置位信息是否存在于预置位数据库中的步骤包括：
分别判断所述云台水平角度值、云台垂直角度值和变焦电机zoom位置值是否均存在于预置位数据库中；
当均存在于预置位数据库中时，获得所述预置位信息存在于预置位数据库中的判断结果；
当所述云台水平角度值、云台垂直角度值和变焦电机zoom位置值中有一个值不存在于预置位数据库中时，获得所述预置位信息不存在于预置位数据库中的判断结果。
优选地，还包括以下步骤：
当位置差值大于第二阈值时，再次触发自动聚焦，直至自动聚焦完成后的聚焦电机位置值相对应的位置差值小于或等于第二阈值为止或者再次触发自动聚焦的次数大于第三阈值为止，且将最后一次自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到所述预置位数据库中。
优选地，还包括以下步骤：
当个数小于第一阈值时，将自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到所述预置位数据库中。
优选地，还包括以下步骤：
当所述预置位信息不存在于预置位数据库中时，进行所述触发自动聚焦及其之后的步骤。
本发明实施例的一种聚焦装置，包括：
第一获取单元，用于获取预置位信息；
第一判断单元，用于判断所述预置位信息是否存在于预置位数据库中；
第二获取单元，用于当所述预置位信息存在于预置位数据库中时，从所述预置位数据库中获取与所述预置位信息相对应的且最近一次记录的聚焦电机位置值；
驱动单元，用于驱动聚焦电机运动至所述聚焦电机位置值处；
触发单元，用于触发自动聚焦；
第三获取单元，用于获取所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值；
第二判断单元，用于判断所述预置位数据库中记录的与所述预置位信息相对应的聚焦电机位置值的个数是否大于或等于第一阈值；
第三判断单元，用于当大于或等于第一阈值时，判断位置差值是否小于或等于第二阈值，所述位置差值为所述预置位数据库中最近N次记录的与所述预置位信息相对应的聚焦电机位置值的均值和所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值的差值的绝对值，其中N为正整数，N小于或等于第一阈值；
聚焦结果获得及记录单元，用于当小于或等于第二阈值时，获得聚焦正确结果，且将所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到所述预置位数据库中。
本发明实施例的一种摄像机，包括：
聚焦装置，用于获取预置位信息；判断所述预置位信息是否存在于预置位数据库中；当所述预置位信息存在于预置位数据库中时，从所述预置位数据库中获取与所述预置位信息相对应的且最近一次记录的聚焦电机位置值；驱动聚焦电机运动至所述聚焦电机位置值处；触发自动聚焦；获取所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值；判断所述预置位数据库中记录的与所述预置位信息相对应的聚焦电机位置值的个数是否大于或等于第一阈值；当大于或等于第一阈值时，判断位置差值是否小于或等于第二阈值，所述位置差值为所述预置位数据库中最近N次记录的与所述预置位信息相对应的聚焦电机位置值的均值和所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值的差值的绝对值；当小于或等于第二阈值时，获得聚焦正确结果，且将所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到所述预置位数据库中；
聚焦电机，用于在所述聚焦装置驱动下进行运动。
本发明实施例的一种摄像系统，包括：
具有变焦和聚焦功能的摄像机，用于获取预置位信息，所述预置位信息包括云台水平角度值、云台垂直角度值和变焦电机zoom位置值；判断所述预置位信息是否存在于预置位数据库中；当所述预置位信息存在于预置位数据库中时，从所述预置位数据库中获取与所述预置位信息相对应的且最近一次记录的聚焦电机位置值；驱动聚焦电机运动至所述聚焦电机位置值处；触发自动聚焦；获取所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值；判断所述预置位数据库中记录的与所述预置位信息相对应的聚焦电机位置值的个数是否大于或等于第一阈值；当大于或等于第一阈值时，判断位置差值是否小于或等于第二阈值，所述位置差值为所述预置位数据库中最近N次记录的与所述预置位信息相对应的聚焦电机位置值的均值和所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值的差值的绝对值；当小于或等于第二阈值时，获得聚焦正确结果，且将所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到所述预置位数据库中；
云台，用于根据所述云台水平角度值和云台垂直角度值进行转动，以使装载在其上的所述摄像机转动到指定角度；
存储器，用于存储所述预置位数据库。
优选地，所述摄像机还用于当位置差值大于第二阈值时，再次触发自动聚焦，直至自动聚焦完成后的聚焦电机位置值相对应的位置差值小于或等于第二阈值为止或者再次触发自动聚焦的次数大于第三阈值为止，且将最后一次自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到所述预置位数据库中。
本发明实施例的技术方案，具有如下优点：
1.本发明实施例提供的聚焦方法及装置、摄像机和摄像系统，通过将预置位信息与预置位数据库中存储的历史数据进行比较，一般情况下，在较短的时间间隔内(如半小时)，同一预置位对应的场景不会有太大变化，即对应的聚焦清楚时的focus也是相近的。聚焦错误都有一定概率性，通过将位置差值与第二阈值进行比较，可以判断当前自动聚焦是否正确，提供了判断聚焦是否正确的判断机制，有利于当出现聚焦错误、图像模糊的情况时进行后续处理(如重新聚焦)，从而提高了聚焦正确率。另外，通过取均值来计算位置差值，一是由于场景内可能存在不同距离的目标，多次聚焦完成后的focus值可能不同，二是由于镜头都存在焦深，允许focus前后移动一定范围图像都是清楚的，所以取均值相对于取单个值作为计算量，能够提高所获得的聚焦判断结果的稳定性。通过将自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到预置位数据库中，能够实时更新预置位数据库中的历史数据，如果场景发生较大变化，也能在经过数次自动聚焦调整后，利用新的历史focus信息判断是否聚焦正确，从而快速准确地获得清晰图像，提高了聚焦正确率。对于监控球机无人值守的预置位巡航等应用时聚焦正确率能够有明显提升。
2.本发明实施例提供的聚焦方法及装置、摄像机和摄像系统，通过当大于第二阈值时，再次触发自动聚焦，且将最后一次自动聚焦完成后的focus电机位置值追加记录到预置位数据库中，即使在聚焦时画面内有移动物体干扰，例如过车或者下雨，导致聚焦错误，或者场景发生了较大改变，也能通过多次自动聚焦获得聚焦正确结果，快速得到清晰图像，从而进一步提高了聚焦正确率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中聚焦方法的一个具体示例的流程图；
图2为本发明实施例1中聚焦方法的另一个具体示例的流程图；
图3为本发明实施例2中聚焦装置的一个具体示例的原理框图；
图4为本发明实施例3中摄像机的一个具体示例的原理框图；
图5为本发明实施例4中摄像系统的一个具体示例的原理框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种聚焦方法，例如可以应用于带有云台的、能够通过变焦电机和聚焦电机控制实现变焦和聚焦的摄像机，如图1所示，聚焦方法包括以下步骤：
S1、获取预置位信息，一般是使用者发出调用预置位命令后，获得预置位信息。优选地，预置位信息包括云台水平角度值α、云台垂直角度值β和zoom位置。云台获得水平角度值α和垂直角度值β后，使摄像机指向转动到指定角度，同时摄像机的zoom电机运动到该预置位的zoom位置。
S2、判断上述预置位信息是否存在于预置位数据库中。优选地，预置位数据库是以预置位信息表的形式进行存储的，预置位信息表如下表所示。
预置位信息表中包含n个预置位组，n为正整数，上表中示出了两个预置位组。每个预置位组包含一个预置位信息和多个focus电机位置focusm，m为正整数。每个预置位信息包含云台水平角度值α、云台垂直角度值β和zoom位置。focus电机位置的个数可以是任意正整数。其中α1、β1、zoom1、f11、f12等都是一个数字。每个预置位组对应一行，该表可以有多行，具体行数以调用过的预置位信息个数为准，受到摄像机性能限制。每个预置位信息对应的focus电机位置个数至少有一个，个数由调用一个预置位信息且自动聚焦完成的次数确定，“—”表示没有值(尚未获取)。上表中f11、f12和f13分是对应的三次预置位信息调用自动聚焦完成后记录的focus电机位置，f13是最近一次调用该预置位信息自动聚焦后记录的focus电机位置，f11是最早一次调用该预置位信息自动聚焦后记录的focus电机位置。
当预置位信息存在于预置位数据库中时，进入步骤S3。当预置位信息不存在于预置位数据库中时，进行步骤S5。
S3、从预置位数据库中获取与预置位信息相对应的且最近一次记录的focus电机位置值。例如，当预置位信息为上表中的α1、β1、zoom1时，那么本步骤获取到的focus电机位置值为f13。
S4、驱动聚焦电机运动至上述focus电机位置值处。
S5、触发自动聚焦。自动聚焦是目前大部分摄像机都具有的功能。
S6、获取自动聚焦完成后的focus电机位置值。
S7、判断预置位数据库中记录的与预置位信息相对应的focus电机位置值的个数是否大于或等于第一阈值。优选地，第一阈值为大于2的正整数，更加优选地，第一阈值为3。当大于或等于第一阈值时，进入步骤S8。当小于第一阈值时，进入步骤S10。
S8、判断位置差值是否小于或等于第二阈值，位置差值为预置位数据库中最近N次记录的与预置位信息相对应的focus电机位置值的均值(记为favg)和自动聚焦完成后的focus电机位置值(记为fp)的差值的绝对值，位置差值fdiff的计算公式如下：
fdiff＝abs(favg-fp)
上述N为正整数，N小于或等于第一阈值。优选地，上述的N可以取值为2～5，更加优选地，可以取值为3，即计算位置差值时可以取预置位数据库中最近3次记录的与预置位信息相对应的聚焦电机位置值的均值。第二阈值(记为T)一般取值为经验值，与当前zoom下聚焦搜索范围成正比，取T＝(fnear-finf)/c，其中，聚焦搜索范围值在当前zoom下，能够清晰成像的最近点对应的focus值记为fnear，最远目标清晰成像对应的focus值记为finf，fnear和finf都是zoom的函数，是镜头的固有参数，可以从镜头厂商提供的镜头数据中获取。c是常数，可以根据实际应用需求进行调整。当小于或等于第二阈值时，例如表示预置位最近数次调用时场景没有变化，进入步骤S9。
S9、获得聚焦正确结果，且将自动聚焦完成后的focus电机位置值追加记录到预置位数据库中。优选地，追加记录到相应预置位组的focus电机位置列表的末尾。
S10、将自动聚焦完成后的focus电机位置值追加记录到预置位数据库中，需新建一行，记录预置位信息和focus电机位置值。
上述聚焦方法，通过步骤S1-S10，将预置位信息与预置位数据库中存储的历史数据进行比较，一般情况下，在较短的时间间隔内(如半小时)，同一预置位对应的场景不会有太大变化，即对应的聚焦清楚时的focus也是相近的。聚焦错误都有一定概率性，通过将位置差值与第二阈值进行比较，可以判断当前自动聚焦是否正确，提供了判断聚焦是否正确的判断机制，有利于当出现聚焦错误、图像模糊的情况时进行后续处理(如重新聚焦)，从而提高了聚焦正确率。另外，通过取均值来计算位置差值，一是由于场景内可能存在不同距离的目标，多次聚焦完成后的focus值可能不同，二是由于镜头都存在焦深，允许focus前后移动一定范围图像都是清楚的，所以取均值相对于取单个值作为计算量，能够提高所获得的聚焦判断结果的稳定性。通过将自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到预置位数据库中，能够实时更新预置位数据库中的历史数据，如果场景发生较大变化，也能在经过数次自动聚焦调整后，利用新的历史focus信息判断是否聚焦正确，从而快速准确地获得清晰图像，提高了聚焦正确率。对于监控球机无人值守的预置位巡航等应用时聚焦正确率能够有明显提升。
优选地，上述步骤S2包括：
S2-1、分别判断云台水平角度值、云台垂直角度值和zoom位置值是否均存在于预置位数据库中；当均存在于预置位数据库中时，即水平角度、垂直角度和zoom位置同时相等，进入步骤S2-2；当云台水平角度值、云台垂直角度值和zoom位置值中只要有一个值不存在于预置位数据库中时，进入步骤S2-3。
S2-2、获得预置位信息存在于预置位数据库中的判断结果；
S2-3、获得预置位信息不存在于预置位数据库中的判断结果。
优选地，聚焦方法还包括以下步骤：
当大于第二阈值时，再次触发自动聚焦，直至自动聚焦完成后的focus电机位置值相对应的位置差值小于或等于第二阈值为止或者再次触发自动聚焦的次数大于第三阈值为止，且将最后一次自动聚焦完成后的focus电机位置值追加记录到预置位数据库中。优选地，如图2所示，具体为：
SA1、判断自动聚焦次数是否小于或等于预设值，当小于或等于预设值时，返回进入步骤S5，进行重新自动聚焦，如果重新聚焦后获得了聚焦正确结果，则认为是由于上次自动聚焦不正确而导致的大于第二阈值，场景并没有发生较大改变，重新自动聚焦后就能获得清晰图像。当大于预设值时，即进行多次自动聚焦后的focus电机位置与均值的差值的绝对值仍大于第二阈值，可以认为此时场景确实发生了变化，进入步骤SA2。上述预设值可以是大于或等于2的正整数，最多重复触发自动聚焦可以是2次、3次、4次等。
SA2、将最后一次自动聚焦完成后的focus电机位置值追加记录到预置位数据库中，供下一次预置位调用使用。
上述聚焦方法，通过当大于第二阈值时，再次触发自动聚焦，且将最后一次自动聚焦完成后的focus电机位置值追加记录到预置位数据库中，即使在聚焦时画面内有移动物体干扰，例如过车或者下雨，导致聚焦错误，或者场景发生了较大改变，也能通过多次自动聚焦获得聚焦正确结果，快速得到清晰图像，从而进一步提高了聚焦正确率。
实施例2
对应于实施例1，本实施例提供一种聚焦装置，如图3所示，包括：
第一获取单元1，用于获取预置位信息；
第一判断单元2，用于判断预置位信息是否存在于预置位数据库中；
第二获取单元3，用于当预置位信息存在于预置位数据库中时，从预置位数据库中获取与预置位信息相对应的且最近一次记录的聚焦电机位置值；
驱动单元4，用于驱动聚焦电机运动至聚焦电机位置值处；
触发单元5，用于触发自动聚焦；
第三获取单元6，用于获取自动聚焦完成后的聚焦电机位置值；
第二判断单元7，用于判断预置位数据库中记录的与预置位信息相对应的聚焦电机位置值的个数是否大于或等于第一阈值；
第三判断单元8，用于当大于或等于第一阈值时，判断位置差值是否小于或等于第二阈值，位置差值为预置位数据库中最近N次记录的与预置位信息相对应的聚焦电机位置值的均值和自动聚焦完成后的聚焦电机位置值的差值的绝对值，其中N为正整数，N小于或等于第一阈值；
聚焦结果获得及记录单元9，用于当小于或等于第二阈值时，获得聚焦正确结果，且将自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到预置位数据库中。
上述聚焦装置，通过将预置位信息与预置位数据库中存储的历史数据进行比较，一般情况下，在较短的时间间隔内(如半小时)，同一预置位对应的场景不会有太大变化，即对应的聚焦清楚时的focus也是相近的。聚焦错误都有一定概率性，通过将位置差值与第二阈值进行比较，可以判断当前自动聚焦是否正确，提供了判断聚焦是否正确的判断机制，有利于当出现聚焦错误、图像模糊的情况时进行后续处理(如重新聚焦)，从而提高了聚焦正确率。另外，通过取均值来计算位置差值，一是由于场景内可能存在不同距离的目标，多次聚焦完成后的focus值可能不同，二是由于镜头都存在焦深，允许focus前后移动一定范围图像都是清楚的，所以取均值相对于取单个值作为计算量，能够提高所获得的聚焦判断结果的稳定性。通过将自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到预置位数据库中，能够实时更新预置位数据库中的历史数据，如果场景发生较大变化，也能在经过数次自动聚焦调整后，利用新的历史focus信息判断是否聚焦正确，从而快速准确地获得清晰图像，提高了聚焦正确率。对于监控球机无人值守的预置位巡航等应用时聚焦正确率能够有明显提升。
实施例3
本实施例提供一种摄像机，如图4所示，包括上述实施例2的聚焦装置10和聚焦电机20。
聚焦装置10，用于获取预置位信息；判断预置位信息是否存在于预置位数据库中；当预置位信息存在于预置位数据库中时，从预置位数据库中获取与预置位信息相对应的且最近一次记录的聚焦电机位置值；驱动聚焦电机运动至聚焦电机位置值处；触发自动聚焦；获取自动聚焦完成后的聚焦电机位置值；判断预置位数据库中记录的与预置位信息相对应的聚焦电机位置值的个数是否大于或等于第一阈值；当大于或等于第一阈值时，判断位置差值是否小于或等于第二阈值，位置差值为预置位数据库中最近N次记录的与预置位信息相对应的聚焦电机位置值的均值和自动聚焦完成后的聚焦电机位置值的差值的绝对值；当小于或等于第二阈值时，获得聚焦正确结果，且将自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到预置位数据库中；
聚焦电机20，用于在聚焦装置驱动下进行运动。
上述摄像机，通过将预置位信息与预置位数据库中存储的历史数据进行比较，一般情况下，在较短的时间间隔内(如半小时)，同一预置位对应的场景不会有太大变化，即对应的聚焦清楚时的focus也是相近的。聚焦错误都有一定概率性，通过将位置差值与第二阈值进行比较，可以判断当前自动聚焦是否正确，提供了判断聚焦是否正确的判断机制，有利于当出现聚焦错误、图像模糊的情况时进行后续处理(如重新聚焦)，从而提高了聚焦正确率。另外，通过取均值来计算位置差值，一是由于场景内可能存在不同距离的目标，多次聚焦完成后的focus值可能不同，二是由于镜头都存在焦深，允许focus前后移动一定范围图像都是清楚的，所以取均值相对于取单个值作为计算量，能够提高所获得的聚焦判断结果的稳定性。通过将自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到预置位数据库中，能够实时更新预置位数据库中的历史数据，如果场景发生较大变化，也能在经过数次自动聚焦调整后，利用新的历史focus信息判断是否聚焦正确，从而快速准确地获得清晰图像，提高了聚焦正确率。对于监控球机无人值守的预置位巡航等应用时聚焦正确率能够有明显提升。
优选地，摄像机还包括zoom电机(变焦)和zoom电机(变焦)驱动装置。调用预置位后，zoom电机驱动装置驱动zoom电机运动到预置位的zoom位置。
实施例4
本实施例提供一种摄像系统，如图5所示，包括：
具有变焦和聚焦功能的摄像机101，用于获取预置位信息，预置位信息包括云台水平角度值、云台垂直角度值和变焦电机zoom位置值；判断预置位信息是否存在于预置位数据库中；当预置位信息存在于预置位数据库中时，从预置位数据库中获取与预置位信息相对应的且最近一次记录的聚焦电机位置值；驱动聚焦电机运动至聚焦电机位置值处；触发自动聚焦；获取自动聚焦完成后的聚焦电机位置值；判断预置位数据库中记录的与预置位信息相对应的聚焦电机位置值的个数是否大于或等于第一阈值；当大于或等于第一阈值时，判断位置差值是否小于或等于第二阈值，位置差值为预置位数据库中最近N次记录的与预置位信息相对应的聚焦电机位置值的均值和自动聚焦完成后的聚焦电机位置值的差值的绝对值；当小于或等于第二阈值时，获得聚焦正确结果，且将自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到预置位数据库中；
云台102，用于根据云台水平角度值和云台垂直角度值进行转动，以使装载在其上的摄像机转动到指定角度；当使用者发出调用预置位命令，首先向云台发送云台水平和垂直方位角度值，使摄像机指向转动到指定角度，同时向摄像机发出运动到指定倍数或者一定zoom位置的指令，使摄像机变焦电机运动到zoom位置。
存储器103，用于存储预置位数据库。
上述摄像系统，通过将预置位信息与预置位数据库中存储的历史数据进行比较，一般情况下，在较短的时间间隔内(如半小时)，同一预置位对应的场景不会有太大变化，即对应的聚焦清楚时的focus也是相近的。聚焦错误都有一定概率性，通过将位置差值与第二阈值进行比较，可以判断当前自动聚焦是否正确，提供了判断聚焦是否正确的判断机制，有利于当出现聚焦错误、图像模糊的情况时进行后续处理(如重新聚焦)，从而提高了聚焦正确率。另外，通过取均值来计算位置差值，一是由于场景内可能存在不同距离的目标，多次聚焦完成后的focus值可能不同，二是由于镜头都存在焦深，允许focus前后移动一定范围图像都是清楚的，所以取均值相对于取单个值作为计算量，能够提高所获得的聚焦判断结果的稳定性。通过将自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到预置位数据库中，能够实时更新预置位数据库中的历史数据，如果场景发生较大变化，也能在经过数次自动聚焦调整后，利用新的历史focus信息判断是否聚焦正确，从而快速准确地获得清晰图像，提高了聚焦正确率。对于监控球机无人值守的预置位巡航等应用时聚焦正确率能够有明显提升。
优选地，摄像机还用于当大于第二阈值时，再次触发自动聚焦，直至自动聚焦完成后的聚焦电机位置值相对应的位置差值小于或等于第二阈值为止或者再次触发自动聚焦的次数大于第三阈值为止，且将最后一次自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到预置位数据库中。
上述摄像系统，通过当位置差值大于第二阈值时，再次触发自动聚焦，且将最后一次自动聚焦完成后的focus电机位置值追加记录到预置位数据库中，即使在聚焦时画面内有移动物体干扰，例如过车或者下雨，导致聚焦错误，或者场景发生了较大改变，也能通过多次自动聚焦获得聚焦正确结果，快速得到清晰图像，从而进一步提高了聚焦正确率。
优选地，摄像机101还包括zoom电机(变焦)和zoom电机(变焦)驱动装置。调用预置位后，zoom电机驱动装置驱动zoom电机运动到预置位的zoom位置。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (14)
1.一种聚焦方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取预置位信息；
判断所述预置位信息是否存在于预置位数据库中；
当所述预置位信息存在于预置位数据库中时，从所述预置位数据库中获取与所述预置位信息相对应的且最近一次记录的聚焦电机位置值；
驱动聚焦电机运动至所述聚焦电机位置值处；
触发自动聚焦；
获取所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值；
判断所述预置位数据库中记录的与所述预置位信息相对应的聚焦电机位置值的个数是否大于或等于第一阈值；
当大于或等于第一阈值时，判断位置差值是否小于或等于第二阈值，所述位置差值为所述预置位数据库中最近N次记录的与所述预置位信息相对应的聚焦电机位置值的均值和所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值的差值的绝对值，其中N为正整数，N小于或等于第一阈值；
当小于或等于第二阈值时，获得聚焦正确结果，且将所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到所述预置位数据库中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预置位信息包括云台水平角度值、云台垂直角度值和变焦电机zoom位置值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断所述预置位信息是否存在于预置位数据库中的步骤包括：
分别判断所述云台水平角度值、云台垂直角度值和变焦电机zoom位置值是否均存在于预置位数据库中；
当均存在于预置位数据库中时，获得所述预置位信息存在于预置位数据库中的判断结果；
当所述云台水平角度值、云台垂直角度值和变焦电机zoom位置值中有一个值不存在于预置位数据库中时，获得所述预置位信息不存在于预置位数据库中的判断结果。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当位置差值大于第二阈值时，再次触发自动聚焦，直至自动聚焦完成后的聚焦电机位置值相对应的位置差值小于或等于第二阈值为止或者再次触发自动聚焦的次数大于第三阈值为止，且将最后一次自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到所述预置位数据库中。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当个数小于第一阈值时，将自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到所述预置位数据库中。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当个数小于第一阈值时，将自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到所述预置位数据库中。
7.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当所述预置位信息不存在于预置位数据库中时，进行所述触发自动聚焦及其之后的步骤。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当所述预置位信息不存在于预置位数据库中时，进行所述触发自动聚焦及其之后的步骤。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当所述预置位信息不存在于预置位数据库中时，进行所述触发自动聚焦及其之后的步骤。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当所述预置位信息不存在于预置位数据库中时，进行所述触发自动聚焦及其之后的步骤。
11.一种聚焦装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取预置位信息；
第一判断单元，用于判断所述预置位信息是否存在于预置位数据库中；
第二获取单元，用于当所述预置位信息存在于预置位数据库中时，从所述预置位数据库中获取与所述预置位信息相对应的且最近一次记录的聚焦电机位置值；
驱动单元，用于驱动聚焦电机运动至所述聚焦电机位置值处；
触发单元，用于触发自动聚焦；
第三获取单元，用于获取所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值；
第二判断单元，用于判断所述预置位数据库中记录的与所述预置位信息相对应的聚焦电机位置值的个数是否大于或等于第一阈值；
第三判断单元，用于当大于或等于第一阈值时，判断位置差值是否小于或等于第二阈值，所述位置差值为所述预置位数据库中最近N次记录的与所述预置位信息相对应的聚焦电机位置值的均值和所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值的差值的绝对值，其中N为正整数，N小于或等于第一阈值；
聚焦结果获得及记录单元，用于当小于或等于第二阈值时，获得聚焦正确结果，且将所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到所述预置位数据库中。
12.一种摄像机，其特征在于，包括：
聚焦装置，用于获取预置位信息；判断所述预置位信息是否存在于预置位数据库中；当所述预置位信息存在于预置位数据库中时，从所述预置位数据库中获取与所述预置位信息相对应的且最近一次记录的聚焦电机位置值；驱动聚焦电机运动至所述聚焦电机位置值处；触发自动聚焦；获取所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值；判断所述预置位数据库中记录的与所述预置位信息相对应的聚焦电机位置值的个数是否大于或等于第一阈值；当大于或等于第一阈值时，判断位置差值是否小于或等于第二阈值，所述位置差值为所述预置位数据库中最近N次记录的与所述预置位信息相对应的聚焦电机位置值的均值和所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值的差值的绝对值；当小于或等于第二阈值时，获得聚焦正确结果，且将所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到所述预置位数据库中；
聚焦电机，用于在所述聚焦装置驱动下进行运动。
13.一种摄像系统，其特征在于，包括：
具有变焦和聚焦功能的摄像机，用于获取预置位信息，所述预置位信息包括云台水平角度值、云台垂直角度值和变焦电机zoom位置值；判断所述预置位信息是否存在于预置位数据库中；当所述预置位信息存在于预置位数据库中时，从所述预置位数据库中获取与所述预置位信息相对应的且最近一次记录的聚焦电机位置值；驱动聚焦电机运动至所述聚焦电机位置值处；触发自动聚焦；获取所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值；判断所述预置位数据库中记录的与所述预置位信息相对应的聚焦电机位置值的个数是否大于或等于第一阈值；当大于或等于第一阈值时，判断位置差值是否小于或等于第二阈值，所述位置差值为所述预置位数据库中最近N次记录的与所述预置位信息相对应的聚焦电机位置值的均值和所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值的差值的绝对值；当小于或等于第二阈值时，获得聚焦正确结果，且将所述自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到所述预置位数据库中；
云台，用于根据所述云台水平角度值和云台垂直角度值进行转动，以使装载在其上的所述摄像机转动到指定角度；
存储器，用于存储所述预置位数据库。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述摄像机还用于当位置差值大于第二阈值时，再次触发自动聚焦，直至自动聚焦完成后的聚焦电机位置值相对应的位置差值小于或等于第二阈值为止或者再次触发自动聚焦的次数大于第三阈值为止，且将最后一次自动聚焦完成后的聚焦电机位置值追加记录到所述预置位数据库中。
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