CN108848316A - 摄像机的自动变焦控制方法、自动变焦装置和摄像机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种摄像机的自动变焦控制方法、自动变焦装置和摄像机，所述方法包括：以一个输出清晰图像的镜头中的图像为基准，获取作为放大或缩小倍率目标镜头区域的图像,对获取的目标镜头区域的图像进行图像清晰度评价，获取参考值；所述目标镜头以所述参考值作为变焦基数进行迭代收敛以获取变焦后的清晰图像。本发明实施例的摄像机的自动变焦控制方法，采用多目镜头分别负责不同倍率的形式，并在放大或缩小镜头倍率过程中以不同尺度的图像做参考，加快迭代收敛过程的变焦速度，使其能够快速自动变焦输出清晰图像，该自动变焦控制方法通过一次计算就能得到准确的焦距位置，并在下一帧驱动镜头到达该焦距位置完成对焦。
Description
技术领域
本发明涉及视频监控技术领域,更具体地，涉及一种摄像机的自动变焦控制方法、自动变焦装置和摄像机。
背景技术
一般我们在拍摄每个景物的时候不会刻意的站在统一距离处，这就需要相机通过设置来适应你所在距离以能够拍摄到清晰物体，这就是变焦。即调整普通意义上的变焦—通过摄像机或照相机变焦机构变动物距和相距的位置，使被拍物成像清晰的过程。
最早的胶片相机是通过手工转动对焦环来调节相机镜头从而使拍摄出来的照片清晰。这种方式很大程度上面依赖人眼对对焦屏上的影像的判别以及拍摄者的熟练程度甚至拍摄者的视力。现今的手机，卡片相机大多都会采用自动变焦。其原理是用相机上的光电传感器将物体反射的光接受，根据相机内部芯片的计算与处理，最后由电动对焦装置对焦。
自动对焦基本原理是：对焦过程中图像仍在一直不断产生，把镜头在某个位置时的那帧图像送到图像处理器(I SP)处理，得出该图像的统计信息，再把这信息送到对焦算法库(也许是在i sp硬件上执行，也许是在驱动程序软件执行)，对焦算法库根据硬件规范和上述统计信息算出下一步镜头该往哪个方向移动多少距离，并驱动镜头到达那个位置；接着在此位置得到新图像，又计算统计信息，计算再下一步的镜头位置，图像清晰度渐渐变化，如此经过几个循环收敛，图像到一定程度，就认为对焦成功。
通用的自动变焦算法大致分为三类：灰度梯度类算法；频域分析法；统计学函数；频域分析法和统计学函数由于对抗噪声能力弱，算法复杂，应用较少，现有应用主要是上面的灰度梯度类算法及其改进算法。
图像变焦过程中逐渐清晰的峰值如何计算呢？一种是遍历法，就是每一点的图片清晰度值都计算出来，最后找到最大值。还有一种算法是爬山算法，基本原理是，先粗调，再精调，最终高效的找到图像清晰度最大的点(峰值)。找到后驱动电机运转一定角度，实现像距或者焦距的变化，步进到最佳成像位置。
上述图像统计信息必然是和对焦算法一一对应的，用什么样的算法就需要I SP计算相应的统计信息。围绕不同的对焦算法，就形成了各种自动对焦方式，不同的对焦方式有不同的对焦速度和硬件需求及设计。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种摄像机的自动变焦控制方法、自动变焦装置和摄像机，该自动变焦控制方法能够加快迭代收敛过程的变焦速度，使其能够快速自动变焦输出清晰图像。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
根据本发明第一方面实施例的摄像机的自动变焦控制方法，包括：以一个输出清晰成像的镜头中的图像为基准，获取作为放大或缩小倍率目标镜头区域的图像,对获取的目标镜头区域的图像进行图像清晰度评价，获取参考值；所述目标镜头以所述参考值作为变焦基数进行迭代收敛以获取变焦后的清晰图像。
根据本发明的一个实施例，一个所述镜头的放大倍率小于所述目标镜头的放大倍率。
根据本发明的一个实施例，所述以一个输出清晰图像的镜头的图像为基准，获取作为放大或缩小倍率目标镜头区域的图像,对获取的目标镜头区域的图像进行图像清晰度评价，获取参考值，包括：设备初始化，以使一个所述镜头输出清晰图像；以一个所述镜头的图像为基准，以放大倍率裁剪出放大倍率成像的大致区域；进行图像清晰度评价，获取放大倍率图像的参考值。
根据本发明的一个实施例，所述目标镜头以所述参考值作为变焦基数进行迭代收敛以获取变焦后的清晰图像，包括：将所述目标镜头中的图像进行图像清晰度评价以获取当前变焦步数；以所述参考值作为变焦基数进行迭代收敛以加快变焦速度输出清晰图像。
根据本发明的一个实施例，采用灰度梯度算法进行图像清晰度评价。
根据本发明第二方面实施例的摄像机的自动变焦装置，包括：至少两个镜头，其中一个所述镜头输出清晰图像，一个作为目标镜头进行变焦；获取模块，所述获取模块用于获取一个所述镜头的清晰图像；参考值计算模块，所述参考值计算模块以一个所述镜头的清晰图像作为基准，对作为放大或缩小倍率目标镜头区域的图像进行清晰度评价以获取参考值；变焦模块，所述变焦模块以所述参考值作为变焦基数对所述目标镜头进行变焦。
根据本发明的一个实施例，一个所述镜头的放大倍率小于所述目标镜头的放大倍率。
根据本发明的一个实施例，所述变焦模块包括：变焦计算模块，所述变焦计算模块将所述目标镜头中的图像进行图像清晰度评价以获取当前变焦步数；变焦调节模块，所述变焦调节模块以所述参考值作为基数，结合当前变焦步数进行迭代收敛以加快变焦速度输出清晰图像。
根据本发明第三方面实施例的存储介质，包括一条或多条指令，所述一条或多条指令在执行时实现如上述实施例中所述的方法。
根据本发明第四方面实施例的摄像机，包括根据上述实施例中所述的摄像机的自动变焦装置。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
根据本发明实施例的摄像机的自动变焦控制方法，采用多目镜头分别负责不同倍率的形式，并在放大或缩小镜头倍率过程中以不同尺度的图像做参考，加快迭代收敛过程的变焦速度，使其能够快速自动变焦输出清晰图像，该自动变焦控制方法通过一次计算就能得到准确的焦距位置，并在下一帧驱动镜头到达该焦距位置完成对焦。
附图说明
图1为本发明实施例的摄像机的自动变焦控制方法的流程图；
图2为本发明实施例的摄像机的自动变焦装置的示意图。
附图标记：
自动变焦控制方法100；
自动变焦装置200；
镜头210；目标镜头211；
参考值计算模块220；
变焦模块230；变焦计算模块231；变焦调节模块232。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的摄像机的自动变焦控制方法100。
如图1所示，根据本发明实施例的摄像机的自动变焦控制方法100包括：以一个输出清晰图像的镜头中的图像为基准，获取作为放大或缩小倍率目标镜头区域的图像,对获取的目标镜头区域的图像进行图像清晰度评价，获取参考值。所述目标镜头以所述参考值作为变焦基数进行迭代收敛以获取变焦后的清晰图像。
换言之，根据本发明实施例的摄像机的自动变焦控制方法100，可以采用由多目镜头组成的自动变焦装置200来分别控制不同焦距、不同倍率的镜头，在放大倍率输出清晰图像的过程中，首先，可以以一个输出清晰成像的镜头中的图像为基准，获取作为放大或缩小倍率目标镜头区域的图像,对获取的目标镜头区域的图像进行图像清晰度评价，获取参考值，从而使目标镜头放大或缩小倍率后快速变焦。然后，目标镜头可以以该参考值作为变焦基数进行迭代收敛，以便于获取变焦后的清晰图像。
由此，根据本发明实施例的摄像机的自动变焦控制方法100，采用多目镜头分别负责不同倍率的形式，并在放大或缩小镜头倍率过程中以不同尺度的图像做参考，加快迭代收敛过程的变焦速度，使其能够快速自动变焦输出清晰图像，该自动变焦控制方法100通过一次计算就能得到准确的焦距位置，并在下一帧驱动镜头到达该焦距位置完成对焦。
根据本发明的一个实施例，一个镜头的放大倍率小于目标镜头的放大倍率。
也就是说，一个镜头的放大倍率可以小于目标镜头的放大倍率。以双镜头输出成像为例，假设一个放大倍率为1-6倍的摄像机中内置由双镜头，其中一个镜头的放大倍率可以为1-3倍，另一个目标镜头的放大倍率可以为4-6倍，通过以一个输出清晰成像的镜头中的图像为基准，获取作为放大或缩小倍率目标镜头区域的图像,对获取的目标镜头区域的图像进行图像清晰度评价，获取参考值，从而使目标镜头放大或缩小倍率后快速变焦。
在本发明的一些具体实施方式中，以一个输出清晰图像的镜头的图像为基准，获取作为放大或缩小倍率目标镜头区域的图像,对获取的目标镜头区域的图像进行图像清晰度评价，获取参考值，包括：设备初始化，以使一个镜头输出清晰图像；以一个镜头的图像为基准，以放大倍率裁剪出放大倍率成像的大致区域；进行图像清晰度评价，获取放大倍率图像的参考值。
换句话说，在以一个输出清晰图像的镜头的图像为基准，获取作为放大或缩小倍率目标镜头区域的图像,对获取的目标镜头区域的图像进行图像清晰度评价，获取参考值的过程中，首先，可以进行设备初始化，以使一个镜头输出清晰图像。然后，可以以一个镜头的图像为基准，以放大倍率裁剪出放大倍率成像的大致区域。最后，可以进行图像清晰度评价，获取放大倍率图像的参考值，其中，图像清晰度评价可以采用灰度梯度算法。同样以上述双镜头输出成像为例，设备初始化后放大倍率为1倍的摄像机是可以清晰成像的，假如将当前设备放大到5倍，那么可以由当前1倍倍率的镜头中裁剪出5倍成像的大致区域，然后可以进行图像清晰度评价获取5倍倍率的图像的变焦步数的参考值。
根据本发明的一个实施例，目标镜头以参考值作为变焦基数进行迭代收敛以获取变焦后的清晰图像，包括：将目标镜头中的图像进行图像清晰度评价以获取当前变焦步数；以参考值作为变焦基数进行迭代收敛以加快变焦速度输出清晰图像。
也就是说，在目标镜头以参考值作为变焦基数进行迭代收敛以获取变焦后的清晰图像的过程中，首先，可以将目标镜头中的图像进行图像清晰度评价以获取当前变焦步数，其中，图像清晰度评价可以采用灰度梯度算法。然后，可以以参考值作为变焦基数进行迭代收敛以加快变焦速度输出清晰图像。
同样以上述双镜头输出成像为例，设备初始化后放大倍率为1倍的摄像机是可以清晰成像的，假如将当前设备放大到5倍，那么可以由当前1倍倍率的镜头中裁剪出5倍成像的大致区域。然后可以采用灰度梯度算法进行图像清晰度评价以获取5倍倍率的图像的变焦步数的参考值。接着可以获取目标镜头中的图像并使用灰度梯度算法进行图像清晰度评价以获取当前的变价步数。最后，可以以上述获取5倍倍率的图像的变焦步数的参考值作为目标尽头变焦基数进行快速迭代收敛的过程，达到加快变焦速度输出5倍倍率的清洗图像。
总而言之，根据本发明实施例的摄像机的自动变焦控制方法100，采用多目镜头分别负责不同倍率的形式，并在放大或缩小镜头倍率过程中以不同尺度的图像做参考，加快迭代收敛过程的变焦速度，使其能够快速自动变焦输出清晰图像，该自动变焦控制方法100通过一次计算就能得到准确的焦距位置，并在下一帧驱动镜头到达该焦距位置完成对焦。
根据本发明第二方面实施例的摄像机的自动变焦装置200包括至少两个镜头、获取模块、参考值计算模块220和变焦模块230。
具体地，在至少两个镜头中，其中一个镜头210输出清晰图像，一个作为目标镜头211进行变焦。获取模块用于获取一个镜头210的清晰图像。参考值计算模块220以一个镜头210的清晰图像作为基准，对作为放大或缩小倍率目标镜头211区域的图像进行清晰度评价以获取参考值。变焦模块230以参考值作为变焦基数对目标镜头211进行变焦。
换句话说，如图2所示，根据本发明实施例的摄像机的自动变焦装置200主要由至少两个镜头、获取模块、参考值计算模块220和变焦模块230组成。通过由多目镜头组成的自动变焦装置200来分别控制不同焦距、不同倍率的镜头，在放大倍率输出清晰图像的过程中，其中一个镜头210可以输出清晰图像，一个可以作为目标镜头211进行变焦。获取模块可以用于获取一个镜头210的清晰图像。参考值计算模块220可以以一个镜头210的清晰图像作为基准，对作为放大或缩小倍率目标镜头211区域的图像进行清晰度评价以获取参考值。变焦模块230可以以参考值作为变焦基数对目标镜头211进行变焦，从而使目标镜头211放大或缩小倍率后快速变焦，加快迭代收敛过程的变焦速度，使其能够快速自动变焦输出清晰图像。
根据本发明的一个实施例，一个镜头210的放大倍率小于目标镜头211的放大倍率。
也就是说，一个镜头210的放大倍率可以小于目标镜头211的放大倍率。以双镜头输出成像为例，假设一个放大倍率为1-6倍的摄像机中内置由双镜头，其中一个镜头210的放大倍率可以为1-3倍，另一个目标镜头211的放大倍率可以为4-6倍，通过以一个输出清晰成像的镜头210中的图像为基准，获取作为放大或缩小倍率目标镜头211区域的图像进行图像清晰度评价获取参考值，从而使目标镜头211放大或缩小倍率后快速变焦。
在本发明的一些具体实施方式中，变焦模块230包括变焦计算模块231和变焦调节模块232。
具体地，变焦计算模块231将目标镜头211中的图像进行图像清晰度评价以获取当前变焦步数。变焦调节模块232以参考值作为基数，结合当前变焦步数进行迭代收敛以加快变焦速度输出清晰图像。
换句话说，变焦模块230主要由变焦计算模块231和变焦调节模块232组成。其中，变焦计算模块231可以将目标镜头211中的图像进行图像清晰度评价以获取当前变焦步数，图像清晰度评价可以采用灰度梯度算法。变焦调节模块232可以以参考值作为基数，结合当前变焦步数进行迭代收敛，以便于加快变焦速度输出清晰图像。
另外，本发明实施例还提供了一种非易失性存储介质，所述存储介质包括一条或多条指令，所述一条或多条指令在执行时实现上述任一所述的自动变焦控制方法100。
也就是说，所述存储介质存储有对焦算法库，所述对焦算法库可以在图像处理器上执行，使得图像处理器可以执行上述任一所述的自动变焦控制方法100。
本发明还提供一种摄像机，摄像机包括根据上述实施例中所述的摄像机的自动变焦装置200。由于根据本发明实施例的摄像机的自动变焦装置200具有上述效果，因此，根据本发明实施例的摄像机也具有相应的技术效果，即能够加快迭代收敛过程的变焦速度，使其能够快速自动变焦输出清晰图像
根据本发明实施例的摄像机的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“优选实施例”、“具体实施方式”、或“优选实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种摄像机的自动变焦控制方法，其特征在于，所述方法包括：
以一个输出清晰成像的镜头中的图像为基准，获取作为放大或缩小倍率目标镜头区域的图像,对获取的目标镜头区域的图像进行图像清晰度评价，获取参考值；
所述目标镜头以所述参考值作为变焦基数进行迭代收敛以获取变焦后的清晰图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，一个所述镜头的放大倍率小于所述目标镜头的放大倍率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述以一个输出清晰图像的镜头的图像为基准，获取作为放大或缩小倍率目标镜头区域的图像,对获取的目标镜头区域的图像进行图像清晰度评价，获取参考值，包括：
设备初始化，以使一个所述镜头输出清晰图像；
以一个所述镜头的图像为基准，以放大倍率裁剪出放大倍率成像的大致区域；
进行图像清晰度评价，获取放大倍率图像的参考值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标镜头以所述参考值作为变焦基数进行迭代收敛以获取变焦后的清晰图像，包括：
将所述目标镜头中的图像进行图像清晰度评价以获取当前变焦步数；
以所述参考值作为变焦基数进行迭代收敛以加快变焦速度输出清晰图像。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，采用灰度梯度算法进行图像清晰度评价。
6.一种摄像机的自动变焦装置，其特征在于，包括：
至少两个镜头，其中一个所述镜头输出清晰图像，一个作为目标镜头进行变焦；
获取模块，所述获取模块用于获取一个所述镜头的清晰图像；
参考值计算模块，所述参考值计算模块以一个所述镜头的清晰图像作为基准，对作为放大或缩小倍率目标镜头区域的图像进行清晰度评价以获取参考值；
变焦模块，所述变焦模块以所述参考值作为变焦基数对所述目标镜头进行变焦。
7.根据权利要求6所述的摄像机的自动变焦装置，其特征在于，一个所述镜头的放大倍率小于所述目标镜头的放大倍率。
8.根据权利要求6所述的摄像机的自动变焦装置，其特征在于，所述变焦模块包括：
变焦计算模块，所述变焦计算模块将所述目标镜头中的图像进行图像清晰度评价以获取当前变焦步数；
变焦调节模块，所述变焦调节模块以所述参考值作为基数，结合当前变焦步数进行迭代收敛以加快变焦速度输出清晰图像。
9.一种非易失性存储介质，其特征在于，包括一条或多条指令，所述一条或多条指令在执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。
10.一种摄像机，其特征在于，包括权利要求6-8中任一项所述的摄像机的自动变焦装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181120 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |