CN111405193B - 聚焦方法、装置和摄像设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种聚焦方法、装置和摄像设备，通过预先设置标定点的方式，以得到参考物距和云台角度误差，在拍摄图像中识别到目标对象时，根据当前的云台坐标和预先得到的参考物距和云台角度误差，计算得到目标物距。再基于目标物距和获得的变焦值预测得到目标对象对应的对焦值。如此，通过计算得到明确的对焦值的方式，从而后续可直接控制电机移动到对焦值位置，避免了传统所采用的搜索方式所导致的图像模糊现象。

Description

聚焦方法、装置和摄像设备

技术领域

本申请涉及视频监控技术领域，具体而言，涉及一种聚焦方法、装置和摄像设备。

背景技术

目前，现有技术中在进行拍摄聚焦时，一般是采用搜索的方式找到使目标物体满足清晰度要求的焦距，即在搜索过程中，通过比较各个搜索点下图像的清晰度评估值，找到最优坐标，从而实现聚焦。这种方式由于存在搜索的过程，因此，导致聚焦过程中容易出现明显的图像模糊阶段。

发明内容

本申请的目的包括，例如，提供了一种聚焦方法、装置和摄像设备，其能够避免聚焦过程中图像的阶段性模糊现象。

本申请的实施例可以这样实现：

第一方面，本申请实施例提供一种聚焦方法，应用于摄像设备，所述摄像设备包括摄像头和搭载所述摄像头的云台，所述方法包括：

在所述摄像头获取的拍摄图像中识别到目标对象时，获得所述云台的云台坐标；

根据所述云台坐标以及预先获得的参考物距和云台角度误差，计算得到所述目标对象的目标物距，所述参考物距和云台角度误差为基于预先设置的标定点所获得；

根据所述目标物距以及获得的变焦值计算得到所述目标对象对应的对焦值。

在可选的实施方式中，所述方法还包括预先设置标定点并基于所述标定点获得参考物距的步骤，该步骤包括：

获取所述摄像设备的监控区域图像，在所述监控区域图像中设置第一标定点；

获得使所述第一标定点的清晰度达到预设标准时，所述云台的第一参考坐标和所述摄像头的第一变焦值和第一对焦值；

根据所述第一变焦值、第一对焦值及预存的变焦关系信息，得到所述参考物距，其中，所述变焦关系信息包含变焦值、对焦值及物距之间的对应关系。

在可选的实施方式中，所述方法还包括预先基于所述标定点获得云台角度误差的步骤，该步骤包括：

在所述监控区域图像中设置第二标定点，所述第二标定点与所述摄像头的距离大于所述第一标定点与所述摄像头的距离；

获得使所述第二标定点的清晰度达到所述预设标准时，所述云台的第二参考坐标和所述摄像头的第二变焦值和第二对焦值；

根据所述第二变焦值、第二对焦值及所述变焦关系信息获得第二物距；

基于所述参考物距、第二物距、第一参考坐标和第二参考坐标计算得到云台角度误差。

在可选的实施方式中，在所述监控区域图像包括位于所述摄像头两侧的第一区域图像和第二区域图像时，所述基于所述参考物距、第二物距、第一参考坐标和第二参考坐标计算得到云台角度误差的步骤，包括：

基于所述第一区域图像中的标定点获得的参考物距、第二物距、第一参考坐标、第二参考坐标，以及基于所述第二区域图像中的标定点获得的参考物距、第二物距、第一参考坐标、第二参考坐标，按预设公式计算得到所述第一区域图像对应的第一云台角度误差、所述第二区域图像对应的第二云台角度误差、地面倾角及摄像头高度。

在可选的实施方式中，所述根据所述云台坐标以及预先获得的参考物距和云台角度误差，计算得到所述目标对象的目标物距的步骤，包括：

在所述拍摄图像与所述第一区域图像为相同侧的图像时，根据所述云台坐标以及预先基于所述第一区域图像中的标定点获得的参考物距和第一云台角度误差，计算得到所述目标对象的目标物距；

在所述拍摄图像与所述第二区域图像为相同侧的图像时，根据所述云台坐标以及预先基于所述第二区域图像中的标定点获得的参考物距和第二云台角度误差，计算得到所述目标对象的目标物距。

在可选的实施方式中，所述根据所述目标物距以及获得的变焦值计算得到所述目标对象对应的对焦值的步骤，包括：

获得所述拍摄图像中所述目标对象所在区域的目标图像，在所述目标图像的大小处于预设范围内时，获得当前的变焦值，根据所述目标物距、所述当前的变焦值计算得到所述目标对象下一时刻的对焦值；

在所述目标图像的大小未处于所述预设范围内时，估算得到下一时刻的变焦值，在该变焦值下所述拍摄图像的大小调整至以使所述目标图像的大小处于所述预设范围内；

根据所述目标物距、所述下一时刻的变焦值计算得到所述目标对象下一时刻的对焦值。

在可选的实施方式中，所述在所述摄像头获取的拍摄图像中识别到目标对象时，获得所述云台的云台坐标的步骤，包括：

在所述摄像头获取的拍摄图像识别到目标对象时，调整所述云台以使所述目标对象位于所述拍摄图像中的指定位置，获得调整后所述云台的云台坐标。

第二方面，本申请实施例提供一种聚焦装置，应用于摄像设备，所述摄像设备包括摄像头和搭载所述摄像头的云台，所述装置包括：

坐标获得模块，用于在所述摄像头获取的拍摄图像中识别到目标对象时，获得所述云台的云台坐标；

物距计算模块，用于根据所述云台坐标以及预先获得的参考物距和云台角度误差，计算得到所述目标对象的目标物距，所述参考物距和云台角度误差为基于预先设置的标定点所获得；

对焦值计算模块，用于根据所述目标物距以及获得的变焦值计算得到所述目标对象对应的对焦值。

第三方面，本申请实施例提供一种摄像设备，包括：处理器、存储介质、总线、摄像头和搭载所述摄像头的云台，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当摄像设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如前述实施方式任一所述方法的步骤。

本申请实施例的有益效果包括，例如：

本申请实施例提供的聚焦方法、装置和摄像设备，通过预先设置标定点的方式，以得到参考物距和云台角度误差，在拍摄图像中识别到目标对象时，根据当前的云台坐标和预先得到的参考物距和云台角度误差，计算得到目标物距。再基于目标物距和获得的变焦值预测得到目标对象对应的对焦值。如此，通过计算得到明确的对焦值的方式，从而后续可直接控制电机移动到对焦值位置，避免了传统所采用的搜索方式所导致的图像模糊现象。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的摄像设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的聚焦方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的聚焦曲线的示意图；

图4为本申请实施例提供的参考物距获得方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的云台角度误差获得方法的流程示意图；

图6为本申请实施例提供的标定点关系示意图之一；

图7为本申请实施例提供的标定点关系示意图之二；

图8为本申请实施例提供的对焦值获得方法的流程示意图；

图9为本申请实施例提供的聚焦装置的功能模块框图。

图标：110-存储介质；120-处理器；130-摄像头；140-云台；150-聚焦装置；151-坐标获得模块；152-物距计算模块；153-对焦值计算模块。

具体实施方式

在监控场景中，球机因监控范围广、倍率大，能够对远距离的对象进行细节抓拍，而获得广泛应用。例如通过枪球联动对车辆的违规行为(违规停车、压线等)拍照，并提取车牌等信息。并且，还可对车辆进行跟踪，记录其违规过程。

目前，现有技术中已公开了摄像设备应用于监控场景下的多种实现技术，例如车辆跟踪中云台的转动，枪球联动中枪机图像坐标转换为球机坐标等实现技术，这些实现技术方案解决了实际监控应用中的多种问题，推动了智能交通的蓬勃发展。而其中，自动聚焦是监控场景下的重要处理技术。目前自动聚焦的基本原理是基于“爬山”原理，即通过比较相邻的聚焦点下图像的清晰度，从而搜索出最优聚焦点。这种搜索的方式导致图像在聚焦过程中容易出现模糊的现象，并且，由于监控场景下监控对象往往处于运动状态，云台转动和摄像头变倍、聚焦同时进行，场景在变化更容易导致出现明显的图像模糊。

基于上述研究，本申请实施例提供一种聚焦方法，能够快速计算出对焦点，从而避免现有方式中搜索过程所导致的阶段性图像模糊现象。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

图1示出了本申请实施例所提供的一种摄像设备的方框示意图。本申请实施例中的摄像设备可以为具有数据存储、传输、处理功能的服务端，如图1所示，摄像设备包括：处理器120、存储介质110、总线、摄像头130和搭载摄像头130的云台140。

处理器120、存储介质110、摄像头130和云台140之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件互相之间可以通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储介质110中存储有聚焦装置150，所述聚焦装置150包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式储存于所述存储介质110中的软件功能模块，所述处理器120通过运行存储在存储介质110内的软件程序以及模块，例如本申请实施例中的聚焦装置150，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本申请实施例中的聚焦方法。

其中，所述存储介质110可以是，但不限于，随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EEPROM)等。其中，存储介质110用于存储程序，所述处理器120在接收到执行指令后，执行所述程序。

所述处理器120可能是一种集成电路芯片，具有数据的处理能力。上述的处理器120可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等。可以实现或者执行本申请实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器120也可以是任何常规的处理器120等。

其中，处理器120可以接收摄像头130采取的图像信息，并对图像信息进行分析、处理，也可以获取云台140的相关信息。处理器120可基于对获取的信息的分析、处理结果相应地控制云台140以及摄像头130。

可以理解，图1所示的结构仅为示意，摄像设备还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

图2示出了本申请实施例所提供的聚焦方法的流程图。所述方法有关的流程所定义的方法步骤应用于摄像设备，可以由所述处理器120实现，下面将对图2所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S210，在所述摄像头130获取的拍摄图像中识别到目标对象时，获得所述云台140的云台坐标。

步骤S220，根据所述云台坐标以及预先获得的参考物距和云台角度误差，计算得到所述目标对象的目标物距，所述参考物距和云台角度误差为基于预先设置的标定点所获得。

步骤S230，根据所述目标物距以及获得的变焦值计算得到所述目标对象对应的对焦值。

在监控应用场景中，摄像设备可对所监控区域进行图像采集，从而实现监控处理。例如，摄像设备可以是安装在道路旁的终端设备，可对道路上的车辆进行监控，以在存在违章车辆时，对违章车辆进行车牌抓拍或对车辆进行跟踪拍摄等。所述的目标对象即可为违章车辆，例如违停车辆、压线车辆等不限。当然，所述的目标对象也可以是其他的满足所设定的预设条件的对象，并不限定于违章车辆。

摄像头130可将所采集的拍摄图像发送至处理器120，处理器120对拍摄图像进行分析处理，若识别到拍摄图像中存在目标对象时，例如违章车辆，即触发后续的自动聚焦处理流程，以实现对目标对象的跟踪。

要实现自动聚焦处理，则需要具有相应的对焦值和变焦值，才能控制摄像头130实现聚焦。本实施例中，采用的是基于相关信息直接估算出对焦值和变焦值的方式，从而可直接控制摄像头130实现聚焦。

在本实施例中，在预先安装好摄像设备时，可基于摄像设备所监控的区域，进行标定点的设置。根据设置的标定点可获得参考物距和云台角度误差。在摄像头130获取的拍摄图像中识别到目标对象时，可获得云台140的云台坐标，再结合预先获得的参考物距和云台角度误差，从而计算出目标对象的目标物距。

摄像设备在不同的物距下，变焦值和对焦值具有相应的对应关系，在获得目标对象的目标物距下，再结合获得的变焦值，即可计算得到目标对象对应的对焦值。如此，基于对焦值和变焦值，即可控制摄像头130进行聚焦。

本实施例中，采用直接计算出对焦值和变焦值的方式，避免了现有技术中搜索方式所导致的搜索过程中，图像出现阶段性模糊的现象。

以下将对预先设置标定点，并基于标定点获得参考物距以及云台角度误差的实现过程进行详细介绍。

本实施例中，摄像设备中预存有变焦关系信息，该变焦关系信息包含变焦值、对焦值及物距之间的对应关系。在同一变焦值(zoom)下，不同的物距(distance)对应于不同的对焦值(focus)，在不同物距下，变焦值和对焦值具有不同的相应关系。其中，变焦关系信息包含多条不同物距下的变焦曲线，变焦曲线的横坐标为变焦值，纵坐标为对焦值，如图3中所示。用函数表示可为dis tan ce＝fun_zoom(focus)，即

因此，可以通过估算物距，然后将物距转换为对应的对焦值，达到快速聚焦的目的。

本实施例中，预先通过设置标定点从而估算出参考物距。在摄像设备安装并调试好后，可进行标定点的设置，并基于标定点获得参考物距。请参阅图4，该步骤可以通过以下方式实现：

步骤S410，获取所述摄像设备的监控区域图像，在所述监控区域图像中设置第一标定点。

步骤S420，获得使所述第一标定点的清晰度达到预设标准时，所述云台140的第一参考坐标和所述摄像头130的第一变焦值和第一对焦值。

步骤S430，根据所述第一变焦值、第一对焦值及预存的变焦关系信息，得到所述参考物距。

本实施例中，可通过调整云台140的角度、对焦值及变焦值等，从而获得使第一标定点的清晰度达到预设标准时，云台140的第一参考坐标和摄像头130的第一变焦值和第一对焦值。其中，所述的达到预设标准，可以是通过计算图像的清晰度评估值，清晰度评估值达到预设阈值。

根据上述可知，摄像设备中预存有如图3中所示的多条变焦曲线，在得到第一变焦值、第一对焦值的情况下，基于变焦曲线图可以获得当前对应的物距。具体实施时，在基于第一变焦值和第一对焦值在坐标系上确定出对应点后，若该点刚好落在某条物距值的曲线上，则可确定出物距值。而若确定出的对应点并未落在任何一条曲线上，可获得距离该点最近的两条曲线中变焦值对应的对焦值，对该两个对焦值进行插值所得到的第一变焦值所对应的物距值作为参考物距。

在此基础上，考虑到摄像设备安装角度可能不是严格水平的，为了提高精确度，因此，还需计算云台角度误差，该云台角度误差主要是指云台垂直角度误差。在上述基础上，还需设置第二标定点，以进行云台角度误差计算。

请参阅图5，可通过以下方式计算得到云台角度误差：

步骤S510，在所述监控区域图像中设置第二标定点。

步骤S520，获得使所述第二标定点的清晰度达到所述预设标准时，所述云台140的第二参考坐标和所述摄像头130的第二变焦值和第二对焦值。

步骤S530，根据所述第二变焦值、第二对焦值及所述变焦关系信息获得第二物距。

步骤S540，基于所述参考物距、第二物距、第一参考坐标和第二参考坐标计算得到云台角度误差。

本实施例中，在监控区域图像中设置第二标定点，其中，第二标定点与摄像头130的距离大于第一标定点与摄像头130的距离。可通过调整云台140、摄像头130等，从而使图像中第二标定点的清晰度大于预设标准。

本实施例中，可将第一标定点表示为(h₁、v₁、z₁、f₁)，将第二标定点表示为(h₂、v₂、z₂、f₂)，可参照图6所示。其中，h、v、z、f分别表示云台水平坐标、垂直坐标、变焦值和对焦值。

根据上述的变焦关系信息以及第二变焦值、第二对焦值可得到第二标定点的第二物距。同样地，获得第二变焦值、第二对焦值所共同确定的物距值。如此，则估算出了第一标定点对应的参考物距，第二标定点对应的第二物距。由于物距、云台垂直坐标、云台角度误差和摄像头高度之间具有如下关系：

其中，d₁表示所述参考物距，d₂表示所述第二物距，v₁表示第一标定点对应的云台垂直坐标，v₂表示第二标定点对应的云台垂直坐标，Δv表示云台角度误差，H表示摄像头高度。

在获得第一标定点和第二标定点的云台垂直坐标、物距的情况下，即可基于如下公式得到云台角度误差和摄像头高度：

H＝d₁ sin(v₁-Δv)

需要说明的是，本实施例中，还可基于云台角度误差的计算公式，进行标定点设置位置范围的确定，具体如下：

假设获得的第二标定点的第二物距的误差为Δd₂，而第一标定点的参考物距为准确的，则：

不失一般性地，设Δv＝0，则上式右端为：

上式右端第二行的分母是d₂的单调增加函数，分子中sinv₂是d₂的单调减少函数。为确定整项的单调性，还需考察Δd₂/(d₂(d₂+Δd₂))。其中，Δd₂是由于聚焦的不确定性，即焦深引起的。在不同的距离上做聚焦实验，测试焦深，并转换为距离误差。实验表明Δd₂/(d₂(d₂+Δd₂))时d₂的单调减少函数，且Δd₂/d₂是d₂的单调增加函数。因此，第二标定点应离摄像头130越远越好，可将第二标定点设置为监控区域图像中距离摄像头130较远的点，例如边缘点。

采用上述类似的方法考察第一标定点的位置对云台角度误差的影响，可获得Δd₁/d₁是d₁的单调减小函数，最后结论是d₁越小则Δv的估计误差越小。所以第一标定点可以是距离摄像头130较近的点。

在本实施例中，若摄像设备的监控场景区域只位于摄像头130的一侧，由于道路同一侧云台140的水平范围变化小，则无需考虑地面倾角对计算结果造成的影响，按上述公式(2)计算云台角度误差即可。但若摄像设备的监控场景区域包括位于摄像头130两侧的区域，则由于两侧的地面可能并不严格水平，如图7所示，可能存在地面倾角v_g，两侧的云台装配误差Δv不同。地面倾角将对结果造成影响，因此，在计算时需将地面倾角考虑在内，并区别不同的侧的区域进行分别计算。

在这种情形下，监控区域图像可包括位于摄像头130两侧的第一区域图像和第二区域图像。可通过以下方式获得云台角度误差：

基于所述第一区域图像中的标定点获得的参考物距、第二物距、第一参考坐标、第二参考坐标，以及基于所述第二区域图像中的标定点获得的参考物距、第二物距、第一参考坐标、第二参考坐标，按预设公式计算得到所述第一区域图像对应的第一云台角度误差、所述第二区域图像对应的第二云台角度误差、地面倾角及摄像头高度。

在上述情况下，则需要分别在第一区域图像设置第一标定点、第二标定点，并在第二区域图像中设置第一标定点、第二标定点。

如此，基于摄像头130两侧的四个标定点，可根据第一区域图像中的两个标定点建立如公式(5)的第一个等式所示的关系，并根据第二区域图像中的两个标定点建立如公式(5)的第二个等式所示的关系，得到基于四个标定点建立的四个公式。按建立的公式，在考虑地面倾角的情况下，即可计算得到第一云台角度误差Δv₁和第二云台角度误差Δv₂：

在此基础上，按两组以上公式还可计算得到地面倾角v_g，以及摄像头高度H。

采用区分不同侧的区域图像进行分别标定的方式，可适用于监控场景为例如十字路口等的道路监控。可通过对云台水平坐标进行插值，得到不同水平位置的场景的距离估计，可减少标定点的数量。

通过上述预先处理过程，则可以获得摄像设备在当前拍摄场景下的参考物距及云台角度误差。在摄像设备进入正式监控阶段，在识别到拍摄图像中存在目标对象时，可获得云台140的云台坐标。为了便于更好地对目标对象进行跟踪，可在摄像头130获取的拍摄图像中识别到目标对象时，调整云台140以使目标对象位于拍摄图像中的指定位置，获得调整后的云台140的云台坐标。

所述的指定位置，可以是拍摄图像中的中间位置，但是也不限定于此，也可以是拍摄图像中的左上角位置、右上角位置等，具体地可根据实际需求进行设定。

获得的云台坐标包括当前云台垂直坐标和当前云台水平坐标，基于获得的云台坐标，以及预先基于标定点得到的参考物距和云台角度误差，即可按以下公式计算得到目标对象的目标物距d：

需要说明的是，根据上述可知，参考物距是根据第一标定点所获得，而根据上述公式可知，目标物距也可以根据第二标定点得到的第二物距计算得到，如下：

本实施例中，可通过比较第一标定点和第二标定点，以选择基于第一标定点对应的参考物距还是基于第二标定点对应的第二物距进行计算。

设第一标定点和第二标定点的真实俯仰角度为v₁'、v'₂(即v₁'＝v₁-Δv，v'₂＝v₂-Δv)，则d₁sin'₁＝d₂sin'₂＝H。因为d₁<d₂，v₁'>v'₂。考虑到根据上述公式(2)估计的Δv_est与真实的Δv_ture存在误差Δv'，用第一标定点和第二标定点估计的摄像头高度分别为：

则高度的估计误差分别是：

可见，可通过比较|ΔH₁|与|ΔH₂|之间的大小来进行选择：

(1)当Δv'>0时，显然|ΔH₁|<|ΔH₂|。

(2)当Δv'<0时，一般认为Δv'接近于0。在v'₁、v'₂不太大时，ΔH₁>0，ΔH₂>0，且函数f(v)＝sin v(cosΔv'-1)-cos v sinΔv'是v(v∈[0,π/2])的单调递减函数。因为d₁<d₂，v'₁>v'₂，有|ΔH₁|<|ΔH₂|。

因此，利用第一标定点的信息所估计的摄像头高度误差更小，选择上述公式(6)作为目标物距计算公式。

本实施例中，若摄像设备的拍摄场景只涉及摄像头130的单侧时，则在计算目标物距时，无需考虑摄像头130当前所采集的拍摄图像所处的区域，直接按上述公式(6)进行计算即可。但若摄像设备的拍摄场景涉及摄像头130的两侧，则需要根据当前拍摄图像所处的区域选择基于对应区域的标定点的信息进行计算。

可选地，在拍摄图像与上述的第一区域图像为相同侧的图像时，根据云台坐标以及预先基于第一区域图像中的标定点获得的参考物距和第一云台角度误差，计算得到目标对象的目标物距。

而若拍摄图像与第二区域图像为相同侧的图像时，根据云台坐标以及预先基于第二区域图像中的标定点获得的参考物距和第二云台角度误差，计算得到目标对象的目标物距。

由上述可知，不同物距下，对焦值和变焦值具有相应关系。因此，在获得目标对象的目标物距后，可基于预存的变焦关系信息包含的该目标物距下的对焦值和变焦值的曲线，基于获得的变焦值得到对焦值。

本实施例中，为了便于更好地跟踪到目标对象，可在识别到目标对象后，获得拍摄图像中目标对象所在区域的目标图像的大小。其中，所述的目标对象所在区域可以是可框定目标对象的最小框定框所圈定的区域，例如可以是矩形框。若目标图像的大小过小或过大，则需要调整拍摄图像的大小，从而将目标图像的大小调整至预设范围内。

因此，请结合参阅图8，可通过以下方式进行对焦值的计算：

步骤S810，获得所述拍摄图像中所述目标对象所在区域的目标图像。

步骤S820，在所述目标图像的大小处于预设范围内时，获得当前的变焦值，根据所述目标物距、所述当前的变焦值计算得到所述目标对象下一时刻的对焦值。

步骤S830，在所述目标图像的大小未处于所述预设范围内时，估算得到下一时刻的变焦值，在该变焦值下所述拍摄图像的大小调整至以使所述目标图像的大小处于所述预设范围内。

步骤S840，根据所述目标物距、所述下一时刻的变焦值计算得到所述目标对象下一时刻的对焦值。

本实施例中，在基于对焦、变焦曲线得到对焦值时，可采用插值法获得具体的对焦值。

通过上述处理过程，则可以得到具体的对焦值、变焦值。摄像设备包括变焦电机和对焦电机，变焦电机和对焦电机分别连接至摄像头130包含的不同镜片。如此，可根据获得的变焦值控制变焦电机移动，以使与变焦电机连接的镜片移动至所述变焦值。并根据获得的对焦值控制所述对焦电机移动，以使与对焦电机连接的镜片移动至对焦值。从而，基于确定的对焦值、变焦值即可直接控制电机移动。在对目标对象的持续跟踪过程中，可不断更新云台坐标和物距，确定跟踪过程中始终保持清晰。

在完成整个跟踪过程之后，可调整云台140、摄像头130，以使云台140、摄像头130恢复至开启跟踪之前时的状态。

本实施例所提供的聚焦方法，采用直接估算坐标，而不是搜索清晰点的坐标的方式。在本实施例的聚焦方案下经过试验证明，图像在跟踪全过程中可保持清晰，避免了传统搜索聚焦方式中所存在的阶段性的图像模糊过程。并且，聚焦时间短，及时提供了清晰的抓拍图像。此外，本实施例所采用的标定方式简便易操作，占用资源少。只需要在摄像设备安装完成后设置即可，可适用于车辆等对象的抓拍。

基于同一申请构思，本申请实施例中还提供了与聚焦方法对应的聚焦装置150。由于本申请实施例中的装置解决问题的原理与本申请实施例上述的聚焦方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

请参阅图9，为本申请实施例提供的聚焦装置150的示意图，所述装置包括：坐标获得模块151、物距计算模块152以及对焦值计算模块153。

坐标获得模块151，用于在所述摄像头130获取的拍摄图像中识别到目标对象时，获得所述云台140的云台坐标。可以理解，该坐标获得模块151可以用于执行上述步骤S210，关于该坐标获得模块151的详细实现方式可以参照上述对步骤S210有关的内容。

物距计算模块152，用于根据所述云台坐标以及预先获得的参考物距和云台角度误差，计算得到所述目标对象的目标物距，所述参考物距和云台角度误差为基于预先设置的标定点所获得。可以理解，该物距计算模块152可以用于执行上述步骤S220，关于该物距计算模块152的详细实现方式可以参照上述对步骤S220有关的内容。

对焦值计算模块153，用于根据所述目标物距以及获得的变焦值计算得到所述目标对象对应的对焦值。可以理解，该对焦值计算模块153可以用于执行上述步骤S230，关于该对焦值计算模块153的详细实现方式可以参照上述对步骤S230有关的内容。

关于装置中的各模块的处理流程、以及各模块之间的交互流程的描述可以参照上述方法实施例中的相关说明，这里不再详述。

综上所述，本申请实施例提供的聚焦方法、装置和摄像设备，通过预先设置标定点的方式，以得到参考物距和云台角度误差，在拍摄图像中识别到目标对象时，根据当前的云台坐标和预先得到的参考物距和云台角度误差，计算得到目标物距。再基于目标物距和获得的变焦值预测得到目标对象对应的对焦值。如此，通过计算得到明确的对焦值的方式，从而后续可直接控制电机移动到对焦值位置，避免了传统所采用的搜索方式所导致的图像模糊现象。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种聚焦方法，其特征在于，应用于摄像设备，所述摄像设备包括摄像头和搭载所述摄像头的云台，所述方法包括：

在所述摄像头获取的拍摄图像中识别到目标对象时，获得所述云台的云台坐标；

根据所述云台坐标以及预先获得的参考物距和云台角度误差，计算得到所述目标对象的目标物距，所述参考物距和云台角度误差为基于预先设置的标定点所获得；

根据所述目标物距以及获得的变焦值计算得到所述目标对象对应的对焦值；

所述方法还包括预先设置标定点并基于所述标定点获得参考物距，以及基于所述标定点获得云台角度误差的步骤，该步骤包括：

在预先获得的监控区域图像中设置第一标定点和第二标定点，所述第二标定点与所述摄像头的距离大于所述第一标定点与所述摄像头的距离；

获得使所述第一标定点的清晰度达到预设标准时，所述云台的第一参考坐标和所述摄像头的第一变焦值和第一对焦值；

根据所述第一变焦值、第一对焦值及预存的变焦关系信息，得到所述参考物距，其中，所述变焦关系信息包含变焦值、对焦值及物距之间的对应关系；

获得使所述第二标定点的清晰度达到所述预设标准时，所述云台的第二参考坐标和所述摄像头的第二变焦值和第二对焦值；

根据所述第二变焦值、第二对焦值及所述变焦关系信息获得第二物距；

基于所述参考物距、第二物距、第一参考坐标和第二参考坐标计算得到云台角度误差。

2.根据权利要求1所述的聚焦方法，其特征在于，在所述监控区域图像包括位于所述摄像头两侧的第一区域图像和第二区域图像时，所述基于所述参考物距、第二物距、第一参考坐标和第二参考坐标计算得到云台角度误差的步骤，包括：

基于所述第一区域图像中的标定点获得的参考物距、第二物距、第一参考坐标、第二参考坐标，以及基于所述第二区域图像中的标定点获得的参考物距、第二物距、第一参考坐标、第二参考坐标，按预设公式计算得到所述第一区域图像对应的第一云台角度误差、所述第二区域图像对应的第二云台角度误差、地面倾角及摄像头高度。

3.根据权利要求2所述的聚焦方法，其特征在于，所述根据所述云台坐标以及预先获得的参考物距和云台角度误差，计算得到所述目标对象的目标物距的步骤，包括：

在所述拍摄图像与所述第一区域图像为相同侧的图像时，根据所述云台坐标以及预先基于所述第一区域图像中的标定点获得的参考物距和第一云台角度误差，计算得到所述目标对象的目标物距；

在所述拍摄图像与所述第二区域图像为相同侧的图像时，根据所述云台坐标以及预先基于所述第二区域图像中的标定点获得的参考物距和第二云台角度误差，计算得到所述目标对象的目标物距。

4.根据权利要求1所述的聚焦方法，其特征在于，所述根据所述目标物距以及获得的变焦值计算得到所述目标对象对应的对焦值的步骤，包括：

获得所述拍摄图像中所述目标对象所在区域的目标图像，在所述目标图像的大小处于预设范围内时，获得当前的变焦值，根据所述目标物距、所述当前的变焦值计算得到所述目标对象下一时刻的对焦值；

在所述目标图像的大小未处于所述预设范围内时，估算得到下一时刻的变焦值，在下一时刻的变焦值下所述拍摄图像的大小调整至以使所述目标图像的大小处于所述预设范围内；

根据所述目标物距、所述下一时刻的变焦值计算得到所述目标对象下一时刻的对焦值。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的聚焦方法，其特征在于，所述在所述摄像头获取的拍摄图像中识别到目标对象时，获得所述云台的云台坐标的步骤，包括：

在所述摄像头获取的拍摄图像识别到目标对象时，调整所述云台以使所述目标对象位于所述拍摄图像中的指定位置，获得调整后所述云台的云台坐标。

6.一种聚焦装置，其特征在于，应用于摄像设备，所述摄像设备包括摄像头和搭载所述摄像头的云台，所述装置包括：

坐标获得模块，用于在所述摄像头获取的拍摄图像中识别到目标对象时，获得所述云台的云台坐标；

物距计算模块，用于根据所述云台坐标以及预先获得的参考物距和云台角度误差，计算得到所述目标对象的目标物距，所述参考物距和云台角度误差为基于预先设置的标定点所获得；

对焦值计算模块，用于根据所述目标物距以及获得的变焦值计算得到所述目标对象对应的对焦值；

其中，所述物距计算模块还用于通过以下方式预先设置标定点并基于所述标定点获得参考物距，以及基于所述标定点获得云台角度误差：

在预先获得的监控区域图像中设置第一标定点和第二标定点，所述第二标定点与所述摄像头的距离大于所述第一标定点与所述摄像头的距离；

获得使所述第一标定点的清晰度达到预设标准时，所述云台的第一参考坐标和所述摄像头的第一变焦值和第一对焦值；

根据所述第一变焦值、第一对焦值及预存的变焦关系信息，得到所述参考物距，其中，所述变焦关系信息包含变焦值、对焦值及物距之间的对应关系；

获得使所述第二标定点的清晰度达到所述预设标准时，所述云台的第二参考坐标和所述摄像头的第二变焦值和第二对焦值；

根据所述第二变焦值、第二对焦值及所述变焦关系信息获得第二物距；

基于所述参考物距、第二物距、第一参考坐标和第二参考坐标计算得到云台角度误差。

7.一种摄像设备，其特征在于，包括：处理器、存储介质、总线、摄像头和搭载所述摄像头的云台，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当摄像设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1至5任一所述方法的步骤。

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