CN112422807A - 一种调节景深范围的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种调节景深的方法,包括:S1、设置聚焦检测模式;S2、通过两线式串行总线获取不同亮度对应的寄存器的曝光增益ISO值;S3、根据获取的感光器件的光线灵敏度值,通过精确光圈控制接口驱动光圈电机转动,从而切换光圈,调节景深。本发明设计了一种不借助于附加感光系统,基于自动对焦、自动光圈技术的调节景深范围的方法,实现了景深范围的自动调节,适用于不同景深范围的应用场景,降低了设备成本和设计复杂程度,可普遍适用于视频监控领域。
Description
【技术领域】
本发明涉及感光系统景深控制技术领域,尤其涉及一种调节景深范围的方法。
【背景技术】
随着国民经济、信息技术、网络技术的迅速发展,监控系统在各行各业中的应用日趋广泛,监控系统已经不是单单在通信、交通、安全等行业应用,它还在逐步向其他行业,公众方向发展。社会治安状况的日趋复杂,公共安全问题不断凸显,城市犯罪突出,手段不断更新、升级,市场上大多数低分辨率、固定焦距、固定光圈摄像机难以适应大型开阔场地的视频图像监控,且手动调焦和手动光圈摄像机又会带来操作中的不便。这些都迫切要求加快发展以主动预防为主的视频监控系统,实现对大规模人流场景中多个运动目标的连续快速跟踪捕捉。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种调节景深范围的方法,能够不借助于附加感光系统,基于自动对焦、自动光圈技术的调节景深范围的方法,实现了景深范围的自动调节,适用于不同景深范围的应用场景,降低了设备成本和设计复杂程度,可普遍适用于视频监控领域。
为解决上述技术问题,本发明一实施例提供了一种调节景深范围的方法,包括:
S1、聚焦检测自动对焦;
S2、通过两线式串行总线获取不同亮度对应的寄存器的曝光增益ISO值;
S3、根据获取的感光器件的光线灵敏度值,通过精确光圈控制接口驱动光圈电机转动,从而切换光圈,调节景深。
优选地,所述聚焦检测模式为全局聚焦检测模式。
优选地,所述聚焦检测模式为区域聚焦检测模式。
优选地,通过两线式串行总线获取不同亮度对应的寄存器的曝光增益感光器件的光线灵敏度值包括:通过两线式串行总线读取CMOS图像传感器中对应的寄存器的值。
优选地,步骤S3、设置不同感光器件的光线灵敏度值,驱动精确光圈控制接口电机切换光圈,调节景深包括:
S31、光圈电机复位至F2.8;
S32、获取当前的快门、曝光增益及亮度值;
S33、判断快门、曝光增益在设定范围内是否可调节,如果可调节转至步骤S36;若增益为0,快门在快门设定范围内最大值时,则转到步骤S34;
S34、判断获取的亮度值与设定亮度的差值是否超过设定的亮度阈值,是则执行步骤S35,否则转回步骤S32;
S35、获取的亮度值与设定亮度的差值与亮度阈值进行比较,如果大于0则根据预设调节量调整缩小光圈后转回步骤S32,如果小于0则根据预设调节量调整扩大光圈后转回步骤S32;
S36、将光圈调整至最佳光圈位置后转回步骤S32。
优选地,根据获取的感光器件的光线灵敏度值,通过P-IRIS接口驱动光圈电机转动,从而切换光圈,调节景深包括:
当感光器件的光线灵敏度>1600,对应光圈值设置为F2.8,切换光圈,调节景深;
当1600<感光器件的光线灵敏度<300,对应光圈值设置F5.6,切换光圈,调节景深;
当0<感光器件的光线灵敏度<101,对应光圈值设置为F8,切换光圈,调节景深。
优选地,所述最佳光圈位置指的是:设定的各感光器件的光线灵敏度对应的光圈值。
优选地,所述亮度阈值包括:当光圈为F2.8时,所述亮度阈值为0~300lux;当光圈为F5.6时,所述亮度阈值为300lux~3000lux;当光圈为F8时,所述亮度阈值为大于3000lux。
优选地,所述快门设定范围内最大值为1~1/100000s。
优选地,当快门速度小于1s,曝光增益小于10000时,表示快门、曝光增益在设定范围内可调节。
与现有技术相比,上述技术方案具有以下优点:不借助于附加感光系统,基于自动对焦、自动光圈技术的调节景深范围的方法,实现了景深范围的自动调节,适用于不同景深范围的应用场景,降低了设备成本和设计复杂程度,可普遍适用于视频监控领域。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明全局聚焦方式情况下的景深范围调节方法流程图。
图2是本发明区域聚焦方式情况下的景深范围调节方法流程图。
图3是本发明利用曝光增益ISO调节滤光片进行日夜模式切换方法流程图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
I2C,Inter-Integrated Circuit,即两线式串行总线。ISO,light sensibil ityordinance感光度,即感光器件的光线灵敏度。P-IRIS接口,precision iris接口,即精确光圈控制接口。
一种调节景深范围的方法,包括步骤:
S1、设置聚焦检测模式;
S2、通过I2C获取不同亮度对应的寄存器的曝光增益ISO值;
S3、根据获取的ISO值,通过P-IRIS接口驱动光圈电机转动,从而切换光圈,调节景深。具体实施时,根据获取的ISO值,通过P-IRIS接口驱动光圈电机转动,从而切换光圈,调节景深包括:当ISO>1600,对应光圈值设置为F2.8,切换光圈,调节景深;当1600<ISO<300,对应光圈值设置F5.6,切换光圈,调节景深;当0<ISO<101,对应光圈值设置为F8,切换光圈,调节景深。
具体实施时,聚焦检测模式可以为全局聚焦检测模式、区域聚焦检测模式。
通过I2C获取不同亮度对应的寄存器的曝光增益ISO值包括:通过I2C读取CMOS图像传感器中对应的寄存器的值。
具体实施时,步骤S3中设置不同ISO值,驱动P-IRIS接口电机切换光圈,调节景深包括步骤:
S31、光圈电机复位至F2.8;
S32、获取当前的快门、曝光增益及亮度值;
S33、判断快门、曝光增益在设定范围内是否可调节,如果可调节转至步骤S36;若增益为0,快门在快门设定范围内最大值时,则转到步骤S34;
S34、判断获取的亮度值与设定亮度的差值是否超过设定的亮度阈值,是则执行步骤S35,否则转回步骤S32;
S35、获取的亮度值与设定亮度的差值与亮度阈值进行比较,如果大于0则根据预设调节量调整缩小光圈后转回步骤S32,如果小于0则根据预设调节量调整扩大光圈后转回步骤S32;
S36、将光圈调整至最佳光圈位置后转回步骤S32。
所述最佳光圈位置指的是:设定的各ISO对应的光圈值。如当ISO>1600,对应光圈值为F2.8;当1600<ISO<300,对应光圈值设置F5.6;当0<ISO<101,对应光圈值为F8。
具体实施时,亮度阈值包括:当光圈为F2.8时,所述亮度阈值为0~300lux,当光圈为F5.6时,所述亮度阈值为300lux~3000lux;当光圈为F8时,所述亮度阈值为大于3000lux。快门设定范围内最大值为1~1/100000s。当快门速度小于1s,曝光增益小于10000时,表示快门、曝光增益在设定范围内可调节。
实施例二
图1是本发明全局聚焦方式情况下的景深范围调节方法流程图。如图1所示,设置聚焦检测模式为全局聚焦检测模式,根据曝光增益ISO自动调节光圈,调节景深范围。
步骤S21:在视频监控画面选定全区域。
步骤S22:通过Focus接口驱动电机转动,开始聚焦。
步骤S23:CCD/CMOS前后相等距离处有两个光电检测器,被摄物体图像经过分光分别呈现在两个检测器上,输出对应图像轮廓边缘的对比度。
步骤S24:两个检测器对比度相差的绝对值是否最小,如果是,则完成聚焦,得出初始景深范围,进入步骤S25;如果否,则进入步骤S21。
步骤S25:记录不同光照度对应的曝光增益ISO。ISO的获取:海思ISO=(agin×dgin×isp×dgin)/230,海思ISP算法通过I2C读取sensor IMX294中对应的寄存器的值。此处,agin指的是模拟增益,dgin指的是数字增益,isp指代图像信号处理器数字增益。
IMX294是一种对角线21.63mm(4/3型)CMOS图像传感器,具有彩色方形像素阵列和大约10.71M有效像素。12位数字输出使输出大约9.07M有效像素的信号。(17:9长宽比)具有高清晰度的运动图像。它还工作在三种电源电压:模拟2.9V,数字1.2V,以及1.8V的I/O接口,实现了低功耗。
步骤S26:设置在不同ISO值情况下,通过P-IRIS接口驱动电机调节到对应光圈值,改变景深范围。
步骤S27:景深调节完成。
此处应用了P-IRIS接口。具体实施时,根据实际需要,还可以预留有DCIRIS接口。P-IRIS是一种新型的自动、精确光圈控件。PIRIS控件的主要任务不是不停地调节穿过镜头的光线流量。PIRIS主要目的是设置最佳光圈位置,以便大部分时间镜头的中心及效果最佳的部分可得到使用,从而提高图像质量。这个位置叫做特定景深值,在此处镜头的效果最好,光学误差大大减少,可得到最佳图像质量(在对比度、分辨率和景深方面)。PIRIS镜头中设有步进电机,支持对光圈孔的自动、精确控制。
实施例二为全局聚焦方式情况下的景深范围调节。由于被摄场景的不同,可能产生自动对焦的远近有差异,景深范围不易计算得出。
实施例三
图2是本发明区域聚焦方式情况下的景深范围调节方法流程图。如图2所示,设置聚焦检测模式为区域聚焦检测模式,根据曝光增益ISO自动调节光圈,调节景深范围。
步骤S41:在视频监控画面选定特定区域。
步骤S42:通过Focus接口驱动电机转动,开始聚焦。
步骤S43:CCD/CMOS前后相等距离处有两个光电检测器,被摄物体图像经过分光分别呈现在两个检测器上,输出对应图像轮廓边缘的对比度。
步骤S44:判断两个检测器对比度相差的绝对值是否最小,如果是,则完成聚焦,得出初始景深范围(选定区域范围),执行步骤S45;如果否,则执行步骤S41。
步骤S45:记录不同光照度对应的曝光增益ISO。
步骤S46:设置在不同ISO值情况下,通过P-IRIS接口驱动电机调节到对应光圈值,改变景深范围。
步骤S47:景深调节完成。
实施例三为区域聚焦方式下的景深调节,由于已选固定区域聚焦,故对焦距离固定,景深范围较容易计算得出。如:设定对焦距离L为88.5m,获取ISO>1600,对应亮度100lux,则F值为2.8,景深ΔL=2f2FδL2/(f4-F2δ2L2)计算可得出。若获取101<ISO<300,对应照度800lux,则F值为5.6,景深如上也可计算得出。δ为弥散圆直径,f为焦距,F为光圈值,L对焦距离。
实施例四
图3是本发明利用曝光增益ISO调节滤光片进行日夜模式切换方法流程图。如图3所示,根据曝光增益ISO自动调节日夜模式方法流程:
步骤S51:通过Focus接口驱动电机转动,开始聚焦。
步骤S52:CCD/CMOS前后相等距离处有两个光电检测器,被摄物体图像经过分光分别呈现在两个检测器上,输出对应图像轮廓边缘的对比度。
步骤S53:判断两个检测器对比度相差的绝对值是否最小,如果是,则完成聚焦,进入步骤S54,如果否,则进入步骤S51。
步骤S54:记录不同光照度对应的曝光增益ISO。
步骤S55:设置在相应ISO值情况下,通过IRCUT接口切换日夜模式滤光片。IRCUT为双滤光片切换器。IR-CUT双滤镜是指在摄像头镜头组里内置了一组滤镜,当镜头外的红外感应点侦测到光线的强弱变化后,内置的IR-CUT自动切换滤镜能够根据外部光线的强弱随之自动切换,使图像达到最佳效果。也就是说,在白天或黑夜下,双滤光片能够自动切换滤镜,因此不论是在白天还是黑夜下,都能得到最佳成像效果。
步骤S56:日夜模式调节完成。
实施例四为利用曝光增益ISO调节滤光片进行日夜模式切换,该模式与聚焦方式无关。
由上述说明可知,使用根据本发明的一种调节景深范围的方法,其有益技术效果是:不借助于附加感光系统,基于自动对焦、自动光圈技术的调节景深范围的方法,实现了景深范围的自动调节,适用于不同景深范围的应用场景,降低了设备成本和设计复杂程度,可普遍适用于视频监控领域。
以上对本发明实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种调节景深范围的方法,其特征在于,包括:
S1、设置聚焦检测模式;
S2、通过两线式串行总线获取不同亮度对应的寄存器的曝光增益感光器件的光线灵敏度值;
S3、根据获取的感光器件的光线灵敏度值,通过精确光圈控制接口驱动光圈电机转动,从而切换光圈,调节景深。
2.根据权利要求1所述的调节景深范围的方法,其特征在于,所述聚焦检测模式为全局聚焦检测。
3.根据权利要求1所述的调节景深范围的方法,其特征在于,所述聚焦检测模式为区域聚焦检测。
4.根据权利要求1所述的调节景深范围的方法,其特征在于,通过两线式串行总线获取不同亮度对应的寄存器的曝光增益感光器件的光线灵敏度值包括:通过两线式串行总线读取CMOS图像传感器中对应的寄存器的值。
5.根据权利要求1所述的调节景深范围的方法,其特征在于,步骤S3、设置不同感光器件的光线灵敏度值,驱动精确光圈控制接口电机切换光圈,调节景深包括:
S31、光圈电机复位至F2.8;
S32、获取当前的快门、曝光增益及亮度值;
S33、判断快门、曝光增益在设定范围内是否可调节,如果可调节转至步骤S36;若增益为0,快门在快门设定范围内最大值时,则转到步骤S34;
S34、判断获取的亮度值与设定亮度的差值是否超过设定的亮度阈值,是则执行步骤S35,否则转回步骤S32;
S35、获取的亮度值与设定亮度的差值与亮度阈值进行比较,如果大于0则根据预设调节量调整缩小光圈后转回步骤S32,如果小于0则根据预设调节量调整扩大光圈后转回步骤S32;
S36、将光圈调整至最佳光圈位置后转回步骤S32。
6.根据权利要求1所述的调节景深范围的方法,其特征在于,根据获取的感光器件的光线灵敏度值,通过精确光圈控制接口驱动光圈电机转动,从而切换光圈,调节景深包括:
当感光器件的光线灵敏度>1600,对应光圈值设置为F2.8,切换光圈,调节景深;
当1600<感光器件的光线灵敏度<300,对应光圈值设置F5.6,切换光圈,调节景深;
当0<感光器件的光线灵敏度<101,对应光圈值设置为F8,切换光圈,调节景深。
7.根据权利要求5所述的调节景深范围的方法,其特征在于,所述最佳光圈位置指的是:设定的各感光器件的光线灵敏度对应的光圈值。
8.根据权利要求5所述的调节景深范围的方法,其特征在于,所述亮度阈值包括:当光圈为F2.8时,所述亮度阈值为0~300lux,当光圈为F5.6时,所述亮度阈值为300lux~3000lux;当光圈为F8时,所述亮度阈值为大于3000lux。
9.根据权利要求5所述的调节景深范围的方法,其特征在于,所述快门设定范围内最大值为1~1/100000s。
10.根据权利要求4所述的调节景深范围的方法,其特征在于,当快门速度小于1s,曝光增益小于10000时,表示快门、曝光增益在设定范围内可调节。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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