CN114095693A - 聚焦曲线校正方法、变焦跟踪方法以及相关设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种聚焦曲线校正方法，该方法可以应用于预先存储有m条理论聚焦曲线的摄像设备，该方法包括：摄像设备确定第i条理论聚焦曲线是否准确，在确定第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，根据m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对第i条理论聚焦曲线进行校正，得到第i条校正聚焦曲线，其中，i，m，n均为自然数，1≤i≤m，n≥1。该方法得到的第i条校正聚焦曲线比第i条理论聚焦曲线更适用于摄像设备，使得摄像设备根据第i条校正聚焦曲线进行变焦跟踪时，聚焦准确，拍摄的图像清晰。

Description

聚焦曲线校正方法、变焦跟踪方法以及相关设备

技术领域

本申请涉及视频监控技术领域，尤其涉及聚焦曲线校正方法、变焦跟踪方法以及相关设备。

背景技术

随着视频监控行业数字化、网络化以及高清化的发展，具有变焦和自动聚焦功能的摄像设备逐渐被应用到家庭安全监控、交通安全监控、公共场所安全监控或者工厂安全生产监控等领域，用以实现自动监控。

为了使得摄像设备在变焦过程中拍摄的图像保持清晰，需要进行变焦跟踪，也就是使摄像设备中的聚焦电机根据变焦电机位置的变化而同步变化。通常，摄像设备的生产厂商会提供一条或者多条理论聚焦曲线预先存储于摄像设备中，便于摄像设备在进行变焦跟踪时，能够根据理论聚焦曲线进行准确聚焦，保持拍摄的图像清晰。但是摄像设备会在运输、老化、安装或者机械振动的过程中，物理特性出现一定的变化，导致摄像设备中预先存储的理论聚焦曲线不准确，也就是说，导致摄像设备中预先存储的理论聚焦曲线不再适用于摄像设备，若摄像设备继续使用预先存储的理论聚焦曲线进行变焦跟踪，聚焦会不准确，难以保持拍摄的图像清晰。

因此，如何得到更适用于摄像设备的聚焦曲线，使摄像设备根据新的聚焦曲线进行变焦跟踪时，聚焦准确，保持拍摄的图像清晰，是需要解决的技术问题。

发明内容

第一方面，本申请提供一种聚焦曲线校正方法，应用于摄像设备，所述摄像设备中预先存储有m条理论聚焦曲线，其中，m为大于0的自然数，所述方法包括：

确定第i条理论聚焦曲线是否准确，其中，i为自然数，1≤i≤m；

在确定所述第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，根据所述m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对所述第i条理论聚焦曲线进行校正，得到第i条校正聚焦曲线，其中，所述n条扩展聚焦曲线是根据所述m条理论聚焦曲线进行计算得到的，n为大于1的自然数。

上述方案中，摄像设备能够确定第i条理论聚焦曲线是否准确，在确定第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，对第i条理论聚焦曲线进行校正，得到第i条校正聚焦曲线。该校正方法得到的第i条校正聚焦曲线相比于未校正前的第i条理论聚焦曲线，更适用于摄像设备，也就是说，摄像设备在对着距离摄像设备为第i物距(第i条校正聚焦曲线对应的物距)的目标对象进行拍摄时，在相同的变焦位置下，若摄像设备在根据第i条校正聚焦曲线得到的聚焦位置进行拍摄，比在根据第i条理论聚焦曲线得到的聚焦位置进行拍摄得到的图像的清晰度高。而且，该校正方法中，摄像设备是根据m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对第i条理论聚焦曲线进行校正得到第i条校正聚焦曲线的，其中，n条扩展聚焦曲线为摄像设备根据m条理论聚焦曲线进行计算得到的，因此n条扩展聚焦曲线也可以看作是理论聚焦曲线，相比于现有技术中需要在摄像设备的安装现场，人为控制摄像设备根据m条理论聚焦曲线重新进行曲线标定，得到新的理论聚焦曲线的方法，可以节省人力、物力和时间等资源，提高了聚焦曲线的校正效率。

在一种具体的实现方式中，所述n条扩展聚焦曲线的变化趋势与所述m条理论聚焦曲线中的任意一条理论聚焦曲线的变化趋势均一致，其中，所述m条理论聚焦曲线的变化趋势一致。

在一种具体的实现方式中，所述n条扩展聚焦曲线与n个物距存在一一对应关系，所述n个物距与所述m条理论聚焦曲线中的任意一条理论聚焦曲线对应的物距均不同。

在一种具体的实现方式中，所述根据所述m条理论聚焦曲线和所述n条扩展聚焦曲线对所述第i条理论聚焦曲线进行校正，包括：

从所述m条理论聚焦曲线和所述n条扩展聚焦曲线中确定参考聚焦曲线；

根据所述第i条理论聚焦曲线以及所述参考聚焦曲线确定t个聚焦范围w₁、w₂、…、w_t，其中，t为大于0的自然数；

根据所述t个聚焦范围w₁、w₂、…、w_t对所述第i条理论聚焦曲线进行校正，其中，j为自然数，且1≤j≤t。

上述方案中，根据第i条理论聚焦曲线和参考聚焦曲线确定t个聚焦范围w₁、w₂、…、w_t，能够使得摄像设备在较小的聚焦范围内进行聚焦搜索，实现对第i条理论聚焦曲线的校正，节省摄像设备聚焦搜索的时间，提高校正效率。

在一种具体的实现方式中，所述根据所述第i条理论聚焦曲线以及所述参考聚焦曲线以及确定t个聚焦范围w₁、w₂、…、w_t，包括：

从所述第i条理论聚焦曲线上获取与变焦位置z_j对应的理论聚焦位置f_j＇，以及从所述参考聚焦曲线上获取与所述变焦位置z_j对应的参考聚焦位置f_j＂，从而确定所述聚焦范围w_j，其中，所述聚焦范围w_j包括所述理论聚焦位置f_j＇、所述参考聚焦位置f_j＂以及所述理论聚焦位置f_j＇和所述参考聚焦位置f_j＂之间的聚焦位置。

在一种具体的实现方式中，所述n条扩展聚焦曲线和所述m条理论聚焦曲线中的第k条聚焦曲线对应的物距和第k-1条聚焦曲线对应的物距之间的差值等于所述第k-1条聚焦曲线对应的物距与第k-2条聚焦曲线对应的物距之间的差值，其中，所述第k条聚焦曲线、所述第k-1条聚焦曲线和所述第k-2条聚焦曲线为所述n条扩展聚焦曲线和所述m条理论聚焦曲线中三条相邻的聚焦曲线，所述第k-1条聚焦曲线位于所述第k条聚焦曲线和所述第k-2条聚焦曲线之间，k为自然数，且3≤k≤m+n。

上述方案中，n条扩展聚焦曲线和m条理论聚焦曲线为等物距间距分布的曲线，可以确保m条理论聚焦曲线中的每条理论聚焦曲线都有与其靠近的扩展聚焦曲线，使得摄像设备可以从与第i条理论聚焦曲线靠近的两条理论聚焦曲线和扩展聚焦曲线中确定参考聚焦曲线，而不仅仅从与第i条理论聚焦曲线靠近的两条理论聚焦曲线确定参考聚焦曲线，从而使得摄像设备可以根据实际情况灵活地确定参考聚焦曲线。

第二方面，本申请提供一种变焦跟踪方法，应用于经过如上述第一方面或者第一方面的任意具体实现方式中所描述的方法校正过的摄像设备，所述摄像设备包括云台，所述方法包括：

在所述摄像设备采集的图像中识别到目标对象时，获取目标云台坐标；

根据所述目标云台坐标、预先获得的场景物距和预先获得的云台角度误差，计算得到所述目标对象对应的目标物距，其中，所述场景物距和所述云台角度误差均为所述摄像设备根据更新聚焦曲线得到的，所述更新聚焦曲线包括m条校正聚焦曲线以及w条补充聚焦曲线，所述m条校正聚焦曲线中的第i条校正聚焦曲线为所述摄像设备在确定所述第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，根据所述m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对所述第i条理论聚焦曲线进行校正得到的，所述w条补充聚焦曲线为所述摄像设备根据所述m条校正聚焦曲线计算得到的，w为大于0的自然数；

获取目标变焦位置；

根据所述目标变焦位置、所述目标物距以及所述m条校正聚焦曲线确定目标聚焦位置。

上述方案中，目标物距是摄像设备根据目标云台坐标、预先获得的场景物距和预先获得的云台角度误差进行计算得到的，而预先获得的场景物距和预先获得的云台角度误差又是摄像设备根据包括m条校正聚焦曲线以及w条补充聚焦曲线在内的更新聚焦曲线确定的，w条补充聚焦曲线为摄像设备根据m条校正聚焦曲线计算得到的，因此w条补充聚焦曲线也可以看作是校正聚焦曲线，而不是像现有技术中摄像设备仅根据m条理论聚焦曲线确定目标物距，可以看出，根据本申请提供的变焦跟踪方法，摄像设备得到的目标物距更准确。此外，目标聚焦位置是摄像设备根据目标物距和m条校正聚焦曲线确定的，而不是像现有技术中摄像设备是根据不准确的物距和m条理论聚焦曲线确定目标聚焦位置，因此，确定的目标聚焦位置也更准确，在确定的目标聚焦位置更准确的情况下，摄像设备拍摄的图像也会更清晰。

在一种具体的实现方式中，所述更新聚焦曲线中的第l条聚焦曲线对应的物距和第l-1条聚焦曲线对应的物距之间的差值等于所述第l-1条聚焦曲线对应的物距与第l-2条聚焦曲线对应的物距之间的差值，其中，所述第l条聚焦曲线、所述第l-1条聚焦曲线和所述第l-2条聚焦曲线为所述更新聚焦曲线中三条相邻的聚焦曲线，所述第l-1条聚焦曲线位于所述第l条聚焦曲线和所述第l-2条聚焦曲线之间，l为自然数，且3≤l≤m+w。

上述方案中，更新聚焦曲线中的m条校正聚焦曲线和w条补充聚焦曲线为等物距间距分布的曲线，更新聚焦曲线中两条相邻的聚焦曲线之间的物距差值小于m条理论聚焦曲线中两条相邻的理论聚焦曲线之间的物距差值，使得后续摄像设备根据更新聚焦曲线中两条相邻的聚焦曲线计算得到的目标物距，相比于现有技术中摄像设备根据m条理论聚焦曲线中两条相邻的理论聚焦曲线计算得到目标物距，更接近于实际物距，准确性更高。

第三方面，本申请提供一种聚焦曲线校正装置，应用于摄像设备，所述摄像设备中预先存储有m条理论聚焦曲线，其中，m为大于0的自然数，所述装置包括：

验证模块，用于确定第i条理论聚焦曲线是否准确，其中，i为自然数，1≤i≤m；

校正模块，用于在确定所述第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，根据所述m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对所述第i条理论聚焦曲线进行校正，得到第i条校正聚焦曲线，其中，所述n条扩展聚焦曲线是根据所述m条理论聚焦曲线进行计算得到的，n为大于1的自然数。

在一种具体的实现方式中，所述n条扩展聚焦曲线的变化趋势与所述m条理论聚焦曲线中的任意一条理论聚焦曲线的变化趋势均一致，其中，所述m条理论聚焦曲线的变化趋势一致。

在一种具体的实现方式中，所述n条扩展聚焦曲线与n个物距存在一一对应关系，所述n个物距与所述m条理论聚焦曲线中的任意一条理论聚焦曲线对应的物距均不同。

第四方面，本申请提供一种变焦跟踪装置，应用于经过如上述第三方面或者第三方面的任意具体实现方式中所描述的装置校正过的摄像设备，所述摄像设备包括云台，所述装置包括：

获取模块，用于在所述摄像设备采集的图像中识别到目标对象时，获取目标云台坐标；

处理模块，用于根据所述目标云台坐标、预先获得的场景物距和预先获得的云台角度误差，计算得到所述目标对象对应的目标物距，其中，所述场景物距和所述云台角度误差均为所述摄像设备根据更新聚焦曲线得到的，所述更新聚焦曲线包括m条校正聚焦曲线以及w条补充聚焦曲线，所述m条校正聚焦曲线中的第i条校正聚焦曲线为所述摄像设备在确定所述第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，根据所述m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对所述第i条理论聚焦曲线进行校正得到的，所述w条补充聚焦曲线为所述摄像设备根据所述m条校正聚焦曲线计算得到的，w为大于0的自然数；

所述获取模块，还用于获取目标变焦位置；

所述处理模块，还用于根据所述目标变焦位置、所述目标物距以及所述m条校正聚焦曲线确定目标聚焦位置。

第五方面，本申请提供一种校正设备，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行所述指令，当所述处理器执行所述指令时，执行如上述第一方面或者第一方面的任意具体实现方式中所描述方法。

第六方面，本申请提供一种变焦跟踪设备，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行所述指令，当所述处理器执行所述指令时，执行如上述第二方面或者第二方面的任意具体实现方式中所描述方法。

第七方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如上述第一方面或者第一方面的任意具体实现方式中所描述方法。

第八方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如上述第二方面或者第二方面的任意具体实现方式中所描述方法。

第九方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，当计算机程序被计算设备读取并执行时，实现如上述第一方面或者第一方面的任意具体实现方式中所描述方法。

第十方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，当计算机程序被计算设备读取并执行时，实现如上述第二方面或者第二方面的任意具体实现方式中所描述方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本申请实施例提供的一种监控系统的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种摄像设备的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种摄像设备中预先存储的m条理论聚焦曲线的示意图；

图4是本申请实施例提供的一种n条扩展聚焦曲线的示意图；

图5是本申请实施例提供的一种变焦位置z_j、聚焦范围w_j和校正值Δf_j的示意图；

图6是本申请实施例提供的一种w条补充聚焦曲线的示意图；

图7是本申请实施例提供的一种摄像设备和第一标定点以及第二标定点的关系示意图；

图8是本申请实施例提供的一种聚焦曲线校正方法的流程示意图；

图9是本申请实施例提供的一种变焦跟踪方法的流程示意图；

图10是本申请实施例提供的一种聚焦曲线校正装置的结构示意图；

图11是本申请实施例提供的一种变焦跟踪装置的结构示意图；

图12是本申请实施例提供的一种校正设备的结构示意图；

图13是本申请实施例提供的一种变焦跟踪设备的结构示意图。

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。

为了便于理解本申请实施例，首先，对本申请涉及的部分数据进行解释说明。

(1)摄像设备：可以是相机、智能手机、摄像机(模拟摄像机、网络摄像机、高清摄像机等)等能够进行图像拍摄的设备，摄像设备可以采集静态图像、动态图像或者视频等。

(2)物距：指物体到摄像设备中的透镜光心的距离。物距与像距存在共轭关系，物距越远，像距越近；相反，物距越近，像距越远。

(3)变焦电机：也可以称为变倍电机或者变倍马达等，是摄像设备(尤其是可变焦的摄像设备)中必不可少的部件。摄像设备的镜头中用于改变焦距的多个镜片构成一个变焦镜片组，通过变焦电机移动变焦镜片组的位置可以对焦距进行改变。

(4)聚焦电机：也可以称为对焦电机或者对焦马达等，同样是摄像设备(尤其是可变焦的摄像设备)中必不可少的部件。摄像设备的镜头中用于改变像距的多个镜片构成一个聚焦镜片组，通过聚焦电机移动聚焦镜片组的位置可以对像距进行改变。

(5)变焦跟踪：又可以称为变倍跟随或者跟焦等，是指在进行变焦操作时，通过变焦电机的移动来改变摄像设备的焦距，由于摄像设备的焦距发送变化，所成的像将不会聚焦在原来的对焦面上，所以在变焦电机移动的同时，需要通过调整聚焦电机的位置，使景物能在变焦过程中聚焦在图像传感器上，实现准确聚焦，以保持图像清晰。

为了便于理解本申请实施例，下面对本申请实施例涉及的应用场景进行说明。

图1为本申请实施例涉及的一种监控系统的结构示意图。该监控系统可以用于实现对监控区域的图像采集，从而实现监控处理。该监控系统可以是家庭安全监控系统、交通安全监控系统、公共场所安全监控系统或者工厂安全生产监控系统等，此处不作具体限定。

如图1所示，该监控系统包括：摄像设备100、网络设备200以及服务器300。其中，

摄像设备100可以是具有变焦(手动变焦或者自动变焦)和自动聚焦功能的图像采集设备，如模拟摄像机、高清摄像机或者网络摄像机等，摄像设备100还可以为运行有摄像客户端应用的手机或者平板电脑等电子设备，本申请对该摄像设备100的具体类型不作任何限制。摄像客户端应用是用户和服务器之间的中介，用户向摄像客户端应用输入指令，摄像客户端应用将指令翻译成数据发送至服务器300，服务器300对数据处理完毕后返回结果，然后，再由摄像客户端应用将结果进行图形化呈现给用户。

网络设备200用于在摄像设备100通过任何通信机制/通信标准的通信网络与服务器300之间传输数据。其中，通信网络可以是广域网、局域网、点对点连接等方式，或它们的任意组合。

服务器300可以是个人计算机，也可以是基于云的服务器。图1以服务器300是基于云的服务器为例，服务器300包括多个图像处理节点，每个图像处理节点自下而上包括图像处理硬件、虚拟化服务、图像处理引擎以及图像处理服务端应用。其中，

图像处理硬件包括计算资源、存储资源以及网络资源。计算资源可以采用异构计算架构，例如，可以采用中央处理器(central processing unit，CPU)+图形处理器(graphics processing unit，GPU)架构，CPU+AI芯片，CPU+GPU+AI芯片架构等等，此处不作具体限定。存储资源可以包括内存等等。这里，计算资源可以被分成多个计算单位资源，存储资源可以被分成多个存储单位资源，网络资源可以被分成多个网络单位资源。因此，图像处理平台可以按照用户的资源需求以单位资源为基础进行自由组合，从而用户的需要提供资源。例如，计算资源可以被分成5u的计算单位资源，存储资源可以被分成10G的存储单位资源，则计算资源和存储资源的组合可以是，5u+10G，5u+20G，5u+30u，…，10u+10G，10u+20G，10u+30u，…。

虚拟化服务是通过虚拟化技术将多个物理主机的资源构建为统一的资源池，并按照用户的需要灵活地隔离出相互独立的资源以运行用户的应用程序的服务。

虚拟化服务可以包括虚拟机(virtual machine，VM)服务、裸金属服务器(baremetal server，BMS)服务以及容器(container)服务。其中，VM服务可以是通过虚拟化技术在多个物理主机上虚拟出虚拟机(virtual machine，VM)资源池以为用户按需提供VM进行使用的服务。BMS服务是在多个物理主机上虚拟出BMS资源池以为用户按需提供BMS进行使用的服务。容器服务是在多个物理主机上虚拟出容器资源池以为用户按需提供容器进行使用的服务。VM是模拟出来的一台虚拟的计算机，也即逻辑上的一台计算机。BMS是一种可弹性伸缩的高性能计算服务，计算性能与传统物理机无差别，具有安全物理隔离的特点。容器是一种内核虚拟化技术，可以提供轻量级的虚拟化，以达到隔离用户空间、进程和资源的目的。应理解，上述虚拟化服务中的VM服务、BMS服务以及容器服务仅仅是作为具体的事例，在实际应用中，虚拟化服务还可以其他轻量级或者重量级的虚拟化服务，此处不作具体限定。

图像处理引擎可以用于实现图像处理算法，例如，图像识别算法、图像增强算法或者图像分割算法等等。

图像处理服务端应用可以用于调用图像处理引擎以完成图像的处理，如对图像中的事件进行识别、对图像进行分割或者亮度增强等等。

应理解，图1所示的监控系统仅仅是作为具体的示例，在实际应用中，监控系统还可以包括其它或者更多设备，此处不作具体限定。

图2示例性示出了一种摄像设备100的结构。如图2所示，摄像设备100可以包括镜头110、传感器120、图像信号处理器(image signal processing，ISP)130、处理器140和云台150等。其中，

镜头110是监控系统的关键设备，相等于摄像设备100的“眼睛”，它的质量优劣直接影响摄像设备100的整机质量。镜头110负责完成外部图像的采集，并可用于将外界的景物成像在传感器120上。镜头110通常由变焦镜头和聚焦镜头构成，其中，变焦镜头的移动会使镜头110的焦距发生变化，聚焦镜头移动会使镜头110的像距发生变化，变焦镜头的移动可以通过调整变焦电机的位置来实现，聚焦镜头的移动可以通过调整聚焦电机的位置来实现。可选地，该镜头110可以为普通镜头、广角镜头、超广角镜头、长焦镜头、超长焦镜头等，该镜头110的材料可以为玻璃或者塑料。

传感器120可以是影像传感器，如电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)传感器或互补性氧化金属半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)传感器等，用于将传感器120上接收到的光信号(物体的像)转化成电信号，并通过驱动电路输出至图像信号处理器130，由图像信号处理器130将镜头110及传感器120采集的数字图像信号进行优化处理，如色彩、锐度或者白平衡等等，然后将优化处理后的图像信号输入到处理器140。

处理器140可以是一种集成电路芯片，具有数据的处理能力。处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，CPU)、例如ARM处理器、海思处理器，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也可以是任何常规的处理器等，此处不作具体限定。

处理器140可以通过串口通讯接口与云台150连接，云台150是安装、固定镜头110的支撑设备，它分为固定云台和电动云台。其中，固定云台可以在安装好镜头110后调整镜头110的水平和俯仰的角度，达到最好的工作状态后锁定调整机构即可。电动云台可以扩大镜头110的监控范围，电动云台高速姿态是由两台执行电动机来实现。比较典型的电动云台是球形云台，云台150安装在一个半球形或者球形的防护罩中，可以避免灰尘影响镜头110的拍摄质量。

镜头110、传感器120、图像处理器130、处理器140和云台150之间可以直接或间接进行通信连接，以实现数据的传输或交互。

可以理解的是，本申请实施例示意的摄像设备100的结构并不构成对摄像设备100的具体限定。在本申请另一些实施例中，摄像设备100可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

在实际应用中，为了使上述摄像设备100能够清晰进行成像，摄像设备100中的焦距、物距以及像距必须遵循以下成像公式：

其中，z为摄像设备100的焦距，u为摄像设备100的物距，f为摄像设备100的像距。其中，摄像设备100的焦距z的变化可以通过调整变焦电机的位置来实现，摄像设备100的像距f的变化可以通过调整聚焦电机的位置来实现。在物距u不变的情况下，只有当变焦电机的位置对应的焦距z和聚焦电机的位置对应的像距f符合上述成像公式时，摄像设备100能够呈现清晰的图像。在物距u不变的情况下，能够形成清晰的图像时的摄像设备100的像距f对应的聚焦电机的位置和摄像设备100的焦距z对应的变焦电机的位置构成了一条理论聚焦曲线。

在实际应用中，用户需要对不同物距下的目标对象进行拍摄并希望不同物距下的目标对象所呈现的图像均是清晰的，因此，生产厂商在生产摄像设备100时，会在摄像设备100中预先存储对应不同物距的多条理论聚焦曲线，以便于用户对不同物距下的目标对象进行调试，从而使得摄像设备100能够呈现清晰的图像。通常，生产厂商在摄像设备100中预先存储的多条理论聚焦曲线的变化趋势是一致的。

参见图3，假设摄像设备100中预先存储有理论聚焦曲线1、理论聚焦曲线2、理论聚焦曲线3以及理论聚焦曲线4总共4条理论聚焦曲线。其中，图3所示的横坐标为变焦电机的位置(简称变焦位置)，图3所示的纵坐标为聚焦电机的位置(简称聚焦位置)。理论聚焦曲线1为物距为3米时，能够形成清晰的图像时的摄像设备100的像距f对应的聚焦电机的位置和摄像设备100的焦距z对应的变焦电机的位置构成的理论聚焦曲线；理论聚焦曲线2为物距为5米时，能够形成清晰的图像时的摄像设备100的像距f对应的聚焦电机的位置和摄像设备100的焦距z对应的变焦电机的位置构成的理论聚焦曲线；理论聚焦曲线3为物距为10米时，能够形成清晰的图像时的摄像设备100的像距f对应的聚焦电机的位置和摄像设备100的焦距z对应的变焦电机的位置构成的理论聚焦曲线；理论聚焦曲线4为物距为无穷远时，能够形成清晰的图像时的摄像设备100的像距f对应的聚焦电机的位置和摄像设备100的焦距z对应的变焦电机的位置构成的理论聚焦曲线。

从图3还可以看出，4条理论聚焦曲线的变化趋势是一致的，即在相同的变焦范围内，4条理论聚焦曲线与该变焦范围对应的聚焦范围的变化程度是一致的，如图3所示，在变焦位置z_A至变焦位置z_B的变焦范围内和变焦位置z_B至变焦位置z_C的变焦范围内，4条理论聚焦曲线上与变焦位置z_A至变焦位置z_B的变焦范围对应的聚焦位置f_A1至聚焦位置f_B1的聚焦范围的变化速率、聚焦位置f_A2至聚焦位置f_B2的聚焦范围的变化速率、聚焦位置f_A3至聚焦位置f_B3的聚焦范围的变化速率以及聚焦位置f_A4至聚焦位置f_B4的聚焦范围的变化速率均比较小，4条理论聚焦曲线上与变焦位置z_B至变焦位置z_C的变焦范围对应的聚焦位置f_B1至聚焦位置f_C1的聚焦范围、聚焦位置f_B2至聚焦位置f_C2的聚焦范围的变化速率、聚焦位置f_B3至聚焦位置f_C3的聚焦范围的变化速率以及聚焦位置f_B4至聚焦位置f_C4的聚焦范围的变化速率均比较大。

需要说明的是，图3所示的摄像设备100中预先存储的理论聚焦曲线为4条、4条理论聚焦曲线的变化趋势以及4条理论聚焦曲线对应的物距仅仅是作为一种示例，在实际应用中，摄像设备100中可以预先存储有更少或者更多的理论聚焦曲线，理论聚焦曲线的变化趋势可以为其他趋势，理论聚焦曲线对应的物距可以为其他，此处不作具体限定

摄像设备100在对目标对象进行拍摄的过程中，通常需要根据摄像设备100中预先存储的多条理论聚焦曲线对目标对象距离摄像设备100的物距进行估计，然后再根据估计得到的物距从多条理论聚焦曲线中选择合适的曲线进行变焦跟踪。

具体地，摄像设备100在采集的图像中识别到目标对象时，可以获取到初始变焦位置Z₀和初始聚焦位置F₀，然后摄像设备100可以从预先存储的多条理论聚焦曲线中确定与初始变焦位置Z₀和初始聚焦位置F₀最接近的一条理论聚焦曲线，并将该理论聚焦曲线对应的物距作为目标对象对应的物距。其中，初始变焦位置Z₀和初始聚焦位置F₀反映了摄像设备100中的变焦电机和聚焦电机在初始状态时的位置，摄像设备100可以直接获取。

正常情况下，若上述与初始变焦位置Z₀和初始聚焦位置F₀最接近的一条理论聚焦曲线是准确的，则根据该理论聚焦曲线得到的目标对象对应的物距也是比较接近实际物距的，在得到目标对象对应的物距后，摄像设备100会将该理论聚焦曲线上与目标变焦位置对应的聚焦位置下发至聚焦电机，由于理论聚焦曲线是准确的，则在该聚焦位置下，摄像设备100所呈现的目标对象的图像通常比较清晰。摄像设备100在采集的图像中识别到目标对象时，若摄像设备100没有进行变焦，则目标变焦位置为初始变焦位置Z₀；若摄像设备100进行了变焦，则目标变焦位置为变焦之后的变焦位置。其中，理论聚焦曲线是准确的，可以理解为，该理论聚焦曲线适用于摄像设备100，若摄像设备100使用该理论聚焦曲线进行变焦跟踪，聚焦准确，能够保持拍摄图像清晰。

但是，摄像设备100在投入使用之前，会在运输、老化、安装或者机械振动的过程中，物理特性出现一定的变化，导致摄像设备100中预先存储的多条理论聚焦曲线中的部分或者全部理论聚焦曲线不准确。若摄像设备100在投入使用时，上述与初始变焦位置Z₀和初始聚焦位置F₀最接近的一条理论聚焦曲线不准确，则摄像设备100根据该理论聚焦曲线得到的目标对象对应的物距与实际物距之间的偏差比较大，在这种情况下，摄像设备100将该理论聚焦曲线上与目标变焦位置对应的聚焦位置下发至聚焦电机，由于理论聚焦曲线是不准确的，则在该聚焦位置下，摄像设备100所呈现的目标对象的图像会比较模糊。若是根据该理论聚焦曲线得到的目标对象对应的物距与实际物距之间的偏差非常大，则摄像设备100需要重新估计目标对象对应的物距，由于摄像设备100中的其他理论聚焦曲线也可能不准确，则重新得到的目标对象对应的物距依旧是不准确的，摄像设备100所呈现的目标对象的图像依旧比较模糊。其中，理论聚焦曲线不准确，可以理解为，该理论聚焦曲线不再适用于摄像设备100，也就是说，若摄像设备100继续使用该理论聚焦曲线进行变焦跟踪，聚焦会不准确，难以保持拍摄的图像清晰。

目前，摄像设备100在投入使用时，并没有确定理论聚焦曲线是否准确，大多是直接使用理论聚焦曲线拍摄图像的，若理论聚焦曲线不准确，会导致摄像设备100拍摄的图像不清晰。而且，现有技术中，若用户发现摄像设备拍摄的图像是不清晰的，通常只是认为是摄像设备估计得到的目标对象对应的物距不准确，并没有对不准确的理论聚焦曲线进行校正，而是重新估计物距，根据新的物距从摄像设备100中预先存储的多条理论聚焦曲线中重新选择一条理论聚焦曲线进行拍摄，但是重新选择的理论聚焦曲线可能仍是不准确的，拍摄的图像依旧不清晰。或者，若用户发现摄像设备100拍摄的图像总是不清晰，通常会选择在摄像设备100的安装现场，人为控制摄像设备100根据预先存储的多条理论聚焦曲线重新进行曲线标定，得到新的理论聚焦曲线，这需要耗费较多的人力、物力和时间等资源，且校正效率低。

针对上述问题，本申请提供一种聚焦曲线校正方法以及相关设备，能够对摄像设备100中预先存储的理论聚焦曲线的准确性进行验证以及对不准确的理论聚焦曲线进行校正，得到校正后的聚焦曲线，使得摄像设备100根据校正后的聚焦曲线进行变焦跟踪时，聚焦准确，拍摄的图像清晰，且校正效率高。

本申请提供的聚焦曲线校正方法中，摄像设备100可以对预先存储的m条理论聚焦曲线进行校正，从而得到m条校正聚焦曲线，其中，m条校正聚焦曲线和m条理论聚焦曲线之间存在一一对应关系，m为大于0的自然数。

以第i条理论聚焦曲线为例，在第i条理论聚焦曲线准确的情况下，可以将第i条理论聚焦曲线确定为第i条校正聚焦曲线；在第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，可以使用m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对第i条理论聚焦曲线进行校正，得到第i条校正聚焦曲线。

其中，

m条理论聚焦曲线是指摄像设备100中预先存储的理论聚焦曲线，以图3所示的例子为例，摄像设备100中预先存储的理论聚焦曲线包括理论聚焦曲线1、理论聚焦曲线2、理论聚焦曲线3以及理论聚焦曲线4总共4条理论聚焦曲线，那么，m条理论聚焦曲线是指理论聚焦曲线1、理论聚焦曲线2、理论聚焦曲线3以及理论聚焦曲线4总共4条理论聚焦曲线。

n条扩展聚焦曲线是根据m条理论聚焦曲线计算得到的，其中，n为大于0的自然数。

在一种具体的实施例中，摄像设备100可以将m条理论聚焦曲线中的一条或者多条理论聚焦曲线沿着理论聚焦曲线的纵坐标所在的方向向上和/或向下进行平移，从而得到n条扩展聚焦曲线。

在另一种具体的实现方式中，摄像设备100可以根据m条理论聚焦曲线中的任意两条理论聚焦曲线进行计算，得到n条扩展聚焦曲线。

为了便于描述，这里以第一理论聚焦曲线和第二理论聚焦曲线表示m条理论聚焦曲线中的任意两条理论聚焦曲线。

以得到第h(h为自然数，且1≤h≤n)条扩展聚焦曲线为例，该过程可以包括：

A1、摄像设备100可以从第一理论聚焦曲线上选取s个第一特征点，以及从第二理论聚焦曲线上选取s个第二特征点。

其中，第g个第一特征点对应的变焦位置z_1，g和第g个第二特征点对应的变焦位置z_2，g相同，s，g均为自然数，且1≤g≤s。

A2、摄像设备100根据s个第一特征点对应的聚焦位置f_1，1、f_1，2、…、f_1，s以及s个第二特征点对应的聚焦位置f₂，₁、f_2，2、…、f_2，s计算得到s个第三特征点对应的聚焦位置f_3，1、f_3，2、…、f_3，s。

以第g个第三特征点对应的聚焦位置f_3，g为例，可以通过以下公式计算得到第g个第三特征点对应的聚焦位置f_3，g：

其中，u_h表示第h条扩展聚焦曲线对应的物距，u₁表示第一理论聚焦曲线对应的物距，u₂表示第二理论聚焦曲线对应的物距，f_1，g表示第g个第一特征点对应的聚焦位置，f_2，g表示第g个第二特征点对应的聚焦位置。

A3、摄像设备100根据s个第三特征点对应的聚焦位置f_3，1、f_3，2、…、f_3，s得到s个第三特征点的坐标。

以第g个第三特征点的坐标(z_3，g，f_3，g)为例，在本申请中，第g个第三特征点对应的变焦位置z_3，g与第g个第一特征点对应的变焦位置z_1，g相同，由于第g个第一特征点对应的变焦位置z_1，g是已知的，因此可以得到第g个第三特征点的坐标(z_3，g，f_3，g)。

为了简便起见，上文只陈述了第g个第三特征点(z_3，g，f_3，g)的获取方式，实际上，s个第三特征点(z_3，1，f_3，1)、(z_3，2，f_3，2)、…、(z_3，s，f_3，s)的获取方式与第g个第三特征点(z_3，g，f_3，g)的获取方式相类似，此处不再展开赘述。

A4、摄像设备100根据s个第三特征点(z_3，1，f_3，1)、(z_3，2，f_3，2)、…、(z_3，s，f_3，s)拟合得到第h条扩展聚焦曲线。

需要说明的是，上述A1至A4仅仅是一种示例，在实际应用中，摄像设备100获取第h条扩展聚焦曲线的过程还可以包括其他或者更多步骤，此处不作具体限定。

为了简便起见，上文只陈述了第h条扩展聚焦曲线的获取方式，实际上，n条扩展聚焦曲线的获取方式均与第h条扩展聚焦曲线的获取方式相类似，此处不再展开赘述。

可以看出，通过上述两种方式计算得到的n条扩展聚焦曲线的变化趋势与m条理论聚焦曲线中的任意一条理论聚焦曲线的变化趋势是一致的。

还可以看出，n条扩展聚焦曲线对应n个物距，n个物距与n条扩展聚焦曲线存在一一对应关系，n个物距与m条理论聚焦曲线中的任意一条理论聚焦曲线对应的物距均不同。

在一个更具体的实施例中，n条扩展聚焦曲线和m条理论聚焦曲线中的第k条聚焦曲线对应的物距和第k-1条聚焦曲线对应的物距之间的差值等于第k-1条聚焦曲线对应的物距与第k-2条聚焦曲线对应的物距之间的差值，第k条聚焦曲线、第k-1条聚焦曲线和第k-2条聚焦曲线为n条扩展聚焦曲线和m条理论聚焦曲线中三条相邻的聚焦曲线，第k-1条聚焦曲线位于第k条聚焦曲线和第k-2条聚焦曲线之间，也就是说，n条扩展聚焦曲线和m条理论聚焦曲线等物距间距分布，其中，k为自然数，且3≤k≤m+n。

参见图4，继续以m条理论聚焦曲线为图3所示的例子为例，假设理论聚焦曲线4对应的无穷远物距为15米，假设摄像设备100根据4条理论聚焦曲线计算得到的n条扩展聚焦曲线为13条，如图4所示的对应1米物距的扩展聚焦曲线1＇、对应2米物距的扩展聚焦曲线2＇、对应4米物距的扩展聚焦曲线3＇、对应6米物距的扩展聚焦曲线4＇、对应7米物距的扩展聚焦曲线5＇、对应8米物距的扩展聚焦曲线6＇、对应9米物距的扩展聚焦曲线7＇、对应11米物距的扩展聚焦曲线8＇、对应12米物距的扩展聚焦曲线9＇、对应13米物距的扩展聚焦曲线10＇、对应14米物距的扩展聚焦曲线11＇、对应16米物距的扩展聚焦曲线12＇、对应17米物距的扩展聚焦曲线13＇。

从图4可以看出，4条理论聚焦曲线和13条扩展聚焦曲线为等物距间距分布，还可以看出，13条扩展聚焦曲线的变化趋势与4条理论聚焦曲线的变化趋势是一致的。

需要说明，图4所示13条扩展聚焦曲线中每条扩展聚焦曲线对应的物距，仅仅是一种示例，在实际应用中，摄像设备100根据m条理论聚焦曲线可以计算得到更少或者更多的扩展聚焦曲线，每条扩展聚焦曲线可以对应更小或者更大的物距，每条曲线的变化趋势可以为其他趋势，图4不应视为对本申请实施例的具体限定。

还需要说明，上述两种根据m条理论聚焦曲线计算得到n条扩展聚焦曲线的方式仅仅是作为一种示例，在实际应用中，还可以利用其它方法根据m条理论聚焦曲线计算得到n条扩展聚焦曲线，此处不作具体限定。

在根据m条理论聚焦曲线得到n条扩展聚焦曲线之后，摄像设备100可以根据m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对第i条理论聚焦曲线进行校正，该过程具体可以包括：

B1、从m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线中确定参考聚焦曲线。

在本申请具体的实施例中，从m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线中确定参考聚焦曲线的过程具体可以包括如下步骤：

B11、根据m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线获取p个参考点(Z₁＇，F₁＇)、(Z₂＇，F₂＇)、…、(Z_p＇，F_p＇)。

其中，p为大于0的自然数。

以根据m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线获取参考点(Z_q＇，F_q＇)(q为自然数，且1≤q≤p)为例，该过程可以包括：

B111、在摄像设备100第q次在采集的图像中识别到距离摄像设备100为第i物距的目标对象时，获取初始变焦位置Z_q0和初始聚焦位置F_q0。

其中，第i物距为第i条理论聚焦曲线对应的物距。

B112、从m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线中选取与初始变焦位置Z_q0和初始聚焦位置F_q0最接近的一条聚焦曲线。

B113、在变焦位置Z_q＇进行变焦时，摄像设备100会将与初始变焦位置Z_q0和初始聚焦位置F_q0最接近的一条聚焦曲线上与变焦位置Z_q＇对应的聚焦位置F_q＇下发至聚焦电机进行聚焦，从而得到参考点(Z_q＇，F_q＇)。

为了简便起见，上文只陈述了参考点(Z_q＇，F_q＇)的获取方式，实际上，参考点(Z₁＇，F₁＇)、(Z₂＇，F₂＇)、…、(Z_p＇，F_p＇)的获取方式均与参考点(Z_q＇，F_q＇)的获取方式相类似，此处不再展开赘述。

B12、统计p个参考点(Z₁＇，F₁＇)、(Z₂＇，F₂＇)、…、(Z_p＇，F_p＇)落在m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线中每条聚焦曲线上的参考点数量。

B13、确定m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线中对应参考点数量最多的聚焦曲线为参考聚焦曲线。

继续以图4所示的例子为例，第i条理论聚焦曲线为图4所示的理论聚焦曲线4，假设p个参考点落在扩展聚焦曲线13＇上的数量最多，则可以确定扩展聚焦曲线13＇为参考聚焦曲线。

B2、根据第i条理论聚焦曲线以及参考聚焦曲线确定t个聚焦范围w₁、w₂、…、w_t。

其中，t为大于0的自然数。

以确定聚焦范围w_j(j为自然数，且1≤j≤t)为例，从第i条理论聚焦曲线上获取与变焦位置z_j对应的理论聚焦位置f_j＇，以及从参考理论聚焦曲线上获取与变焦位置z_j对应的参考聚焦位置f_j＂，从而确定聚焦范围w_j，其中，聚焦范围w_j包括理论聚焦位置f_j＇、参考聚焦位置f_j＂以及理论聚焦位置f_j＇和参考聚焦位置f_j＂之间的聚焦位置。

参见图5，在图5中继续以B13中所举的例子为例，第i条理论聚焦曲线为理论聚焦曲线4，参考聚焦曲线为扩展聚焦曲线13＇，获取的与变焦位置z_j对应的理论聚焦位置f_j＇、参考聚焦位置f_j＂以及聚焦范围w_j如图5所示。

为了简便起见，上文只陈述了聚焦范围w_j的获取方式，实际上，聚焦范围w₁、w₂、…、w_t的获取方式均与聚焦范围w_j的获取方式相类似，此处不再展开赘述。

B3、根据t个聚焦范围w₁、w₂、…、w_t对第i条理论聚焦曲线进行校正。

在本申请具体的实施例中，根据t个聚焦范围w₁、w₂、…、w_t对第i条理论聚焦曲线进行校正的具体过程可以包括：

B31、获取t个变焦位置z₁、z₂、…、z_t对应的t个实际聚焦位置f₁、f₂、…、f_t。

以获取实际聚焦位置f_j为例，实际聚焦位置f_j对应于变焦位置z_j，实际聚焦位置f_j可以是摄像设备100在变焦位置z_j进行变焦并在聚焦范围w_j内进行聚焦得到。

具体地，摄像设备100可以在变焦位置z_j下驱动聚焦电机在聚焦范围w_j内进行聚焦搜索，在聚焦电机移动到聚焦范围w_j内不同的聚焦位置时，获取不同的聚焦位置对应的图像，然后根据获取的不同聚焦位置对应的图像和预设的图像清晰度评价函数，将图像清晰度评价值最大时的聚焦位置作为实际聚焦位置f_j。

在具体实现中，上述预设的图像清晰度评价函数可以为Brenner梯度函数、Tenengrad梯度函数、Laplacjan梯度函数或者能量梯度函数等，此处不作具体限定。

为了简便起见，上文只陈述了实际聚焦位置f_j的获取方式，实际上，实际聚焦位置f₁、f₂、…、f_t的获取方式均与实际聚焦位置f_j的获取方式相类似，此处不再展开赘述。

B32、获取第i条理论聚焦曲线上与t个变焦位置z₁、z₂、…、z_t对应的t个理论聚焦位置f₁＇、f₂＇、…、f_t＇。

B33、根据t个理论聚焦位置f₁＇、f₂＇、…、f_t＇和t个实际聚焦位置f₁、f₂、…、f_t得到t个校正值△f₁、△f₂、…、△f_t，其中，校正值△f_j是根据理论聚焦位置f_j＇和实际聚焦位置f_j进行计算得到的。

具体地，校正值△f_j＝实际聚焦位置f_j-理论聚焦位置f_j＇。

继续以图5所举的例子为例，获取的实际聚焦位置f_j以及校正值△f_j如图5所示。

B34、根据t个变焦位置z₁、z₂、…、z_t、t个理论聚焦位置f₁＇、f₂＇、…、f_t＇和t个校正值△f₁、△f₂、…、△f_t对第i条理论聚焦曲线进行校正，得到第i条校正聚焦曲线。

在一种具体的实施例中，在t的值取的足够大时，可以直接根据t个变焦位置z₁、z₂、…、z_t、t个理论聚焦位置f₁＇、f₂＇、…、f_t＇和t个校正值△f₁、△f₂、…、△f_t对第i条理论聚焦曲线进行校正，即，将第i条理论聚焦曲线上的t个点(z₁，f₁＇)、(z₂，f₂＇)、…、(z_t，f_t＇)对应移动到(z₁，f₁＇+△f₁)、(z₂，f₂＇+△f₂)、…、(z_t，f_t＇+△f_t)，得到新的t个点，然后根据新的t个点拟合得到第i条校正聚焦曲线。

在另一种具体的实施例中，在t的值取的不够大时，可以采用线性插值方法根据t个变焦位置z₁、z₂、…、z_t和t个校正值△f₁、△f₂、…、△f_t计算得到变焦位置z₁和变焦位置z₂之间的变焦位置对应的校正值、变焦位置z₂和变焦位置z₃之间的变焦位置对应的校正值、…、变焦位置z_t-1和变焦位置z_t之间的变焦位置对应的校正值，并获取第i条理论聚焦曲线上与变焦位置z₁和变焦位置z₂之间的变焦位置对应的理论聚焦位置、第i条理论聚焦曲线上与变焦位置z₂和变焦位置z₃之间的变焦位置对应的理论聚焦位置、…、第i条理论聚焦曲线上与变焦位置z_t-1和变焦位置z_t之间的变焦位置对应的理论聚焦位置，然后根据t个变焦位置、t个理论聚焦位置、t个校正值、变焦位置z₁和变焦位置z₂之间的变焦位置及其对应的理论聚焦位置和校正值、变焦位置z₂和变焦位置z₃之间的变焦位置及其对应的理论聚焦位置和校正值…、变焦位置z_t-1和变焦位置z_t之间的变焦位置及其对应的理论聚焦位置和校正值，对第i条理论聚焦曲线进行校正，得到第i条校正聚焦曲线。

以计算变焦位置z_j与变焦位置z_j+1之间的变焦位置z_x对应的校正值△f_x为例：

为了简便起见，上文只陈述了变焦位置z_j与变焦位置z_j+1之间的变焦位置z_x对应的校正值△f_x的计算方式，实际上，变焦位置z₁和变焦位置z₂之间的变焦位置对应的校正值、变焦位置z₂和变焦位置z₃之间的变焦位置对应的校正值、…、变焦位置z_t-1和变焦位置z_t之间的变焦位置对应的校正值的计算方式均与变焦位置z_j与变焦位置z_j+1之间的变焦位置z_x对应的校正值△f_x的计算方式相类似，此处不再展开赘述。

为了简便起见，上文只陈述了在第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，对第i条理论聚焦曲线进行校正得到第i条校正聚焦曲线的过程，实际上，m条理论聚焦曲线中的任意一条理论聚焦曲线不准确时，其校正方式与第i条理论聚焦曲线的校正方式相类似，此处不再展开赘述。

在具体实现中，在t的值取的足够大时，在得到t个校正值△f₁、△f₂、…、△f_t之后，也可以根据t个校正值△f₁、△f₂、…、△f_t对m条理论聚焦曲线中除第i条理论聚焦曲线之外的任意一条或者多条理论聚焦曲线进行校正。

继续以m条理论聚焦曲线为图4所示的4条理论聚焦曲线、第i条理论聚焦曲线为理论聚焦曲线4为例，这里以对m条理论聚焦曲线中除第i条理论聚焦曲线之外的理论聚焦曲线3进行校正为例，摄像设备100可以获取理论聚焦曲线3上与t个变焦位置z₁、z₂、…、z_t对应的t个理论聚焦位置f₃₁＇、f₃₂＇、…、f_3t＇，然后将理论聚焦曲线3上的t个点(z₁，f₃₁＇)、(z₂，f₃₂＇)、…、(z_t，f_3t＇)对应移动到(z₁，f₃₁＇+△f₁)、(z₂，f₃₂＇+△f₂)、…、(z_t，f_3t＇+△f_t)，得到新的t个点，然后根据新的t个点拟合得到校正后的理论聚焦曲线3。

在具体实现中，在t的值取的不够大时，在得到t个校正值△f₁、△f₂、…、△f_t、变焦位置z₁和变焦位置z₂之间的变焦位置对应的校正值、变焦位置z₂和变焦位置z₃之间的变焦位置对应的校正值、…、变焦位置z_t-1和变焦位置z_t之间的变焦位置对应的校正值之后，也可以根据t个校正值△f₁、△f₂、…、△f_t、变焦位置z₁和变焦位置z₂之间的变焦位置对应的校正值、变焦位置z₂和变焦位置z₃之间的变焦位置对应的校正值、…、变焦位置z_t-1和变焦位置z_t之间的变焦位置对应的校正值对m条理论聚焦曲线中除第i条理论聚焦曲线之外的任意一条或者多条理论聚焦曲线进行校正。

继续以m条理论聚焦曲线为图4所示的4条理论聚焦曲线、第i条理论聚焦曲线为理论聚焦曲线4为例，这里以对m条理论聚焦曲线中除第i条理论聚焦曲线之外的理论聚焦曲线3进行校正为例，摄像设备100可以获取理论聚焦曲线3上与t个变焦位置z₁、z₂、…、z_t对应的t个理论聚焦位置f₃₁＇、f₃₂＇、…、f_3t＇，并获取理论聚焦曲线3上与变焦位置z₁和变焦位置z₂之间的变焦位置对应的理论聚焦位置、与变焦位置z₂和变焦位置z₃之间的变焦位置对应的理论聚焦位置、…、与变焦位置z_t-1和变焦位置z_t之间的变焦位置对应的理论聚焦位置，然后根据t个变焦位置、t个理论聚焦位置、t个校正值、变焦位置z₁和变焦位置z₂之间的变焦位置及其对应的理论聚焦位置和校正值、变焦位置z₂和变焦位置z₃之间的变焦位置及其对应的理论聚焦位置和校正值…、变焦位置z_t-1和变焦位置z_t之间的变焦位置及其对应的理论聚焦位置和校正值，对理论聚焦曲线3进行校正，得到校正后的理论聚焦曲线3。

由上文可知，摄像设备100是在第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，对第i条理论聚焦曲线进行校正的。因此，在对第i条理论聚焦曲线进行校正之前，需要先确定第i条理论聚焦曲线是否正确。

在具体实现中，可以通过以下步骤确定第i条理论聚焦曲线是否准确：

第一步、在摄像设备100采集的图像中识别到距离摄像设备100为第i物距的目标对象(为了便于描述，以下简称为第一目标对象)时，摄像设备100对着第一目标对象在初始变焦位置Z₀下进行聚焦。

其中，第i物距为第i条理论聚焦曲线对应的物距，第一目标对象可以为人、车辆或者其他物体等，此处不作具体限定。例如，若摄像设备100为安装在道路旁的摄像机，摄像设备100所识别的第一目标对象可以为违章车辆，也可以为违规行人，还可以为其他的满足预设条件的对象。若摄像设备100为安装在用户家中的摄像机，摄像设备100所识别的第一目标对象可以为摔倒的老人或者啼哭的婴儿等。

第二步、若摄像设备100是将第i条理论聚焦曲线上与初始变焦位置Z₀对应的聚焦位置下发至聚焦电机进行聚焦的，且摄像设备100采集的第一目标对象的图像清晰度达到预设标准，则可以确定第i条理论聚焦曲线准确；若摄像设备100采集的第一目标对象的图像清晰度没有达到预设标准，则可以确定第i条理论聚焦曲线不准确；若摄像设备100是将m条理论聚焦曲线中除第i条理论聚焦曲线之外的某条理论聚焦曲线上与初始变焦位置Z₀对应的聚焦位置下发至聚焦电机进行聚焦的，也可以确定第i条理论聚焦曲线不准确。

这里，预设标准可以是通过计算图像清晰度评价值，图像清晰度评价值达到预设阈值即为达到预设标准。

在具体实现中，摄像设备100可以根据预设的图像清晰度评价函数，计算出第一目标对象的图像清晰度评价值。预设的图像清晰度评价函数可以为Brenner梯度函数、Tenengrad梯度函数、Laplacian梯度函数或者能量梯度函数等，此处不作具体限定

在具体实现中，也可以通过以下步骤确定第i条理论聚焦曲线是否准确：

第一步、在摄像设备100采集的图像中识别到第一目标对象时，摄像设备100对着第一目标对象在新的变焦位置下进行聚焦。

第二步、若摄像设备100是将第i条理论聚焦曲线上与新的变焦位置对应的聚焦位置下发至聚焦电机进行聚焦的，且摄像设备100采集的第一目标对象的图像清晰度达到预设标准，则可以确定第i条理论聚焦曲线准确；若摄像设备100采集的第一目标对象的图像清晰度没有达到预设标准，则可以确定第i条理论聚焦曲线不准确；若摄像设备100是将m条理论聚焦曲线中除第i条理论聚焦曲线之外的某条理论聚焦曲线上与新的变焦位置对应的聚焦位置下发至聚焦电机进行聚焦的，也可以确定第i条理论聚焦曲线不准确。

需要说明的是，上述两种确定第i条理论聚焦曲线是否准确的方式仅仅是作为一种示例，在实际应用中，还可以通过其他方式确定第i条理论聚焦曲线是否准确，此处不作具体限定。

为了简便起见，上文只陈述了第i条理论聚焦曲线的准确性的验证方式，实际上，m条理论聚焦曲线中的任意一条理论聚焦曲线的准确性的验证方式均与第i条理论聚焦曲线的准确性的验证方式相类似，此处不再展开赘述。

现有技术中，摄像设备100通常是根据预先存储的多条理论聚焦曲线对目标对象距离摄像设备100的物距进行估计的，然后根据估计得到的物距以及多条理论聚焦曲线进行变焦跟踪。但是摄像设备100会在运输、老化、安装或者机械振动的过程中，物理特性出现一定的变化，导致摄像设备100中预先存储的多条理论聚焦曲线不准确，也就是说，摄像设备100中预先存储的多条理论聚焦曲线不适用于摄像设备100，若摄像设备100继续使用预先存储的多条理论聚焦曲线进行变焦跟踪，聚焦会不准确，难以保持拍摄的图像清晰。

鉴于上述问题，本申请实施例还提供了一种变焦跟踪方法以及相关设备，能够使得摄像设备在每个变焦位置均聚焦准确，保持拍摄的图像清晰。

本申请提供的变焦跟踪方法中，摄像设备100可以根据包括m条校正聚焦曲线在内的更新聚焦曲线对第二目标对象距离摄像设备100的物距进行估计，得到目标物距，然后根据估计得到的目标物距以及m条校正聚焦曲线进行变焦跟踪。其中，

m条校正聚焦曲线中的第i条校正聚焦曲线为摄像设备100在确定第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，根据m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对第i条理论聚焦曲线进行校正得到的。其中，根据m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对第i条理论聚焦曲线进行校正得到第i条校正聚焦曲线的过程在上述方法实施例中已经详细描述，具体可以参考上述方法实施例中的相关描述，此处不再展开赘述。

第二目标对象可以为人、车辆或者其他物体等，此处不作具体限定。第二目标对象与上文中的第一目标对象可以为相同的对象，也可以为不同的对象，此处不作具体限定。

更新聚焦曲线除了包括m条校正聚焦曲线之外，还包括w条补充聚焦曲线。w条补充聚焦曲线为对m条校正聚焦曲线计算得到的，w为大于0的自然数。

在本申请具体的实施例中，为了进一步提高后续摄像设备100获取的目标物距的准确性，更新聚焦曲线中的第l条聚焦曲线对应的物距和第l-1条聚焦曲线对应的物距之间的差值等于第l-1条聚焦曲线对应的物距与第l-2条聚焦曲线对应的物距之间的差值，第l条聚焦曲线、第l-1条聚焦曲线和第l-2条聚焦曲线为更新聚焦曲线中三条相邻的聚焦曲线，第l-1条聚焦曲线位于第l条聚焦曲线和第l-2条聚焦曲线之间，其中，l为自然数，且3≤l≤m+w。

为了简便起见，本申请实施例没有对w条补充聚焦曲线的获取方式进行介绍，在具体实现中，根据m条校正聚焦曲线计算得到w条补充聚焦曲线的方式与上文摄像设备100根据m条理论聚焦曲线计算得到n条扩展聚焦曲线的方式相类似，具体可以参考得到上文所述的n条扩展聚焦曲线的获取方式，此处不再展开赘述。

参见图6，假设摄像设备100中预先存储有校正聚焦曲线1和校正聚焦曲线2总共2条校正聚焦曲线，其中，校正聚焦曲线1对应3米物距，校正聚焦曲线2对应10米物距。摄像设备100根据校正聚焦曲线1和校正聚焦曲线2计算得到了对应1米物距的补充聚焦曲线a、对应2米物距的补充聚焦曲线b、对应4米物距的补充聚焦曲线c、对应5米物距的补充聚焦曲线d、对应6米物距的补充聚焦曲线e、对应7米物距的补充聚焦曲线f、对应8米物距的补充聚焦曲线g、对应9米物距的补充聚焦曲线h、对应11米物距的补充聚焦曲线i和对应12米物距的补充聚焦曲线j总共10条补充聚焦曲线。

需要说明，图6所示的2条校正聚焦曲线和10条补充聚焦曲线对应的物距以及变化趋势仅仅是一种示例，在具体实现中，摄像设备100中预先存储的校正聚焦曲线的条数可以更少或者更多，根据校正聚焦曲线计算得到的补充聚焦曲线的条数也可以更少或者更多，校正聚焦曲线和补充聚焦曲线对应的物距可以更小或者更大，曲线的变化趋势可以为其他，此处不作具体限定。

在具体实现中，摄像设备100可以为包括云台130的电子设备，也可以为不包括云台130的电子设备，此处不作具体限定。在本申请接下来的实施例中，均以摄像设备100为包括云台130的电子设备为例对本申请提供的变焦跟踪方法进行解释说明。

第一步、在摄像设备100采集的图像中识别到第二目标对象时，获取目标云台坐标V。

在本申请中，云台坐标，指云台130的垂直旋转角度。目标云台坐标V可以为摄像设备100在采集的图像中识别到第二目标对象时，云台130在初始状态时的垂直旋转角度，摄像设备100可以直接获取。目标云台坐标V还可以为摄像设备100在采集的图像中识别到第二目标对象时，摄像设备100调整云台130的垂直旋转角度和/或水平旋转角度使第二目标对象位于图像中的指定位置，在第二目标对象位于图像中的指定位置时，获取的云台130的垂直旋转角度。

上述指定位置，可以是图像中的中间位置，也可以是图像中的左上角位置、右上角位置等，具体可根据实际需求进行设定。

第二步、根据目标云台坐标V、预先获得的场景物距和预先获得的云台角度误差ΔV，计算得到第二目标对象对应的目标物距D。

在实际应用中，监控系统中的摄像设备100通常需要固定在墙体或者安装杆上等位置，在将摄像设备100固定之后，理想状态下，云台130的中心线与地面是平行或者垂直的，但是在实际应用中，由于云台130的安装精度难以控制，云台130的中心线与地面之间会存在角度误差ΔV，在云台130的中心线与地面之间存在角度误差ΔV时，会影响摄像设备100获取的目标物距D的准确度，因此，在获取目标物距D时，需要将云台角度误差ΔV考虑在内。

在本申请具体的实施例中，上述预先获得的场景物距和预先获得的云台角度误差ΔV均为摄像设备100根据更新聚焦曲线进行计算得到。其中，预先获得的场景物距包括第一标定点P对应的物距D₁和第二标定点Q对应的物距D₂。

更具体地，第一标定点P对应的物距D₁为摄像设备100根据预先设置的第一标定点P和更新聚焦曲线进行计算得到，第二标定点Q对应的物距D₂为摄像设备100根据预先设置的第二标定点Q和更新聚焦曲线进行计算得到，云台角度误差ΔV可以为摄像设备100根据第一标定点P对应的物距D₁、第二标定点Q对应的物距D₂和更新聚焦曲线进行计算得。

接下来，结合图7对根据预先设置的第一标定点P和更新聚焦曲线得到第一标定点P对应的物距D₁的过程，根据预先设置的第二标定点Q和更新聚焦曲线得到第二标定点Q对应的物距D₂的过程，根据第一标定点P对应的物距D₁、第二标定点Q对应的物距D₂和更新聚焦曲线计算得到云台角度误差ΔV的过程，以及根据目标云台坐标V、预先获得的场景物距和预先获得的云台角度误差ΔV计算得到目标物距D的过程分别进行详细介绍。

在图7中，点A为摄像设备100的光心的位置，点P为第一标定点的位置，点Q为第二标定点的位置，H表示摄像设备100的光心距离地面的高度。

1、获取第一标定点P对应的物距D₁的过程

A1、获取摄像设备100的监控区域图像，在监控区域图像中设置第一标定点P，并使第一标定点P的图像清晰度达到预设标准。

在本申请具体的实施例中，在监控区域图像中设置第一标定点P，第一标定点P可以为监控区域图像中任意位置的点，此处不作具体限定。在设置第一标定点P之后，可以通过调整云台130和摄像头110使第一标定点P的图像清晰度达到预设标准。

A2、获取云台130的第一参考坐标V₁和摄像设备100的第一变焦位置Z₁和第一聚焦位置F₁。

其中，云台130的第一参考坐标V₁表示在第一标定点P的图像清晰度达到预设标准时，云台130的垂直旋转角度，第一变焦位置Z₁表示在第一标定点P的图像清晰度达到预设标准时摄像设备100的变焦位置，第一聚焦位置F₁表示在第一标定点P的图像清晰度达到预设标准时摄像设备100的聚焦位置。

A3、根据第一变焦位置Z₁、第一聚焦位置F₁和更新聚焦曲线，得到第一标定点P对应的物距D₁。

具体地，若第一变焦位置Z₁和第一聚焦位置F₁组成的坐标点(Z₁，F₁)位于更新聚焦曲线中的某条曲线上，则确定该曲线对应的物距为第一标定点P对应的物距D₁；若第一变焦位置Z₁和第一聚焦位置F₁组成的坐标点(Z₁，F₁)位于更新聚焦曲线中相邻的两条曲线之间，为了便于描述和区分，以第一相邻曲线和第二相邻曲线表示上述相邻的两条曲线，根据第一变焦位置Z₁分别确定第一相邻曲线上与第一变焦位置Z₁对应的聚焦位置F₁＇和第二相邻曲线上与第一变焦位置Z₁对应的聚焦位置F₂＇，然后根据第一聚焦位置F₁、第一相邻曲线上与第一变焦位置Z₁对应的聚焦位置F₁＇、第二相邻曲线上与第一变焦位置Z₁对应的聚焦位置F₂＇、第一相邻曲线对应的物距D₁＇、第二相邻曲线对应的物距D₂＇进行计算，得到第一标定点P对应的物距D₁。

在具体实现中，可以通过以下公式进行计算得到第一标定点P对应的物距D₁：

D₁＝[F₁-F₂'F₁'-F₂']*D₁'-D₂'+D₂'

2、获取第二标定点Q对应的物距的过程

B1、在监控区域图像中设置第二标定点Q，并使第二标定点Q的图像清晰度达到预设标准。

B2、获取云台130的第二参考坐标V₂和摄像设备100的第二变焦位置Z₂和第二聚焦位置F₂。

其中，云台130的第二参考坐标V₂表示在第二标定点Q的图像清晰度达到预设标准时，云台130的垂直旋转角度，摄像设备100的第二变焦位置Z₂表示在第二标定点Q的图像清晰度达到预设标准时摄像设备100的变焦位置，摄像设备100的第二聚焦位置F₂表示在第二标定点Q的图像清晰度达到预设标准时摄像设备100的聚焦位置。

B3、根据第二变焦位置Z₂、第二聚焦位置F₂和更新聚焦曲线，得到第二标定点Q对应的物距D₂。

具体地，若第二变焦位置Z₂和第二聚焦位置F₂组成的坐标点(Z₂，F₂)位于更新聚焦曲线中的某条曲线上，则确定该曲线对应的物距为第二标定点Q对应的物距D₂；若第二变焦位置Z₂和第二聚焦位置F₂组成的坐标点(Z₂，F₂)位于更新聚焦曲线中两条相邻的曲线之间，为了便于描述和区分，以第三相邻曲线和第四相邻曲线表示上述两条相邻的曲线，根据第二变焦位置Z₂分别确定第三相邻曲线上与第二变焦位置Z₂对应的聚焦位置F₃＇和第四相邻曲线上与第二变焦位置Z₂对应的聚焦位置F₄＇，然后根据第二聚焦位置Z₂、第三相邻曲线上与第二变焦位置Z₂对应的聚焦位置F₃＇、第四相邻曲线上与第二变焦位置Z₂对应的聚焦位置F₄＇、第三相邻曲线对应的物距D₃＇、第四相邻曲线对应的物距D₄＇进行计算，得到第二标定点Q对应的物距D₂。

在具体实现中，可以通过以下公式进行计算得到第二标定点Q对应的物距D₂：

|D₂|＝[|F₂-F₄'|/|F₃'-F₄'|]*|D₃'-D₄'|+D₄'|

3、获取云台角度误差ΔV的过程

从图7可以看出，摄像头安装高度H、第一标定点P对应的物距D₁、第一参考坐标V₁和云台角度误差ΔV之间存在如下关系：

H＝D₁cos(V₁-ΔV)

从图7还可以看出，摄像头安装高度H、第二标定点Q对应的物距D₂、第二参考坐标V₂和云台角度误差ΔV之间存在如下关系：

H＝D₂cos(V₂-ΔV)

根据上述H＝D₁cos(V₁-ΔV)和H＝D₂cos(V₂-ΔV)两个公式可以反推出云台角度误差ΔV：

在计算得到云台角度误差ΔV之后，可以根据上述H＝D₁cos(V₁-ΔV)或者H＝D₂cos(V₂-ΔV)计算得到摄像头安装高度H。

可以理解，上述获取云台角度误差ΔV以及摄像头安装高度H所使用的计算公式仅仅是一种示例，在实际应用中，还可以利用其它几何关系计算得到云台角度误差ΔV以及摄像头安装高度H，此处不作具体限定。

4、获取目标物距D的过程

从图7可以看出，摄像头安装高度H、目标物距D、目标云台坐标V和云台角度误差ΔV之间存在如下关系：

H＝Dcos(V-ΔV)

则结合上述H＝Dcos(V-ΔV)和H＝D₁cos(V₁-ΔV)可以计算出目标物距D：

可以看出，结合上述H＝Dcos(V-ΔV)和H＝D₂cos(V₂-ΔV)也可以计算出目标物距D：

可以理解，上述获取目标物距D使用的计算公式仅仅是一种示例，在实际应用中，还可以利用其它几何关系计算得到目标物距D，此处不作具体限定。

第三步、获取目标变焦位置。

摄像设备100在采集的图像中识别到第二目标对象时，若摄像设备100没有进行变焦，则目标变焦位置为初始变焦位置Z0；若摄像设备100进行了变焦，则目标变焦位置为变焦之后的变焦位置。

第四步、根据目标变焦位置、目标物距D和m条校正聚焦曲线确定目标聚焦位置。

摄像设备100可以获取根据目标物距D从m条校正聚焦曲线中确定目标聚焦曲线，然后将目标聚焦曲线上与目标变焦位置对应的聚焦位置下发至聚焦电机进行聚焦，目标聚焦曲线上与目标变焦位置对应的聚焦位置即为目标聚焦位置。

如图8所示，图8是本申请提供的一种聚焦曲线校正方法的流程示意图，该方法可以应用于图1所示的监控系统中的摄像设备100，摄像设备100中预先存储有m条理论聚焦曲线，m为大于0的自然数。

该方法具体可以包括：

S101、确定第i条理论聚焦曲线是否准确。

其中，i为自然数，1≤i≤m。

S102、在确定第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，根据m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对第i条理论聚焦曲线进行校正，得到第i条校正聚焦曲线。

其中，n条扩展聚焦曲线是根据m条理论聚焦曲线进行计算得到的，n为大于1的自然数。

在本申请具体的实施例中，n条扩展聚焦曲线的变化趋势与m条理论聚焦曲线中的任意一条聚焦曲线的变化趋势均一致，其中，m条理论聚焦曲线的变化趋势一致。

在本申请具体的实施例中，n条扩展聚焦曲线与n个物距存在一一对应关系，n个物距与m条理论聚焦曲线中的任意一条理论聚焦曲线对应的物距均不同。

在本申请具体的实施例中，n条扩展聚焦曲线和m条理论聚焦曲线中的第k条聚焦曲线对应的物距和第k-1条聚焦曲线对应的物距之间的差值等于第k-1条聚焦曲线对应的物距与第k-2条聚焦曲线对应的物距之间的差值，其中，第k条聚焦曲线、第k-1条聚焦曲线和第k-2条聚焦曲线为m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线中三条相邻的聚焦曲线，第k-1条聚焦曲线位于第k条聚焦曲线和第k-2条聚焦曲线之间，k为自然数，且3≤k≤m+n。

在本申请具体的实施例中，根据m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对第i条理论聚焦曲线进行校正的具体过程可以包括：

S1021、从所述m条理论聚焦曲线和所述n条扩展聚焦曲线中确定参考聚焦曲线。

S1022、根据所述第i条理论聚焦曲线以及所述参考聚焦曲线确定t个聚焦范围w₁、w₂、…、w_t。

其中，t为大于0的自然数。

以确定聚焦范围w_j(j为自然数，且1≤j≤t)为例，摄像设备100可以从第i条理论聚焦曲线上获取与变焦位置z_j对应的理论聚焦位置f_j＇，以及从参考聚焦曲线上获取与变焦位置z_j对应的参考聚焦位置f_j＂，从而确定聚焦范围w_j，其中，聚焦范围w_j包括理论聚焦位置f_j＇、参考聚焦位置f_j＂以及理论聚焦位置f_j＇和参考聚焦位置f_j＂之间的聚焦位置。

S1023、根据所述t个聚焦范围w₁、w₂、…、w_t对所述第i条理论聚焦曲线进行校正。

为了简便陈述，本实施例并没有对理论聚焦曲线、扩展聚焦曲线等等的定义进行展开描述，具体请参见上述方法实施例中有关理论聚焦曲线、扩展聚焦曲线的定义等等的描述。本实施例也没有对第i条理论聚焦曲线是否准确的确定方式、根据m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对第i条理论聚焦曲线进行校正的校正方式进行详细的介绍，具体请参见上述方法实施例以及相关描述。

上述方法中，摄像设备100能够确定第i条理论聚焦曲线是否准确，在确定第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，对第i条理论聚焦曲线进行校正，得到第i条校正聚焦曲线。该校正方法得到的第i条校正聚焦曲线相比于未校正前的第i条理论聚焦曲线，更适用于摄像设备100，也就是说，摄像设备100在对着距离摄像设备100为第i物距(第i条校正聚焦曲线对应的物距)的目标对象进行拍摄时，在相同的变焦位置下，若摄像设备100在根据第i条校正聚焦曲线得到的聚焦位置进行拍摄，比在根据第i条理论聚焦曲线得到的聚焦位置进行拍摄得到的图像的清晰度高。另外，该校正方法中，摄像设备是根据m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对第i条理论聚焦曲线进行校正，得到第i条校正聚焦曲线的，其中，n条扩展聚焦曲线为摄像设备根据m条理论聚焦曲线进行计算得到的，因此n条扩展聚焦曲线也可以看作是理论聚焦曲线，相比于现有技术中需要在摄像设备100的安装现场，人为控制摄像设备100根据m条理论聚焦曲线重新进行曲线标定，得到新的理论聚焦曲线的方法，可以节省人力、物力和时间等资源，提高了聚焦曲线的校正效率。

本申请实施例还提供一种变焦跟踪方法，该变焦跟踪方法可以应用于经过如上述图8所描述的聚焦曲线校正方法校正过的摄像设备100，在本实施例中，摄像设备100为包括云台130的设备，如球机。

请参见图9，图9为本申请实施例提供的一种变焦跟踪方法的流程示意图，如图9所示，该方法可以包括：

S201、在摄像设备100采集的图像中识别到目标对象时，获取目标云台坐标V。

需要说明，在图9所示的变焦方法中，涉及的目标对象均为上述实施例中的第二目标对象，为了简便陈述，此处不再对目标对象展开描述。

目标云台坐标V可以为摄像设备100在采集的图像中识别到目标对象时，云台130在初始状态时的垂直旋转角度，摄像设备100可以直接获取。目标云台坐标V还可以为摄像设备100在采集的图像中识别到目标对象时，摄像设备100调整云台130的垂直旋转角度和/或水平旋转角度使目标对象位于图像中的指定位置，在目标对象位于图像中的指定位置时，获取的云台130的垂直旋转角度。

S202、根据目标云台坐标V、预先获得的场景物距和预先获得的云台角度误差ΔV，计算得到目标对象对应的目标物距。

其中，预先获得的场景物距和预先获得的云台角度误差ΔV均为摄像设备100根据更新聚焦曲线得到。其中，更新聚焦曲线包括m条校正聚焦曲线以及w条补充聚焦曲线，m条校正聚焦曲线中的第i条校正聚焦曲线为摄像设备在确定第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，根据m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对第i条理论聚焦曲线进行校正得到的，w条补充聚焦曲线为摄像设备根据m条校正聚焦曲线计算得到的，w为大于0的自然数。

更具体地，预先获得的场景物距包括第一标定点P对应的物距D₁和第二标定点Q对应的物距D₂，第一标定点P对应的物距D₁为摄像设备100根据预先设置的第一标定点P和更新聚焦曲线进行计算得到，第二标定点Q对应的物距D₂为摄像设备100根据预先设置的第二标定点Q和更新聚焦曲线进行计算得到，云台角度误差ΔV可以为摄像设备100根据第一标定点P对应的物距D₁、第二标定点Q对应的物距D₂和更新聚焦曲线进行计算得到。

在本申请具体的实施例中，为了进一步提高后续摄像设备100获取的目标物距D的准确性，更新聚焦曲线中的第l条聚焦曲线对应的物距和第l-1条聚焦曲线对应的物距之间的差值等于第l-1条聚焦曲线对应的物距与第l-2条聚焦曲线对应的物距之间的差值，其中，第l条聚焦曲线、第l-1条聚焦曲线和第l-2条聚焦曲线为更新聚焦曲线中三条相邻的聚焦曲线，第l-1条聚焦曲线位于第l条聚焦曲线和第l-2条聚焦曲线之间，l为自然数，且3≤l≤m+w。

S203、获取目标变焦位置。

摄像设备100在采集的图像中识别到目标对象时，若摄像设备100没有进行变焦，则目标变焦位置为初始变焦位置Z₀；若摄像设备100进行了变焦，则目标变焦位置为变焦之后的变焦位置。

S204、根据目标变焦位置、目标物距D以及m条校正聚焦曲线确定目标聚焦位置。

摄像设备100可以获取根据目标物距D从m条校正聚焦曲线中确定目标聚焦曲线，然后将目标聚焦曲线上与目标变焦位置对应的聚焦位置下发至聚焦电机进行聚焦，目标聚焦曲线上与目标变焦位置对应的聚焦位置即为目标聚焦位置。

为了简便陈述，本实施例并没有对更新聚焦曲线、理论聚焦曲线、补充聚焦曲线、云台角度误差ΔV等等的定义进行展开描述，具体请参见上述方法实施例中有关更新聚焦曲线、理论聚焦曲线、补充聚焦曲线、云台角度误差ΔV的定义等等的描述。本实施例也没有对第一标定点对应的物距D₁、第二标定点对应的物距D₂、云台角度误差ΔV、目标物距D的计算方式进行详细的介绍，具体请参见上述方法实施例以及相关描述。

上述方法能够获取目标云台坐标V，并根据目标云台坐标V、预先获得的场景物距和预先获得的云台角度误差ΔV计算得到目标对象对应的目标物距D，然后获取目标变焦位置，并根据目标物距D、目标变焦位置和m条校正聚焦曲线确定目标聚焦位置。其中，预先获得的场景物距和预先获得的云台角度误差ΔV均是摄像设备100根据包括m条校正聚焦曲线和w条补充聚焦曲线在内的更新聚焦曲线进行计算得到，而不是像现有技术中仅根据m条理论聚焦曲线得到场景物距和云台角度误差ΔV，提高了摄像设备100获得的场景物距和云台角度误差ΔV的准确性，在摄像设备100获得的场景物距和云台角度误差ΔV的准确性更高的情况下，摄像设备100获得的目标物距D以及目标聚焦位置的准确性也会随之提高，从而使得摄像设备100拍摄的图像更清晰。

上文详细阐述了本申请实施例的一种聚焦曲线校正方法，基于相同的发明构思，下面继续提供本申请实施例的一种聚焦曲线校正装置，本申请提供的聚焦曲线校正装置可以应用于高清摄像机或者模拟摄像机等摄像设备，此处不作具体限定。

参见图10，图10是本申请实施例提供的一种聚焦曲线校正装置400的结构示意图，该聚焦曲线校正装置400至少包括：验证模块410和校正模块420。其中，

验证模块410，用于确定第i条理论聚焦曲线是否准确，其中，i为自然数，1≤i≤m。

校正模块420，用于在确定第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，根据m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对第i条理论聚焦曲线进行校正，得到第i条校正聚焦曲线，其中，n条扩展聚焦曲线是根据m条理论聚焦曲线进行计算得到的，n为大于1的自然数。

在本申请具体的实施例中，n条扩展聚焦曲线的变化趋势与m条理论聚焦曲线中的任意一条理论聚焦曲线的变化趋势均一致，其中，m条理论聚焦曲线的变化趋势一致。

在本申请具体的实施例中，n条扩展聚焦曲线与n个物距存在一一对应关系，n个物距与m条理论聚焦曲线中的任意一条理论聚焦曲线对应的物距均不同。

具体地，上述聚焦曲线校正装置400执行各种操作的具体实现可参照上述聚焦曲线校正方法实施例中相关内容中的描述，为了说明书的简洁，这里不再赘述。

应当理解，聚焦曲线校正装置400仅为本申请实施例提供的一个例子，并且，聚焦曲线校正装置400可具有比图10示出的部件更多或更少的部件，可以组合两个或更多个部件，或者可具有部件的不同配置实现。

上文还详细阐述了本申请实施例的一种变焦跟踪方法，基于相同的发明构思，下面继续提供本申请实施例的一种变焦跟踪装置，本申请提供的变焦跟踪装置可以应用于经过如上述图11所描述的聚焦曲线校正装置400校正过的摄像设备100，此处不作具体限定。

参见图11，图11是本申请实施例提供的一种变焦跟踪装置500的结构示意图，该变焦跟踪装置500至少包括：获取模块510和处理模块520。其中，

获取模块510，用于在摄像设备采集的图像中识别到目标对象时，获取目标云台坐标。

处理模块520，用于根据目标云台坐标、预先获得的场景物距和预先获得的云台角度误差，计算得到目标对象对应的目标物距，其中，场景物距和云台角度误差均为摄像设备根据更新聚焦曲线得到的，更新聚焦曲线包括m条校正聚焦曲线以及w条补充聚焦曲线，m条校正聚焦曲线中的第i条校正聚焦曲线为摄像设备在确定第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，根据m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对第i条理论聚焦曲线进行校正得到的，w条补充聚焦曲线为摄像设备根据m条校正聚焦曲线计算得到的，w为大于0的自然数。

获取模块510，还用于获取目标变焦位置。

处理模块520，还用于根据目标变焦位置、目标物距以及m条校正聚焦曲线确定目标聚焦位置。

具体地，上述变焦跟踪装置500执行各种操作的具体实现可参照上述变焦跟踪方法实施例中相关内容中的描述，为了说明书的简洁，这里不再赘述。

应当理解，变焦跟踪装置500仅为本申请实施例提供的一个例子，并且，变焦跟踪装置500可具有比图11示出的部件更多或更少的部件，可以组合两个或更多个部件，或者可具有部件的不同配置实现。

需要说明的是，上述图10所示的聚焦曲线校正装置400和图11所示的变焦跟踪装置500可以集成于同一个摄像设备100中。

本申请实施例还提供一种校正设备，参见图12，图12是本申请实施例提供的一种摄像设备600的结构示意图，该校正设备600包括：处理器610、存储器620以及通信接口630，其中，处理器610、存储器620以及通信接口630之间可以直接或者间接地进行通信连接，为便于表示，图12中仅用一条粗线表示处理器610、通信接口630和存储器620之间进行通信连接。其中，

处理器610可以包括一个或者多个通用处理器，其中，通用处理器可以是能够处理电子指令的任何类型的设备，包括CPU、微处理器、微控制器、主处理器、控制器以及专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)等等。处理器610读取存储器620中存储的程序代码，与通信接口630配合执行本申请上述实施例中由聚焦曲线校正装置400执行的方法的部分或者全部步骤。

存储器620可以存储有程序代码以及程序数据。其中，程序代码包括：验证模块410的代码和校正模块420的代码等，程序数据包括：第i条理论聚焦曲线、n条扩展聚焦曲线、第i条校正聚焦曲线等等。在实际应用中，存储器620可以包括易失性存储器(volatilememory)，例如RAM；存储器也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如ROM、快闪存储器(flash memory)。

通信接口630可以为有线接口(例如以太网接口)或无线接口(例如蜂窝网络接口或使用无线局域网接口)，用于与其他计算节点或装置进行通信。当通信接口630为有线接口时，通信接口630可以采用传输控制协议/网际协议(transmission control protocol/internet protocol，TCP/IP)之上的协议族，例如，远程函数调用(remote function call，RFC)协议、简单对象访问协议(simple object access protocol，SOAP)协议、简单网络管理协议(simple network management protocol，SNMP)协议、公共对象请求代理体系结构(common object request broker architecture，CORBA)协议以及分布式协议等等。

应当理解，校正设备600仅为本申请实施例提供的一个例子，并且，校正设备600可具有比图12示出的部件更多或更少的部件，可以组合两个或更多个部件，或者可具有部件的不同配置实现。

本申请实施例还提供一种变焦跟踪设备，参见图13，图13是本申请实施例提供的一种变焦跟踪设备700的结构示意图，该变焦跟踪设备700包括：处理器710、存储器720、以及通信接口730，其中，处理器710、存储器720、以及通信接口730之间可以直接或者间接地进行通信连接，为便于表示，图13中仅用一条粗线表示处理器610、通信接口630和存储器620之间进行通信连接。其中，

处理器710可以包括一个或者多个通用处理器，其中，通用处理器可以是能够处理电子指令的任何类型的设备，包括CPU、微处理器、微控制器、主处理器、控制器以及专用集成电路ASIC等等。处理器710读取存储器720中存储的程序代码，与通信接口730配合执行本申请上述实施例中由变焦跟踪装置500执行的方法的部分或者全部步骤。

存储器720可以存储有程序代码以及程序数据。其中，程序代码包括：获取模块510的代码和处理模块520的代码等，程序数据包括：目标云台坐标、更新聚焦曲线、预先获得的场景物距和预先获得的云台角度误差等等。在实际应用中，存储器620可以包括易失性存储器，例如RAM；存储器也可以包括非易失性存储器，例如ROM、快闪存储器。

通信接口730可以为有线接口(例如以太网接口)或无线接口(例如蜂窝网络接口或使用无线局域网接口)，用于与其他计算节点或装置进行通信。当通信接口730为有线接口时，通信接口730可以采用TCP/IP之上的协议族，例如，RFC协议、SOAP协议、SNMP协议、CORBA协议以及分布式协议等等。

应当理解，变焦跟踪设备700仅为本申请实施例提供的一个例子，并且，变焦跟踪设备700可具有比图13示出的部件更多或更少的部件，可以组合两个或更多个部件，或者可具有部件的不同配置实现。

需要说明的是，上述图12所示的校正设备600和图13所示的变焦跟踪设备700可以集成于同一个摄像设备100中。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当其在处理器上运行时，可以实现上述实施例中记载的聚焦曲线校正方法的部分或者全部步骤，计算机可读存储介质的处理器在执行上述方法步骤的具体实现可参照上述方法实施例的具体操作，在此不再赘述。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当其在处理器上运行时，可以实现上述实施例中记载的变焦跟踪方法的部分或者全部步骤，计算机可读存储介质的处理器在执行上述方法步骤的具体实现可参照上述方法实施例的具体操作，在此不再赘述。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品被计算机读取并执行时，以实现上述方法实施例中记载的聚焦曲线校正方法的部分或者全部步骤。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品被计算机读取并执行时，以实现上述方法实施例中记载的变焦跟踪方法的部分或者全部步骤。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如软盘、硬盘、磁带)、光介质、或者半导体介质等。

本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并或删减；本申请实施例装置中的单元可以根据实际需要进行划分、合并或删减。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，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申请的限制。

Claims (16)

1.一种聚焦曲线校正方法，其特征在于，应用于摄像设备，所述摄像设备中预先存储有m条理论聚焦曲线，其中，m为大于0的自然数，所述方法包括：

确定第i条理论聚焦曲线是否准确，其中，i为自然数，1≤i≤m；

在确定所述第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，根据所述m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对所述第i条理论聚焦曲线进行校正，得到第i条校正聚焦曲线，其中，所述n条扩展聚焦曲线是根据所述m条理论聚焦曲线进行计算得到的，n为大于1的自然数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述n条扩展聚焦曲线的变化趋势与所述m条理论聚焦曲线中的任意一条理论聚焦曲线的变化趋势均一致，其中，所述m条理论聚焦曲线的变化趋势一致。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述n条扩展聚焦曲线与n个物距存在一一对应关系，所述n个物距与所述m条理论聚焦曲线中的任意一条理论聚焦曲线对应的物距均不同。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述m条理论聚焦曲线和所述n条扩展聚焦曲线对所述第i条理论聚焦曲线进行校正，包括：

从所述m条理论聚焦曲线和所述n条扩展聚焦曲线中确定参考聚焦曲线；

根据所述第i条理论聚焦曲线以及所述参考聚焦曲线确定t个聚焦范围w₁、w₂、…、w_t，其中，t为大于0的自然数；

根据所述t个聚焦范围w₁、w₂、…、w_t对所述第i条理论聚焦曲线进行校正，其中，j为自然数，且1≤j≤t。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第i条理论聚焦曲线以及所述参考聚焦曲线以及确定t个聚焦范围w₁、w₂、…、w_t，包括：

从所述第i条理论聚焦曲线上获取与变焦位置z_j对应的理论聚焦位置f_j＇，以及从所述参考聚焦曲线上获取与所述变焦位置z_j对应的参考聚焦位置f_j＂，从而确定所述聚焦范围w_j，其中，所述聚焦范围w_j包括所述理论聚焦位置f_j＇、所述参考聚焦位置f_j＂以及所述理论聚焦位置f_j＇和所述参考聚焦位置f_j＂之间的聚焦位置。

6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，

所述n条扩展聚焦曲线和所述m条理论聚焦曲线中的第k条聚焦曲线对应的物距和第k-1条聚焦曲线对应的物距之间的差值等于所述第k-1条聚焦曲线对应的物距与第k-2条聚焦曲线对应的物距之间的差值，

其中，所述第k条聚焦曲线、所述第k-1条聚焦曲线和所述第k-2条聚焦曲线为所述n条扩展聚焦曲线和所述m条理论聚焦曲线中三条相邻的聚焦曲线，所述第k-1条聚焦曲线位于所述第k条聚焦曲线和所述第k-2条聚焦曲线之间，k为自然数，且3≤k≤m+n。

7.一种变焦跟踪方法，其特征在于，应用于经过如上述权利要求1至6任一项所述的方法校正过的摄像设备，所述摄像设备包括云台，所述方法包括：

在所述摄像设备采集的图像中识别到目标对象时，获取目标云台坐标；

根据所述目标云台坐标、预先获得的场景物距和预先获得的云台角度误差，计算得到所述目标对象对应的目标物距，其中，所述场景物距和所述云台角度误差均为所述摄像设备根据更新聚焦曲线得到的，所述更新聚焦曲线包括m条校正聚焦曲线以及w条补充聚焦曲线，所述m条校正聚焦曲线中的第i条校正聚焦曲线为所述摄像设备在确定所述第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，根据所述m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对所述第i条理论聚焦曲线进行校正得到的，所述w条补充聚焦曲线为所述摄像设备根据所述m条校正聚焦曲线计算得到的，w为大于0的自然数；

获取目标变焦位置；

根据所述目标变焦位置、所述目标物距以及所述m条校正聚焦曲线确定目标聚焦位置。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述更新聚焦曲线中的第l条聚焦曲线对应的物距和第l-1条聚焦曲线对应的物距之间的差值等于所述第l-1条聚焦曲线对应的物距与第l-2条聚焦曲线对应的物距之间的差值，

其中，所述第l条聚焦曲线、所述第l-1条聚焦曲线和所述第l-2条聚焦曲线为所述更新聚焦曲线中三条相邻的聚焦曲线，所述第l-1条聚焦曲线位于所述第l条聚焦曲线和所述第l-2条聚焦曲线之间，l为自然数，且3≤l≤m+w。

9.一种聚焦曲线校正装置，其特征在于，应用于摄像设备，所述摄像设备中预先存储有m条理论聚焦曲线，其中，m为大于0的自然数，所述装置包括：

验证模块，用于确定第i条理论聚焦曲线是否准确，其中，i为自然数，1≤i≤m；

校正模块，用于在确定所述第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，根据所述m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对所述第i条理论聚焦曲线进行校正，得到第i条校正聚焦曲线，其中，所述n条扩展聚焦曲线是根据所述m条理论聚焦曲线进行计算得到的，n为大于1的自然数。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述n条扩展聚焦曲线的变化趋势与所述m条理论聚焦曲线中的任意一条理论聚焦曲线的变化趋势均一致，其中，所述m条理论聚焦曲线的变化趋势一致。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述n条扩展聚焦曲线与n个物距存在一一对应关系，所述n个物距与所述m条理论聚焦曲线中的任意一条理论聚焦曲线对应的物距均不同。

12.一种变焦跟踪装置，其特征在于，应用于经过如上述权利要求9至11任一项所述的装置校正过的摄像设备，所述摄像设备包括云台，所述装置包括：

获取模块，用于在所述摄像设备采集的图像中识别到目标对象时，获取目标云台坐标；

处理模块，用于根据所述目标云台坐标、预先获得的场景物距和预先获得的云台角度误差，计算得到所述目标对象对应的目标物距，其中，所述场景物距和所述云台角度误差均为所述摄像设备根据更新聚焦曲线得到的，所述更新聚焦曲线包括m条校正聚焦曲线以及w条补充聚焦曲线，所述m条校正聚焦曲线中的第i条校正聚焦曲线为所述摄像设备在确定所述第i条理论聚焦曲线不准确的情况下，根据所述m条理论聚焦曲线和n条扩展聚焦曲线对所述第i条理论聚焦曲线进行校正得到的，所述w条补充聚焦曲线为所述摄像设备根据所述m条校正聚焦曲线计算得到的，w为大于0的自然数；

所述获取模块，还用于获取目标变焦位置；

所述处理模块，还用于根据所述目标变焦位置、所述目标物距以及所述m条校正聚焦曲线确定目标聚焦位置。

13.一种校正设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行所述指令，当所述处理器执行所述指令时，执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。

14.一种变焦跟踪设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行所述指令，当所述处理器执行所述指令时，执行如权利要求7或8所述的方法。

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。

16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求7或8所述的方法。

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