CN114866688A - 一种工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及安防监控技术领域，具体为一种工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法，包括将摄像头通电，检测到对焦系统训练成功，进入对焦模式，加载对焦系统各个模块的权值并激活，且进行正常照度场景的检测，场景照度正常，采用高频分量值作为评价值，并且根据获得的评价值判断当前距离聚焦点的远近，并判定出当前所处的区间，根据所处区间的排序等级以及当前评价值变动的幅度决定下一步收敛的速度值；收敛的速度值在目标水准且评价值变动幅度的稳定，成功结束本次对焦，结束对焦后，更新对焦系统相应模块的权值，然后进入回溯至对焦系统进行反馈。本发明能够解决自动对焦快速需快速收敛的问题，满足工地用球机产品自动对焦快速收敛的需求。

Description

一种工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法

技术领域

本发明涉及一种自动聚焦快速收敛的方法，特别是涉及一种工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法，属于安防监控技术领域。

背景技术

摄像头作为重要的成像工具，其应用范围不断拓展，目前已在移动终端、汽车、无人机、机器人、智能家居、视频安防、AR等民用、军用领域被广泛使用；摄像头一般包括镜头，感光芯片由封装结构封装固定并对应镜头设置，从而自镜头接收物体侧光线以产生图像信号；

其中安防摄像头就是诸多摄像头中的一种，安防摄像头是指用在安全防范方面的摄像头，它的主要特点是灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震、可通过远程控制监测；从而被广泛应用；

然而随着现代社会的发展，安防摄像头已经走进了千家万户，其中变焦镜头在安防摄像机中使用越来越多，尤其是在工程类球机中几乎是标配；这类球机通常配有可光学变倍的大倍数镜头，其在光学变倍或者场景转换后需要重新对焦才能看清监控目标；重新聚焦的过程里里面的一个关键点就是自动对焦技术，其动作完成的快慢直接影响这类球机的使用体验。

因此，亟需对安变倍球机中的自动聚焦进行改进，以解决上述存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法，适用于球机类带有自动聚焦算法的安防摄像头设备，能够解决自动对焦快速需快速收敛的问题，具有新颖且高效的自动对焦技术；能对多场景复杂环境有很好的适应性，满足工地用球机产品自动对焦快速收敛的需求。

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法，包括如下步骤：

S1：将摄像头进行通电，进行检测对焦系统的训练结果；

S2：检测到对焦系统训练成功后，会进入对焦模式，加载对焦系统各个模块的权值并激活，当检测到摄像头内部的对焦系统无训练后，对焦系统进入训练模式，获取各个模块的权值，训练后的对焦系统会再次进行检测进入至对焦模式，加载对焦系统各个模块的权值并激活；

S3：开始正常对焦，且进行正常照度场景的检测，当场景照度正常时，会采用高频分量值作为评价值，并且根据获得的评价值判断当前距离聚焦点的远近，并判定出当前所处的区间，当为低照度场景，采用高频分量值和高亮值赋予不同权重值的方式得到综合评价值，之后便根据获得的评价值判断当前距离聚焦点的远近，并判定出当前所处的区间；

S4：当判断出距离聚焦点的远近以及当前所处的区间后，根据所处区间的排序等级以及当前评价值变动的幅度决定下一步收敛的速度值；

S5：然后进行判定收敛的速度值在目标水准且评价值变动幅度的稳定性，当判断稳定，成功结束本次对焦，当不稳定时，会再次根据获得的评价值判断当前距离聚焦点的远近，然后判定出当前所处的区间，进入顺利进入之后的步骤；

S6：结束对焦后，会更新对焦系统相应模块的权值，然后进入回溯至对焦系统进行反馈。

优选的，在所述摄像头进行通电后，所述摄像头通电开机后内部的系统正常运行。

优选的，所述摄像头为带有自动聚焦算法的球机类安防摄像头设备，所述摄像头为360度无死角的超清且具有红外夜视功能的防水无线摄像头，无线摄像头为通过网络连接的无线摄像头，能够进行手机远程控制。

优选的，所述摄像头内部各个模块之间为正常使用的互联状态。

优选的，在所述摄像头通电后，从配置文件中获取信息，进行判断对焦系统的场景训练结果。

优选的，所述摄像头进行初步对焦时，驱动所述摄像头与内部的镜头移动到多个不同聚焦位置上获取某对象的各个图像数据。

优选的，所述摄像头内部系统的计算获取的当前聚焦判断值与前一次聚焦判断值之间的变化率的算法是：变化率＝(当前聚焦判断值-前一次聚焦判断值)÷步长，其中步长为镜头从前一次聚焦判断值对应的聚焦位置移动到当前聚焦判断值所对应的聚焦位置之间的步长。

优选的，所述摄像头对焦时采用算法多元化的对焦方法，兼顾低亮度与高亮度两种场景。

优选的，所述摄像头在进行对焦算法之前进行大量测试以及训练，并且对远离聚焦点的区域按照距离做出区间划分。

优选的，所述摄像头对焦亮度正常时采用特定算法进行计算出场景高频分量值来作为评价值，在低亮度以及噪点干扰多时结合画面里的高亮点来综合评估。

本发明至少具备以下有益效果：

1、适用于球机类带有自动聚焦算法的安防摄像头设备，能够解决自动对焦快速需快速收敛的问题，具有新颖且高效的自动对焦技术；能对多场景复杂环境有很好的适应性，满足工地用球机产品自动对焦快速收敛的需求。

2、工地施工现场，不一定是正常照度下的场景，也有低照度下的场景；在这两种场景中，图像数据给出的评价值会有较大差异，如果采用的对焦算法比较单一，就无法做到兼顾这两种场景，本发明通过自动区分场景，自动适配相应的对焦算法，可以在对焦过程中做到无感切换，无论在哪种照度下，都能做到自动对焦的快速收敛，从而提高了本发明的适配性。

3、通过大量的场景测试以及数据训练，充分准确的构建出整套自动对焦系统的模型，再通过实际场景反馈调优得到该系统的各个模块的权值，使得整个对焦系统能快速适应新环境；同时，对远离聚焦点的区域按照距离做出区间划分；越靠近收敛点，区域的划分就会越精细，整过聚焦过程中，不同区间的收敛速度采用不同的值，能够有效避免大步约过聚焦点的情况，当到达聚焦点附近的时候，达到精细聚焦的效果，能避免在聚焦点左右来回晃动的现象，达到对焦快速收敛的效果，从而进一步提高了本发明对焦时的速度。

4、白天，场景细节丰富，采用特定算法计算出的场景高频分量值来作为评价值，在夜晚场景，由于光线较暗，画面整体细节不是很明显，且由于噪点的干扰，高频分量值会有较大误差，所以，在夜晚场景就会结合画面里的高亮点来综合评估，因此本发明能够适应在低亮度以及高亮度环境时的对焦。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明的自动聚焦快速收敛流程示意图。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

如图1所示，本实施例提供的工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法，包括如下步骤；

S1：将摄像头进行通电，进行检测对焦系统的训练结果；在摄像头进行通电后，摄像头通电开机后内部的系统正常运行；摄像头内部各个模块之间为正常使用的互联状态；从而能够保证摄像头的成功对焦；

S2：检测到对焦系统训练成功后，会进入对焦模式，加载对焦系统各个模块的权值并激活，当检测到摄像头内部的对焦系统无训练后，对焦系统进入训练模式，获取各个模块的权值，训练后的对焦系统会再次进行检测进入至对焦模式，加载对焦系统各个模块的权值并激活；在摄像头通电后，从配置文件中获取信息，进行判断对焦系统的场景训练结果；如果训练过就会直接进入对焦模式进行各个模块的激活，如果没有训练过，则先进入训练状态，训练结束后获取各个模块的权值并写入配置文件；

S3：开始正常对焦，且进行正常照度场景的检测，当场景照度正常时，会采用高频分量值作为评价值，并且根据获得的评价值判断当前距离聚焦点的远近，并判定出当前所处的区间，当为低照度场景，采用高频分量值和高亮值赋予不同权重值的方式得到综合评价值，之后便根据获得的评价值判断当前距离聚焦点的远近，并判定出当前所处的区间；摄像头进行初步对焦时，驱动摄像头与内部的镜头移动到多个不同聚焦位置上获取某对象的各个图像数据；

S4：当判断出距离聚焦点的远近以及当前所处的区间后，根据所处区间的排序等级以及当前评价值变动的幅度决定下一步收敛的速度值；摄像头内部系统的计算获取的当前聚焦判断值与前一次聚焦判断值之间的变化率的算法是：变化率＝(当前聚焦判断值-前一次聚焦判断值)÷步长，其中步长为镜头从前一次聚焦判断值对应的聚焦位置移动到当前聚焦判断值所对应的聚焦位置之间的步长；

S5：然后进行判定收敛的速度值在目标水准且评价值变动幅度的稳定性，当判断稳定，成功结束本次对焦，当不稳定时，会再次根据获得的评价值判断当前距离聚焦点的远近，然后判定出当前所处的区间，进入顺利进入之后的步骤；

S6：结束对焦后，会更新对焦系统相应模块的权值，然后进入回溯至对焦系统进行反馈，如不需要更新对焦系统各模块权值，则会直接回溯至对焦系统进行反馈。

在本实施例中，如图1所示，摄像头为带有自动聚焦算法的球机类安防摄像头设备，摄像头为360度无死角的超清且具有红外夜视功能的防水无线摄像头，无线摄像头为通过网络连接的无线摄像头，能够进行手机远程控制；带有自动聚焦算法的球机类安防摄像头设备才能够适应本技术的对焦使用；本摄像头能够进行全方位的覆盖拍摄，同时在黑夜也能够进行良好的拍摄，拍摄画面清晰，通过网络连接并且能够通过手机进行远程控制的设置便于摄像头的使用，并且能够进行实时的多角度监测，同时具有一定的防水效果，提高摄像头的使用寿命。

在本实施例中，如图1所示，摄像头对焦时采用算法多元化的对焦方法，兼顾低亮度与高亮度两种场景；通过自动区分场景，自动适配相应的对焦算法，可以在对焦过程中做到无感切换；无论在哪种照度下，都能做到自动对焦的快速收敛。

在本实施例中，如图1所示，摄像头在进行对焦算法之前进行大量测试以及训练，并且对远离聚焦点的区域按照距离做出区间划分；通过大量的场景测试以及数据训练，充分准确的构建出整套自动对焦系统的模型，再通过实际场景反馈调优得到该系统的各个模块的权值，使得整个对焦系统能快速适应新环境，越靠近收敛点，区域的划分就会越精细。

在本实施例中，如图1所示，摄像头对焦亮度正常时采用特定算法进行计算出场景高频分量值来作为评价值，在低亮度以及噪点干扰多时结合画面里的高亮点来综合评估，能够针对对环境低亮度和高亮度时都具有良好的对焦处理。

如图1所示，本实施例提供的工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法的原理如下：摄像头通电，系统正常运行后，从配置文件中获取信息，判断该对焦系统是否已经经过场景适应性训练，如果没有训练过，则先进入训练状态，训练结束后获取各个模块的权值并写入配置文件，进入对焦模式，读取对焦系统各个模块的权值并激活对焦系统，然后判断场景有无变化是否需要启动对焦功能；如果有变化，则进一步判断当前所处的照度环境，如果是正常照度场景，则采用高频分量值作为评价值；如果是低照度场景，则采用高频分量值和高亮值赋予不同权重值的方式得到综合评价值，根据获取到的评价值，通过训练过的对焦系统来判定当前位置所处的对焦区间，进而根据所处区间的排序等级以及当前评价值变动的幅度决定下一步收敛的速度值；上述步骤完成后根据收敛的速度值是否在目标水准且评价值变动幅度稳定住来决定是否达到聚焦点，如果没有，则继续上述步骤的操作；如果是，则结束本次对焦过程，对本次对焦过程的表现情况进行回溯，对该焦系统的各个模块的权值进行更新，达到一个反馈调节的目的，实现闭环，这样可极大增强本系统的健壮性。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将摄像头进行通电，进行检测对焦系统的训练结果；

S2：检测到对焦系统训练成功后，会进入对焦模式，加载对焦系统各个模块的权值并激活，当检测到摄像头内部的对焦系统无训练后，对焦系统进入训练模式，获取各个模块的权值，训练后的对焦系统会再次进行检测进入至对焦模式，加载对焦系统各个模块的权值并激活；

S3：开始正常对焦，且进行正常照度场景的检测，当场景照度正常时，会采用高频分量值作为评价值，并且根据获得的评价值判断当前距离聚焦点的远近，并判定出当前所处的区间，当为低照度场景，采用高频分量值和高亮值赋予不同权重值的方式得到综合评价值，之后便根据获得的评价值判断当前距离聚焦点的远近，并判定出当前所处的区间；

S4：当判断出距离聚焦点的远近以及当前所处的区间后，根据所处区间的排序等级以及当前评价值变动的幅度决定下一步收敛的速度值；

S5：然后进行判定收敛的速度值在目标水准且评价值变动幅度的稳定性，当判断稳定，成功结束本次对焦，当不稳定时，会再次根据获得的评价值判断当前距离聚焦点的远近，然后判定出当前所处的区间，进入顺利进入之后的步骤；

S6：结束对焦后，会更新对焦系统相应模块的权值，然后进入回溯至对焦系统进行反馈。

2.根据权利要求1所述的一种工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法，其特征在于：在所述摄像头进行通电后，所述摄像头通电开机后内部的系统正常运行。

3.根据权利要求1所述的一种工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法，其特征在于：所述摄像头为带有自动聚焦算法的球机类安防摄像头设备，所述摄像头为360度无死角的超清且具有红外夜视功能的防水无线摄像头，无线摄像头为通过网络连接的无线摄像头，能够进行手机远程控制。

4.根据权利要求1所述的一种工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法，其特征在于：所述摄像头内部各个模块之间为正常使用的互联状态。

5.根据权利要求1所述的一种工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法，其特征在于：在所述摄像头通电后，从配置文件中获取信息，进行判断对焦系统的场景训练结果。

6.根据权利要求1所述的一种工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法，其特征在于：所述摄像头进行初步对焦时，驱动所述摄像头与内部的镜头移动到多个不同聚焦位置上获取某对象的各个图像数据。

7.根据权利要求1所述的一种工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法，其特征在于：所述摄像头内部系统的计算获取的当前聚焦判断值与前一次聚焦判断值之间的变化率的算法是：变化率＝(当前聚焦判断值-前一次聚焦判断值)÷步长，其中步长为镜头从前一次聚焦判断值对应的聚焦位置移动到当前聚焦判断值所对应的聚焦位置之间的步长。

8.根据权利要求1所述的一种工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法，其特征在于：所述摄像头对焦时采用算法多元化的对焦方法，兼顾低亮度与高亮度两种场景。

9.根据权利要求1所述的一种工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法，其特征在于：所述摄像头在进行对焦算法之前进行大量测试以及训练，并且对远离聚焦点的区域按照距离做出区间划分。

10.根据权利要求1所述的一种工地用安防变倍球机中自动聚焦快速收敛的方法，其特征在于：所述摄像头对焦亮度正常时采用特定算法进行计算出场景高频分量值来作为评价值，在低亮度以及噪点干扰多时结合画面里的高亮点来综合评估。

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