[发明专利]摄像机自适应对焦控制装置、方法及计算机可读存储介质

说明书

本发明公开了一种摄像机自适应对焦控制装置、方法及计算机可读存储介质，分别获取主动对焦位置、初始准焦位置、泛焦位置步进电机位移值，以及普遍性准焦位置步进电机位移值和波动阈值。由普遍性对焦位置步进电机位移值加减波动阈值构成比较区间，若初始准焦位置和主动对焦步进电机位移值中只有一个落入该区间，则选取落入该区间的值；若都落入该区间，则优先选取主动对焦步进电机位移值；若都未落入该区间，则选取泛焦位置步进电机位移值。将步进电机移动至最终选取的位移位置并进行小范围主动对焦修正。本发明能够解决现有机车视频监控系统在振动运行环境下容易导致的摄像机虚焦，以及因机车重新编组、解编造成对焦不正确的技术问题。

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，尤其是涉及一种自适应对焦控制装置、方法、计算机可读存储介质，包括该计算机可读存储介质的摄像机及其在机车视频监控系统路况摄像机中的应用。

背景技术

目前，现有的摄像机对焦方案主要是针对单次最佳效果的自动对焦和连续跟踪对焦。在机车视频监控系统路况摄像机的具体应用环境下，由于机车长时间处于振动环境中，步进电机的对焦位置会逐渐出现细微的改变，而造成虚焦，因此单次对焦一段时间后，需要再次进行对焦，维护非常麻烦。同时，机车频繁地进行编组和解编，其前方的视野会出现非常大的变化，解编或者作为头车时，对焦距离通常在30m～50m，而处于中间编组的机车路况摄像机，对焦距离则小于1m。当完成单次对焦后，在机车编组发生变化，再次成为头车时，则会因为对焦位置变化而出现无法看清远处的情况，对焦效果无法满足实际运用的需求。而连续跟踪对焦则会对对焦步进电机造成较大的消耗，影响长期运行条件下摄像机的步进电机寿命和对焦精度。同时，在对焦过程中由于焦点位置的移动所导致的模糊，也会影响到视频录像的效果。

对此，现有技术主要采用了两种技术方案来克服步进电机的对焦位置改变导致虚焦，以及连续跟踪对焦导致步进电机损耗和对焦精度不高的技术缺陷。方案1为对摄像机镜头的步进电机采用对焦后锁止的方式保证摄像机焦距的稳定。但该方案仍然可能因为振动导致失焦，且灵活性较差。方案2为采用图像识别的方式检测摄像机视野范围内的场景，并通过对场景的识别进行自动对焦。该方案受限于诸多环境因素，且图像识别对于摄像机本身的计算能力要求很高，准确度不高，且实现困难。

在现有技术中，主要有以下技术方案与本发明申请相关：

该现有技术为北京汉邦高科数字技术股份有限公司于2012年08月14日申请，并于2012年11月14日公开，公开号为CN102780847A的中国发明申请《一种针对运动目标的摄像机自动对焦控制方法》。该发明申请公开了一种针对运动目标的摄像机自动对焦控制方法，包括以下步骤：1）采用基于背景剪除的运动目标检测算法对场景中运动目标位置区域进行标定；2）在确定摄像机对焦区域及对焦目标后，采用基于目标灰度梯度的自动聚焦控制算法，实现对标定的运动目标进行摄像机镜头的自动聚焦；其中步骤1）包括分步骤：1.1）高斯平滑滤波预处理；1.2）高斯背景模型建模；1.3）目标前景区域提取；1.4）高斯背景模型的更新；1.5）目标前景区域数学形态学处理；其中步骤2）包括分步骤：2.1）提取运动目标对焦区域；2.2）聚焦评价函数计算；2.3）聚焦调节控制。

该现有技术方案针对目标变化的应用场景，利用自动聚焦算法对摄像机进行对焦操作，使拍摄的图像视窗内目标区域和物体的清晰。然而，该现有技术方案首先采利用检测算法对目标位置区域进行标定，然后再采用基于目标灰度梯度的自动聚焦控制算法对摄像机进行对焦，在场景变化较快且复杂的环境下，对焦算法的计算量较大，同时持续控制摄像机进行对焦，严重影响了镜头电机的使用寿命，设备后期的维护成本非常高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种摄像机自适应对焦控制装置、方法及计算机可读存储介质，以解决现有机车视频监控系统在振动运行环境下容易导致的摄像机虚焦，以及因机车重新编组、解编造成的对焦不正确的技术缺陷。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种摄像机自适应对焦控制装置、方法及计算机可读存储介质的技术实现方案，摄像机自适应对焦控制装置，包括：