[发明专利]一种变倍过程中同步聚焦的方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频监控领域，尤其涉及一种变倍过程中同步聚焦的方法。

背景技术

一体化摄像机具有变倍、自动聚焦的功能，其结构小巧、使用方便、监控范围广，已广泛应用于视频监控领域。如何达到变倍速度快，聚焦快速准确，尽量避免图像模糊对一体化摄像机来说至关重要。

由于一体化摄像机镜头中变倍镜片和聚焦镜片是分开移动的，分别由变倍马达和聚焦马达驱动，变倍过程中，需要进行变倍追踪，使聚焦镜片根据变倍镜片的位置而同步变化，从而使图像能够聚焦清楚。

全程变倍速度是一体化摄像机的关键性能，一般需要在3至4秒内完成，因此，目前一体化摄像机自动聚焦，大多是在变倍停止时进行，并依赖于图像处理算法，通过提取图像的高频分量对其清晰度进行判断。对摄像机采集的每帧图像使用预先设计的图像清晰度评价函数得出该图像清晰程度的一些评价值，连续采集得到多帧图像时，这些值即构成了一时间序列曲线，对该曲线搜索其最大值，并转动聚焦马达至该最大值对应的焦点位置，这种方法就是“爬坡搜索算法”。该曲线上的最大值对应的是聚焦马达的焦点位置，曲线上的任一点的值为清晰度评价函数对该时刻所采集图像的运算结果。

然而，进行图像聚焦时，不仅变倍停止的时候图像要快速准确的聚集清楚，而且在全程变倍过程中图像也要尽量聚焦清楚。由于小倍率时图像景深很大，自动聚焦清楚后近景和远景基本都是聚焦清楚的，对应到变倍追踪曲线上来看，不同物距对应的变倍追踪曲线在小倍率下基本是重合的，小倍率下聚焦清楚时的聚焦马达位置同时落在多条变倍追踪曲线上，计算不出实际拍摄主体的物距，而大倍率下由于景深小不同物距对应的变倍追踪曲线在大倍率下都是分散的，聚焦马达的不同位置对应着不同物距，自动聚焦清楚地聚焦马达位置对应的物距与实际拍摄主体的物距离基本一致，所以这种方法在场景不变，摄像机拍摄角度不变的情况下，只要大倍率下完成一次自动聚焦清楚后，变倍过程中，图像都能聚焦清楚。

因此，基于上述原因，现有技术中，为保证在变倍过程中和变倍停止时图像都聚焦清晰，采用的方案是：镜头变倍时，根据最近一次大倍率下变倍停止时自动聚焦清楚时的变倍马达位置、聚焦马达位置及预先存储的多条对应不同物距的变倍追踪曲线计算得到变倍追踪曲线，该变倍追踪曲线对应物距与拍摄主体的物距基本一致，然后转动变倍马达的同时，为了使图像聚焦清晰，聚焦马达也要同步转动，两者转动的步数由估算得到物距对应的变倍追踪曲线决定。为了适应不同物距的清晰成像，变倍结束后，需要继续进行自动聚焦来拍摄出清晰的图像。

发明人在实施本发明的过程中，发现现有技术中变倍追踪采用的变倍追踪曲线是根据大倍率下变倍停止时自动聚焦清楚的马达位置状态计算的曲线，变倍时沿该变倍追踪曲线同时转动变倍马达和聚焦马达进行变倍，这种方法要做到变倍过程图像聚焦清楚需要保证计算得到变倍追踪曲线对应的物距跟变倍过程中拍摄的主体物距一致且变倍过程中拍摄的主体物距未发生改变。当摄像机在小倍率下转动拍摄角度使拍摄物距改变后进行从小到大的变倍，或变倍过程中拍摄场景的物体发生移动而导致拍摄主体物距发生变化，拍摄的图像会处于模糊状态，从而降低了聚焦速度，增加了聚焦难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种变倍过程中同步聚焦的方法，以解决现有技术中因场景变化而引起的拍摄物距改变后，变倍过程中及变倍完成后图像较大程度模糊的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种变倍过程中同步聚焦的方法，该方法包括：

变倍开始时，根据图像采集设备中变倍马达与聚焦马达的初始位置以及预先存储的对应不同物距的变倍追踪曲线，计算初始变倍追踪曲线，并依循该初始变倍追踪曲线驱动变倍马达和聚焦马达同步转动；

在变倍过程中，确定切换变倍追踪曲线的切换方式与驱动所述变倍马达和所述聚焦马达下一轮转动所依循的变倍追踪曲线，切换变倍追踪曲线；其中，所述切换方式用于指示下一轮转动所依循的变倍追踪曲线的物距相对所述初始变倍追踪曲线的物距变化趋势；

依循所述切换后的变倍追踪曲线，驱动所述变倍马达与所述聚焦马达在下一轮同步转动。

本发明提供的变倍过程中同步聚焦的方法，通过在变倍过程中，切换变倍追踪曲线，依循切换后的变倍追踪曲线，驱动变倍马达与聚焦马达同步转动，实现自动聚焦，可以有效解决因场景变化而引起的拍摄物距改变后，从小倍变到大倍后图像模糊的问题，使得变倍停止后图像基本清晰，避免了变倍到高倍率后图像处于模糊状态导致自动聚焦难以判断聚焦方向的情况，降低了自动聚焦难度，提高了聚焦速度。

附图说明