[发明专利]一种基于聚焦评价值反馈调节的变倍跟踪方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及视频图像的获取控制技术领域，尤其涉及一种基于聚焦评价值反馈调节的变倍跟踪方法及系统。

背景技术

随着安防监控、电视摄录等技术领域对获取视频的质量要求越来越高，相应地对成像设备的图像采集的灵活性也有更高的要求。因此，除了对分辨率、色彩等相关视频参数的硬性要求以外，摄像机灵活变倍、自动聚焦等技术也成为越来越普及的应用，尤其在安防监控和电视摄像领域。

伴随着电动变倍和自动聚焦技术的成熟，如何保持变倍过程中图像依然清晰成为一项关键技术，该技术直接关系到摄像机获取视频的质量。目前大多数的算法在变倍放大时面临着在广角端一个位置对应多条曲线的难题，无法选择正确的跟踪曲线。具体地，请参阅图1，是对焦曲线图，对焦曲线群即是描述各种物距下聚焦清晰时，变焦电机跟聚焦电机的位置与对应物距的映射曲线图，由于如图1所示的曲线群在广角端由于大景深导致密集而重合，故在此时变倍‐聚焦位置跟物距不呈一一对应的映射关系，而是一个变倍‐聚焦位置对应多条曲线，曲线呈现喇叭形状，在广角端曲线的误差，跟踪到长焦区域时，误差将被放大，直接表现就是图像的严重失焦。

当前技术层面，电动变焦镜头组合微控制器以及视频处理模块能为电动变倍和自动聚焦提供硬件基础。但几乎所有的聚焦技术均是在变倍完成以后视野稳定的条件下完成的。而在变倍过程中，自动聚焦功能不启动，因为正常的聚焦是在固定的视野(无变倍)调节聚焦电机的位置，然后比较聚焦值，值最大的点就是聚焦清晰的点，但变倍跟踪时，由于视野也在变化，变量不唯一，前后的聚焦值不具有直接的可比性，故而聚焦有难度，即使启动也不能保证聚焦清晰，因此要另外实现一项变倍跟踪功能，让聚焦电机随着变倍电机微调。

变倍跟踪技术在实际的监控摄像中主要应用在以下几种场景：

1、安防领域中的快球、云台、一体机等可变倍的摄像机在光学变倍放大去获取和识别目标物体的过程中时，没有变倍跟踪，变倍过程中一团模糊，如果等变倍完成后再聚焦，目标可能已经改变，易造成监控的漏洞。

2、可变倍的摄像机处于自动巡视过程中时，此时摄像机可能处于频繁的变倍与转动之中，没有变倍跟踪则大部分时间视频处于模糊状态，失去了巡视的意义。

3、电视电影摄录过程中，场景的远近切换处于常态，因此摄像机经常处于变倍过程中，没有变倍跟踪则过程模糊，无法获取良好的视觉体验效果。

发明内容

为解决上述问题，本发明采用的一个技术方案是：

提供一种基于聚焦评价值反馈调节的变倍跟踪方法，包括如下步骤：S101、在启动变倍前自动聚焦成功并读取聚焦成功的变焦电机位置和聚焦电机位置，根据所述变焦电机位置和聚焦电机位置计算出初始物距，将初始物距作为当前跟踪物距，然后执行步骤S102，其中，对焦曲线群记载有在各种物距下聚焦清晰时，变焦电机与聚焦电机的位置对应关系；S102、选择对焦曲线群中与当前跟踪物距相应的对焦曲线作为跟踪曲线，驱动变焦电机与聚焦电机按照跟踪曲线进行物距跟踪；S103、微调跟踪的物距，启动从广角端到长焦端的变倍放大过程，并生成与微调后的跟踪物距相应的聚焦评价值，根据聚焦评价值修正当前跟踪物距，将修正后的跟踪物距作为新的当前跟踪物距，然后返回步骤S102。

本发明采用的另一个技术方案是：

提供一种基于聚焦评价值反馈调节的变倍跟踪系统，包括电动变焦镜头、图像传感器、主控制模块、以及与主控制模块分别电连接的ISP模块和电机驱动模块，所述电动变焦镜头包括聚焦镜头、变焦镜头、驱动聚焦镜头位置的聚焦电机以及驱动控制变焦镜头位置的变焦电机，所述主控制模块包括：初始物距设定单元，用于在启动变倍前控制电机驱动模块驱动电动变焦镜头自动聚焦成功并读取聚焦成功的变焦电机位置和聚焦电机位置，根据所述变焦电机位置和聚焦电机位置计算出初始物距，将初始物距作为当前跟踪物距，然后通知下述跟踪单元执行操作，其中，对焦曲线群记载有在各种物距下聚焦清晰时，变焦电机与聚焦电机的位置对应关系；跟踪单元，用于选择对焦曲线群中与当前跟踪物距相应的对焦曲线作为跟踪曲线，驱动变焦电机与聚焦电机按照跟踪曲线进行物距跟踪；以及物距修正单元，用于微调跟踪的物距，通过控制电机驱动模块启动从广角端到长焦端的变倍放大过程，并调用ISP模块生成与微调后的跟踪物距相应的图像传感器获取图像的聚焦评价值，根据聚焦评价值修正当前跟踪物距，将修正后的跟踪物距作为新的当前跟踪物距，然后通知跟踪单元执行操作。