CN106231171B - 一种用于摄像机的快速聚焦方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于摄像机的快速聚焦方法，包括如下步骤：S1：改变聚焦位置，同时记录在聚焦过程中，清晰度最大值及其所在聚焦位置、清晰度最小值及其所在聚焦位置、当前清晰度值及其所在聚焦位置；S2：比较清晰度最大值与最小值的差；S3：比较清晰度最大值与当前值的差；S4：比较清晰度最大值所在聚焦位置，判断是否处于清晰最小值所在聚焦与当前聚焦位置中间；S5：同时满足S2、S3、S4时，可以确定图像最清晰点在聚焦过程的清晰度最大值处。本发明所述的快速聚焦方法在保证聚焦准确性的基础上提升了聚焦速度。

Description

一种用于摄像机的快速聚焦方法

技术领域

本发明属于视频监控技术领域，尤其是涉及一种用于摄像机的快速聚焦方法。

背景技术

在视频监控中，摄像机会根据监控重点调整监控位置和镜头变倍大小，如何实现快速聚焦直接影响到视频效果及监控作用。

目前广泛使用的聚焦方法都是基于爬山算法，以及在其基础上做的优化。虽然目前广泛存在的算法都尽量在提升聚焦速度，但爬山算法存在明显的抗干扰能力差的缺点，尤其在较暗的场景下，噪声会很大程度上影响聚焦的准确行，因此聚焦速度和准确性无法兼得。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于摄像机的快速聚焦方法，以在保证聚焦准确性的基础上提升了聚焦速度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于摄像机的快速聚焦方法，包括如下步骤：

S1：改变聚焦位置，同时记录在聚焦过程中，清晰度最大值及其所在聚焦位置、清晰度最小值及其所在聚焦位置、当前清晰度值及其所在聚焦位置；

S2：比较清晰度最大值与最小值的差，当满足设定的阈值时，进入下一步比较，否则继续改变聚焦位置；

S3：比较清晰度最大值与当前值的差，当满足设定的阈值时，进入下一步比较，否则继续改变聚焦位置；

S4：比较清晰度最大值所在聚焦位置，判断是否处于清晰最小值所在聚焦与当前聚焦位置中间，如果满足条件，进入下一步，否则继续改变聚焦位置；

S5：同时满足S2、S3、S4时，可以确定图像最清晰点在聚焦过程的清晰度最大值处，不需再继续调节聚焦位置。

进一步的，所述图像清晰度评价函数为Brenner函数。

进一步的，对图像的清晰度进行分析，确定所述图像的当前清晰度包括：提取图像中每个像素的边界信息；将所述图像的对应每个像素的边界信息进行求和运算；根据运算结果确定所述图像的清晰度最大值、清晰度最小值和当前清晰度值。

进一步的，在步骤S4后，即确定聚焦最清晰点处，在其附近加减一个步长的范围内，进行精细搜索，进一步提高聚焦正确度。

相对于现有技术，本发明所述的一种用于摄像机的快速聚焦方法具有以下优势：

本发明所述的聚焦方法只需保存聚焦过程中的三个状态量，无需消耗更多内存来存取数据，减少了数据统计与计算量；无需走完全量程，满足条件即可确定峰值所在位置，提高了聚焦速度；聚焦过程中只判断大体趋势，忽略了相邻点间的变化，排除了噪声及假峰的干扰，提高了聚焦成功率。

附图说明

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

图1为本发明实施例所述的聚焦方法流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，根据本发明实施例的用于监控摄像机的快速聚焦方法包括：

S1：在聚焦开始的时候，先向一个方向开始改变聚焦位置，同时记录聚焦过程中的清晰度的最大值Vmax,清晰度的最小值Vmin和清晰度当前值Vnow，以及分别对应的聚焦位置Pmax，Pmin，Pnow；

S2：在比较过程中，计算清晰度最大值Vmax和清晰度最小值Vmin的差,当Vmax-Vmin大于设定阈值Thresh1，代表满足真峰的要求，进入步骤S3，否则返回步骤S1继续改变聚焦位置；

S3：在比较过程中，计算清晰度最大值Vmax和当前清晰度值Vnow的差，当Vmax-Vnow大于设定阈值Thresh2，代表已经跨过峰值，进入步骤S4，否则返回步骤S1继续改变聚焦位置；

S4：在比较过程中，判断清晰度最大值的聚焦位置Pmax是否处于清晰度最小值所在聚焦位置Pmin和当前聚焦位置Pnow中间，如果满足条件，表示峰值左右两侧均以达到，聚焦最清晰点就在峰值处，否则表示仅走过峰值一侧，不能确定峰值所在位置，需要反向改变聚焦位置，然后返回步骤S1继续改变聚焦位置；

作为优化，阈值Thresh1和阈值Thresh2可和图像增益联动，增益越大，阈值越高，增益越小，阈值越小，这样可以在排除噪声和假峰的干扰的同时，提高聚焦准确度，同时减少聚焦时间。

作为优化，当不满足步骤S2中所提的条件时，以大步长快速搜索，加快搜索速度。

作为优化，可在步骤S4后，即确定聚焦最清晰点处，在其附近加减一个步长的范围内，进行精细搜索，进一步提高聚焦正确度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于摄像机的快速聚焦方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在聚焦开始的时候，先向一个方向开始改变聚焦位置，同时记录在聚焦过程中，清晰度最大值及其所在聚焦位置、清晰度最小值及其所在聚焦位置、当前清晰度值及其所在聚焦位置；

S2：比较清晰度最大值与最小值的差，当满足设定的阈值时，进入下一步比较，否则继续改变聚焦位置；

S3：比较清晰度最大值与当前值的差，当满足设定的阈值时，进入下一步比较，否则继续改变聚焦位置；

S4：比较清晰度最大值所在聚焦位置，判断是否处于清晰最小值所在聚焦与当前聚焦位置中间，如果满足条件，进入下一步，否则需要反向改变聚焦位置，然后返回S1继续改变聚焦位置；

S5：同时满足S2、S3、S4时，可以确定图像最清晰点在聚焦过程的清晰度最大值处，不需再继续调节聚焦位置。

2.根据权利要求1所述的一种用于摄像机的快速聚焦方法，其特征在于：图像清晰度评价函数为Brenner函数。

3.根据权利要求1所述的一种用于摄像机的快速聚焦方法，其特征在于：对图像的清晰度进行分析，确定所述图像的当前清晰度包括：提取图像中每个像素的边界信息；将所述图像的对应每个像素的边界信息进行求和运算；根据运算结果确定所述图像的清晰度最大值、清晰度最小值和当前清晰度值。

4.根据权利要求1所述的一种用于摄像机的快速聚焦方法，其特征在于：在步骤S4后，即确定聚焦最清晰点处，在其附近加减一个步长的范围内，进行精细搜索，进一步提高聚焦正确度。