CN107911612B - 一种摄像机自动聚焦方法和装置 - Google Patents
一种摄像机自动聚焦方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107911612B CN107911612B CN201711400984.2A CN201711400984A CN107911612B CN 107911612 B CN107911612 B CN 107911612B CN 201711400984 A CN201711400984 A CN 201711400984A CN 107911612 B CN107911612 B CN 107911612B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unit
- focusing
- focal length
- lens
- data set
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D3/00—Control of position or direction
- G05D3/12—Control of position or direction using feedback
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Telescopes (AREA)
- Focusing (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
Abstract
本发明公开一种摄像机自动聚焦方法和装置,所述方法首先进行场景建模,针对不同的云台方位角建立由方位角和物距组成的建模数据集,设备工作时,根据监控目标所述焦距、方位角确定物距、像距和定焦补偿距离,由于物距、像距和焦距已定,也考虑了温度补偿,监控摄像机只聚焦需要监控的目标,不被下雨天气、下雪天气、蚊虫飞舞等影响,避免自动聚焦***出现的失误。
Description
技术领域
本发明涉及一种摄像机自动聚焦方法和装置,属于智能视频监控领域。
背景技术
视频监控摄像机自动聚焦算法一般基于图像反差最大化策略,在遇到一些特殊情况时,例如下雨天气、下雪天气、蚊虫飞舞等影响,这类自动聚焦***往往会出现失误。例如,监视目标处于远景位置,但是自动聚焦***把聚焦点聚在了近处的雨点、雪花、蚊虫上,从而产生聚焦错误。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明提供一种`自动聚焦方法和装置,解决雨、雪、风沙等天气条件下,监控摄像机自动聚焦问题。
为了解决所述技术问题,本发明采用的技术和方案是:一种摄像机自动聚焦方法,包括以下步骤:S01)、场景建模,场景建模单元将规定长度F发送至镜头变焦单元,镜头变焦单元将镜头焦距调整至规定长度F,温度补偿单元根据当前镜头焦距F计算对焦补偿距离E,场景建模单元将基准点位置(α[i],β[i])发送至云台控制单元,云台控制单元将云台调整至基准点位置,自动聚焦控制单元根据自动聚焦算法检测计算出对焦像距v[i],并根据成像公式1/u+1/v=1/f计算出当前物距u[i],场景建模单元保存基准点建模数据(α[i], β[i], u[i]),之后选择具有不同云台方位角的基准点,针对每一个基准点构建对应的建模数据集{(α[i], β[i], u[i]),1 ≤ i ≤ N},场景建模单元将建模数据集发送至场景建模数据单元;S02)、设备在工作状态下,监控操作单元和场景建模数据单元接收监控目标时需要的焦距f和云台方位角(α, β),场景建模数据单元利用插值算法从存储的建模数据集中选出云台方位角(α, β)对应的物距u,并将物距u发送至监控操作单元,监控操作单元将镜头焦距f转达至镜头变焦单元,镜头变焦单元将镜头焦距调整至监控目标所需聚焦f,将云台方位角(α, β)发送至云台控制单元,云台控制单元将云台调整至监控目标所需方位角(α, β),将目标物距u发送至镜头对焦单元,对焦单元根据物距u计算出像距v,温度补偿根据当前镜头焦距f调正对焦补偿距离e,***根据像距v和对焦补偿距离e完成目标对焦过程;
上述描述中,α代表云台水平方向方位角,β代表云台俯仰方向方位角。
本发明所述摄像机自动聚焦方法,规定长度F为镜头最大焦距f_max。
本发明所述摄像机自动聚焦方法,温度补偿单元根据聚焦计算对焦补偿距离的过程为:温度补偿单元设定焦距补偿表{(f[i],e[i]):i=1,2,…,n},给定焦距f满足f[i]≤f<f[i+1],利用插值方法求得焦距对应的补偿距离。
本发明所述摄像机自动聚焦方法,温度补偿单元根据聚焦计算对焦补偿距离的过程为:温度补偿单元设定焦距补偿表{(f[i],e[i]):i=1,2,…,n},给定焦距f满足f[i]≤f<f[i+1],利用线性插值方法求得焦距f对应的补偿距离e=(e[i+1]-e[i])/(f[i+1]-f[i])*(f-f[i])。
本发明所述摄像机自动聚焦方法,场景建模单元按照网格法选择全部网格交点作为基准点。
本发明所述摄像机自动聚焦方法,场景建模数据单元基于存储的建模数据集和监控目标所需方位角,利用双线性插值算法计算目标物距。
本发明还公开了一种摄像机自动聚焦装置,包括镜头变焦单元、镜头对焦单元、温度补偿单元、云台控制单元、自动聚焦控制单元、场景建模单元、监控操作单元和场景建模数据单元,场景建模单元分别与镜头变焦单元、镜头对焦单元、云台控制单元、自动聚焦控制单元通信连接,用于向镜头变焦单元、云台控制单元发送场景建模需要的聚焦规定长度和云台方位角,温度补偿单元分别与镜头对焦单元和镜头变焦单元通信连接,温度补偿单元根据焦距计算对焦补偿距离,自动聚焦控制单元根据焦距和像距计算物距并将物距反馈至场景建模单元,场景建模单元与场景建模数据单元通信连接,用于将云台方位角和物距组成的建模数据集存储在场景建模数据单元;场景建模数据单元和监控操作单元可以接收外界输入的监控目标所需的焦距和云台方位角,场景建模数据单元根据云台方位角从存储的建模数据集中选择与云台方位角匹配的物距并传输至监控操作单元,监控操作单元与镜头变焦单元、镜头对焦单元、云台控制单元通信连接,用于将监控目标所需的焦距、物距和云台方位角传输至镜头变焦单元、镜头对焦单元和云台控制单元,镜头边境单元将镜头焦距调至监控目标所需聚焦,镜头对焦单元根据物距、焦距计算出像距,温度补偿单元根据焦距计算出对焦补偿距离,云台控制单元将云台调至监控目标所需方位角,从而完成目标对焦过程。
本发明的有益效果:本发明所述方法首先进行场景建模,针对不同的云台方位角建立由方位角和物距组成的建模数据集,设备工作时,根据监控目标所述焦距、方位角确定物距、像距和定焦补偿距离,由于物距、像距和焦距已定,也考虑了温度补偿,监控摄像机只聚焦需要监控的目标,不被下雨天气、下雪天气、蚊虫飞舞等影响,避免自动聚焦***出现的失误。
附图说明
图1为本发明所述装置的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
本实施例公开一种摄像机自动聚焦方法,如图1所示,该方法包括以下步骤:S01)、场景建模,场景建模单元将规定长度F发送至镜头变焦单元,镜头变焦单元将镜头焦距调整至规定长度F,温度补偿单元根据当前镜头焦距F计算对焦补偿距离E,场景建模单元将基准点位置(α[i],β[i])发送至云台控制单元,云台控制单元将云台调整至基准点位置,自动聚焦控制单元根据自动聚焦算法检测计算出对焦像距v[i],并根据成像公式1/u+1/v=1/f计算出当前物距u[i],场景建模单元保存基准点建模数据(α[i], β[i], u[i]),之后选择具有不同云台方位角的基准点,针对每一个基准点构建对应的建模数据集{(α[i], β[i], u[i]),1 ≤ i ≤ N},场景建模单元将建模数据集发送至场景建模数据单元;S02)、设备在工作状态下,监控操作单元和场景建模数据单元接收监控目标时需要的焦距f和云台方位角(α, β),场景建模数据单元利用插值算法从存储的建模数据集中选出云台方位角(α, β)对应的物距u,并将物距u发送至监控操作单元,监控操作单元将镜头焦距f转达至镜头变焦单元,镜头变焦单元将镜头焦距调整至监控目标所需聚焦f,将云台方位角(α, β)发送至云台控制单元,云台控制单元将云台调整至监控目标所需方位角(α, β),将目标物距u发送至镜头对焦单元,对焦单元根据物距u计算出像距v,温度补偿根据当前镜头焦距f调正对焦补偿距离e,***根据像距v和对焦补偿距离e完成目标对焦过程;上述描述中,α代表云台水平方向方位角,β代表云台俯仰方向方位角。
本实施例中,规定长度F为镜头最大焦距f_max。
本实施例中,温度补偿单元根据聚焦计算对焦补偿距离的过程为:温度补偿单元设定焦距补偿表{(f[i],e[i]):i=1,2,…,n},给定焦距f满足f[i]≤f<f[i+1],利用插值方法求得焦距对应的补偿距离。
温度补偿单元也可以采用另外一种方法计算对焦补偿距离,其过程为:温度补偿单元设定焦距补偿表{(f[i],e[i]):i=1,2,…,n},给定焦距f满足f[i]≤f<f[i+1],利用线性插值方法求得焦距f对应的补偿距离e=(e[i+1]-e[i])/(f[i+1]-f[i])*(f-f[i])。
本实施例中,场景建模单元按照网格法选择全部网格交点作为基准点。
本实施例中,场景建模数据单元基于存储的建模数据集和监控目标所需方位角,利用双线性插值算法计算目标物距。所述双线性插值方法已是现有技术,本实施例不再累述。
实施例2
本实施例公开一种摄像机自动聚焦装置,包括镜头变焦单元、镜头对焦单元、温度补偿单元、云台控制单元、自动聚焦控制单元、场景建模单元、监控操作单元和场景建模数据单元,场景建模单元分别与镜头变焦单元、镜头对焦单元、云台控制单元、自动聚焦控制单元通信连接,用于向镜头变焦单元、云台控制单元发送场景建模需要的聚焦规定长度和云台方位角,温度补偿单元分别与镜头对焦单元和镜头变焦单元通信连接,温度补偿单元根据焦距计算对焦补偿距离,自动聚焦控制单元根据焦距和像距计算物距并将物距反馈至场景建模单元,场景建模单元与场景建模数据单元通信连接,用于将云台方位角和物距组成的建模数据集存储在场景建模数据单元;场景建模数据单元和监控操作单元可以接收外界输入的监控目标所需的焦距和云台方位角,场景建模数据单元根据云台方位角从存储的建模数据集中选择与云台方位角匹配的物距并传输至监控操作单元,监控操作单元与镜头变焦单元、镜头对焦单元、云台控制单元通信连接,用于将监控目标所需的焦距、物距和云台方位角传输至镜头变焦单元、镜头对焦单元和云台控制单元,镜头边境单元将镜头焦距调至监控目标所需聚焦,镜头对焦单元根据物距、焦距计算出像距,温度补偿单元根据焦距计算出对焦补偿距离,云台控制单元将云台调至监控目标所需方位角,从而完成目标对焦过程。
以上描述的仅是本发明的基本原理和优选实施例,本领域技术人员根据本发明做出的改进和替换,属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种摄像机自动聚焦方法,其特征在于:包括以下步骤:S01)、场景建模,场景建模单元将规定长度F发送至镜头变焦单元,镜头变焦单元将镜头焦距调整至规定长度F,温度补偿单元根据当前镜头焦距F计算对焦补偿距离E,场景建模单元将基准点位置(α[i],β[i])发送至云台控制单元,云台控制单元将云台调整至基准点位置,自动聚焦控制单元根据自动聚焦算法检测计算出对焦像距v[i],并根据成像公式1/u+1/v=1/f计算出当前物距u[i],场景建模单元保存基准点建模数据(α[i], β[i], u[i]),之后选择具有不同云台方位角的基准点,针对每一个基准点构建对应的建模数据集{(α[i], β[i], u[i]),1 ≤ i ≤ N},场景建模单元将建模数据集发送至场景建模数据单元;S02)、设备在工作状态下,监控操作单元和场景建模数据单元接收监控目标时需要的焦距f和云台方位角(α, β),场景建模数据单元利用插值算法从存储的建模数据集中选出云台方位角(α, β)对应的物距u,并将物距u发送至监控操作单元,监控操作单元将镜头焦距f转达至镜头变焦单元,镜头变焦单元将镜头焦距调整至监控目标所需聚焦f,将云台方位角(α, β)发送至云台控制单元,云台控制单元将云台调整至监控目标所需方位角(α, β),将目标物距u发送至镜头对焦单元,对焦单元根据物距u计算出像距v,温度补偿根据当前镜头焦距f调正对焦补偿距离e,***根据像距v和对焦补偿距离e完成目标对焦过程;
其中,α代表云台水平方向方位角,β代表云台俯仰方向方位角。
2.根据权利要求1所述的摄像机自动聚焦方法,其特征在于:规定长度F为镜头最大焦距f_max。
3.根据权利要求1所述的摄像机自动聚焦方法,其特征在于:温度补偿单元根据聚焦计算对焦补偿距离的过程为:温度补偿单元设定焦距补偿表{(f[i],e[i]):i=1,2,…,n},给定焦距f满足f[i]≤f<f[i+1],利用插值方法求得焦距对应的补偿距离。
4.根据权利要求1或3所述的摄像机自动聚焦方法,其特征在于:温度补偿单元根据聚焦计算对焦补偿距离的过程为:温度补偿单元设定焦距补偿表{(f[i],e[i]):i=1,2,…,n},给定焦距f满足f[i]≤f<f[i+1],利用线性插值方法求得焦距f对应的补偿距离e=(e[i+1]-e[i])/(f[i+1]-f[i])*(f-f[i])。
5.根据权利要求1所述的摄像机自动聚焦方法,其特征在于:场景建模单元按照网格法选择全部网格交点作为基准点。
6.根据权利要求1所述的摄像机自动聚焦方法,其特征在于:场景建模数据单元基于存储的建模数据集和监控目标所需方位角,利用双线性插值算法计算目标物距。
7.一种摄像机自动聚焦装置,其特征在于:包括镜头变焦单元、镜头对焦单元、温度补偿单元、云台控制单元、自动聚焦控制单元、场景建模单元、监控操作单元和场景建模数据单元,场景建模单元分别与镜头变焦单元、镜头对焦单元、云台控制单元、自动聚焦控制单元通信连接,用于向镜头变焦单元、云台控制单元发送场景建模需要的聚焦规定长度和云台方位角,温度补偿单元分别与镜头对焦单元和镜头变焦单元通信连接,温度补偿单元根据焦距计算对焦补偿距离,自动聚焦控制单元根据焦距和像距计算物距并将物距反馈至场景建模单元,场景建模单元与场景建模数据单元通信连接,用于将云台方位角和物距组成的建模数据集存储在场景建模数据单元;场景建模数据单元和监控操作单元可以接收外界输入的监控目标所需的焦距和云台方位角,场景建模数据单元根据云台方位角从存储的建模数据集中选择与云台方位角匹配的物距并传输至监控操作单元,监控操作单元与镜头变焦单元、镜头对焦单元、云台控制单元通信连接,用于将监控目标所需的焦距、物距和云台方位角传输至镜头变焦单元、镜头对焦单元和云台控制单元,镜头边境单元将镜头焦距调至监控目标所需聚焦,镜头对焦单元根据物距、焦距计算出像距,温度补偿单元根据焦距计算出对焦补偿距离,云台控制单元将云台调至监控目标所需方位角,从而完成目标对焦过程。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711400984.2A CN107911612B (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种摄像机自动聚焦方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711400984.2A CN107911612B (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种摄像机自动聚焦方法和装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107911612A CN107911612A (zh) | 2018-04-13 |
CN107911612B true CN107911612B (zh) | 2020-02-07 |
Family
ID=61869717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201711400984.2A Active CN107911612B (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种摄像机自动聚焦方法和装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107911612B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111741210A (zh) * | 2019-03-25 | 2020-10-02 | 高新兴科技集团股份有限公司 | 一种基于固定场景的快速自动聚焦的方法及装置 |
CN112313940A (zh) * | 2019-11-14 | 2021-02-02 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种变焦跟踪方法和***、镜头、成像装置和无人机 |
CN111243030B (zh) * | 2020-01-06 | 2023-08-11 | 浙江大华技术股份有限公司 | 目标聚焦动态补偿方法、装置及存储装置 |
CN111541844B (zh) * | 2020-04-22 | 2021-12-17 | 浙江大华技术股份有限公司 | 云台控制摄像机的物距预测方法、装置及存储设备 |
CN111405193B (zh) * | 2020-04-30 | 2021-02-09 | 重庆紫光华山智安科技有限公司 | 聚焦方法、装置和摄像设备 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102930554A (zh) * | 2011-08-11 | 2013-02-13 | 天津市亚安科技股份有限公司 | 一种监控场景下目标精确抓取的方法及*** |
CN103856717A (zh) * | 2014-03-06 | 2014-06-11 | 浙江宇视科技有限公司 | 一种摄像机对焦控制方法及装置 |
CN104580915A (zh) * | 2015-01-28 | 2015-04-29 | 苏州科达科技股份有限公司 | 一种ptz摄像机聚焦方法及*** |
CN107343184A (zh) * | 2016-05-03 | 2017-11-10 | 中兴通讯股份有限公司 | 投影仪处理方法、装置及终端 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI520098B (zh) * | 2014-01-28 | 2016-02-01 | 聚晶半導體股份有限公司 | 影像擷取裝置及其影像形變偵測方法 |
-
2017
- 2017-12-22 CN CN201711400984.2A patent/CN107911612B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102930554A (zh) * | 2011-08-11 | 2013-02-13 | 天津市亚安科技股份有限公司 | 一种监控场景下目标精确抓取的方法及*** |
CN103856717A (zh) * | 2014-03-06 | 2014-06-11 | 浙江宇视科技有限公司 | 一种摄像机对焦控制方法及装置 |
CN104580915A (zh) * | 2015-01-28 | 2015-04-29 | 苏州科达科技股份有限公司 | 一种ptz摄像机聚焦方法及*** |
CN107343184A (zh) * | 2016-05-03 | 2017-11-10 | 中兴通讯股份有限公司 | 投影仪处理方法、装置及终端 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
基于STM32F407ZGT6 的云台式空间测距定位终端设计;赵晓军 等;《电视技术》;20161031;第41卷(第496期);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107911612A (zh) | 2018-04-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107911612B (zh) | 一种摄像机自动聚焦方法和装置 | |
CN104796672B (zh) | 一种无人机应急监控云台装置 | |
US10264189B2 (en) | Image capturing system and method of unmanned aerial vehicle | |
US8676266B2 (en) | Control system for antenna of mobile communication base station and image data offer system and method to use the control system | |
CN102984530B (zh) | 图像处理***及自动对焦方法 | |
CN105867362A (zh) | 终端设备和无人驾驶飞行器的控制*** | |
CN110062205A (zh) | 运动目标识别、跟踪装置及方法 | |
US20160330382A1 (en) | Camera system control for correcting bore-sight offset | |
CN103856717A (zh) | 一种摄像机对焦控制方法及装置 | |
CN109996042B (zh) | 一种智能监控*** | |
KR102473142B1 (ko) | 이동 물체를 고속으로 추적하고 예측하여 고품질의 영상을 지속적으로 제공하는 카메라의 고속 줌과 포커싱을 위한 장치 및 이를 이용한 카메라의 고속 줌과 포커싱 방법 | |
CN110266944A (zh) | 一种远程光学监控***的标定快速聚焦方法 | |
CN114019502A (zh) | 一种集成式目标侦察*** | |
CN104135626A (zh) | 自动调节辅助照明设备的装置及方法 | |
CN113391644A (zh) | 一种基于图像信息熵的无人机拍摄距离半自动寻优方法 | |
CN114374800B (zh) | 聚焦的处理方法、装置、存储介质及电子装置 | |
CN110708461B (zh) | 一种适用于无人移动载体的摄像机调焦与变焦方法 | |
KR20140024945A (ko) | 이동식 작업차량을 이용한 4 계절 실시간 현장 영상 중계 시스템 및 영상 중계 방법 | |
CN107426142B (zh) | 图像回传方法、图像保存方法、物联网的节点和服务器 | |
CN113518168A (zh) | 一种连续变焦方法、装置、电子设备及存储介质 | |
CN107462967B (zh) | 一种激光测距的定焦方法和*** | |
CN105516600B (zh) | 自动对焦方法 | |
CN104980661A (zh) | 一种摄像镜头自校正的方法和装置 | |
CN110012223A (zh) | 一种基于图像裁剪实现云台转动的方法及*** | |
CN113906362A (zh) | 测绘相机的控制方法、测绘相机、无人机以及测绘*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB03 | Change of inventor or designer information | ||
CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Xu Yeping Inventor after: Jing Kun Inventor before: Xu Yeping |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |