CN114245008A - 一种聚焦方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种聚焦方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，属于图像处理的技术领域，解决了现有的水利设备在环境简单且无补光的场景中存在聚焦困难的技术问题。一种聚焦方法，用于监控设备，包括：采集不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置，得到多条不同第一距离下的推测对焦曲线；采集不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置，根据多条推测对焦曲线，计算出不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置和实际对焦位置的偏差值，得到多条不同第二距离下的偏差值曲线；获取当前的物距及变倍步数；根据当前的物距和变倍步数，利用推测对焦曲线和偏差值曲线，得到清晰点对焦位置。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其是涉及一种聚焦方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
在水利监测过程中，利用水利设备能够实现水位检测，水面漂浮物检测，盗采河沙，水雨情等自动监测预警，能够减轻监管人员的工作强度，提高无人值守监管水平。
在夜晚水利设备需要对环境简单且无补光的场景进行检测，这就造成了聚焦困难的问题，聚焦的过程就是查找图像清晰点的过程，通常用滤波器的值来表征图像的清晰度，滤波器的值越大，则图像越清晰。随着聚焦电机的变化，图像清晰程度在不停变化，滤波器的值也随着不停的变化，在光照环境好或者场景比较复杂的环境下，滤波器能很好的表征图像的清晰点，利用峰值搜索算法找到滤波器最大值，即可找到图像最清晰点。但是在光照条件差(噪声大)且环境单一的情况下，滤波器值变化不明显，也就是滤波器的值不能表征图像的清晰点，无法通过峰值搜索算法找到图像最清晰点。模糊的图像会加大算法分析(自动检测算法)的难度，降低了算法分析的准确度，进而也降低了无人值守的监管水平。
因此，现有的水利设备在环境简单且无补光的场景中存在聚焦困难的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚焦方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，以缓解现有的水利设备在环境简单且无补光的场景中存在聚焦困难的技术问题。
第一方面，本发明提供的一种聚焦方法，用于监控设备，包括：
采集不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置，得到多条不同第一距离下的推测对焦曲线；
采集不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置，根据多条推测对焦曲线，计算出不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置和实际对焦位置的偏差值，得到多条不同第二距离下的偏差值曲线；
获取当前的物距及变倍步数；
根据当前的物距和变倍步数，利用推测对焦曲线和偏差值曲线，得到清晰点对焦位置。
进一步的，所述采集不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置，得到多条不同第一距离下的推测对焦曲线的步骤，包括：
采集不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置，得到多组不同第一距离下基于不同第一变倍步数的对焦位置的数据；
对多组不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置的数据进行拟合，得到多条不同第一距离下的推测对焦曲线。
进一步的，所述采集不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置，根据多条推测对焦曲线，计算出不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置和实际对焦位置的偏差值，得到多条不同第二距离下的偏差值曲线的步骤，包括：
采集不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置，得到多组不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置的数据；
根据推测对焦曲线，计算不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置数据；
将不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置数据和实际对焦位置数据做差，得到多组不同第二距离下基于第二变倍步长的偏差值数据；
对多组不同第二距离下基于第二变倍步长的偏差值数据进行拟合，得到多条不同第二距离下的偏差值曲线。
进一步的，所述获取当前的物距的步骤，包括：
获取当前所述监控设备的高度数据和偏角数据；
根据当前所述监控设备的高度数据和偏角数据进行物距计算，得到当前的物距数值。
进一步的，所述根据当前的物距和变倍步数，利用推测对焦曲线和偏差值曲线，得到清晰点对焦位置的步骤，包括：
根据当前的物距数值和变倍步数，利用推测对焦曲线，计算出推测对焦位置数据；
根据当前的物距数值和变倍步数，利用偏差值曲线，计算出偏差值数据；
将推测对焦位置数据与偏差值数据进行迭加，得到当前的物距数值和变倍步数下的清晰点对焦位置。
进一步的，所述根据当前的物距和变倍步数，利用推测对焦曲线和偏差值曲线，得到清晰点对焦位置的步骤之后，还包括：
向聚焦电机发送达到清晰点对焦位置的指令信息；
聚焦电机执行指令，达到清晰点对焦位置。
第二方面，本发明还提供一种聚焦装置，包括：
推测对焦曲线模块：用于采集不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置，得到多条不同第一距离下的推测对焦曲线；
偏差值曲线模块：用于采集不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置，根据多条推测对焦曲线，计算出不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置和实际对焦位置的偏差值，得到多条不同第二距离下的偏差值曲线；
获取模块：用于获取当前的物距及变倍步数；
清晰点对焦位置模块：用于根据当前的物距和变倍步数，利用推测对焦曲线和偏差值曲线，得到清晰点对焦位置。
第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面所述的方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行第一方面所述的方法。
本发明提供一种聚焦方法，用于监控设备，包括：采集不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置，得到多条不同第一距离下的推测对焦曲线；采集不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置，根据多条推测对焦曲线，计算出不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置和实际对焦位置的偏差值，得到多条不同第二距离下的偏差值曲线；获取当前的物距及变倍步数；根据当前的物距和变倍步数，利用推测对焦曲线和偏差值曲线，得到清晰点对焦位置。
采用本发明提供的聚焦方法，采集不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置，并通过推测对焦曲线计算不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置，得到推测对焦位置与实际对焦位置的偏差值，进而得到多条不同第二距离下的偏差值曲线，根据当前的物距和变倍步数，利用推测对焦曲线和偏差值曲线，得到清晰点对焦位置。在监控设备实际使用过程中，监控设备的镜头与被摄物的平面存在不同的偏角，因而实际对焦位置与推测对焦位置存在偏差值，同时利用推测对焦曲线与偏差值曲线可计算出较为精确的清晰点对焦位置，无需通过滤波器的表征即可获得对焦位置，解决了在夜晚对环境简单且无补光的场景很难聚焦清楚的问题，提高了监控设备的夜间对焦性能，从而也提升了水利监控设备无人值守的监管水平。
相应地，本发明提供的一种聚焦装置、电子设备及计算机可读存储介质，也同样具有上述技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的聚焦方法流程图；
图2为本发明实施例中聚焦方法S1的详细流程图；
图3为本发明实施例中聚焦方法S2的详细流程图；
图4为本发明实施例中监控设备的示意图；
图5为本发明实施例中聚焦方法S4的详细流程图；
图6为本发明实施例中聚焦装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在夜晚水利设备需要对环境简单且无补光的场景进行检测，这就造成了聚焦困难的问题，聚焦的过程就是查找图像清晰点的过程，通常用滤波器的值来表征图像的清晰度，滤波器的值越大，则图像越清晰。随着聚焦电机的变化，图像清晰程度在不停变化，滤波器的值也随着不停的变化，在光照环境好或者场景比较复杂的环境下，滤波器能很好的表征图像的清晰点，利用峰值搜索算法找到滤波器最大值，即可找到图像最清晰点。但是在光照条件差(噪声大)且环境单一的情况下，滤波器值变化不明显，也就是滤波器的值不能表征图像的清晰点，无法通过峰值搜索算法找到图像最清晰点。模糊的图像会加大算法分析(自动检测算法)的难度，降低了算法分析的准确度，进而也降低了无人值守的监管水平。
因此，现有的水利设备在环境简单且无补光的场景中存在聚焦困难的问题。
为解决以上问题，本发明实施例提供一种聚焦方法。
如图1所示，本发明实施例提供一种聚焦方法，用于监控设备，包括：
S1:采集不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置，得到多条不同第一距离下的推测对焦曲线。
S2:采集不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置，根据多条推测对焦曲线，计算出不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置和实际对焦位置的偏差值，得到多条不同第二距离下的偏差值曲线。
S3:获取当前的物距及变倍步数。
S4:根据当前的物距和变倍步数，利用推测对焦曲线和偏差值曲线，得到清晰点对焦位置。
采用本发明实施例提供的聚焦方法，采集不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置，并通过推测对焦曲线计算不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置，得到推测对焦位置与实际对焦位置的偏差值，进而得到多条不同第二距离下的偏差值曲线，根据当前的物距和变倍步数，利用推测对焦曲线和偏差值曲线，得到清晰点对焦位置。在监控设备实际使用过程中，监控设备的镜头与被摄物的平面存在不同的偏角，因而实际对焦位置与推测对焦位置存在偏差值，同时利用推测对焦曲线与偏差值曲线可计算出较为精确的清晰点对焦位置，无需通过滤波器的表征即可获得对焦位置，解决了在夜晚对环境简单且无补光的场景很难聚焦清楚的问题，提高了监控设备的夜间对焦性能，从而也提升了水利监控设备无人值守的监管水平。
如图2所示，在一种可能的实施方式中，S1的步骤，包括：
S11:采集不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置，得到多组不同第一距离下基于不同第一变倍步数的对焦位置的数据。
S12:对多组不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置的数据进行拟合，得到多条不同第一距离下的推测对焦曲线。
例如，如表1所示，为不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置数据，其中Z-step为变倍步数。
表1
利用多组不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置的数据进行拟合，去除异常点，得到推测对焦曲线。
如图3所示，在一种可能的实施方式中，S2的步骤，包括：
S21:采集不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置，得到多组不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置的数据。
S22:根据推测对焦曲线，计算不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置数据。
S23:将不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置数据和实际对焦位置数据做差，得到多组不同第二距离下基于第二变倍步长的偏差值数据。
S24:对多组不同第二距离下基于第二变倍步长的偏差值数据进行拟合，得到多条不同第二距离下的偏差值曲线。
将不同第二距离下基于第二变倍步长的数据带入推测对焦曲线进行计算，得到不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置，通过采集到的在不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置与推测对焦位置做差，得到在多组不同第二距离下的偏差值数据，例如，如表2所示为多组不同第二距离下的偏差值数据，其中Z-step为变倍步数，利用多组偏差值数据进行拟合，去除异常点，得到推测对焦曲线。
表2
如图4所示，在一种可能的实施方式中，获取当前的物距的步骤，包括：
获取当前所述监控设备的高度数据和偏角数据，根据当前所述监控设备1的高度数据和偏角数据进行物距2计算，得到当前的物距2数值。利用监控设备2的高度及监控设备1与竖直方向的偏角，可计算出监控设备1 与视场画面3的距离(即为物距)。
如图5所示，在一种可能的实施方式中，S4的步骤，包括：
S41:根据当前的物距数值和变倍步数，利用推测对焦曲线，计算出推测对焦位置数据。
S42:根据当前的物距数值和变倍步数，利用偏差值曲线，计算出偏差值数据。
S43:将推测对焦位置数据与偏差值数据进行迭加，得到当前的物距数值和变倍步数下的清晰点对焦位置。
将当前的物距及变倍步数分别带入推测对焦曲线和偏差值曲线进行计算，得到当前的物距及变倍步数下的推测对焦位置和偏差值数据，将两者迭加即为当前的清晰点对焦位置。
如图6所示，在一种可能的实施方式中，S4的步骤之后，还包括：
S5:向聚焦电机发送达到清晰点对焦位置的指令信息。
S6:聚焦电机执行指令，到达清晰点对焦位置。
聚焦电机根据指令信息，达到清晰点对焦位置，从而完成对焦。
如图6所示，本发明实施例还提供一种聚焦装置，包括：
推测对焦曲线模块1：用于采集不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置，得到多条不同第一距离下的推测对焦曲线；
偏差值曲线模块2：用于采集不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置，根据多条推测对焦曲线，计算出不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置和实际对焦位置的偏差值，得到多条不同第二距离下的偏差值曲线；
获取模块3：用于获取当前的物距及变倍步数；
清晰点对焦位置模块4：用于根据当前的物距和变倍步数，利用推测对焦曲线和偏差值曲线，得到清晰点对焦位置。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器，存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，计算机可运行指令促使处理器运行实施例提供的方法。
本发明实施例提供的一种聚焦装置、电子设备及计算机可读存储介质与上述实施例提供的一种聚焦方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
本发明实施例所提供的装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的***、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
又例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，再例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称 RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种聚焦方法，其特征在于，用于监控设备，包括：
采集不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置，得到多条不同第一距离下的推测对焦曲线；
采集不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置，根据多条推测对焦曲线，计算出不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置和实际对焦位置的偏差值，得到多条不同第二距离下的偏差值曲线；
获取当前的物距及变倍步数；
根据当前的物距和变倍步数，利用推测对焦曲线和偏差值曲线，得到清晰点对焦位置。
2.根据权利要求1所述的聚焦方法，其特征在于，所述采集不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置，得到多条不同第一距离下的推测对焦曲线的步骤，包括：
采集不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置，得到多组不同第一距离下基于不同第一变倍步数的对焦位置的数据；
对多组不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置的数据进行拟合，得到多条不同第一距离下的推测对焦曲线。
3.根据权利要求1所述的聚焦方法，其特征在于，所述采集不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置，根据多条推测对焦曲线，计算出不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置和实际对焦位置的偏差值，得到多条不同第二距离下的偏差值曲线的步骤，包括：
采集不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置，得到多组不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置的数据；
根据推测对焦曲线，计算不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置数据；
将不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置数据和实际对焦位置数据做差，得到多组不同第二距离下基于第二变倍步长的偏差值数据；
对多组不同第二距离下基于第二变倍步长的偏差值数据进行拟合，得到多条不同第二距离下的偏差值曲线。
4.根据权利要求1所述的聚焦方法，其特征在于，所述获取当前的物距的步骤，包括：
获取当前所述监控设备的高度数据和偏角数据；
根据当前所述监控设备的高度数据和偏角数据进行物距计算，得到当前的物距数值。
5.根据权利要求1所述的聚焦方法，其特征在于，所述根据当前的物距和变倍步数，利用推测对焦曲线和偏差值曲线，得到清晰点对焦位置的步骤，包括：
根据当前的物距数值和变倍步数，利用推测对焦曲线，计算出推测对焦位置数据；
根据当前的物距数值和变倍步数，利用偏差值曲线，计算出偏差值数据；
将推测对焦位置数据与偏差值数据进行迭加，得到当前的物距数值和变倍步数下的清晰点对焦位置。
6.根据权利要求1所述的聚焦方法，其特征在于，所述根据当前的物距和变倍步数，利用推测对焦曲线和偏差值曲线，得到清晰点对焦位置的步骤之后，还包括：
向聚焦电机发送达到清晰点对焦位置的指令信息；
聚焦电机执行指令，到达清晰点对焦位置。
7.一种聚焦装置，其特征在于，包括：
推测对焦曲线模块：用于采集不同第一距离下基于第一变倍步长的对焦位置，得到多条不同第一距离下的推测对焦曲线；
偏差值曲线模块：用于采集不同第二距离下基于第二变倍步长的实际对焦位置，根据多条推测对焦曲线，计算出不同第二距离下基于第二变倍步长的推测对焦位置和实际对焦位置的偏差值，得到多条不同第二距离下的偏差值曲线；
获取模块：用于获取当前的物距及变倍步数；
清晰点对焦位置模块：用于根据当前的物距和变倍步数，利用推测对焦曲线和偏差值曲线，得到清晰点对焦位置。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至6任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行所述权利要求1至6任一项所述的方法。
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