專利名稱：一種通過自動聚焦來檢測靶面平整度的高清網(wǎng)絡(luò)半球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及安防監(jiān)控領(lǐng)域，特別是一種網(wǎng)絡(luò)半球攝像機。
背景技術(shù)：
半球式攝像機由于體積小巧，外型美觀，比較適合辦公場所以及裝修檔次高的場所使用，同時也廣泛應(yīng)用于機場，樓宇，賣場等場合，客戶對于視頻清晰度和組網(wǎng)方式提出新的需求，高清網(wǎng)絡(luò)半球應(yīng)運而生。 網(wǎng)絡(luò)半球攝像機就是擁有獨立的IP地址和嵌入式的操作系統(tǒng)從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的產(chǎn)品。高清網(wǎng)絡(luò)半球為了得到好的效果，必須配備高清的鏡頭，高清的鏡頭能帶來更細膩的畫質(zhì)，但是也有著焦深和景深比較淺的缺點，這對于產(chǎn)品的初裝和聚焦都會帶來不利的影響，景深淺意味著聚焦控制必須要精密，焦深淺對于安裝工藝要求要高一些，實際中發(fā)現(xiàn)有一部分高清網(wǎng)絡(luò)半球存在感光靶面傾斜的情況(此時鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中軸和感光面不是嚴格的垂直關(guān)系)，尤其是在焦距TELE端(此時景深比較小)，會存在畫面局部失焦的情況。因為標清的景深比較大，靶面稍微一點傾斜對于成像效果影響不大，而對于高清的產(chǎn)品，則必須要解決的一個問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決高清網(wǎng)絡(luò)半球中存在感光靶面傾斜的問題，提出一種檢測感光靶面平整度的方法和網(wǎng)絡(luò)半球攝像機。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種檢測感光靶面平整度的方法，用于網(wǎng)絡(luò)半球攝像機，該方法包括以下步驟
O網(wǎng)絡(luò)半球攝像機通過網(wǎng)絡(luò)接到平整度檢測的指令后，設(shè)置聚焦窗口為中心區(qū)域，并設(shè)置ZOOM為最TELE端，控制芯片先從預(yù)存的對焦曲線中讀出當(dāng)前Zoom下的圖像基本清晰的FO⑶S位置，驅(qū)動FO⑶S電機到這個位置，然后在此位置附近按照既定的爬山聚焦算法，找出聚焦評價值最大，即最清晰的位置，聚焦完成后通過SPI通知ISP主芯片；
2)在燈箱內(nèi)保持光線均勻的情況下讓半球平行面對準測試畫面，順時針選取半球的4
個角
為四個窗口 A，B, C，D，ISP主芯片按照A— B — C一D的順序分別設(shè)置聚焦評價窗口，通過ISP芯片內(nèi)部的圖像處理模塊，運用對比度對焦算法獲取各自的聚焦評價值；
3)ISP主芯片根據(jù)A、B、C、D四個窗口的聚焦評價值的大小，參考可接受誤差閾值K來確定傾斜的方向；
4)ISP主芯片通過網(wǎng)絡(luò)把檢測結(jié)果返回網(wǎng)頁。本發(fā)明還提出一種網(wǎng)絡(luò)半球攝像機，包括編碼主板、前端控制板、Sensor板和鏡頭，采用上述方法來檢測感光靶面的平整度。


圖I是本發(fā)明實施例中網(wǎng)絡(luò)半球基本框 圖2是本發(fā)明實施例中選取的聚焦評價窗示意 圖3是本發(fā)明實施例中的平整度檢測流程 圖4是本發(fā)明實施例中的判斷傾斜度流程 圖5是本發(fā)明實施例中的對焦曲線圖。
具體實施例方式 本發(fā)明中的網(wǎng)絡(luò)半球的組成結(jié)構(gòu)如圖I所示。1>編碼主板包括電源板，編碼和ISP處理板。2>前端控制板包括FPGA，電機控制MCU，和電機驅(qū)動芯片。3>Sensor板采用松下的200W的CMOS傳感器。4>鏡頭采用富士能高清200W的高清半球鏡頭，Zoom、Focus、Iris、Ircut均為電信號驅(qū)動。上電后ISP主芯片通過FPGA對Sensor進行配置，圖像經(jīng)過Sensor米集后的信號在FPGA內(nèi)經(jīng)過插值等處理后轉(zhuǎn)變成RAW數(shù)據(jù)，在經(jīng)過ISP芯片做數(shù)字圖像處理后經(jīng)過H. 264編碼。感光靶面平整度檢測的步驟如下
I.網(wǎng)絡(luò)半球攝像機通過網(wǎng)絡(luò)接到平整度檢測的指令后，設(shè)置聚焦窗口(區(qū)域)為中心區(qū)域(參見圖2)，并設(shè)置ZOOM為最TELE端，控制芯片先從預(yù)存的對焦曲線(參見圖5)中讀出當(dāng)前Zoom下的圖像基本清晰的FO⑶S位置，驅(qū)動FO⑶S電機到這個位置，然后在此位置附近按照既定的爬山聚焦算法，找出聚焦評價值最大，即最清晰的位置，聚焦完成后通過SPI通知ISP主芯片。2.在燈箱內(nèi)保持光線均勻的情況下讓半球平行面對準測試畫面(格點畫面)，順時針選取半球的4個角為四個窗口 A，B, C，D，ISP主芯片按照A— B — C一D的順序分別設(shè)置聚焦評價窗口，通過ISP芯片內(nèi)部的圖像處理模塊，運用對比度對焦算法獲取各自的聚焦評價值(與自動聚焦所用計算方法一致)。該對焦算法著重統(tǒng)計圖像的邊緣部分，即高頻分量；值越大，意味著圖像越清晰。3. ISP主芯片根據(jù)A、B、C、D四個窗口的聚焦評價值的大小，參考可接受誤差閾值K，根據(jù)一定的方法(參見圖4)確定傾斜的方向。4. ISP主芯片通過網(wǎng)絡(luò)把檢測結(jié)果返回網(wǎng)頁。其中設(shè)置聚焦評價窗的方法可舉例來說明以矩形左上角為(0，0)，往下為Y正方向，往右為X正方向，則中心區(qū)域的范圍指(480，270)至(1440，810)的矩形，長為960，高為540。A評價窗口指(240，120)至(720，420)的矩形，長為480，高為300。B評價窗口指(1200，120)至(1680，420)的矩形，長為480，高為300。C評價窗口指(1200，660)至(1680,960)的矩形，長為480，高為300。D評價窗口指(240，660)至(720，960)的矩形，長為480，高為300?？紤]到移動評價窗修改評價窗的配置的延時，A、B、C、D的評價窗口分別在連續(xù)的八幀中的0，2，4，6幀中。其中可接受的誤差閾值K是通過測試得出先選取多臺在全焦距段成像均勻清晰的攝像機，設(shè)置ZOOM為TELE端，調(diào)節(jié)FO⑶S直至四周畫面清晰度均勻，主觀可接受的情況下，得出A，B, C，D評價值相互差值的最大值，多臺攝像機中差值最大的一個即為可接受的誤差閾值K。
在得到A、B、C、D四個窗口的聚焦評價值之后，按照如圖4所示的步驟求出傾斜的方向由(A+B)- (C+D)先計算上邊和下邊的清晰度，如果(A+B)- (C+D)大于K則說明下邊比較模糊，然后再計算C與D的大小，C大則D端傾斜，C小則C端傾斜，C與D差值在K范圍內(nèi)則⑶下邊整體傾斜；如果(A+B)小于(C+D)，且相差大于K，則上邊比較模糊，再比較A與B的大小，A大則B端傾斜，A小則A端傾斜，A與B差值在K內(nèi)則上邊AB邊傾斜；如果A+B與C+D的差值在K內(nèi)，再比較A與B的大小，A大則右邊BC方向傾斜，A小則左邊AD方向傾斜，差值在K范圍內(nèi)，則代表畫面是平整的。所述爬山聚焦算法具體的算法如下
爬山過程開始前需要通過測試獲取對焦曲線(如圖5所示)，使用電機微步驅(qū)動模式時， Zoom有1408步，可按照64步一個間隔分成22個間隔點，通過手動聚焦調(diào)整到清晰點，測出每一個Zoom的間隔點(如0*64 ;1*64……21*64)的位置對應(yīng)的Focus的值，這個結(jié)果組成預(yù)置的數(shù)組S[];
爬山開始時，獲取當(dāng)前的Zoom的實際值，在數(shù)組S □中找到小于實際ZOOM值的最近點。在最近點對應(yīng)的Focus的附近以向上64*8為搜索區(qū)間,用64為步長遍歷一遍這個區(qū)間，找到區(qū)間中聚焦評價值最大的K處，然后以32步長開始往正方向爬山，一直到當(dāng)前值比前一個值小為止，前一個值即是峰值。因為使用的鏡頭沒有原點檢測功能，初始上電的時候必須設(shè)置原點，設(shè)置方式為手動把鏡頭ZOOM旋到最WIDE，將Focus旋到NEAR端，將此點設(shè)置為初始起點，并設(shè)置一個禁止區(qū)防止電機轉(zhuǎn)到頭。每次運動完畢時將當(dāng)前的位置寫入FLASH，以后每次上電時從FLASH讀取當(dāng)前的ZOOM和FOCUS坐標。該鏡頭電機齒輪與ZOOM環(huán)，F(xiàn)OCUS環(huán)的齒輪嚙合有間隙，故每次反轉(zhuǎn)時會有丟步的現(xiàn)象，丟步的范圍大致在32步，為了避免與數(shù)組中數(shù)據(jù)的紊亂，要求每次在自動聚焦時記錄反轉(zhuǎn)數(shù)，反轉(zhuǎn)數(shù)為偶數(shù)時可避免丟步，若為奇數(shù)，軟件上控制增加反轉(zhuǎn)一次，每次反轉(zhuǎn)校正步長以64步為基準。本發(fā)明是基于自動聚焦算法來檢測靶面平整度的一種先進方法。這種方法的應(yīng)用能大大提聞廣品生廣工藝和效率，提升品質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種檢測感光靶面平整度的方法，用于網(wǎng)絡(luò)半球攝像機，其特征在于，該方法包括以下步驟 1)網(wǎng)絡(luò)半球攝像機通過網(wǎng)絡(luò)接到平整度檢測的指令后，設(shè)置聚焦窗口為中心區(qū)域，并設(shè)置ZOOM為最TELE端，控制芯片先從預(yù)存的對焦曲線中讀出當(dāng)前Zoom下的圖像基本清晰的FO⑶S位置，驅(qū)動FO⑶S電機到這個位置，然后在此位置附近按照既定的爬山聚焦算法，找出聚焦評價值最大，即最清晰的位置，聚焦完成后通過SPI通知ISP主芯片； 2)在燈箱內(nèi)保持光線均勻的情況下讓半球平行面對準測試畫面，順時針選取半球的4個角 為四個窗口 A，B，C，D，ISP主芯片按照A— B — C一D的順序分別設(shè)置聚焦評價窗口，通過ISP芯片內(nèi)部的圖像處理模塊，運用對比度對焦算法獲取各自的聚焦評價值； 3)ISP主芯片根據(jù)A、B、C、D四個窗口的聚焦評價值的大小，參考可接受誤差閾值K來確定傾斜的方向； 4)ISP主芯片通過網(wǎng)絡(luò)把檢測結(jié)果返回網(wǎng)頁。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述爬山聚焦算法步驟是 1)爬山過程開始前需要通過測試獲取對焦曲線，使用電機微步驅(qū)動模式時，Zoom有1408 步，可按照64步一個間隔分成22個間隔點，通過手動聚焦調(diào)整到清晰點，測出每一個Zoom的間隔點的位置對應(yīng)的Focus的值，這個結(jié)果組成預(yù)置的數(shù)組S[]; 2)爬山開始時，獲取當(dāng)前的Zoom的實際值，在數(shù)組S[]中找到小于實際ZOOM值的最近點，在最近點對應(yīng)的Focus的附近以向上64*8為搜索區(qū)間,用64為步長遍歷一遍這個區(qū)間，找到區(qū)間中聚焦評價值最大的K處，然后以32步長開始往正方向爬山，一直到當(dāng)前值比前一個值小為止，前一個值即是峰值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于步驟3)中所述的可接受誤差閾值K是通過測試得出先選取多臺在全焦距段成像均勻清晰的攝像機，設(shè)置ZOOM為TELE端，調(diào)節(jié)FO⑶S直至四周畫面清晰度均勻，主觀可接受的情況下，得出A，B，C，D所述評價值相互差值的最大值，多臺攝像機中差值最大的一個即為可接受的誤差閾值K。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征在于步驟3)中所述確定傾斜方向的步驟是由(A+B)_ (C+D)先計算上邊和下邊的清晰度,如果(A+B) - (C+D)大于K則說明下邊比較模糊，然后再計算C與D的大小，C大則D端傾斜，C小則C端傾斜，C與D差值在K范圍內(nèi)則⑶下邊整體傾斜；如果(A+B)小于(C+D)，且相差大于K，則上邊比較模糊，再比較A與B的大小，A大則B端傾斜，A小則A端傾斜，A與B差值在K內(nèi)則上邊AB邊傾斜；如果A+B與C+D的差值在K內(nèi)，再比較A與B的大小，A大則右邊BC方向傾斜，A小則左邊AD方向傾斜，差值在K范圍內(nèi)，則代表畫面是平整的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的方法,其特征在于所述Zoom、Focus均為電信號驅(qū)動。
6.一種網(wǎng)絡(luò)半球攝像機，包括編碼主板、前端控制板、Sensor板和鏡頭，其特征在于采用如權(quán)利要求I至5之一的方法來檢測感光靶面的平整度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像機，其特征在于所述編碼主板包括電源板、編碼和ISP處理板。
8.根據(jù)權(quán)利要求6-7之一所述的攝像機，其特征在于所述前端控制板包括FPGA、電機控制MCU和電機驅(qū)動芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8之一所述的攝像機,其特征在于所述Sensor板采用松下的200W的CMOS傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9之一所述的攝像機，其特征在于所述鏡頭采用富士能高清200W的高清半球鏡頭。
全文摘要
本發(fā)明提出一種檢測感光靶面平整度的方法，用于網(wǎng)絡(luò)半球攝像機，在燈箱內(nèi)保持光線均勻的情況下讓半球平行面對測試畫面(格點畫面)，選取半球的4個角的四個窗口作為評價傾斜度的判據(jù)，他們之間的差值在一定范圍內(nèi)，則認為靶面不傾斜，否則靶面朝值較小的方向傾斜。本發(fā)明是基于自動聚焦算法來檢測靶面平整度的一種先進方法，這種方法的應(yīng)用能大大提高產(chǎn)品生產(chǎn)工藝和效率，提升品質(zhì)。
文檔編號H04N5/225GK102629978SQ201210081849
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者劉力, 盧健財, 張飛軍, 林軼翰, 裴瑞宏 申請人:深圳英飛拓科技股份有限公司