變焦跟蹤方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及攝像機(jī)變焦技術(shù)，尤其涉及一種變焦跟蹤方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著一體化攝像機(jī)的迅速普及，變焦跟蹤技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)。變焦跟蹤技術(shù)是指在進(jìn)行變焦操作時(shí)，變焦鏡頭移動(dòng)，焦距發(fā)生變化，從而導(dǎo)致對(duì)焦面隨著發(fā)生變化，由于成像面固定，所以必須通過(guò)移動(dòng)調(diào)焦鏡頭來(lái)移動(dòng)對(duì)焦面，使得對(duì)焦面盡可能靠近成像面。
[0003]鏡頭系統(tǒng)等效為一個(gè)低通濾波系統(tǒng)，離焦的圖像可以認(rèn)為是圖像的高頻成分受到了一定的損失，因此圖像變的模糊。離焦越大的圖像其高頻成分的損失也就越嚴(yán)重，圖像的邊緣部分丟失也越多，圖像越模糊，因此，可以用圖像的高頻分量作為評(píng)價(jià)圖像是否處于聚焦?fàn)顟B(tài)，也就是圖像的清晰度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。圖像清晰度值參考模型為:
[0004]Y = F (Z, F，D)，
[0005]其中，Y代表圖像高頻分量及清晰度評(píng)價(jià)值，Z代表ZOOM電機(jī)位置，F(xiàn)代表FO⑶S電機(jī)位置，D代表物距。
[0006]在外界環(huán)境因素條件不變的境況下，圖像清晰度評(píng)價(jià)值Y和ZOOM電機(jī)位置、FOCUS電機(jī)位置F和物距有關(guān)。對(duì)變焦鏡頭來(lái)說(shuō)，在D固定情況下，ZOOM變焦后、需要調(diào)節(jié)FOCUS電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)聚焦，其中Y值就是衡量圖像是否聚焦的標(biāo)準(zhǔn)。在移動(dòng)FOCUS電機(jī)過(guò)程中，獲取對(duì)應(yīng)的Y值，當(dāng)Y值達(dá)到最大時(shí)對(duì)應(yīng)的FOCUS位置就是當(dāng)前ZOOM下的聚焦位置。
[0007]目前，變焦跟蹤方法已經(jīng)從最初的查表法發(fā)展到自適應(yīng)擬合跟蹤曲線法。查表法，需要將多種物距下的變焦跟蹤曲線事先做好，放入攝像機(jī)的FLASH中，這種方法不但工作量大、占用較多設(shè)備資源，而且如果機(jī)械誤差較大，會(huì)造成不同攝像機(jī)內(nèi)的變倍跟蹤數(shù)據(jù)存在偏差，從而導(dǎo)致攝像機(jī)變倍跟蹤偏差較大。自適應(yīng)跟蹤方法發(fā)展至今，主要采用遠(yuǎn)物距跟蹤曲線和近物據(jù)跟蹤曲線來(lái)線性擬合當(dāng)前物距下的變倍跟蹤曲線，此種方法在焦距不大的變焦鏡頭中應(yīng)用效果較好，但在當(dāng)前鏡頭焦距不斷變大的趨勢(shì)下，且在變倍過(guò)程中，物體距離可能也在隨著變化，變焦跟蹤效果不能完全盡如人意。
[0008]有鑒于此，有必要對(duì)上述的變焦跟蹤方法進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種處理速度快，特別是在變焦過(guò)程中具有較佳圖像效果的變焦跟蹤方法及其裝置。
[0010]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:提供一種變焦跟蹤方法，包括如下步驟:
[0011]S01、根據(jù)變焦位置將變焦電機(jī)的模擬變焦曲線分成連續(xù)的第一變焦分區(qū)、第二變焦分區(qū)以及第三變焦分區(qū)，其中，第一變焦分區(qū)與第二變焦分區(qū)的分界點(diǎn)為第一分界點(diǎn)，第二變焦分區(qū)與第三變焦分區(qū)的分界點(diǎn)為第二分界點(diǎn)；
[0012]S02、分別獲取變焦電機(jī)的上次變焦位置以及對(duì)焦電機(jī)的上次對(duì)焦位置，并記錄為初始變焦位置以及對(duì)焦位置；
[0013]S03、判斷當(dāng)前變焦位置與第一分界點(diǎn)及第二分界點(diǎn)的大小，若當(dāng)前變焦位置小于或等于第一分界點(diǎn)，則判定變焦電機(jī)位于第一變焦分區(qū)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的遠(yuǎn)物距變焦跟蹤曲線同步驅(qū)動(dòng)變焦電機(jī)與對(duì)焦電機(jī)；若當(dāng)前變焦位置大于第一分界點(diǎn)且小于或等于第二分界點(diǎn)，則判定變焦電機(jī)位于第二變焦分區(qū)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的自適應(yīng)調(diào)整路線同步調(diào)整變焦電機(jī)與對(duì)焦電機(jī)；若當(dāng)前變焦位置大于第二分界點(diǎn)，則判定當(dāng)前變焦位置位于第三變焦分區(qū)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的近物距變焦跟蹤曲線同步驅(qū)動(dòng)變焦電機(jī)與對(duì)焦電機(jī)。
[0014]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的另一技術(shù)方案為:提供一種變焦跟蹤裝置，包括預(yù)處理模塊、位置獲取及記錄模塊以及位置調(diào)整模塊；
[0015]所述預(yù)處理模塊，用于根據(jù)變焦位置將變焦電機(jī)的模擬變焦曲線分成連續(xù)的第一變焦分區(qū)、第二變焦分區(qū)以及第三變焦分區(qū)，其中，第一變焦分區(qū)與第二變焦分區(qū)的分界點(diǎn)為第一分界點(diǎn)，第二變焦分區(qū)與第三變焦分區(qū)的分界點(diǎn)為第二分界點(diǎn)；
[0016]所述位置獲取及記錄模塊，用于分別獲取變焦電機(jī)的上次變焦位置以及對(duì)焦電機(jī)的上次對(duì)焦位置，并記錄為初始變焦位置以及對(duì)焦位置；
[0017]所述位置調(diào)整模塊，用于判斷當(dāng)前變焦位置與第一分界點(diǎn)及第二分界點(diǎn)的大小，若當(dāng)前變焦位置小于或等于第一分界點(diǎn)，則判定變焦電機(jī)位于第一變焦分區(qū)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的遠(yuǎn)物距變焦跟蹤曲線同步驅(qū)動(dòng)變焦電機(jī)與對(duì)焦電機(jī)；若當(dāng)前變焦位置大于第一分界點(diǎn)且小于或等于第二分界點(diǎn)，則判定變焦電機(jī)位于第二變焦分區(qū)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的自適應(yīng)調(diào)整路線同步調(diào)整變焦電機(jī)與對(duì)焦電機(jī)；若當(dāng)前變焦位置大于第二分界點(diǎn)，則判定當(dāng)前變焦位置位于第三變焦分區(qū)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的近物距變焦跟蹤曲線同步驅(qū)動(dòng)變焦電機(jī)與對(duì)焦電機(jī)。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中變焦跟蹤時(shí)容易引起圖像大幅度離焦的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種變焦跟蹤方法，該方法在焦開(kāi)始時(shí)，先根據(jù)變焦位置將變焦電機(jī)的模擬變焦曲線分成連續(xù)的第一變焦分區(qū)、第二變焦分區(qū)以及第三變焦分區(qū)，然后根據(jù)變焦電機(jī)和聚焦電機(jī)的初始位置，判斷出當(dāng)前狀態(tài)下需要的變焦位置與變焦分區(qū)之間的關(guān)系，并根據(jù)當(dāng)前變焦分區(qū)的變焦曲線驅(qū)動(dòng)變焦電機(jī)ZOOM和對(duì)焦電機(jī)FOCUS沿著軌跡運(yùn)動(dòng)，避免圖像大幅離焦的現(xiàn)象，具有處理速度快，特別是在變焦過(guò)程中具有較佳圖像效果。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明變焦跟蹤方法的流程圖；
[0020]圖2為本發(fā)明近物距與遠(yuǎn)物距變焦跟蹤曲線；
[0021]圖3為本發(fā)明ZOOM電機(jī)分區(qū)曲線圖；
[0022]圖4為本發(fā)明變焦跟蹤方法測(cè)試曲線圖；
[0023]圖5為本發(fā)明變焦跟蹤裝置的模塊圖。
[0024]標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0025]11、預(yù)處理模塊；12、位置獲取及記錄模塊；13、位置調(diào)整模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖予以說(shuō)明。
[0027]本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:本方案先根據(jù)變焦位置將變焦電機(jī)的模擬變焦曲線分成連續(xù)的第一變焦分區(qū)、第二變焦分區(qū)以及第三變焦分區(qū)，然后根據(jù)變焦電機(jī)和聚焦電機(jī)的初始位置，判斷出當(dāng)前狀態(tài)下需要的變焦位置與變焦分區(qū)之間的關(guān)系，并根據(jù)當(dāng)前變焦分區(qū)的變焦曲線驅(qū)動(dòng)變焦電機(jī)ZOOM和對(duì)焦電機(jī)FOCUS沿著軌跡運(yùn)動(dòng)，能夠避免圖像大幅離焦的現(xiàn)象。
[0028]請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖4，本發(fā)明一種變焦跟蹤方法，包括如下步驟:
[0029]S01、根據(jù)變焦位置將變焦電機(jī)的模擬變焦曲線分成連續(xù)的第一變焦分區(qū)、第二變焦分區(qū)以及第三變焦分區(qū)，其中，第一變焦分區(qū)與第二變焦分區(qū)的分界點(diǎn)為第一分界點(diǎn)，第二變焦分區(qū)與第三變焦分區(qū)的分界點(diǎn)為第二分界點(diǎn)；
[0030]S02、分別獲取變焦電機(jī)的上次變焦位置以及對(duì)焦電機(jī)的上次對(duì)焦位置，并記錄為初始變焦位置以及對(duì)焦位置；
[0031]S03、判斷當(dāng)前變焦位置與第一分界點(diǎn)及第二分界點(diǎn)的大小，若當(dāng)前變焦位置小于或等于第一分界點(diǎn)，則判定變焦電機(jī)位于第一變焦分區(qū)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的遠(yuǎn)物距變焦跟蹤曲線同步驅(qū)動(dòng)變焦電機(jī)與對(duì)焦電機(jī)；若當(dāng)前變焦位置大于第一分界點(diǎn)且小于或等于第二分界點(diǎn)，則判定變焦電機(jī)位于第二變焦分區(qū)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的自適應(yīng)調(diào)整路線同步調(diào)整變焦電機(jī)與對(duì)焦電機(jī)；若當(dāng)前變焦位置大于第二分界點(diǎn)，則判定當(dāng)前變焦位置位于第三變焦分區(qū)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的近物距變焦跟蹤曲線同步驅(qū)動(dòng)變焦電機(jī)與對(duì)焦電機(jī)。其中，遠(yuǎn)物距的距離為10m以上，近物距的距離為1.5m以內(nèi)。
[0032]從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中變焦跟蹤時(shí)容易引起圖像大幅度離焦的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種變焦跟蹤方法，該方法在焦開(kāi)始時(shí)，先根據(jù)變焦位置將變焦電機(jī)的模擬變焦曲線分成連續(xù)的第一變焦分區(qū)、第二變焦分區(qū)以及第三變焦分區(qū)，然后根據(jù)變焦電機(jī)和聚焦電機(jī)的初始位置，判斷出當(dāng)前狀態(tài)下需要的變焦位置與變焦分區(qū)之間的關(guān)系，并根據(jù)當(dāng)前變焦分區(qū)的變焦曲線驅(qū)動(dòng)變焦電機(jī)ZOOM和對(duì)焦電機(jī)FOCUS沿著軌跡運(yùn)動(dòng)，避免圖像大幅離焦的現(xiàn)象，具有處理速度快，特別是在變焦過(guò)程中具有較佳圖像效果。
[0033]作為一實(shí)施例，所述步驟S03中“遠(yuǎn)物距變焦跟蹤曲線”的獲取步驟包括:
[0034]將變焦電機(jī)的變焦全程分為N等分，每段步長(zhǎng)記錄為T，從Wide端到Tele端一次記錄變焦電機(jī)的位置為步驟，其中，0〈 = i〈N ；
[0035]驅(qū)動(dòng)變焦電機(jī)從Wide端向Tele端運(yùn)動(dòng)，每次運(yùn)動(dòng)到Zi位置時(shí)，變焦電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，同時(shí)開(kāi)始移動(dòng)對(duì)焦電機(jī)直到聚焦評(píng)價(jià)值Y到達(dá)最大值，并記錄對(duì)焦電機(jī)位置為Fn_ (Zi)與Ffar (Zi)的步驟；
[0036]根據(jù)最小二乘法原理將數(shù)據(jù)(Zi, Ffar (Zi))擬合，具體的擬合公式為:
[0037]F(Zi) = (Fnear (Zi)-Ffar (Zi))/2，其中，i = 1，2，…，K1;
[0038]根據(jù)F(Zi)得到遠(yuǎn)物距擬合變焦曲線的步驟。
[0039]作為一實(shí)施例，所述步驟S03中“遠(yuǎn)物距變焦跟蹤曲線”的獲取步驟包括:所述步驟S03中“近物距變焦跟蹤曲線”的獲取步驟包括:
[0040]將變焦電機(jī)的變焦全程分為N等分，每段步長(zhǎng)記錄為T，從Wide端到Tele端一次記錄變焦電機(jī)的位置為步驟，其中，0〈 = i〈N ；
[0041]驅(qū)動(dòng)變焦電機(jī)從Wide端向Tele端運(yùn)動(dòng)，每次運(yùn)動(dòng)到Zi位置時(shí)，變焦電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，同時(shí)開(kāi)始移動(dòng)對(duì)焦電機(jī)直到聚焦評(píng)價(jià)值Y到達(dá)最大值，并記錄對(duì)焦電機(jī)位置Fnem(Zi)與Ffar(Zi)的步驟；
[0042]根據(jù)最小二乘法原理將數(shù)據(jù)(ZiJnear(Zi))擬合，具體為:
[0043]F (Zi) = R (Zi) * (Fnear (Zi) -Ffar (Zi))，
[0044]R (Zi) = ((Finit - Ffar (Zinit)) / (Fnear (Zinit) -Ffar (Zinit)，
[0045]其中，Zinit表示初始變焦位置，F(xiàn)init表示初始對(duì)焦位置，i =K2, K2+1,…，N，R(Zi)表示就調(diào)整系數(shù)，
[0046]根據(jù)F(Zi)得到近物距擬合變焦曲線的步驟。
[0047]作為一實(shí)施例，所述步驟S03中“自適應(yīng)調(diào)整路線”的獲取步驟包括:
[0048]將變焦電機(jī)的變焦全程分為N等分，每段步長(zhǎng)記錄為Τ，