一種一體化機(jī)芯的自動(dòng)聚焦方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及安防監(jiān)控領(lǐng)域，具體是一種一體化機(jī)芯的自動(dòng)聚焦方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，基于CMOS和CCD的數(shù)字相機(jī)和攝像機(jī)已經(jīng)取代傳統(tǒng)的膠帶相機(jī)，帶變焦鏡頭的攝像機(jī)由于可以隨意切換焦距，獲取不同視角的場(chǎng)景，更可以非常清晰的觀察細(xì)節(jié)，所以廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的人工手動(dòng)對(duì)焦不僅慢，而且整個(gè)對(duì)焦過程繁瑣，不具操作性?；谧詣?dòng)聚焦技術(shù)的變焦攝像機(jī)，可以自動(dòng)，快速聚焦。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)先進(jìn)的自動(dòng)聚焦技術(shù)還落后于國(guó)外，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的較少?，F(xiàn)有的自動(dòng)聚焦算法主要是利用數(shù)字圖像的高通濾波器計(jì)算一個(gè)評(píng)估值，然后通過此評(píng)估值來驅(qū)動(dòng)電機(jī)使之達(dá)到一個(gè)最大值，此位置代表一個(gè)清晰點(diǎn)。
[0004]但是，現(xiàn)有的自動(dòng)聚焦技術(shù)存在以下問題:
1、電機(jī)會(huì)在清晰點(diǎn)附近來回運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致聚焦速度慢；
2、聚焦過程不平滑，過沖幅度會(huì)比較大，人眼感官效果比較差；
3、點(diǎn)光源環(huán)境，細(xì)節(jié)較少環(huán)境，照度較低場(chǎng)景，會(huì)因?yàn)樵u(píng)價(jià)函數(shù)不單調(diào)導(dǎo)致聚焦失敗；
4、對(duì)于前后景場(chǎng)景，會(huì)聚焦于非最清晰點(diǎn)。
[0005]針對(duì)現(xiàn)有不足的技術(shù)，本發(fā)明提供一種一體化機(jī)芯的自動(dòng)聚焦算法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種一體化機(jī)芯的自動(dòng)聚焦方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0007]本發(fā)明，會(huì)根據(jù)預(yù)先測(cè)試保存的曲線，通過對(duì)之前倍率處的電機(jī)位置進(jìn)行一個(gè)當(dāng)前倍率電機(jī)位置的計(jì)算，得到一個(gè)相對(duì)清晰點(diǎn)位置，來更加快速精確聚焦。
[0008]對(duì)于爬坡算法，本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)，采用3條評(píng)價(jià)函數(shù)曲線(3條曲線命名H評(píng)價(jià)函數(shù)曲線，L評(píng)價(jià)函數(shù)曲線和CNT評(píng)價(jià)函數(shù)曲線，以下統(tǒng)一用H曲線，L曲線CNT曲線)，來計(jì)算爬坡計(jì)算，L曲線用來快速移動(dòng)電機(jī)，H曲線用來精確移動(dòng)電機(jī)，防止過沖，CNT曲線用來點(diǎn)光源場(chǎng)景聚焦。
[0009]本發(fā)明采用靜態(tài)窗口與動(dòng)態(tài)窗口結(jié)合方式，來解決前后景虛焦?fàn)顟B(tài)。通過智能場(chǎng)景分析，采用不同的聚焦方法，來避免由于評(píng)價(jià)函數(shù)的不單調(diào)導(dǎo)致場(chǎng)景虛焦。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種一體化機(jī)芯的自動(dòng)聚焦方法，包括以下步驟:
(1)根據(jù)設(shè)定的4條預(yù)測(cè)跟焦曲線，計(jì)算一個(gè)清晰點(diǎn)位置；
如果清晰點(diǎn)位置fl在預(yù)測(cè)跟焦曲線上，則直接按照跟焦曲線取點(diǎn)；如不在預(yù)測(cè)跟焦曲線上，則取相鄰的2條曲線，按照如下公式進(jìn)行計(jì)算下一個(gè)預(yù)測(cè)點(diǎn)f2，f2 =(f1-fImin)*(f2max-f2min)/(f2max-flmin)+f2min；
(2)根據(jù)小窗口WIN-A，利用高通濾波器的評(píng)價(jià)值，進(jìn)行細(xì)節(jié)刪選，通常場(chǎng)景豐富的窗口具有較大的評(píng)價(jià)值，將評(píng)價(jià)值較小的小窗口排除，選定關(guān)鍵窗口 key-win ；
(3)根據(jù)key-windos判斷當(dāng)前場(chǎng)景，選擇搜索算法
如果當(dāng)前場(chǎng)景是普通且細(xì)節(jié)較為豐富的場(chǎng)景，則選擇普通快速爬坡算法;如果是燈光場(chǎng)景，則利用CNT曲線進(jìn)行反向搜索;如果無細(xì)節(jié)場(chǎng)景，則選擇快速全局搜索算法；
(4)小步走確定方向，之后利用L曲線快速爬坡；
(5)根據(jù)H曲線判斷減速點(diǎn)閾值，開始精確調(diào)節(jié)調(diào)；
(6)聚焦完成，啟動(dòng)場(chǎng)景監(jiān)控模塊
監(jiān)控模塊利用當(dāng)前場(chǎng)景亮度統(tǒng)計(jì)信息和高通濾波器的評(píng)價(jià)值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)判斷前后幀統(tǒng)計(jì)信息達(dá)到閾值，表示此時(shí)場(chǎng)景已經(jīng)發(fā)生變化需要重新開始聚焦，否則保持監(jiān)控狀態(tài)；
(7)智能檢測(cè)虛焦模塊開啟
在開啟監(jiān)控狀態(tài)后，智能視頻分析模塊啟動(dòng)，此模塊利用硬件智能引擎，通過邊緣檢測(cè)，判定圖像是否處于虛焦?fàn)顟B(tài)。
[0011]作為本發(fā)明進(jìn)一步方案:所述步驟(7)中的智能檢測(cè)虛焦模塊輔助場(chǎng)景監(jiān)控模塊，達(dá)到完全無虛焦。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:采用本發(fā)明方法，使自動(dòng)聚焦技術(shù)更加快速，更加精確，更加智能，提高聚焦成功概率。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明在一體化機(jī)芯中相關(guān)模塊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2是預(yù)測(cè)的4條跟焦曲線，從上到下依次是inf曲線、6m曲線、3m曲線、lm5曲線，inf對(duì)應(yīng)無窮遠(yuǎn)物距，6m代表6米物距曲線，3m代表3米物距曲線，lm5代表1.5米物距曲線。
[0015]圖3是4條預(yù)測(cè)曲線預(yù)測(cè)計(jì)算，從上到下依次是inf曲線、6m曲線、3m曲線、lm5曲線，fl是當(dāng)前幀電機(jī)位置，flmin是最近下方預(yù)測(cè)曲線對(duì)應(yīng)的值，flmax是最靠近上方曲線對(duì)應(yīng)值，f2是需要計(jì)算的預(yù)測(cè)點(diǎn)，f2min是預(yù)測(cè)點(diǎn)最靠近下方曲線對(duì)應(yīng)點(diǎn)，f2max是預(yù)測(cè)點(diǎn)最靠近上方曲線對(duì)應(yīng)點(diǎn)。
[0016]圖4是本發(fā)明窗口WIN-A代表普通窗口，KEY-WIN填充部分代表真正使用的窗口。
[0017]圖5是3條評(píng)價(jià)函數(shù)曲線L，H和CNT，H1、H2代表H曲線上前后幀的兩個(gè)值。
[0018]圖6是本發(fā)明模塊內(nèi)部流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]一體化機(jī)芯的自動(dòng)聚焦方法，通過如下步驟實(shí)現(xiàn):
(I)通過對(duì)實(shí)際物距1.5m，3m，6m，無窮遠(yuǎn)處場(chǎng)景進(jìn)行預(yù)測(cè)，我們可以得到4條預(yù)測(cè)曲線，如圖2所示。此4條曲線，呈現(xiàn)一個(gè)喇叭口形狀，在橫坐標(biāo)靠近O處，即攝像機(jī)的廣角端，基本重合，一次開口越來越大，而自動(dòng)聚焦算法就是使焦距不斷變化，即橫坐標(biāo)不斷改變過程中縱坐標(biāo)能快速移動(dòng)到合適的位置，由此，我們根據(jù)此4條曲線可以根據(jù)橫坐標(biāo)變化預(yù)測(cè)一個(gè)清晰點(diǎn)。
[0021]如圖3，如果fl即之前清晰點(diǎn)位置，正好在預(yù)測(cè)曲線上則直接按照曲線取點(diǎn)如不在曲線上，則取最相近2條曲線，按照此公式進(jìn)行計(jì)算下一個(gè)預(yù)測(cè)點(diǎn)f2