The invention discloses a real-time auto-focusing method for moving target based on Electro-hydraulic focusing lens, which belongs to the technical field of camera focusing. It includes the following steps: (1) initialization of algorithm; (2) initialization of tracker, tracking output target frame as follow-up focusing window; (3) automatic focusing once, target tracking, reading current frame, calculating current value and scale of current frame. (4) Calculate the current difference between the current frame and the previous frame, zoom iteration, that is to set the current value of the next frame plus the current difference; (5) Target tracking, frame reading, size calculation; (6) Compare the size of the front and back frames, and make corresponding state estimation according to different climbing directions to get the accurate current value of the current frame; (7) Repeat for the same target. Steps (4) to (6) can achieve continuous real-time automatic focusing of moving targets. The invention combines target tracking algorithm and automatic focusing to realize real-time automatic focusing of moving targets.
【技术实现步骤摘要】
一种基于电液可调焦镜头的移动目标实时自动对焦方法
本专利技术属于相机调焦
,具体涉及一种基于电液可调焦镜头的移动目标实时自动对焦方法。
技术介绍
视觉信息作为人类感知外界信息的主要依据,在各类信息的占比可达80%。因此对于执行运动目标追踪的移动机器人而言,往往以图像序列作为检测、识别、跟踪目标的信息源,并以图像作为主要的人机交互方式来反馈目标信息,以帮助移动机器人的使用者更好地观察被跟踪目标,感知当前环境状态,做出进一步指令。移动机器人在随动跟踪过程中,需要与目标保持合适的距离。若距离太近,当目标突然减速时移动机器人可能会因为制动不及时与目标发生碰撞,距离过近也不利于观察者通过图像反馈获取目标的整体状况和周边环境的信息;若距离过远,则移动机器人可能因目标突然加速或转向而跟丢目标。对于一套特定的光学成像系统,当其光圈大小、焦距等参数选定之后,其景深大小和位置就唯一确定下来。目标移动可能使其离开景深范围,造成其图像因离焦而模糊。因离焦而产生的模糊会使图像的边缘信息减少、细节信息丢失、图像白化,这些势必会影响目标追踪算法中的关键部分——目标特征表征的性能,进而影响目标追踪算法的整体性能;目标离焦产生的模糊还会妨碍视频观测者观察目标的细节和边缘信息,影响高质量信息的获取。传统的自动对焦方法主要针对静止目标,或者物距波动不大的移动物体的对焦场景。当目标在视线方向移动时,目标不断离开景深范围,则需要进行对焦,传统的对焦方法一次对焦过程需要在整个调节范围内搜索最佳焦距的位置,往往需要耗费一两秒的时间,再加上目标跟踪算法本身的计算量,目前的算法根本难以满足运动目标跟 ...
【技术保护点】
1.一种基于电液可调焦镜头的移动目标实时自动对焦方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)算法初始化,以中心区域部分图像作为对焦窗口进行爬山法自动对焦,计算初始电流值I1;(2)跟踪器初始化,框选目标,跟踪输出目标框作为后续对焦窗口;(3)进行一次自动对焦,目标跟踪,读取当前帧,计算当前帧的电流值I2和尺寸Size1;(4)计算当前帧与前一帧电流差ΔI=I2‑I1,变焦迭代,设置当前帧电流值I1=I2,同时设置下一帧预测电流值I2’=I2+ΔI,即设置下一帧的预测电流计算值为当前帧电流值加上电流差;(5)目标跟踪,读取帧,计算尺寸Size2;(6)比较前后帧尺寸,根据不同的爬山方向进行相应的状态估计,得到当前帧精确电流值I2,然后设置Size1=Size2;(7)对于同一目标重复步骤(4)至步骤(6),即可实现对运动目标的持续实时自动对焦。
【技术特征摘要】
1.一种基于电液可调焦镜头的移动目标实时自动对焦方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)算法初始化,以中心区域部分图像作为对焦窗口进行爬山法自动对焦,计算初始电流值I1;(2)跟踪器初始化,框选目标,跟踪输出目标框作为后续对焦窗口;(3)进行一次自动对焦,目标跟踪,读取当前帧,计算当前帧的电流值I2和尺寸Size1;(4)计算当前帧与前一帧电流差ΔI=I2-I1,变焦迭代,设置当前帧电流值I1=I2,同时设置下一帧预测电流值I2’=I2+ΔI,即设置下一帧的预测电流计算值为当前帧电流值加上电流差;(5)目标跟踪,读取帧,计算尺寸Size2;(6)比较前后帧尺寸,根据不同的爬山方向进行相应的状态估计,得到当前帧精确电流值I2,然后设置Size1=Size2;(7)对于同一目标重复步骤(4)至步骤(6),即可实现对运动目标的持续实时自动对焦。2.根据权利要求1所述的基于电液可调焦镜头的移动目标实时自动对焦方法,其特征在于,步骤(6)中所述状态估计的步骤为:6.1由于电流改变的方向和目标运动方向相反,故运动方向6.2若运动方向VD>0,进行以下判断决策:ⅰ)Size2<0.7*Size1,I2=I1+2*ΔI,step=4,进行爬山法对焦ⅱ)0.7*Size1<Size2<0.9*Size1,I2=I1+ΔI,step=4,进行爬山法对焦ⅲ)0.9*Size1<Size2<1.1*Size1,I2=I1,无需对焦,跳转到步骤(4)ⅳ)1.1*Size1<Size2,I2=I1,step=4,进行爬山法对焦,搜索方向FD=-1;若运动方向VD<0,进行以下判断决策:ⅰ)Size2<0.9*Size1,I2=I1,step=4,进行爬山法对焦,搜索方向FD=1ⅱ)0.9*Size1<Size2<1.1*Size1,I2=I1,无需对焦,跳转到步骤(4)ⅲ)1.1*Size1<Size2<1.3*Size...
【专利技术属性】
技术研发人员:李恒宇,黄强亮,刘靖逸,谢少荣,罗均,
申请(专利权)人:上海大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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