一种变焦跟踪曲线获取系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供一种变焦跟踪曲线获取系统及其方法，所述变焦跟踪曲线获取系统包括一调节装置、一动力单元及一图像处控单元，至少一变焦镜头模组得以安装于所述调节装置并在所述动力单元调节下完成变焦而清晰成像，所述图像处控单元得以采集三当前物距下所述动力单元的位置信息以获取所述变焦镜头模组在实时物距下的变焦跟踪曲线，进而使得所述变焦镜头模组实现快速准确地对焦。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种变焦跟踪曲线获取系统，尤其是适用于变焦镜头模组的一种变焦跟踪曲线获取系统及其方法。
技术介绍
在安全理念越发重要的今天，安防监控系统也取得了长足的发展，特别是敏感的场所，如公路、银行、监狱等，为便于管理这些场所，需要对这些场所进行监控。随着变焦镜头的广泛使用，变焦跟踪技术已经成为安防监控系统的重要功能。变焦跟踪是指在进行变焦操作时，通过变焦镜头的移动来改变系统的焦距，由于系统的焦距发生变化，所成的像将不会聚焦在原来的对焦面上，所以在变焦镜头移动的同时需要通过调整对焦镜头的位置，使景物能在变焦过程中聚焦在图像传感器上。实现变焦跟踪的核心都是获取变焦跟踪曲线并控制对焦镜头运动，都需要有准确的变焦跟踪曲线来控制对焦镜头移动，所以一个变焦成像系统要实现变焦跟踪，必须获取准确的变焦跟踪曲线。传统的变焦跟踪曲线的获取方法主要有两种：一种是根据镜头组的光学位置关系用几何光学知识推算出不同物距下的变焦跟踪曲线，但该方法应用于相机系统中会由于存在机械误差等因素降低变焦跟踪的质量；一种是利用自动对焦算法逐点求出不同物距下的跟踪曲线，该方法计算量大，而且需要较大的存储空间。有上述可见，一种得以准确获得变焦跟踪曲线且计算便捷的变焦跟踪曲线获取方法亟待被提出以改善传统的变焦跟踪曲线的获取方法，从而加速变焦跟踪曲线采集技术的发展及变焦镜头行业的成长。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一种变焦跟踪曲线获取系统，所述系统包括一调节装置、一动力单元及一图像处控单元，至少一变焦镜头模组得以安装于所述调节装置，并在所述动力单元调节下完成变焦而清晰成像，所述图像处控单元得以采集三当前物距下所述动力单元的位置信息以获取所述变焦镜头模组在实时物距下的变焦跟踪曲线，进而使得所述变焦镜头模组实现快速准确地对焦。本专利技术的另一目的在于提供一种变焦跟踪曲线获取系统，所述动力单元包括一对焦电机、一变焦电机，所述对焦电机及所述变焦电机得以分别驱动所述变焦镜头模组及所述变焦镜头模组的光学透镜以使得所述变焦镜头模组在不同物距下清晰成像。本专利技术的另一目的在于提供一种变焦跟踪曲线获取系统，所述图像处控单元得以根据所述变焦镜头模组在清晰成像时所述变焦电机及所述对焦电机的位置信息分析计算得到三次样条插值函数系数及所述对焦电机与所述变焦电机在所述变焦镜头模组清晰成像时的相对位置关系映射关系曲线图。本专利技术的另一目的在于提供一种变焦跟踪曲线获取系统，所述调节装置包括一标记装置及一移动轨道，所述标记装置安装于所述移动轨道，所述变焦镜头模组得以安装于所述标记装置并沿着所述移动轨道运动，所述标记装置得以读取所述对焦电机及所述变焦电机在所述变焦镜头模组清晰成像时的位置信息。本专利技术的另一目的在于提供一种变焦跟踪曲线获取系统，所述调节装置还包括一焦距调节装置，所述焦距调节装置得以增加所述变焦镜头模组的焦距以减小远距离采集数据时对采集场地的要求。本专利技术的另一目的在于提供一种变焦跟踪曲线获取系统，所述图像处控单元进一步包括一图像传感单元机一图像信号处理单元，所述图像传感单元得以将透过所述变焦镜头模组的透镜的光信号转变为电信号以完成成像，所述图像信号处理单元得以获取成像于所述图像传感单元的图像的清晰度评价值以确定所述变焦镜头模组清晰成像时所述变焦镜头及所述对焦镜头的位置信息。本专利技术的另一目的在于提供一种变焦跟踪曲线获取系统，所述图像信号处理单元得以将成像于所述图像传感单元的所述图像分成多个子评价窗口以减小数据采集环境及所述变焦镜头模组摄取的标版对所呈图像的影响，同时优化峰值搜索过程中的区域抖动。本专利技术的另一目的在于提供一种变焦跟踪曲线获取系统，所述图像信号处理单元得以过滤噪声，获取图像高频分量并通过累加所述子评价窗口作为所述图片的清晰度评价值以确定所述变焦镜头模组是否处于清晰成像状态。本专利技术的另一目的在于提供一种变焦跟踪曲线获取系统，所述图像处控单元还包括一动作信号处理单元及一驱动单元，所述动作信号处理单元通信地连接于所述驱动单元，所述驱动单元得以驱动所述变焦电机及所述对焦电机运动，所述动作信号处理单元得以获取所述对焦电机及所述变焦电机的位置信息。为实现以上目的，本专利技术提供一种变焦跟踪曲线获取系统，包括：一调节装置，其中，至少一变焦镜头模组得以安装于所述调节装置并摄取一标版的影像；一动力单元，其中，所述动力单元进一步包括一对焦电机及一变焦电机，所述对焦电机得以调节所述变焦镜头模组的光学透镜模组，所述对焦电机得以驱动所述变焦镜头模组以完成清晰对焦成像，同时，所述调节装置得以标记所述对焦电机及所述变焦电机调节所述变焦镜头模组清晰成像时的位置信息；以及一图像处控单元，其中，所述图像处控单元得以根据清晰成像时所述对焦电机及所述变焦电机的位置信息获取所述变焦电机及所述对焦电机的位置关系的映射关系曲线图，进而根据实时物距下所述变焦电机的位置及所述映射关系曲线图估算所述实时物距下的所述变焦跟踪曲线。优选地，所述调节装置进一步包括：一移动轨道；以及一标记装置，其中，所述标记装置安装于所述移动轨道，至少一所述变焦镜头模组得以安装于所述移动轨道并沿着所述移动轨道移动以调节物距，所述标记装置得以读取所述变焦电机及所述对焦电机调节所述变焦镜头模组时的位置信息。值得一提的是，所述调节装置进一步包括一焦距调节装置，所述焦距调节装置被置于所述变焦镜头模组及所述标版之间以增加焦距，减小进行远距离物距采样时对采集场地的要求。优选地，所述图像处控单元进一步包括：一图像传感单元，通过所述变焦镜头模组的光学透镜的光信号得以通过所述图像传感单元转化为电信号而成像于所述图像传感单元；一图像信号处理单元，所述图像信号处理单元通信地连接于所述图像传感单元以对成像于所述图像传感单元的图像进行分析处理；一动作信号处理单元，所述动作信号处理单元通信地连接于所述动力单元以对所述对焦电机及所述变焦电机进行反馈控制；以及一数据处控单元，所述数据处理单元分别通信地连接于所述动作信号处理单元及所述图像信号处理单元并根据所述图像信号处理单元获取的所述图像信息及所述动作信号处理单元获取的所述对焦电机及所述变焦电机的信息计算获取所述变焦跟踪曲线。值得一提的是，所述图像传感单元为一cmos图像传感器，所述图像传感单元得以将所述变焦镜头模组摄取到的图像以bayer格式视频图像输出。优选地，所述图像信号处理单元进一步包括一第一滤波器及一第二滤波器，所述一第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变焦跟踪曲线获取方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：A：固定变焦镜头模组于调节装置；B：采集当前物距下的变焦电机及对焦电机的位置信息；C：清晰成像时，根据所述对焦电机及所述变焦电机的位置关系建立至少三次样条插值函数以求取所述变焦电机及所述对焦电机的对应位置关系的映射关系曲线图以及所述三次样条插值函数的系数，完成一次当前物距下的信息采集；D：判断是否完成所述信息采集，若是，则执行步骤E；若否，则执行步骤B；以及E：根据实时物距下所述变焦电机的位置，通过所述映射关系曲线图及所述三次样条函数的系数估算所述实时物距下的所述变焦跟踪曲线。

【技术特征摘要】
1.一种变焦跟踪曲线获取方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
A：固定变焦镜头模组于调节装置；
B：采集当前物距下的变焦电机及对焦电机的位置信息；
C：清晰成像时，根据所述对焦电机及所述变焦电机的位置关系建立至少三次样
条插值函数以求取所述变焦电机及所述对焦电机的对应位置关系的映射关系曲线图以及
所述三次样条插值函数的系数，完成一次当前物距下的信息采集；
D：判断是否完成所述信息采集，若是，则执行步骤E；若否，则执行步骤B；
以及
E：根据实时物距下所述变焦电机的位置，通过所述映射关系曲线图及所述三次
样条函数的系数估算所述实时物距下的所述变焦跟踪曲线。
2.如权利要求1所述的变焦跟踪曲线获取方法，所述步骤B进一步包括如下步骤：
B1：调整所述变焦镜头模组的物距；以及
B2：通过自动聚焦算法获取当前物距下的所述对焦电机及所述变焦电机的位置信
息。
3.如权利要求2所述的变焦跟踪曲线获取方法，所述步骤C进一步包括如下步骤：
C1：根据所述对焦电机及所述变焦电机的位置关系建立数据节点及三次样条插值
函数；以及
C2：计算获取所述三次样条函数的系数及所述映射关系曲线图。
4.如权利要求2所述的变焦跟踪曲线获取方法，通过选取三所述当前物距完成三次
当前物距下的信息采集以作为所述变焦跟踪曲线的三边界。
5.如权利要求3所述的变焦跟踪曲线获取方法，所述步骤B2进一步包括如下步骤：
B2.1：提取所述当前物距下的图像高频分量；以及
B2.2：根据所述高频分量获取清晰成像时所述变焦电机的位置信息。
6.如权利要求5所述的变焦跟踪曲线获取方法，所述步骤B3.1进一步包括如下步
骤：
B2.1.1：将所述图像划分为多个清晰度评价子窗口
B2.1.2：获取各所述评价子窗口的清晰度评价值，其中，各所述子窗口的清晰度评
价值通过高通滤波器及带通滤波器获得；以及
B2.1.3：根据各所述子窗口的清晰度评价值获取所述图像的清晰度评价值FVcur，
其中所述图像的清晰度评价值FVcur得以通过公示求得:
FVcur=Σv=14Σh=13[w(v,h)*FVpaxel(v,h)]]]>w(v,h)≡101101101110110110]]>从而所述图像得以划分为12个所述子评价窗口，为各所述子窗口分配权重以降低
局部峰值的影响。
7.如权利要求1-6任一所述的变焦跟踪曲线获取方法，根据所述变焦电机移动的位
置信息，通过爬山算法得以小范围且快速地获取在清晰成像时所述对焦电机的位置信息。
8.一种变焦跟踪曲线获取方法，以用于准确、快速获取一变焦镜头模组的变焦跟踪
曲线，其特征在于，包括如下步骤：
a：固定所述变焦镜头模组于调节装置；
b：在所述变焦镜头模组清晰成像时，通过所述调节装置分别获取三物距下变焦电
机及对焦电机的位置信息，所述对焦电机及所述变焦电机得以分别驱动调节所述变焦镜头
模组的光学透镜及整个所述对焦电机模组以使得所述变焦镜头模组清晰成像，同时，所述
调节装置得以记录所述变焦电机及所述对焦电机的位置信息；
c：根据三物距下所述变焦电机的位置信息获取清晰对焦时所述变焦电机与所述对
焦电机的对应位置映射关系曲线图，其中，三所述物距为所述变焦跟踪曲线的边界曲线；
以及
d：估算在实时物距下的所述变焦跟踪曲线。
9.如权利要求8所述的变焦跟踪曲线获取方法，所述步骤a进一步包括如下步骤：
a1：将所述变焦镜头模组固定于所述调节装置的移动轨道，其中，所述变焦镜头模
组的中心与标版的中心一致，所述变焦镜头模组得以摄取所述标版的图像。
10.如权利要求9所述的变焦跟踪曲线获取方法，所述步骤a1进一步包括步骤：将
焦距调节装置置于所述变焦镜头模组与所述标版之间以增加焦距，减小远距离采集数据时
对采集场地的要求，其中，所述焦距调节装置为一增倍镜。
11.如权利要求9所述的变焦跟踪曲线获取方法，所述步骤b进一步包括如下步骤：
b1：先后获取所述变焦镜头模组清晰成像时所述图像的清晰度评价函数值S1及S2；
b2：判断比较经所述变焦电机驱动所述变焦镜头模组的光学透镜所获取的所述图像
的清晰度评价函数值S1与经对焦电机驱动所述变焦镜头模组所获取的所述图像清晰度评
价函数值S2是否有效且增大，即所述S2是否有效且大于所述S1，若是，则所述对焦电
机驱动所述变焦镜头模组的运动方向正确，执行步骤b5；若否，则所述对焦电机驱动所
述变焦镜头模组方向错误，执行步骤b3；
b3：所述对焦电机反向驱动所述对焦镜头模组；以及
b4：减小所述变焦电机步长，执行步骤b5。
12.如权利要求11所述的变焦跟踪曲线获取方法，所述步骤b还包括如下步骤：
b5：所述对焦电机继续驱动所述对焦镜头模组运动以获...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊能，周炳，庞文鹏，陈玲燕，
申请(专利权)人：宁波舜宇光电信息有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33