一种基于图像处理的长焦变倍快速聚焦方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于图像处理的长焦变倍快速聚焦方法及系统，该方法包括：获取长焦镜头变焦电机的运动方向；根据所述运动方向确定所述长焦镜头的变倍趋势；根据所述变倍趋势对所述长焦镜头进行初始聚焦控制，以改变所述长焦镜头的聚焦倍数值；在所述聚焦倍数值持续改变的同时，对通过所述长焦镜头获得的画面进行清晰度评估，得出清晰度评估值，并确定所述清晰度评估值的变化曲线；根据所述变化曲线对所述长焦镜头进行修正聚焦控制，以修正所述聚焦倍数值，直至清晰度评估值达到所述变化曲线的极值。本发明专利技术可以在长焦镜头变倍时对拍摄的物体进行快速的自动聚焦，让长焦镜头在成像的过程中能够时刻保持清晰的画面。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理的长焦变倍快速聚焦方法及系统
本专利技术涉及摄像机控制
，尤其涉及一种基于图像处理的长焦变倍快速聚焦方法及系统。
技术介绍
目前，随着安防监控、电视摄录等
对获取视频的质量要求越来越高，专业长焦镜头应用越来越普及。在长焦镜头的使用过程中，当用长焦镜头拍摄一个高速运动物体时，随着物体与镜头的距离或镜头焦距的变化，物体的成像轮廓会变得模糊，这时需要对图像进行聚焦操作。一般，采用手动调节聚焦过程较为麻烦并且调节效果不理想，而采用自动调节聚焦参数时，长焦镜头的自动聚焦会出现聚焦速度慢、聚焦过程会存在模糊过程和当焦距连续变动时难以及时聚焦等问题。这会影响到使用过程中图像的成像质量，特别需对成像进行图像处理跟踪时，自动聚焦的时而模糊时而清晰的过程会严重影响图像处理跟踪效果。
技术实现思路
为了在长焦镜头变倍时对拍摄的物体进行快速的自动聚焦，且在成像的过程中能够时刻保持清晰的画面，本专利技术提供一种基于图像处理的长焦变倍快速聚焦方法及系统。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于图像处理的长焦变倍快速聚焦方法，该方法包括如下步骤：获取长焦镜头变焦电机的运动方向。根据所述运动方向确定所述长焦镜头的变倍趋势。根据所述变倍趋势对所述长焦镜头进行初始聚焦控制，以改变所述长焦镜头的聚焦倍数值。在所述聚焦倍数值持续改变的同时，对通过所述长焦镜头获得的画面进行清晰度评估，得出清晰度评估值，并确定所述清晰度评估值的变化曲线。根据所述变化曲线对所述长焦镜头进行修正聚焦控制，以修正所述聚焦倍数值，直至清晰度评估值达到所述变化曲线的极值。第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于图像处理的长焦变倍快速聚焦系统，该系统包括：监测模块，用于获取长焦镜头变焦电机的运动方向。预判模块，用于根据所述运动方向确定所述长焦镜头的变倍趋势。初控模块，用于根据所述变倍趋势对所述长焦镜头进行初始聚焦控制，以改变所述长焦镜头的聚焦倍数值。评估模块，用于在所述聚焦倍数值持续改变的同时，对通过所述长焦镜头获得的画面进行清晰度评估，得出清晰度评估值，并确定所述清晰度评估值的变化曲线。调控模块，用于根据所述变化曲线，通过所述控制单元对所述长焦镜头进行修正聚焦控制，以修正所述聚焦倍数值，直至清晰度评估值达到所述变化曲线的极值。本专利技术的有益效果是：利用感应设备监测长焦镜头变焦电机的运动方向。根据变焦电机的运动方向，可以分析判断出长焦镜头的变倍趋势是变大还是变小。根据变倍趋势对长焦镜头进行初步控制，即，让聚焦倍数值继续变大还是继续变小。同时，对调节过程中的拍摄到的画面进行清晰度评估，观察图像的清晰度是上升了还是下降了。根据清晰度评估值变化趋势，对长焦镜头进行控制调整，确定变焦电机是沿原方向继续运动还是向反方向回退。通过持续修正，直到画面的清晰度达到最清晰的状态。至此，本轮自动聚焦结束。该方法中，整个聚焦的速度与长焦镜头的变倍速度同步。且由于随时对清晰度进行评估，并及时控制变焦电机的运动方向是继续保持或反方向回退，使得整个成像的过程中能够时刻保持清晰的画面。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的基于图像处理的长焦变倍快速聚焦方法的流程示意图；图2为本专利技术又一实施例提供的基于图像处理的长焦变倍快速聚焦方法的清晰度评估值与聚焦倍数值变化关系示意图；图3为本专利技术另一实施例提供的基于图像处理的长焦变倍快速聚焦方法的流程示意图；图4为本专利技术一实施例提供的基于图像处理的长焦变倍快速聚焦系统的结构示意图；图5为本专利技术另一实施例提供的基于图像处理的长焦变倍快速聚焦系统的结构示意图；图6为本专利技术又一实施例提供的基于图像处理的长焦变倍快速聚焦系统的结构示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透切理解本专利技术。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种基于图像处理的长焦变倍快速聚焦方法。该方法包括如下步骤：获取长焦镜头变焦电机的运动方向。根据所述运动方向确定所述长焦镜头的变倍趋势。根据所述变倍趋势对所述长焦镜头进行初始聚焦控制，以改变所述长焦镜头的聚焦倍数值。在所述聚焦倍数值持续改变的同时，对通过所述长焦镜头获得的画面进行清晰度评估，得出清晰度评估值，并确定所述清晰度评估值的变化曲线。根据所述变化曲线对所述长焦镜头进行修正聚焦控制，以修正所述聚焦倍数值，直至清晰度评估值达到所述变化曲线的极值。具体地，当拍摄静止目标时，在聚焦倍数值从零开始变大的过程中，长焦镜头所拍摄画面的清晰度会经历一个从不清晰到越来清晰到最清晰再到逐渐模糊的过程。如图2所示，示意性地给出了一条清晰度评估值的变化曲线。当拍摄运动目标时，该变化曲线会沿横坐标方向左右平移。这条清晰度评估值的变化曲线在聚焦倍数值的变化域中往往只有一个最值。而随着目标的运动，这个最值对应的横坐标，即，最清晰处对应的聚焦倍数值也会随之变化。我们的目标就是随时确定出这个最佳的聚焦倍数值。而由于，在拍摄过程中随时进行聚焦操作，清晰度少有突变，所以在原最佳的聚焦倍数值的临域内的找到的极值，往往就是清晰度评估值的变化曲线的最值处。利用感应设备监测长焦镜头变焦电机的运动方向。根据变焦电机的运动方向，可以分析判断出长焦镜头的变倍趋势是变大还是变小。根据变倍趋势对长焦镜头进行初步控制，即，让聚焦倍数值继续变大还是继续变小。同时，对调节过程中的拍摄到的画面进行清晰度评估，观察图像的清晰度是上升了还是下降了。根据清晰度评估值变化趋势，对长焦镜头进行控制调整，确定变焦电机是沿原方向继续运动还是向反方向回退。通过持续修正，直到画面的清晰度达到最清晰的状态。至此，本轮自动聚焦结束。该方法中，整个聚焦的速度与长焦镜头的变倍速度同步。且由于随时对清晰度进行评估，并及时控制变焦电机的运动方向是继续保持或反方向回退，使得整个成像的过程中能够时刻保持清晰的画面。在一优选的实施例中，所述在所述聚焦倍数值持续改变的同时，对通过所述长焦镜头获得的画面进行清晰度评估，得出清晰度评估值，确定所述清晰度评估值的变化曲线，具体包括：在所述聚焦倍数值持续改变的同时，使用边缘检测算法对所述画面进行边缘检测，获得边缘像素点数，将所述边缘像素点数作为所述清晰度评估值。确定所述清晰度评估值的变化曲线，其中，所述变化曲线包括多个连续交叉排列的上升区间和下降区间。每当所述聚焦倍数值改变时，便随时使用边缘检测算法对画面进行边缘检测。边缘检测是评估图像清晰度的有效手段，如果检测出来的边缘像素点数量越多，证明画面越清晰；如果检测出来的边缘像素点数量越少，证明画面越模糊。将检测出的边缘像素点数作为所述清晰度评估值记录下来，并将各评估值以例如拟合的方式形成清晰度评估值的变化曲线，可根据清晰度评估值的变化曲线判断清晰度评估值的变化趋势。在一优选的实施例中，所述根据所述变化曲线对所述长焦镜头进行修正聚焦控制，以修正所述聚焦倍数值的过程包括：当所述清晰度评估值处于上升区间时，控制所述变焦电机沿所述运动方向继续运动，以继续修正所述聚焦倍数值。当所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像处理的长焦变倍快速聚焦方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：获取长焦镜头变焦电机的运动方向；根据所述运动方向确定所述长焦镜头的变倍趋势；根据所述变倍趋势对所述长焦镜头进行初始聚焦控制，以改变所述长焦镜头的聚焦倍数值；在所述聚焦倍数值持续改变的同时，对通过所述长焦镜头获得的画面进行清晰度评估，得出清晰度评估值，并确定所述清晰度评估值的变化曲线；根据所述变化曲线对所述长焦镜头进行修正聚焦控制，以修正所述聚焦倍数值，直至清晰度评估值达到所述变化曲线的极值处。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的长焦变倍快速聚焦方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：获取长焦镜头变焦电机的运动方向；根据所述运动方向确定所述长焦镜头的变倍趋势；根据所述变倍趋势对所述长焦镜头进行初始聚焦控制，以改变所述长焦镜头的聚焦倍数值；在所述聚焦倍数值持续改变的同时，对通过所述长焦镜头获得的画面进行清晰度评估，得出清晰度评估值，并确定所述清晰度评估值的变化曲线；根据所述变化曲线对所述长焦镜头进行修正聚焦控制，以修正所述聚焦倍数值，直至清晰度评估值达到所述变化曲线的极值处。2.根据权利要求1所述的基于图像处理的长焦变倍快速聚焦方法，其特征在于，所述在所述聚焦倍数值持续改变的同时，对通过所述长焦镜头获得的画面进行清晰度评估，得出清晰度评估值，确定所述清晰度评估值的变化曲线的过程包括：在所述聚焦倍数值持续改变的同时，使用边缘检测算法对所述画面进行边缘检测，获得边缘像素点数，将所述边缘像素点数作为所述清晰度评估值；确定所述清晰度评估值的变化曲线，其中，所述变化曲线包括多个连续交叉排列的上升区间和下降区间。3.根据权利要求2所述的基于图像处理的长焦变倍快速聚焦方法，其特征在于，所述根据所述变化曲线对所述长焦镜头进行修正聚焦控制，以修正所述聚焦倍数值，直至清晰度评估值达到所述变化曲线的极值处的过程包括：当所述清晰度评估值处于所述上升区间时，控制所述变焦电机沿所述运动方向继续运动，以继续修正所述聚焦倍数值；当所述清晰度评估值处于所述下降区间时，控制所述变焦电机沿所述运动方向的反方向回退，直至清晰度评估值达到所述变化曲线的极值处。4.根据权利要求2所述的基于图像处理的长焦变倍快速聚焦方法，其特征在于，所述边缘检测算法为Sobel边缘检测算法。5.根据权利要求1至4任意一项所述的基于图像处理的长焦变倍快速聚焦方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：持续获取所述变焦电机的运动情况，其中，所述运动情况包括静止状态、聚焦运动状态和启动状态，所述静止状态为所述变焦电机完全静止的状态，所述聚焦运动状态为对所述长焦镜头进行初始聚焦控制或对所述长焦镜头进行修正聚焦控制时所述变焦电机的持续运动状态，所述启动状态为所述变焦电机从所述静止状态切换到所述聚焦运动状态时的临界状态；当所述变焦电机处于所述启动状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊展攒，庾新林，李志峰，梁永强，盘海玲，常健杰，彭涛，俞志刚，黄旋，宾雪，
申请(专利权)人：桂林长海发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广西,45