一种指定监控区域的成像对焦系统技术方案

本发明专利技术公开了一种指定监控区域的成像对焦系统，包括对焦环驱动轮、镜头定焦环、电机系统和固定支架，所述电机系统包括电机控制系统和电机；所述电机控制系统控制电机转动方向以及转动时间，再由电机内的传动结构带动所述对焦环驱动轮转动，所述对焦环驱动轮与所述镜头定焦环连接，控制镜头定焦环实现镜头的对焦操作。本发明专利技术采用电动机构控制定焦环旋转，无需在安装相机时手动对焦，同时指定区域修改后也可及时调整。采用评价算法计算对焦后图像清晰度，相比传统主观评价的方式，对焦更为精准。焦环驱动器采用齿轮组结构，相比其他传动方式，控制角度更为精确，也因此无需回转镜头。也因此无需回转镜头。也因此无需回转镜头。

【技术实现步骤摘要】
一种指定监控区域的成像对焦系统


[0001]本专利技术属于视频监控
，尤其涉及一种指定监控区域的成像对焦 系统。

技术介绍

[0002]自动对焦技术是计算机视觉和各类成像系统的关键技术之一，在数码相 机、数码摄像机等成像系统中有着广泛的用途。传统的自动对焦技术较多采 用测距法，即通过测出物距，由镜头方程求出系统的像距或焦距，来调整系统使 之处于准确对焦的状态。随着现代计算技术的发展和数字图像处理理论的日 益成熟，自动对焦技术进入一个新的数字时代，越来越多的自动对焦方法基于 图像处理理论对图像有关信息进行分析计算，然后根据控制策略驱动电机，调 节系统使之准确对焦。
[0003][0004][0005]自动对焦(Auto Focus)是利用物体光反射的原理，将反射的光被相机上 的传感器接受，通过计算机处理，带动电动对焦装置进行对焦的方式叫自动 对焦。它多分为主动式和被动式两类。主动式自动对焦：利用相机上的红外 线发生器、超声波发生器发出红外光或超声波到被摄体。相机上的接受器接 受反射回来的红外光或超声波进行对焦，其光学原理类似三角测距对焦法。 主动式中又有能量法，用于低档普及型相机的自动对焦，广泛用于各种平视 取景相机。被动式自动对焦：即直接接收分析来自景物自身的反光，进行自 动对焦的方式。这种自动对焦方式的优点是；自身不要发射系统，因而耗能 少，有利于小型化。对具有一定亮度的被摄体能理想的自动对焦，在逆光下 也能良好的对焦，对远处亮度大的物体能自动对焦，能透过玻璃对焦。
[0006]在道路、交通视频监控系统中，由于拍摄场景路口或路段的固定位置， 拍摄对象为道路上的交通参与对象，多为大量移动目标，因此在拍摄时如果 使用自动对焦系统，会使得对焦区域随交通对象的移动或者光线的变换发生 移动，无法保证指定拍摄区域的画面清晰，因此在道路、交通视频监控系统 中普遍使用了手动对焦的定焦镜头。但由于道路、交通视频监控安装的特殊 性，对相机对焦需要借助特殊车辆和人员，因此本专利技术设计了一种指定监控 区域的成像对焦系统，用户视频监控相机的镜头对焦。

技术实现思路

[0007]带定焦镜头的视频监控相机在道路、交通监控中有着广泛的应用。由于 视频监控的场景、对象不同，导致每次安装或更换相机时，都需要对镜头进 行对焦操作。受限于道路、交通视频监控安装的特殊性，对焦调试需专业人 员配合，过程复杂。同时常见的自动对焦镜头在使用会依据对焦算法自动计 算，导致对焦点或区域会随着物体移动、光线变化而发生变化，不利于道路、 交通视频监控中拍摄区域固定的要求。有鉴于此，本专利技术提出一种指定环境 下的成像对焦系统，通过设置拍摄区域，多次采集成像，利用图像清晰度值 算法以及对焦环驱动器控制，来实现对指定区域的自动对焦，大幅降低了道 路、交通监控中定
焦镜头监控相机对焦作业的难度。
[0008]本专利技术公开的一种指定监控区域的成像对焦系统，包括对焦环驱动轮、镜 头定焦环、电机系统和固定支架，所述电机系统包括电机控制系统和电机； 所述电机控制系统控制电机转动方向以及转动时间，再由电机内的传动结构 带动所述对焦环驱动轮转动，所述对焦环驱动轮与所述镜头定焦环连接，控 制镜头定焦环实现镜头的对焦操作。
[0009]进一步的，所述对焦环驱动轮的齿比使得所述镜头定焦环以1
°
为单位进 行旋转调焦。
[0010]进一步的，电机控制系统读取相机中的检测区域配置，设置起始点、终 止点，再读取当前帧检测区域图像的灰度值，计算图像的清晰度值，并根据 图像的清晰度值控制所述镜头定焦环旋转调焦。
[0011]进一步的，所述根据图像的清晰度值控制所述镜头定焦环旋转调焦包括：
[0012]以1
°
/次的速度旋转所述镜头定焦环，并计算图像清晰度，比较前后两 次图像清晰度的值；
[0013]如果图像清晰度逐渐增大，继续旋转所述镜头定焦环；
[0014]当旋转镜头定焦环计算的图像清晰度开始比上一次的图像清晰度小时， 对焦环驱动轮停止旋转，对焦完成。
[0015]进一步的，所述图像清晰度使用灰度方差乘积方法计算，公式如下：
[0016][0017]其中(m
s
,n
s
)表示图像检测区域的起始点，为区域的左上角坐标点；(m
e
,n
e
)表示 图像检测区域的终止点，为区域的右下角坐标点；x
ij
表示检测区域中图像像 素点的灰度值。
[0018]本专利技术的有益效果如下：
[0019]采用电动机构控制定焦环旋转，无需在安装相机时手动对焦，同时指定 区域修改后也可及时调整。
[0020]采用评价算法计算对焦后图像清晰度，相比传统主观评价的方式，对焦 更为精准。
[0021]焦环驱动器采用齿轮组结构，相比其他传动方式，控制角度更为精确， 也因此无需回转镜头。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的成像对焦系统结构连接图；
[0023]图2为本专利技术检测区域清晰度计算流程图；
[0024]图3为本专利技术成像对焦控制算法流程图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以 限制，基于本专利技术教导所作的任何变换或替换，均属于本专利技术的保护范围。
[0026]本专利技术主要针对安装道路上的视频监控相机，在此类相机配置中，检测 区域是一个常见配置，主要是用于标定相机需要检测拍摄的区域，因此检测 区域图像的清晰度直接影响相机的功能。在相机安装时也会根据检测区域手 动对焦，通过主观评价的方式判定是否对焦成功。本专利技术利用灰度方差乘积 (SMD2)算法，计算检测区域清晰度值，以减少主观评价带来的误差。
[0027]在图像处理中，相比于未对焦区域图像，对焦区域图像由于场景内容分 割明确，因此像素间差异越大，且在较复杂的场景中，图像越清晰，相邻像 素变化幅度越大；图像越模糊，整个图像的灰度分布较平均，相邻像素变化 幅度越小。SMD2算法正是利用这一特点，使用灰度方差乘积指标来衡量图像 的清晰度，灰度方差乘积的计算公式如下：
[0028][0029]其中(m
s
,n
s
)表示图像检测区域的起始点，为区域的左上角坐标点；(m
e
,n
e
) 表示图像检测区域的终止点，为区域的右下角坐标点；x
ij
表示检测区域中图 像像素点的灰度值。在检测区域(m,n)中灰度方差乘积的值越大，表示图像越 清晰，图像的质量越好；反之，图像越模糊，质量越差。
[0030]本专利技术在计算图像清晰度值时，首先读取相机中的检测区域配置，设置起 始点(m
e
,n
e
)、终止点(m
s
,n
s
)，然后再读取当前帧检测区域(m,n)图像的灰度值， 最后利用SMD2算法输出图像的清本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种指定监控区域的成像对焦系统，其特征在于，包括对焦环驱动轮、镜头定焦环、电机系统和固定支架，所述电机系统包括电机控制系统和电机；所述电机控制系统控制电机转动方向以及转动时间，再由电机内的传动结构带动所述对焦环驱动轮转动，所述对焦环驱动轮与所述镜头定焦环连接，控制镜头定焦环实现镜头的对焦操作。2.根据权利要求1所述的指定监控区域的成像对焦系统，其特征在于，所述对焦环驱动轮的齿比使得所述镜头定焦环以1
°
为单位进行旋转调焦。3.根据权利要求1所述的指定监控区域的成像对焦系统，其特征在于，电机控制系统读取相机中的检测区域配置，设置起始点、终止点，再读取当前帧检测区域图像的灰度值，计算图像的清晰度值，并根据图像的清晰度值控制所述镜头定焦环旋转调焦。4.根据权利要求1所述的指定监控区域的成像对焦系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊杰，高超，曹渊，顾伟，
申请(专利权)人：江苏航天大为科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：