本發(fā)明涉及安防監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種控制電動變倍鏡頭自動聚焦的方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有常規(guī)安防監(jiān)控中，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是由攝像機(jī)模組與外殼鏡頭等配件組裝為一體產(chǎn)品，而在常規(guī)監(jiān)控中，目前主要使用定焦鏡頭和變焦鏡頭：固定焦距的鏡頭，且根據(jù)不同的場景需要，則選配不同焦距段的鏡頭。變焦鏡頭，一款鏡頭可以有多個焦距，根據(jù)不同場景需要，選擇焦距。變焦鏡頭分為手動調(diào)焦鏡頭和電動變焦鏡頭。手動調(diào)焦鏡頭，需要手動調(diào)節(jié)鏡頭的焦距適應(yīng)不同場景；電動變焦鏡頭，通過軟件進(jìn)行鏡頭調(diào)焦。

現(xiàn)有的網(wǎng)路模組使用固定焦距的鏡頭，只能對固定距離內(nèi)的場景進(jìn)行監(jiān)控；使用手動調(diào)焦的鏡頭，需要到攝像機(jī)端進(jìn)行手動調(diào)節(jié)，及時性不高，操作極其不方便。基本上對于以上兩種鏡頭，如果需要調(diào)整監(jiān)控距離，其操作如下：一，機(jī)器拆卸，缺點：消耗人力；二，鏡頭更換或焦距調(diào)整，缺點：消耗人力，材料成本；三，重新對焦；四，機(jī)器重新安裝，操作非常復(fù)雜，重復(fù)性工作較多，效率低下。

而現(xiàn)有的電動鏡頭，通過軟件調(diào)整焦距后，仍需要調(diào)焦點，目前控制鏡頭的程序或裝置最多能做到的是針對固定場景的幾個特設(shè)焦點，一但場景變換，需要重新設(shè)置，雖然省去了更換鏡頭的成本，但仍存在大量校準(zhǔn)時間，效率低下。

因此，現(xiàn)有市面上的對焦方法無法滿足市場的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種控制電動變倍鏡頭自動聚焦的方法，調(diào)焦過程自動進(jìn)行焦點調(diào)整，可以保證在整個變焦過程攝像機(jī)畫面清晰，無需重新調(diào)整焦點，且無需人工拆卸，保證畫面清晰，省事、省力、省錢。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種控制電動變倍鏡頭自動聚焦的方法，包括以下步驟：

步驟1，電動變倍鏡頭上電后進(jìn)行初始化；

步驟2，分別查找變焦零點和聚焦零點，使電動變倍鏡頭的變焦位置和聚焦位置都回到出廠默認(rèn)的零點；

步驟3，根據(jù)斷電記憶，變焦到記憶倍數(shù)；聚焦跟隨聚焦曲線，到記憶焦點后執(zhí)行自動聚焦；

步驟4，電動變倍鏡頭處于待命狀態(tài)，等待變倍命令；

步驟5，電動變倍鏡頭根據(jù)變倍命令變焦到相應(yīng)的倍數(shù)；根據(jù)不同的焦距的聚焦跟蹤曲線，實時驅(qū)動聚焦到對應(yīng)的聚焦位置。

其中，所述步驟5中變倍的具體流程為：

步驟51，接收變倍命令；

步驟52，記錄當(dāng)前變焦馬達(dá)位置和聚焦馬達(dá)位置，并記錄當(dāng)前變焦倍數(shù)和預(yù)變焦倍數(shù)；

步驟53，查找變焦曲線，找到預(yù)變焦倍數(shù)的變焦馬達(dá)位置；并查找不同焦距的聚焦跟蹤曲線，找到預(yù)變焦倍數(shù)的聚焦馬達(dá)位置；

步驟54，計算變焦馬達(dá)位置與聚焦馬達(dá)位置的斜率，與之前的斜率進(jìn)行對比，選擇差異最小的一條不同焦距的聚焦跟蹤曲線；

步驟55，變焦開始，根據(jù)變焦曲線，驅(qū)動變焦馬達(dá)到對應(yīng)的焦點；同時，根據(jù)不同焦距的聚焦跟蹤曲線，驅(qū)動聚焦馬達(dá)自動聚焦到對應(yīng)的位置。

其中，所述步驟55中的自動聚焦算法具體如下：

步驟a1，通過變焦馬達(dá)到對應(yīng)的焦點和聚焦馬達(dá)自動聚焦到對應(yīng)的位置獲取當(dāng)前的圖像的清晰度值F，并記錄聚焦位置；

步驟a2，驅(qū)動聚焦馬達(dá)往左走幾步，獲取當(dāng)前圖像的清晰度值F1，并記錄聚焦位置后回到F點；驅(qū)動聚焦馬達(dá)往右走幾步，獲取當(dāng)前圖像的清晰度值F2，并記錄聚焦位置后回到F點；

步驟a3，通過F、F1、F2值對比，基于F值的位置，選擇移動方向，向左還是向右移動；若向F1清晰度越好，則向左驅(qū)動，否則向反方向移動；

步驟a4，選定方向后，驅(qū)動聚焦馬達(dá)到固定步長位置；

步驟a5，根據(jù)固定步長位置獲取當(dāng)前的圖像的清晰度值F’；

步驟a6，根據(jù)圖像的清晰度值F’和圖像的清晰度值F計算斜率；

步驟a7，判斷斜率變化，若斜率是上升的，則該點還不是最清晰點，繼續(xù)重復(fù)步驟a4-a6；直到取到下降的斜率；記錄當(dāng)前點；

步驟a8，在當(dāng)前點，減小步長向左和向右驅(qū)動聚焦馬達(dá)，反復(fù)三次，取到最終的最清晰點，自動聚焦完成。

其中，采用高頻分量法來計算圖像的清晰度值。

其中，所述高頻分量法具體為：圖像越清晰時高頻部分幅值越大，將圖像通過高通濾波器便可以得到高頻分量；驅(qū)動聚焦馬達(dá)，從不清晰點驅(qū)動到最清晰點，再驅(qū)動到不清晰點；得到的圖像的清晰度值就是一個由小到大，再由大到小的變化；根據(jù)圖像的清晰度值和聚焦馬達(dá)位置值，畫出一個波峰，最高的波峰位置即為自動聚焦位置。

其中，所述步驟5中的焦距變焦和聚焦均是通過馬達(dá)驅(qū)動變化；焦距變化是變焦馬達(dá)直接驅(qū)動變焦滑桿進(jìn)行操作，移動變焦鏡頭組，向前或者向后，改變焦點位置，使圖像放大或者縮??；聚焦變化就是聚焦馬達(dá)直接驅(qū)動聚焦滑桿進(jìn)行操作，移動聚焦鏡頭組，向前或者向后，使圖像清晰或者模糊。

其中，所述步驟3中的斷電記憶具體為：斷電后，重新上電的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的監(jiān)控畫面的圖像位置發(fā)生了變化，通過斷電記憶功能變焦發(fā)生變化時，立即記錄變焦的倍數(shù)到存儲設(shè)備；重新上電后可變焦到記憶倍數(shù)，聚焦跟隨聚焦曲線移動，到記憶焦點。

其中，所述步驟54中可設(shè)置三條不同焦距的聚焦跟蹤曲線。

其中，高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通常使用在白天室內(nèi)、白天室外、紅外夜視三種不同場景，場景不一樣，曲線差別也大，因此需要設(shè)置三條不同焦距的聚焦跟蹤曲線。

其中，聚焦跟蹤曲線所得到的方法為：一款20倍的變焦鏡頭，從1倍變到2倍，并手動調(diào)試聚焦馬達(dá)到最清晰點，記錄當(dāng)前聚焦位置即得到一條不同焦距的聚焦跟蹤曲線。

本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的控制電動變倍鏡頭自動聚焦的方法，該方法在變倍的過程中可實現(xiàn)全程監(jiān)控畫面的圖像基本清晰，解決變倍過程中全程監(jiān)控畫面的圖像模糊不清的問題，進(jìn)一步優(yōu)化使用效果；同時，可實現(xiàn)通過軟件控制網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)模組鏡頭的焦距，且在調(diào)焦過程自動進(jìn)行焦點調(diào)整，可以保證在整個變焦過程攝像機(jī)畫面清晰，無需重新調(diào)整焦點；而且解決客戶自己裝鏡頭的麻煩，一款鏡頭可使用多個場景，無需人工拆卸，只需要通過軟件調(diào)節(jié)，模組自動調(diào)節(jié)焦點，保證畫面清晰，省事、省力、省錢；另外，該方法中增設(shè)斷電記憶功能，斷電后變焦發(fā)生變化時，立即記錄變焦的倍數(shù)到存儲設(shè)備，由此可保持?jǐn)嚯娗暗谋O(jiān)控畫面的圖像位置。因此本方法可實現(xiàn)如下優(yōu)勢：

1）出廠模組焦點清晰，畫面清楚，省去用戶鏡頭組裝的步驟，免去了調(diào)鏡頭的麻煩，可以直接加外殼等配件組裝成成品；

2）可通過軟件驅(qū)動鏡頭調(diào)整焦距并實現(xiàn)自動對焦點，適應(yīng)多種監(jiān)控環(huán)境和范圍，初始化調(diào)整方便，操作簡單、實時性高；

3）日夜切換，畫面不跑焦，可以保持清晰的畫面；

4）一款電動鏡頭模組，可省去更換鏡頭的麻煩，有多種焦距段，滿足常規(guī)監(jiān)控，節(jié)省成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的控制電動變倍鏡頭自動聚焦的方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明的控制電動變倍鏡頭自動聚焦的方法中變倍的流程圖；

圖3為本發(fā)明的控制電動變倍鏡頭自動聚焦的方法中自動聚焦流程圖。

具體實施方式

為了更清楚地表述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。

請參閱圖1，本發(fā)明的控制電動變倍鏡頭自動聚焦的方法，包括以下步驟：

步驟S1，電動變倍鏡頭上電后進(jìn)行初始化；

步驟S2，分別查找變焦零點和聚焦零點，使電動變倍鏡頭的變焦位置和聚焦位置都回到出廠默認(rèn)的零點；

步驟S3，根據(jù)斷電記憶，變焦到記憶倍數(shù)；聚焦跟隨聚焦曲線，到記憶焦點后執(zhí)行自動聚焦；

步驟S4，電動變倍鏡頭處于待命狀態(tài)，等待變倍命令；

步驟S5，電動變倍鏡頭根據(jù)變倍命令變焦到相應(yīng)的倍數(shù)；根據(jù)不同的焦距的聚焦跟蹤曲線，實時驅(qū)動聚焦到對應(yīng)的聚焦位置。

請進(jìn)一步參閱圖2，步驟S5中變倍的具體流程為：

步驟S51，接收變倍命令；

步驟S52，記錄當(dāng)前變焦馬達(dá)位置和聚焦馬達(dá)位置，并記錄當(dāng)前變焦倍數(shù)和預(yù)變焦倍數(shù)；

步驟S53，查找變焦曲線，找到預(yù)變焦倍數(shù)的變焦馬達(dá)位置；并查找不同焦距的聚焦跟蹤曲線，找到預(yù)變焦倍數(shù)的聚焦馬達(dá)位置；

步驟S54，計算變焦馬達(dá)位置與聚焦馬達(dá)位置的斜率，與之前的斜率進(jìn)行對比，選擇差異最小的一條不同焦距的聚焦跟蹤曲線；這里斜率是指變焦馬達(dá)位置到聚焦馬達(dá)位置之間的距離與水平線之間的夾角；

步驟S55，變焦開始，根據(jù)變焦曲線，驅(qū)動變焦馬達(dá)到對應(yīng)的焦點；同時，根據(jù)不同焦距的聚焦跟蹤曲線，驅(qū)動聚焦馬達(dá)自動聚焦到對應(yīng)的位置。

請進(jìn)一步參閱圖3，步驟S55中的自動聚焦算法具體如下：

步驟Sa1，通過變焦馬達(dá)到對應(yīng)的焦點和聚焦馬達(dá)自動聚焦到對應(yīng)的位置獲取當(dāng)前的圖像的清晰度值F，并記錄聚焦位置；

步驟Sa2，驅(qū)動聚焦馬達(dá)往左走幾步，獲取當(dāng)前圖像的清晰度值F1，并記錄聚焦位置后回到F點；驅(qū)動聚焦馬達(dá)往右走幾步，獲取當(dāng)前圖像的清晰度值F2，并記錄聚焦位置后回到F點；

步驟Sa3，通過F、F1、F2值對比，基于F值的位置，選擇移動方向，向左還是向右移動；若向F1清晰度越好，則向左驅(qū)動，否則向反方向移動；

步驟Sa4，選定方向后，驅(qū)動聚焦馬達(dá)到固定步長位置；

步驟Sa5，根據(jù)固定步長位置獲取當(dāng)前的圖像的清晰度值F’；

步驟Sa6，根據(jù)圖像的清晰度值F’和圖像的清晰度值F計算斜率；

步驟Sa7，判斷斜率變化，若斜率是上升的，則該點還不是最清晰點，繼續(xù)重復(fù)步驟Sa4-Sa6；直到取到下降的斜率；記錄當(dāng)前點；

步驟Sa8，在當(dāng)前點，減小步長向左和向右驅(qū)動聚焦馬達(dá)，反復(fù)三次，取到最終的最清晰點，自動聚焦完成。

在本實施例中，通過分析圖像特征得出圖像清晰度值F，圖像越清晰，F(xiàn)值越大，獲取圖像的清晰度值的算法有多種，如灰度梯度法，高頻分量法等。本發(fā)明采用高頻分量法來計算圖像的清晰度值。所述高頻分量法具體為：圖像越清晰時高頻部分幅值越大，將圖像通過高通濾波器便可以得到高頻分量；驅(qū)動聚焦馬達(dá)，從不清晰點驅(qū)動到最清晰點，再驅(qū)動到不清晰點；得到的圖像的清晰度值就是一個由小到大，再由大到小的變化；根據(jù)圖像的清晰度值和聚焦馬達(dá)位置值，畫出一個波峰，最高的波峰位置即為自動聚焦位置?；谶@個原理可以知道，變焦馬達(dá)根據(jù)變焦曲線驅(qū)動到對應(yīng)的焦點位置，聚焦馬達(dá)根據(jù)不同焦距的聚焦曲線驅(qū)動到相應(yīng)位置。但是由于機(jī)械誤差，該聚焦位置通常不是最清晰點，而是離最清晰點相對較近的位置。所以需要啟動自動聚焦算法，由此就產(chǎn)生了圖3中自動聚焦算法的流程。

在本實施例中，步驟S5中的焦距變焦和聚焦均是通過馬達(dá)驅(qū)動變化；焦距變化是變焦馬達(dá)直接驅(qū)動變焦滑桿進(jìn)行操作，移動變焦鏡頭組，向前或者向后，改變焦點位置，使圖像放大或者縮?。痪劢棺兓褪蔷劢柜R達(dá)直接驅(qū)動聚焦滑桿進(jìn)行操作，移動聚焦鏡頭組，向前或者向后，使圖像清晰或者模糊。

請再次參閱圖1，該圖是電動鏡頭上電后，如何操作電動鏡頭的一個基本流程。設(shè)備上電后，電動變倍鏡頭首先進(jìn)行初始化，變焦馬達(dá)和聚焦馬達(dá)，分別各種查找變焦滑桿和聚焦滑桿的零點，使電動變倍鏡頭的焦點和聚焦位置都回到出廠默認(rèn)的零點。聚焦和變焦曲線都是以零點位置為原點，這個原點的位置，作為斷電后，重新上電的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)來說，監(jiān)控畫面的圖像位置發(fā)生了變化，監(jiān)控者希望保持?jǐn)嚯娗暗谋O(jiān)控畫面的圖像位置。所以斷電記憶這個功能就必須支持，如何做到斷電記憶，就是變焦發(fā)生變化時，立即記錄變焦的倍數(shù)到存儲設(shè)備。如果支持?jǐn)嚯娪洃浌δ?，設(shè)備記錄斷電前的變倍倍數(shù)，查找零點完成后，變焦到記憶倍數(shù)，聚焦跟隨聚焦曲線移動，到記憶焦點后執(zhí)行自動聚焦。斷電記憶具體為：斷電后，重新上電的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的監(jiān)控畫面的圖像位置發(fā)生了變化，通過斷電記憶功能變焦發(fā)生變化時，立即記錄變焦的倍數(shù)到存儲設(shè)備；重新上電后可變焦到記憶倍數(shù)，聚焦跟隨聚焦曲線移動，到記憶焦點。

在本實施例中，首先鏡頭廠家會提供一組鏡頭變焦曲線，選定最合適的一條作為標(biāo)準(zhǔn)曲線。根據(jù)鏡頭，定義鏡頭的最大倍數(shù)。不管是變焦馬達(dá)還是聚焦馬達(dá)，從起始點運動到最大點，可以精細(xì)的細(xì)分成N步。本發(fā)明采用三條不同焦距變倍跟蹤曲線。高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通常使用在白天室內(nèi)、白天室外、紅外夜視三種不同場景，場景不一樣，曲線差別也大，因此需要設(shè)置三條不同焦距的聚焦跟蹤曲線。如何做不同焦距的聚焦跟蹤曲線，例如一款20倍的變焦鏡頭，從1倍變到2倍，并手動調(diào)試聚焦馬達(dá)到最清晰點，記錄當(dāng)前聚焦位置。依次記錄，得到一條不同焦距的聚焦跟蹤曲線。

相較于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明提供的控制電動變倍鏡頭自動聚焦的方法，該方法在變倍的過程中可實現(xiàn)全程監(jiān)控畫面的圖像基本清晰，解決變倍過程中全程監(jiān)控畫面的圖像模糊不清的問題，進(jìn)一步優(yōu)化使用效果；同時，可實現(xiàn)通過軟件控制網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)模組鏡頭的焦距，且在調(diào)焦過程自動進(jìn)行焦點調(diào)整，可以保證在整個變焦過程攝像機(jī)畫面清晰，無需重新調(diào)整焦點；而且解決客戶自己裝鏡頭的麻煩，一款鏡頭可使用多個場景，無需人工拆卸，只需要通過軟件調(diào)節(jié)，模組自動調(diào)節(jié)焦點，保證畫面清晰，省事、省力、省錢；另外，該方法中增設(shè)斷電記憶功能，斷電后變焦發(fā)生變化時，立即記錄變焦的倍數(shù)到存儲設(shè)備，由此可保持?jǐn)嚯娗暗谋O(jiān)控畫面的圖像位置。因此本方法可實現(xiàn)如下優(yōu)勢：

1）出廠模組焦點清晰，畫面清楚，省去用戶鏡頭組裝的步驟，免去了調(diào)鏡頭的麻煩，可以直接加外殼等配件組裝成成品；

2）可通過軟件驅(qū)動鏡頭調(diào)整焦距并實現(xiàn)自動對焦點，適應(yīng)多種監(jiān)控環(huán)境和范圍，初始化調(diào)整方便，操作簡單、實時性高；

3）日夜切換，畫面不跑焦，可以保持清晰的畫面；

4）一款電動鏡頭模組，可省去更換鏡頭的麻煩，有多種焦距段，滿足常規(guī)監(jiān)控，節(jié)省成本。

以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實施例，但是本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。