一種自動適應鏡頭隨溫度偏移的變倍跟進實現(xiàn)方法
【專利摘要】一種自動適應鏡頭隨溫度偏移的變倍跟進實現(xiàn)方法，涉及攝像機領域。針對準確的聚焦位置與物距的關系來判斷當前最佳鏡頭曲線，只適用于鏡片偏移幾乎不隨溫度變化的鏡頭的技術(shù)不足，包括有：變倍跟進方法；還包括有初始化處理方法和最佳曲線選擇方法；所述初始化處理方法采用在廣角位置對同一物距的當前溫度下最佳聚焦位置值與鏡頭廠家提供的標定變倍跟進曲線確定的最佳聚焦位置值進行比較，確定鏡頭隨溫度變化之后的偏移值；所述最佳曲線選擇方法是將所述變倍跟進方法獲取的變倍跟進曲線確定的最佳聚焦位置值與所述偏移值相加后，得出聚焦位置修正值，根據(jù)聚焦位置修正值反推出最佳變倍跟進曲線，作為下一個變倍跟進操作的參考。變倍過程中以新數(shù)據(jù)移動鏡頭將得到更加清晰的圖像，避免以舊數(shù)據(jù)移動鏡頭導致圖像變得模糊。
【專利說明】一種自動適應鏡頭隨溫度偏移的變倍跟進實現(xiàn)方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及攝像機領域。是一種自動適應鏡頭隨溫度偏移的變倍跟進實現(xiàn)方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著微電子技術(shù)、超大規(guī)模集成電路技術(shù)的進一步發(fā)展，數(shù)字成像技術(shù)的發(fā)展日新月異，數(shù)字攝像機越來越多出現(xiàn)在人們的日常生活中。而聚焦技術(shù)是數(shù)字成像產(chǎn)品的關鍵，國內(nèi)對自動聚焦技術(shù)的研究已經(jīng)取得一些成績，但是主要研究焦點都在于靜止的自動聚焦技術(shù)，沒有針對運動圖像的聚焦技術(shù)做深入研究。在實際工程應用中，攝像機需要通過變倍跟蹤一個運動物體，如何保證物體在運動過程中清晰成像，變倍跟進技術(shù)顯得特別重要。采用好的變倍跟進算法能夠平穩(wěn)快速地跟蹤一個運動物體。
[0003]變倍跟進是自動聚焦技術(shù)的一部分，在自動聚焦系統(tǒng)中反饋控制關鍵是確定聚焦評價函數(shù)的峰值問題。變倍跟進算法同樣也是通過比較不同聚焦位置的評價函數(shù)值來獲得最佳的聚焦位置。變倍跟進是指在進行變焦操作時通過變焦鏡頭的移動來改變系統(tǒng)的焦距，由于系統(tǒng)的焦距發(fā)生變化，所成的像將不會聚焦在原來的對焦面上，所以在變焦鏡頭移動的同時需要通過調(diào)整對焦鏡頭的位置，使景物能在變倍過程中聚焦在圖像傳感器上。其中變倍跟進曲線(變倍跟進曲線又稱:鏡頭曲線、鏡頭變倍曲線或變倍曲線)是指在某一物距范圍內(nèi)不同焦距下的各個最佳聚焦位置組成的對應關系曲線。實現(xiàn)變倍跟進的方法主要有:查表法，幾何變焦跟蹤法，自適應變焦跟蹤法等，其核心都是獲取變倍跟進曲線并控制對焦鏡頭運動。
[0004]變倍跟進系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，將圖像傳感器采集到的圖像數(shù)據(jù)送往圖像信號處理芯片，圖像信號處理芯片將圖像數(shù)據(jù)整理后得到圖像清晰評價函數(shù)值，鏡頭自動控制模塊根據(jù)圖像評價函數(shù)值來控制電機轉(zhuǎn)動，達到變倍跟進的效果。其中評價函數(shù)是指圖像清晰評價函數(shù)，通過對應的數(shù)學公式將圖像量化得到一個值，當圖像越清晰時，量化后的值越大。
[0005]變倍跟進算法是通過比較兩幅不同變倍曲線的圖像評價函數(shù)值，評價函數(shù)值大的曲線就被認為是最佳的變倍曲線。
[0006]鏡頭曲線如圖2所示，其中Y坐標代表聚焦位置，Y軸的正方向為聚焦的遠方向，Y軸的負方向為聚焦的近方向；x坐標代表焦距位置，X軸的負方向為廣角方向，X軸的正方向為長焦方向。
[0007]首先根據(jù)鏡頭廠家提供的不同物距的標定鏡頭曲線擬合出適合的鏡頭曲線，廠家提供的標定鏡頭曲線只是個參考值。一體化光學鏡頭包括變倍步進電機和聚焦步進電機，變倍電機轉(zhuǎn)動的同時，為了獲得清晰圖像，聚焦電機也隨之轉(zhuǎn)動，具體轉(zhuǎn)動步數(shù)可以直接從當前物距的鏡頭曲線得到。例如為了保證I米物距下的物體在鏡頭變倍過程中全程清晰，需要同時將聚焦鏡片移動到I米變倍曲線中對應的聚焦位置。
[0008]從圖2可以得出以下結(jié)論，鏡頭曲線倍數(shù)越大，離散越嚴重。而在小倍數(shù)下各鏡頭曲線基本上是重合。因此需要根據(jù)準確的聚焦位置與物距的關系通過選擇多條不同鏡頭曲線來判斷哪條鏡頭曲線才是當前物距的最佳鏡頭曲線。
[0009]當鏡片發(fā)生偏移時，焦距與聚焦的關系也會發(fā)生相應的變化，即變倍曲線發(fā)生變化，因此原來保存的變倍曲線已經(jīng)不適用。
[0010]以上的算法是基于準確的聚焦位置與物距的關系來判斷當前最佳鏡頭曲線，只適用于鏡片偏移幾乎不隨溫度變化的鏡頭。算法對不同的鏡頭適應性很差，增加了調(diào)試量產(chǎn)難度。因此需要提出一種解決方法來解決存在的適應性問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]綜上所述，本發(fā)明的目的是針對準確的聚焦位置與物距的關系來判斷當前最佳鏡頭曲線，只適用于鏡片偏移幾乎不隨溫度變化的鏡頭的技術(shù)不足，而提出的一種自動適應鏡頭隨溫度偏移的變倍跟進實現(xiàn)方法。
[0012]為解決本發(fā)明提出技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案為:一種自動適應鏡頭隨溫度偏移的變倍跟進實現(xiàn)方法，包括有:獲取變倍跟進曲線控制對焦鏡頭自動聚焦的變倍跟進方法；其特征在于:還包括有初始化處理方法和最佳曲線選擇方法；所述初始化處理方法采用在廣角位置對同一物距的當前溫度下最佳聚焦位置值與鏡頭廠家提供的標定變倍跟進曲線確定的最佳聚焦位置值進行比較，確定鏡頭隨溫度變化之后的偏移值；所述最佳曲線選擇方法是將所述變倍跟進方法獲取的變倍跟進曲線確定的最佳聚焦位置值與所述偏移值相加后，得出聚焦位置修正值，根據(jù)聚焦位置修正值反推出最佳變倍跟進曲線，作為下一個變倍跟進操作的參考。
[0013]所述的聚焦位置修正值通過查表法與比較大小推算出最佳變倍跟進曲線。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:由于鏡頭的鏡片聚焦位置會隨溫度變化產(chǎn)生偏移，與標定的參數(shù)存在偏差，所以變倍跟進曲線會相應發(fā)生變化。因為鏡頭在廣角的時候，鏡頭景深好，無需調(diào)整聚焦，就可以將不同物距的物體看清楚，廣角的時候測量當前鏡頭的偏移值誤差小。根據(jù)偏移值及原始的變倍跟進曲線，得到鏡片隨溫度偏移后的不同物距對應最佳的變倍跟進曲線，將當前聚焦位置校正后的反推最佳變倍跟進曲線。或者直接將當前聚焦位置加上偏移值得到一個校正后的聚焦位置，利用校正后的聚焦位置反推最佳曲線。把偏移值導入原來的數(shù)據(jù)將減小原來數(shù)據(jù)在當前系統(tǒng)中的誤差。變倍過程中以新數(shù)據(jù)移動鏡頭將得到更加清晰的圖像，避免以舊數(shù)據(jù)移動鏡頭導致圖像變得模糊。
[0015]增加對不同鏡頭的適應性，降低研發(fā)生產(chǎn)過程中的調(diào)試和量產(chǎn)難度，提高變倍過程中的圖像清晰度，提高客戶體驗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1變倍跟進系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖2原始標定的變倍跟進曲線圖；
圖3本發(fā)明的變倍跟進實現(xiàn)方法處理流程圖；
圖4變倍跟進曲線變化對比圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖和具體案例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步地說明。[0018]本發(fā)明的變倍跟進實現(xiàn)方法是在傳統(tǒng)的變倍跟進方法的基礎上增加初始化處理方法和最佳曲線選擇方法。傳統(tǒng)的變倍跟進方法獲取變倍跟進曲線控制對焦鏡頭自動聚焦，未考慮最佳聚焦位置值隨溫度偏移因素。
[0019]所述初始化處理方法采用在廣角位置對同一物距的當前溫度下最佳聚焦位置值與鏡頭廠家提供的標定變倍跟進曲線確定的最佳聚焦位置值進行比較，確定鏡頭隨溫度變化之后的偏移值；如圖4中所示，假設在廣角的時候10米物距下原始標定的最佳聚焦位置為A，溫度變化之后得到10米物距下標定最佳聚焦位置為B，其中A減去B就是鏡頭隨溫度變化之后的偏移值C。其中線N為原來標定的物距為IOm的變倍跟進曲線，線M為根據(jù)偏移值C修正之后反推得出對應的物距為IOm的變倍跟進曲線。根據(jù)當前最佳聚焦位置通過查表法與比較大小推算出最佳變倍跟進曲線。例如變倍跟進曲線A在當前焦距下的聚焦位置是C，變倍跟進曲線B在當前焦距下的聚焦位置是D，其中當前最佳聚焦位置是E，其中C與E的差值比D與E的差值小，那么變倍跟進曲線A是變倍跟進曲線A和變倍跟進曲線B之間的最佳變倍跟進曲線。當變倍跟進沿著變倍跟進曲線A移動聚焦電機，圖像將會更加清晰。
[0020]所述最佳曲線選擇方法是將所述變倍跟進方法獲取的變倍跟進曲線確定的最佳聚焦位置值與所述偏移值相加后，得出聚焦位置修正值，根據(jù)聚焦位置修正值反推出最佳變倍跟進曲線，作為下一個變倍跟進操作的參考。
[0021]結(jié)合偏移值C和原始變倍跟進曲線，將修正得到鏡片偏移后的不同物距的變倍跟進曲線，可以將當前聚焦位置利用校正后變倍跟進曲線反推最佳變倍跟進曲線?；蛘咧苯訉斍熬劢刮恢眉由掀浦礐得到一個校正后的聚焦位置，利用校正后的聚焦位置反推最佳變倍跟進曲線。把偏移值C導入原來的數(shù)據(jù)將減小原來數(shù)據(jù)在當前系統(tǒng)中的誤差。變倍過程中以新數(shù)據(jù)移動鏡頭將得到更加清晰的圖像，避免以舊數(shù)據(jù)移動鏡頭導致圖像變得模糊。
[0022]由于在小倍數(shù)下，鏡頭曲線基本上是重合的，不挑選曲線都能滿足保持圖像清晰的要求，但是兩個相鄰曲線聚焦位置間距比較大的時候，曲線比較離散。當選擇的曲線不是最佳曲線時，圖像開始變模糊，必須要重新挑選曲線。因此變倍跟進需要一個最佳變倍跟進曲線選擇的處理流程，以便變倍跟進過程圖像能夠更加清晰。
[0023]進入最佳曲線選擇進程的時候:
1.首先要判斷跳轉(zhuǎn)方向，同時記錄當前曲線的評價函數(shù)值A ;如果方向標志位P為I，向上選擇曲線，否則向下選擇曲線。
[0024]2.記錄當前曲線評價函數(shù)值B。如果A大于B，那么A對應的變倍跟進曲線比B對應的變倍跟進曲線更佳，曲線調(diào)整方向不正確，方向標志位P需要調(diào)整，所以將方向標志位P取反；反之B對應的變倍跟進曲線比A對應變倍跟進曲線更佳，曲線調(diào)整方向正確，不需要調(diào)整方向。
[0025]本發(fā)明的核心是在變倍跟進算法中增加一個測量鏡頭隨溫度變化的偏移值的過程，同時將偏移值作為選擇曲線的參考，降低選擇曲線的誤差，讓變倍過程中圖像變得更清晰，提聞客戶體驗。
【權(quán)利要求】
1.一種自動適應鏡頭隨溫度偏移的變倍跟進實現(xiàn)方法，包括有:獲取變倍跟進曲線控制對焦鏡頭自動聚焦的變倍跟進方法；其特征在于:還包括有初始化處理方法和最佳曲線選擇方法；所述初始化處理方法采用在廣角位置對同一物距的當前溫度下最佳聚焦位置值與鏡頭廠家提供的標定變倍跟進曲線確定的最佳聚焦位置值進行比較，確定鏡頭隨溫度變化之后的偏移值；所述最佳曲線選擇方法是將所述變倍跟進方法獲取的變倍跟進曲線確定的最佳聚焦位置值與所述偏移值相加后，得出聚焦位置修正值，根據(jù)聚焦位置修正值反推出最佳變倍跟進曲線，作為下一個變倍跟進操作的參考。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動適應鏡頭隨溫度偏移的變倍跟進實現(xiàn)方法，其特征在于:所述的聚焦位置修正值通過查表法與比較大小推算出最佳變倍跟進曲線。
【文檔編號】G03B13/36GK103747185SQ201410045367
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月8日
【發(fā)明者】陳濤 申請人:深圳市維海軟件有限公司