專利名稱：用于支持?jǐn)z像機(jī)的調(diào)焦的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于支持配備有手動(dòng)焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置的用于提供數(shù)字圖像內(nèi)容的攝像機(jī)、尤其是智能攝像機(jī)的調(diào)焦的裝置、配備有這類裝置的攝像機(jī)以及用于提供調(diào)焦信息的方法。
背景技術(shù)：
“智能攝像機(jī)”理解為不僅可以攝取圖像而且本身還可以處理和/或解釋圖像的光學(xué)系統(tǒng)。智能攝像機(jī)除了圖像攝取電路之外，例如可以作為智能的和自主的光學(xué)系統(tǒng)從所攝取的圖像中濾出并且處理應(yīng)用特定的信息以及基于所述信息做出決定。經(jīng)常用在監(jiān)視任務(wù)范疇內(nèi)的智能攝像機(jī)通常由具有視頻處理單元(VideoContent Analysis:視頻內(nèi)容分析)的攝像機(jī)殼體和可取下的鏡頭組成。根據(jù)應(yīng)用可以使用不同的鏡頭(廣角鏡頭、長焦鏡頭或變焦鏡頭)。在安裝新的鏡頭之后通常必須手動(dòng)地對其調(diào)焦。對此，在智能攝像機(jī)中，智能攝像機(jī)通常通過網(wǎng)絡(luò)連接、例如通過以太網(wǎng)或WLAN與計(jì)算機(jī)(例如筆記本電腦)連接。隨后，在將鏡頭調(diào)節(jié)到最佳焦點(diǎn)上期間，可以在筆記本電腦上觀察攝像機(jī)圖像。例如在DE2361286A1中公開可在這類智能攝像機(jī)中使用的具有可變焦距的調(diào)焦裝置或攝取鏡頭。用于鏡頭的電機(jī)式調(diào)焦的自動(dòng)方法(即自動(dòng)調(diào)焦方法)例如由DE69207043T2和EP0508897B1已知。然而，在使用固定安裝的、靜態(tài)的攝像機(jī)的監(jiān)視任務(wù)中，優(yōu)選更加成本有利的、沒有自動(dòng)調(diào)焦功能的鏡頭。因此，手動(dòng)的鏡頭在此尤其具有優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橥ǔH僅在安裝攝像機(jī)時(shí)一次性地調(diào)節(jié)鏡頭，并且隨后在焦點(diǎn)位置方面不再改變所述鏡頭。在智能攝像機(jī)系統(tǒng)中的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)時(shí)一其中例如在筆記本電腦上使用攝像機(jī)圖像的外部顯示以便精確清晰地調(diào)節(jié)焦點(diǎn)，需要將屏幕持久地保持在眼中，以便實(shí)現(xiàn)最佳的清晰度結(jié)果。然而，在攝像機(jī)以大的距離、例如以大的高度安裝在天花板上或在其他難以到達(dá)的位置上的情形中，幾乎不能實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)圖像的同時(shí)鑒定和鏡頭的調(diào)整。經(jīng)常不存在以下可能性:在這類情形中以攝像機(jī)的視距放置計(jì)算機(jī)、例如筆記本。因此，存在對用于支持相應(yīng)攝像機(jī)、尤其是智能攝像機(jī)的調(diào)焦的裝置的需求，所述裝置可以用于僅僅具有手動(dòng)的焦距調(diào)節(jié)裝置的攝像機(jī)上。

發(fā)明內(nèi)容
在所述背景下，本發(fā)明建議具有獨(dú)立權(quán)利要求特征的用于支持配備有手動(dòng)焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置的用于提供數(shù)字圖像內(nèi)容的攝像機(jī)、尤其是智能攝像機(jī)的調(diào)焦的裝置、配備有這類裝置的攝像機(jī)以及用于提供用于這類攝像機(jī)的調(diào)焦的調(diào)焦信息的方法。有利的構(gòu)型是從屬權(quán)利要求以及后續(xù)描述的主題。通過根據(jù)本發(fā)明的措施簡化和顯著加速例如智能攝像機(jī)上的手動(dòng)調(diào)焦。為此，例如使用在智能攝像機(jī)中已有的微處理器，以便分析圖像的清晰度。例如，攝像機(jī)上的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管信令化清晰度調(diào)節(jié)過程的狀態(tài)并且向使用者提供有關(guān)焦點(diǎn)位置或清晰度調(diào)節(jié)的反饋。優(yōu)選地，在本發(fā)明的范疇內(nèi)，還可以直接在攝像機(jī)圖像內(nèi)實(shí)現(xiàn)聲音信令化或大面積的可視化，從而在筆記本電腦設(shè)置在遠(yuǎn)處的情況下(例如，在傳統(tǒng)的攝像機(jī)調(diào)節(jié)方法的范疇內(nèi))也可以識(shí)別攝像機(jī)的清晰度狀態(tài)。在后一種情況中，以下可以認(rèn)為是有利的:在此不需要附加的硬件，然而仍然需要外部的圖像顯示。在相應(yīng)的智能攝像機(jī)內(nèi)通常運(yùn)行微處理器，所述微處理器分析通過攝像機(jī)提供的視頻數(shù)據(jù)并且提取其他信息(例如在移動(dòng)探測的范疇內(nèi))。在清晰度調(diào)節(jié)過程期間使用微處理器，以便檢查攝像機(jī)圖像的焦點(diǎn)。為此，在智能攝像機(jī)上實(shí)現(xiàn)合適的圖像處理例程，如以下進(jìn)一步闡述的那樣。相應(yīng)的算法或處理例程僅僅需要智能攝像機(jī)上小的存儲(chǔ)能力和計(jì)算能力，并且其不僅可以在安裝模式中(例如用于在特定條件下調(diào)節(jié)相應(yīng)的攝像機(jī))加載而且可以用于其他的應(yīng)用。如所提到的那樣，通過微處理器進(jìn)行的分析的結(jié)果借助發(fā)光二極管在殼體上和/或以聲學(xué)方式在殼體中信令化和/或以屏幕上功能(On-Screen- Funktionalitat)的形式寫到攝像機(jī)圖像上或嵌入攝像機(jī)圖像中。根據(jù)本發(fā)明建議的措施的顯著優(yōu)點(diǎn)是清晰度調(diào)節(jié)過程的簡化，以便盡管顯示可能性有限也確保鏡頭的非常精確的調(diào)節(jié)。本發(fā)明的其他的優(yōu)點(diǎn)和構(gòu)型從說明和附圖中得出。顯然，以上提到的和后續(xù)還待解釋的特征不僅可以以分別說明的組合而且可以以其他組合使用或單獨(dú)使用，而不脫離本發(fā)明的范疇。


根據(jù)附圖中的實(shí)施例示意性地表示并且接下來參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。圖1示出在本發(fā)明的范疇中使用的智能攝像機(jī)。圖2示出用于根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方式來顯示調(diào)焦信息的裝置。圖3A至3E示出根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方式的調(diào)焦的步驟。
具體實(shí)施例方式圖1中示出可以在根據(jù)本發(fā)明的方法的范疇中使用的智能攝像機(jī)。攝像機(jī)具有攝像機(jī)殼體10和鏡頭11。攝像機(jī)通過未示出的連接裝置與外部的分析處理和/或顯示裝置(同樣未示出)連接，所述連接裝置也可以以WLAN裝置或其他無線傳輸裝置的形式構(gòu)造。相應(yīng)的攝像機(jī)通常具有焦點(diǎn)調(diào)節(jié)輪111、光圈調(diào)節(jié)裝置112以及用于改變焦距(變焦調(diào)節(jié))的調(diào)節(jié)裝置113，所述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)輪用于調(diào)節(jié)攝像機(jī)焦點(diǎn)。圖2中示出用于根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方式的用于顯示調(diào)焦信息的裝置并且根據(jù)調(diào)焦信息在四個(gè)不同的顯示狀態(tài)中以201至204表示。相應(yīng)的顯示裝置例如具有分別安置有發(fā)光二極管(LED)的透明區(qū)域210、220、230。在關(guān)閉的狀態(tài)201中，顯示裝置210、220、230中的任何一個(gè)都不發(fā)光。在第二調(diào)節(jié)模式中，通過(在圖中陰影表示的)箭頭的發(fā)光通知使用者:必須在第一方向上、例如向右旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的攝像機(jī)的焦點(diǎn)輪111 (參看圖1)。如果基于根據(jù)本發(fā)明提供的用于確定焦點(diǎn)值的裝置識(shí)別到需要焦點(diǎn)輪在相反的方向上的旋轉(zhuǎn)，則這在顯示狀態(tài)203中通過相反的箭頭210的發(fā)光來通知用戶。如果清晰度值已經(jīng)達(dá)到例如自動(dòng)地逐漸增大的閾值之上，則這在此通過矩形220的發(fā)光向使用者顯示。因此，以一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管的形式提供成本有利的信號輸出裝置，其也可以通過聲學(xué)信號發(fā)生器支持和/或取代。此外，附加地或替代地，進(jìn)行相應(yīng)的屏幕上可視化(On-Screen-Visualisierung)。如圖2中所示,視覺信號輸出也可以簡化如下:取消“方向箭頭” 210、230，或使用僅僅一個(gè)顯示相反方向上的所需旋轉(zhuǎn)的“換向箭頭”。接下來根據(jù)圖3A至3E中所示的圖像描述優(yōu)選的調(diào)焦的過程。在此以下可以認(rèn)為是特別有利的:調(diào)焦過程相應(yīng)于使用者在可見的攝像機(jī)圖像的情況下也使用的直觀的、迭代的過程。在此，在每個(gè)步驟中移動(dòng)焦點(diǎn)環(huán)超出最大清晰度的區(qū)域，其中在每個(gè)步驟中進(jìn)一步細(xì)化所述區(qū)域的擴(kuò)展，也就是說，增大閾值，從所述閾值起圖像被識(shí)別為“清晰的”。輪上的移動(dòng)由此隨著每個(gè)步驟變得更小和更慢，直至僅僅在最大清晰度的點(diǎn)周圍最小地移動(dòng)所述輪。用于確定焦點(diǎn)值的裝置例如使用輸入圖像上的梯度計(jì)算(見圖3A至3E中的相應(yīng)子圖1)，其中梯度的絕對值的總和用于分析。例如在本發(fā)明的范疇內(nèi)可以使用焦點(diǎn)識(shí)別系統(tǒng)，如同在W02008/063811A1中描述的那樣，其中清晰度值轉(zhuǎn)換成波形。圖3A中示出以下情形:焦點(diǎn)調(diào)節(jié)位于左側(cè)止擋處。使用者例如在安裝開始時(shí)進(jìn)行這類調(diào)節(jié)，或攝像機(jī)自動(dòng)地到達(dá)這類位置。例如可以借助攝像機(jī)上的物理開關(guān)或通過發(fā)給攝像機(jī)的軟件指令開始用于清晰度調(diào)節(jié)的安裝過程。在所述狀態(tài)中的控制顯示相應(yīng)于圖2的顯示狀態(tài)202。圖3A的子圖1中示出在這種狀態(tài)中獲得的(不清晰的)攝像機(jī)圖像。子圖2示出梯度圖像，其中相應(yīng)地轉(zhuǎn)換在子圖1中出現(xiàn)的邊緣。由于所獲得的圖像的不清晰性，探測不到任何邊緣。在子圖3中，在y軸上描繪邊緣圖像2中的梯度值在時(shí)間上或相對于X軸上的各個(gè)采樣時(shí)刻的總和，由此獲得對于每個(gè)調(diào)節(jié)時(shí)刻的清晰度的品質(zhì)度量。在圖3B中，基于圖2中的顯示狀態(tài)202，通過使用者向右旋轉(zhuǎn)焦點(diǎn)調(diào)節(jié)輪。如在子圖3中示出的那樣，清晰度的品質(zhì)度量提高，因?yàn)樵谶吘増D像2中部分地探測到邊緣。所述方法連續(xù)地計(jì)算清晰程度并且分析相應(yīng)的曲線變化。如果沒有超過最大值，則圖2的顯示保持在顯示狀態(tài)202中。在圖3C中，基于位于顯示狀態(tài)202中的用于顯示關(guān)于可在子圖3中看到的清晰度最大值的調(diào)焦信息的裝置，鏡頭已經(jīng)轉(zhuǎn)出，由此攝像機(jī)圖像I的清晰度惡化并且相應(yīng)地梯度圖像2惡化。如果達(dá)到這類狀態(tài)，則用于顯示調(diào)焦信息的裝置轉(zhuǎn)換到顯示狀態(tài)203上，由此通知:應(yīng)在相反的方向上、在這種情況下即應(yīng)向右移動(dòng)焦點(diǎn)輪11?；谟纱双@得的最大值，確定清晰度的第一粗略閾值(例如，最大值的3/4)。如果聚點(diǎn)度量位于所述閾值范圍之上，則顯示裝置在顯示狀態(tài)204中發(fā)光?，F(xiàn)在用戶在焦點(diǎn)輪上一直旋轉(zhuǎn)，直到顯示裝置又熄滅并且用于相反的旋轉(zhuǎn)(顯示狀態(tài)202)的標(biāo)志發(fā)光。同時(shí)，算法再次確定清晰度最大值。通過現(xiàn)在更慢的旋轉(zhuǎn)和每旋轉(zhuǎn)角度由此更高的采樣率可確定具有更大精度的最大值?，F(xiàn)在連續(xù)重復(fù)在子圖3C和3D中示出的方法。在此，隨著每次超過最大范圍自動(dòng)地繼續(xù)向分別找到的最大值推移閾值，由此不斷地減小旋轉(zhuǎn)角度范圍，在所述旋轉(zhuǎn)角度范圍中出現(xiàn)最大顯示(顯示狀態(tài)204)。這迫使使用者以不斷增大的精度旋轉(zhuǎn)。當(dāng)最大值范圍變得如此小使得在輪上最小的移動(dòng)已經(jīng)足夠熄滅(整體上在圖3E中示出)顯示裝置(顯示狀態(tài)204)時(shí)，所述方法結(jié)束。
總之可以確定，通過根據(jù)本發(fā)明的措施能夠?qū)崿F(xiàn)攝像機(jī)的簡化安裝，而不需要圖像再現(xiàn)。裝配工可以直接在攝像機(jī)上(例如，借助發(fā)光二極管)識(shí)別:什么時(shí)候攝像機(jī)被最佳調(diào)節(jié)。由此可以將攝像機(jī)協(xié)調(diào)到例如更遠(yuǎn)距離處的導(dǎo)體上，而不必例如在筆記本電腦上鑒定傳統(tǒng)上用于調(diào)節(jié)的顯示。如所解釋的，聲學(xué)信號輸出可以內(nèi)嵌在所描述的安裝過程中并且可以支持或取代所描述的安裝過程。這例如借助可變的音調(diào)、音列和/或聲音間隔實(shí)現(xiàn)。恒定的聲音可以信令化例如最佳值，并且變快的音列可以顯示朝最佳值方向的目標(biāo)引導(dǎo)，或者更慢的音列可以顯示離開最佳值。
權(quán)利要求
1.一種用于支持配備有手動(dòng)焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置(111)的攝像機(jī)、尤其是智能攝像機(jī)的調(diào)焦的裝置，所述攝像機(jī)用于提供數(shù)字圖像內(nèi)容，其特征在于，用于根據(jù)對所述手動(dòng)的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置(111)的操作確定所述攝像機(jī)的焦點(diǎn)值的裝置和用于基于所確定的焦點(diǎn)值向使用者顯示調(diào)焦信息(201，202，203，204)的裝置(210，220，230)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，用于顯示所述調(diào)焦信息(201，202，203，204)的裝置(210，220，230)被構(gòu)造為發(fā)光顯示裝置、尤其是發(fā)光二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中，用于顯示所述調(diào)焦信息的裝置被構(gòu)造為用于產(chǎn)生聲學(xué)信號的裝置。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，用于顯示所述調(diào)焦信息的裝置被構(gòu)造用于將焦點(diǎn)信息插入通過所述攝像機(jī)提供的數(shù)字圖像內(nèi)容中。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述調(diào)焦信息(201，202，203，204)包括用于調(diào)整所述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置(111)的指令和/或清晰度值的顯示。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，當(dāng)通過用于確定所述焦點(diǎn)值的裝置確定的焦點(diǎn)值超過或低于至少一個(gè)閾值時(shí)，用于顯示所述調(diào)焦信息(201，202，203，204)的裝置(210，220，230)才顯示所述調(diào)焦信息(201，202，203，204)。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，用于確定所述焦點(diǎn)值的裝置集成在攝像機(jī)處理器中。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，用于確定所述焦點(diǎn)值的裝置被構(gòu)造用于確定所述數(shù)字圖像內(nèi)容中的邊緣的邊緣強(qiáng)度。
9.一種用于借助手動(dòng)的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置(111)提供數(shù)字圖像內(nèi)容的攝像機(jī)、尤其是智能攝像機(jī)，其具有根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的用于支持調(diào)焦的裝置。
10.一種用于在使用根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的裝置或根據(jù)權(quán)利要求9所述的攝像機(jī)的情況下提供聚焦信息方法，所述方法包括:根據(jù)對手動(dòng)的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置(111)的操作確定所述攝像機(jī)的焦點(diǎn)值，以及基于所確定的焦點(diǎn)值向使用者顯示調(diào)焦信息(201，.202，203，204)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于支持配備有手動(dòng)焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置的用于提供數(shù)字圖像內(nèi)容的攝像機(jī)、尤其是智能攝像機(jī)的調(diào)焦的裝置，其中設(shè)置有用于根據(jù)對手動(dòng)焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置的操作來確定攝像機(jī)的焦點(diǎn)值的裝置和用于基于所確定的焦點(diǎn)值向使用者顯示調(diào)焦信息的裝置。
文檔編號H04N5/232GK103168461SQ201180049965
公開日2013年6月19日 申請日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者H·菲爾布蘭特, J·K·瓦爾澤翰 申請人:羅伯特·博世有限公司