一種用于球機(jī)實(shí)時跟蹤的自動聚焦系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的用于球機(jī)實(shí)時跟蹤的自動聚焦系統(tǒng)，通過對低解析度視頻進(jìn)行調(diào)焦輔助處理，檢測出需要獲取高解析度視頻圖像的時間點(diǎn)和圖像取景位置；以及通過運(yùn)動軌跡預(yù)測單元獲取所述時間點(diǎn)的監(jiān)控目標(biāo)實(shí)際位置，對所述圖像取景位置進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)了球機(jī)系統(tǒng)的自動聚焦，可以實(shí)時調(diào)整，準(zhǔn)確率高。
【專利說明】一種用于球機(jī)實(shí)時跟蹤的自動聚焦系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種用于球機(jī)實(shí)時跟蹤的自動聚焦系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)字視頻監(jiān)控設(shè)備的使用目前已經(jīng)非常普及，廣泛使用于樓宇監(jiān)控和路口及道路 監(jiān)控中，但是這些視頻的解析度普遍偏低，這就導(dǎo)致了目前在應(yīng)用中普遍存在的一個問題， 即在需要察看相關(guān)視頻的細(xì)節(jié)時發(fā)現(xiàn)，因?yàn)橐曨l的解析度較低，許多細(xì)節(jié)非常模糊，即使使 用肉眼也無法分辨。
[0003] 為了解決上述問題，目前也出現(xiàn)了可以進(jìn)行焦距調(diào)整的球機(jī)系統(tǒng)，但是目前的調(diào) 焦球機(jī)在時機(jī)把握、準(zhǔn)確度方面還不高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提出一種用于球機(jī)實(shí)時跟蹤的自動聚焦系統(tǒng)，所述系統(tǒng) 包括：第一球機(jī)單元、第二球機(jī)單元、自動聚焦控制單元、第一視頻圖像獲取單元、第二視頻 圖像獲取單元、第一濾波消噪單元、第二濾波消噪單元、圖像定位單元、間距確定單元、運(yùn)動 軌跡預(yù)測單元、自動聚焦分析處理單元、數(shù)據(jù)庫單元、視頻圖像播放單元、以及播放數(shù)據(jù)處 理單元；其中，
[0006] 所述第一和第二球機(jī)單元用于獲取監(jiān)控區(qū)域的視頻圖像，其中第一球機(jī)單元為定 焦低解析度探頭，第二球機(jī)單元為可調(diào)焦高解析度探頭；第一球機(jī)單元和第二球機(jī)單元設(shè) 置參數(shù)和監(jiān)控區(qū)域相同，上下或左右排列，所述第二球機(jī)單元通過自帶的步進(jìn)電機(jī)調(diào)整步 進(jìn)方向和步數(shù)以調(diào)整焦距；
[0007] 所述第一視頻圖像獲取單元和第二視頻圖像獲取單元分別與上述兩個球機(jī)單元 連接，將兩個球機(jī)的模擬或數(shù)字視頻圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視頻圖像格式；
[0008] 所述第一濾波消噪單元和第二濾波消噪單元分別連接第一視頻圖像獲取單元和 第二視頻圖像，用于對獲取的視頻圖像進(jìn)行濾波消噪；
[0009] 所述圖像定位單元連接第一濾波消噪單元，用于監(jiān)控區(qū)域內(nèi)監(jiān)控目標(biāo)的定位；
[0010] 所述間距確定單元連接圖像定位單元，用于確定定位目標(biāo)位置與第一球機(jī)單元的 距尚沮圍；
[0011] 所述運(yùn)動軌跡預(yù)測單元連接間距確定單元，用于根據(jù)監(jiān)控目標(biāo)的位置和間距確定 單元確定的距離范圍，對監(jiān)控目標(biāo)的運(yùn)動軌跡進(jìn)行追蹤；
[0012] 所述自動聚焦分析處理單元用于根據(jù)獲取的視頻圖像以及運(yùn)動軌跡預(yù)測單元獲 取的監(jiān)控目標(biāo)運(yùn)動軌跡生成調(diào)焦控制指令，并發(fā)送至自動聚焦控制單元；
[0013] 所述自動聚焦控制單元根據(jù)自動聚焦分析處理單元的命令對第二球機(jī)單元的步 進(jìn)電機(jī)進(jìn)行微調(diào)以及控制第二球機(jī)單元焦距變大或變小，以便獲取高解析度視頻圖像；
[0014] 所述數(shù)據(jù)庫單元用于保存獲取的視頻和圖像；
[0015] 所述視頻圖像播放單元用于對視頻圖像進(jìn)行播放；
[0016] 所述播放數(shù)據(jù)處理單元用于根據(jù)指令對存儲的視頻圖像進(jìn)行播放的相關(guān)處理。
[0017] 本發(fā)明的用于球機(jī)實(shí)時跟蹤的自動聚焦系統(tǒng)，通過對低解析度視頻進(jìn)行調(diào)焦輔助 處理，檢測出需要獲取高解析度視頻圖像的時間點(diǎn)和圖像取景位置；以及通過運(yùn)動軌跡預(yù) 測單元獲取所述時間點(diǎn)的監(jiān)控目標(biāo)實(shí)際位置，對所述圖像取景位置進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)了球機(jī) 系統(tǒng)的自動聚焦，可以實(shí)時調(diào)整，準(zhǔn)確率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對于本領(lǐng)域低技 術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的 限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：
[0019] 附圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于球機(jī)實(shí)時跟蹤的自動聚焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示 意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施方式。雖然附圖中播放了本公 開的示例性實(shí)施方式，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí) 施方式所限制。相反，提供這些實(shí)施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟?開的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提出一種用于球機(jī)實(shí)時跟蹤的自動聚焦系統(tǒng)，如附圖1 所示，所述系統(tǒng)包括：第一球機(jī)單元、第二球機(jī)單元、自動聚焦控制單元、第一視頻圖像獲取 單元、第二視頻圖像獲取單元、第一濾波消噪單元、第二濾波消噪單元、圖像定位單元、間距 確定單元、運(yùn)動軌跡預(yù)測單元、自動聚焦分析處理單元、數(shù)據(jù)庫單元、視頻圖像播放單元、以 及播放數(shù)據(jù)處理單元；其中，所述第一球機(jī)單元依次連接第一視頻圖像獲取單元、第一濾 波消噪單元、圖像定位單元、間距確定單元、運(yùn)動軌跡預(yù)測單元；所述第一濾波消噪單元的 輸出分別連接數(shù)據(jù)庫單元和自動聚焦分析處理單元，所述運(yùn)動軌跡預(yù)測單元的輸出連接自 動聚焦分析處理單元，所述第二球機(jī)單元依次連接第二視頻圖像獲取單元、第二濾波消噪 單元以及自動聚焦分析處理單元，所述自動聚焦控制單元分別連接自動聚焦分析處理單元 的輸出以及第二視頻圖像獲取單元的輸入，所述第二濾波消噪單元的輸出還連接數(shù)據(jù)庫單 元，所述數(shù)據(jù)庫單元的輸出依次連接播放數(shù)據(jù)處理單元和視頻圖像播放單元。
[0022] 所述第一和第二球機(jī)單元用于獲取監(jiān)控區(qū)域的視頻圖像，其中第一球機(jī)單元為定 焦低解析度探頭，第二球機(jī)單元為可調(diào)焦高解析度探頭；第一球機(jī)單元和第二球機(jī)單元設(shè) 置參數(shù)和監(jiān)控區(qū)域相同，上下或左右排列，所述第二球機(jī)單元通過自帶的步進(jìn)電機(jī)調(diào)整步 進(jìn)方向和步數(shù)以調(diào)整焦距；
[0023] 所述第一視頻圖像獲取單元和第二視頻圖像獲取單元分別與上述兩個球機(jī)單元 連接，將兩個球機(jī)的模擬或數(shù)字視頻圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視頻圖像格式；
[0024] 所述第一濾波消噪單元和第二濾波消噪單元分別連接第一視頻圖像獲取單元和 第二視頻圖像，用于對獲取的視頻圖像進(jìn)行濾波消噪；
[0025] 所述圖像定位單元連接第一濾波消噪單元，用于監(jiān)控區(qū)域內(nèi)監(jiān)控目標(biāo)的定位；
[0026] 所述間距確定單元連接圖像定位單元，用于確定定位目標(biāo)位置與第一球機(jī)單元的 距尚沮圍；
[0027] 所述運(yùn)動軌跡預(yù)測單元連接間距確定單元，用于根據(jù)監(jiān)控目標(biāo)的位置和間距確定 單元確定的距離范圍，對監(jiān)控目標(biāo)的運(yùn)動軌跡進(jìn)行追蹤；
[0028] 所述自動聚焦分析處理單元用于根據(jù)獲取的視頻圖像以及運(yùn)動軌跡預(yù)測單元獲 取的監(jiān)控目標(biāo)運(yùn)動軌跡生成調(diào)焦控制指令，并發(fā)送至自動聚焦控制單元；
[0029] 所述自動聚焦控制單元根據(jù)自動聚焦分析處理單元的命令對第二球機(jī)單元的步 進(jìn)電機(jī)進(jìn)行微調(diào)以及控制第二球機(jī)單元焦距變大或變小，以便獲取高解析度視頻圖像；
[0030] 所述數(shù)據(jù)庫單元用于保存獲取的視頻和圖像；
[0031] 所述視頻圖像播放單元用于對視頻圖像進(jìn)行播放；
[0032] 所述播放數(shù)據(jù)處理單元用于根據(jù)指令對存儲的視頻圖像進(jìn)行播放的相關(guān)處理。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述自動聚焦分析處理單元用于根據(jù)第一視頻圖像獲取 單元和第二視頻圖像獲取單元獲取的視頻圖像以及運(yùn)動軌跡預(yù)測單元獲取的監(jiān)控目標(biāo)運(yùn) 動軌跡生成調(diào)焦控制指令包括：
[0034] 將定焦低解析度探頭的視頻圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)庫單元實(shí)現(xiàn)存儲，并發(fā)送給視頻 圖像播放單元進(jìn)行播放；對低解析度視頻進(jìn)行調(diào)焦輔助處理，檢測出需要獲取高解析度視 頻圖像的時間點(diǎn)和圖像取景位置；以及通過運(yùn)動軌跡預(yù)測單元獲取所述時間點(diǎn)的監(jiān)控目標(biāo) 實(shí)際位置，對所述圖像取景位置進(jìn)行修正；然后發(fā)送控制指令給自動聚焦控制單元，并根據(jù) 剛才給出的時間點(diǎn)和圖像取景位置獲取高解析度視頻圖像，發(fā)送給數(shù)據(jù)庫單元進(jìn)行保存， 發(fā)送給視頻圖像播放單元進(jìn)行播放。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述自動聚焦分析處理單元對低解析度視頻進(jìn)行調(diào)焦輔 助處理，檢測出需要獲取高解析度視頻圖像的時間點(diǎn)和圖像取景位置；以及通過運(yùn)動軌跡 預(yù)測單元獲取所述時間點(diǎn)的監(jiān)控目標(biāo)實(shí)際位置，對所述圖像取景位置進(jìn)行修正具體包括：
[0036]A1、通過對定焦低解析度探頭視頻圖像數(shù)據(jù)的連續(xù)捕獲，得到監(jiān)控區(qū)域的背景圖 像；
[0037]A2、通過當(dāng)前圖像與背景圖像的對比，得到監(jiān)控視頻的取景調(diào)整信息；
[0038]A3、當(dāng)取景調(diào)整信息超過預(yù)先設(shè)定的門限值時，則認(rèn)為此時是取景的獲取時間點(diǎn)， 此時首先直接獲取一幀高解析度圖像，
[0039]A4、根據(jù)取景調(diào)整信息確定本次取景位置，并根據(jù)上次獲取的時間與當(dāng)前時間的 差值、上次取景位置與當(dāng)前取景位置的對比，對本次取景位置進(jìn)行第一次修正，
[0040] A5、通過運(yùn)動軌跡預(yù)測單元獲取所述時間點(diǎn)的監(jiān)控目標(biāo)實(shí)際位置，對所述圖像取 景位置進(jìn)行第二次修正，
[0041 ] A6、給出控制高解析度探頭焦距調(diào)節(jié)的控制信息，并根據(jù)自動聚焦控制單元的反 饋，再次讀取高解析度探頭的圖像并進(jìn)行保存播放處理，從而完成一次高解析度圖像的獲 取。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述取景調(diào)整信息的判定方法具體包括：
[0043] B1、將輸入的低解析度探頭的連續(xù)視頻圖像，直接存儲到數(shù)據(jù)庫單元；
[0044] B2、確定取景范圍的調(diào)整值；
[0045] B3、判斷取景調(diào)整值是否超過預(yù)設(shè)的門限值dl，所述dl=圖像總像素?cái)?shù)*r，r= 5% -10%;若未超過，本次處理結(jié)束，否則轉(zhuǎn)B4;
[0046]B4、直接獲取當(dāng)前的高解析度探頭的視頻圖像；
[0047] B5、確定計(jì)算取景位置。
[0048] 上述B2中取景調(diào)整值的計(jì)算步驟如下：
[0049] B21、在輸入的連續(xù)視頻圖像中獲取當(dāng)前圖像，按以下公式計(jì)算背景圖像，并保 存：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于球機(jī)實(shí)時跟蹤的自動聚焦系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：第一球機(jī)單元、第二球機(jī) 單元、自動聚焦控制單元、第一視頻圖像獲取單元、第二視頻圖像獲取單元、第一濾波消噪 單元、第二濾波消噪單元、圖像定位單元、間距確定單元、運(yùn)動軌跡預(yù)測單元、自動聚焦分析 處理單元、數(shù)據(jù)庫單元、視頻圖像播放單元、以及播放數(shù)據(jù)處理單元，其中， 所述第一球機(jī)單元依次連接第一視頻圖像獲取單元、第一濾波消噪單元、圖像定位單 元、間距確定單元和運(yùn)動軌跡預(yù)測單元；所述第一濾波消噪單元的輸出分別連接數(shù)據(jù)庫單 元和自動聚焦分析處理單元，所述運(yùn)動軌跡預(yù)測單元的輸出連接自動聚焦分析處理單元， 所述第二球機(jī)單元依次連接第二視頻圖像獲取單元、第二濾波消噪單元以及自動聚焦分析 處理單元，所述自動聚焦控制單元分別連接自動聚焦分析處理單元的輸出以及第二視頻圖 像獲取單元的輸入，所述第二濾波消噪單元的輸出還連接數(shù)據(jù)庫單元，所述數(shù)據(jù)庫單元的 輸出依次連接播放數(shù)據(jù)處理單元和視頻圖像播放單元。
2. -種如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述第一和第二球機(jī)單元用于獲取監(jiān)控區(qū)域的視頻 圖像，其中第一球機(jī)單元為定焦低解析度探頭，第二球機(jī)單元為可調(diào)焦高解析度探頭；第一 球機(jī)單元和第二球機(jī)單元設(shè)置參數(shù)和監(jiān)控區(qū)域相同，所述第二球機(jī)單元通過自帶的步進(jìn)電 機(jī)調(diào)整步進(jìn)方向和步數(shù)以調(diào)整焦距。
3. -種如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述第一視頻圖像獲取單元和第二視頻圖像獲取單 元分別與第一和第二球機(jī)單元連接，將兩個球機(jī)的模擬或數(shù)字視頻圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)標(biāo) 準(zhǔn)的數(shù)字視頻圖像格式。
4. 一種如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述第一濾波消噪單元和第二濾波消噪單元用于對 獲取的視頻圖像進(jìn)行濾波消噪。
5. -種如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，所述圖像定位單元連接第一濾波消噪單元，用于監(jiān) 控區(qū)域內(nèi)監(jiān)控目標(biāo)的定位； 所述間距確定單元連接圖像定位單元，用于確定定位目標(biāo)位置與第一球機(jī)單元的距離 范圍； 所述運(yùn)動軌跡預(yù)測單元連接間距確定單元，用于根據(jù)監(jiān)控目標(biāo)的位置和間距確定單元 確定的距離范圍，對監(jiān)控目標(biāo)的運(yùn)動軌跡進(jìn)行追蹤。
6. -種如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，所述自動聚焦分析處理單元用于根據(jù)獲取的視頻圖 像以及運(yùn)動軌跡預(yù)測單元獲取的監(jiān)控目標(biāo)運(yùn)動軌跡生成調(diào)焦控制指令，并發(fā)送至自動聚焦 控制單元； 所述自動聚焦控制單元根據(jù)自動聚焦分析處理單元的命令對第二球機(jī)單元的步進(jìn)電 機(jī)進(jìn)行微調(diào)以及控制第二球機(jī)單元焦距變大或變小，以便獲取高解析度視頻圖像。
7. -種如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)庫單元用于保存獲取的視頻和圖像； 所述視頻圖像播放單元用于對視頻圖像進(jìn)行播放； 所述播放數(shù)據(jù)處理單元用于根據(jù)指令對存儲的視頻圖像進(jìn)行播放的相關(guān)處理。
【文檔編號】H04N5/232GK104506776SQ201510009705
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月9日
【發(fā)明者】鄒剛, 蔣濤 申請人:成都新舟銳視科技有限公司