快速调焦方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种快速调焦方法和系统，其中方法包括如下步骤：在摄像头采集模块接收到调焦命令后，将摄像采集模块的调焦部件的焦点从设定的调焦范围内划分成N等份，N≥2；在所述N等份的每个划分区域内拍摄至少一张图片，将所述图片及其对应的拍摄位置发送至监控端；对监控端接收的所述图片的清晰度进行识别，选择最清晰的图片，并根据其对应的拍摄位置获取调焦设置值，将所述调焦设置值发送至所述摄像头采集模块；根据所述摄像头采集端接收的调焦设置值，根据所述调焦设置值调整的调焦部件的最佳设置值。本发明的技术方案，能够实现快速调焦，并且提高了调焦的准确性。
【专利说明】快速调焦方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理【技术领域】，特别是涉及一种快速调焦方法和系统。
【背景技术】
[0002]通常数码相机等拍摄设备的摄像头有自动对焦和手动对焦。随着电子技术的发展，自动对焦技术也得到了极大的发展，能够适应绝大多数拍摄情况，但不论现在拍摄设备上的自动对焦技术多么先进，由于现实的拍摄环境及对象千变万化，自动对焦总有失误和难以胜任的时候。
[0003]在专利号为200710032763.4的专利文献中，公开了一种快速手动调焦、对焦方法，本发明提供一种快速手动调焦、对焦方法，“是指在手动调焦、对焦时，对数字摄像头采集捕获模块作降低数据量处理，压缩处理模块仅对数字摄像头采集捕获模块作上述降低数据量处理后得到的图像数据进行压缩；压缩后的图像数据通过传输模块传输到监控端，通过应用软件进行解压、显示播放，供用户进行快速分析处理，完成调焦、对焦；当焦距调整完成后，再把数字摄像头采集捕获模块恢复原来的设置，进行正常的图像采集捕获操作”。
[0004]上述技术方案，一定程度上满足了特殊高要求的专业对焦应用，可提供一种高效的方法，以满足用户需求，更快速完成人工手动调焦、对焦操作。但在实际应用中，该技术方案仍然存在如下技术缺陷:
[0005]首先，该方案中判断调焦是否成功是主要是靠人工查看监控端图像，通过降低采集分辨率，可以提高图像采集和传输速度，但是也影响了人工判断的准确性，从而影响了调焦效果；其次，缩小捕获区域需要人工指定区域，降低了调焦效率；最后，调焦的过程是在监控端查看传输过来的图像，每次判断后再次调焦，再次判断，过程复杂，耗时过长，不利于快速调焦。
[0006]综上所述，上述现有的调焦方法，用于调焦时调焦效果相对较差和效率较低。
【发明内容】
[0007]基于此，有必要针对上述调焦效果差和效率低的问题，提供一种快速调焦方法和系统。
[0008]一种快速调焦方法，包括如下步骤:
[0009]在摄像头采集模块接收到调焦命令后，将摄像采集模块的调焦部件的焦点从设定的调焦范围内划分成N等份，N ^ 2 ；
[0010]在所述N等份的每个划分区域内拍摄至少一张图片，将所述图片及其对应的拍摄位置发送至监控端；
[0011]对监控端接收的所述图片的清晰度进行识别，选择最清晰的图片，并根据其对应的拍摄位置获取调焦设置值，将所述调焦设置值发送至所述摄像头采集模块；
[0012]根据所述摄像头采集端接收的调焦设置值，根据所述调焦设置值调整的调焦部件的最佳设置值。
[0013]一种快速调焦系统，包括:
[0014]划分模块，用于在摄像头采集模块接收到调焦命令后，将摄像采集模块的调焦部件的焦点从设定的调焦范围内划分成N等份，N ^ 2 ；
[0015]拍摄模块，用于在所述N等份的每个划分区域内拍摄至少一张图片，将所述图片及其对应的拍摄位置发送至监控端；
[0016]识别模块，用于对监控端接收的所述图片的清晰度进行识别，选择最清晰的图片，并根据其对应的拍摄位置获取调焦设置值，将所述调焦设置值发送至所述摄像头采集模块；
[0017]调焦模块，用于根据所述摄像头采集端接收的调焦设置值，根据所述调焦设置值调整的调焦部件的最佳设置值。
[0018]上述快速调焦方法和系统，通过将摄像采集模块的调焦部件的焦点从设定的调焦范围内划分成若干等份，每个划分区域内拍摄图片并将拍摄的图片及其对应的拍摄位置发送至监控端，在监控端通过对图片的清晰度进行识别，选择最清晰的图片，再并根据其对应的拍摄位置获取调焦设置值，摄像头采集端利用调焦设置值调整的调焦部件的最佳设置值，完成调焦过程。该方案能够实现快速调焦，并且提高了调焦的准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的快速调焦方法流程图；
[0020]图2为调焦范围内划分不意图；
[0021]图3为获取调焦设置值的细分区域示意图；
[0022]图4为本发明的快速调焦系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明的快速调焦方法和系统的【具体实施方式】作详细描述。
[0024]参考图1所示，图1为本发明的快速调焦方法流程图，包括如下步骤:
[0025]S101，在摄像头采集模块接收到调焦命令后，将摄像采集模块的调焦部件的焦点从设定的调焦范围内划分成N等份，N ^ 2?
[0026]在此步骤中，在摄像头采集模块接收到监控端的调焦命令后，将摄像采集模块的调焦部件的焦点从设定的调焦范围内划分成N等份。
[0027]对于所述设定的调焦范围，可以根据实际应用情况而定，针对于不同的监控场景，可以获取其需要调焦的一个最佳焦点位置的可能范围，从而可以在该范围内寻找最佳焦点位置。
[0028]作为一种实施方式，在无法确定一个最佳焦点位置的可能范围情况下，可以以调焦部件的焦点的最近端到最远端作为寻找范围，对于N的取值，取值越大，拍摄图片的位置就越多，需要拍摄的图片越大，最后识别准确性更高，当然，具体取值需要根据实际情况而定，取值越大，监控端对图片处理所需计算资源要求更高。
[0029]S102，在所述N等份的每个划分区域内拍摄至少一张图片，将所述图片及其对应的拍摄位置发送至监控端。
[0030]在此步骤中，通过在每等份的一划分位置内拍摄图片，图片可以只拍摄一张，也可以拍摄多张，拍摄图片的时候获取其拍摄位置，即拍摄时焦点所处的位置信息，然后将图片及其位置信息发送至监控端。
[0031]参考图2所示，图2为调焦范围内划分示意图，假设以焦点最近端A到最远端B作为寻找范围，将其划分成N等份后，在每等份内的某位置拍摄图片，拍摄后得到图片及其位置信息发送至监控端，图中位置信息可以以焦点相对于最近端的距离作为参数，如图示，最近端处为0，则所有图片的拍摄位置就是其拍摄时焦点相对于最近端的距离值，箭头处为拍摄位置，对应距离即为其拍摄位置(屯、d2、…、dN_2、dN_0 dN)。
[0032]S103，对监控端接收的所述图片的清晰度进行识别，选择最清晰的图片，并根据其对应的拍摄位置获取调焦设置值，将所述调焦设置值发送至所述摄像头采集模块。
[0033]在此步骤中，利用相关的图片识别方法，识别出最清晰的图片，从而确定最佳焦点位置对应的图片，由于图片的拍摄位置已经事先获得，这样通过图片及其对应的拍摄位置获取到调焦设置值，从而可以快速地找到最佳焦点位置，从而提高了调焦速度，而且可以利用计算机软件算法快速准确的识别图片，能够提高识别准确性。
[0034]对于所采用的识别算法，包括对比度法，相位法，高频分量法、平滑法、阈值积分法和/或灰度差分法对所述图片的清晰度进行识别等，这样算法也可以结合应用和改进应用，从而提高识别准确性。
[0035]如前述根据图片及其对应的拍摄位置获取到调焦设置值，一般情况下，可以直接将该图片对应的拍摄位置作为调焦设置值，这样可以快速确定到一个相对准确的最佳焦点位置。当然，如果需要获取更为精确的最佳焦点位置，则需要对拍摄位置进一步处理以获得调焦设置值；在此，可以根据前后两个区域的图片清晰度进一步比较，从而确定拍摄位置向前移或者后移以获得调焦设置值。
[0036]作为一种实施方式，为了使得调焦更加精细，更加清晰，则可以在确定的最清晰的图片所在的区域范围内，进一步寻找出最佳调焦位置作为调焦设置值。
[0037]所述根据其对应的拍摄位置获取调焦设置值的步骤，可以包括如下:
[0038]根据最清晰的图片对应的拍摄位置确定图片清晰度最高的焦点范围区域，将所述焦点范围区域划分为P等份，N ^ 2 ;在所述P等份的每个划分区域内拍摄至少一张图片，将所述图片及其对应的拍摄位置发送至监控端；对监控端接收的所述图片的清晰度进行识另IJ，选择最清晰的图片，并将其对应的拍摄位置作为调焦设置值发送至所述摄像头采集模块。
[0039]参考图3所示，图3为获取调焦设置值的细分区域示意图，假设确定的区域为N-2区域，则将N-2区域在细分为P份，然后控制端再控制摄像头采集模块拍摄多张图片，然后再进行识别，选择最清晰的图片，进而获取到调焦设置值，这里重复的次数可以根据实际情况进行设置，为了获取更高的调焦精度，可以进行多次重复，这样就能够快速地找到准确的调焦设置值。
[0040]S104，根据所述摄像头采集端接收的调焦设置值，根据所述调焦设置值调整的调焦部件的最佳设置值。
[0041]在此步骤中，摄像头采集端接收监控端下发的调焦设置值，利用该调焦设置值调整的调焦部件的最佳设置值，完成调焦过程。
[0042]在前述实施例中，步骤S102中在拍摄图片后，将拍摄的图片及其对应的拍摄位置发送至监控端，在此过程中，可以讲图片以图片序列的形式直接传送到监控端，但针对于不同的监控摄像装置，由于拍摄的图片分辨率不同，所以传输的数据量也不同，同时，如果是在进行多次重复拍摄寻找最佳焦点位置时，也可能需要多次传输图片，传送图片本身需要耗费时间，这样容易降低了调焦效率。
[0043]据此，为了进一步提高调焦速率和效率，在将图片传送到监控端前，将图片序列压缩成视频数据，这样就可以降低了数据量，从而提高传送速度，进而提高调焦速度，实现快速调焦。
[0044]作为一种实施方式，将拍摄的图片及其对应的拍摄位置发送至监控端的过程，具体可以包括如下步骤:
[0045]在摄像头采集端:
[0046]依据图片拍摄顺序将所述图片及其对应的拍摄位置压缩成视频数据，将所述视频数据发送至监控端。
[0047]在监控端:
[0048]将监控端接收的所述视频数据进行解码成图片序列，再对所述图片序列的清晰度进行识别。
[0049]通过上述实施例的方案，可以实现快速传送，快速识别，进一步提高本发明技术方案在快速调焦过程中的效果。
[0050]作为一个实施例，可以将监控端的监控软件设置为监控模式和调焦模式，当需要进入到调焦时，即选择进入调焦模式，进入本发明提供的快速调焦流程，实现快速准确的调焦。
[0051]参考图4所示，图4为本发明的快速调焦系统结构示意图，包括:
[0052]划分模块，用于在摄像头采集模块接收到调焦命令后，将摄像采集模块的调焦部件的焦点从设定的调焦范围内划分成N等份，N ^ 2 ；
[0053]拍摄模块，用于在所述N等份的每个划分区域内拍摄至少一张图片，将所述图片及其对应的拍摄位置发送至监控端；
[0054]识别模块，用于对监控端接收的所述图片的清晰度进行识别，选择最清晰的图片，并根据其对应的拍摄位置获取调焦设置值，将所述调焦设置值发送至所述摄像头采集模块；
[0055]调焦模块，用于根据所述摄像头采集端接收的调焦设置值，根据所述调焦设置值调整的调焦部件的最佳设置值。
[0056]在一个实施例中，所述识别模块执行根据其对应的拍摄位置获取调焦设置值的功能时，进一步用于根据最清晰的图片对应的拍摄位置确定图片清晰度最高的焦点范围区域，将所述焦点范围区域划分为P等份，N ^ 2 ;在所述P等份的每个划分区域内拍摄至少一张图片，将所述图片及其对应的拍摄位置发送至监控端；对监控端接收的所述图片的清晰度进行识别，选择最清晰的图片，并将其对应的拍摄位置作为调焦设置值发送至所述摄像头采集模块。
[0057]在一个实施例中，所述拍摄模块执行将所述图片及其对应的拍摄位置发送至监控端的功能时，进一步用于依据图片拍摄顺序将所述图片及其对应的拍摄位置压缩成视频数据，将所述视频数据发送至监控端；
[0058]执行所述对监控端接收的所述图片的清晰度进行识别的功能时，进一步用于将监控端接收的所述视频数据进行解码成图片序列，再对所述图片序列的清晰度进行识别。
[0059]在一个实施例中，采用对比度法，相位法，高频分量法、平滑法、阈值积分法和/或灰度差分法对所述图片的清晰度进行识别。
[0060]在一个实施例中，所述设定的调焦范围为焦点的最近端到最远端。
[0061]本发明的快速调焦系统与本发明的快速调焦方法--对应，在上述快速调焦方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于快速调焦系统的实施例中，特此声明。
[0062]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种快速调焦方法，其特征在于，包括如下步骤: 在摄像头采集模块接收到调焦命令后，将摄像采集模块的调焦部件的焦点从设定的调焦范围内划分成N等份，N ^ 2 ； 在所述N等份的每个划分区域内拍摄至少一张图片，将所述图片及其对应的拍摄位置发送至监控端； 对监控端接收的所述图片的清晰度进行识别，选择最清晰的图片，并根据其对应的拍摄位置获取调焦设置值，将所述调焦设置值发送至所述摄像头采集模块； 根据所述摄像头采集端接收的调焦设置值，根据所述调焦设置值调整的调焦部件的最佳设置值。
2.根据权利要求1所述的快速调焦方法，其特征在于，所述根据其对应的拍摄位置获取调焦设置值的步骤包括: 根据最清晰的图片对应的拍摄位置确定图片清晰度最高的焦点范围区域，将所述焦点范围区域划分为P等份，N多2 ;在所述P等份的每个划分区域内拍摄至少一张图片，将所述图片及其对应的拍摄位置发送至监控端；对监控端接收的所述图片的清晰度进行识别，选择最清晰的图片，并将其对应的拍摄位置作为调焦设置值发送至所述摄像头采集模块。
3.根据权利要求1或2所述的快速调焦方法，其特征在于，所述将所述图片及其对应的拍摄位置发送至监控端的步骤包括: 依据图片拍摄顺序将所述图片及其对应的拍摄位置压缩成视频数据，将所述视频数据发送至监控端； 所述对监控端接收的所述图片的清晰度进行识别的步骤包括: 将监控端接收的所述视频数据进行解码成图片序列，再对所述图片序列的清晰度进行识别。
4.根据权利要求1或2所述的快速调焦方法，其特征在于，采用对比度法，相位法，高频分量法、平滑法、阈值积分法和/或灰度差分法对所述图片的清晰度进行识别。
5.根据权利要求1或2所述的快速调焦方法，其特征在于，所述设定的调焦范围为焦点的最近端到最远端。
6.一种快速调焦系统，其特征在于，包括: 划分模块，用于在摄像头采集模块接收到调焦命令后，将摄像采集模块的调焦部件的焦点从设定的调焦范围内划分成N等份，N ^ 2 ； 拍摄模块，用于在所述N等份的每个划分区域内拍摄至少一张图片，将所述图片及其对应的拍摄位置发送至监控端； 识别模块，用于对监控端接收的所述图片的清晰度进行识别，选择最清晰的图片，并根据其对应的拍摄位置获取调焦设置值，将所述调焦设置值发送至所述摄像头采集模块； 调焦模块，用于根据所述摄像头采集端接收的调焦设置值，根据所述调焦设置值调整的调焦部件的最佳设置值。
7.根据权利要求6所述的快速调焦系统，其特征在于，所述识别模块执行根据其对应的拍摄位置获取调焦设置值的功能时，进一步用于根据最清晰的图片对应的拍摄位置确定图片清晰度最高的焦点范围区域，将所述焦点范围区域划分为P等份，N多2;在所述P等份的每个划分区域内拍摄至少一张图片，将所述图片及其对应的拍摄位置发送至监控端；对监控端接收的所述图片的清晰度进行识别，选择最清晰的图片，并将其对应的拍摄位置作为调焦设置值发送至所述摄像头采集模块。
8.根据权利要求6或7所述的快速调焦系统，其特征在于，所述拍摄模块执行将所述图片及其对应的拍摄位置发送至监控端的功能时，进一步用于依据图片拍摄顺序将所述图片及其对应的拍摄位置压缩成视频数据，将所述视频数据发送至监控端； 执行所述对监控端接收的所述图片的清晰度进行识别的功能时，进一步用于将监控端接收的所述视频数据进行解码成图片序列，再对所述图片序列的清晰度进行识别。
9.根据权利要求6或7所述的快速调焦系统，其特征在于，采用对比度法，相位法，高频分量法、平滑法、阈值积分法和/或灰度差分法对所述图片的清晰度进行识别。
10.根据权利要求6或7所述的快速调焦系统，其特征在于，所述设定的调焦范围为焦点的最近端到最远端。
【文档编号】H04N5/232GK104469153SQ201410723736
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】冯玉森 申请人:广东威创视讯科技股份有限公司