用于摄像机的自动调焦的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于摄像机、尤其视频监视摄像机的自动调焦的方法。
【背景技术】
[0002]“智能摄像机”理解为光学系统，其不仅可以拍摄图像，而且也可以自身处理和/或解读这些图像。智能摄像机可以例如作为对于图像拍摄电路附加的智能和自动光学系统也从所拍摄的图像滤除和处理应用特定的信息以及基于这些信息作出决定。
[0003]经常在监视任务范围中使用的智能摄像机通常由具有视频处理单元(视频内容分析)的摄像机壳体和可取下的镜组组成。根据应用可以使用不同的镜组(广角镜组、望远镜组或变焦镜组)。在装配新的镜组之后通常必须手动地调焦该镜组。在智能摄像机中该智能摄像机为此通常经由网络连接一例如经由以太网或无线局域网与计算机(例如笔记本)连接。随后可以在笔记本上观察摄像机图像，而镜组调节到最好的焦点上。
[0004]另一种应用情况是在所谓的Autodome摄像机中的应用，所述Autodome摄像机具有用于摆动、倾斜和缩放(PanTiltZoom)的马达。在这些摄像机中分别在移动一个新的位置之后应重新调节焦点。
[0005]例如在DE 23 61 286 Al中公开了一种在这样的智能摄像机中可使用的调焦装置或者具有可变的焦距的拍摄镜组。例如由文献DE 692 07 043 T2已知用于机动对镜组(也就是自动调焦方法)进行调焦的自动方法。
[0006]由文献DE 10 2010 039 431 Al已知用于支持摄像机的、尤其智能摄像机的手动调焦的设备。
[0007]也可以为了摄像机的自动调焦而一直调整焦点，直至在图像中测量的对比度尽可能好。然而这有时持续长时间，因为通过反复尝试首先可能提供沿错误方向的调节。
[0008]因此存在对用于相应的摄像机、尤其监视区域中的智能摄像机的自动调焦的方法的需求，该方法确保快速调焦。
【发明内容】
[0009]根据本发明提出一种具有权利要求1的特征的方法。有利的构型是从属权利要求以及以下描述的对象。
[0010]本发明的优点:
[0011]根据本发明的用于摄像机、尤其用于视频监视的智能摄像机的自动调焦的方法基于在对象与摄像机之间的自动距离求取。基于所求取的距离可以有针对性地沿正确的方向校正错误的或不足的调焦。如在现有技术中那样的反复的并由此费事的调整是不必要的。
[0012]感兴趣的对象可以在所拍摄的图像中通过图像内容分析来检测。图像内容分析尤其可以基于运动识别，也就是说运动的对象是感兴趣的对象，针对这些感兴趣的对象摄像机调焦。为此例如可以利用用于智能视频分析的算法，所谓的IVA算法，如例如在文献EP O710 927 A2中所公开的那样。
[0013]距离求取可以有利地同样通过图像分析实现，其方式是，例如分类所辨识的或检测的对象，也就是说将其分配给具有所属的对象大小的对象类别。示例性的对象类别可以是人员(大约1.75米高)以及轿车(大约1.50)。由已知的参数对象的图像大小和对象大小可以容易地求取距离。
[0014]通过进一步有利地识别对象是朝摄像机运动还是从摄像机运动离开，确保快速地跟踪光学系统以沿正确方向调焦。焦点调节的反复试验是不必要的。
[0015]优选地，也根据对象的距离改变摄像机光圈的调节。由此也可以最优地针对多个不同程度远离的对象调节焦点。在进一步彼此分开的对象的情况下通过更大的光圈数量实现需要的景深。在进一步相互接近的对象或仅仅一个对象的情况下更小的光圈数量可以实现更好的曝光。
[0016]根据本发明的摄像机具有运算单元，所述运算单元尤其通过程序技术设置用于实施根据本发明的方法。
[0017]本方法以软件形式的实现是有利的，因为这尤其当进行执行的控制设备还用于另外的任务并且因此原本存在时引起特别小的成本。用于提供计算机程序的适合的数据载体尤其是磁盘、硬盘、闪存、EEPROM (电可擦可编程只读存储器)、⑶-ROM、DVD等。而且能够实现通过计算机网络(以太网、内联网等)下载程序。
[0018]本发明的另外的优点和构型由描述及附图得出。
[0019]显而易见，先前所述特征和下面待阐述的特征不仅可以以分别说明的组合而且还可以以其他组合和/或单独地应用，而不脱离本发明的范畴。
[0020]根据实施例在附图中示意性地示出并且下面参照附图详细描述本发明。
【附图说明】
[0021]图1:示意性地示出在一个优选构型中的用于根据本发明的方法的摄像机和两个待监视的对象；
[0022]图2:示意性地示出在一个优选构型中的用于根据本发明的方法的摄像机的检测区域中的两个待监视的对象。
【具体实施方式】
[0023]在图1中示意性地示出摄像机10，例如用于视频监视的智能摄像机，其具有光学系统11和可控制的执行机构12。光学系统用于调焦，其中，执行机构12构型用于自动调整光学系统11。此外，摄像机10包括光圈，所述光圈的开口同样可以借助于执行机构12调難
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[0024]此外示出两个构造为人员20和21的对象，所述对象可以由摄像机10拍摄并且借助于适合的图像分析处理单元(运算单元)13检测或者辨识为对象。人员20和21位于与摄像机10的距离120或121处。图像分析处理单元13也控制执行机构12。
[0025]在图2中示出从摄像机10的视野在由摄像机10检测的图像区域30中的人员20
和21。可以清楚地看出，人员20-其相比于人员21与摄像机10进一步远离-看起来小于人员21。下面全面地描述图1和2。
[0026]人员20和21的大小可以由图像分析处理单元13通过适合的算法例如所谓的IVA算法确定。例如可以由图像分析处理单元13将人员20和21分类为人员，由此产生例如1.75米的平均对象大小。由此可以通过图像分析处理单元13求取人员20和21与摄像机10的距离120和121。
[0027]焦点的调节可以针对两个人员中的一个或者针对两个人员实现，其中，在后者情况下优选将焦点调节到两个人员之间的中心上。如果针对两个人员调节焦点，则有意义的是，如此选择光圈的调节，使得根据距离120和121的区别如何来实现必要的景深。
[0028]借助从人员20和21指离的虚线箭头标明人员的运动方向。人员20和/或21沿相应方向的运动可能导致人员与摄像机10的相应距离120和/或121的变化。应注意，不是人员的每个任意运动也一定导致与摄像机的相应距离的变化。
[0029]借助于图像分析处理单元13可以通过检测区域30中的人员20和/或21的大小的变化推断出距离120和/或121的相应变化。随后，光学系统11可以自动借助于执行机构12来如此调整，使得摄像机10的焦点指向变化了的距离。
[0030]如果要仅仅针对一个人员调焦，则可以首先不考虑光圈的调整。然而如果要调焦两个人员，则必须考虑两个距离的差并且必要时相应地调整光圈。
[0031]针对两个以上对象的调焦也是可能的，然而在此那么应仅仅考虑距离的最大值和最小值。因此，该行为方式如在针对两个对象的调焦的情况下那样。
【主权项】
1.一种用于摄像机(10)针对至少一个对象(20、21)自动调焦的方法，所述摄像机具有用于调焦的光学系统(11)和用于调整所述光学系统(11)的可控制的执行机构(12)，其中，由所述摄像机拍摄图像，其中，在所述摄像机(10)的图像中通过图像内容分析来自动识别所述至少一个对象(20、21)，其中，自动求取所述至少一个对象(20、21)与所述摄像机(10)之间的距离(120、121)，其中，基于所求取的距离(120、121)有针对性地如此控制所述可控制的执行机构(12)，使得实现所述光学系统(11)针对所述至少一个对象(20、21)的调焦。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个对象(20、21)是运动的，并且通过图像内容分析基于所述运动来自动识别所述至少一个对象(20、21)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过所述图像内容分析来识别所述运动的方向，其中，基于所识别的、所述运动的方向有针对性地如此控制所述可控制的执行机构(12)，使得实现所述光学系统(11)针对所述至少一个对象(20、21)的调焦。
4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，通过所述图像内容分析将所述至少一个对象(20、21)分配给具有所属的对象大小的对象类别，其中，基于所述所属的对象大小求取所述距离。
5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，如果在所述摄像机(10)的图像中通过所述图像内容分析识别到至少两个对象(20、21)，则自动求取所述至少两个对象(20、21)中的每个与所述摄像机(10)之间的距离(120、121)并且基于所求取的距离(120、121)有针对性地如此控制所述可控制的执行机构(12)，使得实现所述光学系统(11)针对所述至少两个对象(20、21)的调焦。
6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述摄像机(10)具有光圈和用于调整所述光圈的可控制的第二执行机构，其中，基于所求取的距离(120、121)控制所述可控制的第二执行机构。
7.根据权利要求6、至少引用权利要求7的方法，其中，基于所求取的距离(120、121)如此控制所述可控制的第二执行机构，使得实现所述光学系统(11)针对所述至少两个对象(20、21)的调焦。
8.一种摄像机(10)，其具有用于调焦的光学系统(11)、用于调整所述光学系统(11)的可控制的执行机构(12)和运算单元，所述运算单元设置用于实施根据权利要求1至5中任一项所述的方法。
9.根据权利要求8所述的摄像机(10)，其还具有光圈和用于调整所述光圈的可控制的第二执行机构，其中，所述运算单元设置用于实施根据权利要求6或7所述的方法。
10.一种计算机程序，所述计算机程序促使摄像机的运算单元当所述计算机程序在尤其根据权利要求8或9所述的摄像机的运算单元上执行时实施根据权利要求1至6中任一项所述的方法。
11.一种机器可读的存储介质，其具有存储在其上的根据权利要求10的计算机程序。
【专利摘要】本发明涉及一种用于摄像机(10)针对至少一个对象(20、21)的自动调焦的方法，所述摄像机具有用于调焦的光学系统(11)和用于调整所述光学系统(11)的可控制的执行机构(12)，其中，由所述摄像机拍摄图像，其中，在所述摄像机(10)的图像中通过图像内容分析来自动识别所述至少一个对象(20、21)，其中，自动求取所述至少一个对象(20、21)与所述摄像机(10)之间的距离(120、121)，其中，基于所求取的距离(120、121)有针对性地如此控制所述可控制的执行机构(12)，使得实现所述光学系统(11)针对所述至少一个对象(20、21)的调焦。
【IPC分类】H04N5-232
【公开号】CN104702839
【申请号】CN201410725876
【发明人】M·迈尔
【申请人】罗伯特·博世有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月3日
【公告号】DE102013224704A1, US20150156401