一种自动聚焦的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及视频技术领域，尤其设及一种自动聚焦的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着计算机、网络W及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控的普及 化趋势越来越明显，视频监控正在逐步迈入高清化，智能化，视频监控系统可W应用于众多 领域，如智能交通，智慧园区、平安城市等。
[0003] 在视频监控系统中，云台设备（如云台摄像机等）是视频监控系统的重要组成部 分，云台设备是一种可W旋转的设备，当运动目标移动时，云台设备可W跟着运动目标进行 转动，W继续采集运动目标的视频图像。而且，为了采集到运动目标的清晰视频图像，云台 设备通常会实时的改变聚焦点，W找到清晰视频图像对应的聚焦点，并在该聚焦点下采集 运动目标的视频图像。
[0004] 为了找到清晰视频图像对应的聚焦点，目前常用的聚焦算法为爬山法，其可W基 于理想的FV(Fo州SValue,聚焦值）曲线找到清晰视频图像对应的聚焦点。理想的FV曲线 一般满足单峰型、无偏性，若不满足上述特性，则无法找到清晰视频图像对应的聚焦点，继 而无法采集到清晰视频图像。
[0005] 在实际应用中，并非任何应用场景下，都能够获取到理想的FV曲线，如图1所示的 FV曲线，该FV曲线并不满足单峰型，且最终找到的FV最大值只是局部最大值，即找到的聚 焦点不是最清晰视频图像对应的聚焦点。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种自动聚焦的方法，所述方法包括W下步骤：
[0007] 步骤A、获得视频图像，并获取所述视频图像的N个频段在对焦过程中的各聚焦点 的聚焦值FV，所述的N个频段组成一个集合，所述N为大于1的正整数；
[0008] 步骤B、从所述集合内选择最低频段，并利用对焦过程中的各聚焦点的FV，确定所 述最低频段的FV最大值W及所述FV最大值对应的当前聚焦点；
[0009] 步骤C、判断所述当前聚焦点在所述集合内其它频段的FV是否均为FV最大值；如 果是，则确定所述当前聚焦点为最佳聚焦点；如果否，则从所述集合内删除所述最低频段， 并返回步骤B。
[0010] 所述获取所述视频图像的N个频段在对焦过程中的各聚焦点的聚焦值FV的过程， 具体包括：将空间域的所述视频图像变换为频率域的视频图像；
[0011] 将所述频率域的视频图像分解成N个频段的视频子图像；
[0012] 针对N个频段的视频子图像中的每个频段的视频子图像，在对焦过程中，实时测 量各聚焦点下的FV，得到所述N个频段在对焦过程中的各聚焦点的FV。
[0013] 在从所述集合内选择最低频段之前，按照频段从低到高的顺序，对所述N个频段 进行排序；
[0014] 所述判断所述当前聚焦点在所述集合内其它频段的FV是否均为FV最大值的过 程，具体包括：步骤CU在获得所述FV最大值对应的当前聚焦点之后，将所述最低频段作为 所述集合内的第i个频段，所述i的初始值为1 ;
[0015] 步骤C2、判断所述当前聚焦点在第i+1个频段的FV是否已经达到FV最大值；如 果是，则执行步骤C3;如果否，则执行步骤巧；
[0016] 步骤C3、判断所述第i+1个频段是否为所述集合内的最后一个频段；如果是，则执 行步骤C4 ;如果否，则设置i=i+1，并返回执行步骤C2 ;
[0017] 步骤C4、确定所述当前聚焦点在集合内其它频段的FV均为FV最大值；
[0018] 步骤巧、确定所述当前聚焦点在集合内其它频段的FV不是均为FV最大值。
[0019] 在从所述集合内选择最低频段之前，按照频段从低到高的顺序，对所述N个频段 进行排序；从所述集合内删除所述最低频段的过程，具体包括：
[0020] 当所述当前聚焦点在所述集合内的前M个频段的FV均为FV最大值，且在所述集 合内的第M+1个频段的FV不是FV最大值时，则从所述集合内删除所述前M个频段；其中， 所述M为小于所述N的正整数。
[0021] 在从所述集合内删除所述最低频段之后，所述方法进一步包括：判断所述集合内 剩余的频段是否为一个频段；如果否，则返回步骤B;如果是，则将所述一个频段的FV最大 值对应的聚焦点作为所述最佳聚焦点，或者当前无法基于所述视频图像确定出最佳聚焦 点。
[0022] 本发明提供一种自动聚焦的装置，所述装置具体包括：
[0023] 获得模块，用于获得视频图像，并获取所述视频图像的N个频段在对焦过程中的 各聚焦点的聚焦值FV，所述的N个频段组成一个集合，N为大于1的正整数；
[0024] 选择模块，用于从所述集合内选择最低频段，利用对焦过程中的各聚焦点的FV，确 定所述最低频段的FV最大值W及所述FV最大值对应的当前聚焦点；
[0025] 处理模块，用于判断所述当前聚焦点在所述集合内其它频段的FV是否均为FV最 大值；如果是，则确定所述当前聚焦点为最佳聚焦点；如果否，则从所述集合内删除所述最 低频段，并将更新后的集合通知给所述选择模块，由所述选择模块重新利用更新后的集合 进行处理。
[00%] 所述获得模块，具体用于在获取所述视频图像的N个频段在对焦过程中的各聚焦 点的FV的过程中，将空间域的所述视频图像变换为频率域的视频图像；
[0027] 将所述频率域的视频图像分解成N个频段的视频子图像；
[0028] 针对N个频段的视频子图像中的每个频段的视频子图像，在对焦过程中，实时测 量各聚焦点下的FV，得到所述N个频段在对焦过程中的各聚焦点的FV。
[0029] 所述选择模块，还用于在从所述集合内选择最低频段之前，按照频段从低到高的 顺序，对所述N个频段进行排序；
[0030] 所述处理模块，具体用于在判断所述当前聚焦点在所述集合内其它频段的FV是 否均为FV最大值的过程中，在获得所述FV最大值对应的当前聚焦点之后，将所述最低频段 作为所述集合内的第i个频段，所述i的初始值为1 ;判断所述当前聚焦点在第i+1个频段 的FV是否已经达到FV最大值；如果未达到FV最大值，则确定所述当前聚焦点在集合内其 它频段的FV不是均为FV最大值；
[0031] 如果已经达到FV最大值，则判断所述第i+1个频段是否为所述集合内的最后一个 频段；如果是最后一个频段，则确定所述当前聚焦点在集合内其它频段的FV均为FV最大 值；如果不是最后一个频段，则设置i=i+1，并返回执行判断所述当前聚焦点在第i+1个 频段的FV是否已经达到FV最大值的过程。
[0032] 所述选择模块，还用于在从所述集合内选择最低频段之前，按照频段从低到高的 顺序，对所述N个频段进行排序；
[0033] 所述处理模块，具体用于在从所述集合内删除所述最低频段的过程中，当所述当 前聚焦点在所述集合内的前M个频段的FV均为FV最大值，且在所述集合内的第M+1个频 段的FV不是FV最大值时，则从所述集合内删除所述前M个频段；其中，所述M为小于所述 N的正整数。
[0034] 所述处理模块，还用于在从所述集合内删除所述最低频段之后，判断所述集合内 剩余的频段是否为一个频段；如果否，则将更新后的集合通知给所述选择模块，由所述选择 模块重新利用更新后的集合进行处理；如果是，则将所述一个频段的FV最大值对应的聚焦 点作为所述最佳聚焦点，或者当前无法基于所述视频图像确定出最佳聚焦点。
[0035] 基于上述技术方案，本发明实施例中，可W基于N个频段的FV确定最佳聚焦点，使 得确定出的最佳聚焦点就是清晰视频图像的聚焦点，即使FV构成的曲线不是理想的曲线， 不满足单峰型、无偏性等特性，也可W采集到清晰视频图像。而且，通过使用N个频段的FV 确定最佳聚焦点，即使有频段的FV存在局部最大值（即伪峰），也能够通过其它频段的FV 剔除伪峰，从而避免找到不准确的聚焦点。而且，通过先使用最低频段的FV作为参考FV，通 过逐步切换更高频段的FV的方式，即保证了捜索方向不丢失，又使得参考FV越来越具有抗 干扰能力，伪峰出现的概率大大降低，最大程度减小变焦跟随对聚焦带来的负面影响，避免 变焦跟随效果不佳带来的聚焦失败问题，保证聚焦过程的快速性，满足监控实时性的需求。
【附图说明】
[0036] 图1是不满足单峰型的FV曲线的示意图；
[0037] 图2是峰值范围窄的FV曲线的示意图；
[0038] 图3是本发明一种实施方式中的自动聚焦的方法的流程图；
[0039] 图4A和图4B是本发明一种实施方式中的视频图像的对比示意图；
[0040] 图5是本发明一种实施方式中的云台设备的硬件结构图；
[0041] 图6是本发明一种实施方式中的自动聚焦的装置的结构图。
【具体实施方式】
[0042] 为找到清晰视频图像对应的聚焦点，目前常用的聚焦算法为爬山法，其基于理想 的FV曲线找到清晰视频图像对应的聚焦点，理想的FV曲线一般满足单峰型、无偏性。在实 际应用中，如图1所示的FV曲线，该FV曲线并不满足单峰型，最终找到的FV最大值只是