1.本技术涉及摄像机
技术领域：
：，特别涉及一种变焦跟踪方法和存储设备。
背景技术：
：：2.在各行各业有用到摄像的领域中都经常需要用到自动对焦功能，自动对焦功能指的是随着场景变化、用户操作云台转动、光学变倍，摄像机自动调整focus电机，使画面达到最清晰的状态的功能。其中focus电机的对焦位置容易受到物距和zoom电机位置的影响。zoom电机位置决定了光学放大倍数，当光学变大倍数越大时，focus的焦点变化范围越大，寻找对焦点的耗时也会越长，并且当focus电机失焦严重时，无法判断focus的焦点方向，导致失焦震荡，严重影响用户体验以及依赖自动聚焦功能的摄像机ai目标跟踪功能。3.目前已有一些方法可以用来解决物距存在偏差导致失焦的技术问题，然而现有的变焦跟踪算法的性能容易出现失焦的问题。特别是如果物距在非常规范围内，或者被摄场景的物距不稳定，或者镜头本身的景深较小，在变焦跟踪过程容易出现失焦，并且在高放大倍数场景下出现对焦震荡的现象。技术实现要素：4.为此，需要提供一种变焦跟踪方法，用以解决现有的变焦跟踪算法在
背景技术：
：中的某些场景下容易出现失焦的技术问题。具体技术方案如下：5.一种变焦跟踪方法，包括步骤：6.调节摄像机至对焦状态；7.计算当前物距；8.响应光学放大指令，控制focus电机沿着当前物距对应的变焦跟踪曲线转动；9.focus电机持续进行对焦试探直至物距收敛符合预设条件。10.进一步的，所述“计算当前物距”，具体还包括步骤：11.根据当前zoom电机和focus电机对应的坐标点计算当前的物距。12.进一步的，所述“根据当前zoom电机和focus电机对应的坐标点计算当前的物距”，具体还包括步骤：13.当前坐标点为(zoom_pos_cur,focus_pos_cur)，其中zoom_pos_cur代表zoom电机坐标，focus_pos_cur代表focus电机坐标；14.计算出每条变焦跟踪曲线在x坐标为zoom_pos_cur时的y轴坐标，取离当前坐标点current_point最近的上下两个点所在的变焦跟踪曲线，其对应的物距分别为obj_down和obj_up；15.根据最近的上下两个点所在的变焦跟踪曲线通过下式进行线性插值计算当前物距：16.obj_down+(obj_up-obj_down)*(focus_pos_cur-focus_pos_down)17./(focus_pos_up-focus_pos_down)。18.进一步的，所述“响应光学放大指令，控制focus电机沿着当前物距对应的变焦跟踪曲线转动”前，具体还包括步骤：19.根据得到的最近的相邻两条变焦跟踪曲线，通过线性插值的方法拟合出当前物距的变焦跟踪曲线。20.进一步的，所述“focus电机持续进行对焦试探直至物距收敛符合预设条件”，具体还包括步骤：21.当zoom电机转动至预设坐标，若此时物距未收敛，则进行一次对焦试探操作。22.进一步的，所述“focus电机持续进行对焦试探直至物距收敛符合预设条件”，具体还包括步骤：判断是否为第一次对焦试探，若是，则试探方向选择常用场景的物距方向，若否，则保持上一次对焦试探的focus电机转动方向。23.进一步的，所述“focus电机持续进行对焦试探直至物距收敛符合预设条件”，具体还包括步骤：24.在focus电机试探前获取清晰度值fv_cur，focus电机试探后获取清晰度值fv_attemp；25.若fv_cur-fv_attemp大于预设阈值fv_threshold，则保持focus电机位置不变；26.若fv_attemp-fv_cur大于预设阈值fv_threshold，则判定试探方向出错并反向转动两倍试探步长；27.若fv_attemp-fv_cur的绝对值小于预设阈值fv_threshold，则控制focus电机沿着试探反方向转动一半的试探步长。28.进一步的，若当前zoom电机的坐标超过总行程的一半且估算出来的物距值稳定的累加次数大于三次，则判定为物距收敛符合预设条件。29.进一步的，还包括步骤：30.每次物距收敛后均记录当前的物距信息；31.响应光学缩小指令，focus电机按照记录的物距信息对应的变焦跟踪曲线转动。32.为解决上述技术问题，还提供了一种存储设备，具体技术方案如下：33.一种存储设备，其中存储有指令集，所述指令集用于执行：上述所提及的一种变焦跟踪方法中的任意步骤。34.本发明的有益效果是：一种变焦跟踪方法，包括步骤：调节摄像机至对焦状态；计算当前物距；响应光学放大指令，控制focus电机沿着当前物距对应的变焦跟踪曲线转动；focus电机持续进行对焦试探直至物距收敛符合预设条件。以上方法，将对焦的动作穿插至光学放大的过程中，契合了变焦跟踪曲线随着焦距不断发散的光学规律，保证了光学缩放的平滑。并且会持续进行对焦试探直至物距收敛符合预设条件，保证了变焦过程中对焦的准确性，故此即便是在被摄场景物距复杂或者是不稳定的场景时，当场景变化或本身物距复杂等导致物距变化时，通过以上方法均可以持续进行对焦试探直至将物距收敛至接近真实物距，保证了在变焦过程中对焦的准确性。35.上述
发明内容相关记载仅是本技术技术方案的概述，为了让本领域普通技术人员能够更清楚地了解本技术的技术方案，进而可以依据说明书的文字及附图记载的内容予以实施，并且为了让本技术的上述目的及其它目的、特征和优点能够更易于理解，以下结合本技术的具体实施方式及附图进行说明。附图说明36.附图仅用于示出本技术具体实施方式以及其他相关内容的原理、实现方式、应用、特点以及效果等，并不能认为是对本技术的限制。37.在说明书附图中：38.图1为具体实施方式所述一种变焦跟踪方法的流程图；39.图2为具体实施方式所述物距估计和曲线拟合示意图；40.图3为具体实施方式所述对焦试探示意图；41.图4为具体实施方式所述物距收敛示意图；42.图5为具体实施方式所述存储设备的模块示意图。43.上述各附图中涉及的附图标记说明如下：44.500、存储设备。具体实施方式45.为详细说明本技术可能的应用场景，技术原理，可实施的具体方案，能实现目的与效果等，以下结合所列举的具体实施例并配合附图详予说明。本文所记载的实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。46.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例，亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上，在本技术中，只要不存在技术矛盾或冲突，各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合，以形成相应的可实施的技术方案。47.除非另有定义，本文所使用的技术术语的含义与本技术所属
技术领域：
：的技术人员通常理解的含义相同；本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例，而不是旨在限制本技术。48.在本技术的描述中，用语“和/或”是一种用于描述对象之间逻辑关系的表述，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，表示：存在a，存在b，以及同时存在a和b这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的逻辑关系。49.在本技术中，诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。50.在没有更多限制的情况下，在本技术中，语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的表述，意在涵盖非排他性的包含，这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素，而且还可以包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。51.与《审查指南》中的理解相同，在本技术中，“大于”、“小于”、“超过”等表述理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等表述理解为包括本数。此外，在本技术实施例的描述中“多个”的含义是两个以上(包括两个)，与之类似的与“多”相关的表述亦做此类理解，例如“多组”、“多次”等，除非另有明确具体的限定。52.请参阅图1至图4，首先对摄像机进行连续光学放大时变焦相关原理进行如下说明：53.当摄像机进行连续光学放大时，focus电机会随着zoom电机变化，使摄像机图像始终保持清晰的状态，这就是摄像头的变焦跟踪功能。通常摄像机会预存不同物距下的zoom电机和focus电机的相对位置，每个物距都有一条变焦跟踪曲线，摄像机通常会预存多条物距曲线。当已知物距的情况下，连续光学放大也能够保持时时处于对焦状态。摄像机触发自动对焦并且完成对焦后，会根据多条物距曲线拟合出当前的物距。但是根据变焦跟踪曲线的规律，在光学放大倍数比较低的情况下，一个zoom电机位置和focus电机位置可能对应多个物距的变焦跟踪曲线，我们称之为一对多现象。当光学放大倍数比较低的时候，物距估计偏差对摄像机的对焦影响不大，因为低光学放大倍数下不同物距的focus电机差值较小，并且低光学放大倍数时景深也较大。但是随着光学放大倍数的增大，不同物距的focus偏差会越来越大，这会导致变焦跟踪功能的性能存在异常。特别是复杂场景下，例如低光学放大倍数和高光学放大倍数时视野不同导致物距不同可能导致变焦跟踪效果变差。54.针对变焦跟踪功能中计算物距存在偏差导致失焦的问题，通过使用反馈法或者物距矩阵存储方法在一定程度上可以解决该问题。反馈法是指在连续光学变倍的过程中，在某个合适zoom电机节点进行一次对焦操作，准确计算出当前的物距，该方法能够在合适的时机纠正失焦的问题，但对焦操作需要多次统计图像的清晰度指标，每次清晰度指标的统计都需要等待一帧曝光时间，这很容易导致连续的光学缩放存在卡顿感觉，不仅影响用户体验，也影响了依靠变焦跟踪功能的摄像头ai功能。物距矩阵存储的算法指的是摄像机记录每个云台位置(包括水平和垂直)对应的物距，这样每个云台角度只需要进行准确的物距计算，就可以保证下次的变焦跟踪效果。该算法只适用于场景比较固定的安防监控等场景，并且当场景发生变化时，需要重新进行一次物距更新。55.如果物距在非常规范围内，或者被摄场景的物距不稳定，或者镜头本身的景深较小，上述算法则在变焦跟踪过程容易出现失焦，并且在高放大倍数场景下出现对焦震荡的现象。而本技术正是为解决这些场景下时容易出现失焦和对焦震荡的问题。具体的技术思想如下：56.针对变焦跟踪曲线随着物距变化的客观规律，提出了物距收敛的变焦跟踪思想，在光学缩放的过程中均匀穿插对焦试探，以使得变焦跟踪的理论物距动态地向真实物距收敛。57.以下对一种变焦跟踪方法的具体实施方式展开说明：58.如图1所示，一种变焦跟踪方法可应用在一种存储设备上，所述存储设备包括但不限于：个人计算机、服务器、通用计算机、专用计算机、网络设备、嵌入式设备、可编程设备、智能移动终端等。59.其流程如下：60.步骤s101：调节摄像机至对焦状态。在进行光学缩放之前，先控制focus电机进行自动对焦，保证摄像头画面处于最清晰的状态。因为如果初始状态失焦严重，变焦跟踪功能的性能就会受到影响，导致估算的物距无法收敛。61.步骤s102：计算当前物距。在本实施例中，根据当前zoom电机和focus电机对应的坐标点计算当前的物距。具体可如下：62.如图2所示，每条物距对应一条由离散采样点组成的变焦跟踪曲线，变焦跟踪曲线的x轴代表zoom电机坐标，y轴代表focus电机坐标。当前坐标点为(zoom_pos_cur,focus_pos_cur)计算出每条变焦跟踪曲线在x坐标等于zoom_pos_cur时的focus坐标，如图2中的x坐标为2070旁边的那条竖直虚线所示。需要注意的是，离当前坐标点current_point最近的上下两个点所在的曲线则为我们所求的物距曲线，对应的物距分别为obj_down和obj_up。当前的物距由最近两条物距曲线进行线性插值得到，当前物距等于obj_down+(obj_up-obj_down)*(focus_pos_cur-focus_pos_down)63./(focus_pos_up-focus_pos_down)。64.计算出当前物距后，执行步骤s103：响应光学放大指令，控制focus电机沿着当前物距对应的变焦跟踪曲线转动。当摄像头进行连续放大的时候，focus电机沿着当前物距的变焦跟踪曲线转动。步骤s102中得到的相邻两条变焦跟踪曲线，通过线性插值的方法拟合出当前物距的变焦跟踪曲线，如图2中所示的obj_distanche_current曲线。65.步骤s104：focus电机持续进行对焦试探直至物距收敛符合预设条件。具体还包括步骤：66.当zoom电机转动至预设坐标，则进行一次对焦试探操作，如图3所示。67.其中试探的方向是上下文相关的，判断是否为第一次对焦试探，若是第一次对焦试探，则试探方向选择常用场景的物距方向，若不是第一次对焦试探，则保持上一次对焦试探的focus电机转动方向。68.进一步的，在focus电机试探前获取清晰度值fv_cur，focus电机试探后获取清晰度值fv_attemp；69.若fv_cur-fv_attemp大于预设阈值fv_threshold，则保持focus电机位置不变；70.若fv_attemp-fv_cur大于预设阈值fv_threshold，则判定试探方向出错并反向转动两倍试探步长；71.若fv_attemp-fv_cur的绝对值小于预设阈值fv_threshold，则控制focus电机沿着试探反方向转动一半的试探步长。72.以上试探的原理是基于摄像机变焦跟踪曲线在焦点附近的单调性，在焦点两侧摄像机的清晰度随着focus偏移的增大而减小。试探间隔越短试探次数越多，则变焦跟踪的准确度越高，但是摄像头变焦的速度越慢。focus电机每次只进行一次试探，每次计算摄像头清晰度指标时需要等待一帧图像的刷新时间，因此一次试探可以保证光学缩放功能的平稳，不影响用户体验。73.在本实施例中，若当前zoom电机的坐标超过总行程的一半且估算出来的物距值稳定的累加次数obj_distance_stable大于三次，则判定为物距收敛符合预设条件。当判定物距收敛后，则不需要再进行对焦试探了，则在步骤s102后退出。74.在物距复杂的场景，经过多次的focus电机对焦试探后，物距通常会趋近收敛，可以快速的结束试探阶段。如果摄像机应用于比较固定的场景，只需要在光学放大的过程进行对焦试探，并且在其它实施例中，物距收敛后记录当前的物距信息，在光学缩小的时候，focus按照记录物距对应的变焦跟踪曲线转动，能保持摄像机画面清晰。75.由于以上对焦试探过程比较均匀地穿插在光学放大过程中，不会对光学放大的流畅性造成明显的影响，并且能够对变化的场景实时调整物距，具有很好的自适应性。76.其中一个完整的物距收敛过程如图4所示，每次对焦校正，都会更新一次变焦跟踪曲线，物距都会往目标的物距收敛。77.一种变焦跟踪方法，包括步骤：调节摄像机至对焦状态；计算当前物距；响应光学放大指令，控制focus电机沿着当前物距对应的变焦跟踪曲线转动；focus电机持续进行对焦试探直至物距收敛符合预设条件。以上方法，将对焦的动作穿插至光学放大的过程中，契合了变焦跟踪曲线随着焦距不断发散的光学规律，保证了光学缩放的平滑。并且会持续进行对焦试探直至物距收敛符合预设条件，保证了变焦过程中对焦的准确性，故此即便是在被摄场景物距复杂或者是不稳定的场景时，当场景变化或本身物距复杂等导致物距变化时，通过以上方法均可以持续进行对焦试探直至将物距收敛至接近真实物距，保证了在变焦过程中对焦的准确性。78.请参阅图2至图5，在本实施方式中，一种存储设备500的具体实施方式如下：79.一种存储设备500，其中存储有指令集，所述指令集用于执行：80.调节摄像机至对焦状态。在进行光学缩放之前，先控制focus电机进行自动对焦，保证摄像头画面处于最清晰的状态。因为如果初始状态失焦严重，变焦跟踪功能的性能就会受到影响，导致估算的物距无法收敛。81.计算当前物距。在本实施例中，根据当前zoom电机和focus电机对应的坐标点计算当前的物距。具体可如下：82.如图2所示，每条物距对应一条由离散采样点组成的变焦跟踪曲线，变焦跟踪曲线的x轴代表zoom电机坐标，y轴代表focus电机坐标。当前坐标点为(zoom_pos_cur,focus_pos_cur)计算出每条变焦跟踪曲线在x坐标等于zoom_pos_cur时的focus坐标，如图2中的x坐标为2070旁边的那条竖直虚线所示。需要注意的是，离当前坐标点current_point最近的上下两个点所在的曲线则为我们所求的物距曲线，对应的物距分别为obj_down和obj_up。当前的物距由最近两条物距曲线进行线性插值得到，当前物距等于obj_down+(obj_up-obj_down)*(focus_pos_cur-focus_pos_down)83./(focus_pos_up-focus_pos_down)。84.计算出当前物距后，响应光学放大指令，控制focus电机沿着当前物距对应的变焦跟踪曲线转动。当摄像头进行连续放大的时候，focus电机沿着当前物距的变焦跟踪曲线转动。在上述得到的相邻两条变焦跟踪曲线，通过线性插值的方法拟合出当前物距的变焦跟踪曲线，如图2中所示的obj_distanche_current曲线。85.focus电机持续进行对焦试探直至物距收敛符合预设条件。具体还包括步骤：86.当zoom电机转动至预设坐，则进行一次对焦试探操作，如图3所示。87.其中试探的方向是上下文相关的，判断是否为第一次对焦试探，若是第一次对焦试探，则试探方向选择常用场景的物距方向，若不是第一次对焦试探，则保持上一次对焦试探的focus电机转动方向。88.进一步的，在focus电机试探前获取清晰度值fv_cur，focus电机试探后获取清晰度值fv_attemp；89.若fv_cur-fv_attemp大于预设阈值fv_threshold，则保持focus电机位置不变；90.若fv_attemp-fv_cur大于预设阈值fv_threshold，则判定试探方向出错并反向转动两倍试探步长；91.若fv_attemp-fv_cur的绝对值小于预设阈值fv_threshold，则控制focus电机沿着试探反方向转动一半的试探步长。92.以上试探的原理是基于摄像机变焦跟踪曲线在焦点附近的单调性，在焦点两侧摄像机的清晰度随着focus偏移的增大而减小。试探间隔越短试探次数越多，则变焦跟踪的准确度越高，但是摄像头变焦的速度越慢。focus电机每次只进行一次试探，每次计算摄像头清晰度指标时需要等待一帧图像的刷新时间，因此一次试探可以保证光学缩放功能的流畅，不影响用户体验。93.在本实施例中，若当前zoom电机的坐标超过总行程的一半且估算出来的物距值稳定的累加次数obj_distance_stable大于三次，则判定为物距收敛符合预设条件。当判定物距收敛后，则不需要再进行对焦试探了，则在步骤s102后退出。94.在物距复杂的场景，经过多次的focus电机对焦试探后，物距通常会趋近收敛，可以快速的结束试探阶段。如果摄像机应用于比较固定的场景，只需要在光学放大的过程进行对焦试探，并且在其它实施例中，物距收敛后记录当前的物距信息，在光学缩小的时候，focus按照记录物距对应的变焦跟踪曲线转动，能保持摄像机画面清晰。95.由于以上对焦试探过程比较均匀地穿插在光学放大过程中，不会对光学放大的流畅性造成明显的影响，并且能够对变化的场景实时调整物距，具有很好的自适应性。96.其中一个完整的物距收敛过程如图4所示，每次对焦校正，都会更新一次变焦跟踪曲线，物距都会往目标的物距收敛。97.以上存储设备500，将对焦的动作穿插至光学放大的过程中，契合了变焦跟踪曲线随着焦距不断发散的光学规律，保证了光学缩放的平滑。并且会持续进行对焦试探直至物距收敛符合预设条件，保证了变焦过程中对焦的准确性，故此即便是在被摄场景物距复杂或者是不稳定的场景时，当场景变化或本身物距复杂等导致物距变化时，通过以上存储设备500均可以持续进行对焦试探直至将物距收敛至接近真实物距，保证了在变焦过程中对焦的准确性。98.最后需要说明的是，尽管在本技术的说明书文字及附图中已经对上述各实施例进行了描述，但并不能因此限制本技术的专利保护范围。凡是基于本技术的实质理念，利用本技术说明书文字及附图记载的内容所作的等效结构或等效流程替换或修改产生的技术方案，以及直接或间接地将以上实施例的技术方案实施于其他相关的
技术领域：
：等，均包括在本技术的专利保护范围之内。当前第1页12当前第1页12