一种自动聚焦的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及一种自动聚焦的方法及装置，用以解决现有技术中使用常用的聚焦搜索方法进行聚焦时，搜索范围需要尽可能的大，都需要遍历全程来寻找极值点，聚焦的时间较长的问题。针对自动聚焦的每一步搜索，根据该步搜索对应的搜索方向、搜索步长和搜索起点，将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值；根据当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长；继续下一步搜索的过程，直到达到根据当前变化率或连续变化率确定的搜索停止的条件时，将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置。

Automatic focusing method and device

The embodiment of the invention relates to a method and a device for automatic focusing, in order to solve the search method are commonly used in focusing focusing in existing technology, the scope of the search needs to be as large as possible, all need to traverse the whole to find extreme points, focusing on the problem of longer time. For each search step in automatic focusing, according to the corresponding search direction and the step of search step and search starting point, will focus on the motor to move a search step, the current position of the clarity evaluation and calculate the focus moved to the value of the motor; according to the current rate of change in the current position of the definition evaluation value or continuous change rate determination the searching direction and step step search; continue to process the next step search, until it reaches according to the current rate of change or continuous change rate is determined by the search stops when the conditions, all locations have been search clear evaluation of the position of the maximum value as the focus position automatic focusing.

【技术实现步骤摘要】
一种自动聚焦的方法及装置
本专利技术涉及自动聚焦领域，特别涉及一种自动聚焦的方法及装置。
技术介绍
在安全理念越来越重要的今天，安防监控系统的重要性也日益凸现，特别是在银行、监狱、公路等比较敏感的场所，出于安全和管理的需要，人们需要对这些场所进行监控。出于对这些特殊场所的监控需求，能自动变焦、聚焦的一体化摄像机的越来越多的被需求。在一体化摄像机中，自动聚焦技术是摄像机的核心技术，能否快速、准确的实现自动聚焦是评价一体化摄像机品质的关键。聚焦速度和效果好坏，直接影响到用户对监控现场画面的抓取和录像。现有技术中常用的聚焦搜索方法有Fibonacci搜索法、N.Kehtarnavazt等提出的尺子搜索法、基于曲线拟合的搜索方法、以及爬山搜索法等方法。而在使用这些方法进行聚焦时，搜索范围都需要尽可能的大，都需要遍历全程来寻找极值点，否则可能陷入局部极值而导致聚焦失败，这样，聚焦的时间势必会变长，且聚焦过程中来回反复，不仅加长了聚焦的时间，也给用户带来了较差的聚焦体验。综上所述，现有技术中在使用常用的聚焦搜索方法进行聚焦时，搜索范围需要尽可能的大，都需要遍历全程来寻找极值点，聚焦的时间较长。
技术实现思路
本专利技术提供一种自动聚焦的方法及装置，用以解决现有技术中在使用常用的聚焦搜索方法进行聚焦时，搜索范围需要尽可能的大，都需要遍历全程来寻找极值点，聚焦的时间较长的问题。基于上述问题，本专利技术实施例提供的一种自动聚焦的方法，该方法包括：针对自动聚焦的每一步搜索，根据该步搜索对应的搜索方向、搜索步长和搜索起点，将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值；根据所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长；继续下一步搜索的过程，直到所述搜索步长变为所述聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且所述当前变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第一方向阈值(第一方向阈值>0)；或，所述搜索步长变为所述聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且所述连续变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第二方向阈值(第二方向阈值>0)；将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置；其中，所述当前变化率为当前位置和前一步位置的清晰度评价值的变化率；所述连续变化率为当前位置的当前变化率和前两步位置对应的当前变化率之和；所述第一方向阈值为用于根据所述当前变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值；所述第二方向阈值为用于根据所述连续变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值。由于本专利技术实施例提供的自动聚焦的方法，可以根据聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，自适应的确定进行下一步搜索的搜索方向和搜索步长，减小了搜索的范围，同时可以根据当前变化率或连续变化率的大小确定自动聚焦过程是否完成，无需遍历全程来寻找极值点，进而缩短了聚焦的时间。可选的，所述将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值之前，还包括：根据当前镜头所在倍率对应的预设聚焦曲线上的清晰度评价值最大的初始位置，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索方向；和根据所述初始位置处的曲线斜率、以及所述最小搜索步长，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索步长；根据确定的所述初始搜索方向、所述初始搜索步长、所述初始位置、以及预设的最大搜索步数，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索起点；其中，所述预设聚焦曲线是当前镜头对应的倍率与清晰度评价值最大的初始位置之间的对应关系。可选的，所述第一方向阈值的取值为10％-15％。可选的，根据所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长，包括：若所述当前变化率不小于负的所述第一方向阈值，将当前搜索方向作为下一次搜索的搜索方向；否则，将与当前搜索方向相反的方向作为下一次搜索的搜索方向；和若所述当前变化率大于第一步长阈值(第一步长阈值>0)、或不大于负的第一步长阈值，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长；否则，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长；其中，所述第一步长阈值为用于根据所述当前变化率确定下一步搜索的搜索步长的预设阈值。可选的，所述第一步长阈值的取值为5％-10％。可选的，根据所述当前位置的清晰度评价值的连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长，包括：若所述连续变化率不小于负的所述第二方向阈值，将当前搜索方向作为下一次搜索的搜索方向；否则，将与当前搜索方向相反的方向作为下一次搜索的搜索方向；和若所述连续变化率大于所述第二步长阈值(第二步长阈值>0)、或不大于负的所述第二步长阈值，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长；否则，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长；其中，所述第二步长阈值为用于根据所述连续变化率确定下一步搜索的搜索步长的预设阈值。可选的，所述第二方向阈值的取值不小于所述第一方向阈值的1.2倍；所述第二步长阈值的取值不小于所述第一步长阈值的1.2倍。可选的，所述将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置之后，还包括：将与当前的搜索方向相反的方向作为用于提升聚焦精度搜索的新的搜索方向、将所述最小搜索步长作为用于提升聚焦精度搜索的新的搜索步长、以及将确定的所述准焦位置作为用于进行提升聚焦精度搜索的新的搜索起点；根据确定的所述新的搜索方向、新的搜索步长和新的搜索起点，将所述聚焦马达移动一个新的搜索步长，计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值，并判断所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率的数值大小；若所述当前变化率的数值大于0，则所述聚焦马达继续根据所述新的搜索方向和新的搜索步长，继续进行下一步提升聚焦精度的搜索过程；或若所述当前变化率的数值等于0，则将当前的搜索位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置；或若所述当前变化率的数值小于0，则将前一步搜索的位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置。可选的，确定出准焦位置之后，还包括：若确定的所述准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值超过预设距离值，根据所述准焦位置处在所述预设聚焦曲线上的曲线斜率，选取所述预设聚焦曲线上包含所述准焦位置的一段曲线作为需要进行曲线拟合的待拟合曲线；其中所述待拟合曲线上各个点的斜率与所述准焦位置处的斜率相等；根据所述预设聚焦曲线、所述准焦位置、以及曲线拟合的算法，对所述待拟合曲线上的所有曲线点值进行曲线拟合，修正所述预设聚焦曲线。可选的，所述对所述待拟合曲线上的所有曲线点值进行曲线拟合，修正所述预设聚焦曲线，包括：根据所述预设聚焦曲线，确定所述待拟合曲线的第一端点对应的第一倍率值、第二端点对应的第二倍率值、以及所述准焦位置对应的当前倍率值；将确定的所述待拟合曲线的第一端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和所述第一倍率值、所述待拟合曲线的第二端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和所述第二倍率值、以及所述准焦位置的数值和所述当前倍率值，分别代入曲线拟合方程中，求出方程系数a0、a1、a2；根据确定的所述曲线拟合方程、所述待拟合曲线、以及曲线拟合的规则，通过曲线拟合的方式确定所述待拟合曲线上所有曲线点值对应的拟合后的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动聚焦的方法，其特征在于，该方法包括：针对自动聚焦的每一步搜索，根据该步搜索对应的搜索方向、搜索步长和搜索起点，将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值；根据所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长；继续下一步搜索的过程，直到所述搜索步长变为所述聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且所述当前变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第一方向阈值(第一方向阈值>0)；或，所述搜索步长变为所述聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且所述连续变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第二方向阈值(第二方向阈值>0)；将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置；其中，所述当前变化率为当前位置和前一步位置的清晰度评价值的变化率；所述连续变化率为当前位置的当前变化率和前两步位置对应的当前变化率之和；所述第一方向阈值为用于根据所述当前变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值；所述第二方向阈值为用于根据所述连续变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值。

【技术特征摘要】
1.一种自动聚焦的方法，其特征在于，该方法包括：针对自动聚焦的每一步搜索，根据该步搜索对应的搜索方向、搜索步长和搜索起点，将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值；根据所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率或连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长；继续下一步搜索的过程，直到所述搜索步长变为所述聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且所述当前变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第一方向阈值(第一方向阈值>0)；或，所述搜索步长变为所述聚焦马达能够移动的最小搜索步长、且所述连续变化率的数值达到根据镜头属性确定的负的第二方向阈值(第二方向阈值>0)；将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置；其中，所述当前变化率为当前位置和前一步位置的清晰度评价值的变化率；所述连续变化率为当前位置的当前变化率和前两步位置对应的当前变化率之和；所述第一方向阈值为用于根据所述当前变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值；所述第二方向阈值为用于根据所述连续变化率确定下一步搜索的搜索方向的预设阈值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将聚焦马达移动一个搜索步长，并计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值之前，还包括：根据当前镜头所在倍率对应的预设聚焦曲线上的清晰度评价值最大的初始位置，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索方向；和根据所述初始位置处的曲线斜率、以及所述最小搜索步长，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索步长；根据确定的所述初始搜索方向、所述初始搜索步长、所述初始位置、以及预设的最大搜索步数，确定进行第一步搜索时对应的初始搜索起点；其中，所述预设聚焦曲线是当前镜头对应的倍率与清晰度评价值最大的初始位置之间的对应关系。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一方向阈值的取值为10％-15％。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长，包括：若所述当前变化率不小于负的所述第一方向阈值，将当前搜索方向作为下一次搜索的搜索方向；否则，将与当前搜索方向相反的方向作为下一次搜索的搜索方向；和若所述当前变化率大于第一步长阈值(第一步长阈值>0)、或不大于负的第一步长阈值，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长；否则，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长；其中，所述第一步长阈值为用于根据所述当前变化率确定下一步搜索的搜索步长的预设阈值。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一步长阈值的取值为5％-10％。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述当前位置的清晰度评价值的连续变化率，确定下一步搜索的搜索方向和搜索步长，包括：若所述连续变化率不小于负的所述第二方向阈值，将当前搜索方向作为下一次搜索的搜索方向；否则，将与当前搜索方向相反的方向作为下一次搜索的搜索方向；和若所述连续变化率大于所述第二步长阈值(第二步长阈值>0)、或不大于负的所述第二步长阈值，将当前搜索步长的一半作为下一步搜索的搜索步长；否则，将当前搜索步长的两倍作为下一步搜索的搜索步长；其中，所述第二步长阈值为用于根据所述连续变化率确定下一步搜索的搜索步长的预设阈值。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二方向阈值的取值不小于所述第一方向阈值的1.2倍；所述第二步长阈值的取值不小于所述第一步长阈值的1.2倍。8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将已经搜索的所有位置中清晰度评价值最大的位置作为自动聚焦的准焦位置之后，还包括：将与当前的搜索方向相反的方向作为用于提升聚焦精度搜索的新的搜索方向、将所述最小搜索步长作为用于提升聚焦精度搜索的新的搜索步长、以及将确定的所述准焦位置作为用于进行提升聚焦精度搜索的新的搜索起点；根据确定的所述新的搜索方向、新的搜索步长和新的搜索起点，将所述聚焦马达移动一个新的搜索步长，计算所述聚焦马达移动到的当前位置的清晰度评价值，并判断所述当前位置的清晰度评价值的当前变化率的数值大小；若所述当前变化率的数值大于0，则所述聚焦马达继续根据所述新的搜索方向和新的搜索步长，继续进行下一步提升聚焦精度的搜索过程；或若所述当前变化率的数值等于0，则将当前的搜索位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置；或若所述当前变化率的数值小于0，则将前一步搜索的位置作为提升聚焦精度搜索后的准焦位置。9.如权利要求2或8所述的方法，其特征在于，确定出准焦位置之后，还包括：若确定的所述准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值超过预设距离值，根据所述准焦位置处在所述预设聚焦曲线上的曲线斜率，选取所述预设聚焦曲线上包含所述准焦位置的一段曲线作为需要进行曲线拟合的待拟合曲线；其中所述待拟合曲线上各个点的斜率与所述准焦位置处的斜率相等；根据所述预设聚焦曲线、所述准焦位置、以及曲线拟合的算法，对所述待拟合曲线上的所有曲线点值进行曲线拟合，修正所述预设聚焦曲线。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述对所述待拟合曲线上的所有曲线点值进行曲线拟合，修正所述预设聚焦曲线，包括：根据所述预设聚焦曲线，确定所述待拟合曲线的第一端点对应的第一倍率值、第二端点对应的第二倍率值、以及所述准焦位置对应的当前倍率值；将确定的所述待拟合曲线的第一端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和所述第一倍率值、所述待拟合曲线的第二端点对应的清晰度评价值最大的初始位置的数值和所述第二倍率值、以及所述准焦位置的数值和所述当前倍率值，分别代入曲线拟合方程中，求出方程系数a0、a1、a2；根据确定的所述曲线拟合方程、所述待拟合曲线、以及曲线拟合的规则，通过曲线拟合的方式确定所述待拟合曲线上所有曲线点值对应的拟合后的曲线点值，并根据确定的所有拟合后的曲线点值修正所述预设聚焦曲线；其中，a0、a1、a2表示拟合系数；xk表示位置的数值、yk表示倍率值。11.如权利要求2或8所述的方法，其特征在于，确定出准焦位置之后，还包括：根据确定的所述准焦位置与当前倍率对应的清晰度评价值最大的初始位置之间的距离差值，确定用于判断是否需要更新所述准焦位置处的进行第一步搜索时对应的初始搜索方向的参考方向；若确定的所述参考方向与所述准焦位置处的初始搜索方向的方向一致，增加预设的方向置信度；若确定的所述参考方向与所述准焦位置处的初始搜索方向的方向不一致，根据所述预设的方向置信度，判断所述参考方向是否是由于聚焦失败导致的搜索方向的变化，若是，不改变所述准焦位置处的初始搜索方...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭一民，况璐，
申请(专利权)人：浙江大华技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33