一种自动聚焦系统及视频监控设备的制造方法
一种自动聚焦系统及视频监控设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于安防领域，尤其涉及一种视频监控设备及自动聚焦系统。
【背景技术】
[0002]随着人们生活质量的日益提高和改善，国家、社会的财产安全以及人们的生命财产安全越来越受到重视，随之带来安防设备的蓬勃发展。在一些公共场合以及需要着重保护的区域，人们希望用更少、更精确的设备来监控更广的范围。随之带来变焦镜头在安防领域的快速发展，将变焦镜头应用在监控设备上成为视频监控设备生产厂商的产品竞争热点，使用变焦镜头的视频监控设备成为安防领域的重点发展方向之一。
[0003]然而，目前市面上的变焦监控设备，其变焦镜头的聚焦速度慢、聚焦精度以及成功率低，导致监控效果不理想，不能够满足用户的需要。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型实施例的目的在于提供一种自动聚焦系统，旨在解决目前使用变焦镜头的视频监控设备聚焦速度慢、聚焦精度以及成功率低，导致监控效果不理想的问题。
[0005]本实用新型实施例是这样实现的，一种自动聚焦系统，包括用于摄取景物图像的变焦镜头，变焦镜头内的设有用于驱动镜头运动的双马达电机，以及与变焦镜头连接，并将景物图像数据化处理成视频数据的视频传感器，还包括与视频传感器连接的主控芯片，以及与主控芯片和双马达电机连接的电机驱动芯片，所述主控芯片包括用于确定变焦镜头的聚焦范围的变倍跟踪模块，以及分别与所述变倍跟踪模块和电机驱动芯片连接，在变倍跟踪模块所确定的聚焦范围内，对视频数据进行AF值计算，并将计算结果写入所述电机驱动芯片，通过电机驱动芯片来控制双马达电机驱动变焦镜头进行精确聚焦的自动聚焦模块。
[0006]优选的，所述变倍跟踪模块包括用于获取变焦镜头的镜头跟踪曲线的获取单元，以及与获取单元连接，根据镜头跟踪曲线控制所述双马达电机驱动变焦镜头运动，用于确定变焦镜头的聚焦范围的变倍跟踪单元。
[0007]优选的，所述自动聚焦模块包括在白天启用的第一聚焦单元，在夜视场景的非高亮情况下启用的第二聚焦单元，以及在夜视场景的高亮情况下启用的第三聚焦单元。
[0008]优选的，还包括与所述变焦镜头和电机驱动芯片连接，在变焦镜头启动前确定所述双马达电机的基准位置的镜头初始化模块。
[0009]优选的，还包括与所述视频传感器和主控芯片连接，通过实时监测景物图像是否稳定，以及主控芯片计算的AF值的变化量是否超过阈值，来确定是否需要控制变倍跟踪模块启动聚焦的聚焦启动模块。
[0010]优选的，还包括在出厂前的镜头匹配阶段，对变焦镜头进行曲线校正的曲线校正装置，该装置内设有基于曲线校正算法的曲线校正芯片。
[0011]本实用新型实施例还提供一种视频监控设备，所述视频监控设备包括所述的自动聚焦系统。
[0012]本实用新型实施例提供的自动聚焦系统，通过变倍跟踪模块确定变焦镜头的聚焦范围，然后在该聚焦范围内通过自动聚焦模块对视频数据进行AF值计算，并根据计算结果来控制变焦镜头进行精确聚焦，大大提高了变焦镜头的聚焦速度以及聚焦精度。本实用新型通过具有电机驱动芯片的电机驱动模块控制电机运动，提高了电机的运动精度；本实用新型通过自动曲线校正模块，在变焦镜头出厂前对变焦镜头进行自动曲线校正，提高了变焦镜头的出厂合格率以及生产效率，大大降低了利用人工手动对变焦镜头进行曲线校正的失败率，并节约了人工成本以及时间成本。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型实施例提供的自动聚焦系统的结构框图；
[0014]图2是本实用新型实施例提供的自动聚焦系统中的主控芯片的具体结构框图；
[0015]图3是本实用新型一优选实施例提供的自动聚焦系统的结构框图；
[0016]图4是本实用新型另一优选实施例提供的自动聚焦系统的曲线校正装置的结构框图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0018]如图1所示，本实用新型实施例提供的自动聚焦系统包括用于摄取景物图像的变焦镜头10，其内设有两组镜片及双马达电机，该双马达电机具有两个马达，每个马达对应连接于一组镜片，所述变焦镜头10与视频传感器20连接，将摄取的景物图像传递给视频传感器20 ;所述视频传感器20接收变焦镜头10传递的景物图像，并对景物图像进行数据化处理成视频数据，该视频传感器20与主控芯片连接，并将视频数据传递给主控芯片30 ;所述主控芯片30接收视频传感器20传递的视频数据，对该视频数据进行AF值计算，然后将计算结果写入所述电机驱动芯片40，控制双马达电机运动；所述双马达电机分别与电机驱动芯片40和变焦镜头10连接，受电机驱动芯片40控制驱动变焦镜头10内的镜片运动，所述的AF值是指自动聚焦系统的自动聚焦评价函数值。
[0019]如图1和图2所示，所述主控芯片30包括分别与所述视频传感器20和双马达电机连接、用于根据视频传感器20的视频数据确定变焦镜头10的聚焦范围的变倍跟踪模块31，以及分别与变倍跟踪模块31和双马达电机连接、结合变倍跟踪模块31所确定的聚焦范围对视频数据进行AF值计算、并将计算结果写入电机驱动芯片40，来控制双马达电机驱动变焦镜头10进行精确聚焦的自动聚焦模块32。
[0020]如图2所示，所述变倍跟踪模块31包括用于获取变焦镜头10的镜头跟踪曲线的获取单元311 ，以及与获取单元311连接、根据镜头跟踪曲线控制所述电机驱动变焦镜头运动，用于确定变焦镜头10的聚焦范围的变倍跟踪单元312，其中:获取单元311通过控制双马达电机的两个马达来驱动变焦镜头10内的两组镜片运动，来获得变焦镜头10的镜头跟踪曲线，或者通过镜头厂商提供的镜头跟踪曲线列表来获得镜头跟踪曲线；所述变倍跟踪单元312，根据镜头跟踪曲线控制所述双马达电机的两个马达来驱动变焦镜头10内的两组镜片运动，当检测到变焦镜头10摄取的景物图像的清晰度值在预设的初步聚焦阈值范围内时停止运动，从而确定变焦镜头10的聚焦范围。
[0021]如图2所示，所述自动聚焦模块32在变倍跟踪模块31所确定的变焦镜头10的聚焦范围的基础上，采用聚焦算法对视频数据进行AF值计算，然后根据计算结果，控制所述双马达电机内的两个马达运动，两个马达随之驱动变焦镜头10内的两组镜片运动，当检测到变焦镜头10所摄取的景物图像的清晰度值在预设的精确聚焦阈值范围内时，则控制双马达电机停止运动，完成聚焦过程；所述聚焦算法可以为基于大步长粗扫加小步长细调的爬山算法，或基于固定步长的基本爬山算法，或基于变步长的优化的爬山算法；在白天或者夜视场景下，所述自动聚焦模块32启用不同的基于上述聚焦算法的聚焦单元进行聚焦，所述自动聚焦模块32包括在白天启用的第一聚焦单元321，在夜视场景的非高亮情况下启用的第二聚焦单元322，以及在夜视场景的高亮情况下启用的第三聚焦单元323，其中，所述第三聚焦单元323除了采用聚焦算法以外，还结合景物图像的亮度曲线对视频数据进行AF值计算。
[0022]如图3所示，在一优选实施例中，所述自动变焦系统还包括与所述变焦镜头10和电机驱动芯片40连接、在变焦镜头10启动前确定所述双马达电机内的两个马达的基准位置的镜头初始化模块50 ;所述自动变焦系统还包括与所述视频传感器20和主控芯片30连接，通过实时监测景物图像是否稳定、以及主控芯片30计算的AF值的变化量是否超过预设阈值，来确定是否需要控制变倍跟踪模块31启动聚焦的聚焦启动模块60。
[0023]如图4所示，在另一优选实施例中，所述自动聚焦系统还包括在出厂前的镜头匹配阶段、对变焦镜头10进行曲线校正的曲线校正装置70，该装置内设有基于曲线校正算法的曲线校正芯片71。
[0024]本实用新型实施例还提供一种视频监控设备，所述视频监控设备包括所述的自动聚焦系统。
[0025]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种自动聚焦系统，包括用于摄取景物图像的变焦镜头，以及与变焦镜头连接、并将景物图像数据化处理成视频数据的视频传感器，变焦镜头内设有用于驱动镜头运动的双马达电机，其特征在于，所述自动聚焦系统还包括与视频传感器连接的主控芯片，以及分别与主控芯片和双马达电机连接的电机驱动芯片；所述主控芯片包括用于确定变焦镜头的聚焦范围的变倍跟踪模块，以及分别与所述变倍跟踪模块和电机驱动芯片连接、对视频数据进行AF值计算、并根据计算结果控制变焦镜头进行精确聚焦的自动聚焦模块。2.如权利要求1所述的自动聚焦系统，其特征在于，所述变倍跟踪模块包括用于获取变焦镜头的镜头跟踪曲线的获取单元，以及与获取单元连接、根据镜头跟踪曲线控制所述双马达电机驱动变焦镜头运动，以确定变焦镜头的聚焦范围的变倍跟踪单元。3.如权利要求1所述的自动聚焦系统，其特征在于，所述自动聚焦模块包括在白天启用的第一聚焦单元、在夜视场景的非高亮情况下启用的第二聚焦单元以及在夜视场景的高亮情况下启用的第三聚焦单元。4.如权利要求1所述的自动聚焦系统，其特征在于，所述自动聚焦系统还包括与所述变焦镜头和电机驱动芯片连接，在变焦镜头启动前确定所述双马达电机的基准位置的镜头初始化模块。5.如权利要求1所述的自动聚焦系统，其特征在于，所述自动聚焦系统还包括与所述视频传感器和主控芯片连接，通过实时监测景物图像是否稳定，以及主控芯片计算的AF值的变化量是否超过阈值，来确定是否需要控制变倍跟踪模块启动聚焦的聚焦启动模块。6.如权利要求1所述的自动聚焦系统，其特征在于，所述自动聚焦系统还包括在出厂前的镜头匹配阶段，对变焦镜头进行曲线校正的曲线校正装置，该装置内设有基于曲线校正算法的曲线校正芯片。7.一种视频监控设备，其特征在于，所述视频监控设备包括如权利要求1?6任一项所述的自动聚焦系统。
【专利摘要】本实用新型适用于安防领域，提供了一种自动聚焦系统及视频监控设备，包括用于摄取景物图像的变焦镜头，以及与变焦镜头连接、并将景物图像数据化处理成视频数据的视频传感器，变焦镜头内设有用于驱动镜头运动的双马达电机，还包括与视频传感器连接的主控芯片，以及与主控芯片和双马达电机连接的电机驱动芯片，所述主控芯片包括用于确定变焦镜头的聚焦范围的变倍跟踪模块，以及分别与所述变倍跟踪模块和电机驱动芯片连接、对视频数据进行AF值计算、并根据计算结果控制变焦镜头进行精确聚焦的自动聚焦模块。本实用新型通过变倍跟踪模块确定变焦镜头的聚焦范围，然后通过自动聚焦模块控制变焦镜头进行精确聚焦，提高了变焦镜头的聚焦速度和精度。
【IPC分类】H04N7/18, H04N5/232
【公开号】CN204697170
【申请号】CN201520345993
【发明人】程银兵
【申请人】深圳市福斯康姆智能科技有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月26日
【技术领域】
[0001]本实用新型属于安防领域，尤其涉及一种视频监控设备及自动聚焦系统。
【背景技术】
[0002]随着人们生活质量的日益提高和改善，国家、社会的财产安全以及人们的生命财产安全越来越受到重视，随之带来安防设备的蓬勃发展。在一些公共场合以及需要着重保护的区域，人们希望用更少、更精确的设备来监控更广的范围。随之带来变焦镜头在安防领域的快速发展，将变焦镜头应用在监控设备上成为视频监控设备生产厂商的产品竞争热点，使用变焦镜头的视频监控设备成为安防领域的重点发展方向之一。
[0003]然而，目前市面上的变焦监控设备，其变焦镜头的聚焦速度慢、聚焦精度以及成功率低，导致监控效果不理想，不能够满足用户的需要。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型实施例的目的在于提供一种自动聚焦系统，旨在解决目前使用变焦镜头的视频监控设备聚焦速度慢、聚焦精度以及成功率低，导致监控效果不理想的问题。
[0005]本实用新型实施例是这样实现的，一种自动聚焦系统，包括用于摄取景物图像的变焦镜头，变焦镜头内的设有用于驱动镜头运动的双马达电机，以及与变焦镜头连接，并将景物图像数据化处理成视频数据的视频传感器，还包括与视频传感器连接的主控芯片，以及与主控芯片和双马达电机连接的电机驱动芯片，所述主控芯片包括用于确定变焦镜头的聚焦范围的变倍跟踪模块，以及分别与所述变倍跟踪模块和电机驱动芯片连接，在变倍跟踪模块所确定的聚焦范围内，对视频数据进行AF值计算，并将计算结果写入所述电机驱动芯片，通过电机驱动芯片来控制双马达电机驱动变焦镜头进行精确聚焦的自动聚焦模块。
[0006]优选的，所述变倍跟踪模块包括用于获取变焦镜头的镜头跟踪曲线的获取单元，以及与获取单元连接，根据镜头跟踪曲线控制所述双马达电机驱动变焦镜头运动，用于确定变焦镜头的聚焦范围的变倍跟踪单元。
[0007]优选的，所述自动聚焦模块包括在白天启用的第一聚焦单元，在夜视场景的非高亮情况下启用的第二聚焦单元，以及在夜视场景的高亮情况下启用的第三聚焦单元。
[0008]优选的，还包括与所述变焦镜头和电机驱动芯片连接，在变焦镜头启动前确定所述双马达电机的基准位置的镜头初始化模块。
[0009]优选的，还包括与所述视频传感器和主控芯片连接，通过实时监测景物图像是否稳定，以及主控芯片计算的AF值的变化量是否超过阈值，来确定是否需要控制变倍跟踪模块启动聚焦的聚焦启动模块。
[0010]优选的，还包括在出厂前的镜头匹配阶段，对变焦镜头进行曲线校正的曲线校正装置，该装置内设有基于曲线校正算法的曲线校正芯片。
[0011]本实用新型实施例还提供一种视频监控设备，所述视频监控设备包括所述的自动聚焦系统。
[0012]本实用新型实施例提供的自动聚焦系统，通过变倍跟踪模块确定变焦镜头的聚焦范围，然后在该聚焦范围内通过自动聚焦模块对视频数据进行AF值计算，并根据计算结果来控制变焦镜头进行精确聚焦，大大提高了变焦镜头的聚焦速度以及聚焦精度。本实用新型通过具有电机驱动芯片的电机驱动模块控制电机运动，提高了电机的运动精度；本实用新型通过自动曲线校正模块，在变焦镜头出厂前对变焦镜头进行自动曲线校正，提高了变焦镜头的出厂合格率以及生产效率，大大降低了利用人工手动对变焦镜头进行曲线校正的失败率，并节约了人工成本以及时间成本。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型实施例提供的自动聚焦系统的结构框图；
[0014]图2是本实用新型实施例提供的自动聚焦系统中的主控芯片的具体结构框图；
[0015]图3是本实用新型一优选实施例提供的自动聚焦系统的结构框图；
[0016]图4是本实用新型另一优选实施例提供的自动聚焦系统的曲线校正装置的结构框图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0018]如图1所示，本实用新型实施例提供的自动聚焦系统包括用于摄取景物图像的变焦镜头10，其内设有两组镜片及双马达电机，该双马达电机具有两个马达，每个马达对应连接于一组镜片，所述变焦镜头10与视频传感器20连接，将摄取的景物图像传递给视频传感器20 ;所述视频传感器20接收变焦镜头10传递的景物图像，并对景物图像进行数据化处理成视频数据，该视频传感器20与主控芯片连接，并将视频数据传递给主控芯片30 ;所述主控芯片30接收视频传感器20传递的视频数据，对该视频数据进行AF值计算，然后将计算结果写入所述电机驱动芯片40，控制双马达电机运动；所述双马达电机分别与电机驱动芯片40和变焦镜头10连接，受电机驱动芯片40控制驱动变焦镜头10内的镜片运动，所述的AF值是指自动聚焦系统的自动聚焦评价函数值。
[0019]如图1和图2所示，所述主控芯片30包括分别与所述视频传感器20和双马达电机连接、用于根据视频传感器20的视频数据确定变焦镜头10的聚焦范围的变倍跟踪模块31，以及分别与变倍跟踪模块31和双马达电机连接、结合变倍跟踪模块31所确定的聚焦范围对视频数据进行AF值计算、并将计算结果写入电机驱动芯片40，来控制双马达电机驱动变焦镜头10进行精确聚焦的自动聚焦模块32。
[0020]如图2所示，所述变倍跟踪模块31包括用于获取变焦镜头10的镜头跟踪曲线的获取单元311 ，以及与获取单元311连接、根据镜头跟踪曲线控制所述电机驱动变焦镜头运动，用于确定变焦镜头10的聚焦范围的变倍跟踪单元312，其中:获取单元311通过控制双马达电机的两个马达来驱动变焦镜头10内的两组镜片运动，来获得变焦镜头10的镜头跟踪曲线，或者通过镜头厂商提供的镜头跟踪曲线列表来获得镜头跟踪曲线；所述变倍跟踪单元312，根据镜头跟踪曲线控制所述双马达电机的两个马达来驱动变焦镜头10内的两组镜片运动，当检测到变焦镜头10摄取的景物图像的清晰度值在预设的初步聚焦阈值范围内时停止运动，从而确定变焦镜头10的聚焦范围。
[0021]如图2所示，所述自动聚焦模块32在变倍跟踪模块31所确定的变焦镜头10的聚焦范围的基础上，采用聚焦算法对视频数据进行AF值计算，然后根据计算结果，控制所述双马达电机内的两个马达运动，两个马达随之驱动变焦镜头10内的两组镜片运动，当检测到变焦镜头10所摄取的景物图像的清晰度值在预设的精确聚焦阈值范围内时，则控制双马达电机停止运动，完成聚焦过程；所述聚焦算法可以为基于大步长粗扫加小步长细调的爬山算法，或基于固定步长的基本爬山算法，或基于变步长的优化的爬山算法；在白天或者夜视场景下，所述自动聚焦模块32启用不同的基于上述聚焦算法的聚焦单元进行聚焦，所述自动聚焦模块32包括在白天启用的第一聚焦单元321，在夜视场景的非高亮情况下启用的第二聚焦单元322，以及在夜视场景的高亮情况下启用的第三聚焦单元323，其中，所述第三聚焦单元323除了采用聚焦算法以外，还结合景物图像的亮度曲线对视频数据进行AF值计算。
[0022]如图3所示，在一优选实施例中，所述自动变焦系统还包括与所述变焦镜头10和电机驱动芯片40连接、在变焦镜头10启动前确定所述双马达电机内的两个马达的基准位置的镜头初始化模块50 ;所述自动变焦系统还包括与所述视频传感器20和主控芯片30连接，通过实时监测景物图像是否稳定、以及主控芯片30计算的AF值的变化量是否超过预设阈值，来确定是否需要控制变倍跟踪模块31启动聚焦的聚焦启动模块60。
[0023]如图4所示，在另一优选实施例中，所述自动聚焦系统还包括在出厂前的镜头匹配阶段、对变焦镜头10进行曲线校正的曲线校正装置70，该装置内设有基于曲线校正算法的曲线校正芯片71。
[0024]本实用新型实施例还提供一种视频监控设备，所述视频监控设备包括所述的自动聚焦系统。
[0025]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种自动聚焦系统，包括用于摄取景物图像的变焦镜头，以及与变焦镜头连接、并将景物图像数据化处理成视频数据的视频传感器，变焦镜头内设有用于驱动镜头运动的双马达电机，其特征在于，所述自动聚焦系统还包括与视频传感器连接的主控芯片，以及分别与主控芯片和双马达电机连接的电机驱动芯片；所述主控芯片包括用于确定变焦镜头的聚焦范围的变倍跟踪模块，以及分别与所述变倍跟踪模块和电机驱动芯片连接、对视频数据进行AF值计算、并根据计算结果控制变焦镜头进行精确聚焦的自动聚焦模块。2.如权利要求1所述的自动聚焦系统，其特征在于，所述变倍跟踪模块包括用于获取变焦镜头的镜头跟踪曲线的获取单元，以及与获取单元连接、根据镜头跟踪曲线控制所述双马达电机驱动变焦镜头运动，以确定变焦镜头的聚焦范围的变倍跟踪单元。3.如权利要求1所述的自动聚焦系统，其特征在于，所述自动聚焦模块包括在白天启用的第一聚焦单元、在夜视场景的非高亮情况下启用的第二聚焦单元以及在夜视场景的高亮情况下启用的第三聚焦单元。4.如权利要求1所述的自动聚焦系统，其特征在于，所述自动聚焦系统还包括与所述变焦镜头和电机驱动芯片连接，在变焦镜头启动前确定所述双马达电机的基准位置的镜头初始化模块。5.如权利要求1所述的自动聚焦系统，其特征在于，所述自动聚焦系统还包括与所述视频传感器和主控芯片连接，通过实时监测景物图像是否稳定，以及主控芯片计算的AF值的变化量是否超过阈值，来确定是否需要控制变倍跟踪模块启动聚焦的聚焦启动模块。6.如权利要求1所述的自动聚焦系统，其特征在于，所述自动聚焦系统还包括在出厂前的镜头匹配阶段，对变焦镜头进行曲线校正的曲线校正装置，该装置内设有基于曲线校正算法的曲线校正芯片。7.一种视频监控设备，其特征在于，所述视频监控设备包括如权利要求1?6任一项所述的自动聚焦系统。
【专利摘要】本实用新型适用于安防领域，提供了一种自动聚焦系统及视频监控设备，包括用于摄取景物图像的变焦镜头，以及与变焦镜头连接、并将景物图像数据化处理成视频数据的视频传感器，变焦镜头内设有用于驱动镜头运动的双马达电机，还包括与视频传感器连接的主控芯片，以及与主控芯片和双马达电机连接的电机驱动芯片，所述主控芯片包括用于确定变焦镜头的聚焦范围的变倍跟踪模块，以及分别与所述变倍跟踪模块和电机驱动芯片连接、对视频数据进行AF值计算、并根据计算结果控制变焦镜头进行精确聚焦的自动聚焦模块。本实用新型通过变倍跟踪模块确定变焦镜头的聚焦范围，然后通过自动聚焦模块控制变焦镜头进行精确聚焦，提高了变焦镜头的聚焦速度和精度。
【IPC分类】H04N7/18, H04N5/232
【公开号】CN204697170
【申请号】CN201520345993
【发明人】程银兵
【申请人】深圳市福斯康姆智能科技有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月26日
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