[发明专利]一种基于CPLD和MCU的自动聚焦高清摄像机

说明书

技术领域

本发明属于监控摄像机技术领域，尤其涉及一种基于CPLD和MCU的高清摄像机。所述高清摄像机可实现快速自动聚焦功能。

背景技术

2010年深圳安博会，众多安防设备生产厂家纷纷推出了高清视频监控摄像机，从而正式开启了高清视频监控时代。从“看得见”到“看得清”，高清视频监控借助数字化、网络化技术，迅速获得了市场认可及青睐，据统计，如今高清监控设备市场份额达到56%，已经超过传统模拟摄像机市场份额，高清摄像机正被越来越多的应用于机场、道路、运输、港口码头、边检口岸、平安城市等安防监控领域。

高清摄像机一般来说配用的镜头种类可分为：固定焦距镜头、手动变焦镜头、电动变焦镜头等。其中配用电动变焦镜头时，摄像机需支持电动变焦镜头的变焦控制、聚焦控制及光圈控制。变焦控制及光圈控制相对来说技术成熟，研发难度不高。但聚焦控制，实现起来有不小的技术难度。

通过FPGA实现自动聚焦是目前的一种常用该方案，首先用模数转换器对视频进行采样，经过模式采样后的数字化视频数据输入给FPGA做视频滤波、亮度提取、自动聚焦评价函数计算机及自动聚焦爬山算法实现，整个自动聚焦都由FPGA来实现，因此该方案对于FPGA性能要求较高，实现硬件成本至少60元人民币。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种基于CPLD和MCU的自动聚焦高清摄像机，旨在解决现有通过FPGA实现自动聚焦方案的成本较高的技术问题。

本发明是这样实现的，所述基于CPLD和MCU的自动聚焦高清摄像机，包括可输出标准数字视频信号的视频处理芯片以及电动镜头驱动组件，所述摄像机还包括CPLD和MCU，所述CPLD对所述视频处理芯片输出的标准数字视频信号进行亮度提取和聚焦评价函数计算，输出聚焦评价函数值，所述MCU根据所述聚焦函数评价值进行爬山搜索算法计算输出电机控制信号，所述电动镜头驱动组件根据所述电机控制信号控制聚焦马达完成自动聚焦。

本发明的有益效果是：本发明采用CPLD和MCU代替FPGA完成自动聚焦功能，CPLD时延小、并行数据处理能力强，可以实现高速视频数据运算处理，本发明中将其用于亮度提取和聚焦评价函数计算，MCU在复杂单线程运算处理方面具有显著优势，本发明中将其用爬山搜索算法计算，得到镜头的最佳聚焦位置，本发明利用CPLD和MCU各自的特点，有效发挥器件自身优势进行任务分配和资源整合，可以实现稳定可靠、高灵敏度、低时延特性的自动聚焦功能，与现有采用FPGA方案相比，可以明显降低物料成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于CPLD和MCU的自动聚焦高清摄像机的结构图；

图2是本发明实施例提供的CPLD结构方框图；

图3是本发明实施例提供的PAL制式的BT.656图像行输出时序图；

图4是本发明实施例提供的MCU结构方框图；

图5是本发明实施例提供的聚焦评价函数值与马达步进关系曲线图；

图6是本发明实施例提供的爬山搜索算法示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本发明实施例提供的基于CPLD和MCU的自动聚焦高清摄像机的结构，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的基于CPLD和MCU的自动聚焦高清摄像机包括可输出标准数字视频信号的视频处理芯片1以及电动镜头驱动组件4，所述摄像机还包括现场可编程逻辑器件2（CPLD）和微处理器3（MCU），所述视频处理芯片1、CPLD、MCU、电动镜头驱动组件4顺次连接，优选的，所述CPLD和MCU通过I2C接口连接，所述CPLD对所述视频处理芯片输出的标准数字视频信号进行亮度提取和聚焦评价函数计算，输出聚焦评价函数值，所述MCU根据所述聚焦函数评价值进行爬山搜索算法计算输出电机控制信号，所述电动镜头驱动组件根据所述电机控制信号控制聚焦马达完成自动聚焦。