[发明专利]一种自动调焦处理系统及处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及摄像头模组调焦技术领域，具体涉及一种自动调焦处理系统及处理方法。

背景技术

自动调焦技术伴随着成像探测器的诞生而不断的发展，从其基本原理来区分，自动调焦技术主要有测距法、聚焦检测法和图像处理法，由于前两种方法都严重依赖于成像结构及探测器，从而限制了其推广应用。随着计算机技术及图像处理技术的不断发展，基于图像处理技术的自动调焦发展迅速，这有赖于图像处理技术的灵活性，可针对不同使用要求进行快速而准确的调焦。

目前，随着嵌入式技术及调焦算法的发展，自动调焦技术无论是在结构上，还是在调焦算法本身上都已经比较完善，因此市场上大多数摄像机都采用了集成调焦功能的嵌入式芯片进行调焦处理。但是，这种集成调焦功能的嵌入式芯片是为了适应常规条件下摄像机的调焦动作，而在一些特殊场合，例如低照度、高照度或者场景特征比较单一的情况下，这些摄像机都无法完成调焦动作。因此，在一些特殊场合下应用的摄像机依然是靠人工进行调焦，由于不同的操作人员对图像清晰度的定义和感觉不同，这就势必会造成图像采集结果的差异性，尤其是在一些科学实验或工业生产等领域，将会使摄像机的重复性和稳定性有很大差别，同时在多摄像头的条件下也会造成调焦效率的下降。

发明内容

为了解决现有采用人工调焦存在的摄像机重复性和稳定性差、调焦效率低的问题，本发明提供一种自动调焦处理系统及处理方法。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种自动调焦处理系统，包括：

FPGA芯片；

与FPGA芯片以及摄像机的视频接口相连的视频解码芯片，对输入的视频信号进行解码并传输给FPGA芯片进行视频图像处理；

与FPGA芯片、调焦电机的调焦电气接口以及位置反馈元件的反馈元件接口相连的调焦控制芯片，所述FPGA芯片通过调焦控制芯片采集位置反馈元件的位置反馈信息以判断当前自动调焦处理系统的执行状态，所述FPGA芯片通过调焦控制芯片驱动调焦电机从而驱动自动调焦处理系统进行自动调焦工作；

远程计算机；

与FPGA芯片以及远程计算机相连的视频编码芯片，对经FPGA芯片处理后的视频信号进行编码并无损输出给远程计算机；

与FPGA芯片以及远程计算机相连的通讯接口芯片，所述FPGA芯片通过通讯接口芯片执行远程计算机的控制命令，同时远程计算机通过通讯接口芯片对FPGA芯片进行升级处理。

进一步的，还包括：与FPGA芯片相连的内存芯片，用于存储摄像机视频数据以及计算结果。

进一步的，还包括：与FPGA芯片相连的程序及数据存储芯片，用于存储调焦处理程序以及自动调焦处理系统的各项参数。

进一步的，所述视频解码芯片的具体型号为：TVP5150；所述调焦控制芯片的具体型号为：A3979；所述视频编码芯片的具体型号为：ADV7123；所述通讯接口芯片的具体型号为：MAX485。

本发明还提供了采用上述的自动调焦处理系统实现的一种自动调焦处理方法，包括以下步骤：

步骤一、所述FPGA芯片通过调焦控制芯片读取位置反馈元件的位置反馈信息，以获取当前自动调焦处理系统的执行状态和位置信息；

步骤二、通过视频解码芯片对输入的摄像机视频信号进行解码并将解码后的数字视频信号传输给FPGA芯片，通过FPGA芯片以及调焦算法计算当前位置图像的平均调焦评价函数F_Davg；

步骤三、通过FPGA芯片以及调焦算法设定自动调焦处理系统的调焦步长，所述调焦步长大于调焦精度，记录并保存当前位置的前两步图像的平均调焦评价函数F′_Davg；

步骤四、通过FPGA芯片判断F_Davg与F′_Davg之间的关系：若F_Davg≥F′_Davg，则执行步骤五；若F_Davg＜F′_Davg，则执行步骤六；

步骤五、通过调焦电机驱动摄像机的镜头沿光轴运行方向继续运行，返回步骤四；

步骤六、通过FPGA芯片判断调焦步长是否大于调焦精度：若是，则将调焦步长减半，然后通过调焦电机驱动自动调焦处理系统沿光轴运行方向的反方向运行，返回步骤四；若否，则自动调焦工作结束；