一种图像采集装置的焦距校准方法与装置与流程

本发明涉及图像采集技术领域，具体而言，涉及一种图像采集装置的焦距校准方法与装置。

背景技术：

随着社会的发展，图像采集技术的使用越来越普及。其中，云台摄像机被广泛地应用于平安城市、高速监控、森林防火等大型项目，被安装在楼顶、信号塔等制高点。

现有的摄像机是多个部件的组合体，当温度变化较大或长时间的震动，容易导致其光学后焦发生偏移，最终表现为原来设置的预置位虚焦。一旦出现问题，由于其安装位置和组件的复杂度，导致维护困难，维护时间长、效率低。同时也会影响其监测功能，可能导致监测错漏。

技术实现要素：

为了改善上述问题，本发明的目的在于提供一种图像采集装置的焦距校准方法与装置。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种图像采集装置的焦距校准方法，包括：

每隔预设周期检测成像板上图像的当前清晰值；

其中，所述当前清晰值为当前所述图像采集装置位于预置坐标、广角位置下，所述成像板所成图像的清晰值；

依据预置清晰值和所述当前清晰值判断所述图像采集装置的后焦是否发生偏移；其中，所述预置清晰值为所述图像采集装置位于预置坐标、广角位置下，所述成像板所成图像的清晰值的峰值；

当所述图像采集装置的后焦发生偏移时，调整所述成像板位置以校准焦距。

第二方面，本发明实施例还提供了一种图像采集装置的焦距校准装置，包括：

检测单元，用于每隔预设周期检测成像板上图像的当前清晰值；

其中，所述当前清晰值为当前所述图像采集装置位于预置坐标、广角位置下，所述成像板所成图像的清晰值；

判断单元，用于依据预置清晰值和所述当前清晰值判断所述图像采集装置的后焦是否发生偏移；其中，所述预置清晰值为所述图像采集装置位于预置坐标、广角位置下，所述成像板所成图像的清晰值的峰值；

调整单元，用于若所述图像采集装置的后焦发生偏移，调整所述成像板位置以校准焦距。

本发明实施例提供的图像采集装置的焦距校准方法与装置的有益效果：每隔预设周期检测成像板上图像的当前清晰值；依据所述预置清晰值和所述当前清晰值判断所述图像采集装置的后焦是否发生偏移；当所述图像采集装置的后焦发生偏移时，调整所述成像板位置以校准焦距，自动检测、判断、调整，减少人工调整的负担，降低维护人员负担，提升维护效率，保障了图像的清晰度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的图像采集装置的焦距校准方法的应用环境示意图；

图2示出了本发明第一实施例提供的图像采集装置的焦距校准方法的流程示意图；

图3示出了本发明第一实施例提供的图像采集装置的焦距校准方法的步骤s102的子步骤的流程示意图；

图4示出了本发明第一实施例提供的图像采集装置的焦距校准方法的步骤s103的子步骤的流程示意图；

图5示出了本发明第二实施例提供的图像采集装置的焦距校准方法的流程示意图；

图6示出了本发明第三实施例提供的图像采集装置的焦距校准方法的流程示意图；

图7示出了本发明实施例提供的图像采集装置的焦距校准装置的功能单元图。

图标：10-第一驱动装置；20-第二驱动装置；30-第三驱动装置；40-图像信息处理器；50-控制器；60-存储器；70-外设接口；200-图像采集装置的焦距校准装置；201-检测单元；202-判断单元；203-调整单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术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这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明较佳实施例提供的一种图像采集装置的焦距校准方法，应用于控制器50。图像采集装置可以采用但不限于摄像机或照相机，图像采集装置包括：成像板和调焦镜片群组。如图1所示，所述控制器50分别与第一驱动装置10、第二驱动装置20、第三驱动装置30、图像信息处理器40、存储器60以及外设接口70电连接。

第一驱动装置10用于接受控制器50的指令，驱动成像板移动。第一驱动装置10可以采用步进电机。

第二驱动装置20用于接受控制器50的指令，驱动调焦镜片群组变焦。第二驱动装置20可以采用直流电机。

第三驱动装置30用于接受控制器50的指令，驱动调焦镜片群组聚焦。第三驱动装置30可以采用直流电机。

图像信息处理器40用于采集成像板上的图像并转化成图像的清晰度的值，即清晰值，并将清晰值传输给控制器50。

存储器60可用于存储软件程序以及模块，如本发明实施例中的图片处理装置及方法所对应的程序指令/模块，图像采集装置的焦距校准装置200。控制器50通过运行存储在存储器60内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，如本发明实施例提供的图像采集装置的焦距校准方法。存储器60还可用于存储控制器50传输的其他数据。

图像采集装置的焦距校准装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器60中或固化在控制器50的操作系统(operatingsystem，os)中的软件功能模块。

外设接口70用于连接外部输入设备，用户可以通过外部输入设备调整修改图像采集装置的焦距校准装置200。

本发明第一实施例提供的图像采集装置的焦距校准方法应用于控制器50中，具体步骤如图2所示：

步骤s101：每隔预设周期检测所述成像板上图像的当前清晰值、前清晰值和后清晰值。

所述前清晰值为所述成像板从当前位置沿靠近调焦镜片群组的方向移动预设距离后所成图像的清晰值；所述后清晰值为所述成像板从当前位置沿远离调焦镜片群组的方向移动预设距离后所成图像的清晰值；所述当前清晰值为当前所述图像采集装置位于预置坐标、广角位置下，所述成像板所成图像的清晰值；所述当前位置为所述成像板上的图像对应所述当前清晰值时所述成像板所处的位置。

预设周期可以预设为12小时、48小时、78小时等，在此不做任何限定。

每隔预设周期的时间，控制器50控制第二驱动装置20驱动调焦镜片群组变焦至广角位置。此时，图像信息处理器40采集成像板上的图像并转化成图像的清晰度值，即为所述当前清晰值。图像信息处理器40将所述当前清晰值传输给控制器50。

控制器50接收到图像信息处理器40传输的所述当前清晰值后，控制第一驱动装置10驱动所述成像板从当前位置沿靠近所述调焦镜片群组的方向移动预设距离。此时，图像信息处理器40采集成像板上的图像并转化成图像的清晰度值，即为所述前清晰值。图像信息处理器40将所述前清晰值传输给控制器50。

同理地，检测所述成像板上图像的后清晰值。

预设距离根据图像采集装置不同可以适应性地修改。

步骤s102:依据预置清晰值、所述当前清晰值、所述前清晰值以及所述后清晰值，判断所述图像采集装置的后焦是否发生偏移？若是,执行步骤s103；若否，执行步骤s101。

其中，所述预置清晰值为所述图像采集装置位于预置坐标、广角位置下，所述成像板所成图像的清晰值的峰值。所述预置坐标为工作人员在安装图像采集装置时预置的，用于控制图像采集装置的角度和方向等，可以理解地，所述图像采集装置位于不同的预置坐标下，所采集的图像不同。

具体地，如图3所示步骤s102的子步骤包括：

步骤s1021：判断所述预置清晰值与预设的第一阈值的积是否大于所述当前清晰值？若是，执行步骤s1022；若否，执行步骤s101。

具体地，预设定的第一阈值的取值范围80％-85％。所述预置清晰值与预设定的第一阈值的积为清晰度有保障、允许的误差范围内的最低值，当所述预置清晰值与预设的第一阈值的积大于所述当前清晰值时，则说明此时图像的的清晰值已经超出了允许的误差范围，为了进一步确定是否是图像采集装置的后焦发生偏移，执行步骤s1022。

步骤s1022：判断所述当前清晰值与预设定的第二阈值的积是否大于所述前清晰值和所述后清晰值中的最大值？若是，则执行步骤s101；若否，则执行步骤s103。

具体地，预设定的第二阈值的取值范围为80％-85％。

若所述当前清晰值与预设定的第二阈值的积小于或等于所述前清晰值和所述后清晰值中的最大值，则说明所述当前清晰值不在允许的误差范围，从而说明，此时图像采集装置的后焦发生了偏移。通过步骤s1021和步骤s1022两次判断，双重验证，能解决环境影响因素，比如下雨、起雾导致的误判问题，提升了检测结果的准确性。

步骤s103：调整所述成像板位置以校准焦距。

具体地，如图4所示的步骤s103的子步骤包括：

步骤s1031：在广角位置下控制所述第一驱动装置10驱动所述成像板移动至第一位置，以使得所述成像板上的图像处于第一最清晰状态。

具体地，控制器50控制第一驱动装置10驱动所述成像板逐步移动。

控制器50每移动一步接收并记录图像信息处理器40传输所述成像板上图像的清晰值，并记录所述成像板对应所述清晰值所在的位置。

依据爬山算法计算出所述清晰值的峰值，并依据所述清晰值的峰值查询出与所述峰值关联的第一位置。因为当所述成像板从允许的最远离所述调焦镜片群组位置向最靠近所述调焦镜片群组的位置移动时，所述成像板上的图像的清晰值排列呈现一个山峰状。

控制第一驱动装置10驱动所述成像板移动至所述第一位置。从而保证所述成像板上的图像处于第一最清晰状态的第一位置。

步骤s1032：控制第二驱动装置20驱动所述调焦镜片群组变焦至最长焦位置。

具体地，保持所述成像板位于所述第一位置，控制器50控制第二驱动装置20驱动所述调焦镜片群组变焦至最长焦位置。

步骤s1033：控制第三驱动装置30驱动处于最长焦位置的所述调焦镜片群组聚焦至使得所述成像板上的图像处于第二最清晰状态的第二位置。

具体地，控制器50控制第三驱动装置30驱动所述调焦镜片群组移动。

控制器50接收并记录图像信息处理器40传输所述成像板上图像的清晰值，并记录所述调焦镜片群组对应所述清晰值所在的位置。

依据爬山算法计算出所述清晰值的峰值，并依据所述清晰值的峰值查询出与所述峰值关联的第二位置。因为当所述调焦镜片群组移动时，所述成像板上的图像的清晰值排列也呈现一个山峰状。当所述调焦镜片群组位于与所述峰值关联的第二位置，所述成像板上的图像的清晰度最高。

控制器50控制第三驱动装置30驱动所述调焦镜片群组聚焦至所述第二位置。

故所述第一位置为所述调焦镜片群组聚焦至所述第二位置、变焦至最长焦位置状态下，所述成像板上的图像最清晰时，所述成像板所处于的位置。

步骤1034：保持所述调焦镜片群组聚焦于所述第二位置，控制所述第二驱动装置20驱动所述调焦镜片群组重新变焦至广角位置。

步骤1035：在广角位置下控制所述第一驱动装置10驱动所述成像板移动至第三位置，以使得所述成像板上的图像处于第三最清晰状态。

与步骤s1031同理，故所述第三位置为所述调焦镜片群组聚焦至所述第二位置、变焦至广角位置状态下，所述成像板上的图像最清晰时，所述成像板所处于的位置。

步骤1036：判断所述第三位置与所述第一位置的距离值是否小于预设定的第三阈值？若是，则执行步骤s1037；若否，则执行步骤s1038。

具体地，当所述第三位置与所述第一位置的距离值小于预设定的第三阈值时，说明所述调焦镜片群组位于广角位置或最长焦位置时，所述成像板对应所述成像板上图像的最清晰状态所处的位置距离很近，在允许的误差范围内，说明当所述成像板位于第三位置时，所述调焦镜片群组变焦至广角位置或变焦至最长焦位置都能得到理想清晰度的图像。

若所述第三位置与所述第一位置的距离值大于或等于预设定的第三阈值时，说明当所述成像板位于第三位置时，不满足所述调焦镜片群组变焦至广角位置或变焦至最长焦位置都能得到理想清晰度的图像条件。

步骤s1037：依据所述第三位置校准焦距。

步骤s1038：将所述第三位置覆盖所述第一位置，生成新的第一位置，并删除已有的所述第二位置和所述第三位置。

具体地，例如已记录的所述第一位置为s，所述第二位置为m，所述第三位置为n。所述第三位置覆盖所述第一位置，即新的第一位置为n。删除所述第二位置和所述第三位置。

本发明第二实施例提供的图像采集装置的焦距校准方法应用于控制器50中，具体步骤如图5所示：

步骤s201：每隔预设周期检测所述成像板上图像的当前清晰值。

步骤s202：判断所述预置清晰值与预设的第一阈值的积是否大于所述当前清晰值？若是，执行步骤s203；若否，执行步骤s201。

步骤s203：检测所述成像板上图像的前清晰值和后清晰值。

步骤s204：判断所述当前清晰值与预设定的第二阈值的积是否大于所述前清晰值和所述后清晰值中的最大值？若是，执行步骤s201；若否，执行步骤s205。

步骤s205：调整所述成像板位置以校准焦距。

逐步检测判断，当步骤s202的检查结果为否时，则不用执行剩余步骤，降低所述图像采集装置的运行负担，从而提升了设备的运行效率

本发明第三实施例提供的图像采集装置的焦距校准方法应用于控制器50中，具体步骤如图6所示：

步骤s301：每隔预设周期检测成像板上图像的当前清晰值。

步骤s302：依据预置清晰值和所述当前清晰值判断所述图像采集装置的后焦是否发生偏移？若是，则执行步骤s303；若否，则执行步骤s301。

具体地，判断所述预置清晰值与预设定的第一阈值的积是否小于或等于所述当前清晰值，若是，则所述图像采集装置的后焦未发生偏移；若否，则所述图像采集装置的后焦发生偏移。

步骤s303：调整所述成像板位置以校准焦距。

请参阅7，图5为本发明较佳实施例提供的一种图像采集装置的焦距校准装置200。需要说明的是，本实施例所提供的图像采集装置的焦距校准装置200，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述实施例中相应内容。

图像采集装置的焦距校准装置200应用于控制器50，图像采集装置的焦距校准装置200包括：

检测单元201，用于每隔预设周期，检测成像板上图像的当前清晰值，。具体地，检测单元201可以执行步骤s301。

其中，所述当前清晰值为当前所述图像采集装置位于预置坐标、广角位置下，所述成像板所成图像的清晰值。

检测单元201还用于每隔所述预设周期检测成像板上图像的前清晰值和后清晰值。所以，检测单元201可以执行步骤s101、s201以及s203。

其中，所述前清晰值为所述成像板从当前位置沿靠近调焦镜片群组的方向移动预设距离后所成图像的清晰值；所述后清晰值为所述成像板从当前位置沿远离调焦镜片群组的方向移动预设距离后所成图像的清晰值；所述当前位置为所述成像板对应所述当前清晰值处于的位置。

判断单元202，用于依据预置清晰值和所述当前清晰值，或依据所述预置清晰值、所述当前清晰值、所述前清晰值和所述后清晰值，判断所述图像采集装置的后焦是否发生偏移。具体地，判断单元202可以执行步骤s102、s302。

其中，所述预置清晰值为所述图像采集装置位于预置坐标，广角位置下，所述成像板所成图像的清晰值的峰值。

判断单元202具体用于判断所述预置清晰值与预设定的第一阈值的积是否小于或等于所述当前清晰值，若否，则所述图像采集装置的后焦发生偏移。

判断单元202还可以具体用于判断所述预置清晰值与预设的第一阈值的积是否大于所述当前清晰值。具体地，判断单元202可以执行步骤s1021和s202。

当所述预置清晰值与所述第一阈值的积大于所述当前清晰值时，判断单元202还可以具体用于判断所述当前清晰值与预设定的第二阈值的积是否大于所述前清晰值和所述后清晰值中的最大值。具体地，判断单元202可以执行步骤s1022和s204。

若所述预置清晰值与所述第一阈值的积大于所述当前清晰值、所述当前清晰值与所述第二阈值的积小于或等于所述前清晰值和所述后清晰值中的最大值，则所述图像采集装置的后焦发生偏移。

调整单元203，用于若所述图像采集装置的后焦发生偏移，调整所述成像板位置以校准焦距。具体地，调整单元203可以执行步骤s103、步骤s203以及步骤s303。

具体地，调整单元203包括：

第一控制模块，用于在广角位置下控制所述第一驱动装置10驱动所述成像板移动至第一位置，以使得所述成像板上的图像处于第一最清晰状态。具体地，第一控制模块可以执行步骤s1031。

第二控制模块，用于控制第二驱动装置20驱动所述调焦镜片群组变焦至最长焦位置。具体地，第二控制模块可以执行步骤s1032。

第三控制模块，用于控制第三驱动装置30驱动处于最长焦位置的所述调焦镜片群组聚焦至使得所述成像板上的图像处于第二最清晰状态的第二位置。具体地，第三控制模块可以执行步骤s1033。

第二控制模块还用于保持所述调焦镜片群组聚焦于所述第二位置，控制所述第二驱动装置20驱动所述调焦镜片群组变焦至广角位置。具体地，第二控制模块可以执行步骤s1034。

第一控制模块还用于在广角位置下控制所述第一驱动装置10驱动所述成像板移动至第三位置，以使得所述成像板上的图像处于第三最清晰状态。具体地，第一控制模块可以执行步骤s1035。

判断单元202还用于判断所述第三位置与所述第一位置的距离值是否小于预设定的第三阈值。具体地，判断单元202可以执行步骤s1036。

执行模块，用于若所述第三位置与所述第一位置的距离值小于预设定的第三阈值，依据所述第三位置校准焦距。具体地，执行模块可以执行步骤s1037。

重置模块，用于若所述第三位置与所述第一位置的距离值大于或等于预设定的第三阈值，将所述第三位置覆盖所述第一位置，生成新的第一位置，并删除已有的所述第二位置和所述第三位置。具体地，重置模块可以执行步骤s1038。

综上所述，本发明较佳实施例提供的图像采集装置的焦距校准方法与装置中：首先，每隔预设周期检测成像板上图像的当前清晰值，或检测所述成像板上图像的当前清晰值、前清晰值和后清晰值；依据所述预置清晰值和所述当前清晰值，或依据所述预置清晰值、所述当前清晰值、所述前清晰值和所述后清晰值，判断所述图像采集装置的后焦是否发生偏移；当所述图像采集装置的后焦发生偏移时，调整所述成像板位置以校准焦距，控制器自动检测、判断、调整，减少人工调整的负担，降低维护人员负担，提升维护效率，保障了图像的清晰度；其次，依据所述预置清晰值与预设的第一阈值的积是否大于所述当前清晰值、所述当前清晰值与预设定的第二阈值的积是否大于所述前清晰值和所述后清晰值中的最大值，判断所述图像采集装置的后焦发生偏移，双重验证，能解决环境影响因素，比如下雨、起雾导致的误判问题，提升了检测结果的准确性；然后，若所述第三位置与所述第一位置的距离值小于预设定的第三阈值，则依据所述第三位置校准焦距，从而保证当成像板在第三位置时，调焦镜片群组从广角位置变焦至最长焦位置过程中，成像板上的图像的清晰度；最后，逐步检测判断，当步骤s202的检查结果为否时，则不用执行剩余步骤，降低所述图像采集装置的运行负担，从而提升了设备的运行效率。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。