一種機芯鏡頭變倍跟隨方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種機芯鏡頭變倍跟隨方法，包括：A、確定下一個時間片變倍電機的位置，并根據(jù)鏡頭追蹤曲線查找對應(yīng)的聚焦電機位置；B、判斷當(dāng)前的聚焦電機位置和查詢到的所述聚焦電機位置之間的路程長度是否在聚焦電機一個時間片能運行到的范圍內(nèi)，若是轉(zhuǎn)D，否則轉(zhuǎn)C；C、根據(jù)聚焦電機下一個時間片運行的方向，在當(dāng)前位置上加上或減去一個時間片聚焦電機能夠運行的最大路程長度得到其下一個位置；根據(jù)聚焦電機的下一個位置，在鏡頭追蹤曲線上查找對應(yīng)的變倍電機的位置；D、根據(jù)獲得變倍電機和聚焦電機位置信息，指示變倍電機和聚焦電機在下一個時間片內(nèi)運行到各自的位置。本發(fā)明方案在變倍過程中，始終保持變倍和聚焦電機很好貼近鏡頭追蹤曲線。
【專利說明】一種機芯鏡頭變倍跟隨方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控相機領(lǐng)域，尤其涉及一種機芯鏡頭變倍跟隨方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]變倍跟隨，是根據(jù)當(dāng)前物距的鏡頭追蹤曲線(又稱變焦跟蹤曲線，通常是有一定弧度的曲線，通常鏡頭生產(chǎn)廠家會提供不同物距下的該曲線)，變倍時實時調(diào)整聚焦電機達(dá)到圖像在整個變倍過程中圖像清晰的目的。然而電機是屬于機械部件，存在固有的物理特性，比如運行啟動速度，加速度，反向停頓、最高速度等參數(shù)，且變倍電機、聚焦電機都只能直線運行。
[0003]請參圖1，圖1的實弧線是鏡頭的某個物距下的追蹤曲線。該實弧線的端點A點是鏡頭的最廣焦端點，B點是鏡頭的最長焦端點。A點到B點的變倍長度為Z5，A點到B點的聚焦長度為F5 ;如果單次下發(fā)變倍長度和聚焦長度，變倍電機和聚焦電機即按照虛線AB的指示運行。AB虛線和AB實弧線是完全不重合不貼近的兩條線，所以如果按照這種單次下發(fā)變焦長度和聚焦長度的方式來指導(dǎo)變倍電機和聚焦電機運行，將使得圖像在整個變焦過程中模糊不清，完全達(dá)不到變焦過程所需要的圖像清晰的效果。
[0004]請參圖2，圖2為了讓變倍電機和聚焦電機實際運行的軌跡貼近鏡頭追蹤曲線，即圖2所示的實弧線，A點到B點所示的這段變焦倍路程被分成N段，每段對應(yīng)變倍電機在一個時間片t的運行長度，每個時間片的時間長度相等。第一個時間片由于變倍電機啟動的速度比較小，所以行程相對于其它時間片要短；最后一個時間片由于需要減速停止，所以行程相對于其他時間片也要短；其他的時間片可以高速運行，行程長度基本都相同。聚焦電機在每個時間片t按照鏡頭追蹤曲線進行運行。對于圖2的該鏡頭追蹤曲線，我們會發(fā)現(xiàn)，AC段的C端附近略微偏離追蹤曲線。這個問題，基本只要將時間片劃分得更細(xì)就可以解決。而CD段也是偏離鏡頭追蹤曲線的，在該段聚焦電機沒有移動。在該段聚焦電機之所以沒有移動是因為鏡頭追蹤曲線此時要求聚焦反向移動，而聚焦電機反向時必須停頓一個時間片(CD段對應(yīng)的是一個時間片)，所以聚焦電機在CD段沒有移動。對于CD段偏離鏡頭追蹤曲線的問題也可以通過細(xì)分時間片的方式解決。由于電機反向的停頓時間片鏡頭規(guī)格規(guī)定是I個VD時間。這個時間片遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于圖2中所示的CD時間片的長度，所以縮小時間片后，聚焦電機反向的停頓可以忽略不計，聚焦電機的運行將可以在很大程度上貼近鏡頭追蹤曲線，從而保持圖像基本清晰。對于圖中DEB段:DE段變倍電機已經(jīng)完成所需要的行程，而聚焦電機在高速運行時，最快只能達(dá)到E點位置，所以這一段，聚焦電機的運行嚴(yán)重偏離鏡頭追蹤曲線；EB段變倍電機已經(jīng)停止運行，聚焦電機則從E點運行到B點，所以這一段，聚焦電機的運行也嚴(yán)重偏離鏡頭追蹤曲線。因此，長焦端DEB遠(yuǎn)離了實際追蹤曲線，變倍跟隨過程中圖像模糊。對于這一段，即使時間片減小，運行的軌跡仍然是DEB，變倍跟隨過程中圖像仍然模糊。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種機芯鏡頭變倍跟隨方法和裝置。
[0006]該機芯鏡頭變倍跟隨方法包括:A、確定下一個時間片變倍電機的位置，并且根據(jù)鏡頭追蹤曲線查找該所述下一個時間片變倍電機的位置對應(yīng)的聚焦電機位置、判斷當(dāng)前的聚焦電機位置和步驟A中查詢到的所述聚焦電機位置之間的路程長度是否在聚焦電機一個時間片能夠運行到的范圍內(nèi)，如果是轉(zhuǎn)步驟D，否則轉(zhuǎn)步驟C ;C、根據(jù)聚焦電機當(dāng)前位置和步驟A中查詢到的聚焦電機位置確定聚焦電機下一個時間片運行的方向，如果是向近焦端方向運行，則在當(dāng)前位置上加上一個時間片聚焦電機能夠運行的最大路程長度得到其下一個位置，如果是向遠(yuǎn)焦端方向運行，則在當(dāng)前位置上減去一個時間片聚焦電機能夠運行的最大路程得到其下一個位置；根據(jù)所述得到的聚焦電機的下一個位置，在鏡頭追蹤曲線上查找對應(yīng)的變倍電機的位置；進一步執(zhí)行步驟D ;D、根據(jù)獲得變倍電機和聚焦電機的位置信息，指示變倍電機和聚焦電機在下一個時間片內(nèi)運行到各自的位置；返回步驟A。
[0007]該機芯鏡頭變倍跟隨裝置包括:變倍聚焦位置確定模塊，用于確定下一個時間片變倍電機的位置，并且根據(jù)鏡頭追蹤曲線查找該所述下一個時間片變倍電機的位置對應(yīng)的聚焦電機位置；聚焦能力判斷模塊，用于判斷當(dāng)前的聚焦電機位置和所述查詢到的所述聚焦電機位置之間的路程長度是否在聚焦電機一個時間片能夠運行到的范圍內(nèi)；變倍聚焦位置調(diào)整模塊，用于聚焦能力判斷模塊判斷當(dāng)前的聚焦電機位置和所述查詢到的所述聚焦電機位置之間的路程長度不在聚焦電機一個時間片能夠運行到的范圍內(nèi)時，根據(jù)聚焦電機當(dāng)前位置和所述查詢到的聚焦電機位置確定聚焦電機下一個時間片運行的方向，如果是向近焦端方向運行，則在當(dāng)前位置上加上一個時間片聚焦電機能夠運行的最大路程長度得到其下一個位置，如果是向遠(yuǎn)焦端方向運行，則在當(dāng)前位置上減去一個時間片聚焦電機能夠運行的最大路程得到其下一個位置；根據(jù)所述得到的聚焦電機的下一個位置，在鏡頭追蹤曲線上查找對應(yīng)的變倍電機的位置；變倍聚焦運行模塊，用于根據(jù)獲得變倍電機和聚焦電機的位置信息，指示變倍電機和聚焦電機在下一個時間片內(nèi)運行到各自的位置。
[0008]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明方案考慮了聚焦電機的能力，在整個變倍過程中使得聚焦電機和變倍電機都很好的貼近鏡頭追蹤曲線運行，變倍過程圖像清晰。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是一鏡頭追蹤曲線示例。
[0010]圖2是劃分時間片情況下的變倍跟隨過程示例。
[0011]圖3是本發(fā)明實施例流程圖。
[0012]圖4是現(xiàn)有的一種變倍跟隨過程例子。
[0013]圖5是本發(fā)明的一種變倍跟隨過程例子。
[0014]圖6是本發(fā)明實施例裝置邏輯結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0015]為解決【背景技術(shù)】中提到的技術(shù)問題，本發(fā)明提供新的一種機芯鏡頭變倍跟隨的方法。該方法能夠在變倍過程中，始終保持變倍電機和聚焦電機很好的跟隨鏡頭追蹤曲線。以下通過【具體實施方式】詳細(xì)說明。
[0016]請參圖3，圖3給出了本發(fā)明實施例的流程圖。
[0017]S31、確定下一個時間片變倍電機的位置，并且根據(jù)鏡頭追蹤曲線查找該所述下一個時間片變倍電機的位置對應(yīng)的聚焦電機位置。
[0018]這里一個時間片通常對應(yīng)VD信號的周期時間，如果VD信號的頻率是60HZ，則VD信號的周期時間為16.7ms,則一個時間片為16.7ms。通常變倍電機在啟動運行后,將以一個固定的速度運行，比如說1320PPS (每秒運行1320步)，則一個時間片運行22步。由于變倍電機每一步的長度固定為0.01毫米(不同的變倍電機可能有所不一樣，但是對于同一個變倍電機來說，這個長度是固定不變的)，所以很容易計算得到一個時間片變倍電機運行的長度。而后進一步結(jié)合變倍電機當(dāng)前的位置信息就可以得到了其下一個時間片運行到的位置。
[0019]有了變倍電機在下一個時間片的位置后，根據(jù)鏡頭追蹤曲線就能得到下一個時間片聚焦電機的位置。
[0020]S32、判斷當(dāng)前的聚焦電機位置和步驟S31中查詢到的所述聚焦電機位置之間的路程長度是否在聚焦電機一個時間片能夠運行到的范圍內(nèi)，如果是轉(zhuǎn)步驟S34，否則轉(zhuǎn)步驟
533。
[0021]聚焦電機在一個時間片內(nèi)運行的長度范圍是有限的，比如說其最大運行速度是3000PPS，如果每步長度也為0.01毫米，則在一個時間片內(nèi)其最大運行長度為:3000*16.7*0.01 = 0.5毫米。一旦聚焦電機從當(dāng)前位置運行到步驟31中查詢到的位置的路程大于0.5毫米，則意味著超出了聚焦電機的能力。所以本步驟的主要目的是判斷聚焦電機的能力是否能按照鏡頭追蹤曲線追蹤上變倍電機，而后根據(jù)判斷結(jié)果執(zhí)行不同的操作。由于聚焦電機在一個時間片(假設(shè)16.7ms)從當(dāng)前位置運行到步驟31中查詢到的位置之間的路程S、聚焦電機每步長度L、電機運行速度Speed (單位為“步/秒”)之間有如下固定關(guān)系:S = L*Speed/60，所以如果用計算聚焦電機在一個時間片內(nèi)運行所述路程長度(當(dāng)前聚焦電機位置和步驟S31中查詢到的所述聚焦電機位置之間的路程長度)需要達(dá)到的速度Speed是否在其最大運行速度范圍內(nèi)來實現(xiàn)步驟S32的目的也是可以，所以這種方式也可以理解為步驟S32的一種具體實現(xiàn)。
[0022]S33、根據(jù)聚焦電機當(dāng)前位置和步驟S31中查詢到的聚焦電機位置確定聚焦電機下一個時間片運行的方向，如果是向近焦端方向運行，則在當(dāng)前位置上加上一個時間片聚焦電機能夠運行的最大路程長度得到其下一個位置，如果是向遠(yuǎn)焦端方向運行，則在當(dāng)前位置上減去一個時間片聚焦電機能夠運行的最大路程得到其下一個位置；根據(jù)所述得到的聚焦電機的下一個位置，在鏡頭追蹤曲線上查找對應(yīng)的變倍電機的位置；進一步執(zhí)行步驟
534。
[0023]本步驟是先計算聚焦電機能夠運行到的最遠(yuǎn)位置，然后依據(jù)該最遠(yuǎn)位置再在鏡頭追蹤曲線上查找變倍電機對應(yīng)的運行的位置。
[0024]S34、根據(jù)獲得變倍電機和聚焦電機的位置信息，指示變倍電機和聚焦電機在下一個時間片內(nèi)運行到各自的位置；返回步驟S31。
[0025]上述實施例由于考慮了聚焦電機的能力，所以可以將步驟S33理解為變倍跟隨過程中出現(xiàn)了變倍電機跟隨聚焦電機運行的情況，從而使得整個變倍跟隨過程變倍電機和聚焦電機都很好的貼近鏡頭追蹤曲線運行。
[0026]需要說明的是，如果根據(jù)當(dāng)前的聚焦電機位置和步驟S31中查詢到的所述聚焦電機位置確定聚焦電機下一個時間片運行的方向和當(dāng)前的方向不一致，則聚焦電機在下一個時間片停止運行。此時變倍電機還是按照步驟S31確定下一個時間片變倍電機的位置來運行。
[0027]以下結(jié)合圖4和圖5的例子進行說明。
[0028]圖4表示變倍要從S點到達(dá)D點位置。VD的固定頻率配置為60HZ，若變倍電機和聚焦電機最高速為Speedmax = 1320PPS，則每個VD配置的電機運行步數(shù)為22步。在變倍電機從S點運行到D點過程中，當(dāng)?shù)竭_(dá)圖中A點時，變倍電機對應(yīng)的位置信息為Xa，聚焦電機對應(yīng)的位置信息為Ya，下一個VD時變倍電機對應(yīng)的位置在Xa+22 = Xb ;變倍電機對應(yīng)位置在Xb位置時，鏡頭追蹤曲線上Xb對應(yīng)的點為B，B點對應(yīng)的聚焦電機位置信息為Yb。當(dāng)Ya-Yb大于22步時，就會超電機物理特性，出現(xiàn)電機失步。如果配置聚焦電機速度為1320PPS時，聚焦電機下I個VD運行到的位置信息最多為Ya-22 = Yc這個聚焦位置，(Xb, Yc)對應(yīng)的點C偏離了跟蹤曲線。在變倍從A點到B點過程中會出現(xiàn)圖像模糊。
[0029]圖5是運用本發(fā)明方法的一個例子。變倍電機和聚焦電機在鏡頭跟蹤曲線位置A (Xa, Ya)點位置時，計算下一個VD變倍電機的位置為:Xa+22 = Xb,找到對應(yīng)的B點位置信息:B點對應(yīng)的位置信息為(Xb, Yb);當(dāng)前VD聚焦電機需要運行的步數(shù)為Ya - Yb。如果Ya - Yb>22步時，則計算聚焦電機下一個VD能運行到的位置，即Ya - 22 ;設(shè)Ya - 22 = Yc7Yc在鏡頭追蹤曲線上對應(yīng)C點，在通過C點位置找到變倍電機的位置Xe ;然后再通過Xc-Xa計算下一個VD變倍電機需要運行的步數(shù)。下一個VD變倍電機和聚焦電機的運行軌跡為AC，貼近跟蹤曲線，變倍跟蹤過程中圖像清晰。
[0030]在圖4和圖5的例子中，變倍電機和聚焦電機的位置均是用步數(shù)來表示，這和用長度表示實際上沒有任何區(qū)別。
[0031]另外，需要說明的是，圖5只是以鏡頭追蹤曲線的一小段為例來說明本發(fā)明的方案。實際上，在整個變倍跟隨過程中，對變倍電機和聚焦電機運行的指示都可以采用本發(fā)明的方案進行。
[0032]基于同樣的構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種機芯鏡頭變倍跟隨裝置。請參圖6，該裝置包括:變倍聚焦位置確定模塊、聚焦能力判斷模塊、變倍聚焦位置調(diào)整模塊和變倍聚焦運行模塊。
[0033]變倍聚焦位置確定模塊，用于確定下一個時間片變倍電機的位置，并且根據(jù)鏡頭追蹤曲線查找該所述下一個時間片變倍電機的位置對應(yīng)的聚焦電機位置。
[0034]聚焦能力判斷模塊，用于判斷當(dāng)前的聚焦電機位置和所述查詢到的所述聚焦電機位置之間的路程長度是否在聚焦電機一個時間片能夠運行到的范圍內(nèi)。
[0035]變倍聚焦位置調(diào)整模塊，用于聚焦能力判斷模塊判斷當(dāng)前的聚焦電機位置和所述查詢到的所述聚焦電機位置之間的路程長度不在聚焦電機一個時間片能夠運行到的范圍內(nèi)時，根據(jù)聚焦電機當(dāng)前位置和所述查詢到的聚焦電機位置確定聚焦電機下一個時間片運行的方向，如果是向近焦端方向運行，則在當(dāng)前位置上加上一個時間片聚焦電機能夠運行的最大路程長度得到其下一個位置，如果是向遠(yuǎn)焦端方向運行，則在當(dāng)前位置上減去一個時間片聚焦電機能夠運行的最大路程得到其下一個位置；根據(jù)所述得到的聚焦電機的下一個位置，在鏡頭追蹤曲線上查找對應(yīng)的變倍電機的位置。
[0036]變倍聚焦運行模塊，用于根據(jù)獲得變倍電機和聚焦電機的位置信息，指示變倍電機和聚焦電機在下一個時間片內(nèi)運行到各自的位置。
[0037]其中變倍聚焦位置調(diào)整模塊，還用于在根據(jù)當(dāng)前的聚焦電機位置和所述查詢到的所述聚焦電機位置確定聚焦電機下一個時間片運行的方向和當(dāng)前的方向不一致時，通知變倍聚焦運行模塊在下一個時間片指示聚焦電機停止運行，且指示變倍電機在下一個時間片按照變倍聚焦位置確定模塊確定的下一個時間片的位置進行運行。
[0038]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種機芯鏡頭變倍跟隨方法，其特征在于，該方法包括: A、確定下一個時間片變倍電機的位置，并且根據(jù)鏡頭追蹤曲線查找該所述下一個時間片變倍電機的位置對應(yīng)的聚焦電機位置； B、判斷當(dāng)前的聚焦電機位置和步驟A中查詢到的所述聚焦電機位置之間的路程長度是否在聚焦電機一個時間片能夠運行到的范圍內(nèi)，如果是轉(zhuǎn)步驟D，否則轉(zhuǎn)步驟C ; C、根據(jù)聚焦電機當(dāng)前位置和步驟A中查詢到的聚焦電機位置確定聚焦電機下一個時間片運行的方向，如果是向近焦端方向運行，則在當(dāng)前位置上加上一個時間片聚焦電機能夠運行的最大路程長度得到其下一個位置，如果是向遠(yuǎn)焦端方向運行，則在當(dāng)前位置上減去一個時間片聚焦電機能夠運行的最大路程得到其下一個位置；根據(jù)所述得到的聚焦電機的下一個位置，在鏡頭追蹤曲線上查找對應(yīng)的變倍電機的位置；進一步執(zhí)行步驟D ; D、根據(jù)獲得變倍電機和聚焦電機的位置信息，指示變倍電機和聚焦電機在下一個時間片內(nèi)運行到各自的位置；返回步驟A。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括:若根據(jù)當(dāng)前的聚焦電機位置和步驟S31中查詢到的所述聚焦電機位置確定聚焦電機下一個時間片運行的方向和當(dāng)前的方向不一致，則聚焦電機在下一個時間片停止運行；變倍電機則按照步驟S31確定下一個時間片的位置進行運行。
3.—種機芯鏡頭變倍跟隨裝置，其特征在于，該裝置包括: 變倍聚焦位置確定模塊，用于確定下一個時間片變倍電機的位置，并且根據(jù)鏡頭追蹤曲線查找該所述下一個時間片變倍電機的位置對應(yīng)的聚焦電機位置； 聚焦能力判斷模塊，用于判斷當(dāng)前的聚焦電機位置和所述查詢到的所述聚焦電機位置之間的路程長度是否在聚焦電機一個時間片能夠運行到的范圍內(nèi)； 變倍聚焦位置調(diào)整模塊，用于聚焦能力判斷模塊判斷當(dāng)前的聚焦電機位置和所述查詢到的所述聚焦電機位置之間的路程長度不在聚焦電機一個時間片能夠運行到的范圍內(nèi)時，根據(jù)聚焦電機當(dāng)前位置和所述查詢到的聚焦電機位置確定聚焦電機下一個時間片運行的方向，如果是向近焦端方向運行，則在當(dāng)前位置上加上一個時間片聚焦電機能夠運行的最大路程長度得到其下一個位置，如果是向遠(yuǎn)焦端方向運行，則在當(dāng)前位置上減去一個時間片聚焦電機能夠運行的最大路程得到其下一個位置；根據(jù)所述得到的聚焦電機的下一個位置，在鏡頭追蹤曲線上查找對應(yīng)的變倍電機的位置； 變倍聚焦運行模塊，用于根據(jù)獲得變倍電機和聚焦電機的位置信息，指示變倍電機和聚焦電機在下一個時間片內(nèi)運行到各自的位置。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述變倍聚焦位置調(diào)整模塊，還用于在根據(jù)當(dāng)前的聚焦電機位置和所述查詢到的所述聚焦電機位置確定聚焦電機下一個時間片運行的方向和當(dāng)前的方向不一致時，通知變倍聚焦運行模塊在下一個時間片指示聚焦電機停止運行，且指示變倍電機在下一個時間片按照變倍聚焦位置確定模塊確定的下一個時間片的位置進行運行。
【文檔編號】G03B13/34GK104238236SQ201410451691
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】林一育 申請人:浙江宇視科技有限公司