專(zhuān)利名稱(chēng)：一種通過(guò)自動(dòng)聚焦來(lái)檢測(cè)靶面平整度的高清網(wǎng)絡(luò)半球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及安防監(jiān)控領(lǐng)域，特別是一種網(wǎng)絡(luò)半球攝像機(jī)。
背景技術(shù)：
半球式攝像機(jī)由于體積小巧，外型美觀，比較適合辦公場(chǎng)所以及裝修檔次高的場(chǎng)所使用，同時(shí)也廣泛應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)，樓宇，賣(mài)場(chǎng)等場(chǎng)合，客戶(hù)對(duì)于視頻清晰度和組網(wǎng)方式提出新的需求，高清網(wǎng)絡(luò)半球應(yīng)運(yùn)而生。 網(wǎng)絡(luò)半球攝像機(jī)就是擁有獨(dú)立的IP地址和嵌入式的操作系統(tǒng)從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的產(chǎn)品。高清網(wǎng)絡(luò)半球?yàn)榱说玫胶玫男Ч?，必須配備高清的鏡頭，高清的鏡頭能帶來(lái)更細(xì)膩的畫(huà)質(zhì)，但是也有著焦深和景深比較淺的缺點(diǎn)，這對(duì)于產(chǎn)品的初裝和聚焦都會(huì)帶來(lái)不利的影響，景深淺意味著聚焦控制必須要精密，焦深淺對(duì)于安裝工藝要求要高一些，實(shí)際中發(fā)現(xiàn)有一部分高清網(wǎng)絡(luò)半球存在感光靶面傾斜的情況(此時(shí)鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中軸和感光面不是嚴(yán)格的垂直關(guān)系)，尤其是在焦距TELE端(此時(shí)景深比較小)，會(huì)存在畫(huà)面局部失焦的情況。因?yàn)闃?biāo)清的景深比較大，靶面稍微一點(diǎn)傾斜對(duì)于成像效果影響不大，而對(duì)于高清的產(chǎn)品，則必須要解決的一個(gè)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決高清網(wǎng)絡(luò)半球中存在感光靶面傾斜的問(wèn)題，提出一種檢測(cè)感光靶面平整度的方法和網(wǎng)絡(luò)半球攝像機(jī)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種檢測(cè)感光靶面平整度的方法，用于網(wǎng)絡(luò)半球攝像機(jī)，該方法包括以下步驟
O網(wǎng)絡(luò)半球攝像機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接到平整度檢測(cè)的指令后，設(shè)置聚焦窗口為中心區(qū)域，并設(shè)置ZOOM為最TELE端，控制芯片先從預(yù)存的對(duì)焦曲線中讀出當(dāng)前Zoom下的圖像基本清晰的FO⑶S位置，驅(qū)動(dòng)FO⑶S電機(jī)到這個(gè)位置，然后在此位置附近按照既定的爬山聚焦算法，找出聚焦評(píng)價(jià)值最大，即最清晰的位置，聚焦完成后通過(guò)SPI通知ISP主芯片；
2)在燈箱內(nèi)保持光線均勻的情況下讓半球平行面對(duì)準(zhǔn)測(cè)試畫(huà)面，順時(shí)針選取半球的4
個(gè)角
為四個(gè)窗口 A，B, C，D，ISP主芯片按照A— B — C一D的順序分別設(shè)置聚焦評(píng)價(jià)窗口，通過(guò)ISP芯片內(nèi)部的圖像處理模塊，運(yùn)用對(duì)比度對(duì)焦算法獲取各自的聚焦評(píng)價(jià)值；
3)ISP主芯片根據(jù)A、B、C、D四個(gè)窗口的聚焦評(píng)價(jià)值的大小，參考可接受誤差閾值K來(lái)確定傾斜的方向；
4)ISP主芯片通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把檢測(cè)結(jié)果返回網(wǎng)頁(yè)。本發(fā)明還提出一種網(wǎng)絡(luò)半球攝像機(jī)，包括編碼主板、前端控制板、Sensor板和鏡頭，采用上述方法來(lái)檢測(cè)感光靶面的平整度。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例中網(wǎng)絡(luò)半球基本框 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中選取的聚焦評(píng)價(jià)窗示意 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的平整度檢測(cè)流程 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的判斷傾斜度流程 圖5是本發(fā)明實(shí)施例中的對(duì)焦曲線圖。
具體實(shí)施例方式 本發(fā)明中的網(wǎng)絡(luò)半球的組成結(jié)構(gòu)如圖I所示。1>編碼主板包括電源板，編碼和ISP處理板。2>前端控制板包括FPGA，電機(jī)控制MCU，和電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。3>Sensor板采用松下的200W的CMOS傳感器。4>鏡頭采用富士能高清200W的高清半球鏡頭，Zoom、Focus、Iris、Ircut均為電信號(hào)驅(qū)動(dòng)。上電后ISP主芯片通過(guò)FPGA對(duì)Sensor進(jìn)行配置，圖像經(jīng)過(guò)Sensor米集后的信號(hào)在FPGA內(nèi)經(jīng)過(guò)插值等處理后轉(zhuǎn)變成RAW數(shù)據(jù)，在經(jīng)過(guò)ISP芯片做數(shù)字圖像處理后經(jīng)過(guò)H. 264編碼。感光靶面平整度檢測(cè)的步驟如下
I.網(wǎng)絡(luò)半球攝像機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接到平整度檢測(cè)的指令后，設(shè)置聚焦窗口(區(qū)域)為中心區(qū)域(參見(jiàn)圖2)，并設(shè)置ZOOM為最TELE端，控制芯片先從預(yù)存的對(duì)焦曲線(參見(jiàn)圖5)中讀出當(dāng)前Zoom下的圖像基本清晰的FO⑶S位置，驅(qū)動(dòng)FO⑶S電機(jī)到這個(gè)位置，然后在此位置附近按照既定的爬山聚焦算法，找出聚焦評(píng)價(jià)值最大，即最清晰的位置，聚焦完成后通過(guò)SPI通知ISP主芯片。2.在燈箱內(nèi)保持光線均勻的情況下讓半球平行面對(duì)準(zhǔn)測(cè)試畫(huà)面(格點(diǎn)畫(huà)面)，順時(shí)針選取半球的4個(gè)角為四個(gè)窗口 A，B, C，D，ISP主芯片按照A— B — C一D的順序分別設(shè)置聚焦評(píng)價(jià)窗口，通過(guò)ISP芯片內(nèi)部的圖像處理模塊，運(yùn)用對(duì)比度對(duì)焦算法獲取各自的聚焦評(píng)價(jià)值(與自動(dòng)聚焦所用計(jì)算方法一致)。該對(duì)焦算法著重統(tǒng)計(jì)圖像的邊緣部分，即高頻分量；值越大，意味著圖像越清晰。3. ISP主芯片根據(jù)A、B、C、D四個(gè)窗口的聚焦評(píng)價(jià)值的大小，參考可接受誤差閾值K，根據(jù)一定的方法(參見(jiàn)圖4)確定傾斜的方向。4. ISP主芯片通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把檢測(cè)結(jié)果返回網(wǎng)頁(yè)。其中設(shè)置聚焦評(píng)價(jià)窗的方法可舉例來(lái)說(shuō)明以矩形左上角為(0，0)，往下為Y正方向，往右為X正方向，則中心區(qū)域的范圍指(480，270)至(1440，810)的矩形，長(zhǎng)為960，高為540。A評(píng)價(jià)窗口指(240，120)至(720，420)的矩形，長(zhǎng)為480，高為300。B評(píng)價(jià)窗口指(1200，120)至(1680，420)的矩形，長(zhǎng)為480，高為300。C評(píng)價(jià)窗口指(1200，660)至(1680,960)的矩形，長(zhǎng)為480，高為300。D評(píng)價(jià)窗口指(240，660)至(720，960)的矩形，長(zhǎng)為480，高為300。考慮到移動(dòng)評(píng)價(jià)窗修改評(píng)價(jià)窗的配置的延時(shí)，A、B、C、D的評(píng)價(jià)窗口分別在連續(xù)的八幀中的0，2，4，6幀中。其中可接受的誤差閾值K是通過(guò)測(cè)試得出先選取多臺(tái)在全焦距段成像均勻清晰的攝像機(jī)，設(shè)置ZOOM為T(mén)ELE端，調(diào)節(jié)FO⑶S直至四周畫(huà)面清晰度均勻，主觀可接受的情況下，得出A，B, C，D評(píng)價(jià)值相互差值的最大值，多臺(tái)攝像機(jī)中差值最大的一個(gè)即為可接受的誤差閾值K。
在得到A、B、C、D四個(gè)窗口的聚焦評(píng)價(jià)值之后，按照如圖4所示的步驟求出傾斜的方向由(A+B)- (C+D)先計(jì)算上邊和下邊的清晰度，如果(A+B)- (C+D)大于K則說(shuō)明下邊比較模糊，然后再計(jì)算C與D的大小，C大則D端傾斜，C小則C端傾斜，C與D差值在K范圍內(nèi)則⑶下邊整體傾斜；如果(A+B)小于(C+D)，且相差大于K，則上邊比較模糊，再比較A與B的大小，A大則B端傾斜，A小則A端傾斜，A與B差值在K內(nèi)則上邊AB邊傾斜；如果A+B與C+D的差值在K內(nèi)，再比較A與B的大小，A大則右邊BC方向傾斜，A小則左邊AD方向傾斜，差值在K范圍內(nèi)，則代表畫(huà)面是平整的。所述爬山聚焦算法具體的算法如下
爬山過(guò)程開(kāi)始前需要通過(guò)測(cè)試獲取對(duì)焦曲線(如圖5所示)，使用電機(jī)微步驅(qū)動(dòng)模式時(shí)， Zoom有1408步，可按照64步一個(gè)間隔分成22個(gè)間隔點(diǎn)，通過(guò)手動(dòng)聚焦調(diào)整到清晰點(diǎn)，測(cè)出每一個(gè)Zoom的間隔點(diǎn)(如0*64 ;1*64……21*64)的位置對(duì)應(yīng)的Focus的值，這個(gè)結(jié)果組成預(yù)置的數(shù)組S[];
爬山開(kāi)始時(shí)，獲取當(dāng)前的Zoom的實(shí)際值，在數(shù)組S □中找到小于實(shí)際ZOOM值的最近點(diǎn)。在最近點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Focus的附近以向上64*8為搜索區(qū)間,用64為步長(zhǎng)遍歷一遍這個(gè)區(qū)間，找到區(qū)間中聚焦評(píng)價(jià)值最大的K處，然后以32步長(zhǎng)開(kāi)始往正方向爬山，一直到當(dāng)前值比前一個(gè)值小為止，前一個(gè)值即是峰值。因?yàn)槭褂玫溺R頭沒(méi)有原點(diǎn)檢測(cè)功能，初始上電的時(shí)候必須設(shè)置原點(diǎn)，設(shè)置方式為手動(dòng)把鏡頭ZOOM旋到最WIDE，將Focus旋到NEAR端，將此點(diǎn)設(shè)置為初始起點(diǎn)，并設(shè)置一個(gè)禁止區(qū)防止電機(jī)轉(zhuǎn)到頭。每次運(yùn)動(dòng)完畢時(shí)將當(dāng)前的位置寫(xiě)入FLASH，以后每次上電時(shí)從FLASH讀取當(dāng)前的ZOOM和FOCUS坐標(biāo)。該鏡頭電機(jī)齒輪與ZOOM環(huán)，F(xiàn)OCUS環(huán)的齒輪嚙合有間隙，故每次反轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)有丟步的現(xiàn)象，丟步的范圍大致在32步，為了避免與數(shù)組中數(shù)據(jù)的紊亂，要求每次在自動(dòng)聚焦時(shí)記錄反轉(zhuǎn)數(shù)，反轉(zhuǎn)數(shù)為偶數(shù)時(shí)可避免丟步，若為奇數(shù)，軟件上控制增加反轉(zhuǎn)一次，每次反轉(zhuǎn)校正步長(zhǎng)以64步為基準(zhǔn)。本發(fā)明是基于自動(dòng)聚焦算法來(lái)檢測(cè)靶面平整度的一種先進(jìn)方法。這種方法的應(yīng)用能大大提聞廣品生廣工藝和效率，提升品質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種檢測(cè)感光靶面平整度的方法，用于網(wǎng)絡(luò)半球攝像機(jī)，其特征在于，該方法包括以下步驟 1)網(wǎng)絡(luò)半球攝像機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接到平整度檢測(cè)的指令后，設(shè)置聚焦窗口為中心區(qū)域，并設(shè)置ZOOM為最TELE端，控制芯片先從預(yù)存的對(duì)焦曲線中讀出當(dāng)前Zoom下的圖像基本清晰的FO⑶S位置，驅(qū)動(dòng)FO⑶S電機(jī)到這個(gè)位置，然后在此位置附近按照既定的爬山聚焦算法，找出聚焦評(píng)價(jià)值最大，即最清晰的位置，聚焦完成后通過(guò)SPI通知ISP主芯片； 2)在燈箱內(nèi)保持光線均勻的情況下讓半球平行面對(duì)準(zhǔn)測(cè)試畫(huà)面，順時(shí)針選取半球的4個(gè)角 為四個(gè)窗口 A，B，C，D，ISP主芯片按照A— B — C一D的順序分別設(shè)置聚焦評(píng)價(jià)窗口，通過(guò)ISP芯片內(nèi)部的圖像處理模塊，運(yùn)用對(duì)比度對(duì)焦算法獲取各自的聚焦評(píng)價(jià)值； 3)ISP主芯片根據(jù)A、B、C、D四個(gè)窗口的聚焦評(píng)價(jià)值的大小，參考可接受誤差閾值K來(lái)確定傾斜的方向； 4)ISP主芯片通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把檢測(cè)結(jié)果返回網(wǎng)頁(yè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述爬山聚焦算法步驟是 1)爬山過(guò)程開(kāi)始前需要通過(guò)測(cè)試獲取對(duì)焦曲線，使用電機(jī)微步驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，Zoom有1408 步，可按照64步一個(gè)間隔分成22個(gè)間隔點(diǎn)，通過(guò)手動(dòng)聚焦調(diào)整到清晰點(diǎn)，測(cè)出每一個(gè)Zoom的間隔點(diǎn)的位置對(duì)應(yīng)的Focus的值，這個(gè)結(jié)果組成預(yù)置的數(shù)組S[]; 2)爬山開(kāi)始時(shí)，獲取當(dāng)前的Zoom的實(shí)際值，在數(shù)組S[]中找到小于實(shí)際ZOOM值的最近點(diǎn)，在最近點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Focus的附近以向上64*8為搜索區(qū)間,用64為步長(zhǎng)遍歷一遍這個(gè)區(qū)間，找到區(qū)間中聚焦評(píng)價(jià)值最大的K處，然后以32步長(zhǎng)開(kāi)始往正方向爬山，一直到當(dāng)前值比前一個(gè)值小為止，前一個(gè)值即是峰值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于步驟3)中所述的可接受誤差閾值K是通過(guò)測(cè)試得出先選取多臺(tái)在全焦距段成像均勻清晰的攝像機(jī)，設(shè)置ZOOM為T(mén)ELE端，調(diào)節(jié)FO⑶S直至四周畫(huà)面清晰度均勻，主觀可接受的情況下，得出A，B，C，D所述評(píng)價(jià)值相互差值的最大值，多臺(tái)攝像機(jī)中差值最大的一個(gè)即為可接受的誤差閾值K。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征在于步驟3)中所述確定傾斜方向的步驟是由(A+B)_ (C+D)先計(jì)算上邊和下邊的清晰度,如果(A+B) - (C+D)大于K則說(shuō)明下邊比較模糊，然后再計(jì)算C與D的大小，C大則D端傾斜，C小則C端傾斜，C與D差值在K范圍內(nèi)則⑶下邊整體傾斜；如果(A+B)小于(C+D)，且相差大于K，則上邊比較模糊，再比較A與B的大小，A大則B端傾斜，A小則A端傾斜，A與B差值在K內(nèi)則上邊AB邊傾斜；如果A+B與C+D的差值在K內(nèi)，再比較A與B的大小，A大則右邊BC方向傾斜，A小則左邊AD方向傾斜，差值在K范圍內(nèi)，則代表畫(huà)面是平整的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的方法,其特征在于所述Zoom、Focus均為電信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
6.一種網(wǎng)絡(luò)半球攝像機(jī)，包括編碼主板、前端控制板、Sensor板和鏡頭，其特征在于采用如權(quán)利要求I至5之一的方法來(lái)檢測(cè)感光靶面的平整度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像機(jī)，其特征在于所述編碼主板包括電源板、編碼和ISP處理板。
8.根據(jù)權(quán)利要求6-7之一所述的攝像機(jī)，其特征在于所述前端控制板包括FPGA、電機(jī)控制MCU和電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8之一所述的攝像機(jī),其特征在于所述Sensor板采用松下的200W的CMOS傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9之一所述的攝像機(jī)，其特征在于所述鏡頭采用富士能高清200W的高清半球鏡頭。
全文摘要
本發(fā)明提出一種檢測(cè)感光靶面平整度的方法，用于網(wǎng)絡(luò)半球攝像機(jī)，在燈箱內(nèi)保持光線均勻的情況下讓半球平行面對(duì)測(cè)試畫(huà)面(格點(diǎn)畫(huà)面)，選取半球的4個(gè)角的四個(gè)窗口作為評(píng)價(jià)傾斜度的判據(jù)，他們之間的差值在一定范圍內(nèi)，則認(rèn)為靶面不傾斜，否則靶面朝值較小的方向傾斜。本發(fā)明是基于自動(dòng)聚焦算法來(lái)檢測(cè)靶面平整度的一種先進(jìn)方法，這種方法的應(yīng)用能大大提高產(chǎn)品生產(chǎn)工藝和效率，提升品質(zhì)。
文檔編號(hào)H04N5/225GK102629978SQ201210081849
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者劉力, 盧健財(cái), 張飛軍, 林軼翰, 裴瑞宏 申請(qǐng)人:深圳英飛拓科技股份有限公司