[发明专利]一种红外图像全局自动对焦方法及装置

说明书

本发明涉及一种对焦方法及装置，属于图像处理技术领域，具体涉及一种红外图像全局自动对焦方法及装置。本发明在图像对焦前引入了数字图像细节增强技术，提高了红外图像的细节，并提出了精简的高效最大梯度评价方法，能有效地提高对焦评价的有效性，同时在对焦停止前，引入了清晰图像占比系数，降低对焦陷入局部极大值位置的概率，使得本发明能够运用于全局的红外图像自动对焦，无需选择对焦框。

技术领域

本发明涉及一种对焦方法及装置，属于图像处理技术领域，具体涉及一种红外图像全局自动对焦方法及装置。

背景技术

自动对焦技术是成像系统中的一项专用技术。

根据光学几何知识,成像物体在光电成像系统中都有一个最佳的成像位置。如果成像平面偏离了这个最佳的成像位置,则其上所成的图像就会模糊不清,成像质量就会明显下降，因此光学镜头的准确调焦对于成像系统来说是极为重要的,它将直接决定图像的成像质量及后续图像处理和应用的有效性。

成像系统中焦距的设定可以通过手动调节的方式进行对焦，但是手动对焦过程耗时较长，在需要多次对焦的场合操作不方便，于此同时对焦的结果仅凭人眼视觉进行判断，评判标准并不客观。

因此研究自动对焦技术有着很强的需求性。由于红外探测器的像元较少、均匀性差、感光性差，这就造成了红外图像的非均匀性较差、对比度低、信噪比低，处理起来很困难；而红外光学系统的光圈普遍较大，而光圈越大，最佳焦距的偏差度越小，对焦精确度要求越高；以上多个原因，使得红外自动对焦一直是学术界和工程界高度关注、亟待解决的关键技术。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中的红外系统因图像的非均匀性较差、对比度和信噪比低，处理困难的所造成的对焦困难，实时性差、并且依赖于对焦框选择的技术问题，提供了一种红外图像全局自动对焦方法及装置。该方法和装置无需选择对焦区域，能够完成红外光学系统的自动、实时对焦。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种红外图像全局自动对焦方法，包括：

疑似焦距判断步骤，对连续采样的多个相邻焦距的图像进行细节增强后代入对焦评价函数中以计算全局图像的对焦评价系数，根据多个图像的对焦评价系数判断调焦方向并调整红外镜头焦距直至找到疑似最佳对焦位置；

最佳位置判断步骤，继续向调焦方向调整焦距，采集多幅红外图像经细节增强后计算全局图像的对焦评价系数和清晰图像占比系数；若后续图像对焦评价系数递减并且清晰图像占比系数满足阈值要求，则疑似最佳对焦位置确认为最佳对焦位置，否则重复执行疑似焦距判断步骤。

作为一种优选，上述的一种红外图像全局自动对焦方法，所述疑似焦距判断步骤中，对焦评价系数的计算基于公式：

式中，sumg为对焦评价系数；

f(i，j)为细节增强后图像某像素点的灰度值；

maxg(i，j)为该点的最大梯度，其计算基于以下公式：

maxg(i，j)＝max{f(i，j)-f(i，j+1)，f(i，j)-f(i+1，j)，f(i，j)-f(i+1，j+1)}

作为一种优选，上述的一种红外图像全局自动对焦方法，所述疑似焦距判断步骤中，

采用最大梯度算法遍历整幅红外图像，寻找最大梯度并计算所有像素点最大梯度之和，将所述最大梯度之和作为对焦评价系数；

将对焦评价系数的增长方向作为为调焦方向；

将对焦评价系数的增长转折点所在位置作为疑似最近对焦位置。

作为一种优选，上述的一种红外图像全局自动对焦方法，