[发明专利]基于图像处理与气泡检测的相机自动对焦方法

说明书

本发明提供了一种基于图像处理与气泡检测的相机自动对焦方法，该方法包括：采集气泡图像，对气泡图像进行处理得到二值图，根据二值图得到气泡轨迹轮廓，根据气泡轨迹轮廓确定对焦线，根据最优轨迹直线与对焦线确定ROI区域，根据气密性检测装置内被检测工件的个数将ROI区域分为多个子区域并为每个子区域分配权值；相机根据对焦线进行迭代对焦，计算每次对焦后所得气泡图像中ROI区域的图像清晰度，利用搜索算法寻找对焦线上使图像清晰度最大的点，清晰度最大的点为相机的最优对焦点；本发明结合气泡的轨迹特征进行相机的自动对焦，对焦后所拍摄气泡图像中的气泡特征更清晰。

技术领域

本发明涉及图像处理、气密性检测领域，具体为一种基于图像处理与气泡检测的相机自动对焦方法。

背景技术

在进行气密性检测时气泡是一个非常弱的图像特征，很多场景下气泡的检测是非常困难的，因此想要获取更明显的气泡特征，相机的调节是必不可少的，而现有使用相机进行气密性检测时通常采用相机本身自带的自动调焦模式，该自动调焦模式一般会对焦到离镜头较近的位置，而未考虑气泡的位置信息，使得拍摄的图像中气泡特征较弱，增加了后续对气泡进行精确定位时的难度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种基于图像处理与气泡检测的相机自动对焦方法，该方法包括：

步骤一，通过相机进行气泡图像的采集，对经过预处理的气泡图像进行处理得到气泡二值图，将多张气泡二值图相加得到气泡轨迹二值图，对气泡轨迹二值图进行细化处理后进行连通域分析，得到气泡轨迹轮廓；

步骤二，基于气密性检测装置内被检测工件的个数，根据气泡轨迹轮廓确定对焦线；具体地：

被检测工件为一个时，对气泡轨迹轮廓进行最优轨迹直线拟合，所得最优轨迹直线为对焦线；

被检测工件多于一个时，存在多个气泡轨迹轮廓，选择最左和最右两个气泡轨迹轮廓进行最优轨迹直线的拟合，得到两条最优轨迹直线，求两条最优轨迹直线与图像边界的交点，得到两个上端交点、两个下端交点，两个上端交点连线中心点与两个下端交点连线中心点相连得到对焦线；

步骤三，根据最优轨迹直线与对焦线确定ROI区域，根据气密性检测装置内被检测工件的个数将ROI区域分为多个子区域并为每个子区域分配权值：

被检测工件为一个时，将ROI区域分为N₁个子区域，位于正中间的一个子区域的权值最大，由内向外，子区域的权值依次递减；

被检测工件多于一个时，将ROI区域分为N₂个子区域，位于正中间的一个子区域的权值最小，由内向外，子区域的权值依次递增；

步骤五，相机根据对焦线进行迭代对焦，计算每次对焦后所得气泡图像中ROI区域的图像清晰度，利用搜索算法寻找对焦线上使图像清晰度最大的点，清晰度最大的点为相机的最优对焦点。

所述气泡二值图为通过帧差法对选择的两帧气泡图像进行处理得到差分图像，对差分图像进行二值化得到；所述气泡二值图中气泡像素为255，其他为0。

所述连通域分析得到的连通域的个数为被检测工件的个数。

所述ROI区域内包括对焦线，所述多个子区域大小相同；N₁个子区域中任一子区域的宽度x₁、x₂分别为被检测工件个数为一时所求对焦线与图像边界相交的两个点的横坐标；N₂个子区域中任一子区域的宽度x₃、x₄分别为最左气泡轨迹轮廓对应的最优轨迹直线与图像边界相交的两个点的横坐标，x₅、x₆分别为最右气泡轨迹轮廓对应的最优轨迹直线与图像边界相交的两个点的横坐标；b₁、b₂为补偿系数。

所述图像清晰度的计算方法为：