[发明专利]一种成像设备高效自动对焦方法

说明书

本发明涉及一种成像设备高效自动对焦方法，该方法如下：设置调焦电机粗调速度，以该粗调速度控制调焦电机运行到最大码值并实时读取反馈的码值，对每帧粗调图像进行处理并计算清晰度评价值，得到粗调最优图像对应的码值；以粗调最优图像对应的码值为中心，左右各取全行程码值的1％‑3％作为精调范围；设置调焦电机精调速度并以该精调速度控制调焦电机运行到精调范围的右边界位置，对每帧精调图像进行处理并计算清晰度评价值；将清晰度评价值作为纵坐标，实时反馈的码值作为横坐标，进行非线性拟合，计算出精调最优图像对应的码值作为对焦位置。本发明具有对焦速度快、结果可靠、全程自动化的特点。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及一种成像设备的高效自动对焦方法。

背景技术

随着变焦镜头等光学成像产品越来越多的应用到生产、生活中，自动对焦变成了现代光学成像系统中必不可少的关键技术，用户对自动对焦功能的要求也越来越高。在成像设备自动对焦过程中，图像清晰度在不断变化，如何找到最优图像成了大家关注的焦点问题，一般包括目标窗口的选择、图像清晰度评价函数、如何搜索最优位置等。

常用的对焦方法有爬山搜索、利用步长调焦等方法，但爬山搜索法有时由于图像噪声的影响，会出现次峰，进而导致找到的是局部最优值，或者导致提前转向找不到最优值。利用步长调焦的方法如果电机行程比较长，可能用时会较长，不便于操作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成像设备高效自动对焦方法。

为了解决上述技术问题，本发明的成像设备高效自动对焦方法如下：

设置成像设备图像采样频率FPS为45～50，控制调焦电机归零；设置调焦电机速度为理论最大速度的87％～93％作为粗调速度；以该粗调速度控制调焦电机运行到最大码值并实时读取反馈的码值，对每帧粗调图像进行处理并计算清晰度评价值，得到粗调最优图像对应的码值；

以粗调最优图像对应的码值为中心，左右各取调焦电机全行程码值的1％-3％作为精调范围；

控制调焦电机运行到精调范围的左边界位置，并设置调焦电机速度为理论最大速度的8％～12％作为精调速度，以该精调速度控制调焦电机运行到精调范围的右边界位置并实时读取反馈的码值；对每帧精调图像进行处理并计算清晰度评价值；将清晰度评价值作为纵坐标，实时反馈的码值作为横坐标，对离散点进行非线性拟合，计算出精调最优图像对应的码值，作为对焦位置。

进一步，每帧粗调图像和每帧精调图像的清晰度评价值优选采用多线程的方式计算。

进一步，以粗调最优图像对应的码值为中心，左右各取调焦电机全行程码值的1％-3％作为精调范围后，进行精调范围边界检测；如果检测到的上限值超过调焦电机最大码值，则用最大码值作为右边界值；如果检测到的下限值出现负值则用零作为左边界值。

进一步，优选采用高斯拟合方法对离散点进行非线性拟合。

进一步，优选设置调焦电机速度为理论最大速度的90％作为粗调速度，调焦电机速度为理论最大速度的10％作为精调速度。

进一步，优选以粗调最优图像对应的位置为中心，左右各取调焦电机全行程码值的2％作为精调范围。

有益效果：

本发明通过快速粗调、小范围慢速精调，利用码值与图像清晰度评价值进行非线性拟合求解图像清晰度评价最优值，具有对焦速度快、结果可靠、全程自动化的特点。图像清晰度评价值采用多线程计算方法实现，具有时效性高的特点；控制系统控制调焦电机始终向一个方向运动，可以消除回程差的影响。

附图说明：

图1为本发明的流程图。

具体实施方式