[發明專利]用于視頻監控系統的SUSAN自動對焦方法

有效

• 申請號: 201210570477.4
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN102981347A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 張艷超;趙建;畢國玲;曲鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G03B13/36
• 分類號: G03B13/36;G02B7/36;H04N5/232
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 張偉

技術領域

本發明涉及一種用于視頻監控系統的自動對焦方法，特別涉及一種用于視頻監控系統的SUSAN自動對焦方法。

背景技術

隨著電子技術、圖像處理技術的不斷發展，機器人視覺及數字視頻系統在日常生活中得到了廣泛應用。能夠清晰成像則是對視頻監控系統的基本要求，而自動對焦技術是系統獲取清晰圖像的重要前提和保障，因此自動對焦技術已成為機器人視覺及數字視頻系統的關鍵技術。清晰度評價函數性能的優劣會對視頻監控系統的對焦效果產生直接影響，所以應該根據系統的實際性能要求合理的對清晰度評價函數進行選擇。性能優良的評價函數應該具有良好的無偏性、單峰性，較高的靈敏度，此外對于存在噪聲干擾的實時視頻系統還應該具有較好的實時性和一定的抗噪性。

目前常用的圖像清晰度評價函數主要分為頻域和空域兩類。頻域評價函數雖然具有一定的抗噪性，但是需要進行空域到頻域的轉換，計算復雜，運算量大，往往很難滿足系統的實時性要求；而常用的Tenengrad、空間梯度、方差函數等空域評價函數雖然計算量小，但是抗噪性較差。因而有必要研究一種既能滿足系統實時性要求又具備一定抗噪性的整體性能優良的清晰度評價函數。

SUSAN算子，在邊緣檢測的準確性、實時性與抗噪性方面具有突出表現。SUSAN是Smallest?Univalue?Segment?Assimilating?Nucleus（最小核值相似區）的縮寫，是由英國學者Smith等提出來的。它是一種基于灰度特征點的獲取方法，由于采用的模板為圓形模板，對圖像邊緣方向性要求不高，同時具有運算簡單，抗噪性強等特點，將其運用到自動對焦算法中，可以在很大程度上提高圖像邊緣識別的準確性與濾除噪聲干擾的能力；其計算速度快的特點，使其更適用于實時圖像處理系統。本發明提出的基于SUSAN算子的清晰度評價函數，就是利用了SUSAN算子的上述特點，通過對SUSAN邊緣檢測算法進行改進后作為圖像清晰度評價函數應用到自動對焦算法中。

發明內容

本發明的目的是為了解決當前的自動對焦算法運算量與抗噪性不能兼顧的問題，而提出的一種用于視頻監控系統的SUSAN自動對焦方法。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案具體如下：

一種用于視頻監控系統的SUSAN自動對焦方法，用以保持光學鏡頭位置不變，沿光軸調整圖像探測器靶面位置至最佳成像位置，包括以下步驟：

步驟i：利用改進的SUSAN邊緣提取算法作為自動對焦過程的清晰度評價函數；

步驟ii：利用自適應變步長爬山算法作為自動對焦過程的最佳清晰度值位置搜索算法。

在上述技術方案中，步驟i具體包括以下的步驟：

（1）計算出當前幀用于參與清晰度評價值計算的圖像窗口內每個像素點的核值相似區值，計算式為：

n(r0)=Σrc(r,r0)---(1)]]>

其中：