[發(fā)明專利]一種紅外成像系統(tǒng)的自動對焦方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310223410.8
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103327245A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉子驥;馬宣;章翔;易樂;鄭興
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N5/33
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紅外成像系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是涉及一種紅外成像系統(tǒng)的自動對焦方法。

背景技術(shù)

自進(jìn)入數(shù)字信息時(shí)代以來，對焦方式由傳統(tǒng)的主動式對焦發(fā)展到用于數(shù)字成像的被動式對焦方式。在被動對焦過程中，通過分析、比較鏡頭在不同對焦位置獲取圖片數(shù)據(jù)的信息，從而確定最佳對焦位置。雖然對于一般的數(shù)字圖像對焦已有較為成熟的研究，但對于紅外圖像而言對焦并沒有比較詳細(xì)的討論。

區(qū)別于一般的數(shù)字圖像對焦，紅外成像在成像時(shí)圖像具有低信噪比的特點(diǎn)，因此在考慮具有自動對焦功能的紅外成像系統(tǒng)的方法實(shí)現(xiàn)時(shí)需要考慮以下問題：首先，紅外圖像在成像時(shí)需要進(jìn)行圖像灰度的拉伸以便適用于人眼觀看，因此在設(shè)計(jì)紅外圖像自動對焦方法時(shí)要考慮紅外圖像本身成像方法對對焦方法的影響；其次，紅外圖像信噪比低，成像時(shí)存在噪聲干擾的問題，噪聲的存在會影響對焦過程的穩(wěn)定性；最后，需要考慮方法的效率，滿足實(shí)時(shí)顯示的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種對焦過程穩(wěn)定、工作效率高的紅外成像系統(tǒng)的自動對焦方法。

本發(fā)明實(shí)施例公開的技術(shù)方案包括：

提供了一種紅外成像系統(tǒng)的自動對焦方法，其特征在于，包括：判斷是否需要進(jìn)行對焦操作，當(dāng)需要進(jìn)行對焦操作時(shí)，執(zhí)行下列步驟：

步驟A：計(jì)算圖像拉伸系數(shù)；

步驟B：選擇對焦窗口，并建立對焦窗口矩陣；

步驟C：用所述紅外成像系統(tǒng)進(jìn)行成像，獲得紅外圖像數(shù)據(jù)，并對所述紅外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻校正；

步驟D：對進(jìn)行非均勻校正后的所述紅外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪聲處理；

步驟E：使用計(jì)算出的所述圖像拉伸系數(shù)對去噪聲處理后的所述紅外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度拉伸，并將位于所述對焦窗口內(nèi)的進(jìn)行了灰度拉伸后的所述紅外圖像數(shù)據(jù)保存至所述對焦窗口矩陣中；

步驟F：顯示進(jìn)行了灰度拉伸后的所述紅外圖像數(shù)據(jù)；

步驟G：將所述對焦窗口矩陣代入對焦評價(jià)函數(shù)中，計(jì)算評價(jià)函數(shù)數(shù)值；

步驟H：根據(jù)所述評價(jià)函數(shù)數(shù)值判斷當(dāng)前對焦位置是否是最佳對焦位置；當(dāng)當(dāng)前位置是最佳對焦位置時(shí)，結(jié)束對焦過程；當(dāng)當(dāng)前對焦位置不是最佳對焦位置時(shí)，調(diào)節(jié)鏡頭，然后重新執(zhí)行步驟C至步驟H。

進(jìn)一步地，所述判斷是否需要進(jìn)行對焦操作包括：當(dāng)所述紅外成像系統(tǒng)啟動成像過程時(shí)、當(dāng)成像過程中所述紅外成像系統(tǒng)接收到用戶要求進(jìn)行對焦操作的指令時(shí)或者當(dāng)所述紅外成像系統(tǒng)經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間間隔后，需要進(jìn)行對焦操作。

進(jìn)一步地，所述步驟A包括：

獲取一幀紅外圖像；

對所述一幀紅外圖像的每個(gè)像素點(diǎn)灰度值按照從小到大進(jìn)行排序，并獲得前J個(gè)灰度值中數(shù)值最大的灰度值和最后K個(gè)灰度值中數(shù)值最小的灰度值；或者，對所述一幀紅外圖像的每個(gè)像素點(diǎn)灰度值按照從大到小進(jìn)行排序，并獲得前K個(gè)灰度值中數(shù)值最小的灰度值和最后J個(gè)灰度值中數(shù)值最大的灰度值；其中J和K是自然數(shù)；

根據(jù)所述J個(gè)灰度值中數(shù)值最大的灰度值、所述K個(gè)灰度值中數(shù)值最小的灰度值、預(yù)期拉伸到的最大目標(biāo)灰度值和預(yù)期拉伸到的最小目標(biāo)灰度值計(jì)算所述圖像拉伸系數(shù)。

進(jìn)一步地，所述步驟B包括：選擇位于取景窗口的中心、寬度和高度分別為取景區(qū)域的長度和寬度的5%的區(qū)域?yàn)樗鰧勾翱凇?/p>

進(jìn)一步地，所述步驟C包括：獲取非均勻校正參數(shù)；用所述非均勻校正參數(shù)對所述紅外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻校正。

進(jìn)一步地，所述步驟D包括：對所述紅外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行中值濾波。

進(jìn)一步地，當(dāng)判斷不需要進(jìn)行對焦操作時(shí)，用所述紅外成像系統(tǒng)執(zhí)行正常紅外成像過程。

本發(fā)明的實(shí)施例中的紅外成像系統(tǒng)的自動對焦方法考慮了紅外成像系統(tǒng)成像和自動對焦的特點(diǎn)，克服了紅外圖像低信噪比的問題，對焦過程穩(wěn)定，工作效率高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的紅外成像系統(tǒng)的自動對焦方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。

圖1顯示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的紅外成像系統(tǒng)的自動對焦方法的流程示意圖，下面結(jié)合圖1對本發(fā)明實(shí)施例的紅外成像系統(tǒng)的自動對焦方法的各個(gè)步驟做詳細(xì)的說明。

如圖1所示，本發(fā)明的實(shí)施例中，在步驟10，首先判斷是否需要進(jìn)行對焦操作。當(dāng)判斷結(jié)果是當(dāng)前不需要進(jìn)行對焦操作時(shí)，則轉(zhuǎn)到步驟32，即用紅外成像系統(tǒng)進(jìn)行正常的紅外成像過程；當(dāng)判斷結(jié)果是當(dāng)前需要進(jìn)行對焦操作時(shí)，則執(zhí)行下文中詳述的自動對焦過程的各個(gè)步驟。