[發明專利]一種圖像清晰度計算方法、自動聚焦方法及系統

有效

• 申請號: 202010860683.3
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN112203012B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 周晴;陳安松;張明龍;崔昌浩;黃晟;王鵬;周漢林;李林;柳國普
• 申請（專利權）人: 武漢高德智感科技有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 鄭飛

一種圖像清晰度計算方法、自動聚焦方法及系統，所述自動聚焦方法方法包括：步驟1，對鏡頭進行初步聚焦，將鏡頭移動到聚焦限位值范圍內；步驟2，拍攝目標圖像，計算圖像每一幀的清晰度；步驟3，基于圖像每一幀的清晰度值，驅動變焦電機運動，進行峰值搜索，直至變焦電機運動到清晰度最大值對應的聚焦位置，完成自動聚焦。本發明先進行初步聚焦，在初步聚焦之后進行清晰度計算，最后進行峰值搜索，驅動變焦電機運動到清晰度最大值對應的聚焦位置，完成聚焦，相對于現有的聚焦方法，本發明對光線要求不高，聚焦速度快且聚焦精度高。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，具體涉及一種圖像清晰度計算方法、自動聚焦方法及系統。

背景技術

近年來，隨著數字圖像處理技術、光學鏡頭和圖像傳感器工藝的不斷進步，越來越多的成像設備采用自動聚焦技術代替繁瑣的手動聚焦。當前主要的自動聚焦方法可分為三大類：

一類是基于測距元件的主動式聚焦方法，如基于激光測距傳感器的聚焦方法，根據激光測距得到目標與鏡頭的距離，依據光學的成像原理，進行聚焦；一類是基于圖像信息的反差式聚焦方法，如基于圖像的梯度信息的聚焦方法，計算鏡頭移動過程中圖像的梯度值，尋找梯度值最大的位置；另一類是基于感光元件的相位聚焦方法，根據感光元件上的相位變化，計算目標的距離變化，實現自動聚焦。

當前的三類聚焦方法存在以下問題：

1.基于測距元件的主動式聚焦方法測量范圍有限，存在物體本身可能會吸收光或波、發出的光波可能被障礙物遮擋等問題；

2.基于圖像信息的反差式聚焦方法存在鏡頭反復移動的過程，聚焦速度慢，使用體驗不好；

3.基于感光元件的相位聚焦方法對光線要求較高，針對弱光環境，聚焦的速度和性能會明顯下降。

發明內容

鑒于現有技術中存在的技術缺陷和技術弊端，本發明實施例提供克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種圖像清晰度計算方法、自動聚焦方法及系統，具體方案如下：

作為本發明的第一方面，提供一種圖像清晰度計算方法，所述方法包括：

將將每幀圖像分成n*n的圖像塊，即將圖像分成n行n列，每一行具有n個圖像塊，每一列也有n個圖像塊，分別計算每一個圖像塊的梯度值、圖像熵和亮度直方圖；

將每一個圖像塊的梯度值和圖像熵進行融合，得到評價圖像清晰度的清晰度值；

基于每幀圖像對應圖像塊的亮度直方圖對對應圖像塊進行權值賦值，基于各圖像塊的權值計算每幀圖像最終的清晰度值。

進一步，對圖像塊的權值賦值具體為：

根據每幀圖像各圖像塊的亮度直方圖，進行場景判斷，若每一個圖像塊的亮度直方圖的像素點密集區都集中于灰度值的中間區間段，則表明當前場景為單一場景，每個圖像塊的權值設置為1；若某一個圖像塊的亮度直方圖的像素點密集區集中于灰度值的開始區間段，則表明該圖像塊亮度偏低，即為弱光場景，將對應圖像塊權值置為0；若某一個圖像塊的亮度直方圖的像素點密集區集中于灰度值的尾部區間段，則表明該圖像塊中存在強點光源，即為強點光源場景，將對應圖像塊權值置為0

作為本發明的第二方面，提供一種自動聚焦方法，所述方法包括：

步驟1，對鏡頭進行初步聚焦，將鏡頭移動到聚焦限位值范圍內；

步驟2，拍攝目標圖像，計算圖像每一幀的清晰度；

步驟3，基于圖像每一幀的清晰度值，驅動變焦電機運動，進行峰值搜索，直至變焦電機運動到清晰度最大值對應的聚焦位置，完成自動聚焦。