[發(fā)明專利]一種基于FPGA的相機聚焦控制的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011324968.1
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112135062B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設計）人: 韓方劍;余莉;黃少冰;蘇文劍
• 申請（專利權）人: 寧波蘭茜生物科技有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

1.一種基于FPGA的相機聚焦控制的方法，其特征在于，包括：

1）初始化設定各輪的移動步長、初始的當前移動步長及移動范圍；

2）控制圖像采集裝置的電機按照移動步長將相機移動到當前位置；

3）控制圖像采集裝置的相機拍攝當前位置圖像并緩存；

4）將緩存的當前位置圖像的每一行的多個采樣區(qū)域依次輸出給并行流水線，所述并行流水線的數(shù)量與當前位置圖像中采樣區(qū)域的行數(shù)對應，每一條并行流水線用于將依次輸入同一行的多個采樣區(qū)域采用流水線的方式進行頻域變換后將頻域變換系數(shù)進行累加，并將多條并行流水線的頻域變換系數(shù)最終累加結果求和得到當前位置圖像的清晰度函數(shù)值；

5）判斷當前位置是否超出移動范圍，若尚未超出移動范圍，則跳轉執(zhí)行步驟2）；否則，對比本輪移動步長下得到的各個位置圖像的清晰度函數(shù)值，找出清晰度最佳的位置；判斷是否仍有更小的移動步長，若還有更小的移動步長，則選擇更小的移動步長作為新的當前移動步長，確定新的當前移動步長的移動范圍，跳轉執(zhí)行步驟2）；判斷已經(jīng)沒有更小的移動步長，則將本輪移動步長下找出清晰度最佳的位置作為聚焦結果輸出。

2.一種基于FPGA的相機聚焦控制的裝置，其特征在于，包括：

參數(shù)配置模塊，用于初始化設定各輪的移動步長、初始的當前移動步長及移動范圍；

聚焦控制模塊，包括用于與圖像采集裝置的電機相連的電機控制接口，用于通過電機控制接口控制圖像采集裝置的電機按照移動步長將相機移動到當前位置；

圖像采集模塊，包括用于與圖像采集裝置的相機相連的圖像采集接口，用于通過圖像采集接口采集相機拍攝的當前位置圖像并緩存；

圖像處理模塊，用于將緩存的當前位置圖像的每一行的多個采樣區(qū)域依次輸出給并行流水線，所述并行流水線的數(shù)量與當前位置圖像中采樣區(qū)域的行數(shù)對應，每一條并行流水線用于將依次輸入同一行的多個采樣區(qū)域采用流水線的方式進行頻域變換后將頻域變換系數(shù)進行累加，并將多條并行流水線的頻域變換系數(shù)最終累加結果求和得到當前位置圖像的清晰度函數(shù)值；

比較判斷模塊，用于判斷當前位置是否超出移動范圍，若尚未超出移動范圍，則調用聚焦控制模塊按照當前移動步長將相機移動到新的當前位置；否則，對比本輪移動步長下得到的各個位置圖像的清晰度函數(shù)值，找出清晰度最佳的位置；判斷是否仍有更小的移動步長，若還有更小的移動步長，則選擇更小的移動步長作為新的當前移動步長，確定新的當前移動步長的移動范圍，調用聚焦控制模塊按照新的當前移動步長將相機移動到新的當前位置；判斷已經(jīng)沒有更小的移動步長，則將本輪移動步長下找出清晰度最佳的位置作為聚焦結果輸出。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于FPGA的相機聚焦控制的裝置，其特征在于，所述參數(shù)配置模塊還包括用于與圖像采集裝置的光源控制端相連的光源控制接口，所述參數(shù)配置模塊還用于通過光源控制接口配置圖像采集裝置的光源的控制參數(shù)。

4.根據(jù)權利要求2所述的基于FPGA的相機聚焦控制的裝置，其特征在于，所述圖像處理模塊包括圖像采集單元、多條并行流水線以及累加單元，所述圖像采集單元用于將緩存的當前位置圖像的每一行的多個采樣區(qū)域依次輸出給并行流水線，所述并行流水線的數(shù)量與當前位置圖像中采樣區(qū)域的行數(shù)對應，每一條并行流水線用于將依次輸入同一行的多個采樣區(qū)域采用流水線的方式進行頻域變換后將頻域變換系數(shù)進行累加，所述累加單元用于將多條并行流水線的頻域變換系數(shù)最終累加結果求和得到當前位置圖像的清晰度函數(shù)值。

5.根據(jù)權利要求4所述的基于FPGA的相機聚焦控制的裝置，其特征在于，所述并行流水線包括：行頻域變換器，用于針對輸入的采樣區(qū)域進行行頻域變換；緩存器，用于緩存行各個采樣區(qū)域頻域變換的結果；列頻域變換器，用于針對緩存的各個采樣區(qū)域行頻域變換的結果進行列頻域變換得到頻域變換系數(shù)；所述累加單元包括前級累加器和后級累加器，前級累加器用于將各個列頻域變換器得到的頻域變換系數(shù)累加計算得到每一列采樣區(qū)域的頻域變換系數(shù)累加結果，后級累加器，用于將每一列采樣區(qū)域的頻域變換系數(shù)累加結果累加計算得到所有采樣區(qū)域的累加結果。