[发明专利]一种自动聚焦控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学自动聚焦领域，更具体地说，涉及一种自动聚焦控制系统及方法。

背景技术

自动聚焦是成像系统中的关键技术之一，是决定成像装置所成的图像质量的重要因素，是获取清晰图像的第一步，聚焦性能取决于调焦函数的准确性和有效性，即调焦函数必须具有无偏性好、单峰性强和抗噪性能强等效能。

一种现有技术中，手动调节成像装置与采图位置的距离后，也即手动调焦，使成像装置的镜头移动，采集多张图像，对采集的多张图像的清晰度进行两点聚焦过滤函数分析，得出自动聚焦的聚焦点，成像装置在聚焦点进行采图。该技术方案中，由于采集的图像中存在干扰信号，每次聚焦出来的信号强度分布曲线形态各异，同时，图像的清晰度分析不精确，使得该方案所得的最佳聚焦位置并非实际聚焦的最佳位置，从而使得自动聚焦不精确，最终导致采集到的图像模糊不清；另外，利用手动调节成像装置的焦距，由于人眼存在误差，使得聚焦不准确；此外，系统中存储大量的无用数据，浪费系统的存储空间。

因此，需要一种精确定位自动聚焦位置的自动聚焦控制系统及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动聚焦控制系统及方法，旨在解决现有技术成像装置自动聚焦位置不精确导致聚焦失败的问题。

为了实现本发明目的，自动聚焦控制系统包括调焦模块、采图模块和图像处理模块。所述调焦模块，用于调节成像装置与采图位置的距离，并调节成像装置到最佳聚焦位置；所述采图模块，用于控制成像装置采集图像；所述图像处理模块，用于滤除每张图像中的干扰信号，根据每张图像中有用信号强度的大小，通过分析获得最佳聚焦位置。

其中，所述图像处理模块包括：图像过滤模块和图像分析模块。所述图像过滤模块，用于利用多点聚焦过滤函数滤除每张图像中的干扰信号，得每张图像的有用信号强度；所述图像分析模块，用于根据有用信号强度分布曲线中信号强度的分布，得最佳聚焦位置。

其中，所述多点聚焦过滤函数为任意多点聚焦过滤函数。优选的，所述多点聚焦过滤函数为至少四点的多点聚焦过滤函数。

其中，所述采图模块控制成像装置可采集彩色图像，也可采集灰度图像。所述图像处理模块包括：图像转换模块；所述图像转换模块，用于将采图模块采集的彩色图像转换为灰度图像。

其中，所述图像处理模块可拟合一条或多条信号强度分布曲线。所述信号强度分布曲线根据有用信号强度的大小拟合成的一条或多条信号强度分布曲线。其中，有用信号强度即为该图像的信号强度，也即滤除干扰信号后的图像的信号强度。

其中，所述图像处理模块，通过分析信号强度分布曲线的单峰性和单调性，获得最佳聚焦位置。

其中，所述调焦模块控制成像装置以爬行步长Cr移动镜头来调节焦距，采图模块控制成像装置在每个焦距处采集一张图像。

其中，所述的系统还包括：图像清理模块。所述图像清理模块，用于清理图像处理模块中图像处理的图像。

上述技术方案实现了自动聚焦位置的精确定位，从而为拍摄到清晰的图像提供了基础。

为了更好的实现发明目的，本发明还提供了一种自动聚焦的控制方法，包括：步骤A.调焦模块多次调节成像装置与采图位置的距离，并将采集图像指令发给采图模块；步骤B.采图模块在接收到采集图像指令后，利用成像装置采集图像，得图像；步骤C.图像处理模块在接收到图像后，滤除每张图像中的干扰信号，根据每张图像中有用信号强度的大小，通过分析获得最佳聚焦位置，并将调焦至最佳聚焦位置的指令发给调焦模块；步骤D.调焦模块接收到调焦至最佳聚焦位置的指令后，控制成像装置移动到最佳聚焦位置。

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其中，所述采图模块采集的图像可以是彩色图像也可以是灰度图像。

其中，图像处理模块可根据滤除干扰信号的图像拟合一条或多条信号强度分布曲线。其中所述信号强度曲线根据滤除干扰信号后的图像(滤除干扰信号后的图像的信号强度称为图像的有用信号强度或简称为图像的信号强度)的有用信号强度的大小在二维空间上拟合一条或多条信号强度分布曲线。

其中，所述步骤C包括：步骤C1.图像处理模块接收到图像后，利用多点聚焦过滤函数滤除每张图像中的干扰信号，得每张图像的有用信号强度；步骤C2.图像处理模块，根据有用信号强度分布曲线中信号强度的分布，得最佳聚焦位置，并将调焦至最佳聚焦位置的指令发给调焦模块。