[发明专利]一种红外自动对焦快速搜索方法

权利要求书

1.一种红外自动对焦快速搜索方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：针对连续变焦红外热像仪参数，采用相邻像素灰度方差法作为红外图像清晰度评价函数，实现对每帧红外图像的无延迟高速计算；

步骤二：对实时计算的红外图像清晰度评价函数值进行滤波处理；

步骤三：设定快速实焦搜索策略参数，包括给定初始搜索方向，并采取粗细结合的快速爬山搜索策略；

步骤四：连续变焦红外热像仪具备自动对焦功能，当收到自动对焦指令时，自动完成清晰度评价函数计算，控制运动机构以合理的方向、速度及精度带动镜组运动，驱动实焦搜索流程，最终达到对当前成像目标实焦成像的效果；

所述的步骤三中，粗细结合的快速爬山搜索策略如下：算法维护一个长度自定义的清晰度评价函数数组，新计算的清晰评价函数位于数组队尾，先进先出；先控制电机以大步距步进，且移动范围较大，当实时计算得到的清晰度评价函数数组持续减小时，认为移动方向错误，控制电机反向运动；当判断数组数据增大后又持续减少时，返回上一位置，这时认为找到粗调正焦面；接着电机在粗调焦平面处以小于半倍焦深的小步长步进，重复上述过程，直至找到精确正焦面；在全部移动过程中，记录数组极大值，与最后搜索得到的正焦面评价函数值对比，作为评价正焦面是否实焦的判据；

所述的步骤四中镜组运动控制如下：利用温度传感器感应当前环境温度，通过温度判据，设定高温、低温、常温三种运动情景，每种场景下采取不同运动参数；同时在粗细结合的快速爬山搜索策略下分别采用不同运动参数。

2.根据权利要求1所述的红外自动对焦快速搜索方法，其特征在于：所述的步骤一中，相邻像素灰度方差法具体如下：选取3×3的拉普拉斯像素模板为评价算子，分别计算中心像素值和所有相邻的8个像素的差值的平方和；针对640×512分辨率成像系统，选择中心220×170像素区域作为计算模板，利用FPGA的高速并行运算能力，在延迟小于三行像素输出周期的情况下完成针对每个待计算像素的评价值计算。

3.根据权利要求1所述的红外自动对焦快速搜索方法，其特征在于：所述的步骤二中采用中值滤波方式。

4.根据权利要求1所述的红外自动对焦快速搜索方法，其特征在于：所述的步骤三中还设计了自动对焦过程的机械故障屏蔽程序，当自动对焦算法无法有效寻找到评价函数极大值点，存在碰撞补偿组运动极限边界的情况，导致当前场景无法实焦对准时，将最终停止在对无穷远成像实焦位置。