[发明专利]一种用于多光谱成像的快速调焦方法及装置

摘要

本发明公开了一种用于多光谱成像的快速调焦方法及装置，方法包括在多个成像通道中选定一个作为基准通道，调节步进电机的转动位置，计算步进电机所有转动位置的对应聚焦清晰度，得到基准通道聚焦清晰度随步进电机转动位置变化的第一分布曲线；对其余每个通道，选取至少3个步进电机转动位置，将所选位置的聚焦清晰度与第一分布曲线进行匹配，得到待调焦通道聚焦清晰度随步进电机转动位置变化的第二分布曲线与第一分布曲线的偏移值，根据该偏移值计算待调焦通道的调焦清晰位置；以计算得到的调焦清晰度位置为中心，以步进电机转动最小间隔进行细调焦，得到精确的调焦清晰位置。实施本发明可实现多光谱成像快速调焦，得到清晰的多光谱图像。

主权项

一种用于多光谱成像的快速调焦方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在多个成像通道中选定一个作为基准通道，调节步进电机的转动位置，计算步进电机所有转动位置的对应聚焦清晰度，得到基准通道聚焦清晰度随步进电机转动位置变化的第一分布曲线；S2、对其余每个通道，选取至少3个步进电机转动位置，将所选位置的聚焦清晰度与所述第一分布曲线进行匹配，得到待调焦通道聚焦清晰度随步进电机转动位置变化的第二分布曲线，以及所述第二分布曲线与所述第一分布曲线的偏移值，根据所述的偏移值计算待调焦通道的调焦清晰位置；S3、以计算得到的调焦清晰度位置为中心，以步进电机转动最小间隔进行细调焦，得到精确的调焦清晰位置；其中，所述的步骤S3中，在所述的以待调焦通道的调焦清晰位置为中心的预定区间内，以步进电机最小转动间隔进行细调焦，细调焦的步进电机转动次数为8；步骤S1具体为：选取灰度差分法作为聚焦清晰度评价标准，建立评价函数，具体为：f=ΣxΣy|Ix(x,y)|+|Iy(x,y)|]]>其中，(x,y)为图像的像素坐标，Ix(x,y)=I(x,y)*121000-1-2-1]]>Iy(x,y)=I(x,y)*10-120-210-1]]>其中，I(x,y)为点(x,y)处图像的灰度值，*表示卷积，此聚焦清晰度评价函数值越大，表明图像越清晰；选定一个基准通道，在步进电机转动范围0～R内，以为间隔进行粗调焦，然后在以粗调焦清晰位置为中心，以为半径的范围内，以步进电机转动最小间隔进行细调焦，得到目标图像最清晰时步进电机转动位置；用三次样条插值计算基准通道步进电机所有转动位置的聚焦清晰度，得到基准通道聚焦清晰度随步进电机转动位置变化的第一分布曲线；步骤S2具体为：对其余每一个通道，在步进电机转动范围内等间距取4个位置，ki=int(iR4),i=0,1,2,3;]]>计算误差：η＝X‑1Y；X=fc(k0)fc(k1)fc(k2)fc(k3),Y=fb(k0+d)fb(k1+d)fb(k2+d)fb(k3+d);]]>其中，R为步进电机转动范围，X‑1是X的伪逆，fc(ki)为待测通道在位置ki处的聚焦清晰度，fb(ki+d)为基准通道在位置ki+d处的聚焦清晰度，e为匹配误差，d为待调焦通道聚焦清晰度随步进电机转动位置变化的第二分布曲线与基准通道聚焦清晰度随步进电机转动位置变化的第一分布曲线的偏移值；选取不同的d值，计算得到第二分布曲线和第一分布曲线的匹配误差e，e取最小值时对应的d值即为第二分布曲线和第一分布曲线的偏移值；用D(c)＝D(1)+d(c)估算待调焦通道调焦清晰位置，式中D(c)表示第c个待调焦通道的调焦清晰位置，D(1)表示第1个通道即基准通道的调焦清晰位置，d(c)表示第c个第二分布曲线和第一分布曲线的偏移值。