[发明专利]一种适用于红外系统的快速自动对焦方法及装置

说明书

本发明涉及一种适用于红外系统的快速自动对焦方法及装置，控制调焦电机运动至常温下的理论零位，计算当前图像梯度值。调焦电机往调焦加的方向步进三次，并计算三次位置的图像梯度值，梯度值依次减小，往调焦减的方向步进三次，计算三次图像梯度值，梯度值仍依次减小，则反方向运动至理论零位为当前场景的最清晰位置。若梯度值依次增大，则继续向调焦加的方向步进，直至出现当前位置的梯度值小于上一次位置的梯度值，则反方向运动至上一次的位置，即为当前场景的最清晰位置。本发明在相同条件下自动对焦时间<1.2s，大大缩短了自动对焦时间，且自动对焦的精度及失调率等同于单步全程策略。

技术领域

本发明属于快速自动对焦控制技术，涉及调焦电机控制技术、红外系统自动对焦技术、图像梯度计算技术以及总线通讯技术；具体涉及一种适用于红外系统的快速自动对焦方法及装置。

背景技术

目前红外系统主要有两种对焦方法，分别是单步全程策略和连续运动全程策略。其中单步全程策略是调焦电机每次步进式单步运行并采样当前帧图像的梯度，走完全程后得到整个调焦行程的梯度顺序表，然后控制调焦电机运行至图像梯度最大的位置即当前场景的清晰位置。连续运动全程策略是调焦电机在整个调焦行程的运动过程中每隔一段时间均匀采样当前帧图像的梯度，走完全程后得到整个调焦行程的梯度顺序表，然后控制调焦电机运行至图像梯度最大的位置即当前场景的清晰位置。由于红外系统具有焦距长的特点，无轮是上述哪种方法，自动对焦的时间都较长，为了解决这一问题，提出了本发明的自动对焦方法。

由于红外系统调焦部分有自己本身的特殊性：一是调焦行程长，若进行走全程策略，则自动对焦时间较长。对于6mm的调焦行程来说，自动对焦时间为3s，本发明在相同条件下自动对焦时间<1.2s，大大缩短了自动对焦时间，且自动对焦的精度及失调率等同于单步全程策略。二是红外系统的整个调焦行程中，图像的梯度呈正弦波的正半部分的波峰形式的趋势，

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种适用于红外系统的快速自动对焦方法及装置，不用走全程就可以找到当前场景的调焦最清晰位置。

技术方案

一种适用于红外系统的快速自动对焦方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：控制调焦电机运动至常温下的理论零位，即对常温下对无穷远清晰位置，采样当前位置的图像并计算梯度值，以梯度值作为理论零位；

步骤2：将调焦电机向调焦加的方向连续步进三次，采样每次位置的图像并计算梯度值，每次位置对应一个调焦电机编码器数值；

情况1：当三次的图像梯度值依次顺序减小时，则将调焦电机迅速回到理论零位，然后控制调焦电机先向调焦减的方向连续步进三次，采样每次位置的图像并计算梯度值，每次位置对应一个调焦电机编码器数值；

若此三次的图像梯度值依然依次顺序减小，则判定理论零位为当前场景的调焦最清晰位置，该位置对应一个调焦电机编码器数值；

若此三次的图像梯度值依次顺序增大，则将调焦电机继续向调焦减的方向步进，采样每次位置的图像并计算梯度值，直至出现当前位置的梯度值小于上一次位置的梯度值时，以上一次的位置为当前场景的调焦最清晰位置，该位置对应一个调焦电机编码器数值；

情况2：若此三次的图像梯度值依次顺序增大，则将调焦电机继续向调焦加的方向步进，采样每次位置的图像并计算梯度值，直至出现当前位置的梯度值小于上一次位置的梯度值，则判定上一次的位置为当前场景的调焦最清晰位置，该位置对应一个调焦电机编码器数值。

所述每次调焦电机的步进量相等。