一種用于紅外圖像電機(jī)調(diào)焦的控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于紅外成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于紅外圖像電機(jī)調(diào)焦的控制方法 及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來紅外光電成像系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域。作為一種獲 取圖像信息的工具，它可以用于生成過程監(jiān)控、工況檢測(cè)、圖像拍攝顯微觀察、醫(yī)學(xué)圖像分 析、地質(zhì)遙感、氣象遙感和成像導(dǎo)引等多個(gè)方面。
[0003] 現(xiàn)有的紅外圖像自動(dòng)對(duì)焦評(píng)價(jià)函數(shù)最大值的搜索與判斷方法及裝置，通常是采用 爬山法電機(jī)控制算法。然而，如圖1所示，當(dāng)評(píng)價(jià)函數(shù)的峰值區(qū)間比較小，曲線并不在整個(gè) 焦距區(qū)間為一個(gè)嚴(yán)格單調(diào)的遞增區(qū)間和一個(gè)嚴(yán)格單調(diào)的遞減區(qū)間。表現(xiàn)為函數(shù)取現(xiàn)在小于 某個(gè)焦距閾值A(chǔ)和大于某個(gè)焦距閾值B，斜率為零，即水平，此時(shí)，無法采用爬山法電機(jī)控制 算法。其次，針對(duì)信噪比低、邊緣模糊等因素使得邊緣化的圖像波動(dòng)較大時(shí)，進(jìn)而使得評(píng)價(jià) 函數(shù)曲線本身并不平滑，并且有較大抖動(dòng)，這樣就給極值的判斷帶來了干擾，此種情況，也 無法采用爬山法電機(jī)控制算法。最后，針對(duì)層次很弱、目標(biāo)圖像與背景對(duì)比度很低的情況， 評(píng)價(jià)函數(shù)的最大值與最小值之差小，評(píng)價(jià)函數(shù)峰值不明顯。
[0004] 這些都導(dǎo)致可見光的自動(dòng)對(duì)焦不能直接移植到紅外成像系統(tǒng)中，本發(fā)明需要一種 新的紅外圖像自動(dòng)對(duì)焦評(píng)價(jià)函數(shù)最大值的搜索與判斷方法，解決因紅外圖像自身固有性質(zhì) 所引起的函數(shù)曲線抖動(dòng)，單調(diào)性差、存在大區(qū)間內(nèi)水平，從而不能正確、精準(zhǔn)判斷焦點(diǎn)位置 的位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于紅外圖像電機(jī)調(diào)焦的控制方法及裝置，旨在解決 現(xiàn)有的紅外圖像自動(dòng)對(duì)焦時(shí)，針對(duì)被觀察目標(biāo)的自動(dòng)聚焦適應(yīng)性不強(qiáng)引發(fā)的某些目標(biāo)聚焦 失??；傳統(tǒng)的爬山法電機(jī)控制算法不適用于紅外圖像自動(dòng)聚焦系統(tǒng)；以及最大值遍歷電機(jī) 控制算法耗時(shí)過長(zhǎng)、導(dǎo)致的精度、可信度不夠高的問題。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種紅外圖像自動(dòng)對(duì)焦評(píng)價(jià)函數(shù)最大 值的搜素與判斷方法，包括如下步驟：
[0007] 步驟1，當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)后，驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)反轉(zhuǎn)，并調(diào)節(jié)鏡頭的焦距回到最小值位置；
[0008] 步驟2,當(dāng)鏡頭調(diào)焦回到最小位置時(shí)，讀取紅外圖像，根據(jù)所述紅外圖像生成評(píng)價(jià) 函數(shù)，并判斷評(píng)價(jià)函數(shù)的爬升階段；
[0009] 步驟3,當(dāng)確認(rèn)評(píng)價(jià)函數(shù)處于爬升階段時(shí)，在爬升階段的閾值范圍內(nèi)搜索評(píng)價(jià)函數(shù) 的最大峰值出現(xiàn)的首次位置；
[0010] 步驟4,根據(jù)最大峰值出現(xiàn)的首次位置，按照下列公式計(jì)算評(píng)價(jià)函數(shù)在閾值范圍內(nèi) 最大峰值的精確位置：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于紅外圖像電機(jī)調(diào)焦的控制方法，其特征在于，包括： 步驟1，當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)后，驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)反轉(zhuǎn)，并調(diào)節(jié)鏡頭的焦距回到最小值位置； 步驟2,當(dāng)鏡頭調(diào)焦回到最小位置時(shí)，讀取紅外圖像，根據(jù)所述紅外圖像生成評(píng)價(jià)函數(shù)， 并判斷評(píng)價(jià)函數(shù)的爬升階段； 步驟3,當(dāng)確認(rèn)評(píng)價(jià)函數(shù)處于爬升階段時(shí)，在爬升階段的闊值范圍內(nèi)搜索評(píng)價(jià)函數(shù)的最 大峰值出現(xiàn)的首次位置； 步驟4,根據(jù)最大峰值出現(xiàn)的首次位置，按照下列公式計(jì)算評(píng)價(jià)函數(shù)在闊值范圍內(nèi)最大 峰值的精確位置：
式中，Max_loca為評(píng)價(jià)函數(shù)的最大峰值位置，Max_loca_i為闊值范圍內(nèi)第i次搜索最 大峰值，n為大于零的整數(shù)； 步驟5,根據(jù)計(jì)算的最大峰值的精確位置，驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)至最大峰值精確位置，調(diào)焦完 成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于紅外圖像電機(jī)調(diào)焦的控制方法，其特征在于，所述 步驟1的具體包括： 所述電機(jī)為調(diào)焦電機(jī)，當(dāng)所述調(diào)焦電機(jī)啟動(dòng)后，控制調(diào)焦電機(jī)反轉(zhuǎn)，W最快的轉(zhuǎn)速帶動(dòng) 鏡頭回零位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于紅外圖像電機(jī)調(diào)焦的控制方法，其特征在于，所述 步驟2的具體步驟包括： 步驟2. 1，當(dāng)鏡頭調(diào)到零位后，將評(píng)價(jià)函數(shù)在零位時(shí)的評(píng)價(jià)函數(shù)值與零位時(shí)的圖像標(biāo)準(zhǔn) 差之積，存于變量Min ; 步驟2. 2,設(shè)置變量Maxjtori與Max_Hori_Dly，所述調(diào)焦電機(jī)每經(jīng)過一個(gè)步長(zhǎng)時(shí)間， 將評(píng)價(jià)函數(shù)在對(duì)應(yīng)的步長(zhǎng)時(shí)間形成評(píng)價(jià)函數(shù)值化CUS與每峽圖像標(biāo)準(zhǔn)差0之積存于變量 Maxjtori,并將 Maxjtori 當(dāng)前值存入變量 Max_Hori_Dly ; 步驟2. 3,當(dāng)變量Min、Max_Hori、Max_Hori_Dly滿足如下公式時(shí)，
設(shè)置計(jì)數(shù)器X，調(diào)焦電機(jī)每經(jīng)過一個(gè)步長(zhǎng)時(shí)間，則檢查是否滿足上述公式，如果滿足，貝U 計(jì)數(shù)器每次加1，當(dāng)計(jì)數(shù)器X的值等于闊值X時(shí)，則判定評(píng)價(jià)函數(shù)進(jìn)入爬升階段；如果不滿 足上述公式，計(jì)數(shù)器清零。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于紅外圖像電機(jī)調(diào)焦的控制方法，其特征在于，所述 步驟3的具體包括： 設(shè)置變量Max與計(jì)數(shù)器Y，在搜索評(píng)價(jià)函數(shù)最大值過程中，當(dāng)調(diào)焦電機(jī)每經(jīng)過一個(gè)步長(zhǎng) 時(shí)間，如果有評(píng)價(jià)函數(shù)值化CUS大于變量Max,則將評(píng)價(jià)函數(shù)此時(shí)的值賦予給Max,同時(shí)將計(jì) 數(shù)器Y清零；如果有評(píng)價(jià)函數(shù)值化CUS小于變量Max ;每次經(jīng)過步長(zhǎng)時(shí)間都保持原值，則計(jì) 數(shù)器自動(dòng)加1，直到計(jì)數(shù)器Y的數(shù)值達(dá)到闊值y，則判定經(jīng)過了評(píng)價(jià)函數(shù)的最大值，從而反向
返回計(jì)數(shù)器Y數(shù)值的步長(zhǎng)時(shí)間回到最大峰值粗略位置。
5. -種用于紅外圖像電機(jī)調(diào)焦的控制裝置，其特征在于，包括啟動(dòng)單元、判定單元、搜 索單元、計(jì)算單元與調(diào)焦單元； 所述啟動(dòng)單元，其用當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)后，驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)反轉(zhuǎn)，并調(diào)節(jié)鏡頭的焦距回到最小值 位置； 所述判定單元，其用于當(dāng)鏡頭調(diào)焦回到最小位置時(shí)，讀取紅外圖像，根據(jù)所述紅外圖像 生成評(píng)價(jià)函數(shù)，并判斷評(píng)價(jià)函數(shù)的爬升階段； 所述搜索單元，其用于當(dāng)確認(rèn)評(píng)價(jià)函數(shù)處于爬升階段時(shí)，在爬升階段的闊值范圍內(nèi)搜 索評(píng)價(jià)函數(shù)的最大峰值出現(xiàn)的首次位置； 所述計(jì)算單元，其用于根據(jù)最大峰值出現(xiàn)的首次位置，按照下列公式計(jì)算評(píng)價(jià)函數(shù)在 闊值范圍內(nèi)最大峰值的精確位置：
式中，Max_loca為評(píng)價(jià)函數(shù)的最大峰值位置，Max_loca_i為闊值范圍內(nèi)第i次搜索最 大峰值，n為大于零的整數(shù)； 所述調(diào)焦單元，其用于根據(jù)計(jì)算的最大峰值精確位置，驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)至最大峰值精確 位置，調(diào)焦完成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于紅外圖像電機(jī)調(diào)焦的控制裝置，其特征在于，所述 判定單元包括第一判斷單元、第二判斷單元與第H判斷單元； 所述第一判斷單元，其用于鏡頭調(diào)到零位后，將評(píng)價(jià)函數(shù)在零位時(shí)的評(píng)價(jià)函數(shù)值與零 位時(shí)的圖像標(biāo)準(zhǔn)差之積，存于變量Min ; 所述第二判斷單元，其用于設(shè)置變量Max_Hori與Max_Hori_Dly，所述調(diào)焦電機(jī)每經(jīng)過 一個(gè)步長(zhǎng)時(shí)間，則將評(píng)價(jià)函數(shù)在對(duì)應(yīng)的步長(zhǎng)時(shí)間形成評(píng)價(jià)函數(shù)值化CUS與每峽圖像標(biāo)準(zhǔn)差 0之積存于變量Max_Hori，并將Max_Hori當(dāng)前值存入變量Max_Hori_Dly; 所述第H判斷單元，其用于當(dāng)變量Min、Max_Hori、Max_Hori_Dly滿足如下公式時(shí)
設(shè)置計(jì)數(shù)器X，調(diào)焦電機(jī)每經(jīng)過一個(gè)步長(zhǎng)時(shí)間，則檢查是否滿足上述公式，如果滿足，貝U 計(jì)數(shù)器每次加1，當(dāng)計(jì)數(shù)器X的值等于闊值X時(shí)，則判定評(píng)價(jià)函數(shù)進(jìn)入爬升階段；如果不滿 足上述公式，計(jì)數(shù)器清零。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于紅外圖像電機(jī)調(diào)焦的控制裝置，其特征在于，所述 搜索單元包括第一搜索單元與第二搜索單元； 所述第一搜索單元，其用于根據(jù)設(shè)置變量Max與計(jì)數(shù)器Y，在搜索評(píng)價(jià)函數(shù)最大值過程 中，當(dāng)調(diào)焦電機(jī)每經(jīng)過一個(gè)步長(zhǎng)時(shí)間，如果有評(píng)價(jià)函數(shù)值化CUS大于變量Max,則將評(píng)價(jià)函 數(shù)此時(shí)的值賦予給Max,同時(shí)將計(jì)數(shù)器Y清零； 所述第二搜索單元，其用于根據(jù)設(shè)置變量Max與計(jì)數(shù)器Y，在搜索評(píng)價(jià)函數(shù)最大值過程 中，當(dāng)調(diào)焦電機(jī)每經(jīng)過一個(gè)步長(zhǎng)時(shí)間，如果有評(píng)價(jià)函數(shù)值化CUS小于變量Max ;每次經(jīng)過步 長(zhǎng)時(shí)間都保持原值，則計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，直到計(jì)數(shù)器Y的數(shù)值達(dá)到闊值y，則判定經(jīng)過了評(píng)價(jià)
函數(shù)的最大值，從而反向返回計(jì)數(shù)器Y數(shù)值的步長(zhǎng)時(shí)間回到最大峰值粗略位置。
【專利摘要】本發(fā)明適用于紅外成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于紅外圖像電機(jī)調(diào)焦的控制方法及裝置，包括：步驟1，當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)，并調(diào)節(jié)鏡頭的焦距回到最小值位置；步驟2，當(dāng)鏡頭調(diào)焦回到最小位置時(shí)，讀取紅外圖像，根據(jù)所述紅外圖像生成評(píng)價(jià)函數(shù)，并判斷評(píng)價(jià)函數(shù)的爬升階段；步驟3，當(dāng)確認(rèn)評(píng)價(jià)函數(shù)處于爬升階段時(shí)，在爬升階段的閾值范圍內(nèi)搜索評(píng)價(jià)函數(shù)的最大峰值出現(xiàn)的首次位置；步驟4，根據(jù)最大峰值出現(xiàn)的首次位置，按照下列公式計(jì)算評(píng)價(jià)函數(shù)在閾值范圍內(nèi)最大峰值的精確位置：步驟5，根據(jù)計(jì)算的最大峰值位置，驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)至Max_loca位置，調(diào)焦完成。從而提高了記步法電機(jī)調(diào)焦算法搜索判斷評(píng)價(jià)函數(shù)最大值的準(zhǔn)確性與精確性。
【IPC分類】H04N5-232
【公開號(hào)】CN104601886
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510016880
【發(fā)明人】王帥, 黃星明, 李欣
【申請(qǐng)人】煙臺(tái)艾睿光電科技有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月13日