一种基于模式匹配的自动调焦的方法和系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于模式匹配的自动调焦的方法和系统。系统包括投影模块、图像采集处理模块、调焦电机驱动模块、调焦电机。方法包括如下步骤:S1,投影模块投射具有特征图形的图像；S2,图像采集处理模块采集投影模块投射的图像；S3,图像采集处理模块通过模式匹配，判断特征图形在采集图像中的位置；S4,根据特征图形在采集图像中的位置，统计相应区域的匹配度值；S5,驱动调焦电机对投影模块焦距进行调节，重复S2,S3,S4步骤；S6,根据不同焦距下相应区域的匹配度来判断最佳的调焦位置。该系统和方法通过对画面中算法计算区域的选择，可以有效地降低系统噪声，提高自动调焦的精度和速度，从而可以降低对系统的要求。

Method and system for automatic focusing based on mode matching

The invention provides a method and a system for automatic focusing based on mode matching. The system comprises a projection module, an image acquisition and processing module, a focusing motor driving module and a focusing motor. The method comprises the following steps: S1, image projection module has the characteristics of projection graphics; S2 image acquisition and processing module, image acquisition module S3, projection projection; image acquisition and processing module through pattern matching, judge the position features in the camera image; S4, according to the location characteristics of graphics in the image acquisition in the corresponding region, statistics the matching values of S5, focusing on the motor drive; adjust the focal length of the projection module, repeat S2, S3, S6, S4; according to the matching degree of different focal lengths corresponding area to determine the best focusing position. The system and method can effectively reduce the system noise and improve the precision and speed of automatic focusing by reducing the system noise, thus reducing the requirements of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于模式匹配的自动调焦的方法和系统
本专利技术涉及投影显示领域，尤其涉及一种基于模式匹配的自动调焦的方法和系统。
技术介绍
当前投影的自动调焦技术中,存在一种利用摄像头的方法。其原理是应用摄像头实时拍摄投影的画面,然后计算投影图像的对比度,根据计算的结果来判断当前的投影图像是否清晰,从而判断调焦是否完成.这种方法有如下几个问题:1，这个方法对摄像头的分辨率要求比较高,拍摄的图像一定要清晰.2，由于投影画面在摄像头画面中的位置未知,无法准确选取投影画面,只能选取固定的区域进行计算。如果选取的区域过大，不可避免会引入噪声，尤其是在接近对焦的情况下，对比度的变化比较小，噪声的引入会导致很难实现高精度的对焦。如果选取的区域过小，很难实现投影画面整体的调焦最优，降低图像质量。
技术实现思路
本专利技术提出了一种方法，不是用传统的对比度计算来判断投影是否对焦。而是利用模式匹配的结果来判断。一种基于模式匹配的自动调焦的方法包含如下步骤：S1,投影模块投射具有特征图形的图像；S2,图像采集模块采集投影图像；S3,通过模式匹配，判断特征图形在采集图像中的位置；S4,根据S3确定的位置，统计相应区域的匹配度值；S5,驱动调焦电机，重复S2,S3,S4步骤；S6,根据不同焦距下相应区域的匹配度来判断最佳的调焦位置。上述S1步骤，特征图形的距离不能太近，否则当图像模糊时，无法区分图像对比度的变化。特征图形的距离不能太远，否则投影画面的对比度不够，容易受噪声的影响。上述S3、S4步骤，图像采集处理模块对整幅画面做模式匹配，如果找到特征图形，选取投影画面在摄像头画面的区域进行统计匹配信息。如果未找到特征图形，则统计整幅画面的匹配信息。上述S5步骤，驱动调焦电机，变换投影模块焦距。图像采集处理模块抓取投影画面的图像，对整幅摄像头画面做模式匹配。如果上一次计算时，识别了特征图形，根据抓取图像的区域统计匹配信息，否则对整幅画面进行统计。然后与上一步的结果进行比较，从而判断投影调焦是变得清晰还是模糊了。如果图像变清晰了，则继续调焦。如果图像变模糊了，则反方向进行调焦。根据计算的结果，如果图像逐渐变清晰，但是某次电机的步进，图像变模糊了，我们可以认为上一步电机的位置应该是投影调焦最理想的位置，然后我们回退到上次电机的位置。即完成了投影的调焦。一种基于模式匹配的自动调焦的系统包括：投影模块，投影显示具有特征图形的图像；图像采集处理模块，进行图像采集，并进行算法处理；调焦电机驱动模块，调焦电机的驱动电路；调焦电机，用于驱动投影镜头的调焦装置；控制模块，用于这个系统的控制。所述的调焦电机通过连接结构对投影模块焦距进行。所述的图像采集处理模块使用聚焦在无穷远处的广角摄像头进行采集。投影画面应完全包括在采集图像中。图像采集处理模块对投影图像进行实时采集。本专利技术的优点是可以在判断投影是否聚焦的同时，能识别投影画面特征图形的位置。并根据投影画面在摄像头画面的位置，准确的选取图像计算的区域，从而可以简化系统要求，提高系统的调焦精度，并且有利于调焦算法的硬件实现。附图说明：附图1，利用模式匹配实现调焦的方法包含步骤；附图2，利用模式匹配实现调焦的系统框图；附图3，投影投射的具有特征图形的图像；附图4，摄像头与投影模块示意图。具体实施方式：为了对本专利技术的技术特征和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体方式。如图3，本专利技术一个实施例中的一种固定标记实现双画面自动匹配的方法，包括以下步骤：S1,投影模块投射具有特征图形的图像；S2,图像采集模块采集投影图像；S3,通过模式匹配，判断特征图形在采集图像中的位置；S4,根据S3确定的位置，统计相应区域的匹配度值；S5,驱动调焦电机，重复S2,S3,S4步骤；S6,根据不同焦距下相应区域的匹配度来判断最佳的调焦位置。上述S1步骤，特征图形的距离不能太近，否则当图像模糊时，无法区分图像对比度的变化。特征图形的距离不能太远，否则投影画面的对比度不够，容易受噪声的影响。上述S1步骤，特征图形的一个示例如图2。上述S3、S4步骤，图像采集处理模块对整幅画面做模式匹配，如果找到特征图形，选取投影画面在摄像头画面的区域进行统计匹配信息.如果未找到特征图形，则统计整幅画面的匹配信息。上述S5步骤，驱动调焦电机，变换投影模块焦距。图像采集处理模块抓取投影画面的图像，对整幅摄像头画面做模式匹配。如果上一次计算时，识别了特征图形，根据抓取图像的区域统计匹配信息，否则对整幅画面进行统计。然后与上一步的结果进行比较，从而判断投影调焦是变得清晰还是模糊了。如果图像变清晰了，则继续调焦。如果图像变模糊了，则反方向进行调焦。根据计算的结果，如果图像逐渐变清晰，但是某次电机的步进，图像变模糊了，我们可以认为上一步电机的位置应该是投影调焦最理想的位置，然后我们回退到上次电机的位置。即完成了投影的调焦。一种基于模式匹配的自动调焦的系统包括：投影模块，投影显示具有特征图形的图像；图像采集处理模块，进行图像采集，并进行算法处理；调焦电机驱动模块，调焦电机的驱动电路；调焦电机，用于驱动投影镜头的调焦装置；控制模块，用于这个系统的控制。所述的调焦电机通过连接结构对投影模块焦距进行。所述的图像采集处理模块使用聚焦在无穷远处的广角摄像头进行采集。投影画面应完全包括在采集图像中。图像采集处理模块对投影图像进行实时采集。可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。以上所述仅为本专利技术的实施例，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所做的等效装置或方法，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于模式匹配的自动调焦的方法,其特征在于，包括如下步骤:S1, 投影模块投射具有特征图形的图像；S2, 图像采集模块采集投影图像；S3, 通过模式匹配，判断特征图形在采集图像中的位置；S4, 根据S3确定的位置，统计相应区域的匹配度值；S5, 驱动调焦电机，重复S2,S3,S4步骤；S6, 根据不同焦距下相应区域的匹配度来判断最佳的调焦位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于模式匹配的自动调焦的方法,其特征在于，包括如下步骤:S1,投影模块投射具有特征图形的图像；S2,图像采集模块采集投影图像；S3,通过模式匹配，判断特征图形在采集图像中的位置；S4,根据S3确定的位置，统计相应区域的匹配度值；S5,驱动调焦电机，重复S2,S3,S4步骤；S6,根据不同焦距下相应区域的匹配度来判断最佳的调焦位置。2.根据权利要求1所述的一种基于模式匹配的自动调焦的方法，其特征在于，所述S1的步骤中：特征图形布满整个画面。3.根据权利要求1所述的一种基于模式匹配的自动调焦的方法，其特征在于，所述S3的步骤中：算法不局限于模式匹配(patternmatch)，例如图像配准(imageregistration)等任何可以确认图像对比度的同时，还能确认参考图像位置的算法都可以使用。4.根据权利要求1所述的一种基于模式匹配的自动调焦的方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春峰，张镭，
申请(专利权)人：西安中科晶像光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61