一种调焦方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种调焦方法及装置，该调焦方法包括获取原始图像；将原始图像转换为灰度图像；依据灰度图像，获得灰度梯度图像；依据灰度梯度图像，计算梯度平方和；依据原始图像，计算原始图像的暗通道范数；依据梯度平方和和暗通道范数，获得调焦评价函数；依据调焦评价函数，对原始图像进行调焦处理。即该调焦方法将原始图像的暗通道范数和灰度图像的梯度平方和进行融合，以使获得的调焦评价函数在各个环境下均具有良好的适应能力，通过依据调焦评价函数可以对原始图像的离焦程度进行完美的评价，完成自动调焦，进而提高调焦灵敏度高，且鲁棒性强。

【技术实现步骤摘要】
一种调焦方法及装置
本专利技术涉及光电成像
，更具体地说，涉及一种调焦方法及装置。
技术介绍
为了达到对探测范围内各个距离的物体均能清晰成像的要求，光电成像系统通常具备一定的调焦能力。手动调焦是人利用肉眼观察图像的清晰程度，依靠目测完成调焦过程。但是，手动调焦的主观性较强，且调焦速度很慢，因此快速精确的自动调焦技术越来越受到人们的关注。但是，目前自动调焦技术并不成熟，存在灵敏度低和鲁棒性差的问题。
技术实现思路
有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术提供一种调焦方法及装置，技术方案如下：一种调焦方法，包括：获取原始图像；将所述原始图像转换为灰度图像；依据所述灰度图像，获得灰度梯度图像；依据所述灰度梯度图像，计算梯度平方和；依据所述原始图像，计算所述原始图像的暗通道范数；依据所述梯度平方和和所述暗通道范数，获得调焦评价函数；依据所述调焦评价函数，对所述原始图像进行调焦处理。可选的，所述依据所述灰度图像，获得灰度梯度图像，包括：将所述灰度图像的四周进行切割，获得目标灰度图像；对所述目标灰度图像进行Sobel算子的卷积运算，获得所述灰度梯度图像。可选的，所述依据所述灰度梯度图像，计算梯度平方和，包括：依据所述灰度梯度图像，采用otsu方法计算梯度阈值T；将大于所述梯度阈值的梯度定义为有效梯度；依据公式公式以及梯度阈值约束条件计算所述梯度平方和；其中，Eg为所述梯度平方和，s(x,y)为所述灰度梯度图像的有效梯度的表达式，f(x,y)为所述原始图像的表达式，S(x,y)为所述Sobel算子的表达式。可选的，所述依据所述原始图像，计算所述原始图像的暗通道范数，包括：依据公式计算所述原始图像的暗通道f(y)，其中，c表示所述原始图像的色彩空间，r表示所述原始图像的红色像素通道，g表示所述原始图像的绿色像素通道，b所述原始图像的蓝色像素通道；依据所述暗通道，计算所述暗通道范数L0＝||fdark(x,y)||0。可选的，所述依据所述梯度平方和和所述暗通道范数，获得调焦评价函数，包括：依据所述梯度平方和Eg和所述暗通道范数L0，获得所述调焦评价函数E＝α·Eg+β·(H·V-||fdark(x,y)||0)；其中，α和β表示加权因子，H表示所述原始图像的水平分辨率，V表示所述原始图像的竖直分辨率。本专利技术还提供了一种调焦装置，包括：获取模块，用于获取原始图像；转换模块，用于将所述原始图像转换为灰度图像；第一获得模块，用于依据所述灰度图像，获得灰度梯度图像；第一计算模块，用于依据所述灰度梯度图像，计算梯度平方和；第二计算模块，用于依据所述原始图像，计算所述原始图像的暗通道范数；第二获得模块，用于依据所述梯度平方和和所述暗通道范数，获得调焦评价函数；调焦模块，用于依据所述调焦评价函数，对所述原始图像进行调焦处理。可选的，所述第一获得模块用于依据所述灰度图像，获得灰度梯度图像的方法包括：将所述灰度图像的四周进行切割，获得目标灰度图像；对所述目标灰度图像进行Sobel算子的卷积运算，获得所述灰度梯度图像。可选的，所述第一计算模块用于依据所述灰度梯度图像，计算梯度平方和的方法包括：依据所述灰度梯度图像，采用otsu方法计算梯度阈值T；将大于所述梯度阈值的梯度定义为有效梯度；依据公式公式以及梯度阈值约束条件计算所述梯度平方和；其中，Eg为所述梯度平方和，s(x,y)为所述灰度梯度图像的有效梯度表达式，f(x,y)为所述原始图像的表达式，S(x,y)为所述Sobel算子的表达式。可选的，所述第二计算模块用于依据所述原始图像，计算所述原始图像的暗通道范数的方法包括：依据公式计算所述原始图像的暗通道f(y)，其中，c表示所述原始图像的色彩空间，r表示所述原始图像的红色像素通道，g表示所述原始图像的绿色像素通道，b所述原始图像的蓝色像素通道；依据所述暗通道，计算所述暗通道范数L0＝||fdark(x,y)||0。可选的，所述第二获得模块用于依据所述梯度平方和和所述暗通道范数，获得调焦评价函数的方法包括：依据所述梯度平方和Eg和所述暗通道范数L0，获得所述调焦评价函数E＝α·Eg+β·(H·V-||fdark(x,y)||0)；其中，α和β表示加权因子，H表示所述原始图像的水平分辨率，V表示所述原始图像的竖直分辨率。相较于现有技术，本专利技术实现的有益效果为：该调焦方法依据原始图像的暗通道范数和灰度图像的梯度平方和，获得调焦评价函数，即将原始图像的暗通道范数和灰度图像的梯度平方和进行融合，以使获得的调焦评价函数在各个环境下均具有良好的适应能力，通过依据调焦评价函数可以对原始图像的离焦程度进行完美的评价，完成自动调焦，进而提高调焦灵敏度高，且鲁棒性强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的调焦方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的调焦函数性能比较示意图；图3为本专利技术实施例提供的调焦原理示意图；图4为本专利技术实施例提供的调焦装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参考图1，图1为本专利技术实施例提供的调焦方法的流程示意图，所述调焦方法包括：S11：获取原始图像；在该步骤中，所述原始图像为光电成像系统采集的图像。S12：将所述原始图像转换为灰度图像；在该步骤中，由于所述原始图像为彩色图像，因此将所述原始图像转换为灰度图像，以供后续步骤进行图像参数提取。S13：依据所述灰度图像，获得灰度梯度图像；在该步骤中，将所述灰度图像的四周进行切割，例如将图片的“上”，“下”，“左”，“右”的10行像素切割掉，选取中间区域作为有效区域，即获得目标灰度图像；对所述目标灰度图像进行Sobel(索贝尔算子)算子的卷积运算，获得所述灰度梯度图像。在本实施例中，由于镜头存在漏光的情况，因此灰度图像四周的图像均匀度较差，避免了由于镜头畸变及光阑遮挡对调焦带来的影响。S14：依据所述灰度梯度图像，计算梯度平方和；在该步骤中，依据所述灰度梯度图像，采用otsu(自动阈值切割法)方法计算梯度阈值T；将大于所述梯度阈值的梯度定义为有效梯度，也就是说，只有有效梯度才可以参与后续的梯度平方和计算；依据公式公式以及梯度阈值约束条件计算所述梯度平方和；其中，Eg为所述梯度平方和，s(x,y)为所述灰度梯度图像的有效梯度的表达式，f(x,y)为所述原始图像的表达式，S(x,y)为所述Sobel算子的表达式。在本实施例中，在计算梯度平方和时，加入了梯度阈值约束条件，能够在适当增加计算量的基础上有效抑制噪声的影响。S15：依据所述原始图像，计算所述原始图像的暗通道范数；在该步骤中，依据公式计算所述原始图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调焦方法，其特征在于，包括：获取原始图像；将所述原始图像转换为灰度图像；依据所述灰度图像，获得灰度梯度图像；依据所述灰度梯度图像，计算梯度平方和；依据所述原始图像，计算所述原始图像的暗通道范数；依据所述梯度平方和和所述暗通道范数，获得调焦评价函数；依据所述调焦评价函数，对所述原始图像进行调焦处理。

【技术特征摘要】
1.一种调焦方法，其特征在于，包括：获取原始图像；将所述原始图像转换为灰度图像；依据所述灰度图像，获得灰度梯度图像；依据所述灰度梯度图像，计算梯度平方和；依据所述原始图像，计算所述原始图像的暗通道范数；依据所述梯度平方和和所述暗通道范数，获得调焦评价函数；依据所述调焦评价函数，对所述原始图像进行调焦处理。2.根据权利要求1所述的调焦方法，其特征在于，所述依据所述灰度图像，获得灰度梯度图像，包括：将所述灰度图像的四周进行切割，获得目标灰度图像；对所述目标灰度图像进行Sobel算子的卷积运算，获得所述灰度梯度图像。3.根据权利要求2所述的调焦方法，其特征在于，所述依据所述灰度梯度图像，计算梯度平方和，包括：依据所述灰度梯度图像，采用otsu方法计算梯度阈值T；将大于所述梯度阈值的梯度定义为有效梯度；依据公式公式以及梯度阈值约束条件计算所述梯度平方和；其中，Eg为所述梯度平方和，s(x,y)为所述灰度梯度图像的有效梯度的表达式，f(x,y)为所述原始图像的表达式，S(x,y)为所述Sobel算子的表达式。4.根据权利要求3所述的调焦方法，其特征在于，所述依据所述原始图像，计算所述原始图像的暗通道范数，包括：依据公式计算所述原始图像的暗通道f(y)，其中，c表示所述原始图像的色彩空间，r表示所述原始图像的红色像素通道，g表示所述原始图像的绿色像素通道，b所述原始图像的蓝色像素通道；依据所述暗通道，计算所述暗通道范数L0＝||fdark(x,y)||0。5.根据权利要求4所述的调焦方法，其特征在于，所述依据所述梯度平方和和所述暗通道范数，获得调焦评价函数，包括：依据所述梯度平方和Eg和所述暗通道范数L0，获得所述调焦评价函数E＝α·Eg+β·(H·V-||fdark(x,y)||0)；其中，α和β表示加权因子，H表示所述原始图像的水平分辨率，V表示所述原始图像的竖直分辨率。6.一种调焦装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取原始图像；转换模块，用于将所述原始图像转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佳松，孙海江，江山，王嘉成，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22