聚焦搜索方法及其系统技术方案

本发明专利技术提供一种聚焦搜索方法及其系统，包括：第一线程控制镜头组移动，并在移动过程中控制镜头组以预设的第一时间间隔拍摄图像；第一线程将拍摄到的图像放入第一图像队列；第二线程从第一图像队列中获取拍摄到的图像并计算图像的清晰度；第一线程根据清晰度确定聚焦位置。本发明专利技术将镜头组移动和图像拍摄、图像分析分别放到不同的线程里以并行的方式进行，第一线程控制镜头组在移动的过程中拍摄图像，第二线程对图像队列中的图像进行分析，由此，图像拍摄和图像分析同时进行，镜头组无需频繁地停止和启动，从而大大缩短了聚焦搜索方法的运行时间。

Focus search method and system

【技术实现步骤摘要】
聚焦搜索方法及其系统
本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及一种聚焦搜索方法及其系统。。
技术介绍
在自动聚焦过程中，聚焦搜索方法是一个重要的组成部分。常见的聚焦搜索方法有等间距搜索法和爬山法。等间距搜索法的聚焦过程为：等间距拍摄若干张图像，选出清晰度最高的图像，拍摄该图像的位置即为聚焦位置，将镜头组移动到该聚焦位置完成聚焦过程。在搜索到一聚焦位置后，可缩小拍摄图像的间距，重复上述过程，获得精度更高的聚焦位置。爬山法的聚焦过程为：镜头组沿设定方向以某间距拍摄并分析图像，当图像的清晰度的单调性发生变化时，缩小间距，沿反方向拍摄并分析图像。如此迭代，当间距达到设定的最小单位并且单调性发生变化时停止搜索。无论是等间距搜索法还是爬山法，都要求镜头组移动到位并停稳后再拍摄图像，然后分析图像的清晰度。在实现上，硬件耗时和软件耗时是串行的，耗时较长。而且串行的操作要求镜头组停止、图像拍摄、图像分析和镜头组启动等四个步骤严格按照先后顺序执行。如果成像设备比较笨重，例如显微镜成像，镜头组的启动、移动和停止都需要较长时间。以上因素都会导致聚焦搜索方法过程缓慢。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种聚焦搜索方法，旨在解决现有技术中聚焦搜索方法过程缓慢的问题。第一方面，提供了一种聚焦搜索方法，包括：第一线程控制镜头组移动，并在移动过程中控制镜头组以预设的第一时间间隔拍摄图像；第一线程将拍摄到的图像放入第一图像队列；第二线程从第一图像队列中获取拍摄到的图像并计算图像的清晰度；第一线程根据清晰度确定聚焦位置。第二方面，提供了一种聚焦搜索系统，包括：镜头组、存储器和处理器，其中，存储器用于存储可执行程序代码；处理器与镜头组连接，包括第一线程和第二线程，通过读取存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，以用于执行以下步骤：第一线程控制镜头组移动，并在移动过程中控制镜头组以预设的第一时间间隔拍摄图像；第一线程将拍摄到的图像放入第一图像队列；第二线程从第一图像队列中获取拍摄到的图像并计算图像的清晰度；第一线程根据清晰度确定聚焦位置。本专利技术实施例将镜头组移动和图像拍摄、图像分析分别放到不同的线程里以并行的方式进行，第一线程控制镜头组在移动的过程中拍摄图像，第二线程对图像队列中的图像进行分析，由此，图像拍摄和图像分析同时进行，镜头组无需频繁地停止和启动，从而大大缩短了聚焦搜索方法的运行时间。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术实施例一提供的聚焦搜索方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的第一图像队列的示意图；图3是本专利技术实施例二提供的异步的等间距搜索法的流程图；图4是本专利技术实施例二提供的另一异步的等间距搜索法的流程图；图5是本专利技术实施例三提供的异步的爬山法的流程图；图6是本专利技术实施例三提供的另一异步的爬山法的流程图；图7是本专利技术实施例四提供的聚焦搜索系统的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。相反，本专利技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。光学成像技术已经与我们的生活密不可分，从日常生活中的相机、摄像机、望远镜、投影仪，到实验室中的显微镜、激光散斑成像系统，都涉及光学成像。在光学成像过程中，聚焦搜索方法是一个重要的组成部分。影响聚焦搜索方法运行时间的因素包括镜头组的启动、移动和停止，图像的拍摄和分析。在本专利技术实施例中，将镜头组移动和图像拍摄、图像分析分别放到不同的线程里以并行的方式进行，第一线程控制镜头组在移动的过程中拍摄图像，第二线程对图像队列中的图像进行分析，由此，图像拍摄和图像分析同时进行，镜头组无需频繁地停止和启动，从而大大缩短了聚焦搜索方法的运行时间。实施例一图1是本专利技术实施例一提供的聚焦搜索方法的流程图。如图1所示，该方法包括：步骤S101：第一线程控制镜头组移动，并在移动过程中控制镜头组以预设的第一时间间隔拍摄图像。在本专利技术实施例中，第一线程控制镜头组单向移动并在移动过程中拍摄图像，镜头组无需中途停止和再次启动。镜头组在移动过程中以预设的第一时间间隔拍摄，得到若干张图像，如第一时间间隔为400ms。在镜头组是连续移动的情况下，拍摄图像的间隔采用时间间隔而不是距离间隔，简化了线程控制。步骤S102：第一线程将拍摄到的图像放入第一图像队列。在本专利技术实施例中，第一图像队列是一个先进先出队列（firstinputfirstoutput,FIFO），长度为N，N为正整数。第一线程在第一图像队列的队列尾添加图像，第二线程从第一图像队列的队列头获取图像进行分析。由于第一线程和第二线程对FIFO的操作是异步的，FIFO的长度N取决于第二线程分析图像的速度，第二线程分析图像的速度越快，N越小。如图2所示，为本专利技术实施例提供的第一图像队列的示意图。第一图像队列的长度N=10，左边为队列头，图像较模糊；右边为队列尾，图像较清晰。此外，为防止产生访问冲突，还采用线程互斥技术防止第一线程和第二线程同时读写同一张图像。步骤S103：第二线程从第一图像队列中获取拍摄到的图像并计算图像的清晰度。第二线程从第一图像队列的队列头获取图像进行清晰度分析。利用聚焦评价函数来计算表征清晰度的数值D，D越大越清晰或者D越小越清晰。这里的聚焦评价函数可采用现有的算法，在此不再赘述。步骤S104：第一线程根据清晰度确定聚焦位置。在本专利技术实施例中，第二线程计算得到第一图像队列中的图像的数值D后，将表征清晰度的信息发送至第一线程，第一线程根据该信息移动镜头组。需要说明的是，第一线程执行的步骤S101和步骤S102与第二线程执行的步骤S103是并行进行的。在本专利技术实施例中，将镜头组移动和图像拍摄、图像分析分别放到不同的线程里以并行的方式进行，第一线程控制镜头组在移动的过程中拍摄图像，第二线程对图像队列中的图像进行分析，由此，图像拍摄和图像分析同时进行，镜头组无需频繁地停止和启动，从而大大缩短了聚焦搜索方法的运行时间。实施例二作为本专利技术的一个实施例，异步的等间距搜索法如图3所示，该方法包括：步骤S301：第一线程控制镜头组移动，并在移动过程中控制镜头组以预设的第一时间间隔拍摄图像。步骤S301与实施例一中的步骤S101相同，在此不再赘述。步骤S302：第一线程将拍摄到的图像放入第一图像队列直至填满第一图像队列。在本专利技术实施例中，第一线程单向移动镜头组拍摄图像，镜头组中途不需停止，直至将第一图像队列填满后再停本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚焦搜索方法，其特征在于，所述方法包括：/n第一线程控制镜头组移动，并在移动过程中控制所述镜头组以预设的第一时间间隔拍摄图像；/n所述第一线程将拍摄到的图像放入第一图像队列；/n第二线程从所述第一图像队列中获取拍摄到的图像并计算所述图像的清晰度；/n所述第一线程根据所述清晰度确定聚焦位置。/n

【技术特征摘要】
1.聚焦搜索方法，其特征在于，所述方法包括：
第一线程控制镜头组移动，并在移动过程中控制所述镜头组以预设的第一时间间隔拍摄图像；
所述第一线程将拍摄到的图像放入第一图像队列；
第二线程从所述第一图像队列中获取拍摄到的图像并计算所述图像的清晰度；
所述第一线程根据所述清晰度确定聚焦位置。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一线程将拍摄到的图像放入第一图像队列包括：
所述第一线程将拍摄到的图像放入第一图像队列直至填满所述第一图像队列；
第二线程计算所述图像的清晰度包括：
第二线程计算所述第一图像队列中所有图像的清晰度；
所述第二线程确定所述第一图像队列中清晰度最高的图像的第一序号并发送至所述第一线程；
所述第一线程根据所述清晰度确定聚焦位置包括：
所述第一线程根据所述第一序号计算拍摄所述第一图像队列中清晰度最高的图像的第一位置，并控制所述镜头组移动到所述第一位置。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一线程控制所述镜头组在以所述第一位置为中心点的预设区间内移动，并在移动过程中控制所述镜头组以预设的第二时间间隔拍摄图像；
所述第一线程将拍摄到的图像放入第二图像队列直至填满所述第二图像队列；
所述第二线程从所述第二图像队列中获取拍摄到的图像并计算所述第二图像队列中所有图像的清晰度；
所述第二线程确定所述第二图像队列中清晰度最高的图像的第二序号并发送至所述第一线程；
所述第一线程根据所述第二序号计算拍摄所述第二图像队列中清晰度最高的图像的第二位置，并控制所述镜头组移动到所述第二位置。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二时间间隔小于所述第一时间间隔。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
第二线程计算所述图像的清晰度包括：
第二线程依次计算所述第一图像队列中图像的清晰度；
当图像的清晰度下降时，所述第二线程将所述第一图像队列中清晰度最高的图像的第三序号作为第一停止消息发送至所述第一线程；
所述第一线程根据所述清晰度确定聚焦位置包括：
所述第一线程在收到所述第一停止消息后控制所述镜头组停止移动和拍摄。


6.如权利要5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一线程控制所述镜头组移动，并在移动过程中控制所...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀高，
申请(专利权)人：深圳市瑞沃德生命科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44