一种用于红外热像仪的自动聚焦方法与流程

1.本发明涉及一种自动聚焦方法，特别是一种用于红外热像仪的自动聚焦方法。


背景技术：

2.研究中发现，红外热像仪对于镜头不同焦距位置的灰度响应曲线如图1所示，曲线的峰值位置，为图像最清晰的焦距位置，此时，图像的灰度差最大。从图1中可以看出，当目标物体距离发生改变后，则需要去调整焦距的位置，使得图像变的更清晰，在最大焦距和最小焦距之间，总有一个焦距位置，能够让图像变的更清晰。目前市场上的红外热像仪的聚焦过程中往往需要经过第一变、第二变，甚至电机需要走完整个行程，聚焦时间较长，而且涉及到的自动聚焦算法大多从可见光的聚焦算法演变而来，涉及到的步骤较多，程序比较复杂，期间就容易出现误差，导致最终的聚焦结果清晰度不理想。因此，现有的红外热像仪针对红外图像的自动聚焦方法，存在聚焦时间较长、容易出现聚焦误差的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于，提供一种用于红外热像仪的自动聚焦方法。本发明具有聚焦速度快、算法简单、不易出错的特点。
4.本发明的技术方案：一种用于红外热像仪的自动聚焦方法，包括以下步骤：
5.s1、采集当前焦距下的红外图像；
6.s2、获取当前红外图像的最大灰度和最小灰度，计算灰度差；
7.s3、控制电机转动调整焦距，采集调整后的焦距下的红外图像；
8.s4、获取调整后的红外图像的最大灰度和最小灰度，计算灰度差；
9.s5、计算调整焦距后的红外图像的灰度差n1和调整焦距之前的红外图像的灰度差n2之间的差值x，判断差值x与阈值f之间的大小关系；
10.s6、若差值x大于阈值f，则执行步骤s3-s5，若差值x不大于阈值f，则聚焦完成，得到清晰度最大的红外图像。
11.前述的一种用于红外热像仪的自动聚焦方法中，步骤s6中，若差值x大于阈值f，且n1大于n2，则控制电机反向转动调整焦距；若差值x大于阈值f，且n1小于n2，则控制电机正向转动调整焦距。
12.前述的一种用于红外热像仪的自动聚焦方法中，步骤s2中，最大灰度和最小灰度是根据每帧或者目标区域中的红外图像的灰度矩阵获取得到，所述目标区域为需要聚焦的物体所在位置。
13.前述的一种用于红外热像仪的自动聚焦方法中，步骤s2中，所述灰度差为最大灰度和最小灰度之间的差值。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
15.本发明根据调整焦距前后得到的图像的灰度值，统计其中的最大灰度和最小灰度，得到灰度差，根据前后帧灰度差的变化趋势以及前后帧灰度差的差值与阈值之间的大
小关系，控制电机的转动方向和转动幅度进行自动聚焦，直到灰度差保持在高位。
16.本发明鉴于红外成像的特殊性，根据发现的目标图像区域的红外图像的灰度差越大，图像越清晰的原理，只用到最简单的大小判断方式，即可完成红外图像的聚焦，无需复杂的图像清晰度判断算法，减少了清晰度判断的计算量，也不需要预设的图像生成的模型，简化了红外热像仪的自动聚焦程序，优化了聚焦控制算法和清晰度判断方法，降低了聚焦处理的难度，大大提升了聚焦速度和效果，无论使用直流电机还是步进电机驱动镜头，都可以使用本方法来实现，适用范围广。
附图说明
17.图1是红外热像仪对于镜头不同焦距位置的灰度响应曲线；
18.图2是本发明自动聚焦方法的流程示意图；
19.图3是本发明灰度差判断的流程示意图。
具体实施方式
20.下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
21.实施例：
22.如图2-3所示，一种用于红外热像仪的自动聚焦方法，包括以下步骤：
23.s1、采集当前焦距下的红外图像；
24.s2、获取当前红外图像的最大灰度和最小灰度，计算灰度差；
25.最大灰度和最小灰度是根据每帧或者目标区域中的红外图像的灰度矩阵获取得到，所述目标区域为需要聚焦的物体所在位置。
26.所述灰度差为最大灰度和最小灰度之间的差值。
27.s3、控制电机转动调整焦距，采集调整后的焦距下的红外图像；
28.s4、获取调整后的红外图像的最大灰度和最小灰度，计算灰度差；
29.s5、计算调整焦距后的红外图像的灰度差n1和调整焦距之前的红外图像的灰度差n2之间的差值x，判断差值x与阈值f之间的大小关系；
30.s6、若差值x大于阈值f，且n1大于n2，则控制电机反向转动调整焦距，执行采集调整后的焦距下的红外图像，计算调整焦距后的红外图像的灰度差n1和调整焦距之前的红外图像的灰度差n2之间的差值x，判断差值x与阈值f之间的大小关系的步骤；若差值x大于阈值f，且n1小于n2，则控制电机正向转动调整焦距，执行采集调整后的焦距下的红外图像，计算调整焦距后的红外图像的灰度差n1和调整焦距之前的红外图像的灰度差n2之间的差值x，判断差值x与阈值f之间的大小关系的步骤；若差值x不大于阈值f，则聚焦完成，得到清晰度最大的红外图像。
31.本发明鉴于红外成像的特殊性，根据发现的目标图像区域的红外图像的灰度差越大，图像越清晰的原理，只用到最简单的大小判断方式，即可完成红外图像的聚焦，无需复杂的图像清晰度判断算法，减少了清晰度判断的计算量，也不需要预设的图像生成的模型，简化了红外热像仪的自动聚焦程序，优化了聚焦控制算法和清晰度判断方法，降低了聚焦处理的难度，大大提升了聚焦速度和效果，无论使用直流电机还是步进电机驱动镜头，都可以使用本方法指导算法实现，适用范围广。


技术特征：
1.一种用于红外热像仪的自动聚焦方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、采集当前焦距下的红外图像；s2、获取当前红外图像的最大灰度和最小灰度，计算灰度差；s3、控制电机转动调整焦距，采集调整后的焦距下的红外图像；s4、获取调整后的红外图像的最大灰度和最小灰度，计算灰度差；s5、计算调整焦距后的红外图像的灰度差n1和调整焦距之前的红外图像的灰度差n2之间的差值x，判断差值x与阈值f之间的大小关系；s6、若差值x大于阈值f，则执行步骤s3-s5，若差值x不大于阈值f，则聚焦完成，得到清晰度最大的红外图像。2.根据权利要求1所述的一种用于红外热像仪的自动聚焦方法，其特征在于：步骤s6中，若差值x大于阈值f，且n1大于n2，则控制电机反向转动调整焦距；若差值x大于阈值f，且n1小于n2，则控制电机正向转动调整焦距。3.根据权利要求1所述的一种用于红外热像仪的自动聚焦方法，其特征在于：步骤s2中，最大灰度和最小灰度是根据每帧或者目标区域中的红外图像的灰度矩阵获取得到，所述目标区域为需要聚焦的物体所在位置。4.根据权利要求1所述的一种用于红外热像仪的自动聚焦方法，其特征在于：步骤s2中，所述灰度差为最大灰度和最小灰度之间的差值。

技术总结
本发明公开了一种用于红外热像仪的自动聚焦方法，包括以下步骤：S1、采集当前焦距下的红外图像；S2、获取当前红外图像的最大灰度和最小灰度，计算灰度差；S3、控制电机转动调整焦距，采集调整后的焦距下的红外图像；S4、获取调整后的红外图像的最大灰度和最小灰度，计算灰度差；S5、计算调整焦距后的红外图像的灰度差N1和调整焦距之前的红外图像的灰度差N2之间的差值X，判断差值X与阈值F之间的大小关系；S6、若差值X大于阈值F，则执行步骤S3-S5，若差值X不大于阈值F，则聚焦完成，得到清晰度最大的红外图像。本发明具有聚焦速度快、算法简单、不易出错的特点。不易出错的特点。不易出错的特点。


技术研发人员：梁川 石焕江 李红艳
受保护的技术使用者：浙江天铂云科光电股份有限公司
技术研发日：2022.02.25
技术公布日：2022/5/31