[发明专利]热像仪自动聚焦方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种热像仪自动聚焦装置，属于红外图像处理技术领域。 

背景技术

获得清晰的图像是各种数字成像设备的最基本要求，摄像镜头多组镜片中专门设有一组聚焦镜片，通过改变聚焦组镜片的位置即可达到聚焦目的，自动聚焦可以代替人工完成此过程，从而节省大量时间，提高成像质量。自动聚焦可分为主动式和被动式两类。主动式自动聚焦是利用发射红外线或超声波来度量被摄物的距离，并使用一定的数学模型计算出最佳聚焦位置，该方式需要额外的测距设备，适用范围相对较小。被动方式指利用所获取图像的自有信息判断图像是否清晰，并给出反馈信号控制镜头运动，这种基于图像处理的自动聚焦算法的实现不需要额外的信号源和相应接收传感器，有利于缩小器件体积和降低成本，所以被广泛的采用。 

由于热像仪所用红外镜头制造材料与普通可见光镜头不同，所以通常采用手动转动镜头或者手动控制直流电机带动镜头来获得聚焦清晰的图像，这种方法调节过程长，聚焦精度受操作人员主观影响较大；红外热成像反映了物体表面的温度分布，目标的热图像和人眼所能看到的可见光图像不同，可见光镜头通常采用步进电机带动，搜索算法通常针对步进电机控制，所以现有的应用于CCD可见光图像的被动式自动聚焦技术并不适用于热像仪。 

发明内容

本发明是针对现有技术所存在的缺点，而提供了一种针对热像仪自动聚焦方法及装置的技术方案，采用该方案可以提高成像质量，减少反复的手动操作，增强使用方便性。 

本发明的热像仪自动聚焦方法是通过如下技术措施实现的：红外探测器输出的复合视频信号经视频解码器输出数字图像数据给微处理器，或者红外探测器输出高精度数字信号经解串器给微处理器，微处理器计算清晰度评价函数值，并根据所得到的清晰度评价函数值的变化趋势驱动电机带动红外镜头移动到最佳聚焦位置，微处理器计算清晰度评价函数值时，首先对选择的聚焦区域，对图像进行预处理，采用差分模板算子检测边缘灰度变化，对边缘梯度值进行阈值处理，舍掉过大或过小的值后计算边缘总和得到清晰度评价函数值，差分模板算子包含两组3x3矩阵，分别为X方向及Y方向，将之与图像做平面卷积，即可分别得出X方向及Y方向的灰度差分近似值，以F(x，y)代表点(x，y)的原始图像灰度： 

X方向：+4-1-3+10-1+10-1]]>Y方向：+4+1+1-100-3-1-1]]>

计算每个点(x，y)的卷积累加再取平均即可得到清晰度评价函数值E； 

Gx＝4*F(x，y)-F(x+1，y)-3*F(x+2，y)+F(x，y+1)-F(x+2，y+1)+F(x，y+2)-F(x+2，y+2)，