[发明专利]一种光学相机自适应快速调焦装置及调焦方法

权利要求书

1.一种光学相机自适应快速调焦装置，其特征在于包括：检焦判断器（1）、图像采集器（2）、数据运算器（3）、调焦驱动组件（9）、运动部件（6）、编码器（7）和锁定部件（8），其中：

运动部件（6）：与光学相机像面（10）固定连接，并在调焦驱动组件（9）的驱动下带动光学相机像面（10）沿光学相机的光轴移动；

锁定部件（8）：对运动部件（6）的运动进行锁定；

编码器（7）：获取光学相机像面（10）静止时的位置信息P_r并送至检焦判断器（1）；r=0时光学相机像面（10）处于初始位置，r=1,2,…R时光学相机像面（10）处于第r次移动后的位置，R为调焦完成后光学相机像面（10）可能的总移动次数；

图像采集器（2）：从光学相机像面（10）获取原始图像信息，对原始图像信息进行去噪声和非均匀性校正处理得到校正图像信息，对校正图像信息按量化比特数k进行量化得到量化图像信息并送至数据运算器（3）；所述的量化图像信息包括灰度值为i的像元总数N_i，i=0,1,2,…2^k-1，为量化图像的总像元数；

数据运算器（3）：根据光学相机像面（10）在静止位置时对应的量化图像信息，计算图像的构形熵并送至检焦判断器（1）；其中M_i=N_i×lgN_i，M_i通过查找预先存储的M_i和N_i的映射关系表获得，与P_r位置对应的构形熵记为H_r；

检焦判断器（1）：向光学相机发出成像启动信息；根据编码器（7）传来的位置信息以及数据运算器（3）传来的构形熵计算结果进行判断，若H_r-1<H_r，则发出调焦控制信息至调焦驱动组件（9），使光学相机像面（10）沿与第r次移动方向相同的方向移动至下一位置；若H_r-1>H_r，则发出调焦控制信息至调焦驱动组件（9），使光学相机像面（10）沿与第r次移动方向相反的方向移动至下一位置；通过不断的移动直至找到最大构形熵H_max所对应的光学相机像面（10）所在位置，此时发出控制信息至锁定部件（8），锁定光学相机像面（10）的位置。

2.根据权利要求1所述的一种光学相机自适应快速调焦装置，其特征在于：所述的光学相机像面（10）每次移动的距离作为调焦步长，调焦步长按照以下原则设定：初始调焦步长为调焦量范围内20～30倍的光学相机焦深，随后对光学相机像面（10）移动的方向进行统计，若光学相机像面（10）移动的方向没有改变，则光学相机像面（10）下一次移动时的调焦步长保持与上一次移动时的调焦步长一致；若光学相机像面（10）移动的方向发生了改变，则光学相机像面（10）下一次移动时的调焦步长为上一次移动时的调焦步长的δ倍，0<δ<1。

3.根据权利要求1或2所述的一种光学相机自适应快速调焦装置，其特征在于：所述的数据运算器（3）按像元顺序一次完成整幅图像不同灰度级i所对应像元数N_i的统计，对应每个灰度级i，每增加一个像元就自动将与该灰度级i相应的N_i值加1。