[发明专利]自动对焦的方法、装置和系统

说明书

本发明提供了一种自动对焦的方法、装置和系统。其方法包括：获取人眼瞳孔的瞳孔图像，对瞳孔图像进行图像退化处理，得到退化图像，并根据瞳孔图像和退化图像确定相对参考图像，相对参考图像为瞳孔图像和退化图像的卷积。根据瞳孔图像的最大梯度的归一化值和图像结构相似度确定图像质量评价指标。最后，根据图像质量评价指标控制摄像头进行对焦。其中，图像结构相似度为所述瞳孔图像和所述相对参考图像之间的结构相似度。本发明实施例可以控制摄像头具有良好的对焦效果。

技术领域

本发明涉及人机交互领域，并且更具体地，涉及自动对焦的方法、装置和系统。

背景技术

人眼追踪作为人机交互领域的一项热门技术，吸引了很多科研学者以及工业厂商参与到其中的研究与应用。利用人眼相关视觉信息进行相应的操作控制相比于通过其他肢体或者辅助设备具有一定的便利性。进行人眼追踪的前提是捕捉人眼运动的视频信息。图像的成像效果受到各种环境的影响，例如，高速摄像头下曝光值无法调高导致图像偏暗、图像灰度值偏低或者图像信噪比低。因此，图像的质量直接影响了人眼追踪的效果。自动对焦技术是系统获取清晰图像的重要前提和保障。图像质量评价指标的优劣又对系统的自动对焦技术产生直接影响。

在确定图像质量评价指标时，根据是否拥有参考图像可以分为全参考、半参考和无参考图像质量评价。结合实际情况，无参考图像质量评价的方式更加适合实际工程应用，例如，通过高速摄像头拍摄视频得到的图像曝光值低、信噪比差，导致没有参考图像。目前常用的图像质量评价方法可以分为空域和频域两类。在实际应用过程中进行频域评价虽然具有一定的抗噪性，但需要进行相应的频域变换，计算复杂，会消耗较大的计算量。采用空域评价的方法虽然计算量小，但重用的空间梯度、方差等图像质量评价函数容易受到噪声的影响，抗噪性较差。如何根据系统的实际性能选择合理的图像质量评价指标是实现自动对焦技术的关键。

发明内容

本发明实施例提供一种自动对焦的方法、装置和系统，可以控制摄像头具有良好的对焦效果。

第一方面，提供了一种自动对焦的方法，包括：获取人眼瞳孔的瞳孔图像；对所述瞳孔图像进行图像退化处理，得到退化图像；根据所述瞳孔图像和所述退化图像确定相对参考图像，所述相对参考图像为所述瞳孔图像和所述退化图像的卷积；根据所述瞳孔图像的梯度的归一化值和图像结构相似度确定图像质量评价指标，其中，所述图像结构相似度为所述瞳孔图像和所述相对参考图像之间的结构相似度；根据所述图像质量评价指标控制第一摄像头进行对焦。

本发明实施例通过瞳孔图像的最大梯度的归一化值和图像结构相似度确定图像质量评价指标，并根据图像质量评价指标控制摄像头进行对焦，这种对焦技术可以控制摄像头具有良好的对焦效果。

结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，所述方法还包括：将所述瞳孔图像划分为大小相等的N个块区域，N为正整数；从所述N个块区域中选择K个块区域作为K个瞳孔图像块区域，K为正整数，K≤N；从所述相对参考图像中选择与所述K个瞳孔图像块区域相对应的K个相对参考图像块区域；确定块区域结构相似度，所述块区域结构相似度为所述K个瞳孔图像块区域和所述K个参考图像块区域之间的结构相似度；将所述块区域结构相似度作为所述图像结构相似度。

作为本发明的一个实施例，K的数值可以预先设定，也可以是经验值，还可以根据当前的瞳孔图像来确定。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述方法还包括：确定所述瞳孔图像的对比敏感度；根据N和所述瞳孔图像的对比敏感度确定K。

本发明实施例中，当由瞳孔图像确定K值时，可以使得图像质量评价指标与瞳孔图像直接相关联，使得图像质量评价指标更有利于控制器控制摄像头自动对焦。