[发明专利]用于调焦的图像清晰度计算方法、计算设备及调焦系统

说明书

本发明公开了一种用于调焦的图像清晰度计算方法、计算设备及调焦系统，该方法在计算设备中执行，包括：获取位于定焦镜头预定距离处的测试卡的灰度图像，其中，测试卡包括一个图像组合，所述图像组合包括白色十字部分、以白色十字部分为中心的黑色圆圈部分和灰色圆盘部分；定位白色十字部分的中心点，基于中心点获取包括所述图像组合的像素区域；对像素区域进行边缘提取，得到十字边缘和圆环边缘；计算十字边缘上的每个像素与周围像素的对比度，并计算平均对比度；计算圆环边缘内部区域的平均灰度；以及基于平均灰度和平均对比度，计算所述灰度图像的图像清晰度。该方案可以提高定焦镜头对焦的准确性，能够对图像进行局部调焦。

技术领域

本发明涉及自动调焦技术领域，尤其涉及一种用于调焦的图像清晰度计算方法、计算设备及调焦系统。

背景技术

对焦是使被拍摄物体在感光芯片平面上成清晰的影像。定焦摄像头在不同应用场景都对成像距离有一定要求，由于人工调焦很难保证产品测试参数的一致性，生产效率也很难满足规模化生产的需求，因此需要一种自动调焦方法或装置对定焦镜头进行调焦(焦平面定位)。

与基于测距法、图像检测法等传统自动调焦算法相比，基于图像处理的自动调焦法具有智能化、低功耗等优点，其核心是清晰度评价函数和极值搜索策略，首先是对图像的清晰度进行计算，然后运用清晰度评价函数判断当前的调焦状态，最终实现对调焦机构的控制。基于图像处理的自动调焦有对焦深度法，首先采集从模糊到清晰的序列图像，再选用适用的图像清晰度评价函数进行图像清晰度评价，同时利用电机控制镜头移动方向和步长，直至找到图像清晰度评价值最大的位置，实现自动对焦。

图像清晰度评价函数在基于图像处理的自动调焦技术中起着关键的作用。中国专利申请CN106488122A中提出了一种图像清晰度的计算方法，以整幅图像的平均梯度为指标计算图像清晰度，这样虽然能够综合考虑全部像素点，但是在一些应用场景中，如虹膜识别领域，感兴趣区域可能并不是全部区域，而是已知的特定区域，如眼部区域。此外光照会使图像灰度发生变化，从而使图像清晰度受到光照强度的影响。

因此，需要一种用于调焦的图像清晰度计算方法，能够对某一特定的图像区域准确地计算图像清晰度，以便进行精确调焦。

发明内容

为此，本发明提供了一种用于调焦的图像清晰度计算方法、计算设备及调焦系统，以力图解决或者至少缓解上面存在的至少一个问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于调焦的图像清晰度计算方法，在计算设备中执行，包括：

获取位于定焦镜头预定距离处的测试卡的灰度图像，其中，测试卡包括一个图像组合，图像组合包括白色十字部分、以白色十字部分为中心的黑色圆圈部分和灰色圆盘部分；定位白色十字部分的中心点，基于中心点获取包括所述图像组合的像素区域；对像素区域进行边缘提取，得到十字边缘和圆环边缘；计算十字边缘上的每个像素与周围像素的对比度，并计算平均对比度；计算圆环边缘内部区域的平均灰度；以及基于平均灰度和平均对比度，计算所述灰度图像的图像清晰度。

通过测试卡中的图像组合可以对图像进行局部调焦，白色十字部分可用于局部对焦，黑色圆圈和灰色圆盘部分可用于计算灰度补偿算子。

可选地，可通过下述公式计算图像清晰度：

其中，a为经验值系数，M_g为平均灰度，M_c为平均对比度。

这样通过加入灰度补偿算子，能够避免光照对图像清晰度的影响。

可选地，对测试卡的灰度图像进行二值化处理，获得二值图像；选取图像组合中心区域内像素数量小于预定数量的区域作为白色十字部分；基于白色十字部分的面积来确定十字部分的中心点。其中，面积可以通过像素的尺寸和个数来确定。