[发明专利]基于FPGA红外视频流的实时自动调焦方法

说明书

本发明揭示了基于FPGA红外视频流的实时自动调焦方法，基于自动调焦设备实现，包括红外镜头、直流驱动电机组、驱动板、视频采集模块、视频存储模块、及FPGA处理模块，FPGA处理模块通过对视频数据的清晰度判断从而产生调焦驱动指令，通过驱动板响应实现对直流驱动电机组的驱动，从而实现了对红外镜头的自动调焦。本发明通过FPGA能实现对实时图像的清晰度计算，从而获得对红外镜头的调节量，能跟踪目标自动调焦，确保画面清晰度。根据目标的变换速度来调节图像提取的帧间隔数，从而提高了FPGA对实时图像的处理速度，满足对高速目标的跟踪摄像需求。

技术领域

本发明涉及一种调焦方法，尤其涉及基于FPGA红外视频流的实时自动调焦方法，属于实时自动调焦方法的技术领域。

背景技术

随着计算机技术和视频图形图像技术的飞速发展，红外视频处理技术在军事领域的视频监测系统中得到广泛的应用。

由于被检测物体通常处于运动状态，运动的距离超出镜头的景深时，图像往往变得模糊不清，处于离焦状态，影响后续的目标识别和检测。

传统的红外自动调焦方法和设备基本都是针对相对静止的物体和场景，无法对大尺度，高速度运行的物体进行实时地自动调焦。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，针对传统红外设备无法针对大尺寸及高速运行物体进行实时自动调焦的问题，提出基于FPGA红外视频流的实时自动调焦方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

基于FPGA红外视频流的实时自动调焦方法，基于自动调焦设备实现，

所述自动调焦设备包括红外镜头、用于红外镜头自动调焦的直流驱动电机组、用于直流驱动电机组转动控制的驱动板、用于红外视频图像采集的视频采集模块、用于数据存储的视频存储模块、及用于对红外视频图像进行处理并向所述驱动板发出驱动指令的FPGA处理模块，

其中直流驱动电机组包括用于对红外视场调节的第一直流驱动电机及用于对红外调焦调节的第二直流驱动电机。第一直流驱动电机即用于调节视窗大小，而第二直流驱动电机即用于调节镜头对焦。

所述实时自动调焦方法包括以下步骤：

S1红外镜头调焦复位、FPGA处理模块复位；

S2判断红外镜头是否处于聚焦状态，如果是，直接显示，如果不是，进行下一步骤；

S3根据红外视频的帧率与红外视频中目标物体的运动状态，重置帧间隔数；

S4在红外视频中根据帧间隔数，提取一组图像数据；

S5对提取图像组中的图像分别进行去噪声处理；

S6计算图像组中图像的拉伸系数；

S7根据目标位置选择调焦窗口；

S8对调焦窗口位置处的图像分别进行边缘提取；

S9通过提取的边缘数据计算图像清晰度评价函数值，及存储评价函数值的数组；

S10判断数组中是否出现单峰极值，如果否，回到步骤S3，如果出现，进行下一步骤；

S11通过评价函数值，拟合出单峰曲线，然后通过爬坡算法查找最佳点，并控制红外镜头调焦到该位置；

S12判断步骤S11中的位置点是否为最佳位置点，如果否，回到步骤S11，如果是，进行下一步骤；

S13红外图像显示；

S14判断显示红外图像是否清晰，如果否，回到步骤S3，如果是，回到步骤S13。

本发明的有益效果主要体现在：