[发明专利]一种图像清晰度计算方法、自动聚焦方法及系统

说明书

一种图像清晰度计算方法、自动聚焦方法及系统，所述自动聚焦方法方法包括：步骤1，对镜头进行初步聚焦，将镜头移动到聚焦限位值范围内；步骤2，拍摄目标图像，计算图像每一帧的清晰度；步骤3，基于图像每一帧的清晰度值，驱动变焦电机运动，进行峰值搜索，直至变焦电机运动到清晰度最大值对应的聚焦位置，完成自动聚焦。本发明先进行初步聚焦，在初步聚焦之后进行清晰度计算，最后进行峰值搜索，驱动变焦电机运动到清晰度最大值对应的聚焦位置，完成聚焦，相对于现有的聚焦方法，本发明对光线要求不高，聚焦速度快且聚焦精度高。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体涉及一种图像清晰度计算方法、自动聚焦方法及系统。

背景技术

近年来，随着数字图像处理技术、光学镜头和图像传感器工艺的不断进步，越来越多的成像设备采用自动聚焦技术代替繁琐的手动聚焦。当前主要的自动聚焦方法可分为三大类：

一类是基于测距元件的主动式聚焦方法，如基于激光测距传感器的聚焦方法，根据激光测距得到目标与镜头的距离，依据光学的成像原理，进行聚焦；一类是基于图像信息的反差式聚焦方法，如基于图像的梯度信息的聚焦方法，计算镜头移动过程中图像的梯度值，寻找梯度值最大的位置；另一类是基于感光元件的相位聚焦方法，根据感光元件上的相位变化，计算目标的距离变化，实现自动聚焦。

当前的三类聚焦方法存在以下问题：

1.基于测距元件的主动式聚焦方法测量范围有限，存在物体本身可能会吸收光或波、发出的光波可能被障碍物遮挡等问题；

2.基于图像信息的反差式聚焦方法存在镜头反复移动的过程，聚焦速度慢，使用体验不好；

3.基于感光元件的相位聚焦方法对光线要求较高，针对弱光环境，聚焦的速度和性能会明显下降。

发明内容

鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本发明实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种图像清晰度计算方法、自动聚焦方法及系统，具体方案如下：

作为本发明的第一方面，提供一种图像清晰度计算方法，所述方法包括：

将将每帧图像分成n*n的图像块，即将图像分成n行n列，每一行具有n个图像块，每一列也有n个图像块，分别计算每一个图像块的梯度值、图像熵和亮度直方图；

将每一个图像块的梯度值和图像熵进行融合，得到评价图像清晰度的清晰度值；

基于每帧图像对应图像块的亮度直方图对对应图像块进行权值赋值，基于各图像块的权值计算每帧图像最终的清晰度值。

进一步，对图像块的权值赋值具体为：

根据每帧图像各图像块的亮度直方图，进行场景判断，若每一个图像块的亮度直方图的像素点密集区都集中于灰度值的中间区间段，则表明当前场景为单一场景，每个图像块的权值设置为1；若某一个图像块的亮度直方图的像素点密集区集中于灰度值的开始区间段，则表明该图像块亮度偏低，即为弱光场景，将对应图像块权值置为0；若某一个图像块的亮度直方图的像素点密集区集中于灰度值的尾部区间段，则表明该图像块中存在强点光源，即为强点光源场景，将对应图像块权值置为0

作为本发明的第二方面，提供一种自动聚焦方法，所述方法包括：

步骤1，对镜头进行初步聚焦，将镜头移动到聚焦限位值范围内；

步骤2，拍摄目标图像，计算图像每一帧的清晰度；

步骤3，基于图像每一帧的清晰度值，驱动变焦电机运动，进行峰值搜索，直至变焦电机运动到清晰度最大值对应的聚焦位置，完成自动聚焦。