[发明专利]一种用于无行程记录调焦电机的对焦方法

说明书

本发明公开了一种用于无行程记录调焦电机的对焦方法，基于调焦电机、主核DSP、控制单元和多个副核DSP组成的调焦系统，给调焦电机发送固定方向调焦指令，使用多核DSP获取当前目标图像中的所有像素，得到一个图像矩阵，对图像矩阵进行处理，将得到的梯度图使用阈值分割进行处理，筛选掉弱噪点造成弱梯度，将阈值分割后的梯度图直接求和，得到总梯度和，将总梯度和与前10帧的图像的总梯度和求平均值，作为当前清晰度判据判断调焦电机行程方向是否为清晰度增加趋势；本发明降低了对焦清晰度函数结果的计算时间，提升了对焦速度，通过调整清晰度函数求平均的方法和调焦方向改变对策，增加调焦稳定性，抑制噪点对调焦的影响。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种用于无行程记录调焦电机的对焦方法。

背景技术

图像边缘提取技术是使用sobel或者canny算子可以计算图像中的梯度信息，图像的梯度变化剧烈的情况可以认为是图像的边缘。因此sobel或者canny算子结合图像阈值分割可以用于图像边缘提取，即转换图像成为它的轮廓图。

清晰度判定函数包括能量梯度函数，Roberts函数，Tenengrad函数、Brenner函数、方差函数拉普拉斯函数等。Tenengrad函数使用sobel算子计算了目标图像的x，y方向梯度，随后取x，y方向梯度的平方和作为目标图像的总清晰度。Tenengrad算法中，求取目标图像梯度，与计算梯度的平方和的计算量很大，需要花费很多时间。

对于可以记录行程的调焦电机，对焦方法较为简单：遍历调焦电机所有行程，记录下清晰度函数取最大值的电机行程位置，最后发送指令给调焦电机到指定的行程位置即可。但是对于无行程记录的调焦电机，由于不能记录行程位置，只能回告是否到达调焦尽头，故不能使用基于调焦电机行程的对焦算法。

实际拍摄的视频图像，由于其曝光时间短，传感器接收的能量较弱，因此容易产生噪点，噪点会影响在清晰度的判定，清晰度判定函数在噪点的影响下，有可能在非最佳对焦位置输出最大值，或者有可能。为了抑制图像噪点，一般的处理方法是采用中值滤波处理目标图像。但是这种方法计算量很大，需要花费很多时间。

发明内容

本发明提出一种用于无行程记录调焦电机的对焦方法，解决无行程记录调焦电机的自动对焦，降低图像噪点对自动对焦的干扰，保证自动对焦算法准确度的前提下，配合调焦速度，降低自动对焦算法所需要的计算时间。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于无行程记录调焦电机的对焦方法，基于与调焦电机连接的主核DSP以及与主核DSP连接的控制单元和多个副核DSP组成的调焦系统，包括如下步骤

（一）控制单元启动自动对焦，通过主核DSP向调焦电机发送固定方向调焦指令，通过主核DSP向副核DSP发送数据计算指令，通过多个副核DSP获取当前目标图像中的所有像素，得到一个图像矩阵；

（二）使用主核DSP自带的库函数sobel算子对图像矩阵进行处理，得到x，y方向的梯度图，节约梯度计算所用时间；

（三）多个副核DSP使用阈值分割对x，y方向的梯度图进行处理，筛选掉弱噪点造成的弱梯度，保留下来强信号的边缘信息，降低噪点对自动对焦的干扰；

（四）使用多个副核DSP对阈值分割后的梯度图直接求和，得到总梯度和，代替Tenengrad方法，因为阈值分割后的梯度图全部为正值，因此对每个像素点是采用了算术平均数代替了Tenengrad的几何平均数，精度损失不大，但是显著降低了计算量，减少了计算时间；

（五）将当前视频图像的总梯度和与前10帧的图像的总梯度和求平均值，作为当前清晰度判据，通过将结果的平均代替中值平均的结果，有效降低了了计算量，减少了计算时间，同时因为帧间图像噪点在相同视场角与曝光情况下平均能量稳定，结果的平均也抑制了图像噪点对自动对焦的干扰；