本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種基于紅外圖像的自動調(diào)焦方法及系統(tǒng)，屬于紅外系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)通過控制調(diào)焦鏡片按設(shè)定的步長移動，在調(diào)焦鏡片移動時通過計算窗口的紅外圖像的清晰度判斷調(diào)焦是否到位，本發(fā)明專利技術(shù)的自動調(diào)焦方法具有精度高、實時性強(qiáng)的特點(diǎn)，本方法使得紅外成像系統(tǒng)的操作更加簡便靈活，同時具備了圖像清晰和調(diào)焦迅速的優(yōu)勢。同時本方法具有廣泛的適用性，可以應(yīng)用于基于各種紅外探測器的紅外系統(tǒng)中，通過對紅外圖像清晰度判斷窗口和調(diào)焦電機(jī)步長的合理設(shè)置可以滿足不同系統(tǒng)對自動調(diào)焦精度和速度的嚴(yán)格要求。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種基于紅外圖像的自動調(diào)焦方法及系統(tǒng)，屬于紅外系統(tǒng)應(yīng)用
技術(shù)介紹
近年來紅外光電成像系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等各個領(lǐng)域。作為一種獲取圖像信息的工具，它可以用于生成過程監(jiān)控、工況檢測、圖像拍攝顯微觀察、醫(yī)學(xué)圖像分析、地質(zhì)遙感、氣象遙感和成像導(dǎo)引等多個方面。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展各種應(yīng)用場合對紅外成像系統(tǒng)的功能和性能提出了更加迫切的需求，要求紅外成像系統(tǒng)具備成像清晰度高、操作簡便、實時性強(qiáng)等特點(diǎn)，而目前的紅外圖像不能夠自動調(diào)焦。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種基于紅外圖像的自動調(diào)焦方法及系統(tǒng)，以解決目前紅外光學(xué)系統(tǒng)不能自動調(diào)焦的問題。本專利技術(shù)為解決上述技術(shù)問題而提供一種基于紅外圖像的自動調(diào)焦方法，該調(diào)焦方法的步驟如下I).根據(jù)自動調(diào)焦命令驅(qū)動調(diào)焦鏡片以一定的步長沿一個方向移動；2).每移動一個步長，逐幀采集移動窗口的圖像數(shù)據(jù)，并計算該窗口內(nèi)的紅外圖像的清晰度；3).根據(jù)計算得到的清晰度判斷調(diào)焦是否到位，如果調(diào)焦已到位，發(fā)送調(diào)焦結(jié)束命令，使調(diào)焦鏡片不再移動，如果不到位，則執(zhí)行步驟4)；4).驅(qū)動調(diào)焦鏡片沿著該方向繼續(xù)移動，直至達(dá)到調(diào)焦極限位置時，如果調(diào)焦還是沒有到位，驅(qū)動該調(diào)焦鏡片以相同的步長沿著反方向移動；5).驅(qū)動調(diào)焦鏡片沿著反方向移動直至調(diào)焦到位，如果達(dá)到調(diào)焦鏡片到達(dá)該方向的極限位置調(diào)焦還不到位時，則發(fā)出調(diào)焦失敗命令，使調(diào)焦鏡片停止移動。所述的步驟2)中計算紅外圖像的清晰度是通過計算圖像梯度的方法來獲得。所述的步驟4)中調(diào)焦鏡頭的兩個極限位置是采用霍耳器件定位的，是否達(dá)到極限位置是通過感應(yīng)對應(yīng)位置霍耳器件的電平值來判斷。所述的紅外圖像清晰度判斷如果在設(shè)定的時間內(nèi)仍然沒有給出清晰位置判斷時，清晰度判定將終止工作，表示此次自動調(diào)焦超時失敗。本專利技術(shù)為解決上述技術(shù)問題還提供一種基于紅外圖像的自動調(diào)焦系統(tǒng)，該調(diào)焦系統(tǒng)包括紅外圖像處理裝置、控制裝置、上位機(jī)、電機(jī)和調(diào)焦鏡頭，上位機(jī)控制連接紅外圖像處理裝置；所述的上位機(jī)用于向紅外圖像處理裝置發(fā)送自動調(diào)焦開始命令；所述的紅外圖像處理裝置用于將接收到自動調(diào)焦開始命令發(fā)送給控制裝置，在控制裝置開始工作后逐幀采集一定窗口的圖像數(shù)據(jù)，計算窗口內(nèi)的紅外圖像清晰度，根據(jù)清晰度判斷調(diào)焦是否到位，如果圖像仍未清晰則繼續(xù)上述工作，如果認(rèn)為圖像已經(jīng)清晰，則向控制裝置發(fā)送自動調(diào)焦結(jié)束命令；所述的控制裝置用于在接收到紅外圖像處理裝置發(fā)送的自動調(diào)焦開始命令后，驅(qū)動電機(jī)以系統(tǒng)初始化設(shè)置的步長驅(qū)動調(diào)焦鏡片沿著一個方向移動，當(dāng)?shù)竭_(dá)調(diào)焦極限位置時，控制裝置反向驅(qū)動調(diào)焦鏡片朝另一個方向移動，如果在執(zhí)行自動調(diào)焦命令過程中收到紅外圖像處理裝置發(fā)送的自動調(diào)焦結(jié)束命令后停止驅(qū)動電機(jī)工作，使調(diào)焦鏡頭停留在圖像清晰的位置，當(dāng)控制裝置驅(qū)動調(diào)焦鏡頭在調(diào)焦范圍內(nèi)移動一個循環(huán)仍未收到紅外圖像處理裝置發(fā)送的自動調(diào)焦停止命令時，控制裝置向紅外圖像處理裝置發(fā)送自動調(diào)焦失敗命令。所述的紅外圖像處理裝置是通過計算圖像梯度的方法來判斷圖像是否達(dá)到清晰度。 所述的控制裝置是采用霍耳器件定位調(diào)焦鏡頭的兩個極限位置，控制裝置通過感應(yīng)對應(yīng)位置霍耳器件的電平值判斷是否達(dá)到極限位置。所述的紅外圖像處理裝置采用軟件計數(shù)器的方式實現(xiàn)自動調(diào)焦算法的超時控制，當(dāng)清晰度判定規(guī)則在設(shè)定的時間內(nèi)仍然沒有給出清晰位置判斷時，紅外圖像處理裝置終止清晰度判定計算，并通知控制裝置停止工作。所述的自動調(diào)焦系統(tǒng)還包括存儲器，該存儲器與控制裝置的輸出端相連，用于存儲自動調(diào)焦的位置參數(shù)。本專利技術(shù)的有益效果是本專利技術(shù)通過控制調(diào)焦鏡片按設(shè)定的步長移動，在調(diào)焦鏡片移動時通過計算窗口的紅外圖像的清晰度判斷調(diào)焦是否到位，本專利技術(shù)的自動調(diào)焦方法具有精度高、實時性強(qiáng)的特點(diǎn)，本方法使得紅外成像系統(tǒng)的操作更加簡便靈活，同時具備了圖像清晰和調(diào)焦迅速的優(yōu)勢。同時本方法具有廣泛的適用性，可以應(yīng)用于基于各種紅外探測器的紅外系統(tǒng)中，通過對紅外圖像清晰度判斷窗口和調(diào)焦電機(jī)步長的合理設(shè)置可以滿足不同系統(tǒng)對自動調(diào)焦精度和速度的嚴(yán)格要求。附圖說明圖1是本專利技術(shù)基于紅外圖像的自動調(diào)焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專利技術(shù)基于紅外圖像的自動調(diào)焦系統(tǒng)中紅外圖像處理裝置的工作流程圖；圖3是本專利技術(shù)基于紅外圖像的自動調(diào)焦系統(tǒng)中控制裝置的工作流程圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的具體實施方式作進(jìn)一步的說明。本專利技術(shù)的一種基于紅外圖像的自動調(diào)焦方法的實施例本專利技術(shù)的基于紅外圖像的自動調(diào)焦方法的流程如圖2所示，其具體的過程如下1.上位機(jī)采用RS422差分信號的形式向紅外圖像處理裝置發(fā)送自動調(diào)焦開始命令，紅外圖像處理裝置將接收到自動調(diào)焦開始命令采用RS422差分信號的形式發(fā)送給控制>j-U ρ α裝直。2.紅外圖像處理裝置逐幀采集一定窗口的圖像數(shù)據(jù)，通過計算圖像梯度的方法判斷紅外圖像是否達(dá)到要求的清晰度，如果判斷圖像仍未清晰則繼續(xù)上述工作，如果認(rèn)為圖像已經(jīng)清晰，則向控制裝置發(fā)送自動調(diào)焦結(jié)束命令。3.控制裝置接收到紅外圖像的處理裝置發(fā)送的自動調(diào)焦開始命令后，開始驅(qū)動電機(jī)以系統(tǒng)初始化設(shè)置的步長帶動調(diào)焦鏡片沿著一個方向移動，當(dāng)?shù)竭_(dá)調(diào)焦極限位置，則反向驅(qū)動調(diào)焦鏡片朝另一個方向移動，控制裝置在執(zhí)行自動調(diào)焦命令過程中受到紅外圖像處理裝置發(fā)送的自動調(diào)焦結(jié)束命令后停止驅(qū)動點(diǎn)擊工作，使得調(diào)焦鏡頭停留在圖像的清洗位置，表示自動調(diào)焦成功，并將此時的參數(shù)進(jìn)行存儲記錄，如果控制裝置驅(qū)動調(diào)焦鏡頭已經(jīng)在調(diào)焦范圍內(nèi)移動一個循環(huán)仍未收到紅外圖像處理裝置發(fā)送的自動調(diào)焦停止命令，則表示此次自動調(diào)焦失敗，控制裝置向紅外圖像處理裝置回送自動調(diào)焦失敗命令。控制裝置采用霍耳器件定位調(diào)焦鏡頭的兩個極限位置，通過感應(yīng)對應(yīng)位置霍耳器件的電平值判斷是否達(dá)到極限位置，紅外圖像處理裝置采用軟件計數(shù)器的方式實現(xiàn)自動調(diào)焦算法的超時控制，當(dāng)清晰度判定規(guī)則在軟件計數(shù)器設(shè)定的時間內(nèi)仍然沒有給出清晰位置判斷時，紅外圖像處理裝置終止清晰度判定計算，并通知控制裝置停止工作，表示此次自動調(diào)焦超時失敗。本專利技術(shù)的一種基于紅外圖像的自動調(diào)焦系統(tǒng)的實施例如圖1所示，本專利技術(shù)基于紅外圖像的自動調(diào)焦系統(tǒng)包括紅外探測器、紅外圖像處理裝置、控制裝置、電機(jī)、調(diào)焦鏡頭和存儲器，紅外探測器的輸出端與紅外圖像處理裝置的輸入端相連，紅外圖像處理裝置與控制裝置相連接，控制裝置控制連接電機(jī)，電機(jī)用于驅(qū)動調(diào)焦鏡頭，上位機(jī)與紅外圖像處理裝置的控制端相連，其具體的工作過程如下紅外探測器將探測到的紅外圖像輸出給紅外圖像處理裝置，當(dāng)紅外圖像光學(xué)系統(tǒng)的成像效果不好，需要進(jìn)行調(diào)焦處理時，上位機(jī)向紅外圖像處理裝置發(fā)送自動調(diào)焦開始命令，紅外圖像處理裝置向控制裝置發(fā)送自動調(diào)焦開始命令；紅外圖像處理裝置通知控制裝置開始工作后逐幀采集一定窗口的圖像數(shù)據(jù)，采用計算圖像梯度的方法計算窗口內(nèi)的紅外圖像清晰度并判斷調(diào)焦是否到位，如果判斷圖像仍未清晰則繼續(xù)上述工作，如果認(rèn)為圖像已經(jīng)清晰，則向控制裝置發(fā)送自動調(diào)焦結(jié)束命令；控制裝置接收到紅外圖像處理裝置發(fā)送的自動調(diào)焦開始命令后，開始驅(qū)動電機(jī)以系統(tǒng)初始化設(shè)置的補(bǔ)償帶動調(diào)焦鏡片沿著一個方向移動，當(dāng)?shù)竭_(dá)調(diào)焦極限位置時，控制裝置控制電機(jī)反相驅(qū)動調(diào)焦鏡片朝另一個方向移動，當(dāng)控制裝置在執(zhí)行自動調(diào)焦命令過程中收到紅外圖像處理裝置發(fā)送的自動調(diào)焦結(jié)束命令后停止驅(qū)動點(diǎn)擊工作，使得調(diào)焦鏡頭停留在圖像的清晰位置，表示本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于紅外圖像的自動調(diào)焦方法，其特征在于：該自動調(diào)焦方法的步驟如下：1）.根據(jù)自動調(diào)焦命令驅(qū)動調(diào)焦鏡片以一定的步長沿一個方向移動；2）.每移動一個步長，逐幀采集移動窗口的圖像數(shù)據(jù)，并計算該窗口內(nèi)的紅外圖像的清晰度；3）.根據(jù)計算得到的清晰度判斷調(diào)焦是否到位，如果調(diào)焦已到位，發(fā)送調(diào)焦結(jié)束命令，使調(diào)焦鏡片不再移動，如果不到位，則執(zhí)行步驟4）；4）.驅(qū)動調(diào)焦鏡片沿著該方向繼續(xù)移動，直至達(dá)到調(diào)焦極限位置時，如果調(diào)焦還是沒有到位，驅(qū)動該調(diào)焦鏡片以相同的步長沿著反方向移動；5）.驅(qū)動調(diào)焦鏡片沿著反方向移動直至調(diào)焦到位，如果達(dá)到調(diào)焦鏡片到達(dá)該方向的極限位置調(diào)焦還不到位時，則發(fā)出調(diào)焦失敗命令，使調(diào)焦鏡片停止移動。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于紅外圖像的自動調(diào)焦方法，其特征在于該自動調(diào)焦方法的步驟如下1).根據(jù)自動調(diào)焦命令驅(qū)動調(diào)焦鏡片以一定的步長沿一個方向移動；2).每移動一個步長，逐幀采集移動窗口的圖像數(shù)據(jù)，并計算該窗口內(nèi)的紅外圖像的清晰度；3).根據(jù)計算得到的清晰度判斷調(diào)焦是否到位，如果調(diào)焦已到位，發(fā)送調(diào)焦結(jié)束命令， 使調(diào)焦鏡片不再移動，如果不到位，則執(zhí)行步驟4)；4).驅(qū)動調(diào)焦鏡片沿著該方向繼續(xù)移動，直至達(dá)到調(diào)焦極限位置時，如果調(diào)焦還是沒有到位，驅(qū)動該調(diào)焦鏡片以相同的步長沿著反方向移動；5).驅(qū)動調(diào)焦鏡片沿著反方向移動直至調(diào)焦到位，如果達(dá)到調(diào)焦鏡片到達(dá)該方向的極限位置調(diào)焦還不到位時，則發(fā)出調(diào)焦失敗命令，使調(diào)焦鏡片停止移動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外圖像的自動調(diào)焦方法，其特征在于所述的步驟2) 中計算紅外圖像的清晰度是通過計算圖像梯度的方法來獲得。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外圖像的自動調(diào)焦方法，其特征在于所述的步驟4) 中調(diào)焦鏡頭的兩個極限位置是采用霍耳器件定位的，是否達(dá)到極限位置是通過感應(yīng)對應(yīng)位置霍耳器件的電平值來判斷。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外圖像的自動調(diào)焦方法，其特征在于所述的紅外圖像清晰度判斷如果在設(shè)定的時間內(nèi)仍然沒有給出清晰位置判斷時，清晰度判定將終止工作，表示此次自動調(diào)焦超時失敗。5.一種基于紅外圖像的自動調(diào)焦系統(tǒng)，其特征在于該調(diào)焦系統(tǒng)包括紅外圖像處理裝置、控制裝置、上位機(jī)、電機(jī)和調(diào)焦鏡頭，上位機(jī)控制連接紅外圖像處理裝置，所述的上位機(jī)用于向紅外圖像處理裝置發(fā)送自動調(diào)焦開始命令；所述的紅外圖像處理裝置用于將接收到自動調(diào)焦開始命令發(fā)送給控制裝置，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張錚，趙凱生，汪江華，
申請(專利權(quán))人：中國航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽電光設(shè)備研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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