一种图像对焦方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及图像对焦，尤其涉及一种图像对焦方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、在工业光学成像系统中，当待测物体由于纵向位移使得所成的像偏离感光器材（光学传感器）时，光学传感器所获取的图像变模糊，称为虚焦或离焦。通过判定图像的模糊程度，以电机驱动光学主轴，调整镜头与待测物体的距离，使传感器定位到新的像平面，从而接收清晰图像的技术，称为图像对焦。图像对焦也称为被动对焦，因其完全用工业相机所获取的图像信息进行对焦，不主动发送辅助光，图像对焦中的运动控制算法主要是扫描，即以恒定的速度在对焦范围内扫过，扫描过程中不断获取图像，计算图像清晰度评分，将图像清晰度评分最高对应的位置作为对焦位置。在给定相机帧率的情形下，扫描精度和扫描速度的矛盾无法解决，扫描速度快时采样率低，空间分辨率低，扫描精度低。若提高精度，必须以更慢的速度进行扫描，增加了扫描时间，使得图像对焦的对焦时间变长。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种图像对焦方法，旨在解决现有的图像对焦中扫描速度快时扫描精度低，扫描速度慢时扫描时间长的问题。在图像清晰度小于第一阈值的情况下，通过第一扫描模式进行快速扫描，在图像清晰度大于第一阈值的情况下，通过第二扫描模式进行精细扫描，在第一扫描模式下可以节省大量的扫描时间，在第二扫描模式可以提高采样密度，空间分辨率得到提高，进而提高了扫描精度，得到更准确的对焦位置。

2、第一方面，本发明实施例提供一种图像对焦方法，所述方法包括：

3、获取相机在第一扫描模式下的多个第一图像清晰度评分；

4、在所述第一图像清晰度评分上升到第一阈值时，进入第二扫描模式，并获取所述相机在所述第二扫描模式下的多个第二图像清晰度评分，每个所述第二图像清晰度评分对应一个采样点位置，所述第二扫描模式中的扫描速度小于所述第一扫描模式中的扫描速度；

5、根据多个所述第二图像清晰度评分以及对应的所述采样点位置，确定所述相机的对焦位置。

6、可选的，所述获取相机在第一扫描模式下的多个第一图像清晰度评分，包括：

7、在第一扫描模式下，获取所述相机的当前采样帧，并确定所述当前采样帧的第一图像清晰度评分；

8、在所述当前采样帧的第一图像清晰度评分小于所述第一阈值时，根据所述第一图像清晰度评分确定到下一采样帧之前的扫描速度；

9、控制所述相机以所述扫描速度进行扫描。

10、可选的，所述在所述第一图像清晰度评分上升到第一阈值时，进入第二扫描模式，并获取所述相机在所述第二扫描模式下的多个第二图像清晰度评分，包括：

11、在第一扫描模式下，判断所述当前采样帧的第一图像清晰度评分是否大于所述第一阈值；

12、若所述当前采样帧的第一图像清晰度评分大于所述第一阈值，进入第二扫描模式，并获取所述相机在所述第二扫描模式下的多个第二图像清晰度评分。

13、可选的，所述在所述第一图像清晰度评分上升到第一阈值时，进入第二扫描模式，包括：

14、在所述第一图像清晰度评分上升到第一阈值时，进入第三扫描模式，所述第三扫描模式的扫描速度大于所述第一扫描模式中的扫描速度；

15、在所述第三扫描模型下扫描预设时间后进入所述第二扫描模式；

16、或者，在所述第二扫描模式下扫描预设采样帧数后进入所述第二扫描模式；

17、或者，获取所述相机在所述第三扫描模式下的多个第三图像清晰度评分，在所述第三图像清晰度评分大于第二阈值时，则进入第二扫描模式，所述第二阈值大于所述第一阈值。

18、可选的，在所述进入第二扫描模式，并获取所述相机在所述第二扫描模式下的多个第二图像清晰度评分之后，所述方法还包括：

19、在所述第二图像清晰度下降到第二阈值时，停止扫描。

20、可选的，所述根据多个所述第二图像清晰度评分以及对应的所述采样点位置，确定所述相机的对焦位置，包括：

21、在多个所述第二图像清晰度评分中确定最大第二图像清晰度评分，并根据所述最大第二图像清晰度评分对应的采样点位置为所述相机的对焦位置；

22、或者将多个所述第二图像清晰度评分以及对应的所述采样点位置进行拟合处理，得到拟合结果，并在拟合结果中确定峰值所对应的位置为所述相机的对焦位置。

23、可选的，所述将多个所述第二图像清晰度评分以及对应的所述采样点位置进行拟合处理，得到拟合结果，并在拟合结果中确定峰值所对应的位置为所述相机的对焦位置，包括：

24、以高斯函数为模板，将多个所述第二图像清晰度评分以及对应的所述采样点位置进行最小二乘拟合，得到拟合曲线；

25、在所述拟合曲线中确定峰值所对应的位置为所述相机的对焦位置。

26、第二方面，本发明实施例还提供了一种图像对焦装置，所述图像对焦装置包括：

27、第一获取模块，用于获取相机在第一扫描模式下的多个第一图像清晰度评分；

28、第二获取模块，用于在所述第一图像清晰度评分上升到第一阈值时，进入第二扫描模式，并获取所述相机在所述第二扫描模式下的多个第二图像清晰度评分，每个所述第二图像清晰度评分对应一个采样点位置，所述第二扫描模式中的扫描速度小于所述第一扫描模式中的扫描速度；

29、确定模块，用于根据多个所述第二图像清晰度评分以及对应的所述采样点位置，确定所述相机的对焦位置。

30、第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例提供的图像对焦方法中的步骤。

31、第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现发明实施例提供的图像对焦方法中的步骤。

32、本发明实施例中，获取相机在第一扫描模式下的多个第一图像清晰度评分；在所述第一图像清晰度评分上升到第一阈值时，进入第二扫描模式，并获取所述相机在所述第二扫描模式下的多个第二图像清晰度评分，每个所述第二图像清晰度评分对应一个采样点位置，所述第二扫描模式中的扫描速度小于所述第一扫描模式中的扫描速度；根据多个所述第二图像清晰度评分以及对应的所述采样点位置，确定所述相机的对焦位置。在图像清晰度小于第一阈值的情况下，通过第一扫描模式进行快速扫描，在图像清晰度大于第一阈值的情况下，通过第二扫描模式进行精细扫描，在第一扫描模式下可以节省大量的扫描时间，在第二扫描模式可以提高采样密度，空间分辨率得到提高，进而提高了扫描精度，得到更准确的对焦位置。

技术特征：

1.一种图像对焦方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的图像对焦方法，其特征在于，所述获取相机在第一扫描模式下的多个第一图像清晰度评分，包括：

3.如权利要求2所述的图像对焦方法，其特征在于，所述在所述第一图像清晰度评分上升到第一阈值时，进入第二扫描模式，并获取所述相机在所述第二扫描模式下的多个第二图像清晰度评分，包括：

4.如权利要求1所述的图像对焦方法，其特征在于，所述在所述第一图像清晰度评分上升到第一阈值时，进入第二扫描模式，包括：

5.如权利要求1所述的图像对焦方法，其特征在于，在所述进入第二扫描模式，并获取所述相机在所述第二扫描模式下的多个第二图像清晰度评分之后，所述方法还包括：

6.如权利要求1至5中任一所述的图像对焦方法，其特征在于，所述根据多个所述第二图像清晰度评分以及对应的所述采样点位置，确定所述相机的对焦位置，包括：

7.如权利要求6所述的图像对焦方法，其特征在于，所述将多个所述第二图像清晰度评分以及对应的所述采样点位置进行拟合处理，得到拟合结果，并在拟合结果中确定峰值所对应的位置为所述相机的对焦位置，包括：

8.一种图像对焦装置，其特征在于，所述图像对焦装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的图像对焦方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的图像对焦方法中的步骤。

技术总结
本发明实施例提供一种图像对焦方法，获取相机在第一扫描模式下的多个第一图像清晰度评分；在第一图像清晰度评分上升到第一阈值时，进入第二扫描模式，并获取相机在第二扫描模式下的多个第二图像清晰度评分，每个第二图像清晰度评分对应一个采样点位置，第二扫描模式中的扫描速度小于第一扫描模式中的扫描速度；根据多个第二图像清晰度评分以及对应的采样点位置，确定相机的对焦位置。在图像清晰度小于第一阈值时，通过第一扫描模式进行快速扫描，在图像清晰度大于第一阈值时，通过第二扫描模式进行精细扫描，在第一扫描模式下可以节省扫描时间，在第二扫描模式可以提高采样密度，空间分辨率得到提高，进而提高了扫描精度，得到更准确的对焦位置。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：江苏慕藤光精密光学仪器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13