CN108040233A - 一种基于图像识别的激光夜视仪同步变焦方法 - Google Patents

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段好强
周长通
邹海涛
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Abstract

本发明公开一种基于图像识别的激光夜视仪同步变焦方法，包括以下步骤：S01）、设置亮度值B和亮度值C，B为激光夜视仪的激光照明系统与图像采集系统同步时成像图像的亮度平均值，C为激光夜视仪关闭激光照明系统时成像图像的亮度平均值，S02）、对激光夜视仪的成像图像进行亮度分析得出当前视场内成像图像的亮度平均值A，若B＜A＜C，则控制激光照明天线向光斑减小的方向调节，调节过程中实时读取当前视场内成像图像的亮度平均值并与亮度值C相比较，直至A≤C，此时通过检测光斑边缘来控制激光照明天线的光斑调节，直至激光照明天线的光斑内切于激光夜视仪的成像图像。采用图像识别技术，免除各种型号镜头对应各种型号激光天线必须有特定的对应关系的弊端，自动根据图像调节激光天线，变化直观。

Description

一种基于图像识别的激光夜视仪同步变焦方法
技术领域
本发明涉及一种激光夜视仪同步变焦方法，具体的说，是一种基于图像识别的激光夜视仪同步变焦方法。
背景技术
激光夜视仪是图像采集系统和激光照明系统集成产物。图像采集系统最常见的就是一体化摄像机或者枪机配镜头，两者都具备变焦功能，在一定范围内连续调整视场角。为了实现理想的照明效果，激光照明系统也具备连续变焦的功能，可精确匹配摄像机视场角度的变化。
现如今的激光同步变焦技术大多数都是基于镜头和激光天线的绝对位置进行同步变焦，简单来讲就是利用镜头电位器和天线电位器的值，做成多组相互匹配的数组，当需要进行同步变焦时，利用数组内标定好的电位器序列，进行激光天线的定位。此种方法简单可靠，但是存在着很大的技术瓶颈，就是需要找出各种镜头对应各种激光天线的每种情况，甚至同种镜头和激光天线也可能存在不同境况，这就导致了此种方案的局限性，不能自动的根据镜头和激光天线寻找合适的数组，需要人为干预，而且当一旦激光天线硬件设备经过长时间的使用出现老化，位置框量，此时的同步数据就不再是正确的数据，进行同步时会出现一定量的偏差。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种基于图像识别的激光夜视仪同步变焦方法，根据图像亮度自动调节激光天线，简单直观。
为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于图像识别的激光夜视仪同步变焦方法，包括以下步骤：S01）、设置亮度值B和亮度值C，B为激光夜视仪的激光照明系统与图像采集系统同步时成像图像的亮度平均值，C为激光夜视仪关闭激光照明系统时成像图像的亮度平均值，S02）、对激光夜视仪的成像图像进行亮度分析得出当前视场内成像图像的亮度平均值A，若B＜A＜C，则控制激光照明天线向光斑减小的方向调节，调节过程中实时读取当前视场内成像图像的亮度平均值并与亮度值C相比较，直至A≤C，此时通过检测光斑边缘来控制激光照明天线的光斑调节，直至激光照明天线的光斑内切于激光夜视仪的成像图像。
本发明所述基于图像识别的激光夜视仪同步变焦方法，步骤S02中通过sobel算法检测光斑边缘和光斑形状，首先定义sobel算法的卷积因子为： ，该卷积因子包含两组3x3的矩阵，分别为横向及纵向，将之与图像作平面卷积，即可分别得出横向及纵向的亮度差分近似值，以f（x，y）表示激光照明每个像素点的灰度值，x为像素点横坐标，y为像素点纵坐标，Gx为经横向边缘检测的图像灰度值，Gy为经纵向边缘检测的图像灰度值，则
Gx(x,y) = (-1)*f(x-1, y-1) + 0*f(x,y-1) + 1*f(x+1,y-1)+(-2)*f(x-1,y) + 0*f(x,y)+2*f(x+1,y)+(-1)*f(x-1,y+1) + 0*f(x,y+1) + 1*f(x+1,y+1)
=[f(x+1,y-1)+2*f(x+1,y)+f(x+1,y+1)]-[f(x-1,y-1)+2*f(x-1,y)+f(x-1,y+1)]；
Gy(x,y) =1* f(x-1, y-1) + 2*f(x,y-1)+ 1*f(x+1,y-1)+0*f(x-1,y) 0*f(x,y) +0*f(x+1,y)+(-1)*f(x-1,y+1) + (-2)*f(x,y+1) + (-1)*f(x+1, y+1)= [f(x-1,y-1)+2f(x,y-1)+f(x+1,y-1)]-[f(x-1, y+1)+ 2*f(x,y+1)+f(x+1,y+1)]；
用G（x，y）表示用sobel算法计算的像素点的灰度值，|G（x，y）| = |Gx(x,与)|+|Gy(x,y)|，将计算的|G（x，y）|与设定阈值D相比较，若|G（x，y）|大于D，则点（x，y）为光斑的边缘点；根据激光夜视仪的成像图像大小计算出其内切圆的半径，依据此半径不断遍历整个内切圆的G值，计算出光斑内切于成像图像是的标准G标准值，将点（x，y）的G值|G（x，y）|与G标准相比较，若|G（x，y）|是G标准的0.95到1.05倍，则激光照明天线的光斑内切于激光夜视仪的成像图像，停止调节。
本发明的有益效果：本发明采用图像识别技术，免除各种型号镜头对应各种型号激光天线必须有特定的对应关系的弊端，自动根据图像调节激光天线，变化直观。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
一种基于图像识别的激光夜视仪同步变焦方法，包括以下步骤：S01）、设置亮度值B和亮度值C，B为激光夜视仪的激光照明系统与图像采集系统同步时成像图像的亮度平均值，C为激光夜视仪关闭激光照明系统时成像图像的亮度平均值，S02）、对激光夜视仪的成像图像进行亮度分析得出当前视场内成像图像的亮度平均值A，若B＜A＜C，则控制激光照明天线向光斑减小的方向调节，调节过程中实时读取当前视场内成像图像的亮度平均值并与亮度值C相比较，直至A≤C，此时通过检测光斑边缘来控制激光照明天线的光斑调节，直至激光照明天线的光斑内切于激光夜视仪的成像图像。
本实施例中，步骤S02中通过sobel算法检测光斑边缘和光斑形状，首先定义sobel算法的卷积因子为：，该卷积因子包含两组3x3的矩阵，分别为横向及纵向，将之与图像作平面卷积，即可分别得出横向及纵向的亮度差分近似值，以f（x，y）表示激光照明每个像素点的灰度值，x为像素点横坐标，y为像素点纵坐标，Gx为经横向边缘检测的图像灰度值，Gy为经纵向边缘检测的图像灰度值，则
Gx(x,y) = (-1)*f(x-1, y-1) + 0*f(x,y-1) + 1*f(x+1,y-1)+(-2)*f(x-1,y) + 0*f(x,y)+2*f(x+1,y)+(-1)*f(x-1,y+1) + 0*f(x,y+1) + 1*f(x+1,y+1)
=[f(x+1,y-1)+2*f(x+1,y)+f(x+1,y+1)]-[f(x-1,y-1)+2*f(x-1,y)+f(x-1,y+1)]；
Gy(x,y) =1* f(x-1, y-1) + 2*f(x,y-1)+ 1*f(x+1,y-1)+0*f(x-1,y) 0*f(x,y) +0*f(x+1,y)+(-1)*f(x-1,y+1) + (-2)*f(x,y+1) + (-1)*f(x+1, y+1)= [f(x-1,y-1)+2f(x,y-1)+f(x+1,y-1)]-[f(x-1, y+1)+ 2*f(x,y+1)+f(x+1,y+1)]；
用G（x，y）表示用sobel算法计算的像素点的灰度值，|G（x，y）| = |Gx(x,与)|+|Gy(x,y)|，将计算的|G（x，y）|与设定阈值D相比较，若|G（x，y）|大于D，则点（x，y）为光斑的边缘点；根据激光夜视仪的成像图像大小计算出其内切圆的半径，依据此半径不断遍历整个内切圆的G值，计算出光斑内切于成像图像是的标准G标准值，将点（x，y）的G值|G（x，y）|与G标准相比较，若|G（x，y）|是G标准的0.95到1.05倍，则激光照明天线的光斑内切于激光夜视仪的成像图像，停止调节。

Claims (2)

1.一种基于图像识别的激光夜视仪同步变焦方法，其特征在于：包括以下步骤：S01）、设置亮度值B和亮度值C，B为激光夜视仪的激光照明系统与图像采集系统同步时成像图像的亮度平均值，C为激光夜视仪关闭激光照明系统时成像图像的亮度平均值，S02）、对激光夜视仪的成像图像进行亮度分析得出当前视场内成像图像的亮度平均值A，若B＜A＜C，则控制激光照明天线向光斑减小的方向调节，调节过程中实时读取当前视场内成像图像的亮度平均值并与亮度值C相比较，直至A≤C，此时通过检测光斑边缘来控制激光照明天线的光斑调节，直至激光照明天线的光斑内切于激光夜视仪的成像图像。
2.根据权利要求1所述的基于图像识别的激光夜视仪同步变焦方法，其特征在于：步骤S02中通过sobel算法检测光斑边缘和光斑形状，首先定义sobel算法的卷积因子为： ，该卷积因子包含两组3x3的矩阵，分别为横向及纵向，将之与图像作平面卷积，即可分别得出横向及纵向的亮度差分近似值，以f（x，y）表示激光照明每个像素点的灰度值，x为像素点横坐标，y为像素点纵坐标，Gx为经横向边缘检测的图像灰度值，Gy为经纵向边缘检测的图像灰度值，则
Gx(x,y) = (-1)*f(x-1, y-1) + 0*f(x,y-1) + 1*f(x+1,y-1)+(-2)*f(x-1,y) + 0*f(x,y)+2*f(x+1,y)+(-1)*f(x-1,y+1) + 0*f(x,y+1) + 1*f(x+1,y+1)
=[f(x+1,y-1)+2*f(x+1,y)+f(x+1,y+1)]-[f(x-1,y-1)+2*f(x-1,y)+f(x-1,y+1)]；
Gy(x,y) =1* f(x-1, y-1) + 2*f(x,y-1)+ 1*f(x+1,y-1)+0*f(x-1,y) +0*f(x,y) +0*f(x+1,y)+(-1)*f(x-1,y+1) + (-2)*f(x,y+1) + (-1)*f(x+1, y+1)= [f(x-1,y-1)+2f(x,y-1)+f(x+1,y-1)]-[f(x-1, y+1)+ 2*f(x,y+1)+f(x+1,y+1)]；
用G（x，y）表示用sobel算法计算的像素点的灰度值，|G（x，y）| = |Gx(x,与)|+|Gy(x,y)|，将计算的|G（x，y）|与设定阈值D相比较，若|G（x，y）|大于D，则点（x，y）为光斑的边缘点；根据激光夜视仪的成像图像大小计算出其内切圆的半径，依据此半径不断遍历整个内切圆的G值，计算出光斑内切于成像图像是的标准G标准值，将点（x，y）的G值|G（x，y）|与G标准相比较，若|G（x，y）|是G标准的0.95到1.05倍，则激光照明天线的光斑内切于激光夜视仪的成像图像，停止调节。
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