CN110519588B - 用于调焦的图像清晰度检测方法、装置及摄像装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于图像清晰度检测技术领域，提供了一种用于调焦的图像清晰度检测方法、装置及摄像装置，该方法包括：获取拍摄到的位于摄像装置预定距离处的测试卡的图像；所述测试卡包括若干预设空间频率范围内每种频率对应的图形；在图形上确定将N条所述测试条纹等分的M个采样区域；将每一采样区域划分为N个像素区间；计算每一所述像素区间的灰度梯度，根据计算结果确定每一所述像素区间的清晰度等级值；构成所述图形的清晰度等级值数组；确定清晰度等级值数组满足预设的第一条件的图形作为清晰图形；确定所述图像的当前清晰度等级值；若所述当前清晰度等级值满足预设的第二条件，则确定完成调焦。本申请实施例解决图像清晰度检测结果不准确的问题。

Description

用于调焦的图像清晰度检测方法、装置及摄像装置

技术领域

本发明涉及图像清晰度检测的技术领域，尤其涉及一种用于调焦的图像清晰度检测方法、装置及摄像装置。

背景技术

在摄像装置的镜头调焦过程中，需要计算当前拍摄的图像的清晰度的指标来衡量当前镜头是否已经处于最佳对焦状态。清晰度计算的准确度和灵敏度直接关系到调焦的效果和效率。

在现有技术中，主要通过以下几种方式进行图像的清晰度检测：通过计算图像中像素点亮度值中值作为清晰度指标；或通过拍摄测试卡图像并基于测试卡图像的平均对比度和平均灰度获得图像的清晰度。但由于用像素点的亮度中值作为清晰度指标具有不固定性，无法将该清晰度检测方法作为固定标准进行变量衡量；且测试卡上测试图形单一，对摄像装置采用的不同参数配置的镜头的区分性不强，从而导致计算获得的清晰度检测结果并不准确。测试卡上的测试线条比较密集时，往往还容易在拍摄到的测试卡图像上出现摩尔纹，若图像中存在摩尔纹将导致清晰度计算结果出现偏差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种用于调焦的图像清晰度检测方法、装置及摄像装置，以解决图像清晰度检测结果不准确的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种用于调焦的图像清晰度检测方法，包括：

获取拍摄到的位于摄像装置预定距离处的测试卡的图像；所述测试卡包括若干预设空间频率范围内每种频率对应的图形；每一所述图形由N条黑白相间的测试条纹组成；N≥2；

在所述图像的每一图形上确定将N条所述测试条纹等分的M个采样区域；所述采样区域垂直于所述测试条纹且对N条所述测试条纹进行采样；M＞0；

根据所述采样区域中的像素值分布，将每一所述采样区域划分为N个像素区间；每一所述像素区间对应采样一条所述测试条纹；

计算每一所述采样区域中每一所述像素区间的灰度梯度，根据计算结果确定所述采样区域中每一所述像素区间的清晰度等级值；

对于每一所述图形，由所述图形上M个所述采样区域中每一所述采样区域对应的N个所述像素区间的清晰度等级值构成所述图形的清晰度等级值数组；

从所述图像中选取清晰度等级值数组满足预设的第一条件的图形作为清晰图形；

根据所述图像中的清晰图形的空间频率确定所述图像的当前清晰度等级值；

若所述当前清晰度等级值满足预设的第二条件，则确定完成调焦。

在一个实施示例中，所述采样区域高度为1像素高度；

所述根据所述采样区域中的像素值分布，将每一所述采样区域划分为N个像素区间，包括：

以预设步长计算所述采样区域中每一像素点的斜率值；

根据所述采样区域中所述像素点的斜率值分布规律，将所述采样区域划分为N个像素区间。

在一个实施示例中，所述计算每一所述采样区域中每一所述像素区间的灰度梯度，根据计算结果确定所述采样区域中每一所述像素区间的清晰度等级值，包括：

根据所述采样区域中每一所述像素区间对应采样的所述测试条纹的属性，确定每一所述像素区间的一个特征像素点；

对于每一所述采样区域，计算所述采样区域中每一所述像素区间的所述特征像素点与相邻两边的所述像素区间的所述特征像素点的第一灰度差值和第二灰度差值；

若所述像素区间的所述第一灰度差值和所述第二灰度差值均在预设阈值范围内，则根据所述阈值范围确定所述像素区间的清晰度等级值；从零开始递增的每一所述清晰度等级值具有对应的一个所述阈值范围。

在一个实施示例中，所述根据所述采样区域中每一所述像素区间对应采样的所述测试条纹的属性，确定每一所述像素区间的一个特征像素点，包括：

若所述像素区间对应采样的所述测试条纹为黑色，选取所述像素区间中灰度值最小的像素点作为所述特征像素点；

若所述像素区间对应采样的所述测试条纹为白色，选取所述像素区间中灰度值最大的像素点作为所述特征像素点。

在一个实施示例中，所述第一条件包括如下的至少一种：

所述图形的清晰度等级值数组中每列至少有

个元素的数值大于零；

所述图形的清晰度等级值数组中连续i列数列中至少具有j个连续的元素的数值大于预设等级值；i>0；j>0；所述预设等级值大于零；

所述图形的清晰度等级值数组中连续i行数列中至少具有j个连续的元素的数值大于所述预设等级值。

在一个实施示例中，所述根据所述图像中的清晰图形的空间频率确定所述图像的当前清晰度等级值，包括：

确定所述图像中所述清晰图形对应的最大空间频率为所述图像的当前清晰度等级值。

在一个实施示例中，所述若所述当前清晰度等级值满足预设的第二条件，则确定完成调焦，包括：

根据所述摄像装置采用的镜头的分辨率计算标准空间频率；

判断所述当前清晰度等级值是否大于或等于所述标准空间频率；

若是，则确定所述摄像装置完成调焦。

在一个实施示例中，所述测试卡包括每种所述空间频率对应的由N条黑白

相间的横向测试条纹组成的图形和由N条黑白相间的纵向测试条纹组成的图形；所述测试卡包括每一所述图形的定位点。

本发明实施例的第二方面提供了一种用于调焦的图像清晰度检测装置，包括：

图像获取模块，用于获取拍摄到的位于摄像装置预定距离处的测试卡的图像；所述测试卡包括若干预设空间频率范围内每种频率对应的图形；每一所述图形由N条黑白相间的测试条纹组成；N≥2；

采样区域确定模块，用于在所述图像的每一图形上确定将N条所述测试条纹等分的M个采样区域；所述采样区域垂直于所述测试条纹且对N条所述测试条纹进行采样；M＞0；

像素区间划分模块，用于根据所述采样区域中的像素值分布，将每一所述采样区域划分为N个像素区间；每一所述像素区间对应采样一条所述测试条纹；

清晰度计算模块，用于计算每一所述采样区域中每一所述像素区间的灰度梯度，根据计算结果确定所述采样区域中每一所述像素区间的清晰度等级值；

数值构成模块，用于对于每一所述图形，由所述图形上M个所述采样区域中每一所述采样区域对应的N个所述像素区间的清晰度等级值构成所述图形的清晰度等级值数组；

清晰图形确定模块，用于从所述图像中选取清晰度等级值数组满足预设的第一条件的图形作为清晰图形；

图像清晰度确定模块，用于根据所述图像中的清晰图形的空间频率确定所述图像的当前清晰度等级值；

调焦判断模块，用于若所述当前清晰度等级值满足预设的第二条件，则确定完成调焦。

本发明实施例的第三方面提供了一种摄像装置，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中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第一方面中用于调焦的图像清晰度检测方法。

本发明实施例提供的一种用于调焦的图像清晰度检测方法、装置及摄像装置，通过获取拍摄到的位于摄像装置预定距离处的测试卡的图像；由于所述测试卡包括若干预设空间频率范围内每种频率对应的图形，每一所述图形由N条黑白相间的测试条纹组成，不同空间频率的图形对应适配多种不同分辨率和焦距的镜头，提高清晰度检测的准确度，避免因镜头更换而需要更换测试卡的麻烦。通过在所述图像的每一图形上确定将N条所述测试条纹等分的M个采样区域；所述采样区域垂直于所述测试条纹且对N条所述测试条纹进行采样；将每一所述采样区域划分为N个像素区间；每一所述像素区间对应采样一条所述测试条纹；计算每一所述采样区域中每一所述像素区间的灰度梯度，根据计算结果确定所述采样区域中每一所述像素区间的清晰度等级值；实现对图像上的每一图形的N条测试条纹进行多点采样分析并通过灰度梯度计算获得每一采样点的清晰度值，排除摩尔纹对清晰度计算带来的影响，提高清晰度检测的准确度。由所述图形上M个所述采样区域中每一所述采样区域对应的N个所述像素区间的清晰度等级值构成每一所述图形的清晰度等级值数组；确定清晰度等级值数组符合预设的第一条件的图形为清晰图形；根据所述图像中的清晰图形的空间频率确定所述图像的当前清晰度等级值；若所述当前清晰度等级值满足预设的第二条件，则确定完成调焦。实现根据测试卡图像的清晰度判断摄像装置的调焦状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的用于调焦的图像清晰度检测方法的流程示意图；

图2是本发明实施例一提供的测试卡的实施例示意图；

图3是本发明实施例一提供的图形中M个采样区域的实施例示意图；

图4是本发明实施例二提供的用于调焦的图像清晰度检测方法的流程示意图；

图5是本发明实施例二提供的图像中图形的清晰度等级值数组的实施示例；

图6是本发明实施例三提供的用于调焦的图像清晰度检测装置的结构示意图；

图7是本发明实施例四提供的摄像装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

实施例一

如图1所示，是本发明实施例一提供的用于调焦的图像清晰度检测方法的流程示意图。本实施例可适用于对摄像装置进行调焦的应用场景，该方法可以由摄像装置中的处理器执行，或由与摄像装置连接的控制装置执行，该控制装置可为智能终端、平板或PC等；在本发明实施例中以摄像装置作为执行主体进行说明，该方法具体包括如下步骤：

S110、获取拍摄到的位于摄像装置预定距离处的测试卡的图像；所述测试卡包括若干预设空间频率范围内每种频率对应的图形；每一所述图形由N条黑白相间的测试条纹组成；N≥2；

为对摄像装置的调焦程度进行判断，可通过检测摄像装置拍摄位于该摄像装置预定距离处的测试卡得到的测试卡图像的清晰度来评定摄像装置是否完成调焦。具体地，该测试卡可为灰度图像，为适应摄像装置的多种不同分辨率和焦距的镜头，根据需测试的镜头参数预设空间频率范围，测试卡中若干预设空间频率范围内每种频率对应的图形可按对应的空间频率从低至高排列或从高至低排列。每一图形由N条黑白相间的直线测试条纹组成，且每一测试条纹的长度和宽度均相同，对应空间频率越大的图形中黑白相间的测试条纹越细，即图形中每一黑测试条纹之间的间隙越小。可选的，N可为偶数且N≥2。

在一个实施示例中，所述测试卡包括每种所述空间频率对应的由N条黑白相间的横向测试条纹组成的图形和由N条黑白相间的纵向测试条纹组成的图形；所述测试卡包括每一所述图形的定位点。具体地，为检测摄像装置在纵向以及横向这两个方向上拍摄图像的表现，测试卡包括在预设空间频率范围内按频率从低至高排列的若干图形，其中，可选的，测试卡还包括预设空间频率范围内每种空间频率对应的由N条黑白相间的横向测试条纹组成的图形和由N条黑白相间的纵向测试条纹组成的图形。并且为便于摄像装置在检测测试卡图像的清晰度时准确定位图像上的每一图形所在区域，测试卡上还包括每一图形的定位点，可选的，每一图像的定位点可采用圆点或“回”字矩形环等标志。如图2所示为测试卡的实施例示意图。可选的，测试卡可包括预设空间频率范围内每种空间频率对应的由N条黑白相间的横向测试条纹组成的图形21和由N条黑白相间的纵向测试条纹组成的图形22，其中N可为20；且测试卡上每一图形四周具有圆点定位点23。

S120、在所述图像的每一图形上确定将N条所述测试条纹等分的M个采样区域；所述采样区域垂直于所述测试条纹且对N条所述测试条纹进行采样；M＞0；

当获取到摄像装置拍摄到的测试卡的图像后，需对图像上每一空间频率对应的图像进行采样分析。具体地，为满足同时对图形中的N条测试条纹进行取样，对于图像中的每一图形，可在图形上确定将N条测试条纹等分的M个采样区域且每一采样区域均对图形中的N条测试条纹进行采样，M＞0；实现对图形上的每一测试条纹的多点采样。如图3所示是图形中M个采样区域的实施例示意图；由于图形中N条黑白相间的测试条纹31可为纵向直测试条纹图3(a)或横向直测试条纹图3(b)，为使每一采样区域32均对N条测试条纹31进行采样，可确定垂直于测试条纹31的M个采样区域32等分图形上的N条测试条纹31。

S130、根据所述采样区域中的像素值分布，将每一所述采样区域划分为N个像素区间；每一所述像素区间对应采样一条所述测试条纹；

在图像的每一图形上确定将N条测试条纹等分的M个采样区域后，由于每一采样区域对N条黑白相间的测试条纹采样，需根据N条测试条纹在采样区域的分布情况将采样区域划分为N个像素区间，从而确保通过采样区域的N个像素区间对每一测试条纹进行准确分析。

在一个实施示例中，可选的，图形中的采样区域高度可为1像素高度；根据采样区域中的像素值分布，将图形中每一采样区域划分为N个像素区间，具体步骤包括：以预设步长计算所述采样区域中每一像素点的斜率值；根据所述采样区域中所述像素点的斜率值分布规律，将所述采样区域划分为N个像素区间。

具体地，预设步长可为3个像素距离，由于每一采样区域的高度为1像素高度，则以预设步长计算采样区域中每一像素点的斜率值可为计算采样区域中某一像素点与该像素点所在位置前后的两个像素点的像素值（灰度值）差值；其中，对应预设步长可为3个像素距离，则该像素点与该像素点所在位置前后的两个像素点的距离N为一个步长；该像素点与该像素点所在位置前后的两个像素点的距离N对应预设步长取值。例如，计算采样区域中像素点i的斜率值时，像素点i的斜率值计算公式为：

其中，k(i)表示点i处的斜率，f(i+N)和f(i-N)分别表示点i+N和点i-N处的像素值（灰度值），step即为步长。因此，对于测试卡图像中每一图形，根据上述公式即可计算出图形上每一采样区域中每一像素点的斜率值。由于像素点的斜率值实际为采样区域中像素点与该像素点所在位置前后的两个像素点的像素值（灰度值）差值，当像素点位于采样区域中黑白测试条纹过渡部分时该像素点的斜率值的绝对值是最大的，可根据此像素点的斜率值分布规律确定采样区域中N条黑白相间的测试条纹之间的过渡部分，从而根据测试条纹之间的过渡部分将采样区域划分为N条测试条纹对应的N个像素区间。具体的测试条纹之间的过渡部分确定过程可为：若图形中N条测试条纹的分布情况为图形两端的测试条纹均为黑色，根据采样区域中每一像素点的斜率值，从采样区域的两端的起始像素点开始，从采样区域的一端逐一查找第一个斜率最小值的像素点即为该图形边界的黑色测试条纹开始的像素点，从采样区域的另一端逐一查找斜率最大值的像素点即为该图形边界的黑色测试条纹结束的像素点；其中第一个斜率最小值须比上一个斜率最小值小预设阈值以上，如20%，才能确定该像素点为第一个斜率最小值，第一个斜率最大值须比上一个斜率最大值大预设阈值以上，如20%，才能确定该像素点为第一个斜率最大值；根据以上步骤找到的两个起止像素点，将该起止像素点的区间分为N等分，从而在采样区域上获得图形中每一测试条纹对应的一个像素区间。并且为避免些许的位移误差，每个像素区间的间隔的起止点须比计算出来的往外扩大原间隔长度的1/5。

S140、计算每一所述采样区域中每一所述像素区间的灰度梯度，根据计算结果确定所述采样区域中每一所述像素区间的清晰度等级值；

对于图形中每一采样区域中，将采样区域划分为与N条测试条纹对应的N个像素区间后，可通过计算每一采样区域中每一所述像素区间的灰度梯度，根据计算结果确定采样区域中每一所述像素区间的清晰度等级值，完成对图形中M个采样区域采样的N条测试条纹的清晰度计算。

在一个实施示例中，对测试条纹的清晰度计算过程可包括：根据所述采样区域中每一所述像素区间对应采样的所述测试条纹的属性，确定每一所述像素区间的一个特征像素点。

对于图形中每一采样区域，采样区域中对应N条测试条纹的N个像素区间中包含多个像素点，可根据像素区间对应采样的测试条纹的属性在像素区间中确定一个代表对应采样的测试条纹清晰状态的一个特征像素点。具体地，若像素区间对应采样的测试条纹为黑色，选取该像素区间中灰度值最小的像素点作为该像素区间的特征像素点；若像素区间对应采样的测试条纹为白色，选取该像素区间中灰度值最大的像素点作为该像素区间的特征像素点。

根据上述特征像素点选取规则确定图像中所有像素区间的特征像素点后，计算每一采样区域中每一所述像素区间的灰度梯度具体步骤可包括：对于每一所述采样区域，计算所述采样区域中每一所述像素区间的所述特征像素点与相邻两边的所述像素区间的所述特征像素点的第一灰度差值和第二灰度差值。具体地，若图形中N条测试条纹的分布情况为图形边界的测试条纹均为黑色，位于边界的黑色条纹对应的像素区间的特征像素与该像素区间相邻的一个像素区间的特征像素点进行灰度差值计算得到第一灰度值，位于边界的黑色条纹对应的像素区间的特征像素还与该像素区间相邻的采样区域中灰度最大值（相当于白测试条纹的特征像素点）进行灰度差值计算得到第二灰度值。白色测试条纹对应的像素区间的特征像素点与相邻两边的像素区间的特征像素点的第一灰度差值和第二灰度差值计算过程同上。

计算得到像素区间的第一灰度值和第二灰度值后，若所述像素区间的所述第一灰度差值和所述第二灰度差值均在预设阈值范围内，则根据所述阈值范围确定所述像素区间的清晰度等级值；从零开始递增的每一所述清晰度等级值具有对应的一个所述阈值范围。

具体地，可预设清晰度等级为从零开始递增的自然数，如0,1,2,3……。并对每一清晰度等级预设对应的阈值范围。当某一像素区间的第一灰度差值和第二灰度差值均落入同一预设的阈值范围内时，确定该像素区间的清晰度等级值为该阈值范围对应的清晰度等级。根据上述像素区间的清晰度等级值确定规则，确定采样区域中每一像素区间的清晰度等级值，从而完成对测试卡图像中每一图形的M个采样区域采样的N条测试条纹的清晰度检测。可选的，可预设清晰度等级为0~3，预设清晰度等级值为0时对应的阈值范围可为0~8；预设清晰度等级值为1时对应的阈值范围可为8~68；预设清晰度等级值为2时对应的阈值范围可为68~128；预设清晰度等级值为3时对应的阈值范围为灰度差值大于128。

S150、对于每一所述图形，由所述图形上M个所述采样区域中每一所述采样区域对应的N个所述像素区间的清晰度等级值构成所述图形的清晰度等级值数组；

对于测试卡图像中每一图形，对图形中M个采样区间采样的N条测试条纹进行清晰度分析得到每一测试条纹对应的清晰度等级值后，可将图形上M个采样区域中每一采样区域对应的N个像素区间的清晰度等级值构成该图形的清晰度等级值数组；图形的清晰度等级值数组为二维数组，数组中每一行元素代表一个采样区域，每一列元素代表一条测试条纹。图形的清晰度等级值数组体现了N条测试条纹在图形中不同采样区域所在位置的清晰度，使得即使图像中的图形出现摩尔纹造成无法完整的对图形中的整一条测试条纹进行清晰度计算，也能够对图形中测试条纹未被摩尔纹遮盖的其它部分的进行清晰度计算，排除摩尔纹对图像清晰度检测准确度的影响，提高清晰度检测的准确度。

S160、从所述图像中选取清晰度等级值数组满足预设的第一条件的图形作为清晰图形；

对测试卡的图像上每一图形的N条测试条纹进行清晰度检测得到每一图形的清晰度等级值数组后，可通过判断每一图形对应的清晰度等级值数组是否满足预设的第一条件，确定该图形是否为清晰图形。由于测试卡包括若干预设空间频率范围内每种频率对应的图形，且每种频率对应具有由N条黑白相间的横向测试条纹组成的图形和由N条黑白相间的纵向测试条纹组成的图形。当确定某一图形为清晰图形后，可根据该图形对应的空间频率和图形中测试条纹的方向确定摄像装置在横向以及纵向这两个方向上拍摄的图像的清晰度，实现兼容至少两种方向上的图像清晰度检测。

S170、根据所述图像中的清晰图形的空间频率确定所述图像的当前清晰度等级值；

S180、若所述当前清晰度等级值满足预设的第二条件，则确定完成调焦。

根据摄像装置拍摄到的图像中清晰图形对应的最高空间频率确定该图像的当前清晰度等级值，将当前清晰度等级值与摄像装置的镜头参数对应的标准清晰度进行对比，若当前清晰度等级值大于或等于标准清晰度即当前清晰度等级值满足预设的第二条件，则确定摄像装置完成调焦。

本发明实施例提供的一种用于调焦的图像清晰度检测方法，通过获取拍摄到的位于摄像装置预定距离处的测试卡的图像；由于所述测试卡包括若干预设空间频率范围内每种频率对应的图形，每一所述图形由N条黑白相间的测试条纹组成，不同空间频率的图形对应适配多种不同分辨率和焦距的镜头，提高清晰度检测的准确度，避免更换镜头及测试卡的麻烦。通过在所述图像的每一图形上确定将N条所述测试条纹等分的M个采样区域；所述采样区域垂直于所述测试条纹且对N条所述测试条纹进行采样；将每一所述采样区域划分为N个像素区间；每一所述像素区间对应采样一条所述测试条纹；计算每一所述采样区域中每一所述像素区间的灰度梯度，根据计算结果确定所述采样区域中每一所述像素区间的清晰度等级值；实现对图像上的每一图形的N条测试条纹进行多点采样分析并通过灰度梯度计算获得每一采样点的清晰度值，排除摩尔纹对清晰度计算带来的影响，提高清晰度检测的准确度。由所述图形上M个所述采样区域中每一所述采样区域对应的N个所述像素区间的清晰度等级值构成每一所述图形的清晰度等级值数组；确定清晰度等级值数组符合预设的第一条件的图形为清晰图形；根据所述图像中的清晰图形的空间频率确定所述图像的当前清晰度等级值；若所述当前清晰度等级值满足预设的第二条件，则确定完成调焦。实现根据测试卡图像的清晰度判断摄像装置的调焦状态。

实施例二

如图4所示的是本发明实施例二提供的用于调焦的图像清晰度检测方法的流程示意图。在实施例一的基础上，本实施例还提供了确定清晰图形的判断规则，从而将摩尔纹对清晰度判断的影响过滤掉。该方法具体包括：

S210、获取拍摄到的位于摄像装置预定距离处的测试卡的图像；所述测试卡包括若干预设空间频率范围内每种频率对应的图形；每一所述图形由N条黑白相间的测试条纹组成；N≥2；

为对摄像装置的调焦程度进行判断，可通过检测摄像装置拍摄位于该摄像装置预定距离处的测试卡得到的测试卡图像的清晰度来评定摄像装置是否完成调焦。具体地，该测试卡可为灰度图像，为适应摄像装置的多种不同分辨率和焦距的镜头，根据需测试的镜头参数预设空间频率范围，测试卡中若干预设空间频率范围内每种频率对应的图形可按对应的空间频率从低至高排列或从高至低排列。每一图形由N条黑白相间的直线测试条纹组成，且每一测试条纹的长度和宽度均相同，对应空间频率越大的图形中黑白相间的测试条纹越细，即图形中每一黑测试条纹之间的间隙越小。可选的，N可为偶数且N≥2。

为检测摄像装置在纵向以及横向这两个方向上拍摄图像的表现，测试卡包括在预设空间频率范围内按频率从低至高排列的若干图形，其中，可选的，测试卡还包括预设空间频率范围内每种空间频率对应的由N条黑白相间的横向测试条纹组成的图形和由N条黑白相间的纵向测试条纹组成的图形。并且为便于摄像装置在检测测试卡图像的清晰度时准确定位图像上的每一图形所在区域，测试卡上还包括每一图形的定位点，可选的，每一图像的定位点可采用圆点或“回”字矩形环等标志。

S220、在所述图像的每一图形上确定将N条所述测试条纹等分的M个采样区域；所述采样区域垂直于所述测试条纹且对N条所述测试条纹进行采样；M＞0；

S230、根据所述采样区域中的像素值分布，将每一所述采样区域划分为N个像素区间；每一所述像素区间对应采样一条所述测试条纹；

S240、计算每一所述采样区域中每一所述像素区间的灰度梯度，根据计算结果确定所述采样区域中每一所述像素区间的清晰度等级值；

S250、对于每一所述图形，由所述图形上M个所述采样区域中每一所述采样区域对应的N个所述像素区间的清晰度等级值构成所述图形的清晰度等级值数组；

S260、从所述图像中选取清晰度等级值数组满足预设的第一条件的图形作为清晰图形；

对测试卡的图像上每一图形的N条测试条纹进行清晰度检测得到每一图形的清晰度等级值数组后，可通过判断每一图形对应的清晰度等级值数组是否满足预设的第一条件，确定该图形是否为清晰图形。

在一个实施示例中，第一条件包括如下的至少一种：（1）图形的清晰度等级值数组中每列至少有

个元素的数值大于零；（2）图形的清晰度等级值数组中连续i列数列中至少具有j个连续的元素的数值大于预设等级值；i>0；j>0；所述预设等级值大于零；（3）图形的清晰度等级值数组中连续i行数列中至少具有j个连续的元素的数值大于所述预设等级值。

具体地，对于条件（1），当图形的清晰度等级值数组中每列元素的数值大于0的个数占该列总元素个数的一半即

以上，则认为该列元素对应的黑或白测试条纹清晰，若N条测试条纹对应列中的元素均符合该条件，则确定该图形为清晰图形。

对于条件（2），若数组中至少存在连续i列元素且每列至少具有j个连续的元素的数值大于预设等级值，一般预设等级值是清晰度等级值中较大的数，例如3，则确定该图形为清晰图形。

对于条件（3），若数组中至少存在连续i行元素且每行至少具有j个连续的元素的数值大于预设等级值，一般预设等级值是清晰度等级值中较大的数，例如3，则确定该图形为清晰图形。

当图形的清晰度等级值数组不满足条件（1）、（2）或（3）时，则确定该图形模糊。如图5所示的图像中图形的清晰度等级值数组的实施示例，可选的，可预设条件（2）中i为4；j为5；预设等级值为2。即若图形的清晰度等级值数组中存在连续的大于4列中有连续5个大于等于2的元素，则确定该图形为清晰图形。可预设条件（3）中i为4；j为5；预设等级值为2。即若图形的清晰度等级值数组中存在连续的大于4行中有连续5个大于等于2的元素，则确定该图形为清晰图形。则可得在图5中，5(a)和5(c)满足上述条件（1）为清晰图形；5 (b)、5(d)和5(e)满足上述条件（2）或（3）为清晰图形；5 (f) 不满足条件（1）、（2）和（3）为模糊图形。

S270、确定所述图像中所述清晰图形对应的最大空间频率为所述图像的当前清晰度等级值；

根据摄像装置拍摄到的图像中清晰图形对应的最高空间频率确定该图像的当前清晰度等级值。由于测试卡包括若干预设空间频率范围内每种频率对应的图形，且每种频率对应具有由N条黑白相间的横向测试条纹组成的图形和由N条黑白相间的纵向测试条纹组成的图形。可选的，还可根据图形中测试条纹的方向确定具有横向测试条纹的图形的最大空间频率为图像的当前清晰度等级值，实现摄像装置横向上的调焦判断；以及确定具有纵向测试条纹的图形的最大空间频率为图像的当前清晰度等级值，实现摄像装置纵向上的调焦判断。

S280、根据所述摄像装置采用的镜头的分辨率计算标准空间频率；

由于摄像装置的标准清晰度与摄像装置采用的镜头的参数有关，可根据所述摄像装置采用的镜头的分辨率计算标准空间频率即标准清晰度。具体地，标准空间频率可取镜头分辨率或显示分辨率的最小值的0.9倍。

S290、判断所述当前清晰度等级值是否大于或等于所述标准空间频率；若是，则确定所述摄像装置完成调焦。

将当前清晰度等级值与摄像装置的镜头参数对应的标准空间频率进行对比，若当前清晰度等级值大于或等于标准空间频率，则确定摄像装置完成调焦。具体地，若根据图形中测试条纹的方向确定具有横向测试条纹的图形的最大空间频率为图像的当前清晰度等级值，当前清晰度等级值大于或等于标准空间频率时，可确定摄像装置完成横向调焦。若根据图形中测试条纹的方向确定具有纵向测试条纹的图形的最大空间频率为图像的当前清晰度等级值，当前清晰度等级值大于或等于标准空间频率时，可确定摄像装置完成纵向调焦。判断当前清晰度等级值小于标准空间频率，则说明摄像装置还需继续调焦。

实施例三

如图6所示的是本发明实施例三提供的用于调焦的图像清晰度检测装置。在实施例一或二的基础上，本发明实施例还提供了一种检测装置6，该装置包括：

图像获取模块601，用于获取拍摄到的位于摄像装置预定距离处的测试卡的图像；所述测试卡包括若干预设空间频率范围内每种频率对应的图形；每一所述图形由N条黑白相间的测试条纹组成；N≥2；

采样区域确定模块602，用于在所述图像的每一图形上确定将N条所述测试条纹等分的M个采样区域；所述采样区域垂直于所述测试条纹且对N条所述测试条纹进行采样；M＞0；

像素区间划分模块603，用于根据所述采样区域中的像素值分布，将每一所述采样区域划分为N个像素区间；每一所述像素区间对应采样一条所述测试条纹；

在一个实施示例中，所述采样区域高度为1像素高度；根据所述采样区域中的像素值分布，将每一所述采样区域划分为N个像素区间时，像素区间划分模块603包括：

斜率计算单元，用于以预设步长计算所述采样区域中每一像素点的斜率值；

像素区间划分单元，用于根据所述采样区域中所述像素点的斜率值分布规律，将所述采样区域划分为N个像素区间。

清晰度计算模块604，用于计算每一所述采样区域中每一所述像素区间的灰度梯度，根据计算结果确定所述采样区域中每一所述像素区间的清晰度等级值；

在一个实施示例中，计算每一所述采样区域中每一所述像素区间的灰度梯度，根据计算结果确定所述采样区域中每一所述像素区间的清晰度等级值时，清晰度计算模块604包括：

特征像素点确定单元，用于根据所述采样区域中每一所述像素区间对应采样的所述测试条纹的属性，确定每一所述像素区间的一个特征像素点；

灰度差值计算单元，用于对于每一所述采样区域，计算所述采样区域中每一所述像素区间的所述特征像素点与相邻两边的所述像素区间的所述特征像素点的第一灰度差值和第二灰度差值；

清晰度等级值确定单元，用于若所述像素区间的所述第一灰度差值和所述第二灰度差值均在预设阈值范围内，则根据所述阈值范围确定所述像素区间的清晰度等级值；从零开始递增的每一所述清晰度等级值具有对应的一个所述阈值范围。

数值构成模块605，用于对于每一所述图形，由所述图形上M个所述采样区域中每一所述采样区域对应的N个所述像素区间的清晰度等级值构成所述图形的清晰度等级值数组；

清晰图形确定模块606，用于从所述图像中选取清晰度等级值数组满足预设的第一条件的图形作为清晰图形；

图像清晰度确定模块607，用于根据所述图像中的清晰图形的空间频率确定所述图像的当前清晰度等级值；

在一个实施示例中，根据所述图像中的清晰图形的空间频率确定所述图像的当前清晰度等级值时，图像清晰度确定模块607包括：

图像清晰度确定模块单元，用于确定所述图像中所述清晰图形对应的最大空间频率为所述图像的当前清晰度等级值。

调焦判断模块608，用于若所述当前清晰度等级值满足预设的第二条件，则确定完成调焦。

在一个实施示例中，若所述当前清晰度等级值满足预设的第二条件，则确定完成调焦时，调焦判断模块608包括：

准空间频率计算单元，用于根据所述摄像装置采用的镜头的分辨率计算标准空间频率；

判断单元，用于判断所述当前清晰度等级值是否大于或等于所述标准空间频率；

调焦完成确定单元，用于若当前清晰度等级值大于或等于所述标准空间频率，则确定所述摄像装置完成调焦。

本发明实施例提供的一种用于调焦的图像清晰度检测装置，通过获取拍摄到的位于摄像装置预定距离处的测试卡的图像；由于所述测试卡包括若干预设空间频率范围内每种频率对应的图形，每一所述图形由N条黑白相间的测试条纹组成，不同空间频率的图形对应适配多种不同分辨率和焦距的镜头，提高清晰度检测的准确度，避免更换镜头及测试卡的麻烦。通过在所述图像的每一图形上确定将N条所述测试条纹等分的M个采样区域；所述采样区域垂直于所述测试条纹且对N条所述测试条纹进行采样；将每一所述采样区域划分为N个像素区间；每一所述像素区间对应采样一条所述测试条纹；计算每一所述采样区域中每一所述像素区间的灰度梯度，根据计算结果确定所述采样区域中每一所述像素区间的清晰度等级值；实现对图像上的每一图形的N条测试条纹进行多点采样分析并通过灰度梯度计算获得每一采样点的清晰度值，排除摩尔纹对清晰度计算带来的影响，提高清晰度检测的准确度。由所述图形上M个所述采样区域中每一所述采样区域对应的N个所述像素区间的清晰度等级值构成每一所述图形的清晰度等级值数组；确定清晰度等级值数组符合预设的第一条件的图形为清晰图形；根据所述图像中的清晰图形的空间频率确定所述图像的当前清晰度等级值；若所述当前清晰度等级值满足预设的第二条件，则确定完成调焦。实现根据测试卡图像的清晰度判断摄像装置的调焦状态。

实施例四

图7是本发明实施例四提供的摄像装置的结构示意图。该摄像装置包括：处理器1、存储器2以及存储在所述存储器2中并可在所述处理器1上运行的计算机程序3，例如用于调焦的图像清晰度检测方法的程序。所述处理器1执行所述计算机程序3时实现上述用于调焦的图像清晰度检测方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S110至S180。

示例性的，所述计算机程序3可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器2中，并由所述处理器1执行，以完成本申请。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序3在所述摄像装置中的执行过程。例如，所述计算机程序3可以被分割成图像获取模块、采样区域确定模块、像素区间划分模块、清晰度计算模块、数值构成模块、清晰图形确定模块、图像清晰度确定模块和调焦判断模块，各模块具体功能如下：

图像获取模块，用于获取拍摄到的位于摄像装置预定距离处的测试卡的图像；所述测试卡包括若干预设空间频率范围内每种频率对应的图形；每一所述图形由N条黑白相间的测试条纹组成；N≥2；

采样区域确定模块，用于在所述图像的每一图形上确定将N条所述测试条纹等分的M个采样区域；所述采样区域垂直于所述测试条纹且对N条所述测试条纹进行采样；M＞0；

像素区间划分模块，用于根据所述采样区域中的像素值分布，将每一所述采样区域划分为N个像素区间；每一所述像素区间对应采样一条所述测试条纹；

清晰度计算模块，用于计算每一所述采样区域中每一所述像素区间的灰度梯度，根据计算结果确定所述采样区域中每一所述像素区间的清晰度等级值；

数值构成模块，用于对于每一所述图形，由所述图形上M个所述采样区域中每一所述采样区域对应的N个所述像素区间的清晰度等级值构成所述图形的清晰度等级值数组；

清晰图形确定模块，用于从所述图像中选取清晰度等级值数组满足预设的第一条件的图形作为清晰图形；

图像清晰度确定模块，用于根据所述图像中的清晰图形的空间频率确定所述图像的当前清晰度等级值；

调焦判断模块，用于若所述当前清晰度等级值满足预设的第二条件，则确定完成调焦。

所述摄像装置可包括，但不仅限于，处理器1、存储器2以及存储在所述存储器2中的计算机程序3。本领域技术人员可以理解，图7仅仅是摄像装置的示例，并不构成对摄像装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述摄像装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所述处理器1可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器2可以是所述控制装置的内部存储单元，例如控制装置的硬盘或内存。所述存储器2也可以是外部存储设备，例如摄像装置上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card，SMC），安全数字（Secure Digital，SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器2还可以既包括摄像装置的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器2用于存储所述计算机程序以及用于调焦的图像清晰度检测方法所需的其他程序和数据。所述存储器2还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于调焦的图像清晰度检测方法，其特征在于，包括：

获取拍摄到的位于摄像装置预定距离处的测试卡的图像；所述测试卡包括若干预设空间频率范围内每种频率对应的图形；每一所述图形由N条黑白相间的测试条纹组成；N≥2；

在所述图像的每一图形上确定将N条所述测试条纹等分的M个采样区域；所述采样区域垂直于所述测试条纹且对N条所述测试条纹进行采样；M＞0；

根据所述采样区域中的像素值分布，将每一所述采样区域划分为N个像素区间；每一所述像素区间对应采样一条所述测试条纹；

根据所述采样区域中每一所述像素区间对应采样的所述测试条纹的属性，确定每一所述像素区间的一个特征像素点；

对于每一所述采样区域，计算所述采样区域中每一所述像素区间的所述特征像素点与相邻两边的所述像素区间的所述特征像素点的第一灰度差值和第二灰度差值；

若所述像素区间的所述第一灰度差值和所述第二灰度差值均在预设阈值范围内，则根据所述阈值范围确定所述像素区间的清晰度等级值；从零开始递增的每一所述清晰度等级值具有对应的一个所述阈值范围；

对于每一所述图形，由所述图形上M个所述采样区域中每一所述采样区域对应的N个所述像素区间的清晰度等级值构成所述图形的清晰度等级值数组；

从所述图像中选取清晰度等级值数组满足预设的第一条件的图形作为清晰图形；

根据所述图像中的清晰图形的空间频率确定所述图像的当前清晰度等级值；

若所述当前清晰度等级值满足预设的第二条件，则确定完成调焦。

2.如权利要求1所述的用于调焦的图像清晰度检测方法，其特征在于，所述采样区域高度为1像素高度；

所述根据所述采样区域中的像素值分布，将每一所述采样区域划分为N个像素区间，包括：

以预设步长计算所述采样区域中每一像素点的斜率值；

根据所述采样区域中所述像素点的斜率值分布规律，将所述采样区域划分为N个像素区间。

3.如权利要求1所述的用于调焦的图像清晰度检测方法，其特征在于，所述根据所述采样区域中每一所述像素区间对应采样的所述测试条纹的属性，确定每一所述像素区间的一个特征像素点，包括：

若所述像素区间对应采样的所述测试条纹为黑色，选取所述像素区间中灰度值最小的像素点作为所述特征像素点；

若所述像素区间对应采样的所述测试条纹为白色，选取所述像素区间中灰度值最大的像素点作为所述特征像素点。

4.如权利要求1所述的用于调焦的图像清晰度检测方法，其特征在于，所述第一条件包括如下的至少一种：

所述图形的清晰度等级值数组中每列至少有

个元素的数值大于零；

所述图形的清晰度等级值数组中连续i列数列中至少具有j个连续的元素的数值大于预设等级值；i>0；j>0；所述预设等级值大于零；

所述图形的清晰度等级值数组中连续i行数列中至少具有j个连续的元素的数值大于所述预设等级值。

5.如权利要求1所述的用于调焦的图像清晰度检测方法，其特征在于，所述根据所述图像中的清晰图形的空间频率确定所述图像的当前清晰度等级值，包括：

确定所述图像中所述清晰图形对应的最大空间频率为所述图像的当前清晰度等级值。

6.如权利要求1所述的用于调焦的图像清晰度检测方法，其特征在于，所述若所述当前清晰度等级值满足预设的第二条件，则确定完成调焦，包括：

根据所述摄像装置采用的镜头的分辨率计算标准空间频率；

判断所述当前清晰度等级值是否大于或等于所述标准空间频率；

若是，则确定所述摄像装置完成调焦。

7.如权利要求1-6任一项所述的用于调焦的图像清晰度检测方法，其特征在于，所述测试卡包括每种所述空间频率对应的由N条黑白相间的横向测试条纹组成的图形和由N条黑白相间的纵向测试条纹组成的图形；所述测试卡包括每一所述图形的定位点。

8.一种用于调焦的图像清晰度检测装置，其特征在于，包括：

图像获取模块，用于获取拍摄到的位于摄像装置预定距离处的测试卡的图像；所述测试卡包括若干预设空间频率范围内每种频率对应的图形；每一所述图形由N条黑白相间的测试条纹组成；N≥2；

采样区域确定模块，用于在所述图像的每一图形上确定将N条所述测试条纹等分的M个采样区域；所述采样区域垂直于所述测试条纹且对N条所述测试条纹进行采样；M＞0；

像素区间划分模块，用于根据所述采样区域中的像素值分布，将每一所述采样区域划分为N个像素区间；每一所述像素区间对应采样一条所述测试条纹；

特征像素点确定模块，用于根据所述采样区域中每一所述像素区间对应采样的所述测试条纹的属性，确定每一所述像素区间的一个特征像素点；

灰度差值计算模块，用于对于每一所述采样区域，计算所述采样区域中每一所述像素区间的所述特征像素点与相邻两边的所述像素区间的所述特征像素点的第一灰度差值和第二灰度差值；

清晰度等级值确定模块，用于若所述像素区间的所述第一灰度差值和所述第二灰度差值均在预设阈值范围内，则根据所述阈值范围确定所述像素区间的清晰度等级值；从零开始递增的每一所述清晰度等级值具有对应的一个所述阈值范围；

数值构成模块，用于对于每一所述图形，由所述图形上M个所述采样区域中每一所述采样区域对应的N个所述像素区间的清晰度等级值构成所述图形的清晰度等级值数组；

清晰图形确定模块，用于从所述图像中选取清晰度等级值数组满足预设的第一条件的图形作为清晰图形；

图像清晰度确定模块，用于根据所述图像中的清晰图形的空间频率确定所述图像的当前清晰度等级值；

调焦判断模块，用于若所述当前清晰度等级值满足预设的第二条件，则确定完成调焦。

9.一种摄像装置，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，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任一项所述用于调焦的图像清晰度检测方法的步骤。

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