CN111800579B - 一种镜头调焦方法、系统及相关设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种镜头调焦方法、系统及相关设备，用于提高镜头调焦的效率及准确率。本发明实施例方法包括：根据用户的调节镜头与传感器之间的距离的操作动态调整成像界面中的M个定位框的位置，使得每个定位框分别完全框选调焦图卡成像界面中的一张主观图卡，其中所述调焦图卡分为M个目标区域，在每个目标区域中设置有一张主观图卡，人眼可以根据所述主观图卡清晰度来判断调焦是否合格，所述M为大于1的正整数；当识别到所述主观图卡的成像界面的清晰度符合预设条件，而停止调节镜头与传感器之间的距离时，采用预设算法计算每个定位框中每张主观图卡的清晰度参数值，若每张主观图卡的清晰度参数值均大于预设阈值，则判定镜头调焦合格。

Description

一种镜头调焦方法、系统及相关设备

技术领域

本发明涉及镜头调焦技术领域，尤其涉及一种镜头调焦方法、系统及相关设备。

背景技术

镜头调焦过程是通过调节镜头与sensor(传感器)之间的距离，使成像物体聚焦于sensor，达到成像清晰的目的，然后进行点胶固化。

目前镜头调焦分为两种，手动调焦和自动调焦。调焦判定方法也分为两种，一种是人眼判定，另一种是软件判定。人眼判定根据人眼看到主观图卡的清晰度来判断调焦是否合格，常用主观图卡有牛顿环、太阳图、标有数字的线对图卡，此类图卡便于人眼观察，成像模糊与清晰会有明显差异。软件判定为根据算法计算一个取值框线条或者方块的黑白对比度，判定调焦是否合格，常用图卡为CTF线对图卡和棋盘格的SFR图卡，此类图卡均为密集分布型图卡，便于软件抓取计算，不便于人眼判定清晰度。

完全依靠人眼判定主观图卡的清晰度来判断调焦是否合格，介于合格与不合格之间的极限镜头不好判断，会存在误判。完全基于软件判定，由于软件判断是计算一个取值框的清晰度，取值框大小具有局限性，只能测试一个小区域(小于0.1视场)，不能代表成像的整体效果。而且现有的软件判定不适合于人工调焦，由于软件判定对测试环境有较高的要求(模组、调焦图卡及增距镜位置需要固定，角度不能超过2°，水平偏移不能超过2mm)，人工调焦为手动旋转镜头，角度和偏移量控制不到有效范围，会导致误差增大。

发明内容

本发明实施例提供了一种镜头调焦方法、系统及相关设备，用于提高镜头调焦的效率及准确率。

本发明实施例第一方面提供了一种镜头调焦方法，可包括：

根据用户的调节镜头与传感器之间的距离的操作动态调整成像界面中的M个定位框的位置，使得每个定位框分别完全框选调焦图卡成像界面中的一张主观图卡，其中所述调焦图卡分为M个目标区域，在每个目标区域中设置有一张主观图卡，人眼可以根据所述主观图卡清晰度来判断调焦是否合格，所述M为大于1的正整数；

当识别到所述主观图卡的成像界面的清晰度符合预设条件，而停止调节镜头与传感器之间的距离时，采用预设算法计算每个定位框中每张主观图卡的清晰度参数值，若每张主观图卡的清晰度参数值均大于预设阈值，则判定镜头调焦合格。

可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，所述预设算法包括：

Tenengrad梯度函数算法、Brenner梯度函数算法、Laplacian梯度函数算法、SMD(灰度方差)函数算法、NRSS梯度结构相似度函数算法。

可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，所述主观图卡包括：

牛顿环、太阳图及标有数字的线对图卡。

可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，所述调焦图卡分为5个目标区域，包括位于0～0.2视场的中心区域，和分布在0.6～0.8视场的四个对角区域。

可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，所述调焦图卡为透射式或反射式图卡。

本发明实施例第二方面提供了一种镜头调焦系统，可包括：

调整模块，根据用户的调节镜头与传感器之间的距离的操作动态调整成像界面中的M个定位框的位置，使得每个定位框分别完全框选调焦图卡成像界面中的一张主观图卡，其中所述调焦图卡分为M个目标区域，在每个目标区域中设置有一张主观图卡，人眼可以根据所述主观图卡清晰度来判断调焦是否合格，所述M为大于1的正整数；

计算模块，当识别到所述主观图卡的成像界面的清晰度符合预设条件，而停止调节镜头与传感器之间的距离时，采用预设算法计算每个定位框中每张主观图卡的清晰度参数值，若每张主观图卡的清晰度参数值均大于预设阈值，则判定镜头调焦合格。

本发明实施例第三方面提供了一种调焦图卡，所述调焦图卡分为M个目标区域，在每个目标区域中设置有一张主观图卡，人眼可以根据所述主观图卡清晰度来判断调焦是否合格，所述M为大于1的正整数。

可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，所述调焦图卡分为5个目标区域，包括位于0～0.2视场的中心区域，和分布在0.6～0.8视场的四个对角区域；

所述主观图卡包括牛顿环、太阳图及标有数字的线对图卡中的一种。

本发明实施例第四方面提供了一种计算机装置，所述计算机装置包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如第一方面及第一方面中任意一种可能的实施方式中的步骤。

本发明实施例第五方面提供了一种计算机可读存储介质，其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第一方面及第一方面中任意一种可能的实施方式中的步骤。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例中，根据用户的调节镜头与传感器之间的距离的操作动态调整成像界面中的M个定位框的位置，使得每个定位框分别完全框选调焦图卡成像界面中的一张主观图卡，当识别到主观图卡的成像界面的清晰度符合预设条件，而停止调节镜头与传感器之间的距离时，采用预设算法计算每个定位框中每张主观图卡的清晰度参数值，若每张主观图卡的清晰度参数值均大于预设阈值，则判定镜头调焦合格。相对于现有技术，本发明实施例中的调焦图卡中包含多个主观图卡，手动调焦过程中可以基于主观图卡进行初步调焦合格判断，为手动调焦提供调节参照，提高了调焦的效率，同时软件判断过程中可以基于多个主观图卡所在的区域的清晰度进行判断，提高了调焦的准确率。

附图说明

图1为本发明实施例中一种镜头调焦方法的一个实施例示意图；

图2为本发明实施例中调焦图卡中的牛顿环图像示意图；

图3为本发明实施例中调焦图卡中的太阳图示意图；

图4为本发明实施例中调焦图卡一个具体实例示意图；

图5为本发明实施例中一种镜头调焦效果示意图；

图6为本发明实施例中一种计算机装置的一个实施例示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种镜头调焦方法、系统及相关设备，用于提高镜头调焦的效率及准确率。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了克服背景技术中的任一中现有技术缺陷，本发明实施例中通过结合主观人眼判断及软件判断的方式，以提高镜头调焦的准确率。

为了便于理解，下面对本发明实施例中的具体流程进行描述，请参阅图1，本发明实施例中一种镜头调焦方法的一个实施例可包括：

101、根据用户的调节镜头与传感器之间的距离的操作动态调整成像界面中的M个定位框的位置，使得每个定位框分别完全框选调焦图卡成像界面中的一张主观图卡；

为了克服现有技术中软件判断调焦中的缺陷，本发明实施例中设计出一种新的调焦图卡，其中该调焦图卡分为M(M为大于1的正整数)个目标区域，在每个目标区域中设置有一张主观图卡，人眼可以根据主观图卡清晰度来判断调焦是否合格。可选的，一张调焦图卡中包含的主观图卡可以为牛顿环(示例如图2所示)、太阳图(示例如图3所示)及标有数字的线对图卡中的一种或多种。

示例性的，如图4所示，以牛顿环为例，本发明实施例中的调焦图卡可以分为5个目标区域，包括位于0～0.2视场的中心区域，和分布在0.6～0.8视场的四个对角区域。该调焦图卡可以为透射式(如菲林图卡)或反射式图卡。可以理解的是，实际运用中还可以根据需求将调焦图卡可以分为6、9个等任意大于1的数量个目标区域，具体此处不做限定。

在固定传感器及调焦图卡之后，镜头调焦系统可以根据用户的调节镜头与传感器之间的距离的操作，动态调整成像界面中的M个定位框的位置，使得每个定位框分别完全框选调焦图卡成像界面中的一张主观图卡。

102、当识别到主观图卡的成像界面的清晰度符合预设条件，而停止调节镜头与传感器之间的距离时，采用预设算法计算每个定位框中每张主观图卡的清晰度参数值，若每张主观图卡的清晰度参数值均大于预设阈值，则判定镜头调焦合格。

在成像界面中的M个定位框的位置分别完全框选调焦图卡成像界面中的一张主观图卡之后，可选的，用户可以基于人眼初步识别主观图卡的成像界面的清晰度符合预设条件，若符合，停止调节镜头与传感器之间的距离。镜头调焦系统可以提前(相对于停止调节镜头与传感器之间的距离的时刻提前)或者即时采用预设算法计算每个定位框中每张主观图卡的清晰度参数值，并根据清晰度参数值判断调焦是否合格。例如，可以提前设置每张主观图卡的清晰度参数值的阈值，若每张主观图卡的清晰度参数值均大于预设阈值，则可以判定镜头调焦合格，否则，需要重复上述调节过程，直至合格为止。

示例性的，请参阅图5，当在成像界面中的5个定位框的位置分别完全框选调焦图卡成像界面中的一张主观图卡之后(牛顿环大小可占定位框总面积的0.5至0.8)，可选的，用户可以基于人眼初步识别主观图卡的成像界面的清晰度符合预设条件，若符合，停止调节镜头与传感器之间的距离。采用预设算法计算每个定位框中每张主观图卡的清晰度参数值(分别为：左上40、右上38、左下39、右下41、中心55)，各个区域的阈值分别为中心50，四角30，显然每张主观图卡的清晰度参数值均大于阈值，判定调焦合格。

其中，本发明实施例中计算清晰度参数值的预设算法可以是Tenengrad梯度函数算法、Brenner梯度函数算法、Laplacian梯度函数算法、SMD(灰度方差)函数算法、NRSS梯度结构相似度函数算法等，具体的清晰度参数值的计算算法此处不做限定。仅以Tenengrad梯度函数算法为例进行说明，当采用Tenengrad梯度函数来判定牛顿环的清晰度时，Tenengrad梯度函数使用Sobel边缘检测算子来提取水平和垂直方向的梯度值，然后将每个像素点的梯度值求平均，得到整幅图片的梯度值Ten。梯度值Ten越大，代表图像越清晰。具体的计算过程可参照相关技术，此处不做赘述。

本发明实施例中，根据用户的调节镜头与传感器之间的距离的操作动态调整成像界面中的M个定位框的位置，使得每个定位框分别完全框选调焦图卡成像界面中的一张主观图卡，当识别到主观图卡的成像界面的清晰度符合预设条件，而停止调节镜头与传感器之间的距离时，采用预设算法计算每个定位框中每张主观图卡的清晰度参数值，若每张主观图卡的清晰度参数值均大于预设阈值，则判定镜头调焦合格。相对于现有技术，本发明实施例中的调焦图卡中包含多个主观图卡，手动调焦过程中可以基于主观图卡进行初步调焦合格判断，为手动调焦提供调节参照，提高了调焦的效率，同时软件判断过程中可以基于多个主观图卡所在的区域的清晰度进行判断，提高了调焦的准确率。

本发明实施例还提供了一种镜头调焦系统，可包括：

调整模块，根据用户的调节镜头与传感器之间的距离的操作动态调整成像界面中的M个定位框的位置，使得每个定位框分别完全框选调焦图卡成像界面中的一张主观图卡，其中调焦图卡分为M个目标区域，在每个目标区域中设置有一张主观图卡，人眼可以根据主观图卡清晰度来判断调焦是否合格，M为大于1的正整数；

计算模块，当识别到主观图卡的成像界面的清晰度符合预设条件，而停止调节镜头与传感器之间的距离时，采用预设算法计算每个定位框中每张主观图卡的清晰度参数值，若每张主观图卡的清晰度参数值均大于预设阈值，则判定镜头调焦合格。

可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的预设算法可包括：

Tenengrad梯度函数算法、Brenner梯度函数算法、Laplacian梯度函数算法、SMD(灰度方差)函数算法、NRSS梯度结构相似度函数算法。

可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的主观图卡可包括：

牛顿环、太阳图及标有数字的线对图卡。

可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的调焦图卡可分为5个目标区域，具体包括位于0～0.2视场的中心区域，和分布在0.6～0.8视场的四个对角区域。

可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的调焦图卡可以为透射式或反射式图卡。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

上面从模块化功能实体的角度对本发明实施例中的镜头调焦系统进行了描述，请参阅图6，下面从硬件处理的角度对本发明实施例中的计算机装置进行描述：

该计算机装置1可以包括存储器11、处理器12和输入输出总线13。处理器11执行计算机程序时实现上述图1所示的镜头调焦方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至103。或者，处理器执行计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块或单元的功能。

本发明的一些实施例中，处理器具体用于实现如下步骤：

根据用户的调节镜头与传感器之间的距离的操作动态调整成像界面中的M个定位框的位置，使得每个定位框分别完全框选调焦图卡成像界面中的一张主观图卡，其中调焦图卡分为M个目标区域，在每个目标区域中设置有一张主观图卡，人眼可以根据主观图卡清晰度来判断调焦是否合格，M为大于1的正整数；

当识别到主观图卡的成像界面的清晰度符合预设条件，而停止调节镜头与传感器之间的距离时，采用预设算法计算每个定位框中每张主观图卡的清晰度参数值，若每张主观图卡的清晰度参数值均大于预设阈值，则判定镜头调焦合格。

其中，存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器11在一些实施例中可以是计算机装置1的内部存储单元，例如该计算机装置1的硬盘。存储器11在另一些实施例中也可以是计算机装置1的外部存储设备，例如计算机装置1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，存储器11还可以既包括计算机装置1的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器11不仅可以用于存储安装于计算机装置1的应用软件及各类数据，例如计算机程序01的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

处理器12在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器11中存储的程序代码或处理数据，例如执行计算机程序01等。

该输入输出总线13可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，简称EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。

进一步地，计算机装置还可以包括有线或无线网络接口14，网络接口14可选的可以包括有线接口和/或无线接口(如WI-FI接口、蓝牙接口等)，通常用于在该计算机装置1与其他电子设备之间建立通信连接。

可选地，该计算机装置1还可以包括用户接口，用户接口可以包括显示器(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选的，用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。可选的，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在计算机装置1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。

图6仅示出了具有组件11-14以及计算机程序01的计算机装置1，本领域技术人员可以理解的是，图6示出的结构并不构成对计算机装置1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，可以实现如下步骤：

根据用户的调节镜头与传感器之间的距离的操作动态调整成像界面中的M个定位框的位置，使得每个定位框分别完全框选调焦图卡成像界面中的一张主观图卡，其中调焦图卡分为M个目标区域，在每个目标区域中设置有一张主观图卡，人眼可以根据主观图卡清晰度来判断调焦是否合格，M为大于1的正整数；

当识别到主观图卡的成像界面的清晰度符合预设条件，而停止调节镜头与传感器之间的距离时，采用预设算法计算每个定位框中每张主观图卡的清晰度参数值，若每张主观图卡的清晰度参数值均大于预设阈值，则判定镜头调焦合格。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上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。

Claims (10)

1.一种镜头调焦方法，其特征在于，包括：

根据用户的调节镜头与传感器之间的距离的操作动态调整成像界面中的M个定位框的位置，使得每个定位框分别完全框选调焦图卡成像界面中的一张主观图卡，其中所述调焦图卡分为M个目标区域，在每个目标区域中设置有一张主观图卡，人眼可以根据所述主观图卡清晰度来判断调焦是否合格，所述M为大于1的正整数；

当识别到所述主观图卡的成像界面的清晰度符合预设条件，而停止调节镜头与传感器之间的距离时，采用预设算法计算每个定位框中每张主观图卡的清晰度参数值，若每张主观图卡的清晰度参数值均大于预设阈值，则判定镜头调焦合格。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设算法包括：

Tenengrad梯度函数算法、Brenner梯度函数算法、Laplacian梯度函数算法、SMD(灰度方差)函数算法、NRSS梯度结构相似度函数算法。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述主观图卡包括：

牛顿环、太阳图及标有数字的线对图卡。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述调焦图卡分为5个目标区域，包括位于0～0.2视场的中心区域和分布在0.6～0.8视场的四个对角区域。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述调焦图卡为透射式或反射式图卡。

6.一种镜头调焦系统，其特征在于，包括：

调整模块，根据用户的调节镜头与传感器之间的距离的操作动态调整成像界面中的M个定位框的位置，使得每个定位框分别完全框选调焦图卡成像界面中的一张主观图卡，其中所述调焦图卡分为M个目标区域，在每个目标区域中设置有一张主观图卡，人眼可以根据所述主观图卡清晰度来判断调焦是否合格，所述M为大于1的正整数；

计算模块，当识别到所述主观图卡的成像界面的清晰度符合预设条件，而停止调节镜头与传感器之间的距离时，采用预设算法计算每个定位框中每张主观图卡的清晰度参数值，若每张主观图卡的清晰度参数值均大于预设阈值，则判定镜头调焦合格。

7.一种调焦图卡，其特征在于，所述调焦图卡分为M个目标区域，在每个目标区域中设置有一张主观图卡，人眼可以根据所述主观图卡清晰度来判断调焦是否合格，所述M为大于1的正整数；

其中，当识别到所述主观图卡的成像界面的清晰度符合预设条件，而停止调节镜头与传感器之间的距离时，采用预设算法计算每个定位框中每张主观图卡的清晰度参数值，若每张主观图卡的清晰度参数值均大于预设阈值，则判定镜头调焦合格。

8.根据权利要求7所述的调焦图卡，其特征在于，

所述调焦图卡分为5个目标区域，包括位于0～0.2视场的中心区域，和分布在0.6～0.8视场的四个对角区域；

所述主观图卡包括牛顿环、太阳图及标有数字的线对图卡中的一种。

9.一种计算机装置，其特征在于，所述计算机装置包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任意一项所述方法的步骤。

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