CN113810616B - 光圈焦距调整方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

光圈焦距调整方法、系统、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及相机成像技术领域，具体提供了一种光圈焦距调整方法、系统、电子设备及存储介质，包括以下步骤：S1.采用爬坡算法，对镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，使得相机采集的图像的光强值最佳；S2.采用爬坡算法，对镜头的焦距调节齿轮的角度进行调整，使得相机采集的图像的清晰度最大。本发明具有采集速度快、准确性高和精度高的有益效果。

Description

光圈焦距调整方法、系统、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及工业相机成像技术领域，具体而言，涉及一种光圈焦距调整方法、系统、电子设备及存储介质。
背景技术
工业相机常常安装在暗箱内，一般采用人工调焦方式进行调焦，在人工调焦时需要对采集的图像进行处理分析以确定焦距是否调整好；然而，在进行图像处理时，图像的亮度对图像处理的精度和结果也有较大影响，因此有必要在调焦前先调整光强，但现有的相机只调整焦距，没有在调整焦距之前调整光强，因此采集的图像不够精确。
针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。
发明内容
本申请的目的在于提供一种光圈焦距调整方法、系统、电子设备及存储介质，解决了现有的工业相机采集到的图像存在精度不准确的问题。
第一方面，本申请提供了一种光圈焦距调整方法，用于对工业相机的光圈和焦距调整进行调整，其中，包括以下步骤：
S1.采用爬坡算法，对镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，使得所述相机采集的图像的光强值最佳；
S2.采用爬坡算法，对镜头的焦距调节齿轮的角度进行调整，使得所述相机采集的图像的清晰度最大。
本申请提供的光圈焦距调整方法，通过使用爬坡算法，并先对镜头的光圈调整后再对镜头的焦距进行调整，使采集到的图像精度更高、更清晰。
可选地，在本申请所述的光圈焦距调整方法中，所述步骤S1包括：
S11.以预设的第一步长对所述镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，直到调整后的图像的光强值在第一预设范围内，执行S12；
S12.以预设的第二步长对所述镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，直到调整后的图像的光强值在第二预设范围内，执行S13；
S13.以预设的第三步长对所述镜头的光圈调节齿轮的角度进行反向调整，直到调整后的图像的光强值在第三预设范围内，完成对所述镜头的光圈调节齿轮的角度的调整；
所述第二步长小于所述第一步长，所述第三步长小于所述第二步长。
通过这种方式，可以使每次调整后获取的图像光强值接近中性灰亮度，提高获取图像光强值的准确性。
可选地，在本申请所述的光圈焦距调整方法中，所述步骤S1包括：
S101.以第四步长对所述镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，直到调整后的图像的光强值在第四预设范围内，执行步骤S102；
S102.根据第一预设比例和所述第四步长计算得到第一调整值，根据所述第一调整值对所述镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，直到调整后的图像的光强值在第五预设范围内，执行步骤S103；
S103. 根据第二预设比例和所述第四步长计算得到第二调整值，根据所述第二调整值对所述镜头的光圈调节齿轮的角度进行反向调整，直到调整后的图像的光强值在所述第四预设范围内，将所述第四步长的值更新为所述第二调整值，并重复执行步骤S102，直到所述第一调整值或所述第二调整值不大于预设的第一阈值;完成对所述镜头的光圈调节齿轮的角度的调整；
所述第一预设比例大于所述第二预设比例。
通过这种方式，可以使图像的光强值无限趋近于中性灰亮度，进一步提高了获取图像光强值的准确性，且能有效应对飞拍和其他对帧率要求高的场景，无需对每一帧图片进行长时间的曝光，可以减少快门时间，处理图像的速度更快。
可选地，在本申请所述的光圈焦距调整方法中，获取所述图像的光强值的方法包括：
A1.获取通过所述镜头采集的图像；
A2.获取所述图像的lab颜色通道图像；
A3.计算所述lab颜色通道图像的平均亮度值，作为所述图像的光强值。
通过采用Lab模式计算图像的平均亮度，可以进一步提高获取图像的光强值的准确性。
可选地，在本申请所述的光圈焦距调整方法中，所述步骤S2包括：
S201.使用第五步长逐步地对所述镜头的焦距调节齿轮的角度进行调整，获取每一步调整后的图像的清晰度，以此遍历整个焦距调整范围，得到最大清晰度，执行步骤S202；
S202.将所述焦距调整范围的两个端点分别设置为所述最大清晰度对应的焦距调节齿轮的角度的前一个角度值和后一个角度值，执行步骤S203；
S203.缩小所述第五步长，并根据缩小后的第五步长对所述第五步长的值进行更新，并重复执行步骤S201，直到所述第五步长不大于预设的第二阈值，完成对所述镜头的焦距调节齿轮的角度的调整。
可选地，在本申请所述的光圈焦距调整方法中，获取图像的清晰度的方法包括：
获取通过所述镜头采集的图像；
根据以下公式计算所述图像在尺度j下i方向的清晰度：
；
；
其中，D表示i方向所有高频系数的集合，（m,n）、（m+1,n）、（m,n+1）为所述图像中某高频系数的位置，为所述图像的增强的细节信息，h、d、v分别为水平、垂直和对角方向；Ii为所述图像在i方向的清晰度；
根据所述图像在尺度j下i方向的清晰度计算在尺度j下所述图像的清晰度f（I）：
，其中，α,β,γ为加权因子，I为图像的灰度值，为图像的垂直方向的灰度值，为图像的对角方向的灰度值，为图像的水平方向的灰度值。
第二方面，本申请提供一种光圈焦距调整系统，用于对相机光圈焦距进行调整，包括：相机本体、镜头和调节机构，所述相机本体和所述镜头连接，所述镜头设置有焦距调节齿轮和光圈调节齿轮；所述调节机构与所述相机本体电性连接；
所述调节机构用于采用爬坡算法，对所述镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，使得通过所述相机本体采集的图像的光强值最佳，以及采用爬坡算法，对镜头的焦距调节齿轮的角度进行调整，使得所述相机本体采集的图像的清晰度最大。
可选地，在本申请所述的光圈焦距调整系统中，所述调节机构包括控制芯片、电机、双联齿轮和气缸、所述电机的转轴设置有第一齿轮，所述第一齿轮和所述双联齿轮的上端啮合，并用于驱动所述双联齿轮旋转，所述气缸包括拨片，所述双联齿轮和所述拨片的一端连接，所述气缸通过驱动所述拨片上下移动，使双联齿轮的下端和所述焦距调节齿轮或所述光圈调节齿轮啮合；所述控制芯片和所述电机以及所述气缸电性连接；
所述控制芯片用于驱动所述气缸，使所述双联齿轮的下端和所述焦距调节齿轮啮合，并基于爬坡算法，使所述电机对所述光圈调节齿轮的角度进行调整，使得所述相机本体采集的图像的光强值最佳；以及驱动所述气缸，使所述双联齿轮的下端和所述焦距调节齿轮啮合，并基于爬坡算法，使所述电机对所述焦距调节齿轮的角度进行调整，使得所述相机本体采集的图像的清晰度最大。
本申请提供的光圈焦距调整系统可以实现对镜头的光圈和焦距自动调整，设备在进行焦距和光圈调节的时候不会产生过大振动，提高调整步长的精度。
第三方面，本申请提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。
第四方面，本申请提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。
由上可知，本申请提供的光圈焦距调整方法、系统、电子设备及存储介质，通过采用爬坡算法，先调节镜头的光圈调节齿轮，使获得的图像处于最佳光强值后，再调节镜头的焦距调节齿轮，获得最大清晰度的图像，完成镜头的光圈和焦距的自动调整；与传统的调节方法相比，采集到的图像精度更高且更加清晰。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本申请实施例提供的光圈焦距调整方法的一种流程图。
图2为本申请实施例提供的光圈焦距调整系统的第一种结构示意图。
图3为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
标号说明：100、相机本体；200、镜头；210、焦距调节齿轮；220、光圈调节齿轮；300、调节机构；310、电机；320、第一齿轮；330、双联齿轮；340、气缸；350、拨片。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
爬坡算法又称爬山算法，是指从当前的节点开始，和周围的邻居节点的值进行比较。如果当前节点是最大的，那么返回当前节点，作为最大值(既山峰最高点)；反之就用最高的邻居节点来替换当前节点，从而实现向山峰的高处攀爬的目的。如此循环直到达到最高点。
请参照图1，图1是本申请一些实施例中一种光圈焦距调整方法，用于对相机光圈焦距进行调整，包括以下步骤：
S1.采用爬坡算法，对镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，使得相机采集的图像的光强值最佳；
S2.采用爬坡算法，对镜头的焦距调节齿轮的角度进行调整，使得相机采集的图像的清晰度最大。
在一些实施方式中，该光圈焦距调整方法应用于图2所示的光圈焦距调整系统的调整系统300中，以对镜头200的焦距调节齿轮210和光圈调节齿轮220进行调整。
在此说明，图像的光强值最佳是指图像的光强值处于（120，136）的区间范围或等于中性灰亮度，中性灰亮度的灰度值为128；图像的清晰度最大是指图像在可调节的焦距范围内，清晰度最大的图像。在实际应用中，当相机在采集图像的时候，先对图像的光强进行计算，然后采用爬坡算法，对相机的镜头的光圈调节齿轮逐步进行调整，并且对每一次调整后所采集的图像的进行光强评价，直到相机采集到最佳光强的图像，此时光圈调节齿轮处于最佳光强的位置；之后，对图像的清晰度进行评价，同样采用爬坡算法，对相机的镜头的焦距调节齿轮逐步进行调整，并对每一次调整后所采集的图像进行清晰度评价，直到相机采集到最大清晰度的图像，此时焦距调节齿轮处于最大清晰度的位置，完成镜头的光圈和焦距的自动调整。可以使获得的图像的精度更高。在一些实施方式中，步骤S1包括：
S11.以预设的第一步长对镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，直到调整后的图像的光强值在第一预设范围内，执行S12；
S12.以预设的第二步长对镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，直到调整后的图像的光强值在第二预设范围内，执行S13；
S13.以预设的第三步长对镜头的光圈调节齿轮的角度进行反向调整，直到调整后的图像的光强值在第三预设范围内，完成对镜头的光圈调节齿轮的角度的调整；
第二步长小于第一步长，第三步长小于第二步长。
这里对反向调整提供说明，假定一开始调整光圈调节齿轮的时候为顺时针旋转，那么反向调整就是逆时针旋转；假定一开始调整光圈调节齿轮的时候为逆时针旋转，那么反向调整就是顺时针旋转。
其中，第一预设范围和第三预设范围是以中性灰亮度为右边界的有界区间，第二预设范围是以中性灰亮度为左边界的有界区间；中性灰亮度的灰度值为128。第一预设范围、第二预设范围和第三预设范围可根据实际需要设置，例如，第一预设范围可以是（0.7V,V）、第二预设范围为（V,1.3V）、第三预设范围为（0.9V,V），其中，V是中性灰亮度。第一预设范围大于第二预设范围、第二预设范围大于第三预设范围。
在实际应用中，步长是指旋转光圈调节齿轮或焦距调节齿轮的角度；步长可以根据实际需要设置，但需保证第二步长小于第一步长，且第三步长小于第二步长。可以假定预设的第一步长为绕光圈调节齿轮旋转n周，n为有理数。例如，预设n为1/2周，即每次对镜头的光圈调节齿轮调整1/2周，从而逐步地对镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，每一次调整后获取图像的光强值，记为V0；第二步长为1/10周，第三步长为1/12周。当V0处于第一预设范围（0.7V, V）内时，采用预设的第二步长1/10周逐步对镜头的光圈调节齿轮进行调整，并且获取每次调整后的图像的光强值，记为V1。当V1处于第二预设范围（V,1.3V）的区间时，采用第三步长1/12周逐步对镜头的光圈调节齿轮进行反向调整，并且获取每次调整后的图像的光强值，记为V2，直到V2处于第三预设范围（0.9V,V）时，则完成对镜头光圈的调整，取最后一次调整后获取的图像的光强值V2作为最佳光强值。通过这种方式，可以使每次调整后获取的图像光强值接近中性灰亮度V，提高获取图像光强值的准确性。
在一些现有的实施方式中，一些自动曝光的相机采用自动增益算法来调整图像的光强，实质上对每一帧图像进行曝光，由于需要对每一帧图像进行长时间的曝光来增加视野亮度，导致图像处理的速度变慢，因此对飞拍等对帧率要求较高的场合存在一定的缺陷。
在优选的实施方式中，步骤S1包括：
S101.以第四步长对所述镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，直到调整后的图像的光强值在第四预设范围内，执行步骤S102；
S102.根据第一预设比例和第四步长计算得到第一调整值，根据第一调整值对镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，直到调整后的图像的光强值在第五预设范围内，执行步骤S103；
S103. 根据第二预设比例和第四步长计算得到第二调整值，根据所述第二调整值对镜头的光圈调节齿轮的角度进行反向调整，直到调整后的图像的光强值在第四预设范围内，将第四步长的值更新为第二调整值，并重复执行步骤S102，直到第一调整值或第二调整值不大于预设的第一阈值;完成对所述镜头的光圈调节齿轮的角度的调整；
第一预设比例大于第二预设比例。
其中，第一预设比例为50%，第二预设比例为25%，预设的第一阈值为1/256周，在步骤S101中，可以对第四步长预先设定一个值，比如预先设定第四步长为1/8周，先以1/8周的第四步长对镜头的光圈调节齿轮进行调整，获取每一步调整后的图像的光强值，并记为V3。
同理，第四预设范围是以中性灰亮度为右边界的有界区间，第五预设范围是以中性灰亮度为左边界的有界区间，假定第四预设范围为（0.9V，V），第五预设范围为（V，1.1V）；当V3处于（0.9V，V）时，以第一调整值即1/16周（第一调整值=第四步长*第一预设比例，即第一轮的第一调整值=1/8周*50%=1/16周）的步长对镜头的光圈调节齿轮进行调整，获取每一步调整后的图像的光强值，并记为V4。当V4处于第五预设范围（V，1.1V）时，以第二调整值即1/32周（第二调整值=第四步长*第二预设比例，即第一轮的第二调整值=1/8周*25%=1/32周）的步长对镜头的光圈调节齿轮进行反向调整，并再次获取每一步调整后的图像的光强值，并记为V5，直到调整后的图像的光强值V5在第四预设范围（0.9V，V），将第四步长的值更新为第二调整值，然后重复执行步骤S102，即在第二次执行步骤中，第四步长为1/32周。此时的第一调整值为1/32*50%=1/64周（第一调整值=第四步长*第一预设比例，即第二轮的第一调整值=1/32周*50%=1/64周）,然后以1/64周的步长对镜头的光圈调节齿轮进行调整，并获取每一步调整后的图像的光强值，记为V6 ；如此循环，随着图像的光强值反复进入到第四预设范围或第五预设范围内，直到第一调整值或第二调整值不大于预设的第一阈值1/256周时（按照上述计算方法，此时应是第三次执行到步骤S102，此时第一调整值为1/256周），完成对镜头光圈的调整。通过这种方式，可以使图像的光强值无限趋近于中性灰亮度V，进一步提高了获取图像的光强值的准确性，且能有效应对飞拍和其他对帧率要求高的场景，无需对每一帧图片进行长时间的曝光，可以减少快门时间，处理图像的速度更快。
在一些实施方式中，获取图像的光强值的方法包括：
A1.获取通过镜头采集的图像；
A2.获取图像的lab颜色通道图像；
A3.计算lab颜色通道图像的平均亮度值，作为图像的光强值。
在实际应用中，Lab模式是根据Commission International Eclairage（CIE）在1931年所制定的一种测定颜色的国际标准建立的，也被称为CIELab。Lab模式不依赖光线和颜料，它是一个理论上包括了人眼可以看见的所有色彩的色彩模式。Lab颜色模型由三个要素组成，L代表的是亮度，a 和b分别代表两个颜色通道。a包括的颜色是从深绿色（低亮度值）到灰色（中亮度值）再到亮粉红色（高亮度值）；b包括的颜色是从亮蓝色（低亮度值）到灰色（中亮度值）再到黄色（高亮度值）。这种颜色混合后将产生具有明亮效果的色彩，弥补了RGB和CMYK两种色彩模式的不足，对颜色的亮度表示更加准确。通过采用Lab模式计算图像的平均亮度，可以进一步提高获取图像的光强值的准确性。Lab颜色通道图像的获取、平均亮度值的计算是采用现有技术，在此本申请不再赘述。
在一些实施方式中，步骤S2包括：
S201.使用第五步长逐步地对所述镜头的焦距调节齿轮的角度进行调整，获取每一步调整后的图像的清晰度，以此遍历整个焦距调整范围，得到最大清晰度，执行步骤S202；
S202.将所述焦距调整范围的两个端点分别设置为最大清晰度对应的焦距调节齿轮的角度的前一个角度值和后一个角度值，执行步骤S203；
S203.缩小第五步长，并根据缩小后的第五步长对第五步长的值进行更新，并重复执行步骤S201，直到第五步长不大于预设的第二阈值，完成对镜头的焦距调节齿轮的角度的调整。由于图像的清晰度并不是随着步长的增加而变得更清晰，而是处于整个焦距调整范围中间的某个位置，比如焦距调整范围为2-10，最清晰的图像可能是出现在焦距为5的位置，因此需要先遍历整个焦距调整范围。每次缩小的比例可以根据需要调整，只要保证每次缩小的第五步长小于当次未更新前的第五步长。
在实际应用中，第二阈值和第一次执行步骤时的第五步长可以根据需要任意设置，例如第一次执行步骤S201时，第五步长可预先设置为1/5焦圈，第二阈值为1/25焦圈；之后执行步骤S201，以1/5焦圈逐步地对镜头的焦距调节齿轮的角度进行调整，获取每一步调整后的图像的清晰度，将整个焦距范围遍历，方便找出最清晰的图像，即最大清晰度。经过上述将整个焦距范围遍历后，获取最大清晰度对应的焦距调节齿轮的角度，然后执行步骤S202,获取最大清晰度对应的焦距调节齿轮的角度的前一个角度值和后一个角度值。例如，最大清晰度对应的焦距调节齿轮的角度为1/5*m焦圈，m为正整数，那么前一个角度值则为1/5*（m-1）焦圈，后一个角度值为1/5*（m+1）焦圈，将焦距调整范围端点调整为[1/5*（m-1），1/5*（m+1）]，然后从焦距调节齿轮的角度调整到角度值为1/5*（m+1）焦圈的位置开始调整。为方便说明，在此本申请假设在第一次执行步骤S201获得的最大清晰度对应的焦距调节齿轮的角度为2/5焦圈，则第一次执行步骤S202中前一个角度值则为1/5焦圈，后一个角度值为3/5焦圈，焦距调整范围为（1/5,3/5）。之后执行步骤S203，缩小第五步长，例如缩小后的第五步长为1/7焦圈，重复执行步骤S201，将步骤S201的第五步长更新为1/7焦圈，以1/7焦圈逐步地对镜头的焦距调节齿轮的角度从上述3/5焦圈的位置开始进行反向调整，获取每一步调整后的图像的清晰度，直到焦距调节齿轮的角度达到前一个角度值1/5焦圈（即在焦距调整范围（1/5,3/5）内移动）。重复执行步骤S202，使用1/7焦圈逐步地对镜头的焦距调节齿轮的角度进行反向调整的过程中，会在焦距调整范围（1/5,3/5）内遍历并获得清晰度最大的图像，假设再次获得清晰度最大的图像时焦距调节齿轮处于5/7焦圈的位置，则获取该位置的前一个角度值为4/7焦圈，后一个角度值为6/7焦圈，即焦距调整范围为（4/7，6/7）；之后重新执行步骤S203，将第五步长1/7焦圈再次缩小为1/9焦圈，继续回到步骤S201，从后一个角度值6/7焦圈的位置开始，以1/9焦圈步长对焦距调节齿轮反向调整，在焦距调整范围为（4/7，6/7）之间遍历。如此反复，直到预设的第五步长缩小到不大于第二阈值1/25焦圈，并获取此时焦距范围内最大清晰度的图像，并将焦距调节齿轮调节到最大清晰度的图像对应的焦距调节齿轮位置，完成对镜头焦距的自动调整。通过这种方式，可以使获得的图像更加清晰。
在一些实施方式中，获取图像的清晰度的方法包括：
获取通过镜头采集的图像；
根据以下公式计算图像的尺度系数：
            （1）；
其中，M、N为图像的尺寸大小，f（x，y）为尺寸M*N的图像上某一点的灰度或强度，为尺度函数， m、 n为位移因子，为开始变换的尺度；
在实际应用中，通常可以把一幅图像定义为平面上的位置点与其对应的某种属性的关系。用数学的方法可以通过函数f（x，y）来表示，其中x和y是平面上的位置点坐标，而f（x，y）表示这一点的图像的灰度或强度。
根据以下公式计算图像的小波系数：
      （2）；
其中，h，d，v分别表示水平、垂直和对角方向，为小波函数；i为水平、垂直和对角方向合成的矢量方向、j为尺度；
根据尺度系数和小波系数获取增强的细节信息：
                       （3）；
根据增强的细节信息计算图像在尺度j下i方向的强化细节梯度，计算公式为：
；
其中，Gm、Gn分别表示在m方向和n方向的梯度；T为转置，相当于运算符号；
梯度幅度的计算公式为：
；
根据导数定义对梯度幅度进行转化：
；  （4）；
根据导数定义转化后的梯度幅度计算图像在尺度j下i方向清晰度：
；将公式（4）代入，得到下列式子：
；
；
其中，D表示i方向所有高频系数的集合，高频系数是通过高频带通滤波器，将信号中的信息转换为高频细节信息后得到，高频系数的位置为小波变换的基本知识，在此不再赘述；（m,n）、（m+1,n）、（m,n+1）为图像中某高频系数的位置；其中，根据公式（1）、（2）、（3）计算并把式子中的m替换为m+1；根据公式（1）、（2）、（3）计算并把式子中的n替换为n+1；
根据图像在尺度j下i方向清晰度计算在尺度j下图像清晰度f（I）：
 ；
其中，α,β,γ为加权因子，I为图像的灰度值，为图像的垂直方向的灰度值，为图像的对角方向的灰度值，为图像的水平方向的灰度值，根据图像纹理方向特征可调整其权重大小。
由上可知，本申请实施例提供的光圈焦距调整方法，用于对相机光圈焦距进行调整，通过采用爬坡算法，对镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，使得相机采集的图像的亮度值最佳；采用爬坡算法，对镜头的焦距调节齿轮的角度进行调整，使得相机采集的图像的清晰度最大、精度更高。
请参照图2，图2是本申请一些实施例中的光圈焦距调整系统，用于对相机光圈焦距进行调整，其中，包括：相机本体100、镜头200和调节机构300，相机本体100和镜头200连接，镜头200设置有焦距调节齿轮210和光圈调节齿轮220；调节机构300与相机本体100电性连接；
调节机构300用于采用爬坡算法，对镜头200的光圈调节齿轮220的角度进行调整，使得通过相机本体100采集的图像的光强值最佳，以及采用爬坡算法，对镜头200的焦距调节齿轮210的角度进行调整，使得相机本体100采集的图像的清晰度最大（具体步骤参考前述的光圈焦距调整方法的步骤）。
在一些实施方式中，调节机构300采用步进电机和同步带配合的方式进行调节，但是同步带松紧不易调整且转动时与镜头200接触部位容易打滑，调整时步长精度难以保证，同时相机本体100的振动也会影响到该结构的稳定性。
在优选的实施方式中，调节机构300包括控制芯片、电机310、双联齿轮330和气缸340、电机310的转轴设置有第一齿轮320，第一齿轮320和双联齿轮330的上端啮合，并用于驱动双联齿轮330旋转，气缸340包括拨片350，双联齿轮330和拨片350的一端连接，气缸340通过驱动拨片350上下移动，使双联齿轮330的下端和焦距调节齿轮210或光圈调节齿轮220啮合；控制芯片和电机310以及气缸340电性连接；
控制芯片用于驱动气缸340，使双联齿轮330的下端和焦距调节齿轮210啮合，并基于爬坡算法，使电机310对光圈调节齿轮220的角度进行调整，使得相机本体100采集的图像的光强值最佳；以及驱动气缸340，使双联齿轮330的下端和焦距调节齿轮210啮合，并基于爬坡算法，使电机310对焦距调节齿轮210的角度进行调整，使得相机本体100采集的图像的清晰度最大。
其中，控制芯片可以是单片机、MCU芯片或者其他主控芯片。
在实际应用中，当调节机构300收到控制芯片发送的调整光圈的指令时，气缸340先驱动双联齿轮330的下端和光圈调节齿轮220啮合，然后控制电机310转动第一齿轮320带动双联齿轮330转动，从而实现对镜头200的光圈的调整；调节机构300收到控制芯片发送的调整焦距的指令时，气缸340驱动双联齿轮330的下端和焦距调节齿轮210啮合，之后再次控制电机310转动第一齿轮320以带动双联齿轮330转动，从而实现对镜头200的焦距的调整。与采用同步带和步进电机的驱动方式相比，提高了调整的精度和结构的稳定性。
请参照图3，图3为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，本申请提供一种电子设备3，包括：处理器301和存储器302，处理器301和存储器302通过通信总线303和/或其他形式的连接机构（未标出）互连并相互通讯，存储器302存储有处理器301可执行的计算机程序，当计算设备运行时，处理器301执行该计算机程序，以在执行时执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：采用爬坡算法，对镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，使得相机采集的图像的亮度值最佳；采用爬坡算法，对镜头的焦距调节齿轮的角度进行调整，使得相机采集的图像的清晰度最大。
本申请实施例提供一种存储介质，计算机程序被处理器执行时，执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：采用爬坡算法，对镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，使得相机采集的图像的亮度值最佳；采用爬坡算法，对镜头的焦距调节齿轮的角度进行调整，使得相机采集的图像的清晰度最大。其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（Static RandomAccess Memory, 简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory, 简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（ErasableProgrammable Read Only Memory, 简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Red-Only Memory, 简称PROM），只读存储器（Read-Only Memory, 简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统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，又例如，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通信接口，系统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。
另外，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。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光圈焦距调整方法，用于对相机的光圈和焦距进行调整，其特征在于，包括以下步骤：
S1.采用爬坡算法，对镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，使得所述相机采集的图像的光强值最佳；
S2.采用爬坡算法，对镜头的焦距调节齿轮的角度进行调整，使得所述相机采集的图像的清晰度最大；
所述步骤S2包括：
S201.使用第五步长逐步地对所述镜头的焦距调节齿轮的角度进行调整，获取每一步调整后的图像的清晰度，以此遍历整个焦距调整范围，得到最大清晰度，执行步骤S202；
S202.将所述焦距调整范围的两个端点分别设置为所述最大清晰度对应的焦距调节齿轮的角度的前一个角度值和后一个角度值，执行步骤S203；
S203.缩小所述第五步长，并根据缩小后的第五步长对所述第五步长的值进行更新，并重复执行步骤S201，直到所述第五步长不大于预设的第二阈值，完成对所述镜头的焦距调节齿轮的角度的调整；
获取所述图像的清晰度的方法包括：
获取通过所述镜头采集的图像；
根据以下公式计算所述图像在尺度j下i方向的清晰度：
；
；
其中，D表示i方向所有高频系数的集合，（m,n）、（m+1,n）、（m,n+1）为所述图像中某高频系数的位置，为所述图像的增强的细节信息，h、d、v分别为水平、垂直和对角方向；Ii为所述图像在i方向的清晰度；
根据所述图像在尺度j下i方向的清晰度计算在尺度j下所述图像的清晰度f（I）：
，其中，α,β,γ为加权因子，I为图像的灰度值，为图像的垂直方向的灰度值，为图像的对角方向的灰度值，为图像的水平方向的灰度值。
2.根据权利要求1所述的光圈焦距调整方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
S11.以预设的第一步长对所述镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，直到调整后的图像的光强值在第一预设范围内，执行S12；
S12.以预设的第二步长对所述镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，直到调整后的图像的光强值在第二预设范围内，执行S13；
S13.以预设的第三步长对所述镜头的光圈调节齿轮的角度进行反向调整，直到调整后的图像的光强值在第三预设范围内，完成对所述镜头的光圈调节齿轮的角度的调整；
所述第二步长小于所述第一步长，所述第三步长小于所述第二步长。
3.根据权利要求1所述的光圈焦距调整方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
S101.以第四步长对所述镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，直到调整后的图像的光强值在第四预设范围内，执行步骤S102；
S102.根据第一预设比例和所述第四步长计算得到第一调整值，根据所述第一调整值对所述镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，直到调整后的图像的光强值在第五预设范围内，执行步骤S103；
S103. 根据第二预设比例和所述第四步长计算得到第二调整值，根据所述第二调整值对所述镜头的光圈调节齿轮的角度进行反向调整，直到调整后的图像的光强值在所述第四预设范围内，将所述第四步长的值更新为所述第二调整值，并重复执行步骤S102，直到所述第一调整值或所述第二调整值不大于预设的第一阈值;完成对所述镜头的光圈调节齿轮的角度的调整；
所述第一预设比例大于所述第二预设比例。
4.根据权利要求2或3所述的光圈焦距调整方法，其特征在于，获取所述图像的光强值的方法包括：
A1.获取通过所述镜头采集的图像；
A2.获取所述图像的lab颜色通道图像；
A3.计算所述lab颜色通道图像的平均亮度值，作为所述图像的光强值。
5.一种光圈焦距调整系统，用于对相机光圈焦距进行调整，其特征在于，包括：相机本体、镜头和调节机构，所述相机本体和镜头连接，所述镜头设置有焦距调节齿轮和光圈调节齿轮；所述调节机构与所述相机本体电性连接；
所述调节机构用于采用爬坡算法，对所述镜头的光圈调节齿轮的角度进行调整，使得通过所述相机本体采集的图像的光强值最佳，以及采用所述爬坡算法，对所述镜头的焦距调节齿轮的角度进行调整，使得所述相机本体采集的图像的清晰度最大；
所述调节机构在采用所述爬坡算法，对所述镜头的焦距调节齿轮的角度进行调整，使得所述相机本体采集的图像的清晰度最大的时候，还执行以下步骤：
S201.使用第五步长逐步地对所述镜头的焦距调节齿轮的角度进行调整，获取每一步调整后的图像的清晰度，以此遍历整个焦距调整范围，得到最大清晰度，执行步骤S202；
S202.将所述焦距调整范围的两个端点分别设置为所述最大清晰度对应的焦距调节齿轮的角度的前一个角度值和后一个角度值，执行步骤S203；
S203.缩小所述第五步长，并根据缩小后的第五步长对所述第五步长的值进行更新，并重复执行步骤S201，直到所述第五步长不大于预设的第二阈值，完成对所述镜头的焦距调节齿轮的角度的调整；
获取所述图像的清晰度的方法包括：
获取通过所述镜头采集的图像；
根据以下公式计算所述图像在尺度j下i方向的清晰度：
；
；
其中，D表示i方向所有高频系数的集合，（m,n）、（m+1,n）、（m,n+1）为所述图像中某高频系数的位置，为所述图像的增强的细节信息，h、d、v分别为水平、垂直和对角方向；Ii为所述图像在i方向的清晰度；
根据所述图像在尺度j下i方向的清晰度计算在尺度j下所述图像的清晰度f（I）：
，其中，α,β,γ为加权因子，I为图像的灰度值，为图像的垂直方向的灰度值，为图像的对角方向的灰度值，为图像的水平方向的灰度值。
6.根据权利要求5所述的光圈焦距调整系统，其特征在于，所述调节机构包括控制芯片、电机、双联齿轮和气缸，所述电机的转轴设置有第一齿轮，所述第一齿轮和所述双联齿轮的上端啮合，并用于驱动所述双联齿轮旋转，所述气缸包括拨片，所述双联齿轮和所述拨片的一端连接，所述气缸通过驱动所述拨片上下移动，使所述双联齿轮的下端和所述焦距调节齿轮或所述光圈调节齿轮啮合；所述控制芯片和所述电机以及所述气缸电性连接；
所述控制芯片用于驱动所述气缸，使所述双联齿轮的下端和所述焦距调节齿轮啮合，并基于爬坡算法，使所述电机对所述光圈调节齿轮的角度进行调整，使得所述相机本体采集的图像的光强值最佳；以及驱动所述气缸，使所述双联齿轮的下端和所述焦距调节齿轮啮合，并基于爬坡算法，使所述电机对所述焦距调节齿轮的角度进行调整，使得所述相机本体采集的图像的清晰度最大。
7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1-4任一所述光圈焦距调整方法中的步骤。
8.一种存储介质，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运行如权利要求1-4任一所述光圈焦距调整方法中的步骤。
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