CN117579814B - 基于对焦检测的镜头快速检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于对焦检测的镜头快速检测方法，本发明涉及对焦检测技术领域，解决了不能达到较快的检测速率以及检测效果，且也未对镜头之间焦点的变化情况进行确定，来识别对应镜头是否存在跑焦的情况的问题，本发明通过对镜头进行对焦检测时，优先进行静态检测，后续再进行动态检测，并基于清晰度的具体改变数值，来判定其镜头在对焦过程中其数值变化是否正常，从而来确定其镜头在检测过程中，来达到快速的检测效果，且检测结果更为精准，检测效率更好；再对移动过程中镜头焦点的改变情况进行确定，并锁定其角度值，基于角度数值之间的变化，来确定其焦点变化是否正常，使对焦检测时，其检测过程更为全面，提高其镜头的整体检测效果。
Description
技术领域
本发明涉及对焦检测技术领域，具体为基于对焦检测的镜头快速检测方法。
背景技术
相位对焦——PDAF，字面意思就是“相位检测自动对焦”；相位对焦技术在数码相机领域应用已经十分成熟，在智能手机领域则仍处于起步阶段。
专利公开号为CN115100146A的申请公开了一种结合多对焦法和图像优化的镜头表面缺陷快速检测方法。本发明充分利用结合光学成像方式的数学推理与分析，设计结合多对焦法和图像优化的检测策略，提出了镜头表面缺陷的快速检测方案；结合成像方式，再结合后处理综合运算，获得缺陷检测结果。本发明包括如下步骤：(1)多对焦法成像；(2)缺陷锐化过程实现缺陷粗略图获取；(3)基于图像优化的镜头表面缺陷快速检测。为了实现待测镜头缺陷快速检测，本发明结合光学多对焦法成像，再结合图像分析优化运算，获得镜头表面缺陷检测结果。本发明只需结合常见的视觉检测系统，控制多次对焦成像，即可实时运算得到相应的检测结果。
镜头在进行对焦检测过程中，一般根据固定物体的拍摄情况，来确定此镜头在自动对焦状态下所产生的图像，从而分析其图像的清晰度来判定其镜头检测是否达标，但此种情况，并不能达到较快的检测速率以及检测效果，且也未对镜头之间焦点的变化情况进行确定，来识别对应镜头是否存在跑焦的情况。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了基于对焦检测的镜头快速检测方法，解决了不能达到较快的检测速率以及检测效果，且也未对镜头之间焦点的变化情况进行确定，来识别对应镜头是否存在跑焦的情况的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于对焦检测的镜头快速检测方法，包括以下步骤：
S1、采用静态检测的方式，对镜头所拍摄静态物体的清晰度改变参数进行确认，基于所确认的清晰度改变参数，对镜头进行初步检测，针对于检测无误的镜头，确定初始焦点的空间位置坐标，具体方式为：
S11、基于拍摄过程中不同时间点所确认的清晰度改变参数，生成清晰度变化曲线；
S12、依次确认清晰度变化曲线内所出现的转折点，其中转折点前后两组线段的趋势值不同，其中趋势值=点位清晰度差值÷点位时间差值，且差值为线段内后一点位减去前一点位，将不同线段的趋势值标定为Qi，其中i代表不同的线段；
S13、判定趋势值Qi是否满足：Qi≥Y1，其中Y1为预设值，若满足，将此线段标定为达标线段，若不满足，则不进行任何标定；
S14、确认达标线段长度位于整个清晰度变化曲线长度的整体占比值，若整体占比值≥Y2，则代表此镜头初步检测达标，反之，则代表此镜头初步检测不达标，并生成不达标信号展示，其中Y2为预设值；
S15、确定清晰度变化曲线内的峰值点位，基于峰值点位所对应的时间点，确定此镜头在对应时间点时所确定的焦点，并将其标定为初始焦点；
S2、对初步检测达标的镜头进行动态检测处理，确认物体的移动轨迹，对检测过程中其镜头所产生的若干组图像清晰度参数进行确定，基于所确定的具体参数，判定其动态检测是否达标，具体方式为：
S21、将原始静态的物体按照镜头的拍摄方向进行水平移动，完成一个周期的移动过程，确认移动过程其镜头拍摄图像的清晰度参数，依据清晰度参数所产生的时间先后关系，生成第二组清晰度变化曲线；
S22、对清晰度变化曲线内所出现的波动点进行确定，其中所确定波动点的前后两端线段走向不一致，其波动点前端线段为爬升状，后端线段为下降状，并将所确定的波动点进行标记，将转折点前端的爬升线段进行提取，并标定为待分析线段；
S23、确定待分析线段内不同点位的斜率值，并将其所确定的斜率值标定为Lk，其中k代表不同点位的线段，其中斜率值的确定方式与步骤S12的确定方式相同，将斜率值满足Lk≥Y1的线段标定为达标线段，反之，则不进行任何标记，其中Y1为预设值；
S24、确定若干个达标线段的整体长度，并确定若干个待分析线段的长度，基于长度值确定达标线段位于待分析线段的整体占比值，若整体占比值≥Y2，则代表此镜头初步检测达标；若整体占比值＜Y2，则代表此镜头初步检测不达标，并生成不达标信号展示，其中Y2为预设值；
S3、基于动态检测过程中所产生的清晰度变化曲线，再根据其清晰度变化曲线的波动状态，确定其内部波动点所对应的图像焦点，再根据焦点之间的角度变化，判断焦点的变化情况是否达标；具体方式为：
S31、对清晰度变化曲线内波动点所对应的图像进行排序，并确定其镜头相对于指定图像所对应的图像焦点，按照移动路径，将图像焦点进行排序，生成焦点排序集合；
S32、将所确认的初始焦点与焦点排序集合内的第一组焦点进行角度确认，构建一组穿过初始焦点且平行于移动路径的平行线，构建第一组焦点垂直于平行线的垂线，并确定垂点，将初始焦点与垂点之间线段的长度标定为CD1，将垂线的长度标定为CD2，采用Tan∠1=CD2÷CD1确定初始焦点与第一组焦点的角度∠1，再依次对焦点排序集合内相邻焦点的角度进行确认，将所确认的角度分别标记为∠q，其中q=2、3、……、n，其中n为相邻焦点之间角度的个数n，将角度∠1以及角度∠q按照前后排序，生成一组角度排序集合；
S33、基于角度排序集合所对应的两组图像，确定移动过程中其物体图像之间的距离值，并依据角度排序集合的角度排序，生产距离排序集合，基于不同距离值所对应的不同角度，生成角度变化曲线，其角度变化曲线所在坐标系横向坐标轴为距离值，竖向坐标轴为角度；
S34、确认角度变化曲线内是否存在转折点，其转折点与步骤S12中转折点的确定方式相同，若存在转折点，则代表其焦点变化不达标，并生成焦点变化不达标信号，若不存在转折点，则代表此镜头检测无误，无需进行任何处理；
S4、基于焦点变化不达标信号，提取角度变化曲线内转折点所出现的个数，若所出现的个数超过3组，则不进行处理，若所出现的个数未超过3组，确定对应物体的距离值，并再次进行静态检测，并生成检测信号进行展示；方式为：
确定转折点所对应的实际距离值，将对应物体移动至相同距离参数的对应位置处，并采用静态检测的方式，确定静态检测状态下其镜头检测是否达标，若达标，则生成转折点静态检测正常信号，若不达标，则生成转折点静态检测异常信号。
本发明提供了基于对焦检测的镜头快速检测方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
本发明对镜头进行对焦检测时，优先进行静态检测，后续再进行动态检测，并基于清晰度的具体改变数值，来判定其镜头在对焦过程中其数值变化是否正常，从而来确定其镜头在检测过程中，来达到快速的检测效果，且检测结果更为精准，检测效率更好；
再对移动过程中镜头焦点的改变情况进行确定，并锁定其角度值，基于角度数值之间的变化，来确定其焦点变化是否正常，使对焦检测时，其检测过程更为全面，提高其镜头的整体检测效果。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图；
图2为本发明动态检测示意图；
图3为本发明镜头静态检测参数曲线变化示意图；
图4为本发明镜头动态检测参数曲线变化示意图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，本申请提供了基于对焦检测的镜头快速检测方法，包括以下步骤：
S1、采用静态检测的方式，对镜头所拍摄静态物体的清晰度改变参数进行确认，基于所确认的清晰度改变参数，对镜头进行初步检测，针对于检测无误的镜头，确定初始焦点的空间位置坐标，进行初步检测的具体方式为：
S11、基于拍摄过程中不同时间点所确认的清晰度改变参数，生成清晰度变化曲线，其中清晰度的确定方式因在现有技术中已较为常见，故此处不作过多赘述，一种常见的方法是计算图像中的Laplacian变化，以此来评估图像的清晰度；此外，还可以通过计算图像中的边缘和细节的数量来评估清晰度；还有一些其他的方法，如使用梯度算子或频域分析等，均可确定对应图像的清晰度；
S12、依次确认清晰度变化曲线内所出现的转折点，其中转折点前后两组线段的趋势值不同，其趋势值就是斜率，其中趋势值=点位清晰度差值÷点位时间差值，且差值为线段内后一点位减去前一点位，将不同线段的趋势值标定为Qi，其中i代表不同的线段；
S13、判定趋势值Qi是否满足：Qi≥Y1，其中Y1为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，若满足，将此线段标定为达标线段，若不满足，则不进行任何标定；
S14、确认达标线段长度位于整个清晰度变化曲线长度的整体占比值，若整体占比值≥Y2，则代表此镜头初步检测达标，反之，则代表此镜头初步检测不达标，并生成不达标信号展示，其中Y2为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，具体的，就是本镜头在进行对焦参数改变时，所改变的图片清晰度是否符合对应的变化速率，若符合，那么便代表此镜头初步检测达标，若不符合，那么其镜头在静态检测过程中，其镜头对焦速率较慢，清晰度改变较慢，那么就不符合对应的变化速率；
S15、确定清晰度变化曲线内的峰值点位，基于峰值点位所对应的时间点，确定此镜头在对应时间点时所确定的焦点，并将其标定为初始焦点，其中峰值点位就是此清晰度变化曲线内的最大点位；
如图3所示，所展示的就是一组清晰度变化曲线，其X轴就是对应的时间参数，其Y轴就是对应的清晰度改变参数，随着时间的改变，其清晰度变化参数发生改变，生成对应的清晰度变化曲线，由所确定的曲线，确定曲线内部的转折点，其转折点A以及B前后两侧线段的走向趋势不一致，故可以直接确定其对应的转折点，根据起始点以及转折点A之间的坐标参数，便可确定转折点A前端线段的斜率，假设起始点的坐标为（0，Y1）其转折点A的坐标为（X2，Y2），那么二点之间线段的斜率为=k=（Y2-Y1）÷（X2-0），再将k与预设值Y1进行比对，来确定达标线段。
具体的，静态物体在进行清晰度确认过程中，因物体处于静止状态，故镜头可自行进行对焦，并在对焦过程中，其物体的清晰度会逐渐进行改变，基于清晰度改变的具体速度，便可确认对应镜头在静态检测过程中，其检测是否达标。
S2、对初步检测达标的镜头进行动态检测处理，确认物体的移动轨迹，对检测过程中其镜头所产生的若干组图像清晰度参数进行确定，基于所确定的具体参数，判定其动态检测是否达标，其中进行检测的具体方式为：
S21、将原始静态的物体按照镜头的拍摄方向进行水平移动，完成一个周期的移动过程，其中移动距离由操作人员根据经验或实际场景拟定，确认移动过程其镜头拍摄图像的清晰度参数，依据清晰度参数所产生的时间先后关系，生成第二组清晰度变化曲线，具体的，初步检测时，其清晰度变化曲线一般为逐步爬升状，在进行动态检测时，其清晰度变化曲线一般为波动状；
S22、对清晰度变化曲线内所出现的波动点进行确定，其中所确定波动点的前后两端线段走向不一致，其波动点前端线段为爬升状，后端线段为下降状，并将所确定的波动点进行标记，将转折点前端的爬升线段进行提取，并标定为待分析线段；
S23、确定待分析线段内不同点位的斜率值，并将其所确定的斜率值标定为Lk，其中k代表不同点位的线段，其中斜率值的确定方式与步骤S12的确定方式相同，将斜率值满足Lk≥Y1的线段标定为达标线段，反之，则不进行任何标记，其中Y1为预设值；
S24、确定若干个达标线段的整体长度，并确定若干个待分析线段的长度，基于长度值确定达标线段位于待分析线段的整体占比值，若整体占比值≥Y2，则代表此镜头初步检测达标，反之，则代表此镜头初步检测不达标，并生成不达标信号展示，其中Y2为预设值；
结合图4，其图4为镜头动态检测过程中其清晰度参数变化曲线图，由图中可知，存在波动点A以及波动点B，且波动点A以及波动点B前后两次线段的走向趋势不一致，基于走向趋势不一致的线段，便可确定其曲线内部所存在的波动点，将爬升线段进行标定，如图中所示，其起始点到波动点A之间的线段就是一组爬升线段，也就是对应的待分析线段，因待分析线段内部存在多个不同的转折点，故就会存在多组不同的斜率值，将斜率值达标的线段标定为达标线段，再依据达标线段与待分析线段的比值，便可确定其镜头在动态检测状态下是否达标；
具体的，对镜头进行检测时，需进行静态检测再进行动态检测，需在检测过程中，确定其清晰度的改变进度是否达标，来实现对应镜头自动对焦的快速检测效果，针对于动态检测的数值分析时，其线段往下下降时，其清晰度改变速率并不能作为评判标准，故需要从爬升线段中进行数值分析，来确定其动态检测时，对应镜头的清晰度改变标准是否达标，不仅能进行初步检测，还能进行动态检测，以此提升检测的全面性，提升镜头的整体检测效果。
实施例二
本实施例在具体实施过程中，相比于实施例一，其具体区别在于，本实施例主要针对于焦点的变化情况，来判定其焦点的变化是否符合标准；
还包括以下步骤：
S3、基于动态检测过程中所产生的清晰度变化曲线，再根据其清晰度变化曲线的波动状态，确定其内部波动点所对应的图像焦点，再根据焦点之间的角度变化，判断焦点的变化情况是否达标，其中进行判断的具体方式为：
S31、对清晰度变化曲线内波动点所对应的图像进行排序，结合图2，并确定其镜头相对于指定图像所对应的图像焦点，按照移动路径，将图像焦点进行排序，生成焦点排序集合，例，在图3中，波动点A以及波动点B均对应一组聚焦图像，也就是波动点对应的图像；
S32、将所确认的初始焦点与焦点排序集合内的第一组焦点进行角度确认，构建一组穿过初始焦点且平行于移动路径的平行线，构建第一组焦点垂直于平行线的垂线，并确定垂点，将初始焦点与垂点之间线段的长度标定为CD1，将垂线的长度标定为CD2，采用Tan∠1=CD2÷CD1确定初始焦点与第一组焦点的角度∠1，再依次对焦点排序集合内相邻焦点的角度进行确认，将所确认的角度分别标记为∠q，其中q=2、3、……、n，其中n为相邻焦点之间角度的个数n，将角度∠1以及角度∠q按照前后排序，生成一组角度排序集合，当动态检测过程中，其物体虽然是处于水平移动，若本测试镜头一切数据均正常，那么物体在移动过程中，其聚焦点一般不会发生变化，也就不会产生对应的角度值，若产生对应的角度值，代表此镜头可能存在些许问题，其角度值就是两个不同图像之间焦点相比于水平线的夹角，结合图2，假设前一组物体的焦点为A，物体移动到后续位置后，所产生的焦点为B，若A与B处于一条水平直线上，那么其角度变就是0，若A与B之间存在角度变化（相对于水平线），那么就会产生对应的角度值；
S33、基于角度排序集合所对应的两组图像，确定移动过程中其物体图像之间的距离值，并依据角度排序集合的角度排序，生产距离排序集合，基于不同距离值所对应的不同角度，生成角度变化曲线，其角度变化曲线所在坐标系横向坐标轴为距离值，竖向坐标轴为角度；
S34、确认角度变化曲线内是否存在转折点，其转折点与步骤S12中转折点的确定方式相同，若存在转折点，则代表其焦点变化不达标，并生成焦点变化不达标信号，若不存在转折点，则代表此镜头检测无误，无需进行任何处理，例：其焦点变化时，要么相邻焦点之间的角度为0，要么就呈现一个趋势变化，其趋势变化与对应的图像之间的距离相对应，既随着距离的改变其角度逐渐发生变化，其焦点之间的角度一般均是存在对应规律的，为一个线性关系，当出现不同规律的焦点变化时，那么便代表其焦点变化存在异常，故镜头在正常对焦时，其对焦过程仍存在对应的问题。
S4、基于焦点变化不达标信号，提取角度变化曲线内转折点所出现的个数，若所出现的个数超过3组，则不进行处理，若所出现的个数未超过3组，确定对应物体的距离值，并再次进行静态检测，并生成检测信号进行展示，其中，具体方式为：
S41、确定转折点所对应的实际距离值，将对应物体移动至相同距离参数的对应位置处，并采用静态检测的方式，确定静态检测状态下其镜头检测是否达标，若达标，则生成转折点静态检测正常信号，若不达标，则生成转折点静态检测异常信号。
具体的，在进行焦点检测时，若受到外部光线或镜头表面污物的影响，会造成焦点变化检测异常，故需要对指定距离的物体图像进行再次进行静态检测，通过静态检测结果，来确定其焦点变化是否真实存在异常，还是存在其他异常情况，以此提升其镜头检测的全面性，提升其镜头的整体检测效果。
上述公式中的部分数据均是去其纲量进行数值计算，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。
Claims (4)
1.基于对焦检测的镜头快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用静态检测的方式，对镜头所拍摄静态物体的清晰度改变参数进行确认，基于所确认的清晰度改变参数，对镜头进行初步检测，针对于检测无误的镜头，确定初始焦点的空间位置坐标，具体方式为：
S11、基于拍摄过程中不同时间点所确认的清晰度改变参数，生成清晰度变化曲线；
S12、依次确认清晰度变化曲线内所出现的转折点，其中转折点前后两组线段的趋势值不同，其中趋势值=点位清晰度差值÷点位时间差值，且差值为线段内后一点位减去前一点位，将不同线段的趋势值标定为Qi，其中i代表不同的线段；
S13、判定趋势值Qi是否满足：Qi≥Y1，其中Y1为预设值，若满足，将此线段标定为达标线段，若不满足，则不进行任何标定；
S14、确认达标线段长度位于整个清晰度变化曲线长度的整体占比值，若整体占比值≥Y2，则代表此镜头初步检测达标，反之，则代表此镜头初步检测不达标，并生成不达标信号展示，其中Y2为预设值；
S15、确定清晰度变化曲线内的峰值点位，基于峰值点位所对应的时间点，确定此镜头在对应时间点时所确定的焦点，并将其标定为初始焦点；
S2、对初步检测达标的镜头进行动态检测处理，确认物体的移动轨迹，对检测过程中其镜头所产生的若干组图像清晰度参数进行确定，基于所确定的具体参数，判定其动态检测是否达标，具体方式为：
S21、将原始静态的物体按照镜头的拍摄方向进行水平移动，完成一个周期的移动过程，确认移动过程其镜头拍摄图像的清晰度参数，依据清晰度参数所产生的时间先后关系，生成第二组清晰度变化曲线；
S22、对清晰度变化曲线内所出现的波动点进行确定，其中所确定波动点的前后两端线段走向不一致，其波动点前端线段为爬升状，后端线段为下降状，并将所确定的波动点进行标记，将转折点前端的爬升线段进行提取，并标定为待分析线段；
S23、确定待分析线段内不同点位的斜率值，并将其所确定的斜率值标定为Lk，其中k代表不同点位的线段，其中斜率值的确定方式与步骤S12的确定方式相同，将斜率值满足Lk≥Y1的线段标定为达标线段，反之，则不进行任何标记，其中Y1为预设值；
S24、确定若干个达标线段的整体长度，并确定若干个待分析线段的长度，基于长度值确定达标线段位于待分析线段的整体占比值，若整体占比值≥Y2，则代表此镜头初步检测达标；
S3、基于动态检测过程中所产生的清晰度变化曲线，再根据其清晰度变化曲线的波动状态，确定其内部波动点所对应的图像焦点，再根据焦点之间的角度变化，判断焦点的变化情况是否达标，具体方式为：
S31、对清晰度变化曲线内波动点所对应的图像进行排序，并确定其镜头相对于指定图像所对应的图像焦点，按照移动路径，将图像焦点进行排序，生成焦点排序集合；
S32、将所确认的初始焦点与焦点排序集合内的第一组焦点进行角度确认，构建一组穿过初始焦点且平行于移动路径的平行线，构建第一组焦点垂直于平行线的垂线，并确定垂点，将初始焦点与垂点之间线段的长度标定为CD1，将垂线的长度标定为CD2，采用Tan∠1=CD2÷CD1确定初始焦点与第一组焦点的角度∠1，再依次对焦点排序集合内相邻焦点的角度进行确认，将所确认的角度分别标记为∠q，其中q=2、3、……、n，其中n为相邻焦点之间角度的个数n，将角度∠1以及角度∠q按照前后排序，生成一组角度排序集合；
S33、基于角度排序集合所对应的两组图像，确定移动过程中其物体图像之间的距离值，并依据角度排序集合的角度排序，生产距离排序集合，基于不同距离值所对应的不同角度，生成角度变化曲线，其角度变化曲线所在坐标系横向坐标轴为距离值，竖向坐标轴为角度；
S34、确认角度变化曲线内是否存在转折点，其转折点与步骤S12中转折点的确定方式相同，若存在转折点，则代表其焦点变化不达标，并生成焦点变化不达标信号，若不存在转折点，则代表此镜头检测无误，无需进行任何处理。
2.根据权利要求1所述的基于对焦检测的镜头快速检测方法，其特征在于，所述步骤S24中，若整体占比值＜Y2，则代表此镜头初步检测不达标，并生成不达标信号展示，其中Y2为预设值。
3.根据权利要求2所述的基于对焦检测的镜头快速检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S4、基于焦点变化不达标信号，提取角度变化曲线内转折点所出现的个数，若所出现的个数超过3组，则不进行处理，若所出现的个数未超过3组，确定对应物体的距离值，并再次进行静态检测，并生成检测信号进行展示。
4.根据权利要求3所述的基于对焦检测的镜头快速检测方法，其特征在于，所述步骤S4中，再次进行检测的方式为：确定转折点所对应的实际距离值，将对应物体移动至相同距离参数的对应位置处，并采用静态检测的方式，确定静态检测状态下其镜头检测是否达标，若达标，则生成转折点静态检测正常信号，若不达标，则生成转折点静态检测异常信号。
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- 2024-01-16 CN CN202410061386.0A patent/CN117579814B/zh active Active
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