CN108632604B - 镜头光心的检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种镜头光心的检测方法及装置，其中，镜头光心的检测方法包括以下步骤：获取所述镜头拍摄标准图像所得的成像图像，其中，所述标准图像为单色均匀图像；在所述成像图像中选取至少两个感兴趣区域，其中，所述感兴趣区域对应的子成像图像为非均匀图像；确定各所述感兴趣区域的明暗交界位置；根据各所述感兴趣区域在所述成像图像中的位置以及各所述感兴趣区域的明暗交界位置，确定所述镜头的光心。本发明技术方案提高了镜头光心检测的准确性。

Description

镜头光心的检测方法及装置

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别涉及一种镜头光心的检测方法及装置。

背景技术

镜头是一种常用于光学设备中的光学元件，为了对光学设备的光路进行调整，以实现其一定的功能，需要确定镜头的光心。在现有技术中，采用镜头拍摄单色均匀的标准图像，得到镜头的的成像图像。光心可以根据成像图像中亮度最大的区域的位置确定，或者根据成像图像中亮度为平均亮度的区域的位置确定。然而，现有的确定光心的方式很容易受到成像图像中坏点的干扰，导致光心的检测不准确。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种镜头光心的检测方法，旨在解决上述检测镜头光心时容易受到坏点干扰的技术问题，提高光心检测的准确性。

为实现上述目的，本发明提出的镜头光心的检测方法，包括以下步骤：

获取所述镜头拍摄标准图像所得的成像图像，其中，所述标准图像为单色均匀图像；

在所述成像图像中选取至少两个感兴趣区域，其中，所述感兴趣区域对应的子成像图像为非均匀图像；

确定各所述感兴趣区域的明暗交界位置；

根据各所述感兴趣区域在所述成像图像中的位置以及各所述感兴趣区域的明暗交界位置，确定所述镜头的光心。

优选地，在所述成像图像中选取至少两个感兴趣区域的步骤包括：

获取至少一组相对所述成像图像的中心对称的子成像区域；

计算所述子成像区域对应的子成像图像的亮度平均值；

分别比对各组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值和第一预设亮度值；

当所有各组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值均小于或等于第一预设亮度值时，选取各组所述子成像区域为感兴趣区域。

优选地，在分别比对各组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值和第一预设亮度值的步骤之后，还包括以下步骤：

当至少一组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值大于第一预设亮度值时，增大所述子成像区域的预设面积；

返回执行所述获取至少一组相对所述成像图像的中心对称的子成像区域的步骤；或，

当至少一组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值大于第一预设亮度值时，生成第一提示信号。

优选地，在所述成像图像中选取至少两个感兴趣区域的步骤包括：

获取至少两个子成像区域，其中，各所述子成像区域的中心与所述成像图像的中心之间的距离均相等；

计算所述子成像区域对应的子成像图像的亮度平均值，并计算所有所述亮度平均值的离散程度；

当所述离散程度小于或等于预设离散程度时，选取各所述子成像区域为感兴趣区域。

优选地，在计算所述子成像区域对应的子成像图像的亮度平均值，并计算所有所述亮度平均值的离散程度的步骤之后，还包括以下步骤：

当所述离散程度大于所述预设离散程度时，增大所述子成像区域的预设面积；

返回执行所述获取至少两个子成像区域，其中，各所述子成像区域的中心与所述成像图像的中心之间的距离均相等的步骤；或，

当所述离散程度大于所述预设离散程度时，生成第一提示信号。

优选地，确定各所述感兴趣区域的明暗交界位置的步骤包括：

获取所述感兴趣区域对应的子成像图像的亮度平均值L_a；

依次获取所述感兴趣区域对应的子成像图像中、预设方向上各像素的亮度值，记第i个像素的亮度值为L⁽ⁱ⁾；

根据L⁽ⁱ⁾ _n＝(L⁽ⁱ⁾-L_a)/L_a，计算第i个像素的标准化亮度值L⁽ⁱ⁾ _n；

计算所述预设方向上第i+1个像素和第i个像素的标准化亮度值的差的绝对值，记为ΔL⁽ⁱ⁾＝|L⁽ⁱ⁺¹⁾ _n-L⁽ⁱ⁾ _n|；

获取所述预设方向上ΔL⁽ⁱ⁾的最大值，以及ΔL⁽ⁱ⁾为最大值时对应的i的值i_b；

确定第i_b+1个像素和第i_b个像素的交界位置为所述感兴趣区域的明暗交界位置。

优选地，根据各所述感兴趣区域在所述成像图像中的位置以及各所述感兴趣区域的明暗交界位置，确定所述镜头的光心的步骤包括：

根据所述感兴趣区域的中心与所述成像图像的中心之间的距离，将所述感兴趣区域分为至少一组；

分别计算各组中所述感兴趣区域的明暗交界位置的中点；

当所述感兴趣区域的组数等于1时，根据该组感兴趣区域的明暗交界位置的中点确定所述镜头的光心；

当所述感兴趣区域的组数大于1时，计算各组感兴趣区域的明暗交界位置的中点的平均位置，根据所述平均位置确定所述镜头的光心。

优选地，在确定各所述感兴趣区域的明暗交界位置的步骤之前，所述镜头光心的检测方法还包括以下步骤：

获取所述成像图像中各像素的亮度值；

比对所述像素的亮度值和第二预设亮度值，以及所述像素的亮度值和第三预设亮度值；

当所述像素的亮度值小于所述第二预设亮度值，或所述像素的亮度值大于所述第三预设亮度值时，剔除所述像素；

其中，所述第二预设亮度值小于所述第三预设亮度值。

优选地，当所述像素的亮度值小于所述第二预设亮度值，或所述像素的亮度值大于所述第三预设亮度值时，剔除所述像素的步骤包括：

当所述像素的亮度值小于所述第二预设亮度值，或所述像素的亮度值大于所述第三预设亮度值时，累加一个异常数目；

比对累加的所述异常数目和预设数目；

当所述异常数目小于或等于所述预设数目时，剔除所述像素；

当所述异常数目大于所述预设数目时，生成第二提示信号。

本发明还提出一种镜头光心的检测装置，所述镜头光心的检测装置包括图像获取模块，存储器，处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的镜头光心的检测程序，其中：所述图像获取模块用以获取所述镜头拍摄标准图像所得的成像图像，其中，所述标准图像为单色均匀图像；所述镜头光心的检测程序被所述处理器执行时实现镜头光心的检测方法的步骤，所述镜头光心的检测方法包括以下步骤：获取所述镜头拍摄标准图像所得的成像图像，其中，所述标准图像为单色均匀图像；在所述成像图像中选取至少两个感兴趣区域，其中，所述感兴趣区域对应的子成像图像为非均匀图像；确定各所述感兴趣区域的明暗交界位置；根据各所述感兴趣区域在所述成像图像中的位置以及各所述感兴趣区域的明暗交界位置，确定所述镜头的光心。

本发明技术方案中，镜头光心的检测方法包括以下步骤：获取镜头拍摄标准图像所得的成像图像，其中，标准图像为单色均匀图像；在成像图像中选取至少两个感兴趣区域(region of interest，ROI)，其中，ROI对应的子成像图像为非均匀图像，由于镜头光心及光心附近的成像性能与镜头边缘的成像性能存在差别，所得成像图像的四周的亮度将变暗，选取存在亮度变化的ROI；确定各ROI的明暗交界位置；根据各ROI在成像图像中的位置以及各ROI的明暗交界位置，确定镜头的光心，成像图像中亮度的变化是相对镜头光心中心对称的，根据各ROI自身在成像图像中的位置以及各ROI中的明暗交界位置，能够得出镜头的光心。本发明技术方案通过在成像图像中选择具有一定范围的ROI，并根据ROI中明暗的变化确定镜头的光心，从而有效避免了成像图像中孤立坏点的干扰，提高了光心检测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明镜头光心的检测方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明镜头光心的检测方法第九实施例中步骤S400的细化流程示意图；

图3为本发明镜头光心的检测方法第十实施例的流程示意图；

图4为本发明镜头光心的检测方法一具体示例中成像图像的示意图；

图5为本发明镜头光心的检测装置一实施例的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种镜头光心的检测方法，根据镜头所得成像图像中的明暗交界位置，确定镜头的光心，有助于排除个别坏点的干扰，提高镜头光心检测的准确性。

在本发明的第一实施例中，如图1所示，该镜头光心的检测方法包括以下步骤：

步骤S100、获取镜头拍摄标准图像所得的成像图像，其中，标准图像为单色均匀图像；

标准图像中各点的颜色与灰度均一致，并占据镜头的全部画幅，从而使镜头拍摄标准图像所得的成像图像能够准确反映镜头本身的成像性质，排除被拍摄的标准图像的干扰。具体的，标准图像可以是全白图像或灰度一致的全灰图像等。

步骤S200、在成像图像中选取至少两个ROI，其中，ROI对应的子成像图像为非均匀图像；

在确定镜头的光心时，主要针对ROI对应的一较小范围内的子成像图像进行分析，以减少所需处理的数据量。考虑到镜头本身是中心对称的，成像图像也是中心对称或接近中心对称的，那么，在选取ROI时，可以围绕成像图像的位置中心选取至少两个ROI，以简化后续镜头光心位置的计算，后文中还将详细阐述。同时，所选取的ROI对应的子成像图像应该为非均匀图像，也就是说，在子成像图像中，存在像素明暗的变化，ROI通常选自成像图像的四周区域。

步骤S300、确定各ROI的明暗交界位置；

在二维的ROI对应的子成像图像中，明暗交界位置通常对应为一条明暗交界线。当然，在确定镜头光心的过程中，也可以选择ROI中预设方向上的明暗交界点，作为参考，后文中还将详细阐述。在确定ROI的明暗交界位置时，计算ROI中像素的亮度变化梯度，其中亮度变化梯度最大的位置，即明暗交界位置。

步骤S400、根据各ROI在成像图像中的位置以及各ROI的明暗交界位置，确定镜头的光心。

考虑到镜头本身是中心对称的，在整个成像图像中，完整的明暗交界线是以成像图像的明暗分布中心为圆心的圆或椭圆，其中，成像图像的明暗分布中心与镜头光心相对应。根据各ROI的明暗交界位置，能够得出部分明暗交界线或明暗交界点的位置，再结合ROI本身在成像图像中的位置，就能够根据圆或椭圆的几何性质得出成像图像的明暗分布中心。再根据明暗分布中心得出镜头的光心位置。

在本实施例中，镜头光心的检测方法包括以下步骤：获取镜头拍摄标准图像所得的成像图像，其中，标准图像为单色均匀图像；在成像图像中选取至少两个ROI，其中，ROI对应的子成像图像为非均匀图像，由于镜头光心及光心附近的成像性能与镜头边缘的成像性能存在差别，所得成像图像的四周的亮度将变暗，选取存在亮度变化的ROI；确定各ROI的明暗交界位置；根据各ROI在成像图像中的位置以及各ROI的明暗交界位置，确定成像图像的明暗分布中心，成像图像中亮度的变化是相对明暗分布中心对称的，根据各ROI自身在成像图像中的位置以及各ROI中的明暗交界位置，能够得出成像图像的明暗分布中心，进而得出镜头的光心。本发明技术方案通过在成像图像中选择具有一定范围的ROI，并根据ROI中明暗的变化确定镜头的光心，从而有效避免了成像图像中孤立坏点对光心检测过程的干扰，提高了光心检测的准确性。并且，在检测镜头光心过程中只需要对ROI中的像素进行分析，还能够减少所需分析的数据量，提高检测效率。

基于上述第一实施例，在本发明的第二实施例中，在成像图像中选取至少两个ROI的步骤包括：

步骤S210、获取至少一组相对成像图像的中心对称的子成像区域；

步骤S220、计算子成像区域对应的子成像图像的亮度平均值；

步骤S230、分别比对各组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值和第一预设亮度值；

步骤S241、当所有各组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值均小于或等于第一预设亮度值时，选取各组子成像区域为ROI。

在根据明暗交界位置确定镜头的光心时，整个成像图像的明暗交界线基本是以与成像图像的明暗分布中心为圆心的圆或椭圆，而成像图像的明暗分布中心又与镜头的光心相对应。为了提高检测的准确性，避免出现ROI没有能覆盖到明暗交界线的情况，本发明方案中，成像图像的明暗分布中心和成像图像的中心之间的距离不能过大，其中，成像图像的明暗分布中心是指成像图像上光斑的中心点，而成像图像的中心是指成像图像位置上的中心，即根据成像图像本身的尺寸确定的中心，而与成像图像中明暗分布无关。在本实施例中，在选择ROI的过程中，对明暗分布中心相对位置中心的偏移进行预判。通过获取至少一组相对成像图像的中心对称的子成像区域，对子成像区域对应的子成像图像的亮度平均值进行计算。当所有各组子成像区域中，也就是相对成像图像的中心对称的子成像图像的亮度平均值相差在第一预设亮度值以内时，表明成像图像的明暗分布中心相对成像图像的中心偏移不大，也就是该镜头的光心偏移不大，则选取相应的子成像区域为ROI。

基于上述第二实施例，进一步的，在本发明的第三实施例中，在步骤S230之后，还包括以下步骤：

步骤S242、当至少一组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值大于第一预设亮度值时，增大子成像区域的预设面积；

返回执行步骤S210。

在本实施例中，当至少一组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值大于第一预设亮度值时，表明至少在该组子成像图像对应的方向上，成像图像的明暗分布中心和成像图像的中心之间有较大的偏差，呈中心对称设置的子成像区域可能无法很好地覆盖同一条明暗交界线。通过增大子成像区域的预设面积，也就是增大ROI的预设处理范围，并返回执行步骤S210，也就是重新选取子成像区域，并对子成像区域对应的子成像图像的亮度平均值进行比对，以期能够通过扩大预设处理范围的方式使ROI能够覆盖同一条明暗交界线，进一步进行光心位置的确定。

基于上述第二实施例，在本发明的第四实施例中，在步骤S230之后，还包括以下步骤：

步骤S243、当至少一组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值大于第一预设亮度值时，生成第一提示信号。

在本实施例中，当至少一组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值大于第一预设亮度值时，表明至少在该组子成像图像对应的方向上，成像图像的明暗分布中心和成像图像的中心之间有较大的偏差，呈中心对称设置的子成像区域可能无法很好地覆盖同一条明暗交界线。也就是该镜头不合格，通过生成第一提示信号提醒相关人员进行处理。

需要注意的是，上述第三实施例和第四实施例也可以相结合，也就是说，当至少一组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值大于第一预设亮度值时，先通过扩大预设处理范围，即增大子成像区域的预设面积的方式，尝试重新确定ROI，当执行确定ROI的循环一定次数后，或者子成像区域的预设面积大于一定值后，表明镜头的光心偏差很大，则生成第一提示信号以提示相关人员进行处理。

基于上述第一实施例，在本发明的第五实施例中，步骤S200包括：

步骤S250、获取至少两个子成像区域，其中，各子成像区域的中心与成像图像的中心之间的距离均相等；

步骤S260、计算子成像区域对应的子成像图像的亮度平均值，并计算所有亮度平均值的离散程度；

步骤S271、当离散程度小于或等于预设离散程度时，选取各子成像区域为ROI。

在本实施例中，考虑到镜头是中心对称的。因此可以选择与成像图像的中心之间距离相等的子成像区域，需要注意的是，在选择子成像区域时，尽量相对成像图像的中心均匀或分散分布，以免所有子成像区域集中在成像图像的一侧，而难以确定光心的位置。当子成像区域对应的子成像图像的亮度平均值的离散程度较小时，表明成像图像的明暗分布中心与成像图像的中心之间的偏离不大，即镜头的光心偏离不大，可选取上述子成像区域为ROI。亮度平均值的离散程度可以根据各子成像图像的亮度平均值的方差、标准差、平均差或极差等进行表征。

基于第五实施例，在本发明的第六实施例中，在步骤S260之后，还包括以下步骤：

步骤S272、当离散程度大于预设离散程度时，增大子成像区域的预设面积；

返回执行步骤S250。

在本实施例中，当离散程度大于预设离散程度时，表明成像图像的明暗分布中心和成像图像的中心之间有较大的偏差，围绕成像图像的中心设置的子成像区域可能无法很好地覆盖同一条明暗交界线。通过增大子成像区域的预设面积，也就是增大ROI的预设处理范围，并返回执行步骤S250，也就是重新选取子成像区域，并计算子成像区域对应的子成像图像的亮度平均值的离散程度，以期能够通过扩大预设处理范围的方式使ROI能够覆盖同一条明暗交界线，进一步进行光心位置的确定。

基于第五实施例，在本发明的第七实施例中，在步骤S260之后，还包括以下步骤：

步骤S273、当离散程度大于预设离散程度时，生成第一提示信号。

在本实施例中，当离散程度大于预设离散程度时，表明成像图像的明暗分布中心和成像图像的中心之间有较大的偏差，呈中心对称设置的子成像区域可能无法很好地覆盖同一条明暗交界线。也就是该镜头不合格，通过生成第一提示信号提醒相关人员进行处理。

需要注意的是，上述第六实施例和第七实施例也可以相结合，也就是说，当离散程度大于预设离散程度时，先通过扩大预设处理范围，即增大子成像区域的预设面积的方式，尝试重新确定ROI，当执行确定ROI的循环一定次数后，或者子成像区域的预设面积大于一定值后，表明镜头的光心偏差很大，则生成第一提示信号以提示相关人员进行处理。

基于上述各实施例，在本发明的第八实施例中，步骤S300包括：

步骤S310、获取ROI对应的子成像图像的亮度平均值L_a；

步骤S320、依次获取ROI对应的子成像图像中、预设方向上各像素的亮度值，记第i个像素的亮度值为L⁽ⁱ⁾；

步骤S330、根据L⁽ⁱ⁾ _n＝(L⁽ⁱ⁾-L_a)/L_a，计算第i个像素的标准化亮度值L⁽ⁱ⁾ _n；

步骤S340、计算预设方向上第i+1个像素和第i个像素的标准化亮度值的差的绝对值，记为ΔL⁽ⁱ⁾＝|L⁽ⁱ⁺¹⁾ _n-L⁽ⁱ⁾ _n|；

步骤S350、获取预设方向上ΔL⁽ⁱ⁾的最大值，以及ΔL⁽ⁱ⁾为最大值时对应的i的值i_b；

步骤S360、确定第i_b+1个像素和第i_b个像素的交界位置为ROI的明暗交界位置。

明暗交界位置对应于成像图像中像素的亮度变化梯度最大的位置，由于最少根据两个明暗交界点的中点，就可以得到成像图像的明暗分布中心，在本实施例中，为了减少计算量，可以在ROI中选取相应的预设方向，并依次获取预设方向上各点的亮度值，通过对相邻两点的亮度值的差的绝对值进行计算，得出亮度变化梯度最大的像素的位置，以确定明暗交界位置。

基于上述各实施例，在本发明的第九实施例中，如图2所示，步骤S400包括：

步骤S410、根据ROI的中心与成像图像的中心之间的距离，将ROI分为至少一组；

步骤S420、分别计算各组中ROI的明暗交界位置的中点；

步骤S431、当ROI的组数等于1时，根据该组ROI的明暗交界位置的中点确定镜头的光心；

步骤S432、当ROI的组数大于1时，计算各组ROI的明暗交界位置的中点的平均位置，根据平均位置确定镜头的光心。

在镜头光心的偏移较小的情况下，各ROI中明暗交界位置是基本相对成像图像的中心对称的，也就是与成像图像的中心之间的距离相等的一组ROI中，明暗交界点处于同一个以成像图像的明暗分布中心为圆心的圆或椭圆上。基于上述考虑，根据ROI的中心与成像图像的中心之间的距离对ROI进行分组，根据同一组中ROI的明暗交界位置的中点，即可得到成像图像的明暗分布中心，进一步得到镜头的光心。当存在多组与成像图像的中心之间的距离不同的ROI时，在根据每组ROI得出明暗分布中心的位置之后，再对各组得到的明暗分布中心的位置进行平均，以平均位置作为成像图像的明暗分布中心，并进一步得出镜头的光心，从而提高检测的准确性。

基于上述各实施例，在本发明的第十实施例中，如图3所示，在步骤S300之前，镜头光心的检测方法还包括以下步骤：

步骤S510、获取成像图像中各像素的亮度值；

步骤S520、比对像素的亮度值和第二预设亮度值，以及像素的亮度值和第三预设亮度值；

步骤S530、当像素的亮度值小于第二预设亮度值，或像素的亮度值大于第三预设亮度值时，剔除像素；

其中，第二预设亮度值小于第三预设亮度值。

在本实施例中，在确定ROI的明暗交界位置之前，预先对成像图像中的坏点进行剔除，需要注意的是，步骤S530与步骤S100和步骤S200之间并无确定的顺序关系。第二预设亮度值对应于成像图像中可能存在的最低亮度值，第三预设亮度值对应于成像图像中可能存在的最高亮度值，当检测到像素的亮度值小于第二预设亮度值，或大于第三预设亮度值时，表明该像素为坏点，则剔除该像素，也就是在后续计算亮度平均值时，不考虑该像素的数据，以进一步排除坏点对检测的干扰。

进一步的，基于第十实施例，在本发明的第十一实施例中，步骤S530包括：

步骤S531、当像素的亮度值小于第二预设亮度值，或像素的亮度值大于第三预设亮度值时，累加一个异常数目；

步骤S532、比对累加的异常数目和预设数目；

步骤S533、当异常数目小于或等于预设数目时，剔除像素；

步骤S534、当异常数目大于预设数目时，生成第二提示信号。

在本实施例中，对剔除坏点的同时对坏点的数目进行记录，当坏点对应的异常数目小于或等于预设数目时，表明坏点的出现是偶发的，则直接剔除该像素，在后续计算中不考虑该像素即可；但是，当坏点对应的异常数目大于预设数目时，表明坏点过多，可能是镜头出现了问题，生成第二提示信号，以提示相关人员进行检查。

如图4所示，为镜头所获得的成像图像。该镜头为一广角镜头，从成像图像中可以看出，成像图像的中心区域亮度相对均匀，而向四周亮度逐渐减弱。

在第一具体示例中，如图4所示，在检测镜头的光心时，选取成像图像中A1和A4两个区域为ROI，A1和A4两个区域对应的子成像图像为非均匀图像。按照A1和A4两个区域的对角线方向(黑色实线对应的方向)，确定明暗交界点，则成像图像的明暗分布中心的坐标为((x₁+x₄)/2,(y1+y₄)/2)，其中，(x₁,y₁)和(x₄,y₄)分别为两个ROI中明暗交界点的坐标。需要注意的是，在选取A1和A4区域时，应尽量选择在成像图像的中心两侧的区域，如果选择的是位于同侧的A1和A2区域，或者A2和A4区域，或者A3和A4区域，或者A1和A3区域，则都难以仅根据两个ROI中的明暗交界点得到整个成像图像的明暗分布中心。

在第二具体示例中，如图4所示，在检测镜头的光心时，选取成像图像中B1、B2和B3为ROI，B1、B2和B3三个区域对应的子成像图像为非均匀图像。按照B1、B2和B3三个区域中黑色实线对应的方向，确定明暗交界点，其中，黑色实线对应的方向上只要存在明暗变化即可。则成像图像的明暗分布中心的坐标为((x_1’+x_2’+x_3’)/3,(y_1’+y_2’+y_3’)/3)，其中，(x_1’,y_1’)、(x_2’,y_2’)和(x_3’,y_3’)分别为B1、B2和B3三个ROI中明暗交界点的坐标。需要注意的是，在选取B1、B2和B3区域时，同样应尽量选择在成像图像的中心两侧的区域。

在第三具体示例中，如图4所示，选取矩形成像图像上的四个角对应的区域A1、A2、A3和A4为ROI(黑色矩形框对应的区域)，并按照图中各ROI的对角线方向(黑色实线对应的方向)，确定明暗交界点，则成像图像的明暗分布中心的坐标为((x₁+x₂+x₃+x₄)/4,(y₁+y₂+y₃+y₄)/4)，其中，(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，(x₃,y₃)和(x₄,y₄)分别为四个ROI中明暗交界点的坐标。

在第四具体示例中，如图4所示，为了进一步提高明暗分布中心的准确性，同时考虑到在成像图像中，各明暗交界线是相对明暗分布中心呈圆形或近似圆形分布的，则选择A1、A2、A3和A4，以及B1、B2和B3共七个ROI，并根据ROI与成像图像的中心之间的距离，分别分为第一组ROI，即A1、A2、A3和A4，以及第二组ROI，即B1、B2和B3。其中，A1、A2、A3和A4中的明暗交界点位于虚线所示的外圈圆上，而B1、B2和B3中的明暗交界点位于虚线所示的内圈圆上。计算A1、A2、A3和A4对应的明暗交界位置的中点坐标，即((x₁+x₂+x₃+x₄)/4,(y₁+y₂+y₃+y₄)/4)，B1、B2和B3对应的明暗交界位置的中点坐标，即((x_1’+x_2’+x_3’)/3,(y_1’+y_2’+y_3’)/3)，那么整个成像图像的明暗分布中心为上述两明暗交界位置的中点的平均位置，也就是(((x₁+x₂+x₃+x₄)/4+(x_1’+x_2’+x_3’)/3)/2,((y₁+y₂+y₃+y₄)/4+(y_1’+y_2’+y_3’)/3)/2)，根据该平均位置，可以更准确地确定镜头的光心。

本发明还提出一种镜头光心的检测装置，如图5所示，镜头光心的检测装置包括图像获取模块100，存储器200，处理器300及存储在存储器200上并可在处理器300上运行的镜头光心的检测程序，其中：图像获取模块100用以获取镜头拍摄标准图像所得的成像图像，其中，标准图像为单色均匀图像。图像获取模块100具体可以是一个检测台，镜头和标准图像均可以固定在检测台上，通过调节镜头和标准图像之间的距离，使镜头能够正常拍摄到标准图像，从而获得成像图像，成像图像又通过检测台上的数据传输接口进行传输，以待后续处理。

处理器300可以调用存储器200中存储的镜头光心的检测程序，并执行以下操作：

获取镜头拍摄标准图像所得的成像图像，其中，标准图像为单色均匀图像；

在成像图像中选取至少两个感兴趣区域，其中，感兴趣区域对应的子成像图像为非均匀图像；

确定各感兴趣区域的明暗交界位置；

根据各感兴趣区域在成像图像中的位置以及各感兴趣区域的明暗交界位置，确定镜头的光心。

处理器300可以调用存储器200中存储的镜头光心的检测程序，在成像图像中选取至少两个感兴趣区域的操作包括：

获取至少一组相对成像图像的中心对称的子成像区域；

计算子成像区域对应的子成像图像的亮度平均值；

分别比对各组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值和第一预设亮度值；

当所有各组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值均小于或等于第一预设亮度值时，选取各组子成像区域为感兴趣区域。

处理器300可以调用存储器200中存储的镜头光心的检测程序，在分别比对各组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值和第一预设亮度值的操作之后，还执行以下操作：

当至少一组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值大于第一预设亮度值时，增大子成像区域的预设面积；

返回执行获取至少一组相对成像图像的中心对称的子成像区域的步骤；或，

当至少一组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值大于第一预设亮度值时，生成第一提示信号。

处理器300可以调用存储器200中存储的镜头光心的检测程序，在成像图像中选取至少两个感兴趣区域的操作包括：

获取至少两个子成像区域，其中，各子成像区域的中心与成像图像的中心之间的距离均相等；

计算子成像区域对应的子成像图像的亮度平均值，并计算所有亮度平均值的离散程度；

当离散程度小于或等于预设离散程度时，选取各子成像区域为感兴趣区域。

处理器300可以调用存储器200中存储的镜头光心的检测程序，在计算子成像区域对应的子成像图像的亮度平均值，并计算所有亮度平均值的离散程度的操作之后，还执行以下操作：

当离散程度大于预设离散程度时，增大子成像区域的预设面积；

返回执行获取至少两个子成像区域，其中，各子成像区域的中心与成像图像的中心之间的距离均相等的步骤；或，

当离散程度大于预设离散程度时，生成第一提示信号。

处理器300可以调用存储器200中存储的镜头光心的检测程序，确定各感兴趣区域的明暗交界位置的操作包括：

获取感兴趣区域对应的子成像图像的亮度平均值L_a；

依次获取感兴趣区域对应的子成像图像中、预设方向上各像素的亮度值，记第i个像素的亮度值为L⁽ⁱ⁾；

根据L⁽ⁱ⁾ _n＝(L⁽ⁱ⁾-L_a)/L_a，计算第i个像素的标准化亮度值L⁽ⁱ⁾ _n；

计算预设方向上第i+1个像素和第i个像素的标准化亮度值的差的绝对值，记为ΔL⁽ⁱ⁾＝|L⁽ⁱ⁺¹⁾ _n-L⁽ⁱ⁾ _n|；

获取预设方向上ΔL⁽ⁱ⁾的最大值，以及ΔL⁽ⁱ⁾为最大值时对应的i的值i_b；

确定第i_b+1个像素和第i_b个像素的交界位置为感兴趣区域的明暗交界位置。

处理器300可以调用存储器200中存储的镜头光心的检测程序，根据各感兴趣区域在成像图像中的位置以及各感兴趣区域的明暗交界位置，确定镜头的光心的操作包括：

根据感兴趣区域的中心与成像图像的中心之间的距离，将感兴趣区域分为至少一组；

分别计算各组中感兴趣区域的明暗交界位置的中点；

当感兴趣区域的组数等于1时，根据该组感兴趣区域的明暗交界位置的中点确定镜头的光心；

当感兴趣区域的组数大于1时，计算各组感兴趣区域的明暗交界位置的中点的平均位置，根据平均位置确定镜头的光心。

处理器300可以调用存储器200中存储的镜头光心的检测程序，在确定各感兴趣区域的明暗交界位置的操作之前，还执行以下操作：

获取成像图像中各像素的亮度值；

比对像素的亮度值和第二预设亮度值，以及像素的亮度值和第三预设亮度值；

当像素的亮度值小于第二预设亮度值，或像素的亮度值大于第三预设亮度值时，剔除像素；

其中，第二预设亮度值小于第三预设亮度值。

处理器300可以调用存储器200中存储的镜头光心的检测程序，当像素的亮度值小于第二预设亮度值，或像素的亮度值大于第三预设亮度值时，剔除像素的操作包括：

当像素的亮度值小于第二预设亮度值，或像素的亮度值大于第三预设亮度值时，累加一个异常数目；

比对累加的异常数目和预设数目；

当异常数目小于或等于预设数目时，剔除像素；

当异常数目大于预设数目时，生成第二提示信号。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种镜头光心的检测方法，其特征在于，所述镜头光心的检测方法包括以下步骤：

获取所述镜头拍摄标准图像所得的成像图像，其中，所述标准图像为单色均匀图像；

在所述成像图像中选取至少两个感兴趣区域，该至少两个感兴趣区域中有两个感兴趣区域分设在穿过所述成像图像中心的直线的两端，其中，所述感兴趣区域对应的子成像图像为非均匀图像；

确定各所述感兴趣区域的明暗交界位置；

根据各所述感兴趣区域在所述成像图像中的位置以及各所述感兴趣区域的明暗交界位置，确定所述镜头的光心；

根据各所述感兴趣区域在所述成像图像中的位置以及各所述感兴趣区域的明暗交界位置，确定所述镜头的光心的步骤包括：

根据所述感兴趣区域的中心与所述成像图像的中心之间的距离，将所述感兴趣区域分为至少一组；

分别计算各组中所述感兴趣区域的明暗交界位置的中点，计算所得的各组的中点由该组中所有感兴趣区域的明暗交界位置共同求得；

当所述感兴趣区域的组数等于1时，根据该组感兴趣区域的明暗交界位置的中点确定所述镜头的光心；

当所述感兴趣区域的组数大于1时，计算各组感兴趣区域的明暗交界位置的中点的平均位置，根据所述平均位置确定所述镜头的光心。

2.如权利要求1所述的镜头光心的检测方法，其特征在于，在所述成像图像中选取至少两个感兴趣区域的步骤包括：

获取至少一组相对所述成像图像的中心对称的子成像区域；

计算所述子成像区域对应的子成像图像的亮度平均值；

分别比对各组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值和第一预设亮度值；

当所有各组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值均小于或等于第一预设亮度值时，选取各组所述子成像区域为感兴趣区域。

3.如权利要求2所述的镜头光心的检测方法，其特征在于，在分别比对各组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值和第一预设亮度值的步骤之后，还包括以下步骤：

当至少一组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值大于第一预设亮度值时，增大所述子成像区域的预设面积；

返回执行所述获取至少一组相对所述成像图像的中心对称的子成像区域的步骤；或，

当至少一组中两子成像图像的亮度平均值的差的绝对值大于第一预设亮度值时，生成第一提示信号。

4.如权利要求1所述的镜头光心的检测方法，其特征在于，在所述成像图像中选取至少两个感兴趣区域的步骤包括：

获取至少两个子成像区域，其中，各所述子成像区域的中心与所述成像图像的中心之间的距离均相等；

计算所述子成像区域对应的子成像图像的亮度平均值，并计算所有所述亮度平均值的离散程度；

当所述离散程度小于或等于预设离散程度时，选取各所述子成像区域为感兴趣区域。

5.如权利要求4所述的镜头光心的检测方法，其特征在于，在计算所述子成像区域对应的子成像图像的亮度平均值，并计算所有所述亮度平均值的离散程度的步骤之后，还包括以下步骤：

当所述离散程度大于所述预设离散程度时，增大所述子成像区域的预设面积；

返回执行所述获取至少两个子成像区域，其中，各所述子成像区域的中心与所述成像图像的中心之间的距离均相等的步骤；或，

当所述离散程度大于所述预设离散程度时，生成第一提示信号。

6.如权利要求1所述的镜头光心的检测方法，其特征在于，确定各所述感兴趣区域的明暗交界位置的步骤包括：

获取所述感兴趣区域对应的子成像图像的亮度平均值L_a；

依次获取所述感兴趣区域对应的子成像图像中、预设方向上各像素的亮度值，记第i个像素的亮度值为L⁽ⁱ⁾；

根据L⁽ⁱ⁾ _n＝(L⁽ⁱ⁾-L_a)/L_a，计算第i个像素的标准化亮度值L⁽ⁱ⁾ _n；

计算所述预设方向上第i+1个像素和第i个像素的标准化亮度值的差的绝对值，记为ΔL⁽ⁱ⁾＝|L⁽ⁱ⁺¹⁾ _n-L⁽ⁱ⁾ _n|；

获取所述预设方向上ΔL⁽ⁱ⁾的最大值，以及ΔL⁽ⁱ⁾为最大值时对应的i的值i_b；

确定第i_b+1个像素和第i_b个像素的交界位置为所述感兴趣区域的明暗交界位置。

7.如权利要求1至6中任一项所述的镜头光心的检测方法，其特征在于，在确定各所述感兴趣区域的明暗交界位置的步骤之前，所述镜头光心的检测方法还包括以下步骤：

获取所述成像图像中各像素的亮度值；

比对所述像素的亮度值和第二预设亮度值，以及所述像素的亮度值和第三预设亮度值；

当所述像素的亮度值小于所述第二预设亮度值，或所述像素的亮度值大于所述第三预设亮度值时，剔除所述像素；

其中，所述第二预设亮度值小于所述第三预设亮度值。

8.如权利要求7所述的镜头光心的检测方法，其特征在于，当所述像素的亮度值小于所述第二预设亮度值，或所述像素的亮度值大于所述第三预设亮度值时，剔除所述像素的步骤包括：

当所述像素的亮度值小于所述第二预设亮度值，或所述像素的亮度值大于所述第三预设亮度值时，累加一个异常数目；

比对累加的所述异常数目和预设数目；

当所述异常数目小于或等于所述预设数目时，剔除所述像素；

当所述异常数目大于所述预设数目时，生成第二提示信号。

9.一种镜头光心的检测装置，其特征在于，所述镜头光心的检测装置包括图像获取模块，存储器，处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的镜头光心的检测程序，其中：

所述图像获取模块用以获取所述镜头拍摄标准图像所得的成像图像，其中，所述标准图像为单色均匀图像；

所述镜头光心的检测程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的镜头光心的检测方法的步骤。

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