CN109307970A - 一种相机自动对焦方法 - Google Patents

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张天皓
陈路南
曾纪光
何书培
张涛
叶开永
翟亮
曹伟魏
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    • G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/32—Means for focusing
    • G03B13/34—Power focusing
    • G03B13/36—Autofocus systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
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    • H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals

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Abstract

本发明提供了一种相机自动对焦方法，包括如下步骤：步骤1：用相机拍摄图片，选取一条分界线，此分界线所分开的区域一边黑，一边白；步骤2：计算图片所选取的分界线上区域之间灰色区域的宽度；步骤3：找到理论焦距范围，然后以固定步伐上下移动拍照；步骤4：直线拟合拍摄位置和灰色区域的宽度的曲线；步骤5：通过曲线找到最优拍摄位置，实现对焦。本发明能够精确控制相机焦距的调整，有利于提高精度的同时进行量产普及。

Description

一种相机自动对焦方法
技术领域
本发明涉及工业检测领域，尤其涉及一种相机自动对焦方法。
背景技术
工业检测领域，相机是最核心的测试部件之一。对于不同产业用到的检测方案，都起着重大作用。包括流水线装配、产品缺陷检验、产品功能模块测试等。但在相机对焦方面，还没有普及较为先进的调试方案，目前仍比较多地采用景深尺、目视等精度不高的方法，单台机器可以人工做到，一旦机器数量增多到几十甚至上百台时，特别是涉及若干台机器共同完成检测，那么要求机器的参数保持一致性，将会出现很难控制的问题，直接影响最终结果。
发明内容
为了解决现有技术中问题，本发明提供了一种相机自动对焦方法。
1、图像的清晰程度可以用如下方式进行测量：
1)用相机拍摄一条边界线(一边黑，一边白)
2)计算图片上区域之间灰色区域的宽度
3)当宽度越小时，图像越清晰
2、计算灰色区域宽度的方法：
1)从图像上画一条横跨黑白区域的线(如图二)
2)画出这条线的灰度-位置图及其导数图(如图三)
3)根据灰度-位置图及其导数图计算灰色区域的宽度：
以导数图的最高点对应灰度位置图的点作为起点，向两侧找到曲线上黑区白区之间一定比例灰度值的点(A,B)，根据AB点计算曲线斜率，根据斜率找出灰色区域宽度(曲线上变化区域的宽度)。
3、根据远心镜头，进行如下方法：
1)根据理论计算，物体-焦平面的距离与图片上灰色区域的宽度成线性
2)找到理论焦距范围(来自产品规格书)，然后以固定步伐(根据相机景深决定)上下移动拍照
3)直线拟合拍摄位置和灰色区域的宽度的曲线(如图四)
4)通过曲线找到最优拍摄位置(两条拟合曲线的交点)，实现对焦。
本发明的有益效果是：
本发明能够精确控制相机焦距的调整，有利于提高精度的同时进行量产普及。
该技术能够量化图片清晰程度。
该技术能对远心镜头通过拟合的方式快速找出焦距位置。
附图说明
图1a是被拍摄的图片；图1b是图1a中的中间部分的放大图，显示选一条分界线；图1c是图1b中的部分放大图，图中显示分界线上的灰色区域；
图2是用来显示横跨黑白区域的线；
图3是灰度-位置图；
图4是拟合曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
一种相机自动对焦方法，包括如下步骤：
步骤1：用相机拍摄图片(如图1a所示)，选取一条分界线，此分界线所分开的区域一边黑，一边白；如图1b所示，上面为黑色，下面为白色；
步骤2：计算图片所选取的分界线上区域之间灰色区域的宽度；见图1c中的分界线上的灰色区域；当灰色区域宽度越小时，图像越清晰；
其中计算灰色区域宽度的方法：
步骤2.1：从图像上画一条横跨黑白区域的线；如图2所示；
步骤2.2：画出这条线的灰度-位置图及其导数图；如图3所示；
步骤2.3：根据灰度-位置图及其导数图计算灰色区域的宽度：
以导数图的最高点C对应灰度位置图的点作为起点，向两侧找到曲线上黑区白区之间一定比例灰度值的点A和B，根据AB点计算曲线斜率，根据斜率找出灰色区域宽度，灰色区域宽度为曲线上变化区域的宽度；
步骤3：根据理论计算，物体-焦平面的距离与图片上灰色区域的宽度成线性，找到理论焦距范围(来自产品规格书)，然后以固定步伐(根据相机景深决定)上下移动拍照；
步骤4：直线拟合拍摄位置和灰色区域的宽度的曲线(如图4)；
步骤5：通过曲线找到最优拍摄位置(两条拟合曲线的交点)，实现对焦。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种相机自动对焦方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：用相机拍摄图片，选取一条分界线，此分界线所分开的区域一边黑，一边白；
步骤2：计算图片所选取的分界线上区域之间灰色区域的宽度；
其中计算灰色区域宽度的方法：
步骤2.1：从图像上画一条横跨黑白区域的线；
步骤2.2：画出这条线的灰度-位置图及其导数图；
步骤2.3：根据灰度-位置图及其导数图计算灰色区域的宽度：
以导数图的最高点C对应灰度位置图的点作为起点，向两侧找到曲线上黑区白区之间一定比例灰度值的点A和B，根据AB点计算曲线斜率，根据斜率找出灰色区域宽度，灰色区域宽度为曲线上变化区域的宽度；
步骤3：找到理论焦距范围，然后以固定步伐上下移动拍照；
步骤4：直线拟合拍摄位置和灰色区域的宽度的曲线；
步骤5：通过曲线找到最优拍摄位置，实现对焦。
2.根据权利要求1所述的一种相机自动对焦方法，其特征在于：所述理论焦距范围来自产品规格书。
3.根据权利要求1所述的一种相机自动对焦方法，其特征在于：所述固定步伐根据相机景深决定。
4.根据权利要求1所述的一种相机自动对焦方法，其特征在于：所述步骤5的最优拍摄位置为两条拟合曲线的交点。
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