[发明专利]一种光学相机自适应快速调焦装置及调焦方法

摘要

一种光学相机自适应快速调焦装置，包括检焦判断器（1）、图像采集器（2）、数据运算器（3）、调焦驱动组件（9）、编码器（7）。编码器（7）获取光学相机像面（10）的位置，图像采集器（2）获取量化图像，数据运算器（3）计算图像的构形熵，检焦判断器（1）计算两个不同位置处的图像构形熵并根据结果发出调焦信息至调焦驱动组件（9），带动光学相机像面（10）到达最大构形熵所在位置。光学相机自适应快速调焦方法，通过比较光学相机像面（10）在两个不同位置处所成图像的构形熵的比较结果调整移动方向，最终找到最大图像构形熵所在的位置作为光学相机像面（10）合焦位置。本发明调焦速度快精度高，满足弱对比度目标的航天遥感。

主权项

1.一种光学相机自适应快速调焦装置，其特征在于包括：检焦判断器（1）、图像采集器（2）、数据运算器（3）、调焦驱动组件（9）、运动部件（6）、编码器（7）和锁定部件（8），其中：运动部件（6）：与光学相机像面（10）固定连接，并在调焦驱动组件（9）的驱动下带动光学相机像面（10）沿光学相机的光轴移动；锁定部件（8）：对运动部件（6）的运动进行锁定；编码器（7）：获取光学相机像面（10）静止时的位置信息P_r并送至检焦判断器（1）；r=0时光学相机像面（10）处于初始位置，r=1,2,…R时光学相机像面（10）处于第r次移动后的位置，R为调焦完成后光学相机像面（10）可能的总移动次数；图像采集器（2）：从光学相机像面（10）获取原始图像信息，对原始图像信息进行去噪声和非均匀性校正处理得到校正图像信息，对校正图像信息按量化比特数k进行量化得到量化图像信息并送至数据运算器（3）；所述的量化图像信息包括灰度值为i的像元总数N_i，i=0,1,2,…2^k-1，为量化图像的总像元数；数据运算器（3）：根据光学相机像面（10）在静止位置时对应的量化图像信息，计算图像的构形熵并送至检焦判断器（1）；其中M_i=N_i×lgN_i，M_i通过查找预先存储的M_i和N_i的映射关系表获得，与P_r位置对应的构形熵记为H_r；检焦判断器（1）：向光学相机发出成像启动信息；根据编码器（7）传来的位置信息以及数据运算器（3）传来的构形熵计算结果进行判断，若H_r-1<H_r，则发出调焦控制信息至调焦驱动组件（9），使光学相机像面（10）沿与第r次移动方向相同的方向移动至下一位置；若H_r-1>H_r，则发出调焦控制信息至调焦驱动组件（9），使光学相机像面（10）沿与第r次移动方向相反的方向移动至下一位置；通过不断的移动直至找到最大构形熵H_max所对应的光学相机像面（10）所在位置，此时发出控制信息至锁定部件（8），锁定光学相机像面（10）的位置。