(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210445964.1 (22)申请日 2022.04.26 (71)申请人 苏州盖德光电科技有限公司 地址 215300 江苏省苏州市昆山市玉山 镇 新塘路826号3号厂房 (72)发明人 肖明艳　康执玺　王伟良　 (51)Int.Cl. H04N 5/232(2006.01) G06T 7/13(2017.01) (54)发明名称 一种基于FPGA连续变焦电视观瞄具的自动 聚焦方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于FPGA连续变焦电视 观瞄具的自动聚焦方法， 在FPGA上可以实现实时 复原离焦图像的清晰边缘， 由前n帧图像叠加得 到预测清晰度， 使用4个方向scharr算子和 非极 大值抑制可以预测到更精确的清晰图像梯度； 由 自适应变焦 跟踪曲线对 此时焦面位置进行定位， 通过对比电机起始电压和焦面清晰阈值内电压 的大小， 可以使电机直接往清晰处走， 在阈值范 围内使用不同速率的爬山算法找到清晰位置， 节 约了电机在来回转动寻找最大梯度的时间， 这种 基于FPGA连续变焦电视观瞄具的自动聚焦方法 从复原离焦图像边缘梯度和定位阈值内焦面位 置来找聚焦的清晰画面， 节约了电机来回转动的 时间。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114785952 A 2022.07.22 CN 114785952 A 1.一种基于FPGA连续变焦电视观瞄具的自动聚焦方法， 其特 征是， 包括以下步骤： 步骤A． 开始后， 电机随机起 点开始自动聚焦； 步骤B． 由4个方向的scharr算子求得边缘梯度， 经非极大值抑制得到新梯度， 经中值滤 波降噪， 得到该帧画面的清晰度水平， 接着采集前n 帧图像， 叠加前n帧图像的二值化图像， 由此复原离焦图像清晰边缘， 得到预测清晰处边缘梯度； 并且随机起点开始自动聚焦时由 自适应变焦跟踪曲线， 根据此时变倍电机的电压确定此时的调焦视场和对应的焦面位置， 同一视场下焦面附近图像清晰度和调焦位置近似正态分布， 设置拐点为该视场下调焦阈 值； 步骤C.判断此时调焦电机对应的实时位置； 步骤D.当随机起点电压位于拐点之外时， 往此视场下焦面方向大步长调焦寻找最大 值； 当随机起点电压位于拐点之 间， 预测清晰范围之外时， 往此视场下焦面方向中步长调焦 寻找最大值； 当随机起点电压位于预测清晰范围之内时， 往此视场下焦面方向用爬山法小 步长调焦寻找最大值； 步骤E.由爬山法判断电机是否停在画面清晰处； 步骤F.当电机未停在画面清晰处时， 重新回到步骤C； 当电机停在画面清晰处时， 电机 停止转动， 结束动作。 2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA连续变焦电视观瞄具的自动聚焦方法， 其特征 是， 所述步骤B中4个方向sc harr算子求得边 缘梯度的公式为： 。 3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA连续变焦电视观瞄具的自动聚焦方法， 其特征权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114785952 A 2是， 所述步骤B中非极大值抑制处 理公式为： 。 4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA连续变焦电视观瞄具的自动聚焦方法， 其特征 是， 所述步骤B中图像的梯度公式为： 。 5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA连续变焦电视观瞄具的自动聚焦方法， 其特征 是， 所述步骤B中由自适应变焦跟踪曲线， 根据此时变倍电机的电压确定此时的调焦视场和 对应的焦面 位置计算公式为： 。 6.根据权利要求1所述的一种基于FPGA连续变焦电视观瞄具的自动聚焦方法， 其特征 是， 所述步骤B中正态分布的阈值计算公式为： ， 当x=μ时， ， 正态分布的最大值等于该视场下梯度的最大值， 可以求得步骤D中大步长调 焦和中步长调焦的阈值范围； 当x= μ ‑σ 或x= μ+σ 时， 为变焦电机在z处的坐标值， 则由z和电压的对应关系可 得 μ=Voltage(z)时， 得到步骤B中的拐点 和 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114785952 A 3