(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 202210249149.8 (22)申请日 2022.03.14 (71)申请人 南京大学 地址 210046 江苏省南京市栖霞区仙林大 道163号 (72)发明人 闫锋　杨婷　王凯　王一鸣　 吴天泽　吴永杰　蒋骏杰　 (74)专利代理 机构 江苏法德东恒律师事务所 32305 专利代理师 李媛媛 (51)Int.Cl. H04N 5/232(2006.01) G06T 7/00(2017.01) (54)发明名称 一种基于图像信息熵的相机自动对焦方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于图像信息熵的相机 自动对焦方法。 该方法包括如下步骤： 针对相机 实时取景的图像， 计算图像的信息熵， 相机根据 计算的信息熵数据自动调整焦距， 获得调焦的距 离； 根据所述调焦的距离和计算的信息熵数据拟 合曲线， 得到信息熵的最大拟合值； 继续实时计 算图像的信息熵， 当某时刻的实时图像信息熵与 信息熵的最大拟合值相等时， 则相机处于准焦状 态， 停止调焦； 否则， 相机继续自动进行调焦。 本 发明提供的图像信息熵计算方法， 可以针对灰度 图进行图像信息熵的计算， 对不同图像进行区 分， 相较于传统的只能区分图像不同灰度值像素 的构成比例的香农熵计算方法而言， 本发明的计 算方法在区分图像结构信息方面更有 优势。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 114845042 A 2022.08.02 CN 114845042 A 1.一种基于图像信息熵的相机自动对焦方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 针对相机实时取景的图像， 计算图像的信息熵， 相机根据计算的信息熵数据自动调整 焦距， 获得调焦的距离； 根据所述调焦的距离和计算的信息熵数据拟合曲线， 得到信息熵的最大拟合 值； 继续实时计算图像的信 息熵， 当某时刻的实时图像信 息熵与信 息熵的最大拟合值相等 时， 则相机处于准焦状态， 停止调焦； 否则， 相机继续自动进行调焦。 2.根据权利要求1所述的一种基于图像信 息熵的相机自动对焦方法， 其特征在于， 在计 算图像的信息熵时， 对于图像中的每个像素， 考虑以当前像素为中心的3 ×3大小的邻域， 如 果该邻域中存在与当前像素相差8 个以上灰度值的像素， 则将当前像素视为一个有效像素， 并记录邻域中与当前像素 灰度值相差8个以上的像素 数量i， i的取值 为1～8。 3.根据权利要求2所述的一种基于图像信 息熵的相机自动对焦方法， 其特征在于， 在计 算图像的信息熵时， 对所有像素 处理结束后， 找到所有满足条件的有效像素并进一步得到i 为1到8所分别对应的像素 数量ni， 再用下面的公式计算图像的信息熵： 其中， P(xi)＝ni/N对应各i值像素数量占图像像素总数的比例， 其中ni为有效像素数 量， N为图像像素总数。 4.根据权利要求1所述的一种基于图像信 息熵的相机自动对焦方法， 其特征在于， 在计 算图像的信息熵时， 在图像的最外周打一圈padding， 所打的padding值为图像所有像素的 灰度均值。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114845042 A 2一种基于图像信息熵的相机自动对焦 方法 技术领域 [0001]本发明涉及一种基于图像信息熵的相机自动对焦方法， 属于相机自动对焦领域。 背景技术 [0002]目前主要的相机调 焦方法分为手动对焦和自动对焦。 手动对焦依赖于拍照主体的 操作能力， 精度较低。 自动对焦主要有 单次自动对焦和连续自动对焦， 单次自动对焦在半按 快门对焦后到完全按 下快门拍照 期间， 如果场景发生变化， 则拍到的图片会失焦 模糊； 连续 自动对焦需要指定跟焦的目标， 不能清晰地拍摄场景全局。 [0003]图像信息熵， 是描述图像携带信息量的一种表征方法。 当一张图片处于准焦状态 即清晰度最高时， 传达给我们的信息最多， 也就意味着信息熵最大； 而当图片失焦模糊时， 我们无法从 中获取足够的信息， 也就是说信息熵较小。 由于信息熵是数值化的表示， 所以描 述精度较高。 [0004]目前最受欢迎和被广 泛接受的图像测量方法是由香农在1948年提出的熵， 通常被 称为香农熵。 香农熵的计算公式为 [0005] [0006]在图像中， i对应像素灰度值， P(xi)对应灰度值为i的像素数量占图像总像素数的 比例。 由于香农熵最初是在通信学中两个信道互不干扰的条件基础上提出 的， 是基于一个 数据集的组件的概率分布来计算的， 所以它 是对统计信息的一种度量， 并且只依赖于数据 集的组成， 无法表征数据的结构信息， 在用于像素间可能具有关联性的图像上时存在先天 缺陷。 因此基于香农熵的图像信息熵计算方法在表征图像结构信息上不具有广泛适用性。 发明内容 [0007]针对以上现有技术中存在的缺陷， 本发明的目的在于提供一种基于图像信息熵的 相机自动对焦方法。 [0008]本发明的技 术方案如下： [0009]一种基于图像信息熵的相机自动对焦方法， 包括如下步骤： [0010]针对相机实时取景的图像， 计算图像的信息熵， 相机根据计算的信息熵数据自动 调整焦距， 获得调焦的距离； [0011]根据所述调焦的距离和计算的信息熵数据拟合曲线， 得到信息熵的最大拟合 值； [0012]继续实时计算图像的信息熵， 当某时刻的实时图像信息熵与信息熵的最大拟合值 相等时， 则相机处于准焦状态， 停止调焦； 否则， 相机继续自动进行调焦。 [0013]进一步地， 在 计算图像的信息熵时， 对于图像中的每个像素， 考虑以当前像素为中 心的3×3大小的邻域， 如果该邻域中存在与当前像素相差8 个以上灰度值的像素， 则将当前 像素视为一个有效像素， 并记录邻域中与当前像素灰度值相差8 个以上的像素数量i， i的取 值为1～8。说　明　书 1/4 页 3 CN 114845042 A 3