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图像调焦过程的清晰度评价函数研究 被引量:20
1
作者 金雪 马卫红 《光学仪器》 2012年第1期59-64,共6页
自动调焦是一类建立在搜索算法上的调焦方法,它通过计算机编程对不同对焦位置所成像的清晰度进行评价,利用正确对焦时图像最清晰这个特征找到正确的对焦位置。判断图像对焦与否是通过图像清晰度对焦评价函数/调焦状态评价函数(调焦判定... 自动调焦是一类建立在搜索算法上的调焦方法,它通过计算机编程对不同对焦位置所成像的清晰度进行评价,利用正确对焦时图像最清晰这个特征找到正确的对焦位置。判断图像对焦与否是通过图像清晰度对焦评价函数/调焦状态评价函数(调焦判定函数)来衡量的。利用每一个调焦判定函数对包含了一组模糊和清晰图像的序列图像进行处理,可以得到对应于相应判定函数的调焦曲线,利用曲线可以非常直观地分析判定函数的性能。结果表明,灰度梯度函数具有比较稳定的调焦特性。 展开更多
关键词 自动调焦 图像清晰度 调焦判定函数 调焦曲线
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调焦系统中数字图像清晰度评价函数的研究 被引量:18
2
作者 冯精武 喻擎苍 +1 位作者 芦宁 冯海明 《机电工程》 CAS 2011年第3期354-356,368,共4页
为了实现基于数字图像处理的自动调焦技术,采用准确有效的图像清晰度评价函数是其实现的关键。通过实验分析比较了梯度函数、频谱函数和熵函数在自动对焦技术中的作用,并研究了各评价函数在实验平台下所表现出来的性能和特点。研究结果... 为了实现基于数字图像处理的自动调焦技术,采用准确有效的图像清晰度评价函数是其实现的关键。通过实验分析比较了梯度函数、频谱函数和熵函数在自动对焦技术中的作用,并研究了各评价函数在实验平台下所表现出来的性能和特点。研究结果表明,Tenengrad函数、Brenner函数和平方梯度函数在焦平面附近具有变化趋势明显和灵敏度高的特点,而在离焦较远时变化不大,适用于要求精确对焦的设备。而方差函数具有良好的单峰性和无偏性,具有较好的计算效率,相对其他的评价方法具有更高的信噪比、可靠性和清晰灵敏度,更好地满足了对图像清晰度评价的要求,适用于摄像头辅助调焦系统中。 展开更多
关键词 图像清晰度 自动对焦 评价函数 焦平面
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自动对焦过程中图像清晰度评价算法研究 被引量:14
3
作者 项魁 高健 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第1期52-55,共4页
文章详细讨论了现有的几种图像清晰度评价算法,在综合比较各算法性能的基础上,提出一种基于图像像素操作的梯度评价算法,建立该评价方法的数学模型,并采用VS2015与OpenCV编程实现其算法流程。对该评价函数进行一组由模糊到清晰再到模糊... 文章详细讨论了现有的几种图像清晰度评价算法,在综合比较各算法性能的基础上,提出一种基于图像像素操作的梯度评价算法,建立该评价方法的数学模型,并采用VS2015与OpenCV编程实现其算法流程。对该评价函数进行一组由模糊到清晰再到模糊样本的实验,并与其它评价函数进行比较分析,结果表明,所提出的评价算法具有单峰性强及更高的灵敏度,可有效实现图像检测过程中自动对焦的图像清晰度判断。 展开更多
关键词 数字图像处理 清晰度评价函数 自动对焦
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SUSAN清晰度评价函数在自动对焦中的应用 被引量:12
4
作者 张艳超 赵建 +1 位作者 韩希珍 刘博超 《中国光学》 EI CAS 2014年第2期240-244,共5页
为了满足自动对焦系统的实时性与抗噪性要求,提出了一种基于SUSAN算子的清晰度评价函数。该函数利用SUSAN边缘提取算子的算法简单、准确度高、抗噪性强的特点,对SUSAN算子边缘检测函数进行改进,将边缘点的USAN值的平方和作为清晰度评价... 为了满足自动对焦系统的实时性与抗噪性要求,提出了一种基于SUSAN算子的清晰度评价函数。该函数利用SUSAN边缘提取算子的算法简单、准确度高、抗噪性强的特点,对SUSAN算子边缘检测函数进行改进,将边缘点的USAN值的平方和作为清晰度评价值,并将其运用到自动对焦算法中。将该函数与几个经典的清晰度评价函数进行性能比较,实验结果表明:对于引入噪声前后的图像序列,基于SUSAN算子的清晰度评价函数均具有良好的单峰性、无偏性和较高的灵敏度;对于256×256的对焦窗口图片,该函数在TMS320C6416硬件平台上的运行时间仅为16 ms。该函数能够满足清晰度评价函数的单峰性、无偏性、高灵敏度等基本特性,同时具有良好的实时性与抗噪性。 展开更多
关键词 SUSAN算子 自动对焦 清晰度评价函数 实时性 抗噪性
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梯度与相关性结合的自动聚焦算法 被引量:11
5
作者 朱倩 姜威 +2 位作者 贲晛烨 马江琦 刘晓芳 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期329-332,共4页
清晰度评价函数是自动聚焦技术的核心部分,性能良好的聚焦曲线应该具有单峰性、无偏性、高灵敏度和抗噪性。通过将梯度差分与统计相关结合使用,提出了一种用邻域互相关对每个像素的梯度值进行加权的算法,并设定阈值去除贡献小的像素点... 清晰度评价函数是自动聚焦技术的核心部分,性能良好的聚焦曲线应该具有单峰性、无偏性、高灵敏度和抗噪性。通过将梯度差分与统计相关结合使用,提出了一种用邻域互相关对每个像素的梯度值进行加权的算法,并设定阈值去除贡献小的像素点。实验中使用定量指标对所提算法、一些传统算法以及一种梯度阈值算法的性能进行了评估。结果表明,所提算法在灵敏度和抗噪性方面效果较优。 展开更多
关键词 图像处理 自动聚焦 清晰度评价函数 梯度 互相关
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一种复合的自动对焦方法在影像测量仪中的应用 被引量:8
6
作者 王平江 陈德军 +1 位作者 巫孟良 陈吉红 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第21期2555-2560,共6页
介绍了三种常用的自动对焦评价函数——方差评价函数、梯度评价函数、频谱评价函数,并对后两种评价函数进行了优化。对比分析了三种评价函数在评价的灵敏度、稳定性和计算速度上的优缺点,在此基础上提出了一种三阶段复合的自动对焦方法... 介绍了三种常用的自动对焦评价函数——方差评价函数、梯度评价函数、频谱评价函数,并对后两种评价函数进行了优化。对比分析了三种评价函数在评价的灵敏度、稳定性和计算速度上的优缺点,在此基础上提出了一种三阶段复合的自动对焦方法,该方法在影像测量仪上表现出良好的对焦特性,可以在保证对焦精度的同时实现快速对焦。 展开更多
关键词 自动对焦 图像清晰度 评价函数 灵敏度 稳定性
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基于最小各向同性小波滤波的图像清晰度识别 被引量:8
7
作者 陈国金 朱妙芬 +1 位作者 施浒立 裘晓光 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期395-399,共5页
提出了基于最小各向同性小波滤波的图像清晰度识别方法,对二维最小各向同性小波滤波提取图像特征进行了研究.直接将原始图像通过带通小波滤波器G0获得图像边缘信息,结合图像能量分析,建立了基于小波滤波的图像清晰度评价函数.利用构建... 提出了基于最小各向同性小波滤波的图像清晰度识别方法,对二维最小各向同性小波滤波提取图像特征进行了研究.直接将原始图像通过带通小波滤波器G0获得图像边缘信息,结合图像能量分析,建立了基于小波滤波的图像清晰度评价函数.利用构建的显微镜自动对焦实验平台,比较分析了基于小波滤波和拉普拉斯的评价方法.实验结果表明,采用基于各向同性小波滤波的自动对焦算法有更好的综合自动对焦性能. 展开更多
关键词 图像处理 图像清晰度 小波滤波 对焦评价函数 显微镜
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基于EMD的无参考图像清晰度评价方法 被引量:6
8
作者 贺金平 阮宁娟 何红艳 《航天返回与遥感》 2013年第5期78-84,共7页
针对现有的灰度变化统计函数不能提供图像全频段综合评价的缺陷,提出了一种新的基于经验模式分解的无参考清晰度评价方法。图像经经验模式分解后,会产生多层本征模式函数图像和剩余图像。不同本征模式函数图像包含了不同频率区间的边缘... 针对现有的灰度变化统计函数不能提供图像全频段综合评价的缺陷,提出了一种新的基于经验模式分解的无参考清晰度评价方法。图像经经验模式分解后,会产生多层本征模式函数图像和剩余图像。不同本征模式函数图像包含了不同频率区间的边缘、纹理信息。模糊图像和清晰图像在相同本征模式函数分解层上,表现出不同的灰度变化特性。通过统计各层本征模式函数图像的极值个数,作等权重加和,并利用整幅图像像素数进行归一化处理,构建了经验模式分解清晰度参数。仿真模糊图像和遥感图像的试验结果验证了该参数评价清晰度的有效性。 展开更多
关键词 清晰度评价 经验模式分解 无参考 图像质量评价 本征模式函数 遥感
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用于影像测量仪垂直尺寸测量的自动对焦技术 被引量:1
9
作者 车一峰 杨国舜 陈立国 《计量学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期521-526,共6页
影像测量仪垂直尺寸测量的自动对焦精度越高,垂直尺寸测量误差就越小。通过对清晰度评价函数性能指标的比较,选择了改进的Tenengrad梯度评价函数;对焦窗口选择全窗口;提出粗精结合的搜索策略,粗对焦时,使用结合二分法的爬山搜索算法;精... 影像测量仪垂直尺寸测量的自动对焦精度越高,垂直尺寸测量误差就越小。通过对清晰度评价函数性能指标的比较,选择了改进的Tenengrad梯度评价函数;对焦窗口选择全窗口;提出粗精结合的搜索策略,粗对焦时,使用结合二分法的爬山搜索算法;精对焦时,使用结合全局搜索算法的高斯曲线拟合法。实验结果表明:自动对焦算法鲁棒性良好,对焦精度高,可达到5μm(1/20景深),平均对焦时间为10 s,能满足实时性要求。 展开更多
关键词 计量学 影像测量仪 垂直尺寸测量 自动对焦技术 清晰度评价函数 对焦窗口 搜索策略
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航空光电侦察图像质量影响因素分析 被引量:5
10
作者 王惠林 刘吉龙 +1 位作者 吴雄雄 栾亚东 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期817-829,共13页
从航空光电侦察系统的实际需求,首先图像信息的角度研究图像质量优劣的定性和定量因素,提出一种基于相似特征区域提取的图像清晰度评价方法,使得图像清晰度的主观感受与客观评价相匹配。其次从成像系统的光学评价角度分析影响成像质量... 从航空光电侦察系统的实际需求,首先图像信息的角度研究图像质量优劣的定性和定量因素,提出一种基于相似特征区域提取的图像清晰度评价方法,使得图像清晰度的主观感受与客观评价相匹配。其次从成像系统的光学评价角度分析影响成像质量的光学传递函数、像差、透过率等因素及其相互关系,然后依据多波段长焦反射式光学系统进行试验结果验证。最后,结合工程实践提升成像质量的要求,指出光学成像系统研制中应重点关注的几个方面,并针对多波段长焦反射式光学系统,给出具体参数建议。 展开更多
关键词 图像质量 图像清晰度 光学评价 光学传递函数
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碳纤维钢针置换装置的自动对焦策略研究
11
作者 徐鹏 罗福源 +1 位作者 徐阳 瞿书涯 《计量与测试技术》 2023年第7期16-20,共5页
为使碳纤维钢针置换装置的视觉系统实现自动对焦,提出了一种基于图像处理的自动对焦策略。该策略采用Tenengrad梯度算子和8方向的Sobel梯度算子,分别作为粗对焦和精对焦阶段的图像清晰度评价函数;提出一种基于图像降采样的改进爬山算法... 为使碳纤维钢针置换装置的视觉系统实现自动对焦,提出了一种基于图像处理的自动对焦策略。该策略采用Tenengrad梯度算子和8方向的Sobel梯度算子,分别作为粗对焦和精对焦阶段的图像清晰度评价函数;提出一种基于图像降采样的改进爬山算法,在不同对焦阶段对图像采用不同次数的降采样,提高了对焦函数的灵敏度。同时,在机械臂上进行视觉系统对焦实验。结果表明:该自动对焦策略切实有效,对焦灵敏且鲁棒性强。 展开更多
关键词 自动对焦 碳纤维钢针置换系统 清晰度评价函数 图像降采样 改进爬山法
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基于色彩相关性的彩色图像清晰度评价算法 被引量:4
12
作者 郭惠楠 曹剑中 +3 位作者 周祚峰 唐利孬 王华 马楠 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期3132-3136,共5页
数字图像的清晰度评价对于相机自动对焦而言至关重要。针对现有清晰度评价函数的不足之处,提出了一种针对彩色数字图像的空域清晰度评价算法。此算法利用像素三刺激值之间的色差相关性判定像素点的色彩,建立清晰度色差因子;运用非线性... 数字图像的清晰度评价对于相机自动对焦而言至关重要。针对现有清晰度评价函数的不足之处,提出了一种针对彩色数字图像的空域清晰度评价算法。此算法利用像素三刺激值之间的色差相关性判定像素点的色彩,建立清晰度色差因子;运用非线性函数提高了像素点的梯度增益系数,使该评价函数对特殊条件下图像的清晰度判定更敏感。实验证明,该评价函数在评价一般自然图像清晰度时比传统评价算法更为敏感;在典型评价函数评价特殊目标图像失效时,该算法依然具有良好的鲁棒性;此算法计算量较小,执行效率高,易于硬件实现。 展开更多
关键词 图像清晰度 自动对焦 色彩相关性 评价函数 梯度
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自动调焦系统速度评估与仿真 被引量:3
13
作者 李长春 程国民 曹永刚 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期515-520,共6页
为了有效避免自动调焦算法在验证评估过程中需要依赖于调焦硬件机构的问题,研制了一套基于离焦图像模拟的自动调焦性能评估与仿真系统。该系统通过生成不同离焦状态下的图像,实现如下两方面的功能:一方面可以实现不同清晰度评价函数的... 为了有效避免自动调焦算法在验证评估过程中需要依赖于调焦硬件机构的问题,研制了一套基于离焦图像模拟的自动调焦性能评估与仿真系统。该系统通过生成不同离焦状态下的图像,实现如下两方面的功能:一方面可以实现不同清晰度评价函数的性能评估;另一方面还可以根据调焦系统的设定参数,对调焦过程调整以及调焦窗口选取进行效果仿真和性能评估。实验结果表明,该系统可以根据设定的光机参数,对自动调焦过程中清晰度评价函数性能、调焦效果、搜索路径、调整耗时等性能进行初步仿真和评估。也可以为调焦系统的光学系统、机械结构以及电机驱动的设计提供一定的参考依据。 展开更多
关键词 自动调焦 性能评估 性能仿真 清晰度评价函数 搜索策略
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Image Distortion Metric Based on Total Bounded Variation 被引量:3
14
作者 Cheng Xiaogang An Mingwei Chen Qimei 《China Communications》 SCIE CSCD 2012年第2期79-85,共7页
Image definition measurement plays an important role in various image processing applications.And a reliable objective image definition metrics is critical for evaluating the definition of the restored image.In this p... Image definition measurement plays an important role in various image processing applications.And a reliable objective image definition metrics is critical for evaluating the definition of the restored image.In this paper,a novel image distortion metric based on minimal Total Bounded Variation(TBV) is presented.It is clarified that when the restored image approximates to the original clear image,the smaller the TBV is,the better the definition of the restored image is.Furthermore,the difference between the restored image and the original clear image is the smallest when the TBV is minimum.In numerical results,the TBV of the original clear image,blur image and restored image are presented and compared,and the results demonstrate the validity of the distortion metric proposed. 展开更多
关键词 TBV image definition measurement image restoration evaluation function
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基于函数变化率的变阈值变步长自动聚焦方法 被引量:2
15
作者 张劲峰 张继业 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期216-219,共4页
为实现快速精确的聚焦,减少反向回程间隙对自动聚焦的影响,提出一种变步长的分段调焦自动控制策略。通过减少反向运动的次数,实现粗调与精调相结合的快速精确自动聚焦。以评价函数的变化率作为判定函数,以当前评价点前5点的平均变化率... 为实现快速精确的聚焦,减少反向回程间隙对自动聚焦的影响,提出一种变步长的分段调焦自动控制策略。通过减少反向运动的次数,实现粗调与精调相结合的快速精确自动聚焦。以评价函数的变化率作为判定函数,以当前评价点前5点的平均变化率为阈值,粗聚焦阶段以大步长进行粗略调焦,达到快速聚焦的目的,精聚焦阶段以小步距精确调焦,减少反向调整运动,从而达到精确聚焦的目的。实验结果表明,该策略能够减少反向回程误差的影响,克服局部极值,实现快速精确的聚焦。 展开更多
关键词 自动聚焦 图像清晰度 评价函数 聚焦函数 函数变化率
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一种具有抗噪声能力的图像清晰度评价函数 被引量:1
16
作者 林丽 李诗云 陈健 《重庆邮电大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2022年第2期223-233,共11页
针对对焦过程中常用的图像清晰度评价函数对噪声敏感的问题,提出了一种新的清晰度评价函数。利用4方向Scharr算子进行梯度累加计算实现双区域对焦窗口的选择,以减小算法的计算量并提高检测结果的准确性;将对焦窗口进行二维经验模态分解... 针对对焦过程中常用的图像清晰度评价函数对噪声敏感的问题,提出了一种新的清晰度评价函数。利用4方向Scharr算子进行梯度累加计算实现双区域对焦窗口的选择,以减小算法的计算量并提高检测结果的准确性;将对焦窗口进行二维经验模态分解,提取出包含较多图像细节的前2个尺度分量,用以加权计算能量梯度值,得到清晰度评价函数值;为了实现清晰度评价函数的定量分析,提出了精细对焦阶段灵敏度评价指标。实验结果表明,与常见的清晰度评价函数相比,在有噪声的情况下,该方法具有更高的灵敏度,抗噪能力更强,在保证对焦准确性的同时,每帧图像的计算时间更少,适合作为精细对焦阶段的清晰度评价函数,也适用于对实时性要求较高的应用场合。 展开更多
关键词 自动对焦 清晰度评价函数 二维经验模态分解 对焦窗口 Scharr算子
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投影微分法实现多光谱成像仪的自动对焦控制 被引量:2
17
作者 张艳超 孙强 +3 位作者 赵建 李也凡 韩希珍 白晶 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2023-2030,共8页
基于投影微分算法提出了一种应用于多光谱成像仪的自动对焦方法,该方法结合图像处理单元和多个波段的探测器调焦辅助机构来同时实现多个波段的独立自动对焦。首先,根据观测需要对自动对焦窗口进行手动选取,或结合投影微分与目标边缘的... 基于投影微分算法提出了一种应用于多光谱成像仪的自动对焦方法,该方法结合图像处理单元和多个波段的探测器调焦辅助机构来同时实现多个波段的独立自动对焦。首先,根据观测需要对自动对焦窗口进行手动选取,或结合投影微分与目标边缘的对应关系进行对焦窗口的自动选择;然后,将参与自动对焦计算的图像的对焦窗口内的数据做x与y方向投影,对这两个方向投影数组的微分1范数均值求均方根,并将其作为该帧图像的清晰度评价值;最后,结合经典的爬山搜索算法,完成系统的自动对焦过程。实验结果显示,同等条件下投影微分算法与经典的Brenner、能量梯度及Roberts梯度和算法具有同样好的评价效果,能够准确地实现系统的自动对焦,而其算法时间分别仅为这3种算法的0.67、0.33和0.33倍。这些结果表明,投影微分算法具有良好的单峰性与无偏性、较高的灵敏度及很好的实时性,能够满足系统的高精度自动对焦要求。 展开更多
关键词 多光谱成像仪 自动调焦 对焦深度法 清晰度评价函数 投影微分
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电子摄像式刀具预调测量仪的自动聚焦技术研究 被引量:1
18
作者 文莉 欧阳祥波 李超林 《机械工程与自动化》 2016年第5期48-50,共3页
自动聚焦是电子摄像式刀具预调测量仪的重要模块,其中清晰度评价函数和聚焦点搜索策略直接影响到聚焦的速度和精度。通过对比分析典型清晰度评价函数的计算时间、灵敏度、单峰性等特性,得出Brenner函数和小波函数是刀具预调测量仪聚焦... 自动聚焦是电子摄像式刀具预调测量仪的重要模块,其中清晰度评价函数和聚焦点搜索策略直接影响到聚焦的速度和精度。通过对比分析典型清晰度评价函数的计算时间、灵敏度、单峰性等特性,得出Brenner函数和小波函数是刀具预调测量仪聚焦系统的最佳聚焦测度函数。为克服聚焦搜索运动中的机械传动误差,提高搜索的速度和精度,提出利用离散二阶差分预测模型来预测镜头的运动方向,大步长快速到达近焦区域,然后缩小步长,利用曲线拟合算法直接得到聚焦点。实验结果表明:所提出的方法可以实现准确、实时的自动聚焦。 展开更多
关键词 自动聚焦 刀具预调测量仪 搜索算法 清晰度评价函数
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基于ARM-linux的显微镜自动对焦系统研究 被引量:1
19
作者 张玉敏 宋高俊 《微计算机信息》 2009年第23期100-102,共3页
本文介绍了一种在ARM-linux平台下实现显微镜自动对焦的方法。给出了以s3c2410处理器为核心,采用通用型USB摄像头进行采集图像、步进电机模块作为传动装置的系统软硬件方案及其实现步骤,并对如何在Linux平台下编写CMOS图像采集、图像清... 本文介绍了一种在ARM-linux平台下实现显微镜自动对焦的方法。给出了以s3c2410处理器为核心,采用通用型USB摄像头进行采集图像、步进电机模块作为传动装置的系统软硬件方案及其实现步骤,并对如何在Linux平台下编写CMOS图像采集、图像清晰度评价函数等核心程序进行了讨论。 展开更多
关键词 ARM-LINUX平台 自动对焦 S3C2410 图像采集 清晰度评价函数
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散焦图像清晰度评价函数的研究 被引量:1
20
作者 王海娟 王国宇 丁文 《微计算机信息》 2011年第8期166-167,共2页
目前常用的清晰度评价函数所用的采样窗口大多为16*16以上区域,文中研究的主要内容是采样7*7以下的小区域图像,测试目前相对性能比较好的梯度平方函数,拉普拉斯算子以及图像自相关函数三种清晰度评价函数。根据清晰度评价函数性能的判... 目前常用的清晰度评价函数所用的采样窗口大多为16*16以上区域,文中研究的主要内容是采样7*7以下的小区域图像,测试目前相对性能比较好的梯度平方函数,拉普拉斯算子以及图像自相关函数三种清晰度评价函数。根据清晰度评价函数性能的判断依据即单峰性,无偏性,以及抗干扰能力得出,拉普拉斯算子具有最好的性能。 展开更多
关键词 散焦图像 清晰度评价函数 图像自相关
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