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数字图像处理自动图像聚焦算法的分析和比较 被引量：66
1
作者 孙杰 袁跃辉 王传永 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期35-39,共5页
图像聚焦判别函数的选择是自动图像测量中获取高质量图像的依据,对几种用于自动图像聚焦判别的数字图像处理算法进行了较全面的性能比较,定量分析了不同算法的计算速度、唯一性、准确性和灵敏度等。分析结果表明:梯度向量平方函数、拉... 图像聚焦判别函数的选择是自动图像测量中获取高质量图像的依据,对几种用于自动图像聚焦判别的数字图像处理算法进行了较全面的性能比较,定量分析了不同算法的计算速度、唯一性、准确性和灵敏度等。分析结果表明:梯度向量平方函数、拉普拉斯算法和二级梯度平方算法在单值性和灵敏度方面都较好;罗伯特(Robert)梯度算法和梯度向量模方算法函数的稳定性比较好。以上的图像聚焦判别函数特性分析结果对于图像自动测量所需要的自动调焦控制具有指导意义。 展开更多
关键词 数字图像处理 自动聚焦 自动图像测量 评价函数 聚焦函数
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实时自动对焦的研究 被引量：25
2
作者 郑玉珍 吴勇 倪旭翔 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期64-66,共3页
提出一种自动对焦技术,其调焦评价函数棗图像的平面微分平方和能够反映图像高频分量的能量。用计算平面微分平方和的方法在空间域上计算相邻像素亮度差值的平方和,对应于在频率域上计算图像高频分量的能量和,此值越大,图像对焦越准确。... 提出一种自动对焦技术,其调焦评价函数棗图像的平面微分平方和能够反映图像高频分量的能量。用计算平面微分平方和的方法在空间域上计算相邻像素亮度差值的平方和,对应于在频率域上计算图像高频分量的能量和,此值越大,图像对焦越准确。用平面微分平方和计算一行图像(N个像素)的调焦评价函数时,计算时间仅为2 (N -1)个时钟周期。 展开更多
关键词 自动对焦 调焦评价函数 平面微分平方和
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自动对焦算法研究 被引量：17
3
作者 王任华 沈忙作 《光电工程》 CAS CSCD 2000年第4期11-13,共3页
对自动对焦的采样方式以及对焦精度的判据作了较深入的研究 ,认为把几种采样方式和判据结合使用是最佳方案。通过实验得出了一种较好的组合方案 ,给出了实验结果。
关键词 自动调焦 采样 算法
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基于灰度差分法的自动调焦技术 被引量：14
4
作者 任四刚 李见为 谢利利 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期53-55,共3页
如何快速有效地实现调焦一直是图像测量中的焦点;基于光学镜头和CCD图像采集技术提出了一种图像式自动调焦系统,并给出了以图像的灰度差分绝对值之和作为图像是否聚焦的判据函数,以及给出了逐步逼近的登山式自动调焦的原理,对该系统进... 如何快速有效地实现调焦一直是图像测量中的焦点;基于光学镜头和CCD图像采集技术提出了一种图像式自动调焦系统,并给出了以图像的灰度差分绝对值之和作为图像是否聚焦的判据函数,以及给出了逐步逼近的登山式自动调焦的原理,对该系统进行了实验研究,系统重复精度为8000nm。 展开更多
关键词 自动调焦 判据函数 差分法 电荷耦合器件
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一种基于频谱分析的离焦深度自动对焦法 被引量：14
5
作者 裴锡宇 冯华君 +1 位作者 李奇 徐之海 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期62-65,共4页
通过计算2幅不同离焦位置的图像频谱的径向分布,推算出目标物体的离焦深度,从而调 整镜头位置完成自动对焦。算法适用于任意目标物体,尽管是基于频谱的,但是并不需要计算离焦图像的频谱,算法精度可达4%,鲁棒性良好。
关键词 图像处理 频谱分析 自动对焦 离焦深度法
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基于边缘特征的光学图像清晰度判定 被引量：24
6
作者 倪军 袁家虎 吴钦章 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期172-176,共5页
在大型光学跟踪探测系统中,频繁的自动对焦会导致光轴晃动,引起拍摄的图像产生抖动,对光学设备测量精度产生影响。针对实时光电探测设备的自动对焦技术,提出一种对当前图像的清晰程度判断的快速算法。根据图像的清晰程度,决定光学设备... 在大型光学跟踪探测系统中,频繁的自动对焦会导致光轴晃动,引起拍摄的图像产生抖动,对光学设备测量精度产生影响。针对实时光电探测设备的自动对焦技术,提出一种对当前图像的清晰程度判断的快速算法。根据图像的清晰程度,决定光学设备的自动对焦触发时间。首先对目标区域进行变换,得到典型目标区域的梯度,检测目标的边缘线及其方向,对梯度数值拟合,计算边缘的锐度分布。根据光学测量设备的分割精度要求事先确定阈值,通过锐度分布函数值,决定光学测量系统是否需要自动对焦。通过对上万帧不同序列图像的测试,该算法判断的有效性达到93%。判断一帧图像的时间在2 ms以内。 展开更多
关键词 图像处理 图像清晰度 自动调焦 边缘特征
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基于USB Video Camera的自动对焦系统 被引量：14
7
作者 王立强 林斌 +1 位作者 徐向东 陆祖康 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期32-34,共3页
介绍一种应用于USB video camera中的自动对焦系统。由USB video camera获取的视频图像经计算机进行FFT运算或微分运算,得到其频谱幅值数据或微分幅值数据,计算机根据所得数据判断USB video camera中的镜头是否处于离焦位置并控制电机... 介绍一种应用于USB video camera中的自动对焦系统。由USB video camera获取的视频图像经计算机进行FFT运算或微分运算,得到其频谱幅值数据或微分幅值数据,计算机根据所得数据判断USB video camera中的镜头是否处于离焦位置并控制电机将镜头移到对焦位置。文章还进一步讨论了提高自动对焦准确度的措施。实验结果表明该自动对焦系统能很好地实现USB video camera的自动对焦,该系统将使具有USB接口的video camera使用更简单方便。 展开更多
关键词 计算机外设 自动对焦 图像处理 视频摄像机 USB接口
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在线测量表面粗糙度的共光路激光外差干涉仪 被引量：14
8
作者 梁嵘 李达成 +2 位作者 曹芒 赵洪志 武勇军 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第7期958-961,共4页
一种新型的、用于在线测量表面粗糙度的激光外差干涉仪已研制完成。该仪器体积小（２５ｃｍ×２０ｃｍ×１０ｃｍ）、抗外界环境干扰能力强。仪器以稳频半导体激光器作为光源。共光路设计，使测量光和参考光沿同一路径入射到被... 一种新型的、用于在线测量表面粗糙度的激光外差干涉仪已研制完成。该仪器体积小（２５ｃｍ×２０ｃｍ×１０ｃｍ）、抗外界环境干扰能力强。仪器以稳频半导体激光器作为光源。共光路设计，使测量光和参考光沿同一路径入射到被测表面上。计大数和测小数周期相结合的外差信号处理方法，实现了大的动态测量范围和很高的测量分辩率。同时还采用了全反射临界角法进行自动聚焦。该仪器的纵向和横向分辨率分别为０．３９ｎｍ和０．７３μｍ；自动聚焦范围为±０．５ｍｍ，在焦点±２５μｍ范围内，聚焦精度为１μｍ；８０分钟内整机稳定性：３σ＝１．９５ｎｍ。 展开更多
关键词 表面粗糙度 在线检测 共光路 外差干涉仪
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图像调焦过程的清晰度评价函数研究 被引量：20
9
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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基于大津法分割和局部最大梯度的自动聚焦算法 被引量：20
10
作者 包丞啸 姜威 王玉潇 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期756-761,共6页
针对传统的聚焦评价函数在应用时出现的一些诸如稳定性和精度不足、易受噪声干扰等问题,提出一种基于大津法分割和局部最大梯度的自动聚焦算法。算法对前背景分割后的图像进行局部梯度计算,并统计非零系数和计算局部方差,利用二者变化... 针对传统的聚焦评价函数在应用时出现的一些诸如稳定性和精度不足、易受噪声干扰等问题,提出一种基于大津法分割和局部最大梯度的自动聚焦算法。算法对前背景分割后的图像进行局部梯度计算,并统计非零系数和计算局部方差,利用二者变化特性设计一个新的清晰度评价指标以实现数字图像的自动聚焦。实验结果表明,算法具有高灵敏度、较好的稳定性和较强的抗噪能力。 展开更多
关键词 自动聚焦 图像处理 大津法 局部梯度 非零系数
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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
11
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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视频自动聚焦的实现研究 被引量：18
12
作者 胡凤萍 常义林 +1 位作者 马彦卓 赵光耀 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1901-1906,共6页
提出了用于会议电视摄像机的自动聚焦方法.该方法由聚焦调节和聚焦监测两个过程组成.聚焦调节是寻找聚焦函数最大峰值的过程,在该过程中通过利用超焦距概念和动态自适应变步长搜索算法加快搜索速度,并保证了良好的视觉效果;同时,提出退... 提出了用于会议电视摄像机的自动聚焦方法.该方法由聚焦调节和聚焦监测两个过程组成.聚焦调节是寻找聚焦函数最大峰值的过程,在该过程中通过利用超焦距概念和动态自适应变步长搜索算法加快搜索速度,并保证了良好的视觉效果;同时,提出退回检查最大值点变化方法,防止搜索过程中因受到场景变化干扰而导致的聚焦失败.聚焦监测过程是在会议电视通话中,通过监测场景变化使聚焦调节工作适时启动的过程,提出有条件地重新调节聚焦,以始终保障良好的摄像聚焦效果,同时避免频繁调焦.实验结果表明,提出的摄像机自动聚焦方法性能优秀并有良好的顽健性.该方法已经用于华为ViewPoint8020plus视频会议终端的实际产品. 展开更多
关键词 视频会议 自动聚焦 聚焦调节 聚焦检测
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数字图像一阶矩的自动聚焦区域选择算法 被引量：14
13
作者 张乐 姜威 高赞 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期163-165,169,共4页
聚焦区域选择是自动聚焦算法中的重要模块,直接影响评价函数曲线的尖锐性、准确性和稳定性。针对中心取窗和多点取窗等传统聚焦区域选择算法的局限性,提出了一种基于数字图像一阶矩的自动聚焦区域选择算法,它是通过图像灰度或边缘一阶... 聚焦区域选择是自动聚焦算法中的重要模块,直接影响评价函数曲线的尖锐性、准确性和稳定性。针对中心取窗和多点取窗等传统聚焦区域选择算法的局限性,提出了一种基于数字图像一阶矩的自动聚焦区域选择算法,它是通过图像灰度或边缘一阶矩定位聚焦区域的。传统聚焦区域选择是一种定点估计,实验证明一阶矩方式选择可以跟踪偏离中心的主体景物,是一种具有自适应性的前景位置估计算法,提高了聚焦精确度和速度。 展开更多
关键词 自动聚焦 区域选择算法 一阶矩区域选择 自适应性
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基于图像清晰度评价的摄像头辅助调焦系统 被引量：11
14
作者 袁珂 徐蔚鸿 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期141-144,共4页
提出一种新的图像清晰度(包括锐度和对比度)评价函数,对比传统的图像清晰度评价算法,新算法速度最快且准确,以及和功率谱算法一样优良的灵敏度,适合各种实时自动对焦系统.本文使用一系列不同程度的离焦图片演示了所有算法的性能。同时... 提出一种新的图像清晰度(包括锐度和对比度)评价函数,对比传统的图像清晰度评价算法,新算法速度最快且准确,以及和功率谱算法一样优良的灵敏度,适合各种实时自动对焦系统.本文使用一系列不同程度的离焦图片演示了所有算法的性能。同时将新算法应用于一种实际的摄像头模块辅助调焦系统中,系统把采集的每帧图像实时显示在屏幕上,用新算法评价图像的清晰度,从而指导作业员对摄像头模块进行调焦。实践表明该摄像头辅助调焦系统在批量生产摄像头模块时对提高生产效率和稳定质量方面有很大作用。 展开更多
关键词 自动对焦 图像清晰度 像质评价 图像锐度和对比度
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面向自动对焦的图像预处理技术 被引量：7
15
作者 李奇 冯华君 徐之海 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第9期66-68,共3页
从噪声、亮度一致性及视场变化等角度分析了在对焦系统中进行图像预处理的必要性。提出维纳滤波与亮度归一化相结合的图像预处理技术,去除固定模式噪声和亮度变化的影响。实验表明,经过预处理后明显改善了对焦评价函数曲线的形状:曲线... 从噪声、亮度一致性及视场变化等角度分析了在对焦系统中进行图像预处理的必要性。提出维纳滤波与亮度归一化相结合的图像预处理技术,去除固定模式噪声和亮度变化的影响。实验表明,经过预处理后明显改善了对焦评价函数曲线的形状:曲线更加平滑,局部峰值得以去除,同时曲线灵敏度提高78%。所提出的预处理技术使对焦搜索避免陷入局部极值,在提高对焦速度与对焦精度两方面均有应用价值。 展开更多
关键词 图像预处理 维纳滤波 爬山搜索法 对焦评价函数
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基于聚焦评价函数的自动调焦方法的研究 被引量：9
16
作者 贾晓艳 萧泽新 邓仕超 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期7-9,共3页
针对使用图像清晰度的聚焦评价函数来实现显微镜系统中的自动调焦,介绍了几种常用的图像清晰度聚焦评价函数,在自动倒置显微镜下进行大量的实验,分别利用这几种函数对采集到的图像进行评价分析。研究结果表明,在显微镜系统下利用基于梯... 针对使用图像清晰度的聚焦评价函数来实现显微镜系统中的自动调焦,介绍了几种常用的图像清晰度聚焦评价函数,在自动倒置显微镜下进行大量的实验,分别利用这几种函数对采集到的图像进行评价分析。研究结果表明,在显微镜系统下利用基于梯度类图像清晰度评价函数拉普拉斯(Laplacian)算子可以有效地抑止噪声干扰,并且单峰性、重复性和稳定性都比较良好,能实现快速高效的自动调焦。 展开更多
关键词 自动调焦 图像清晰度 聚焦评价函数
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基于DSP的自动聚焦系统 被引量：12
17
作者 王凤宇 王睿 张广军 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期134-138,共5页
通过对基于空域分析的聚焦评价算子的对比,选择了基于Sobel梯度的Tenengrad函数作为系统的聚焦评价函数,该函数具有聚焦精度高、成像清晰的优点,但计算量大,不适合实时计算。根据DSP的运算特点,对Tenengrad函数进行了改进,提出了x/y向Te... 通过对基于空域分析的聚焦评价算子的对比,选择了基于Sobel梯度的Tenengrad函数作为系统的聚焦评价函数,该函数具有聚焦精度高、成像清晰的优点,但计算量大,不适合实时计算。根据DSP的运算特点,对Tenengrad函数进行了改进,提出了x/y向Tenengrad函数概念。通过实验证明,改进后的函数在不损失原函数聚焦精度的情况下,每幅图像的聚焦判据的计算时间减少为25ms,是原来聚焦判据计算时间的1/35,以此作为聚焦评价函数,在TMS320DM642平台上通过对视频驱动、UART驱动的开发,实现了可变焦摄像机的实时自动聚焦。 展开更多
关键词 自动聚焦 评价函数 Tenegrad函数 DSP
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嵌入式自动聚焦摄像模组控制系统的设计 被引量：13
18
作者 马建设 李合银 +2 位作者 程雪岷 林家用 张志清 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2222-2228,共7页
针对手机等移动终端设备中的摄像模组,提出了一种嵌入式自动聚焦控制系统。该系统以AD5820作为聚焦电机的驱动IC,以OV5642作为图像传感器,利用68013单片机进行数据处理并控制驱动IC调整镜头的位置,完成准确自动聚焦。系统通过控制音圈... 针对手机等移动终端设备中的摄像模组,提出了一种嵌入式自动聚焦控制系统。该系统以AD5820作为聚焦电机的驱动IC,以OV5642作为图像传感器,利用68013单片机进行数据处理并控制驱动IC调整镜头的位置,完成准确自动聚焦。系统通过控制音圈电机带动镜头行程变位,获取一系列图像;计算每幅图像清晰度评价值构成清晰度评价曲线;采用梯度函数作为图像清晰度评价标准;并用全程搜索的方式找到图像清晰度最大值时镜头的位置,从而达到聚焦的目的。实验验证显示,系统的聚焦分辨率能达到5～10μm,响应速度小于70ms。自动聚焦实物拍摄图像清晰,能够很好地满足摄像模组自动聚焦的需求。 展开更多
关键词 驱动IC 图像传感器 摄像模组 自动聚焦 清晰度
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视线跟踪系统中CCD摄像机的自适应调节 被引量：11
19
作者 刘瑞安 靳世久 +1 位作者 吴晓荣 张希坤 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期966-972,共7页
分析了视线跟踪系统中光源、摄像机、眼睛角膜及光斑的几何位置关系,提出了眼睛跟踪策略和一种调光、变焦、聚焦相结合的CCD物镜自动调节方法。对捕获图像进行处理,依据图像灰度均值控制光圈,以适应外部环境光强变化;利用SMD算子大步幅... 分析了视线跟踪系统中光源、摄像机、眼睛角膜及光斑的几何位置关系,提出了眼睛跟踪策略和一种调光、变焦、聚焦相结合的CCD物镜自动调节方法。对捕获图像进行处理,依据图像灰度均值控制光圈,以适应外部环境光强变化;利用SMD算子大步幅快速粗聚焦,提取图像中光斑信息控制云台瞄准、跟踪眼睛,并进行变焦控制,可在用户头肩图像中自动定位眼睛,适应用户头部位置变化;在眼睛区域自动确定检测窗,在检测窗内使用FSWM聚焦算子判断图像清晰度,实现自动聚焦。若图像中能提取瞳孔信息,则依据瞳孔边缘梯度均值实时调整聚焦。实验表明,在不同外部环境光强及用户在不同使用位置情况下,CCD摄像机通过自适应调节,可实时跟踪眼睛并捕获到清晰眼睛图像。 展开更多
关键词 视线跟踪系统 CCD摄像机 自适应调节 自动聚焦 眼睛跟踪
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应用CCD和液晶图形发生器的光学多参数综合测试技术研究 被引量：6
20
作者 张旭升 沙定国 +1 位作者 林家明 曾嫦娥 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期464-468,共5页
研究CCD摄像器件和图像处理技术在光电自动化测试中的应用.在采用CCD摄像机、LCD图形发生器和数字图像处理技术的基础上,讨论光学多参数测量新方法及其测量系统,实现了焦距、视放大率、调制传递函数以及视差等参数的测量,并着重论述了... 研究CCD摄像器件和图像处理技术在光电自动化测试中的应用.在采用CCD摄像机、LCD图形发生器和数字图像处理技术的基础上,讨论光学多参数测量新方法及其测量系统,实现了焦距、视放大率、调制传递函数以及视差等参数的测量,并着重论述了光电自动定焦在光学参数测量中的应用.实验证实,该类光学参数测量方法比传统人工目视测量更客观、更准确,测量效率更高,可逐渐取代部分传统目视测量方法. 展开更多
关键词 液晶光电图形发生器 固体成像器件 自动定焦 调制传递函数
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