数字图像清晰度评价函数的研究与改进

通过分析常见的图像清晰度评价函数,针对自动对焦系统中图像清晰度评价问题,提出了一种基于聚焦窗口的改进梯度评价函数算法。改进后的算法具有计算量小、实时性好、评价曲线单峰性好、灵敏度高、聚焦检测效率高等特点,可以更好地满足自动对焦系统对图像清晰度评价的要求。     

基于边缘特征提取的图像清晰度评价函数

图像清晰度评价函数是清晰度法自动调焦技术中用来反馈离焦状态的一个度量工具。调焦系统可以通过对成像清晰度的评价来自动搜索到成像最清晰位置。图像中边缘梯度能量大小反映了一幅图像的清晰状况,根据图像最清晰时图像中边缘梯度最大的特点,设计了一系列基于边缘梯度算子的清晰度评价函数。首先从理论上论证了这一系列函数与其它函数相比更具有鲁棒性、直观性的优点,然后通过实验验证,这一系列函数都符合了调焦函数中单峰性、抗噪性和无偏性的使用要求。     

望远镜跟踪系统的自动对焦方法研究

为了满足望远镜跟踪系统的发展需求,研究了基于图像处理的自动对焦技术在望远镜跟踪系统中的应用。介绍了几种图像清晰度评价函数,包括梯度函数以及统计函数等,并通过计算机仿真和实验验证的方式分析了各种评价函数在此自动对焦系统中的应用和性能。研究结果表明自相关函数、能量梯度函数和Sobel函数都是有效的清晰度评价函数,其中自相关函数相对其他函数性能更加优越。     

虹膜图像采集的自动调焦技术研究

针对虹膜图像采集中存在的图像模糊问题,提出一种基于图像清晰度评价函数的虹膜图像采集自动调焦方法。该方法通过计算虹膜内边界附近区域的最大灰度梯度来定义图像清晰度,运用改进的爬坡方案进行CCD对焦,提取对焦过程中的部分特征点进行曲线拟合求出最佳聚焦点,移动相机到最佳成像位置得到清晰的虹膜图像。实验结果表明,该方法能快速准确实现虹膜拍摄中的自动对焦。     

显微镜下两层物体的快速自动对焦算法

针对显微镜下两层物体的大规模图像采集问题，提出了基于图像边缘和邻域预测快速自动对焦算法。通过提取成像主体的边缘区域作为对焦窗口，结合线性预测方法，实现了既保持上层成像目标清晰，又有效抑制下层背景干扰的自动对焦系统。实验表明该算法在对焦速度、对焦精度以及抵抗背景干扰方面有突出优点。     

一种粗精结合的图像反馈自动调焦方法

自动调焦是保证显微成像系统实时获得清晰图像的该装置借助对图像清晰度评价来自动搜索到正焦面.对图像清晰度的评价采用了Krisch边缘梯度函数和高频分量函数相结合的方法,边缘梯度函数用于大步距粗调焦,高频分量函数用于小范围内小步距精调焦.这种方法既提高了效率,又克服了噪声的干扰.通过对不同微器件的多次调焦实验验证,该方法的调焦误差最大达到6um,满足了成像系统的要求.     

数字图像清晰度评价函数的通用评价能力研究

图像质量客观评价是计算机视觉领域长期以来研究的难点和热点问题。如何能让计算机像人的视觉系统一样具有评价图像质量的能力,至今仍是尚未完全解决的难题。图像清晰度评价函数是图像质量客观评价标准中的重要组成部分。现有的图像清晰度评价函数主要基于图像边缘细节或者整体信息熵的统计,给出对图像相对清晰度的估计。主要考察了五种具有代表性的清晰度评价函数,着重分析了它们对不同模糊程度下不同内容图像的清晰度评价能力,进而说明现有的清晰度客观评价方法与人主观感受的差距。     

机器视觉系统的自动对焦技术研究

为了解决在工业生产现场复杂环境下机器视觉系统中定焦相机的失焦问题,提出了一种机器视觉定焦相机的自动对焦技术,该技术通过上位机实时对相机采集到的图像进行感兴趣区域(Region of Interest,ROI)裁剪、离散傅里叶变换(Distributed Fourier Transformation,DFT)滤波等预处理过程,再由改进的图像清晰度评价函数对图像清晰度进行评价,最后由运动机构带动相机自动搜寻焦点位置并完成对焦功能。实验结果表明,经过傅里叶变换滤波后,提升了评价函数的灵敏度。通过与几种典型的评价函数对比,提出的方案能有效地排除环境干扰,自动对焦的结果与标准样张最为接近,且在不同物距情况下仍能够高效运行。     

基于ARM-linux的显微镜自动对焦系统研究

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.     

基于图像矩函数的图像清晰度评价方法

自动调焦作为显微图像测量中的关键技术,其核心为图像清晰度评价函数。现有图像清晰度评价函数在对焦目标与背景的对比度较低时,评价曲线极易失去其理想特性,或灵敏度下降,造成聚焦精度的降低;或出现多个局部极值,造成调焦失败。针对这一问题,在分析离焦图像成像原理的基础上,提出一种新的基于图像矩的图像清晰度评价函数,并给出定义。新的评价函数由不同阶的图像矩加权构成,通过调节权重系数可以灵活控制评价函数的灵敏度和抗噪性。通过微小透明球体的显微图像序列对新的评价函数进行实验验证,并和四种常用评价函数进行分析比较。实验结果证明,在低对比度条件下,相对于其它四种常用评价函数,基于图像矩的图像清晰度评价函数在有效保持了如单峰性、无偏性等理想曲线特性的同时,在灵敏度及抗噪性方面也具有明显优势。