离焦模糊图像清晰度评价函数的分析与改进

传统的基于梯度的图像清晰度评价函数(调焦函数)对噪声敏感,在实际应用中易引入过多的非边缘信息,影响系统的稳定性。本文基于光学成像系统离焦模型分析了系统离焦对图像清晰度的影响,并提出了一种改进的图像清晰度评价方法。该方法利用最大灰度差提取细节信息来评价图像清晰度;引入阈值区分边缘点和非边缘点来减小图像平坦区域对评价函数灵敏度的影响,同时有效抑制噪声的干扰。进行了仿真实验和实际测试并与传统的清晰度评价函数进行了比较。结果显示,提出的方法具有更好的灵敏度和抗噪性能,能够准确而稳定地评价离焦模糊图像的清晰度,可用于实际光学系统的自动调焦。     

基于定量评价准则的凝胶图像清晰度评价研究

针对前人提出的图像清晰度评价方法的定性评价准则具有主观性、模糊性等不足,给出了数学化的定量评价准则.依据此准则,结合凝胶生物图像的独特性,合理选取某些图像清晰度评价方法,通过实验对比分析各种方法的评价性能.基于微软基础类(MFC)和凝胶成像设备的实验结果表明,定量评价准则在保持与定性评价准则结果一致性之外,更具客观性和准确性,并得出灰度平方差分评价方法在凝胶成像自动聚焦系统的实现中表现出最优的聚焦指导性能.     

微型零件图像测量清晰度算法的选择与综合评价

对图像测量清晰度算法进行选择并提出一个综合评价算法,对各种算法的优化与统一进行了研究.基于微型精密零件的成像测量方法,使用远心成像测量系统在不同工作距离处进行了图像采集,并使用相关算法进行清晰度评价,最后对所得数据进行主成分分析和因子分析.从8种适用于微型精密零件灰度图像清晰度评价的算法中计算出适用于微型零件光学影像测量的评价算法,并建立了综合清晰度评价模型.实验结果表明:本文的数据处理模式能够对微型零件图像测量系统的清晰度算法进行选择并解决不同算法间的协调问题.在保证评价效果不变的前提下,数据量由1 408组优化为176组,而且本文提出的数据挖掘算法能针对同一要求的不同评价值进行选择及综合.     

基于图像清晰度评价的磨削表面粗糙度检测方法

针对当前机器视觉检测粗糙度主要采用图像灰度值信息进行统计分析,没有充分利用色彩信息且忽略了人眼视觉系统主观评判的问题,提出一种基于图像清晰度评价的磨削表面粗糙度检测方法。根据色块在不同等级粗糙度表面上形成的图像清晰度不一样,采用熵函数评价算法和基于色彩相关性的彩色图像清晰度评价算法分别构建清晰度与粗糙度之间的关系模型,论证了基于图像清晰度检测磨削表面粗糙度方法的可行性。试验结果表明,基于图像清晰度检测磨削表面粗糙度是一种可行的粗糙度检测方法,清晰度与粗糙度相关性强,清晰度有随着粗糙度的增大而减小的趋势,且利用色彩相关性的彩色图像清晰度评价算法对磨削表面粗糙度检测具有较好的灵敏性,并且该方法符合人眼视觉系统的主观评价;清晰度算法和主观评价二者结合可快速简易地在线检测工件的整体表面轮廓粗糙度。     

互参考激光光条图像质量评价

提出了互参考激光光条图像质量评价方法用于检测激光辅助立体视觉测量中的图像质量。分析了立体视觉测量中单幅激光光条图像的灰度分布特性以及左右激光光条图像灰度分布的相关性。利用光条截面灰度分布梯度表征图像清晰度,并建立了综合考虑单幅图像质量与左右图像相关质量的互参考激光光条图像质量评价方法。然后,确定质量系数的阈值,通过分析噪声对光条提取误差的影响,确定提取误差不高于1个像素的单幅图像质量系数QL,QR∈[0.2,1),通过不同表面激光光条投影实验,确定左右图像相关质量系数QLR∈[0.8,1)。最后,在锻造车间进行了现场实验,重建方形锻件高度为1 747.0mm和491.3mm。实验结果显示,清晰的光条图像质量系数符合确定阈值,受噪声干扰的光条图像质量系数偏离设定阈值,验证了本文提出的质量评价方法能较好地反映激光光条图像缺陷。     

单唇密封圈检测装置自动对焦策略研究

为了解决单唇密封圈内径尺寸检测装置中镜头精确对焦的问题,设计了一种基于图像处理的自动对焦策略。将相机固定在直线滑台上,计算机控制电机转动,带动滑台上的相机移动并采集图像,利用改进的清晰度评价函数对采集的图像进行评价,然后电机驱动模块带动相机移动到图像清晰度最佳的位置,完成系统的自动对焦功能。将一种引入阈值的"四邻域"能量梯度算法作为改进的清晰度评价函数,通过与频域函数、灰度方差函数、Tenengrad梯度函数及熵函数等多种图像清晰度评价函数对比,验证了该函数的优越性。试验结果表明:使用改进算法设计的自动对焦策略能实现快速、准确的自动对焦。自动对焦策略解决了检测装置中镜头对焦的问题,并可以应用于多规格单唇密封圈内径尺寸检测。     

基于图像处理的微装配自动调焦系统

介绍了一个基于图像处理的自动调焦系统,该系统由光学显微镜、CCD、力矩电机和齿轮传动机构等组成。调焦系统中采用粗/精结合的调焦方法,即首先采用基于Krisch边缘检测算子的清晰度评价函数对被测物体进行粗调焦,并在计算机上采集了包含目标的大致轮廓和边缘的显微图像;然后针对全景图像上的某个目标区域采用基于高频分量的清晰度评价函数进行精调焦,使得显微图像显示出更多的纹理细节。实验中清晰度评价函数算法均采用Windows下的Visual C++实现。实验结果表明,该自动调焦的系统精度可达±4.8 μm,基本上满足了微装配任务的调焦精度要求。     

运动模糊图像清晰度评价函数的研究

运动模糊图像清晰度评价函数是图像恢复中评价图像质量的一个重要判据.本文首次研究了在不同方向的图像灰度差的绝对值之和与图像运动模糊方向的关系.在此基础上,提出了几种运动模糊图像清晰度评价函数,并研究了它们的优缺点和适用范围.文中建立了评价函数的数学模型,给出了实验结果和分析.     

基于小波变换和神经网络的数字图像清晰度识别算法

数字图像的清晰度评价一直是各类数字成像系统的一个关键问题.在研究了常用的清晰度评价方法的基础上,通过研究找出了图像二维小波分解向量与图像质量的对应关系,分析了其细节信息,并采用统计的方法提取了图像特征二层小波分量的统计值作为分析特征,然后构建了3层BP神经网络模型对图像清晰度进行识别,得到图像质量等级.仿真实验结果表明,这种方法可以达到较好的图像识别率.     

图像清晰度的小波变换抗噪评价算法

为了使机器视觉系统中各类待检产品获得清晰图像,给调焦系统提供优良的评价依据,针对图像清晰度评价时易受到噪声干扰等问题,提出了一种基于小波变换高频系数的清晰度评价算法.该算法首先采用小波分解变换求得待测图像的细节分量,然后基于梯度平方法对各方向细节分量的变化快慢进行评价,最后根据纹理方向特征综合三个方向的高频系数的变化快...     

基于混沌和声搜索算法的图像分割研究

为克服图像分割中图像目标与背景之间存在的对比度低、亮度分布不均匀以及在搜索最佳阈值的过程中有可能陷入局部最优解等问题,运用混沌和声搜索算法搜寻最佳阈值,将模糊Renyi熵与混沌和声搜索算法相结合进行图像分割。实验结果显示了该方法对红外人体图像以及单峰、双峰、多峰图像都有较好的分割效果。     

结合斜变换与方差的图像聚焦测度

针对相机和电子显微镜等成像设备在自动对焦过程中聚焦测度易受噪声干扰的问题,将图像处理中的斜变换与统计学中的方差相结合,提出一种具有噪声鲁棒性的聚焦测度。将图像进行分块处理,便于后续获取每个局部子图像的清晰度指标。计算每一个子图像的斜变换来得到频域系数。在变换域中,计算中频系数的绝对值并对它进行累加求和作为各子图像的清晰度指标。最后,计算各子图像清晰度的方差,将该方差作为整幅图像的聚焦测度值。通过提取局部子图像的中频信息并结合全局的方差求解的方法可以使聚焦测度具有较高的噪声鲁棒性;通过在LIVE图像数据库的实验结果表明:本文方法的噪声鲁棒性优于现有经典算法,其SDA和离散度客观评价指标相比于鲁棒性较好的索贝尔梯度熵算法平均提高了20.27%和125.61%。     

反求激光条纹中心的提取方法研究

在多关节三维测量仪的研究中，为了能较好的排除环境光干扰，提高光条中心的提取精度，作者提出了一种结合梯度法改进的阈值法和重心法相结合的光条中心提取算法。并且在实验室制造的HRE—Ⅰ型三维激光扫描仪上进行实验。最后，通过实验的方法证明该方法具有好的鲁棒性，排除了环境噪音的影响，提高了图像的清晰度，精度达到亚像素级。     

气浮式测力传感器静特性的影响因素

采用理论、仿真及实验相结合的方法研究了气膜厚度、供气压力变化以及测压孔的设置对气浮测力传感器静特性的影响。叙述了喷嘴浮板机构的工作原理,建立了静特性方程。在不同气膜层厚度、不同供气压力和有无测压孔条件下,运用Fluent软件仿真出流场的气膜层速度和压力分布曲线,根据曲线分析了它们各自对气膜流场静特性的影响。最后,在气浮喷嘴实验平台上进行了实验验证。实验结果表明:气膜层厚度为5~100μm,供气压力分别为303、505、707kPa,软件仿真和实验所得到的线性度曲线、灵敏度曲线走向一致;有无测压孔对气膜层的承载力、速度没有太大影响。结果表明气膜厚度、供气压力的变化会影响气浮测力传感器静特性,而测压孔的设置对测力传感器的静特性无影响。     

基于粗糙集与小波反锐化掩模的眼底图像增强

眼底图像是细节较多的复杂图像,为了有效去除眼底图像中的干扰噪声,提高视网膜血管的立体感和清晰度,提出了一种将粗糙集和小波反锐化掩模相结合的方法来实现眼底图像的增强。阐述了运用粗糙集中的近似及等价属性关系将图像划分成不同的区域,再根据估计好的阈值进行数据约简去除噪声的方法,又介绍了运用小波反锐化掩模法增强图像处理的方法。实验结果证明,不论在主观的视觉效果上,还是客观的噪声均方误差上,该方法对眼底图像的增强有着较好的效果。     

基因芯片荧光靶点显微成像自动调焦控制

在基因芯片荧光靶点阵列图像CCD扫描采集系统中,显微成像自动调焦控制是进行芯片杂交信号荧光靶点图像采集的先决条件.在定义图像清晰度评价函数的基础上,通过对实时采集的显微图像进行清晰度评价函数计算,采用基于粗精结合原则的自动调焦控制策略,实现了荧光靶点显微成像自动调焦控制.调焦控制实验表明,该方法显著提高了基因芯片荧光靶点图像聚焦和采集的效率.     

发动机缸体视觉图像定位方法研究

针对发动机缸体孔系实现在线自动测量的难题,提出了基于视觉图像的发动机缸体定位方法。通过面阵CCD获取发动机缸体定位销孔图像信息,利用图像处理提取定位销孔中心位置,以此建立每个被测缸体的测量基准。使用环形双峰阈值法与中值滤波对图像进行预处理,有效地解决了定位销孔具有倒角影响图像边缘提取精度的问题。为验证此定位方法的准确性与可行性,分别进行了发动机缸体定位孔直径与位置度重复性测量与发动机缸体上表面孔组直径与位置度重复性测量实验。实验结果表明所提出的视觉定位方法稳定可靠,实现了发动机缸体的快速、精确定位,为实现发动机缸体的在线检测打下了可靠基础。     

基于粗糙集与小波反锐化掩模的眼底图像增强

眼底图像是细节较多的复杂图像,为了有效去除眼底图像中的干扰噪声,提高视网膜血管的立体感和清晰度,提出了一种将粗糙集和小波反锐化掩模相结合的方法来实现眼底图像的增强.阐述了运用粗糙集中的近似及等价属性关系将图像划分成不同的区域,再根据估计好的阈值进行数据约简去除噪声的方法,又介绍了运用小波反锐化掩模法增强图像处理的方法.实验结果证明,不论在主观的视觉效果上,还是客观的噪声均方误差上,该方法对眼底图像的增强有着较好的效果.     

光照不均匀图像的一种环带最优阈值分割方法

在水下探测、管道探测、工业内窥镜等视频监控系统中,南于主动补光,存在视频图像中央区域偏亮、四周偏暗的问题,无法直接进行图像分割。文章基于局部阈值化方法的思想,结合上述监控系统视频图像的特点,提出了环带划分的最优阈值分割方法。该方法的关键是根据图像亮区重心确定环带中心和根据目标尺寸确定环带宽度,进而把图像划分为若干子图像,然后对子图像运用局部阂值化方法寻找最佳阈值,实现图像分割。文中对水下鱼饵图像和字符探测图像分别运用全局阈值化方法、局部平均值阈值化方法及本文阈值化方法进行了仿真试验,实验表明本文方法对具有上述特点的图像的分割效果优于其他方法。     

基于小波变换的显微图像清晰度评价函数及3-D自动调焦技术

提出了基于小波变换的图像清晰度评价函数。采用大NA(数值孔径)和小NA的显微图像序列,比较分析了本文提出的评价函数和经典的归一化方差函数、熵函数、能量拉普拉斯函数以及另外两种基于小波变换评价函数的清晰度评价性能。同时采用带有标准偏差为25的高斯噪声显微图像序列,比较了这五种评价函数的抗噪能力。实验结果表明:提出的评价函数具有最高的聚焦精度和聚焦分辨率,且具有与抗噪能力最强的归一化方差函数相当的抗噪能力。提出了基于区域选择的自动聚焦方法,实现了处于不同深度的微操作对象的3-D自动聚焦。该评价函数和区域选择聚焦技术可以用于高精度的自动微操作作业中。进一步说明自动调焦是实现自动化微操作的关键技术,而其核心是清晰度评价函数的选取或构建。