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.     

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。     

一种基于灰度分割的自动调焦算法

针对红外图像的自动调焦问题,提出了基于灰度分割的图像清晰度评价函数,对比传统的图像清晰度评价算法,新算法满足无偏性和单峰性,并且具有更高的灵敏度和较快的计算速度。     

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。     

电子经纬仪系统中自动调焦爬山搜索算法的优化设计

电子经纬仪的自动调焦是仪器实现自动化的重要部分,自动调焦的过程就是镜头按照自动调焦搜索算法来回搜索调焦评价函数求最大值的过程,传统的爬山搜索算法会受到调焦评价函数局部极值的干扰而不能准确聚焦;介绍了一种改进的自动调焦搜索算法,在选择清晰度评价函数基础上,同时考虑图像的调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF),综合判断搜索方向,给出了优化算法的原理和实现;实验结果表明,改进的爬山式搜索算法中Brenner函数值的标准差为0.009 3,MTF值的标准差为0.003 9,平均用时为12s,能有效地排除局部极值干扰,使系统精确、可靠的调焦。     

图像清晰度评价算法研究

通过图像清晰度评价函数判断离焦图像的清晰度是相机实现自动调焦的关键.使用最优离散余弦变换(DCT)系数的和作为评价图像清晰度方法,并用该评价方法与图像的调制传递函数(MTF)的变化趋势做相关性分析,以验证该评价方法的有效性.结果表明:基于离散余弦变换的评价方法可以得到与MTF相似的评价结果,归一化后,最清晰图像的判断值都为1,随图像变模糊时函数的下降趋势基本一致.     

应用于短脉冲激光加工的自动调焦系统

针对现有的纳秒脉冲激光微加工系统,设计了基于图像处理的自动调焦系统.从焦点检测的历史背景出发,结合光学的成像原理,提出了以图像梯度为对焦评价函数的自动调焦技术.把此自动调焦系统应用于原系统中,形成了以控制单元、激光器、机械结构和光路系统为主要组成部分的纳秒脉冲激光微加工系统.通过对加工实验效果和对焦评价函数曲线的对比分析,证实了此调焦系统适用于短脉冲激光加工,从而有效地提高了系统的加工精度和效率.     

图像调焦过程的清晰度评价函数研究

针对目前常用的图像清晰度评价方法存在的问题,分析了影响图像质量评价的因素,提出了基于图像对比度变化率的评价方法和基于自相关原理的评价函数改进算法,有效地避免了由于噪声干扰而出现的调焦函敖曲线局部尖峰现象.实验结果表明,本文提出的评价函数的调焦曲线具有调焦性能好、抗干扰能力强和实时性好等优点.     

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。     

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。     

微操作机器人系统拟实环境的实现

本文实现了一个具有显微图像效果的2D增强现实的微操作拟实环境．文中给出 了微操作工具的生成算法和它的运动学建模算法,并在虚拟显微镜的实现过程中对操作工具 和操作对象的显微图像进行了优化处理,实现了对微操作机器人系统的拟实,并获得了很好 的拟实效果．该拟实环境可有效地用于实际微操作的预演、再现,微操作路径规划及人员培 训．     

水下图像增强和复原方法研究进展

目的 近年来随着水下图像/视频在海洋军事、海洋环境保护和海洋工程等科研和工业领域扮演越来越重要的角色,水下图像增强和复原作为关键技术之一,越来越多地成为研究的热点和难点问题。目前有关水下图像增强和复原方法研究进展的综述论文在国内外相对较少,为使即将进入该研究领域的学者比较全面地了解该领域的研究现状,促进该领域的快速发展,本文对其系统综述。方法 在广泛调研大量文献的基础上,按照是否基于物理模型对已有方法进行分类讨论,对其基本思想、方法特点、实验方法进行归纳和总结,其中对典型的方法进行具体介绍和分析。同时,介绍了水下图像质量的评测体系,针对典型方法的处理结果进行定性和定量的评测。进而,总结该研究领域目前存在的不足,展望未来可能的发展方向。结果 总结了水下图像退化的原因、水下图像增强和复原所采用的主要技术和方法、水下图像质量评测体系的发展历程,给出了亟待解决的问题,展望了未来的发展方向。结论 作为新兴的研究领域,水下图像增强和复原在工业界和学术界都具有广阔的应用前景和研究价值,但针对目前存在的一些局限性还需要进一步深入研究。     

图像清晰度检测方法

针对目前清晰度检测方法中存在的速度慢、局部量化不明显和受光照亮度影响大等不足,在分析了几种常见图像清晰度评价函数特性的基础上,提出了一种基于图像中心距的清晰度评价模型.该模型通过引入图像中心距和高通滤波图像中心距的线性组合,在保持评价结果良好全局性的同时提高了其局部量化精度.在此基础上实现了一种基于五区域的图像清晰度评价方法.实践表明该方法具有较好的计算效率、可靠性和量化等级.     

多失真混杂的无人机图像质量盲评价

目的 面向多失真混杂的图像质量盲评价问题目前仍然是计算机视觉领域具有挑战性的工作之一,无人机图像受成像条件影响混杂多类失真,图像质量的准确评价是其效能发挥的关键环节。为此,引入并改进了基于自然场景统计的距离度量评价模型,提出多失真混杂的无人机图像质量盲评价方法。方法 从图像的结构性、信息完整性和颜色性3个不同的角度研究并提取了与无人机图像质量敏感的特征因子集;以实拍标准测绘图像库为原始图像获得MVG特性参数作为度量基准解决了盲评价中缺乏训练集的问题;构建了以实飞图像为样本的无人机图像质量数据库（UAV image set）,为相关问题的研究提供数据集和评价参考。结果 针对所构建的数据库,本文算法在主客观一致性、算法运行时间上与其他算法进行了对比实验。相比较其他经典算法,本文算法的主客观一致性较高,达到了0.8以上,运行时间较快,过到1.2 s。此外本文还给出了块大小对算法影响以及单特征对图像的评价结果,证明算法选择的图像块大小和图像特征符合质量评价的需要。结论 针对无人机图像所包含的多失真构建质量评价综合模型,该模型可满足无人机图像质量需求。     

利用差分图像奇异值分解的置乱程度评价研究

提出了基于差分图像和奇异值分解相结合的图像置乱效果评价新方法。针对基于奇异值分解法的置乱程度评价法不能客观地反映图像置乱效果好坏的不足,首先对置乱前后图像进行差分运算并得到其相应的差分图像,其次对两差分图像进行奇异值分解,最后计算其奇异值差异程度的大小作为图像置乱效果评价的新准则。实验结果表明,提出的评价方法能够较好地刻画图像的置乱程度,反映了加密次数与置乱程度之间的关系,与人的视觉基本相符。对于不同的图像,该评价方法在一定程度上反映了所用的置乱变换在各置乱阶段的效果。     

微操作机器人显微视觉系统的研究

本文深入研究了基于生物工程领域显微视觉系统的设计方法．给出了微操作物体平面坐标及微机器人手端位姿的求取方法；提出了基于载物台平动测量微操作物体的高度及微机器人做三维空间已知运动标定出微机器人手端在摄像机坐标系的坐标，进而确定微机器人手端与微操作物体之间位置关系的单目视觉方案．采用两步法对显微视觉系统进行了标定．实验证明该系统运行可靠，达到显微操作的要求．     

自然图像质量评价方法综述

5G时代的到来使得图像处理技术也得到了迅猛发展,自然图像质量评价方法成为图像处理领域的重要研究热点。在自然图像获取、图像压缩、存储等处理时,图像质量不可避免的产生各种类型的失真,从而自然图像质量评价方法的应用越来越广泛。首先阐述自然图像的失真类型和公开标准图像数据库的相关知识,然后分别从主观评价和客观评价两种方法分析自然图像质量评价,最后对未来自然图像质量评价方法的发展趋势进行了总结和展望。     

局部图像描述符最新研究进展

目的 局部图像描述符广泛应用于许多图像理解和计算机视觉应用领域,如图像分类、目标识别、图像检索、机器人导航、纹理分类等。SIFT算法的提出标志着现代局部图像描述符研究的开始。主要对最近发展的现代局部图像描述符进行了综述。方法 首先,介绍了4大类局部图像描述符:局部特征空间分布描述符、局部特征空间关联描述符、基于机器学习的局部描述符、扩展局部描述符(局部颜色描述符、局部RGB-D描述符、局部空时描述符)。对局部图像描述符进行了分析和分类,并总结了局部图像描述符的不变性、计算复杂度、应用领域、评价方法和评价数据集。最后,展望了局部图像描述符的未来研究方向。结果 近年来局部图像描述符研究取得了很大进展,提出了很多优秀的描述符,在辨别性、鲁棒性和实时性方面有了很大提高,应用领域不断拓展。结论 局部图像描述符应用广泛,是计算机视觉领域的重要基础研究。而目前,局部图像描述符还存在许多问题,还需进一步的深入研究。     

微距摄影的多聚焦图像拍摄和融合

目的 对于微距摄影来说,由于微距镜头的景深有限,往往很难通过单幅照片获得拍摄对象全幅清晰的图像.因此要想获取全幅清晰的照片,就需要拍摄多幅具有不同焦点的微距照片,并对其进行融合.方法 传统的微距照片融合方法一般都假定需要融合的图像是已经配准好的,也并没有考虑微距图像的自动采集.因此提出了一种用于微距摄影的多聚焦图像采集和融合系统,该系统由3个部分组成.第1部分是一种微距图像拍摄装置,该硬件能够以高精度的方式拍摄物体在不同焦距下的微距照片.第2部分是一个基于不变特征的图像配准组件,它可以对在多个焦点下拍摄的微距图像进行自动配准和对齐.第3部分是一个基于图像金字塔的多聚焦图像融合组件,这个组件能够对已经对齐的微距照片进行融合,使得合成的图像具有更大的景深.该组件对基于图像金字塔的融合方法进行了扩展,提出了一种基于滤波的权重计算策略.通过将该权重计算与图像金字塔相结合,得到了一种基于多分辨率的多聚焦图像融合方法.结果 论文使用设计的拍摄装置采集了多组实验数据,用以验证系统硬件设计和软件设计的正确性,并使用主观和客观的方法对提出的系统进行评价.从主观评价来看,系统合成的微距图像不仅具有足够的景深,而且在高分辨率下也能够清晰地呈现物体微小的细节.从客观评价来看,通过将系统合成的微距图像与其他方法合成的微距图像进行量化比较,在标准差、信息熵和平均梯度3种评价标准中都是最优的.结论 实验结果表明,该系统是灵活和高效的,不仅能够对多幅具有不同焦点的微距图像进行自动采集、配准和融合,并且在图像融合的质量方面也能和其他方法相媲美.