基于DaVinci的自动对焦算法研究及实现

随着信息技术、超大规模集成电路技术、微电子技术的进一步发展,特别是高性能微处理器的使用,数字视频技术得以飞速发展。视频系统的基本功能是为了获取清晰图像,而自动对焦技术对图像质量影响很大。该文对自动对焦算法的关键技术进行研究,提出了改进的自动对焦算法。搭建了基于达芬奇（DaVinci）DM6437处理器的硬件平台,并在该平台上实现了自动对焦。从对焦速度来看,完成一次对焦约需0．65S,基本达到了系统的设计要求。     

一种基于角点检测的实时自动对焦方法及实现

为了满足热像仪在不同场景下自动对焦的功能需求,对现有多种自动对焦实现方案的优劣势进行了评估分析,并选择了一种基于角点检测算法的对焦方案。通过检测图像中的角点数量来实时判断图像的清晰度。根据热像仪FPGA图像处理系统的性能对该算法进行了改进与优化,并提出了多阈值角点检测实时对焦方法。根据当前场景的对焦状态,热像仪可自主判断是否执行对焦操作,以适应不同检测场景的需求,最终实现其在不同场景下的实时自动对焦功能。     

激光三角法改进的显微镜快速自动对焦方法

为了满足TFT-LCD显微镜光学检测系统在工业上的需求,基于激光三角测距法提出一种改进的显微镜快速自动对焦方式,并建立了光路数学模型。该方法在可见光光路中加入一路808 nm波长的激光,激光光束在被检测物体表面反射后经过一系列光学器件投射在CCD相机上形成一个半圆光斑。以对焦完成时CCD上的光斑半径最小为基准,给出了离焦量与光斑信息探测量之间的数学模型关系,实时控制PZT进行自动调焦。根据给定的数学模型,利用高斯曲线拟合对光斑中心进行定位并计算离焦量,实现对实时控制压电陶瓷的自动对焦。在50倍物镜下的实验结果表明:实际测量值与理论值有很好的线性度,在±30μm的对焦平面上对焦重复定位精度可达到0.2μm,对焦时间在0.26 s。与传统的显微镜对焦方法相比,该方法有较高的精度、较好的线性度和更高速等优点,可满足工业光学检测的需求。     

基于离焦深度法的自动对焦光路设计

基于离焦深度法设计了自动对焦光路,光路由激光 光源,准直扩束透镜,调焦透镜,摄 像头组成。使用ZEMAX软件模拟了对焦过程,通过控制调焦透镜的位置获取光斑半径,计算 对焦位置。 移动调焦透镜,分别在距离对焦目标5.62 cm,7.38 cm,14.02 cm,16.88 cm,20.94 cm处得到了弥散光斑 的直径。计算得到的误差在1mm以内。基于此,实际搭建了对焦光路并进行模拟。采用位移 滑轨模拟透 镜的变焦运动,由摄像头获取物面上的激光斑点,通过MATLAB编程来快速获得光斑直径的之 间的比例。 结果显示,对焦结果误差在1cm以内,考虑到导轨读数存在误差,摄像头像素有限,激光功 率不稳定等原 因,虽然实际结果与理论模拟之间存在差异,但证实了此方法的可行性。后续工作将用位移 平台替换手动 滑轨,编程精密控制透镜的移动位置,实现自动对焦。研究工作为改进本课题组已经开发的 便携式高灵敏 毒品荧光检测系统提供技术参考。     

免散瞳眼底照相机自动对焦算法设计

眼底图像的自动对焦是眼底照相机的重要组成部分。在分析各种应用于眼底图像自动对焦算法的基础上,针对免散瞳眼底照相机及眼底图像对比度特点,在现有低对比度图像自动对焦算法的基础上,提出了基于区域分块的自动对焦改进算法。算法结合无重叠型的采样方式与梯度向量平方函数,在保证对焦灵敏度的基础上,提升了自动对焦的运算速度。仿真实验证明,该算法与原算法及常用自动对焦算法相比具有较好的灵敏度及运算速度,能够应用于实际的眼底图像自动对焦中。     

一种检测薄膜晶体管液晶屏的自动对焦方法

针对大尺寸TFT-LCD(第五代到第八代)生产检测过程中要求成像系统成像速度快、精度高的情况,研究快速的显微镜自动对焦方法。提出一种间接清晰度评价函数和一种用于TFT-LCD玻璃板检测的显微镜自动对焦的方法,采用一个激光器和一个黑白CMOS相机作为辅助手段,通过寻找CMOS相机最大的通光率的值确定CCD相机对焦最好的目标点,在此基础上,通过求取CMOS相机获得图片中的激光光斑质心并查表确定镜头调节的方向和距离。实验结果表明,对于放大倍率为5倍至50倍的物镜,当玻璃板在焦平面上下正负50 μm范围内进行自动对焦时,对焦时间在0.4 s以内,重复对焦精度可达到景深的0.1～0.5倍以内。     

数码显微镜自动对焦算法

目前数码显微镜中常用的自动对焦方法分为主动式自动对焦和被动式自动对焦。主动式自动对焦依赖特定的传感器或者测距设备,通过主动发出光波并且接收反射回来的光波判断物体与对焦装置的距离,从而达到对焦目的;被动式自动对焦通过分析每个位置图像信息来判断对焦方向以及对焦位置,以达到对焦目的。被动式自动对焦由于其对结构的要求简单、成本较低,是数码显微镜最常用的自动对焦方法。主要介绍了应用于数码显微镜的自动对焦算法,简述了主动式与被动式自动对焦的原理以及发展方向,重点介绍了被动式自动对焦方法中的对焦深度法,分析了对焦深度法的两大关键技术,即清晰度评价函数及其对焦搜索算法。     

显微镜的快速自动对焦算法

针对平面样品的大规模显微图像采集,提出了一种基于预测的快速自动对焦算法.首先,利用相邻图像的对焦位置估计当前图像的对焦位置,并在其附近做微小调整即可得到最佳对焦位置,从而避免对焦评价曲线的多峰干扰.其次,利用阈值分割方法选择对焦窗口以消除背景干扰,使对焦评价函数满足无偏性.该算法大大减少了自动对焦所需要采集的图像数量,对焦速度、精度以及鲁棒性均有明显的提高.     

TFT-LCD面板光学检测自动对焦系统设计

针对TFT-LCD面板尺寸大、厚度薄、光透过率高的特性,建立了基于激光三角测距法的自动对焦系统.采用光学回路和机械结构设计,对激光光斑中心位置准确求取以及自动对焦原理等算法进行了研究.首先,根据激光三角法测距原理进行了光学回路设计,并以纳米定位平台作为微小行程对焦驱动轴.其次,通过分析光斑图像特性,调节相机快门调整曝光...     

热成像系统自适应自动对焦算法

为了实现不同环境下热成像系统的准确对焦,本文针对现有自动对焦算法存在的问题开展研究,提出了一种热成像系统自适应自动对焦算法。通过对比实验系统采集图像的梯度算子评价函数曲线,确定最优最大梯度和清晰度评价函数,并以某一复杂场景为例,说明了最佳对焦位置搜索、对焦窗口选择和图像清晰度评价的具体实现方案。对多个复杂场景的自动对焦实验表明,本文提出的热成像系统自适应自动对焦算法能够有效解决复杂场景目标的准确对焦问题。     

基于小波的自动对焦算法研究

图像清晰度评价在自动对焦中具有重要的意义。提出了几种基于小波变换的不同的评价标准,研究发现,同一个小波变换,不同的评价标准其评价效果也有所不同,根据需要的不同,可以采取各种不同的评价函数。同时,对焦区域的合理选择可以有效地减小计算量,保证自动对焦的实时性要求。试验证明,这几种评价标准具有更好的调焦性能、抗干扰能力和实时性,在自动对焦方面有着广泛的意义。     

基于Hadamard变换的数码显微成像自动对焦新方法

提出了一种基于Hadamard变换的自动对焦评价函数,利用数字图像Hadamard频谱的高频分量分析对焦的精确程度.实验结果表明,相对于传统的自动对焦方法,新方法不仅可实现精确对焦,而且抗噪能力强;由于Hadamard变换本身计算量很低,因此新方法还具备算法简单、运算速度快和易于硬件实现等特点.     

精准无误

随着拍照手机向高像素发展，它对自动对焦功能开始提出要求。一般来说，用户希望200万像素以上的照相手机具有自动对焦功能。自动对焦时，只要按下快门键，手机就自动对焦并拍摄，过程不超过一秒钟。而半自动对焦则是先虚按对焦，再实按才是拍照，因此还是自动对焦的功能更方便。[编者按]     

一种基于高通滤波评价函数的自动对焦方法

介绍了自动对焦系统中三种常用的清晰度评价函数——方差评价函数,梯度评价函数,DCT（Discrete Cosine Transform）评价函数。从对焦图像高频分量多的特点出发,提出了一种基于高通滤波评价函数的自动对焦方法,该方法在低复杂度的同时表现出良好的对焦特点,可以快速地实现对焦。     

尼康D5000

高清摄像功能、11点自动对焦 作为入门级的数码单反相机,尼康D5000的到来又给摄影爱好者带来了更多的选择。它搭载了27英寸23万像素翻转式显示屏,是尼康首款运用翻转屏的单反相机,这一设计还方便了LiveView实时取景功能的操作。尼康D5000配备1230万像素CMOS传感器,同时加入了11点自动对焦功能,能提供出色的主体识别功能。D5000还带有脸部侦测的场景识别系统,可优化曝光和自动对焦性能,获得更佳成像品质。     

当家花旦：尼康D80数码单反相机

尼康通过官方渠道公布了入门级DSLR新品D80。该机采用1020万像素CCD传感器，镜头倍率为1.5，镜头组依然支持传统的尼柯尔AF自动对焦镜头及DX格式数码镜头。为了同D200拉开差距，尼康对D80的多项性能进行了刻意“缩水”。还过D80采用了11点自动对焦系统，在对焦精度和机身驱动力方面和D200十分接近。     

基于离焦估计的对焦速度的提高方法

提出一种新的自动对焦准焦点定位方法。首先在3个位置估算离焦量,直接驱动镜头至准焦位置附近,用小步长进行搜索,找到最佳对焦位置。实验结果表明,该方法不需要对成像系统进行精确校准,在保持对焦深度(DFF)法的精度优势的同时,将对焦速度提高了37%。     

法国光学新技术亮相光博会

一滴水就能做一个可自动对焦的镜头，通过波前感测器检测激光质量，这是法国几家光学公司在深圳举行的第七届中国国际光博会上展示的部分新技术。     

尼康 D300s

51点自动对焦、场景实别系统 尼康D300s延续了D300的各项优越功能,而且进行了很多革新和改进,该机采用CMOS影像感应器,有效像素达1230万s支持7幅/秒快速连后,51点自动对焦确保了树高精准性,可以准确地抓拍物体.     

基于功率谱的遥感相机自动调焦算法研究与实现

应用图像处理法针对线阵CCD推扫成像的遥感相机进行自动调焦研究.推扫成像的线阵CCD相机在任意时刻所拍摄的景物都是不同的,这就给对焦评价函数的选取增加了难度.用功率谱的方法对任意景物在空间频域进行分析表明,功率谱对于自然景物具有一定的不变性.由此建立了基于功率谱的对焦评价函数,并采用DSP FPGA的高速硬件系统方案实现自动调焦的算法.一系列的调焦实验表明,系统有较好的自动调焦性能,基于功率谱的对焦评价函数是可行的.