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。     

基于动态因子自适应搜索算法的自动调焦研究

为提高自动调焦的性能,采取动态因子自适应搜索算法。首先,建立分辨率逐步递减的调焦窗口,以减少非聚焦区域对调焦评价函数计算的影响;其次,通过动态调焦因子方法修正目标变化对清晰度评价函数的影响;最后,通过适应变步长爬山算法结合清晰度评价函数搜索聚焦点,提高搜索速度和调焦精度。试验仿真显示,本文提出的算法获得的图像清晰,其性能受噪声影响小,可满足自动调焦中对稳定性、实时性和清晰度的要求。     

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%。     

嵌入式自动聚焦摄像模组控制系统的设计

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。     

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。     

一种新的图像清晰度评价方法

针对图像评价中较为重要的清晰度问题。运用了一种基于焦点窗口模式的能量梯度评价函数的方法。该函数较其它的函数具有较好的计算效率，比起一般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。     

结核杆菌涂片显微视觉检测系统的自动聚焦

结核杆菌医学涂片大多具有观察区内容稀疏不均匀、杂质较多的特点,使用自动显微镜检方法进行图像采集时,会出现清晰度区分困难、效率低下、甚至聚焦评价失效的问题,为提高自动镜检的效率和准确度,本文自主搭建了显微视觉计算机自动检测系统,对结核杆菌涂片的自动聚焦技术进行系统的研究。首先,对比研究11种常用聚焦函数对结核杆菌镜检玻片图像聚焦评价的优劣,并分析了聚焦成功和失效的原因。在综合分析各聚焦函数对结核杆菌涂片的聚焦效果基础上,提出了一种基于Tenengrad的改进型聚焦评价函数,通过改进内容像素的聚焦权重提高聚焦准确度,优化图像处理算法来提高图像采集效率。实验结果表明:改进型Tenengrad聚焦函数FTen-Q在结核杆菌涂片的各类视野图像评价方面具有高灵敏度和准确度,其聚焦成功率和运算效率分别提高了13.884%和17.616%,可以满足结核杆菌涂片类非均匀涂片的显微视觉自动检测应用要求。     

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.     

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。     

简单图像的快速聚焦

为了有效地实现简单图像的快速高精度自动聚焦,提出了一种新的快速聚焦算法。首先在相机进行调焦时自动获取系列零件图像,并记录各图像对应的位置;然后计算每张图像中目标边缘的灰度变化跨度值,从中找到跨度值最小的图像,即为最清晰图像;最后把其所在位置反馈给硬件驱动系统,实现自动聚焦。用新算法分别对不同形状和不同材料的零件,在添加椒盐噪声和没有添加噪声的情况下进行实验,并与计算量小的几种经典最优聚焦函数做了对比试验。结果表明,用新算法对简单图像进行聚焦比常用的最优聚焦函数更敏锐,单峰性更好,抗噪能力更强,而且速度比最快的绝对梯度函数快30%以上。因此,新算法在拍摄简单场景时,鲁棒性好,可以更好地实现快速聚焦。     

自动验光仪中图像处理与调焦准确性的研究

图像清晰度评价函数可以反映调焦系统的调焦准确性。为了验证所选择的评价函数满足调焦准确性的要求,现选择在不同调焦位置拍摄图像并进行处理,找出最佳成像位置,然后利用调焦透镜的移动量与屈光度的关系计算出屈光度,与实际使用的模拟眼比较并计算误差。通过对不同屈光度的模拟眼分别测量,最终结果表明:该评价函数能够较好地满足调焦的准确性要求。     

一种基于极线约束的最小二乘匹配方法研究

图像匹配技术在图像处理与计算机视觉中有着非常重要的作用。最小二乘影像匹配方法是常用的匹配方法之一。本文提出了一种基于极线约束的最小二乘图像匹配算法。该算法将极线约束和最小二乘法结合实现图像匹配。首先利用两幅图像间的极线约束得到多个预匹配点,确定预匹配区域,然后用最小二乘法求得最佳匹配。实验结果表明,该方法效果良好,具有实用价值。     

基于图像处理技术的微光瞄准镜故障检验

结合OpenCV与VC技术,提出了一种基于图像处理技术的微光瞄准镜故障检验的方法.首先通过采集微光瞄准镜图像得到30幅图像,把30幅图像求平均后得到一帧标准图像.经过中值滤波处理,然后用采集到的有故障的图像与标准图像相减,判断出所采集的图像与标准图像是否存在差异点,从而判断出是否存在故障,该种方法就是图像减影法.经过实验得到了减影后有故障的图像,证实了该算法的可用性.该算法简单实用,可以较好地识别出微光瞄准镜上如亮点、黑斑等的故障.相比于大多数减影法,不但很好地结合了OpenCV技术,更在识别精度上有了很大的提高和灵活性.     

基于残差块网络的图像去雨算法

为了从有雨图像中恢复图像质量,提出了一种基于残差块网络的海面图像去雨算法。该算法将两种类型的残差块网络相结合,用于提取有雨图像的深层次信息。在训练过程中,学习有雨图像与原图之间的残差,使算法操作的图像目标值域缩小,稀疏性增强。在训练数据集方面,我们采用室外雨天图像数据集和两种加雨算法进行模拟的海面雨天图像数据集,以此扩充训练样本。测试集图像我们选择3种不同类型的雨天场景图像,雨水的类型包括雨线和雨滴。实验结果表明了本文的去雨算法能够适用于不同的雨天场景,去雨处理后图像信噪比评价指标均在35以上,结构相似度均在0.97以上,总体上提升了图像的清晰度。     

基于距离融合的多特征商标图像检索

针对二值商标图像,提出了一种利用综合距离函数将多个特征进行融合的检索方法.着重对基于形状特征(Legendre矩、Zernike矩和伪Zernike矩)、基于模糊方向特征和基于多特征融合的检索方法进行了阐述,用综合距离函数度量图像间的相似性,PVR曲线作为图像检索性能评价准则.实验结果证明,融合多特征检索方法的性能优于单特征检索,检索结果符合人眼的视觉感受.     

A method for evaluation of an optical image stabilizer in an image sensor module

A figure of merit called the image clarity index is proposed for quantifying the performance of an optical image stabilizer (OIS) subjected to hand jitter. The image clarity index is defined as the slope angle of the normalized edge spread intensity of a captured image. A two-dimensional map of the index can offer clues as to the design limit on shake angle and frequency. Because of its relative simplicity over the existing metrics such as the modulation transfer function, the proposed index is especially suitable for summary evaluation of OISs and rapid benchmarking of OIS-equipped image sensor modules.     

机器视觉中全景图像的非线性测量技术研究

针对全景图像测量中的非线性问题提出一种解决方案。将一种非线性最小二乘问题的迭代算法应用于非线性图像测量关系函数的构建中，成功解决了全景图像测量中的非线性问题。该方法对于机器人视觉技术以及图像测量技术有一定的参考意义。     

基于光场成像的三维测量方法的研究

光场有别于传统图像,不仅具有位置信息而且包含方向信息,为空间场景重建提供了可能。首先对光场成像技术进行光场变换建模,建立了像素光场模型,并提出光场变换准则,为光场重聚焦奠定基础。然后借鉴传统的对焦测距思想,建立了光场三维测量的方法,选择合适光场数据的清晰度评价函数评价成像质量,提出三角质心插值方法优化光场重建质量。最后,对光场三维测量系统进行了标定,建立像面误差补偿算法。实验表明,测量范围10~120 cm时,测距误差小于5%。     

An ant-based clustering algorithm for manufacturing cell design

This paper proposes a new part clustering algorithm that uses the concept of ant-based clustering in order to resolve machine cell formation problems. The three-phase algorithm mainly utilizes distributed agents which mimic the way real ants collect similar objects to form meaningful piles. In the first phase, an ant-based clustering model is adopted to form the initial part families. For the purpose of part clustering, a part similarity coefficient is modified and used in the similarity density function of the model. In the second phase, the K-means method is employed in order to achieve a better grouping result. In the third phase, artificial ants are used again to merge the small, refined part families into larger part families in a hierarchical manner. This would increase the flexibility of determining the number of final part families for the factory layout designer. The proposed algorithm has been developed into a software system called the ant-based part clustering system (APCS). In addition to part family formation, APCS performs the tasks of machine assignment and performance evaluation. Finally, performance evaluation of the proposed algorithm was conducted by testing some well-known problems from literature. The evaluation results show that the algorithm is able to solve the cell formation problems effectively.