基于USB Video Camera的自动对焦系统

介绍一种应用于USB Video Camera中的自动对焦系统。由USB Video Camera获取的视频图像经计算机进行FFT运算或微分运算,得到其频谱幅值数据或微分幅值数据。计算机根据所得数据判断USB Video Camera中的镜头是否处于离焦位置并控制电机将镜头移到对焦位置。文章还进一步讨论了提高自动对焦准确度的措施,实验结果表明该自动对焦系统能很好地实现USB Video Camera的自动对焦,该系统将使具有USB接口的Video Camera使用更简单方便。     

应用于虹膜采集装置的自动对焦算法

针对自动虹膜图像采集装置的成像特点,本文提出了一种新的基于对焦深度法的自动对焦算法.该算法根据自动虹膜相机小景深的特点,提出应用图像的ULFM作为清晰度评价函数,并采用粗对焦和精确对焦相结合的二级对焦策略.实际虹膜图像采集系统实验结果表明,算法精度高、鲁棒性强、实时性好,在被摄人距离镜头0.5～2m的情况下,系统都能够准确地拍摄到清晰的可供识别的虹膜图像,一次对焦成功率大于95%.     

基于无参考结构清晰度的自适应自动对焦方法

针对自动对焦系统,提出了一种基于单帧图像无参考结构清晰度的自适应变步长爬山搜索策略.该方法利用了无参考结构清晰度可提供的离焦量先验信息:当离焦量大时,大步距粗调快速逼近准焦位置;当离焦量小时,小步距微调准确定位准焦位置.该方法在不降低调焦精度的情况下,大大减少了自动对焦所需的图像数量和决策次数.实际系统实验结果表明,新...     

三目显微视觉系统自动对焦调整

在高功率激光物理实验的微小靶位姿检测中,由于摄像机景深小,靶在进入相机视场当中时所成图像易为离焦模糊图像,使图像中靶的图像特征不明显,降低靶的位姿检测精度。针对这一问题,本文提出了一种应用于三目显微视觉系统的微小靶自动对焦方法,根据三目显微视觉系统的结构特点设计了自动对焦方案,并针对不同相机中图像的不同特点分别提出了对应的清晰度评价方法。最终实验结果表明,本文所设计清晰度评价方法具有较好的单峰性和灵敏度;三目显微视觉系统在竖直方向的有效调焦可移动范围为5mm,水平方向的有效调焦可移动范围为3.2mm。     

手动对焦相机和自动对焦镜头的兼容性

随着自动对焦相机制造商制造技术的不断发展，自动对焦相机不论从对焦速度、相机的整体制造功能和耐用程度都不断得到提高，许多专业人土不但不象当初那样排斥自动对焦相机，反而乐于使用自动对焦相机，自动对焦相机在短短的几年得到了飞速的发展与普及，各大专业镜头生产厂商也大量生产自动对焦镜头。自动对焦相机大有后来居上之势。许多业余摄影爱好者也把购买自动对焦相机作为下一步购机的首选。于是在目前扩充手头手动对焦相机的镜头时，就购买自动对焦镜头作为后备。但是镜头卡口的兼容问题却一直困扰着许多影友，那么应该如何为手动对…     

一种用于数码视频相机的实时自动聚焦算法

本文针对数码视频相机的噪声大,主体位置不确定性及实时性要求高等特点,详细讨论了传统自动对焦算法的缺陷并提出了一种新的自动对焦算法.该算法采用一种新的可有效抑制高频噪声的对焦量函数--高斯一阶导数(FDOG)来正确评价图像对焦趋势;支持最近主体优先的感兴趣区域自动选择,使得系统可以自动找到主体所在位置进行对焦;结合爬山法,二叉搜索和插值拟合进行对焦搜索,相比传统的两段爬山法,搜索效率提高了40%;通过对聚焦后的图像进行监视,支持视频模式下的动态自动对焦.该算法在一个数码视频相机平台上实现,实验结果验证了算法的优点,适用于高性能数码视频相机.     

基于图像清晰度评价的摄像头辅助调焦系统

提出一种新的图像清晰度(包括锐度和对比度)评价函数,对比传统的图像清晰度评价算法,新算法速度最快且准确,以及和功率谱算法一样优良的灵敏度,适合各种实时自动对焦系统.本文使用一系列不同程度的离焦图片演示了所有算法的性能。同时将新算法应用于一种实际的摄像头模块辅助调焦系统中,系统把采集的每帧图像实时显示在屏幕上,用新算法评价图像的清晰度,从而指导作业员对摄像头模块进行调焦。实践表明该摄像头辅助调焦系统在批量生产摄像头模块时对提高生产效率和稳定质量方面有很大作用。     

指针式压力表自动计量校准系统

目前,指针式压力表常采用影像法进行计量校准,但在计量过程中存在压力表指针难分割、背景难分离和识别准确率低等问题,为解决上述问题,结合不同规格压力表表盘的外观尺寸,对压力表自动计量校准系统进行研究。首先,根据工业相机视野范围内压力表表盘外形尺寸,自动判断相机与压力表之间最佳工作距离;其次,利用图像边缘梯度值评价图像清晰度,自动完成相机对焦;最后,采用极坐标转换方法实现刻度线定位、指针提取、实时读数等功能。测试结果表明,该系统适用于外壳直径为40,60,100,150,200,250 mm的指针式压力表计量校准。     

面阵CCD航空相机的自动对焦技术研究

航空相机在成像过程中，摄影距离随飞行平台高度发生改变，为满足摄影分辨力的要求，镜头位置要相应调整，利用面阵CCD图像经小波变换后获取的图像边缘特征和CCD交汇测距原理，实现目标距离自动测量和相机自动对焦。     

一种基于频谱分析的离焦深度自动对焦法

通过计算2幅不同离焦位置的图像频谱的径向分布,推算出目标物体的离焦深度,从而调 整镜头位置完成自动对焦。算法适用于任意目标物体,尽管是基于频谱的,但是并不需要计算离焦图像的频谱,算法精度可达4%,鲁棒性良好。     

倾斜镜面成像的自动调焦方法

倾斜镜面成像系统的像面与光轴倾斜,仅利用轴向自动调焦无法实现像面整体清晰。为此提出一种基于图像清晰度判断的自动调焦方法。该方法将轴向调焦与角度调焦相结合,通过步进方式平移和旋转像接收面,利用离焦函数判断聚焦情况,采用数据拟合回归的方法实现了像面整体清晰。该方法在椭偏成像系统的应用结果验证了其有效性,调焦精度达到微米量级。     

微操作中批量目标的自动视野转换

近年来,随着微操作研究的不断发展和深入,批量目标微操作成为当前的研究热点之一.由于显微镜视野范围狭小,微操作过程中需要不断进行物镜转换和调焦工作.本文研制的全自动微操作平台将调焦和物镜转换改造为电动方式,实现了自动调焦和物镜自动转换功能.针对细胞图像的特点,本文提出了基于扫描线的归一化方差聚焦测度方法,并在此基础上,设计了相应的聚焦平面搜索策略.针对显微镜物镜转化器的特点,本文设计了自动物镜转换结构和控制方法,实现不同放大倍数物镜的转换.最后本文在细胞图像处理的实验中,构建了具有分层递阶结构的全局视野,验证了自动调焦和物镜自动转换的准确控制,为批量目标操作的自动化奠定了基础.     

A compact,automated and long working distance optical tweezer system

We demonstrate a compact, automated, long working distance optical tweezer system using a novel mechanism for controlling the position of the optical trap. Our system uses a single focusing lens with a working distance of 4.5?mm and the trapping beam is steered by moving the lens with a miniature coil-magnet assembly. The sample is imaged through a 100×?microscope objective and a CCD camera captures the magnified image. A custom image processing software detects the position of the laser beam and identifies the sample objects. This information is used to generate appropriate electrical signals to drive the coils which move the focusing lens along the desired path. The system is fairly simple and power efficient due to minimal usage of optical elements in the laser path; hence our setup is simple, low-cost and requires low optical power. Computer-generated arbitrary trapping paths and time-shared trapping patterns are successfully demonstrated. Efficient trapping of micron size spheres with laser powers as low as 1.5?mW is observed.     

Optical design of a dynamic focus catheter for high-resolution endoscopic optical coherence tomography

The optical system design of a dynamic focus endoscopic probe for optical coherence tomography is reported. The dynamic focus capability is based on a liquid lens technology that provides variable focus by changing its curvatures in response to an electric field variation. The effects of a cylindrical exit window present, in practice, for a catheter were accounted for. Degradation in image quality caused by this window was corrected to get diffraction limited imaging performance. As a result, the dynamically focusing catheter with a lateral resolution ranging from 4 to 6 mum through an approximately 5 mm imaging distance was designed without mechanically refocusing the system.     

一种用于经纬仪的实时检焦系统

为了使经纬仪进行实时自动检调焦,提出了一种双分离透镜法检焦系统,该方法利用目标自身的反射光,经双分离透镜将通过镜头后的光路分割成两束,通过检测目标在CCD上成像光斑位置的偏移量进行调焦,对具有一定亮度的目标能理想的自动对焦,自身不需发射系统,耗能少,结构紧凑;利用相关法进行数据处理和拟合,提高了检焦系统的分辨率。实验结果表明,此方法的检焦分辨率在0．1～0．15mm范围之内,检焦精度基本满足经纬仪第一像面焦深范围之内的要求,并具有调整方便以及实时性等优点。     

An Auto-Focusing Method in a Microscopic Testbed for Optical Discs

An auto-focusing method in a digital image system is demonstrated that uses a standard deviation of pixel gray levels as a feedback signal. In this system, an optical microscope and a charge coupled device (CCD) camera are used to create clear pit images of optical discs. A dynamic focusing scheme is designed in the system-control software, which is able to eliminate environmental disturbances and other noises so that a fast and stable focus can be achieved. The method shows an excellent focusing accuracy. The performance and possible applications of this method are discussed. The test results for optical discs are given in this paper.     

单片机处理信号的自动聚焦系统

介绍一种基于单片机信号处理的自动聚焦系统。通过对CMOS图像传感器输出的视频信号进行模拟滤波，单片机采样、分析、控制马达转动镜头至对焦清楚的位置。该系统具有功耗低、小型轻便、聚焦快等特点，可以应用于许多信息家电和一般工业控制场合。对系统关键技术进行了分析讨论，并给了实验结果。