自动对焦算法研究

对自动对焦的采样方式以及对焦精度的判据作了较深入的研究,认为把几种采样方式和判据结合使用是最佳方案,通过实验得出一种较好的组合方案,给出了实验结果。     

实时自动对焦的研究

提出一种自动对焦技术,其调焦评价函数棗图像的平面微分平方和能够反映图像高频分量的能量。用计算平面微分平方和的方法在空间域上计算相邻像素亮度差值的平方和,对应于在频率域上计算图像高频分量的能量和,此值越大,图像对焦越准确。用平面微分平方和计算一行图像(N个像素)的调焦评价函数时,计算时间仅为2 (N -1)个时钟周期。     

基于智能化自动调焦的高级显微镜系统

在介绍与分析了国内外电子调焦系统的技术发展现状的基础上,提出了一种基于ＳＳＰＤ与８０９８单片微处理器自动调焦的整体技术方案,给出了基于图象高频成分统计的聚焦判识算法,在此基础上实现了反射式与透射式光学显微镜的自动调焦,同时与对与系统可靠性有关的其它相关相关问题,如光源稳定性、等问题,也进行了讨论。     

混合搜索法在显微镜自动对焦中的应用

针对基于显微镜的自动对焦系统,本文提出了一种爬山搜索法和函数逼近法相结合的混合搜索算法。该算法中的爬山搜索法采用粗精结合的两段式算法。在粗略对焦时,大步距选用速度较快的灰度方差函数;当精细对焦时,小步距采用灵敏度较高的Laplacian函数;通过比较三幅图片来缩小对焦区间并且在该区间内采用函数逼近法来拟合出最佳对焦位置。该方法不仅大大减少了自动对焦所需要的图片数量,而且可以大幅度提高搜索精度。经实验验证,提出的新的搜索算法可以使搜索精度优于1 μm。     

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。     

基于图像处理的CCD摄像机自动调焦方法研究

自动调焦技术是提高CCD摄像机测量精度的重要手段，特别是在小景深及高精度的测量中。本文介绍了采用图像处理法实现自动调焦的方法。并提出了几种图像清晰度评价函数。经实验结果论证效果良好。     

面向对象的光学系统自动对焦方法

基于光学系统的焦深及其与工件的相对位置关系等硬件因素,提出光学系统面向对象的快速对焦运动控制方法。该方法采用灰度差分法来构造聚焦特征值评价函数,并使成像系统的运动轨迹尽量短。将对焦过程分为纯线性运动、粗调焦和细调焦三个阶段,每个阶段控制参数的确定方法不同,但总的原则是尽量减少运动和缩短图像处理中的运动距离,尽量增大最小运动步长,利用变步长的浮动阈值搜索方式,克服局部聚焦和完全不能聚焦的情况。实例证明,该方法可以提高对焦效率和可靠性,35mm的对焦距离大约耗时10s左右。     

Linnik白光干涉仪自动对焦及光程差最小化

众所周知由于两个干涉臂光路不匹配和参考镜面与被测表面的离焦,要得到相干长度非常短的Linnik白光干涉仪的干涉条纹是非常困难的.本文提出了一种自动调节的方法来解决这个问题.为了实现参考镜面和被测表面的对焦,在商用DVD读取头的基础上,对其像散法进行改进,具体方法是对和信号SS设定一个阈值,通过此阈值对归一化后的FES曲线(NFES)进行裁剪,从而获得一个与离焦距离成单调关系的曲线(TNFES),其过零点对应的就是焦点.经过实验证明,改进后的自动对焦系统的动态范围为190 μm,平均灵敏度70 mV/μm,平均标准偏差0.041 μm,分辨率4.4 nm,不确定度55 nm.此外为了最小化两个干涉臂的光程差,本文采用均方根RMSFC算法来计算成像在CCD上的干涉条纹的对比度,通过找到其最大值来最小化光程差.实验证明本文提出的自动方法可以有效地获得Linnik白光干涉仪的干涉条纹.     

曲面成像的自动聚焦方法研究

曲面物体的聚焦采用一般的平面聚焦算法 ,无法精确的进行聚焦 ,甚至导致聚焦完全失败。本文提出了一种适于曲面聚焦的边缘滤波求均值算法 ,该算法应用在弹头痕迹识别系统中 ,取得了很好的聚焦效果     

煤场监控自动聚焦系统研究

为了对煤场进行集中监测与管理,本文对煤场监控系统进行了研究,重点研究了监控系统中自动聚焦功能．良好的自动聚焦功能对后续监控处理奠定良好的基础。经实验验证,本系统运行可靠、实时性好,用于煤场的管理与操作,具有明显的经济效益和社会效益。     

频谱校正的线性调频Z变换方法

提出了一种用线性调频Z变换进行频谱校正的的新方法,通过提高局部频段内的频率分辨率解决离散谱线不能对准实际谱峰时所带来的误差。介绍了线性调频Z变换的原理以及将该变换应用于频谱校正的具体方法和步骤,并通过仿真计算对该频谱校正方法有效性进行验证。模拟计算表明该方法具有校正精度高、速度快和灵活性强的特点。     

频谱校正时谱线干涉的影响及判定方法

针对现代比例（内插）频谱校正法要求参与计算的两条谱线只包含单频率成分信号的特点，分析了包含有两个以上频率成分信号和负频率成分所产生的谱线干涉现象及由此带来的较大校正误差问题，推导并提出了离散频谱中谱干涉的相位和幅值综合判断方法以及校正的可信度，当可信度为１００％时，此离散谱峰为单频率成分，由此实现了单频率信号离散频谱的自动校正。仿真计算表明该方法简便易行、精度高     

基于复解析带通滤波器的复调制细化谱分析原理和方法

采用复解析带通滤波器进行选带细化谱分析的原理为：构造复解析带通滤器－对时域信号隔D（细化倍数）点或2D点进行复解析带通滤波－移频－进行FFT和谱分析。与传统复调制细化谱分析相比,由于只对细化选抽点进行移频,大大节省了内存空间,减少了计算工作量;由于先选抽滤波后移频,避免了较复杂的频率调整过程,复解析滤波器的负频率部分幅值为零,能够大大降低对数字滤波器特性的要求,提高细化分析的最大倍数和细化谱分析的精度,仿真研究表明,采用FIR一级数字滤波器,当半阶数为500时,最大细化倍数可达150,仍能保证幅值分析精度误差在1％以内,采用二级FIR滤波器,最大细化倍数可达2000倍以上。     

基于频谱滤波的多纹理提取算法

研究了一种在有多种纹理叠加的复杂图像中进行单一纹理提取的算法.首先采用极坐标方法分析纹理频谱的环型和楔型特征并求出纹理分布的周期和方向特征;然后根据这些特征在频域中构建环型和楔型Gauss带通滤波器对纹理频谱进行滤波;再将滤波后的频谱图像转换到时域中就得到了只保留相应纹理成分的图像;最后经过纹理区域矫正处理后就可以提取出真实的纹理.实验结果表明,该方法可以准确提取出图像中叠加的多种纹理,并能完整保留每种纹理的基本特征,在纹理分布不均匀的区域也能提取出纹理的骨架.     

基于HHT方法的石方爆破噪声特性分析

HHT方法是一种针对非线性、非平稳信号行之有效的分析与处理方法,它具有自适应性强、高效且希尔伯特谱分析可清晰表明能量随时频分布等特点.该文在分析石方爆破噪声产生机理的基础上,利用HHT方法分析了有关爆破噪声记录,探讨了石方爆破噪声的时频特性.     

基于自适应滤波的机械故障诊断方法研究

本文提出了一种基于自适应滤波的机械故障诊断方法。该方法适用于较复杂机械的故障诊断和一些相关图和周期图不是信号功率谱密度的可靠估计的场合，通过采用自适应滤波去除背景噪声，分离出泵阀的故障信号。该方法尤其适用于信噪比低的非平稳信号。此外，文中还讨论了该方法的优势和不足，实例分析表明该方法对于机械故障诊断是有效的。     

基于频谱分析的光源闪烁评价方法

针对照明光源普遍存在的闪烁现象,提出了一种基于频谱分析的闪烁评价方法.把时变光信号进行傅里叶变换得到其频域内的功率谱,并通过与人眼视觉对比敏感度相匹配的带通滤波器进行滤波,最后经傅里叶逆变换得到调制后的瞬态光信号波形,据此定义闪烁度来定量表征闪烁程度的大小.对几种典型的光源进行检测并计算其闪烁度,结果与已有实验结论相吻合.该方法结合视觉敏感特性对现有评价方法进行了改进,实现了对光源闪烁的客观度量,给照明优化设计和照明行业标准建立提供了有效借鉴.     

基于复解析带通滤波器的复调制细化谱分析的算法研究

在采用复解析带滤波器宽度为fs／2D、隔D点选抽一点、移频和作N点谱分析的方法进行细化谱分析的原理基础上，研究了基于复解析带通滤波器复调制细化谱分析的算法。讨论了算法的核心部分－复解析带通滤波器的构造，滤波器外扩的原理，一级选抽及二级选抽滤波器的设计。仿真研究表明，采用一级FIR数字滤波器，当半阶数为500时，最大细化倍数可达150，仍能保证幅值分析误差在1％以内，采用二级FIR滤波器最大细化倍数可达2000倍以上，运算速度也有较大幅度的提高。