基于八面梯度均方差的跟踪系统自动调焦方法

为了实现目标跟踪系统的自动调焦,针对其实时性、准确性的要求,提出了基于八面梯度均方差的自动调焦方法.该方法以像素周围8个方向的梯度均方差作为清晰度评价函数,对消除噪声及光线波动的影响效果很好,能够准确地计算图像清晰度.同时,制定了强制连续调焦与精确调焦相结合的调焦策略.通过对几种评价函数的研究仿真,验证了八面梯度均方差函数在单峰性、灵敏性和稳定性等方面的优越之处;通过反复进行自动调焦实验,说明了调焦策略在克服评价函数局部峰值和精确聚焦方面的良好表现.该方法已应用于目标跟踪系统的自动调焦.     

红外系统调焦组件的回程间隙对自动调焦的影响分析与算法优化

介绍了红外系统中自动调焦技术的基本原理,详细分析了调焦组件的机械回程间隙对传统自动调焦算法效果的影响。就此提出了不同优化方案并充分考虑了算法的适用性及稳定性。最后,通过设计实验验证了算法的可行性,实现了快速、稳定、精确的自动对焦,并将其应用于工程实践中。     

基于图像处理的自动调焦技术研究

随着自动调焦技术的快速发展,在成像系统中得到了广泛的应用。基于图像处理的自动调焦能够进一步满足各种成像设备的智能化自动调焦需求。基于图像处理的自动调焦的关键在于图像的清晰度评价函数,本文在对评价函数进行分析的基础上提出了梯度阈值评价函数,实现了调焦的实时性、抗噪性方面的提升。     

一种梯度阈值自动调焦算法

传统的梯度自动调焦算法计算量大,抗噪声能力弱,影响调焦的实时性及调焦曲线的单峰性和灵敏度,因此提出一种梯度阈值自动调焦算法,提高调焦性能,满足光电跟踪系统能实时、准确地进行自动调焦的要求。该算法先以图像的局部方差作为局部阈值区分边缘像素与非边缘像素,再计算整幅图像的一种新的标准差作为全局阈值来削弱噪声和背景的影响,最后对阈值预处理后的图像采用梯度调焦算法计算其调焦值,进行清晰度评价。大量实验结果表明,该算法具有实时性好,单峰性强,灵敏度高的特点和良好的抗噪性能。该算法用于光电跟踪系统的自动调焦中时,依然保持上述良好的性能,明显优于传统梯度自动调焦算法。     

基于重叠区图像处理的自动调焦系统设计

在航空遥感领域中,自动调焦技术是获取高质量图像的关键技术之一,且在一定范围内得到了应用,但其实时性能较差。为解决调焦耗时长的问题,提出以连续三帧重叠区域图像为指导的自动调焦算法。简述了由电荷耦合器件(CCD)相机、调焦机构和调焦电路板等组成的自动调焦系统;自动调焦控制算法对快速提取重叠区域和帧差值相似判定法进行了综合,针对重叠图像利用聚焦评价函数实现了由大步长快速粗调到小步长精确细调,从而不断逼近正焦位置;利用聚焦函数的聚焦值给出自动调焦系统的软件设计流程;试飞试验表明上述算法在满足自动调焦基础上能够获取清晰图像,同时大大降低图像的分析量,提高系统响应速度。     

自动调焦方法在机载光电成像设备中的应用

自动调焦技术是一种可提升测量精度的方法。文中介绍了基于图像处理的自动调焦方式在机载光电成像设备中的应用。提出了Mix算子和Bevel算子两种调焦评价算子方式。应用局部全局搜索法、交变长爬山搜索法以及综合搜索法3种调焦控制策略。通过实验表明,采用图像处理自动调焦方式能满足机载光电成像设备调焦精确性要求。     

磁鼓更换及调整技巧录像机

由于傻瓜照相机体积小,装配紧凑,在日常使用操作过程中,若保养不妥、意外撞击、操作失误以及受潮等,会产生各种故障。本文介绍其常见的故障分析和处理技巧,供参考。1.自动调焦系统故障傻瓜照相机的自动调焦方式主要有红外线自动调焦、被动式自动调焦、超声波自动调焦等。目前,大部分采用平视取景自动调焦。该自动测光调焦系统技术简单,一旦发生调焦问题,可首先作初步检查,拆开相机前盖,检查调焦机构和取景框附近的电子电路,若触点间存在污物,可用无水酒精清洗,用电吹风除去电路板上的潮气。同时注意检查电子元件有无脱焊、     

高精度红外光电调焦

本文论述了作为直接分步曝光机关键技术之一的自动调焦技术过程控制中,如何解决各种因素造成的调焦附加误差,获得了±400μm动态调焦范围、±0.13μm(3σ)的自动调焦精度。     

激光共聚焦生物芯片扫描中的自动调焦

计算图像高频分量进行成像的调焦是自动调焦的方法之一。通过对调焦评价函数的分析,根据激光共聚焦生物芯片扫描的成像特点,提出了一种调焦评价函数-像素灰度差绝对值求和法。运用爬山搜索算法进行多次重复调焦实验,并对此调焦评价函数的自动调焦重复精度进行了验证。     

基于高速视觉目标跟踪系统的自动调焦算法的设计

为了解决高速视觉目标跟踪系统在进行目标跟踪过程中目标的尺度与清晰度的变化,提出一种基于尺度不变性的自动调焦算法。该算法包括基于改进型二维OTSU分割的自动变焦算法和基于二维图像信息熵的对焦算法,通过高速视觉目标跟踪系统获得目标区域,计算目标像素面积和清晰度评价值,转化为可调焦镜头变焦步数和对焦步数后通过FPGA发送调焦指令,最终完成自动调焦动作。设计了自动调焦验证系统以验证算法的性能并得出满足追踪要求的最佳调焦参数。实验证明,该算法在高速目标跟踪系统的跟踪过程中可以较好地完成自动调焦任务。     

砂轮划片机显微镜自动聚焦系统的设计与分析

阐述了砂轮划片机显微镜自动聚焦系统的硬件构成和软件设计,在砂轮划片机上开发了一套自动对焦搜索算法,控制CCD、镜头沿光轴移动以实现焦距的自动调节.在软件设计上采用了图像处理手段实现镜头聚焦位置的自动搜索和评价函数对图象清晰度的评价,并在砂轮划片机的现场测试中证明了此种方法的可行性.     

工业用光学镜头调制传递函数快速检测系统

调制传递函数(MTF)是评价光学系统成像质量的重要指标。根据光学传递函数测量的理论基础,以狭缝、刀口作为目标物,搭建了一套适用于工业用光学镜头的调制传递函数(MTF)测量、成本低、结构简单、精度高、稳定性好的测量光路,并根据光路特点编译了相关测量软件。测量软件根据自动聚焦的基本原理进行了自动调焦的开发,在兼顾效率和精度的前提下,分别采用爬山法和传统方法作为粗调焦和细调焦的调焦搜索算法,并根据不同物镜的成像特点采取不同聚焦函数进行聚焦判定。通过实验显示,该MTF快速检测系统具有良好的稳定性。     

基于多向最大梯度阈值的自动调焦评价函数

图像评价函数选取是实现数字图像自动调焦的关键一环,针对函数选取的准确性、鲁棒性要求,提出了一种基于多向最大空心梯度阈值的自动调焦评价函数。在现有四类图像评价函数中,灰度梯度函数因其执行效率高而成为研究的重点,为此,本文首先简要阐述了几种典型灰度梯度函数,然后对本文所提梯度函数进行了详细数学推导,最后对比验证了本文函数的有效性。结果表明:本文函数具有单峰性强、无偏性好、灵敏性高的特点和良好的抗干扰性能和实时性,其综合性能明显优于传统梯度函数。     

基于DCT零系数和局部标准差的自动聚焦算法

聚焦评价函数的设计与选取是显微镜自动聚焦的核心问题之一,光照变化引起函数曲线失去理想特性,传统的聚焦评价函数无法克服这一问题。为了解决此问题,提出一种结合频域离散余弦变换（DCT）零系数和空域局部标准差的自动聚焦算法。通过计算图像子块的DCT高频零系数个数和局部标准差,利用两者相反的作用效果进行除法运算,并采用平方运算加大该算法的清晰度比率,在不同光照条件下,与几种传统的聚焦评价函数进行聚焦对比实验,验证了该算法的适用性,并对聚焦评价函数使用定量指标进行性能评估。结果表明,该算法在低照度的条件下还能保持良好的曲线特性,并且具有较强的抗噪性、灵敏度和稳定性。     

一种覆盖范围可调的变频梯度自动对焦评价函数

针对传统调焦函数对噪声敏感和调焦范围小从而影响自动对焦准确性的问题,提出了一种基于变频梯度的自动对焦评价函数。解决了由于离焦量过大而引起的评价函数调焦范围小的问题,通过改变采样频率实现了评价函数调焦范围的可调性。其中,评价函数采用了带有阈值选取的梯度绝对值算子,提高了评价函数的抗噪性,降低了时间复杂度。分别利用仿真实验和实拍实验对该方法进行验证,实验表明:采用不同采样频率的梯度算子能够兼顾调焦范围广以及灵敏度高的两种特性,并与现有的对焦评价函数进行了比较,通过量化指标说明了该评价函数的运算速度较现有评价函数有较大的提升,证明了所提出方法抗噪性与实时性更好、灵敏度更高、调焦范围可调,同时能够准确评价离焦图像清晰度。     

数字同轴全息对刀技术中微细铣刀的自动聚焦方法

数字同轴全息对刀技术中微细铣刀全息再现像的自动聚焦是实现高精度自动对刀的关键技术,其中聚焦评价函数是判别图像质量的依据.通过比较几种常用的聚焦评价函数的评价性能,探讨了数字全息自动对焦过程中刀具的成像特点以及适用的聚焦评价方法,发现小波变换聚焦评价函数能适应高精度聚焦的需要.针对自动调焦问题,提出一种分段递进搜索方法,将搜索过程分为两个过程:大步距粗调和小步距精调,分段搜索最优解.然后比较分析了所提搜索方法与经典的模拟退火算法和Levenberg-Marquardt算法的搜索性能.实验结果表明,所提分段递进搜索方法适用性更强,并通过计算机模拟实验进一步验证了其有效性.     

基于一体化摄像机的清晰度评价函数研究

清晰度评价函数的选择是一体化摄像机实现对焦,以获取高质量图像很重要的依据。针对一体化摄像机的实时性和简易行,对几种常用的清晰度评价函数算法分别从高效性、无偏性、单峰性和灵敏度等进行了较全面的性能比较。分析结果表明:Laplace函数和Brenner函数的峰顶宽度相对较窄,灵敏度高,因此适合于小范围精确调焦。Tenengrad函数、Robert函数和平方梯度的峰顶相对较宽,在焦点附近具有比较高的灵敏度,同时也有一定的调焦范围,适于中等范围的自动调焦,这对于一体化摄像机所需要的自动调焦控制具有指导意义。     

一种基于液体透镜的仿生视觉快速调焦方法

为了提高仿生视觉系统中调焦方法的实时性,在对基于液体透镜的仿生视觉系统调焦控制方式进行研究的基础上,提出一种改进的快速调焦方法,实现系统焦距快速调节的功能。首先将基于激光位移传感器的主动式调焦结果作为预正焦点的判断准则,然后利用基于Sobel算子的灰度梯度评价函数并结合改进的爬山搜索算法对焦距进行精细调整,最后搭建仿生视觉成像系统实验装置,验证本文方法的准确性及实时性。结果表明,利用提出的快速调焦方法,在调焦过程中对同一场景不同模糊程度24帧图像的处理时间可以达到257 ms,相比于传统的自动调焦方法在速度上有很大提升。     

基于红外自动聚焦过程的最优函数选取

与可见光自动聚焦系统相比，红外自动聚焦系统的核心问题在于因红外探测器特殊的成像原理，聚焦过程被分为由远及近聚焦和由近及远聚焦。针对这两个过程所使用的自动聚焦函数，在分析各自聚焦函数曲线特征的基础上，运用灵敏度、陡峭区宽度、陡峭度、平缓区波动量和时间5个针对性的评价指标，对常用的13个典型的清晰度评价函数进行定量分析，提出适合两个聚焦过程的最优函数。结论表明:在由近及远的聚焦过程中，F_Laplace可作为该过程的最优函数；而由远及近的聚焦过程中，F_Laplace和F_SML可作为最优函数的选取。     

红外系统自动调焦技术的研究与工程实现

研究并实现了一种适用于红外热像仪实际工程应用的自动调焦技术。该技术采用轴向移动变焦方式,选取拉普拉斯(Laplacian)算子作为评价函数模板,以优化的爬山搜索法进行峰值判断,同时结合PID的控制方法驱动调焦电机,最终实现了稳定、快速、精确的自动对焦,并充分考虑了对实际应用中场景目标的适用性。本技术以FPGA为核心处理器,采用SoPC(system on programmable chip,可编程片上系统)的处理架构实现算法,成功应用于工程项目中。