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。     

一种灰度梯度暗通道图像自动调焦方法

针对目前调焦评价函数存在的灵敏度低、鲁棒性差、易进入饱和区等问题,提出了一种融合灰度梯度和暗通道L0范数的调焦评价函数。首先分析并证明了清晰图像与离焦图像相比具有亮度更大、更稀疏的暗通道这一特性,然后选择了暗通道的L0范数对图像的离焦情况进行评价,最后融合图像灰度梯度与暗通道的L0范数构建了一种新的调焦评价函数。在对森林、公路、天空中的无人机、室内静物等多种场景的调焦实验中,使用单核DSP处理速度为9Hz,基本满足实时性;受到外界干扰时函数曲线没有出现伪峰;在离焦比较严重的情况下没有进入饱和区,仍然能够保持一定的陡峭度。实验结果表明,本文提出的调焦评价函数具有较好的灵敏度和鲁棒性,可以满足光电成像系统对实时调焦的要求。     

基于图像处理的自动调焦系统设计

介绍了基于图像处理的自动调焦的工作原理、系统设计、评价函数及实验研究,运用调焦区域选择、变步距控制及改进算法来实现在半导体封装设备中的自动调焦,提高了调焦的速度及稳定性。     

基于DSP的自动调焦系统

由于数字图像处理理论的逐渐成熟和完善,现今的自动调焦系统已由原基于光学系统的自动调焦转换为基于各种数字图像处理方法的自动调焦.由此介绍一种基于DSP芯片TMS320C6416为核心处理器进行图像采集、预处理和实施控制的自动调焦系统.TMS320C6416芯片的总体性能可比C62xx提高一个数量级.重点说明了该实时数字图像处理系统的硬件组成、工作原理和软件算法.结果表明该系统具有高度的实时性和稳定性,能够快速准确的完成自动调焦.     

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。     

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.     

基于Roberts 梯度的自动聚焦算法

如何快速有效地实现聚焦一直是图像测量中的焦点, 其中图像自动聚焦评价函数的选择是关键问题。在比较、研究图像聚焦评价函数和边缘检测的基础上, 提出了将Roberts 梯度算子作为聚焦评价函数引入自动聚焦之中, 同时为了消除噪声的影响,仔细研究阈值问题, 并引入了一个阈值参数。经过大量的仿真实验, 画出了几种自动聚焦算法的聚焦图形, 并进行了详细的比较分析。结果表明, 引入参数的Roberts 算子具有无偏性好、单峰性强、灵敏度高等特点, 该算子比其他评价函数更为准确、稳定、可靠。     

基于Roberts梯度的自动聚焦算法

如何快速有效地实现聚焦一直是图像测量中的焦点,其中图像自动聚焦评价函数的选择是关键问题。在比较、研究图像聚焦评价函数和边缘检测的基础上,提出了将Roberts梯度算子作为聚焦评价函数引入自动聚焦之中。同时为了消除噪声的影响,仔细研究闽值问题,并引入了一个闽值参数。经过大量的仿真实验,画出了几种自动聚焦算法的聚焦图形,并进行了详细的比较分析。结果表明,引入参数的Roberts算子具有无偏性好、单峰性强、灵敏度高等特点,该算子比其他评价函数更为准确、稳定、可靠。     

航空红外相机自动调焦设计

为克服恶劣复杂的航空环境给系统带来的失焦现象,系统中引入自动调焦模块。通过采集、分析不同程度失焦的中波红外图像序列,对空域内几种调焦评价函数的灵敏度、无偏性、稳定性、计算速度等指标进行测试和验证,最终得到适合于红外成像自动调焦系统的调焦评价函数。为了提高该调焦评价函数的信噪比,提出了一种基于图像预处理的信噪比改善算法,保证函数在正焦面两侧呈单调性。最终制定出粗细结合的快速爬山搜索策略,先以大步距进行粗略调焦缩短时间,再用低于半倍焦深的小歩距精细调焦保证精度。基于640×512中波制冷探测器,搭建了一个焦距为300 mm、F/2的卡塞格伦折反式红外光学系统。试验结果表明该自动调焦模块可以保证实时性和准确性,满足具有较大噪声的红外成像系统的需要。     

基于区域离散性的自动调焦算法

对焦准确在视觉测量中是很重要的因素.为了实现快速而准确的自动调焦,在进行了大量实验的基础上,考虑实际应用中调焦情况的复杂性,例如表面出现缺陷或者不稳定特征,提出了一种较好的调焦评价算法:分区域的分布加权算法.利用图像中各个子图调焦函数的离散性,评价其在整体中的权重因子,进而进行联合评价,获得了整幅图像的最佳焦平面,并且...     

基于梯度阈值的太赫兹时域信号自适应稀疏算法

胶接结构广泛应用于航空航天等国防领域,但在工艺制作及使用过程可能会产生胶接界面脱粘缺陷和损伤,由于太赫兹无损检测技术对非金属材料良好的穿透性能,已被广泛应用于复合材料的无损检测中,太赫兹无损检测技术在多层胶接结构样件胶层内部缺陷的无损检测方面具有较大优势。利用反射式太赫兹时域光谱系统检测多层胶接结构样件,得到的具有样件内部材料信息的太赫兹时域信号,但信号中还包含了大量的冗余特征和噪声等无效信息,这些无效信息大大降低了信号处理和分析效率。针对这一问题,文中提出了基于二阶梯度法提取太赫兹时域信号有效特征,以飞行时间误差为限制条件基于信号的时域特征自适应确定阈值,稀疏太赫兹时域信号,减少信号中冗余无效信息,实现太赫兹时域信号的有效压缩。然后,通过二值化图像分割识别多高斯恢复信号和太赫兹时域光谱系统检测信号的太赫兹图像缺陷区域。最后,制备具有脱粘缺陷的多层胶接结构样件,开展太赫兹无损检测实验。结果表明：文中算法的数据压缩率达到了81%,相比传统压缩算法离散余弦变换提高了59%,相比主成分分析算法提高了75%,相比K-SVD字典学习算法提高了26%,缩短了约80%的数据计算时间,减小了约95%数...     

TFT-LCD面板光学检测自动聚焦算法研究与比较

针对当前TFT-LCD玻璃基板在线检测过程中存在的显微图像对焦模糊问题,对基于图像处理的自动调焦方法在TFT-LCD玻璃基板检测中的应用进行了研究。基于对TFT-LCD液晶面板的光学检测,重点介绍了目前较为常用的、具有代表性的几种基于图像处理的清晰度评价算法,并从算法的单峰性、无偏性、灵敏性以及计算量等方面进行了比较与分析,提出了一种粗细调相结合的复合自动对焦方法,分别选取斜边缘检测算子和梯度滤波器算子作为调焦粗搜索和精搜索阶段的对焦评价算子。实验结果表明:使用调焦行程为15步的全局搜索算法,传统单一算法耗时2.18s,得到图像的清晰度评价函数值为46.78;粗细调相结合的复合自动对焦方法时间仅为1.41s,得到图像的清晰度评价函数值为52.49。该方法不仅对焦精度高,有较大的对焦范围,还能保证高的计算效率。     

A robust auto-focus measure based on inner energy

This paper proposes a robust auto-focus (AF) measure based on inner energy. In general, the inner energy of noise pixels is close to zero because the magnitude of gradient and the direction of the noise pixels are random. Therefore, the inner energy can effectively eliminate the influence of noise on image quality assessment. But the gradients of near edge points are consistent with those of edge points, so the inner energy of edge pixels is relatively large, and the detail information of the image can be highlighted. Experimental results indicate that compared with traditional methods, the proposed method has higher accuracy, fewer local peaks, stronger robustness and better practicability. In particular, the evaluation results are close to the subjective evaluation of the human eyes. These results illustrate that the proposed method can be applied in automatic focusing. This work has been supported by the National Natural Science Foundation of China (Nos.U1509207 and 61325019). E-mail:weihuang@tjut.edu.cn      

一种基于梯度和Vibe算法的运动检测算法

针对运动检测算法在动态背景下准确性不高的问题,提出了一种基于梯度图和改进后的Vibe算法相结合的运动检测算法.该算法首先利用Sobel算子计算出梯度图,然后采用Vibe算法与三帧差分法相融合的方法对梯度图进行检测,获取运动目标.该算法改变了传统的以原始图像来构建背景模型的思想,提出了用梯度来构建背景模型,有效地改善了运动检测中的误检问题.实验结果表明,与GMM(高斯混合模型)、Codebook相比,该算法在静态背景和动态背景下实时性和准确性都较好.     

自适应阈值的快速运动估计算法

分析了视频序列运动场的基本特征,利用运动和匹配误差两种相关性,提出自适应阈值的快速运动估计算法(AT-FME),随编码对象的内容和运动情况自适应地调整阈值和搜索模式.实验结果表明,在匹配质量和码率相同情况下,AT-FME可比UMHexagonS节省62%的运算量,是提高视频压缩编码效率的有效方法.     

Automatic gradient threshold determination for edge detection

We describe a method to automatically find gradient thresholds to separate edge from nonedge pixels. A statistical model that is the weighted sum of two gamma densities corresponding to edge and nonedge pixels is used to identify a threshold. Results closely match human perceptual thresholds even under low signal-to-noise ratio (SNR) levels.     

A gradient guided search algorithm for multiuser detection

This paper introduces a new multiuser detection algorithm based on a gradient guided search that can achieve near-optimum performance while its implementation complexity is linear in the number of users. The new algorithm attempts to perform jointly optimum multiuser detection by updating one user's bit decision each iteration in the best possible way. When a decorrelating multiuser detector is employed to initialize the proposed algorithm, in all cases tested the gradient guided search converges to a solution with performance very close to optimum. Further, tests indicate that the proposed algorithm provides excellent performance for cases where other suboptimum algorithms perform poorly. Although we focus only on synchronous multiuser detection, the algorithm is equally applicable to asynchronous multiuser detection problems     

一种带阈值的EPON动态带宽分配算法

文章提出一种适用于千兆以太网无源光网络(EPON)的支持多业务的动态带宽分配(DBA)算法,该算法采用单阈值整帧上报和阈值动态调整解决了EPON中存在的时隙碎片和队头阻塞问题.同时,文章对算法中的关键参数--设定周期的大小与算法性能的关系进行了深入的研究分析,以指导算法设定周期的确定.     

A gradient algorithm for center-frequency adaptive recursive bandpass filters

Mean-square output of a center-frequency variable bandpass filter is employed as the performance criterion to make the filter self-adjusting to the center frequency of the input signal. A gradient ascending algorithm is proposed to update the center-frequency-dependent coefficients of the filter to maximize the performance function.     

A complex adaptive notch filter using modified gradient algorithm

A modified gradient algorithm is developed for improving the convergence speed of a first-order complex adaptive IIR notch filter, which is used for estimating an unknown frequency of a complex sinusoidal signal embedded in white Gaussian noise. The new cost function using new error criterion is presented and analyzed theoretically. The proposed technique can significantly improve the convergence speed as compared with a complex notch filter using plain gradient algorithm. The computer simulations are conducted to demonstrate the validity of the proposed complex adaptive notch filter.