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基于聚焦评价函数的自动调焦方法的研究

光学技术 2007年第S1期33卷 7-9页

作者：贾晓艳萧泽新邓仕超桂林电子科技大学光机电一体化研究所广西桂林541004

针对使用图像清晰度的聚焦评价函数来实现显微镜系统中的自动调焦,介绍了几种常用的图像清晰度聚焦评价函数,在自动倒置显微镜下进行大量的实验,分别利用这几种函数对采集到的图像进行评价分析。研究结果表明,在显微镜系统下利用基于梯... 详细信息

针对使用图像清晰度的聚焦评价函数来实现显微镜系统中的自动调焦,介绍了几种常用的图像清晰度聚焦评价函数,在自动倒置显微镜下进行大量的实验,分别利用这几种函数对采集到的图像进行评价分析。研究结果表明,在显微镜系统下利用基于梯度类图像清晰度评价函数拉普拉斯(Laplacian)算子可以有效地抑止噪声干扰,并且单峰性、重复性和稳定性都比较良好,能实现快速高效的自动调焦。

关键词：自动调焦图像清晰度聚焦评价函数

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一种可用于纤维图像的聚焦评价函数

棉纺织技术 2019年第9期47卷 22-27页

作者：李春桥许忠保刘爽陈威湖北工业大学

探讨一种适用于纤维图像的聚焦评价函数。通过研究边缘检测和传统的图像聚焦评价函数,将分数微分应用到纤维图像聚焦评价中,利用分数微分可以检测出图像纹理细节的特点,提出一种分数微分与整数微分相结合的纤维图像聚焦评价函数,并和其... 详细信息

探讨一种适用于纤维图像的聚焦评价函数。通过研究边缘检测和传统的图像聚焦评价函数,将分数微分应用到纤维图像聚焦评价中,利用分数微分可以检测出图像纹理细节的特点,提出一种分数微分与整数微分相结合的纤维图像聚焦评价函数,并和其他传统的灰度梯度函数进行了比较。结果表明:所提算法满足无偏性和单峰性,并具有较高的灵敏性和抗噪性,优于传统的灰度梯度评价函数。认为:所提算法适合评价纹理细节丰富的纤维图像。

关键词：聚焦评价函数纤维分数微分整数微分阈值

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强散粒噪声下聚焦评价函数的研究

激光与光电子学进展 2012年第11期49卷 116-121页

作者：李丽宏张明路河北工业大学机械学院天津300130 河北工程大学信电学院河北邯郸056038

针对强散粒噪声背景下图像聚焦精度差的问题,对聚焦评价函数处理过程进行了深入的研究。在对常规图像系列进行实验的基础上,得出改进的拉普拉斯算子(SML)与拉普拉斯算子聚焦评价函数各方面性能较优。针对强散粒噪声图像,提出在中值滤波... 详细信息

针对强散粒噪声背景下图像聚焦精度差的问题,对聚焦评价函数处理过程进行了深入的研究。在对常规图像系列进行实验的基础上,得出改进的拉普拉斯算子(SML)与拉普拉斯算子聚焦评价函数各方面性能较优。针对强散粒噪声图像,提出在中值滤波后,采用分水岭算法对滤波图像进行过分割处理,对分割的各小区域块,求取其均值,用均值代替各区域内像素灰度值,能较好地抑制噪声,再利用SML或拉普拉斯算子聚焦评价函数进行自动聚焦。实验表明,针对强散粒噪声图像提出的聚焦评价处理方法,其精度接近于非强散粒噪声图像系列,同时此算法具有较好的稳健性。

关键词：图像处理聚焦评价函数分水岭算法强散粒噪声中值滤波

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一种新的高灵敏度聚焦评价函数

微计算机信息 2009年第27期25卷 163-165页

作者：黄亿王兴李辉四川大学计算机学院成都610064

自动化和智能化数字成像技术现已广泛应用于各个领域中,自动聚焦技术作为其关键技术之一也得到了广泛的关注。聚焦评价函数作为自动聚焦技术的核心,其优劣性直接关系到设备自动聚焦的好坏。在分析了现行的多种主流聚焦评价函数后,文章... 详细信息

自动化和智能化数字成像技术现已广泛应用于各个领域中,自动聚焦技术作为其关键技术之一也得到了广泛的关注。聚焦评价函数作为自动聚焦技术的核心,其优劣性直接关系到设备自动聚焦的好坏。在分析了现行的多种主流聚焦评价函数后,文章提出了一种新的聚焦评价函数。实验证明,该种聚焦评价函数不仅能满足聚焦策略的基本要求,而且还具有较高的灵敏度,可广泛应用于显微镜、内窥镜等高精度设备中。

关键词：自动聚焦聚焦评价函数灵敏度图像处理

自动聚焦系统中评价函数性能与动态区域选取的研究

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自动聚焦系统中评价函数性能与动态区域选取的研究

作者：王彦芳山东大学

学位级别：硕士

自动聚焦是数字成像系统中必不可少的关键技术之一,近年来得到快速发展,如今已广泛应用在数码照相、显微成像、医学成像、空间探测、器件检测、视频监控、计算机视觉等各个领域。自动聚焦技术的好坏,直接影响着成像的质量和效率,因此很... 详细信息

自动聚焦是数字成像系统中必不可少的关键技术之一,近年来得到快速发展,如今已广泛应用在数码照相、显微成像、医学成像、空间探测、器件检测、视频监控、计算机视觉等各个领域。自动聚焦技术的好坏,直接影响着成像的质量和效率,因此很早就成为人们探索的目标和方向。基于图像处理的自动聚焦算法通常分为两类：离焦深度法和聚焦深度法。离焦深度法是一种从离焦图像中获取成像物体深度信息的方法,实现聚焦速度较快,但精度较低;聚焦深度法是一种建立在搜索基础上的聚焦方式,通过评价拍摄图像的清晰度以判断图像是否精确聚焦,从而驱动镜头直至精确聚焦点,精度高,但需要对多幅图像进行质量评价并反馈控制镜头的移动,因此速度较慢。被动式的聚焦深度法,是通过搜寻聚焦评价曲线的峰值实现自动聚焦,因其算法灵活且精度高而被多数自动聚焦系统采用。自动聚焦系统主要包括三个模块：聚焦区域选择、聚焦评价函数和极点搜索算法。聚焦是针对兴趣区域的聚焦,聚焦评价函数完成对兴趣区域的离焦程度评价,极点搜索算法是通过比较评价函数值,反馈控制镜头移动的步长和方向,直至成像质量最佳。通过光学成像分析可知,成像镜头可以等效为低通滤波器,从而得到自动聚焦的原理：图像的高频分量丰富,图像就越清晰;图像的高频分量少,图像就越模糊。因此,聚焦评价函数通常选取高频分量作为聚焦程度的量度。为了提高评价函数尖锐性和抗噪声能力,本文提出了二维加权DCT评价函数,与常用聚焦评价函数进行性能比较和抗噪声能力测试,实验表明二维加权DCT算法和小波变换法具有最佳的尖锐性和抗噪声能力,且相对于小波变换法,二维加权DCT在实时性方面更有优势。由于兴趣区域为前景图像区域,聚焦区域选择算法应选取前景图像区域为聚焦窗口,减少自动聚焦过程中的数据处理量。本文分析了中心取窗、多点取窗、非均匀采样窗口和肤色探测等方式的优缺点,针对这些传统算法的局限性,提出了基于智能优化算法的聚焦区域自适应选择算法;针对标准粒子群算法与人工鱼群算法的自身缺陷,在参数设置、行为方法等方面进行改进,避免陷入局部最优,从而有效地寻找前后景最佳分割阈值,分割得到前景图像,然后选取边缘信息丰富的区域作为聚焦窗口。实验证明,无论成像目标是否位于视场中心,本文算法可以动态地选取目标图像所在区域,具有一定的自适应能力。目前,所采用的聚焦方案一般是单一的聚焦深度法或离焦深度法,基本所有的文献也是在此基础上进行研究,对部分模块算法进行优化。由此,本文提出一种结合离焦深度法速度优势和聚焦深度法精度优势的新的聚焦策略,并在理论上给予推导,初步实验也证明了其可行性。总之,成熟的成像系统和最新的自动聚焦技术基本由日本、美国等一些国家掌握,我国在理论水平和技术水平都还不成熟,所以对自动聚焦的深入研究,既有相当大的理论研究价值,更有广泛的应用价值。

关键词：自动聚焦智能优化算法动态聚焦区域选取聚焦评价函数图像处理

同方学位论文库评论

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一种新型无人机航拍自动对焦算法研究

电光与控制 2025年

作者：饶斯睿王鸿飞赵智亮杨伟西华大学航空航天学院西华大学智能传感与高速运算研究中心成都太科光电技术有限责任公司

本文针对传统聚焦评价函数在无人机航拍的自动对焦过程中，由边缘方向多样性导致的自动对焦稳定性差和灵敏度低等问题，提出了一种基于阈值的TR聚焦评价函数。该函数结合了Tenengrad阈值函数减少图像噪声干扰的优势和Roberts函数多方向... 详细信息

本文针对传统聚焦评价函数在无人机航拍的自动对焦过程中，由边缘方向多样性导致的自动对焦稳定性差和灵敏度低等问题，提出了一种基于阈值的TR聚焦评价函数。该函数结合了Tenengrad阈值函数减少图像噪声干扰的优势和Roberts函数多方向计算梯度变化的优点，引入了多方向边缘梯度变化检测算子，具有在多个方向提取梯度变化信息的能力。实验结果表明，与SMD、Sobel、Roberts、Tenengrad等主流聚焦评价函数相比，TR聚焦评价函数在清晰度比率和灵敏度这两项客观评价指标上有显著优势，具有更好的稳定性和更高的灵敏度，能够较好地满足无人机在低空环境中精准探测地面目标的自动聚焦需求。

关键词：自动对焦无人机聚焦评价函数灵敏度稳定性

一种适应多方向灰度梯度变化的自动对焦评价函数

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激光与光电子学进展 2022年第4期59卷 365-372页

作者：熊锐顾乃庭徐洪艳中国科学院光电技术研究所质检中心四川成都610209 中国科学院光电技术研究所自适应光学重点实验室四川成都610209 中国科学院大学北京100049

当利用传统聚焦评价函数对微纳结构进行自动对焦时,微纳结构边缘方向的多样性会导致对焦稳定性差和灵敏度低。针对上述问题,对比分析了传统的聚焦评价函数,并将Brenner函数和Roberts函数相结合,提出了一种新的聚焦评价函数——Brenner2d... 详细信息

当利用传统聚焦评价函数对微纳结构进行自动对焦时,微纳结构边缘方向的多样性会导致对焦稳定性差和灵敏度低。针对上述问题,对比分析了传统的聚焦评价函数,并将Brenner函数和Roberts函数相结合,提出了一种新的聚焦评价函数——Brenner2d_Roberts函数。通过实验获取了三组不同边缘方向的微结构显微图像,并对生成的对焦评价曲线及相关的评价指标进行了对比分析。结果表明,与SMD、Brenner和Roberts等传统聚焦评价函数相比,所提聚焦评价函数在多个显微图像边缘方向上均表现出良好的对焦性能,且具有更好的稳定性和更高的灵敏度。

关键词：显微自动对焦显微图像聚焦评价函数稳定性

TDI-CCD全景航空相机快速自动检调焦方法

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光电子．激光 2012年第8期23卷 1452-1457页

作者：王德江李文明许永森陈浠慧张涛中国科学院长春光学精密机械与物理研究所航空光学成像与测量重点实验室吉林长春130033 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100039

为了提高航空相机的实时侦察能力,提出了一种针对时间延迟电荷耦合器件(TDI-CCD)全景航空相机的快速自动检调焦方法。在检焦过程中,焦平面上的靶标图案经相机自身光学系统成像在TDI-CCD上,同时调焦反射镜沿光学系统主光轴在镜头后截距... 详细信息

为了提高航空相机的实时侦察能力,提出了一种针对时间延迟电荷耦合器件(TDI-CCD)全景航空相机的快速自动检调焦方法。在检焦过程中,焦平面上的靶标图案经相机自身光学系统成像在TDI-CCD上,同时调焦反射镜沿光学系统主光轴在镜头后截距给定范围内连续快速移动,利用TDI-CCD的全帧转移工作模式,对经光学系统调制后的靶标图案进行高速采集,结合精密调焦驱动结构对采集到的图像进行高空间分辨率的定位。采用梯度算子、拉普拉斯算子、傅立叶变换、小波变换等7种聚焦评价函数对采集的调制靶标图案进行了比较分析,给出了各种算法的检焦精度。实验结果表明,本方法的检焦时间小于1s,采用小波变换作为评价函数的检焦重复性精度优于9.6μm,满足成像系统对离焦量允许值的要求。

关键词：自动调焦全景航空相机时间延迟电荷耦合器件(TDI-CCD) 聚焦评价函数调制传递函数(MTF)

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一种用于全息图自动重建的聚焦评价方法

光学学报 2014年第8期34卷 93-98页

作者：汤春明刘玉翠于翔哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001 天津工业大学电子与信息工程学院天津300387 天津工业大学工程教学实习训练中心天津300387

自动聚焦是数字全息技术中实现自动重建的关键技术之一,而自动聚焦的关键是寻找性能可靠的聚焦评价函数。通过对现有聚焦评价函数的深入研究分析,及对图像清晰度相关理论的学习,面向海洋生物全息图提出了一种新的聚焦评价函数,该聚焦评... 详细信息

自动聚焦是数字全息技术中实现自动重建的关键技术之一,而自动聚焦的关键是寻找性能可靠的聚焦评价函数。通过对现有聚焦评价函数的深入研究分析,及对图像清晰度相关理论的学习,面向海洋生物全息图提出了一种新的聚焦评价函数,该聚焦评价函数的依据是局部标准差分布能够反映图像细节信息的特性及标准差自身具有较高稳健性的特征,以标准差作为离散程度度量,将全息图重建像细节的离散程度作为其清晰度指标,并将清晰度最大值对应的重建距离作为最佳重建距离,以此完成自动聚焦。实验结果表明:与其他聚焦评价函数相比,该方法具有较好的单峰性、较高的灵敏度和信噪比(SNR)及较好的无偏性等性能,且对于海洋生物全息图具有较强的实用性和通用性。因此,该方法可以满足海洋生物全息图自动重建的需求。

关键词：图像处理聚焦评价函数局部方差分布自动聚焦海洋生物全息图