基于图像处理的自动调焦算法研究
发布时间：2021-04-20 17:06
自动调焦技术是成像系统的一项重要技术,能否精准聚焦关系到系统的成像质量,是需要优先解决的问题。本文通过建立光学成像系统模型,分析了离焦情形下产生模糊图像的原因,并用高斯模型近似模拟了成像系统的点扩散函数,为自动调焦技术的探究提供了理论基础。与传统自动调焦技术相比,基于图像处理的自动调焦技术不需要增加额外光测设备,只需依据获取的图像信息即可完成自动调焦过程,具有较好的研究价值和发展前景。本文的主要研究内容如下:针对空域类清晰度评价函数易受噪声干扰的缺点,提出了一种基于图像分割的改进Sobel清晰度评价算法,该算法主体部分采用了梯度函数,充分利用了空域类函数简单易实现的特点,满足调焦的实时性;通过对Sobel算子增加对角方向的两个模板,提高了算子提取不同方向梯度信息的能力;通过对梯度图像进行阈值分割,舍弃了易受噪声污染的图像背景部分,增强了算法的鲁棒性。针对爬山搜索法容易陷入局部极值及在峰值附近需要反复移动镜头进行搜索的缺点,提出了一种基于曲线拟合的改进爬山法,该方法通过自适应调整搜索步长,在粗调焦阶段采用变步长方法不仅可以提高搜索效率,而且还能降低评价曲线平坦区局部极值的影响;在精调焦阶...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内与国外的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文主要内容与结构安排
第二章 自动调焦的基本原理
2.1 成像系统原理
2.2 传统自动调焦方法的分类
2.3 基于图像处理的自动调焦方法
2.4 各类自动调焦方法的比较
2.5 图像自动调焦方法存在的基本问题
2.6 本章小结
第三章 改进的清晰度评价算法
3.1 性能评价指标
3.2 常用的清晰度评价函数
3.2.1 空域评价函数
3.2.2 频域评价函数
3.2.3 信息学评价函数
3.2.4 统计学评价函数
3.3 基于图像分割的改进Sobel清晰度评价函数
3.4 实验结果与分析
3.5 本章小结
第四章 改进的调焦搜索算法
4.1 调焦窗口选择
4.2 改进的调焦搜索算法
4.2.1 常用的搜索算法
4.2.2 基于曲线拟合的改进爬山搜索算法
4.3 实验分析
4.4 改进的自动调焦搜索策略
4.5 本章小结
第五章 本文总结与展望
5.1 本文总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的期刊论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于重叠区图像处理的自动调焦系统设计[J]. 王哲,钟海秀,安超,陈凌军,王洪民. 激光与光电子学进展. 2015(04)
[2]离焦模糊图像清晰度评价函数的分析与改进[J]. 洪裕珍,任国强,孙健. 光学精密工程. 2014(12)
[3]一种梯度阈值自动调焦算法[J]. 莫春红,刘波,丁璐,陈二瑞,郭高. 红外与激光工程. 2014(01)
[4]改进的Brenner图像清晰度评价算法[J]. 王健,陈洪斌,周国忠,安涛. 光子学报. 2012(07)
[5]聚焦函数性能评价指标设计及最优函数选取[J]. 翟永平,周东翔,刘云辉,刘顺,彭科举. 光学学报. 2011(04)
[6]调焦系统中数字图像清晰度评价函数的研究[J]. 冯精武,喻擎苍,芦宁,冯海明. 机电工程. 2011(03)
[7]基于无参考结构清晰度的自适应自动对焦方法[J]. 谢小甫,周进,吴钦章. 光电工程. 2011(02)
[8]基于图像处理的航空成像设备自动调焦设计[J]. 赵志彬,刘晶红. 液晶与显示. 2010(06)
[9]采用最大灰度梯度法实现经纬仪自动调焦控制[J]. 梁敏华,吴志勇,陈涛. 光学精密工程. 2009(12)
[10]Matlab曲线拟合及其在试验数据处理中的应用[J]. 杨云升. 电脑与信息技术. 2009(02)
博士论文
[1]数字图像自动调焦技术及其在低光照环境下的应用研究[D]. 徐新.上海交通大学 2012
[2]基于图像处理自动调焦技术在经纬仪中应用的研究[D]. 林兆华.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
[3]基于小波变换和模糊粗糙集技术的图像识别[D]. 翟俊海.河北大学 2010
[4]数字图像自动聚焦技术研究及系统实现[D]. 陈国金.西安电子科技大学 2007
[5]数字自动对焦技术的理论及实现方法研究[D]. 李奇.浙江大学 2004
硕士论文
[1]基于刀具检测仪的数字图像自动聚焦技术研究[D]. 史萌.西安工业大学 2012
[2]基于图像的自动调焦方法研究及系统实现[D]. 徐博泓.国防科学技术大学 2010
[3]基于图像信息的自动视频调光调焦[D]. 行长印.长春理工大学 2009
[4]基于图像的光测成像系统自动调焦方法研究[D]. 耿道鹏.国防科学技术大学 2008
[5]基于数字图像处理的自动调焦算法研究[D]. 蒋凤林.哈尔滨理工大学 2008
[6]基于数字图像处理的自动对焦技术研究[D]. 刘兴宝.中国工程物理研究院 2007
[7]基于小波变换的显微图像细胞识别[D]. 邱菊.吉林大学 2004
[8]基于图像技术的自动调焦方法研究与实现[D]. 刘斌.浙江大学 2004
[9]长焦距斜视实时航空相机自动调焦技术的研究[D]. 惠守文.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2003
本文编号：3150073
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内与国外的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文主要内容与结构安排
第二章 自动调焦的基本原理
2.1 成像系统原理
2.2 传统自动调焦方法的分类
2.3 基于图像处理的自动调焦方法
2.4 各类自动调焦方法的比较
2.5 图像自动调焦方法存在的基本问题
2.6 本章小结
第三章 改进的清晰度评价算法
3.1 性能评价指标
3.2 常用的清晰度评价函数
3.2.1 空域评价函数
3.2.2 频域评价函数
3.2.3 信息学评价函数
3.2.4 统计学评价函数
3.3 基于图像分割的改进Sobel清晰度评价函数
3.4 实验结果与分析
3.5 本章小结
第四章 改进的调焦搜索算法
4.1 调焦窗口选择
4.2 改进的调焦搜索算法
4.2.1 常用的搜索算法
4.2.2 基于曲线拟合的改进爬山搜索算法
4.3 实验分析
4.4 改进的自动调焦搜索策略
4.5 本章小结
第五章 本文总结与展望
5.1 本文总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的期刊论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于重叠区图像处理的自动调焦系统设计[J]. 王哲,钟海秀,安超,陈凌军,王洪民. 激光与光电子学进展. 2015(04)
[2]离焦模糊图像清晰度评价函数的分析与改进[J]. 洪裕珍,任国强,孙健. 光学精密工程. 2014(12)
[3]一种梯度阈值自动调焦算法[J]. 莫春红,刘波,丁璐,陈二瑞,郭高. 红外与激光工程. 2014(01)
[4]改进的Brenner图像清晰度评价算法[J]. 王健,陈洪斌,周国忠,安涛. 光子学报. 2012(07)
[5]聚焦函数性能评价指标设计及最优函数选取[J]. 翟永平,周东翔,刘云辉,刘顺,彭科举. 光学学报. 2011(04)
[6]调焦系统中数字图像清晰度评价函数的研究[J]. 冯精武,喻擎苍,芦宁,冯海明. 机电工程. 2011(03)
[7]基于无参考结构清晰度的自适应自动对焦方法[J]. 谢小甫,周进,吴钦章. 光电工程. 2011(02)
[8]基于图像处理的航空成像设备自动调焦设计[J]. 赵志彬,刘晶红. 液晶与显示. 2010(06)
[9]采用最大灰度梯度法实现经纬仪自动调焦控制[J]. 梁敏华,吴志勇,陈涛. 光学精密工程. 2009(12)
[10]Matlab曲线拟合及其在试验数据处理中的应用[J]. 杨云升. 电脑与信息技术. 2009(02)
博士论文
[1]数字图像自动调焦技术及其在低光照环境下的应用研究[D]. 徐新.上海交通大学 2012
[2]基于图像处理自动调焦技术在经纬仪中应用的研究[D]. 林兆华.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
[3]基于小波变换和模糊粗糙集技术的图像识别[D]. 翟俊海.河北大学 2010
[4]数字图像自动聚焦技术研究及系统实现[D]. 陈国金.西安电子科技大学 2007
[5]数字自动对焦技术的理论及实现方法研究[D]. 李奇.浙江大学 2004
硕士论文
[1]基于刀具检测仪的数字图像自动聚焦技术研究[D]. 史萌.西安工业大学 2012
[2]基于图像的自动调焦方法研究及系统实现[D]. 徐博泓.国防科学技术大学 2010
[3]基于图像信息的自动视频调光调焦[D]. 行长印.长春理工大学 2009
[4]基于图像的光测成像系统自动调焦方法研究[D]. 耿道鹏.国防科学技术大学 2008
[5]基于数字图像处理的自动调焦算法研究[D]. 蒋凤林.哈尔滨理工大学 2008
[6]基于数字图像处理的自动对焦技术研究[D]. 刘兴宝.中国工程物理研究院 2007
[7]基于小波变换的显微图像细胞识别[D]. 邱菊.吉林大学 2004
[8]基于图像技术的自动调焦方法研究与实现[D]. 刘斌.浙江大学 2004
[9]长焦距斜视实时航空相机自动调焦技术的研究[D]. 惠守文.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2003
本文编号：3150073
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