离焦模糊虹膜图像的功率谱检焦方法

 通过研究离焦模糊虹膜图像功率谱与离焦量间的关系, 建立了每幅虹膜图像的检焦评价函数值PS与图像模糊半径的关系曲线. 实验结果表明: 功率谱评价函数能够检测系统是否合焦, 并通过最清晰图像找到系统调焦镜的位置; 对评价函数曲线进行Gauss拟合的曲线相关系数为0.994 7（接近1）, 验证了功率谱检焦评价函数检焦的准确率.     

水下高压焊接中摄像系统的离焦现象及校正

从折射率的角度出发,分析了水下高压焊接过程中摄像系统的焦面偏移(离焦)现象,以及温度和环境压力对折射率的影响规律;同时,结合实际的高压焊接实验设计了自动调焦系统,采用离散余弦变换方法构造频谱评价函数作为图像评判依据,以改进的爬山搜索算法作为自动调焦算法,并通过实验加以验证.结果表明,所设计的水下高压焊接摄像自动调焦系统能够解决高压焊接摄像的离焦问题,并获得较为清晰的高压焊接电弧图像.     

基于离焦图像模糊分析的微装配力测量

提出了一种基于机器视觉的微装配力测量新方法.拍摄微夹持器受力变形时的离焦模糊图像,通过建立微夹持器变形力和离焦量之间的关系模型,把求取变形力的问题转化为求取离焦模糊图像的离焦量问题.采用粗精两步计算来求取模糊图像的离焦量,并利用微夹持器的变形曲线来拟合,拟合得到的曲线的参数即为变形力的函数,从而求得变形力.仿真实验证明了所提出的方法的有效性.     

激光干涉自动调焦原理和方法

论述采用激光干涉原理自动调焦的方法，被调焦的光学系统视为双光束干涉光路的一部分，从干涉纺中取得光学系统的调焦信息，通过由CC电器件，微机，步进电机组成的光电系统对离焦量进行检测和补偿实现自动调焦，这种方法与已有的相关法和对比度法相比，调焦精度高，易于实现，有较高的实用性。     

激光扩束器离焦量的多元函数极值解法

基模高斯光束通过离焦激光扩束器的离焦量，可以用拉格朗日待定乘数法、厚透镜等效变换法和分段计算法等多种方法进行求解，但上述几种求解方法均较为繁琐。文章在对拉格朗日待定乘数法进行理论分析之后证明，求解基模高斯光束通过离焦激光扩束器的离焦量不属于条件极值问题，并给出了求解上述问题的一种简单的新方法——多元函数极值法。     

一种改进的离焦模型

针对常用的圆盘模型和高斯模型修复离焦图像时不能用于自动图像处理的问题,提出一种改进的离焦模型。该模型根据离焦图像的圆对称性,估算离焦的点扩散函数及其参数,以其描述离焦现象。基于该离焦模型实现了一种离焦模糊图像复原算法。实验结果表明,与采用圆盘模型和高斯模型的离焦模糊图像复原算法相比,该模型的图像复原结果更优。     

基于图像处理自适应变步长调焦搜索算法

研究文献时发现虽然采用固定步长调焦具有调焦过程稳定的特点,但由于调焦时间较长、效率较低等问题,很难应用于实际要求实现快速调焦的系统中。现有的变步长调焦点搜索算法存在计算公式推导过程复杂、算法计算量较大等问题,在实际要求实现快速调焦的系统中,也很少使用。为了解决此问题,本文提出一种新的基于图像处理自适应变步长调焦点搜索算法。该算法的具体调焦策略:当远离最佳调焦位置时,任意清晰度评价函数上两点组成的直线与水平直线构成的夹角较小,增加调焦步长,实现粗调焦;当处于最佳调焦位置附近时,减小调焦步长,实现细调焦。最后分别使用变步长、固定步长和本文提出的基于图像处理的变步长搜索算法对不同的清晰度评价函数进行自动调焦,实验结果表明:本文提出的变步长搜索算法在保证调焦精度的前提下,可以对基于灰度时域的清晰度评价函数实现快速调焦。通过对比调焦时间发现,本文提出的基于图像处理的自适应变步长搜索算法具有调焦时间较短、计算量较小等优点。     

离焦情况下波带片衍射光强的数值计算

基于非傍轴近似下菲涅耳 -基尔霍夫积分公式 ,讨论了波带片在离焦条件下的光斑特性 .通过数值计算 ,分别得到了在小离焦量和大离焦量时光强沿光轴径向的分布曲线、中心光斑的大小以及在特定范围内总能量随离焦量的变化规律 .为实际工作中应用波带片提供了更好的理论依据 .     

基于期望值函数的离策略深度Q神经网络算法

深度Q神经网络算法的值函数迭代算法大多为Q学习算法,这种算法使用贪婪值函数作逼近目标,不利于深度Q神经网络算法获得长期来看更好的策略。通过以期望思想求解的期望值函数取代贪婪值函数作为更新目标,提出了基于期望值函数的离策略深度Q神经网络算法,并结合DQN算法神经网络更新方法,给出期望值函数能够作用于DQN算法的解释。通过使用该算法能够快速获得长期回报较高的动作和稳定的策略。最后分别在CarPole-v1和Acrobot仿真环境中对期望值函数的离策略深度Q神经网络算法和深度Q神经网络算法进行获取策略的稳定性对比实验,结果表明,基于期望值函数的离策略深度Q神经网络算法能够快速获得长期回报较高的动作,并且该算法表现更为稳定。     

共焦扫描显微成像系统的部分相干光学传递函数

共焦扫描显微成像系统（ Ｃ Ｓ Ｏ Ｍ） 是以共焦原理为基础,集扫描技术和数字图像处理技术为一体的高精度的成像系统。系统空间滤波器孔径大小和探测物体的离焦量大小都会影响系统的成像质量,这反映了系统的光学传递函数（ Ｏ Ｔ Ｆ） 有着明显的变化。导出了 Ｃ Ｓ Ｏ Ｍ 系统的部分相干 Ｏ Ｔ Ｆ,并给出了不同离焦量的 Ｏ Ｔ Ｆ 变化曲线。     

实现显微镜自动调焦的一种方法

本文提出了一种单板机控制的,用电感测微仪检测离焦信息的显微镜自动调焦装置。文中介绍了自动调焦装置的工作原理,并给出了技术指标,这种装置能解决中倍数生物显微镜的自动调焦问题。     

基于物方差动共焦轴向测量引导的显微镜自动对焦方法

针对传统自动聚焦方法效率低,难以适应工业产品微观形貌检测高精度、高效率需求的问题,提出一种基于物方差动共焦轴向测量引导的显微镜自动对焦方法(DCAFM)。在获取测量系统中离焦量和轴向光强差之间的标定曲线后,控制运动机构使物镜与样本的轴向距离以等步距的方式采集图像。通过焦前与焦后位置光强差快速确定当前轴向离焦量,控制轴向运动机构,实现快速自动对焦。搭建显微镜自动对焦实验平台,对样品进行测试。实验结果表明：文中方法的图像对焦速度和灵敏度优于DFT,EOG等自动对焦方法,系统的轴向分辨率优于0.4μm,有效地提高了显微镜的对焦速度和精度。     

自愈合效应对光内送粉激光变斑熔覆成形薄壁件的影响

为提高激光熔覆成形不等宽构件的成形效率及成形精度,设计了相应的实验:基于光内送粉方式,在单道工艺中采用实时变激光光斑方法,一次扫描而非多道搭接直接熔覆出不等宽熔覆层,逐层堆积制造薄壁零件。分析了变斑过程中激光离焦量连续变化及"拼接"后分段连续变化对薄壁件成形质量的影响规律,结果表明:激光离焦量在-3~-5mm段时薄壁墙顶部平整,表面成形质量良好,熔覆层顶端形貌存在"自愈合"效应,而激光离焦量在0~-2mm段时薄壁墙顶部不平整,成形质量很差;在负离焦范围内,随激光离焦量增大,熔覆层高度先增加后降低,在-2.5mm处取得最大值;在正离焦范围内,熔覆层高度随激光离焦量增大也是先增加后降低,在2.5mm处取得最大值。为实现变斑过程中熔覆层尺寸的连续变化,且充分利用自愈合效应,提出了激光离焦量区间的拼接方法,获得了变斑过程中的自愈合区间,在此区间内逐层堆积出了熔覆层宽度从1到3mm连续变化的薄壁件。此项研究可望为光内送粉激光熔覆成形薄壁变壁厚类零件提供新的方法和工艺。     

基于参数校正的离焦图像高斯核估计

针对离焦模糊图像高斯核难以快速精确估计的问题,提出了局部熵和参数校正相结合的辨识算法.该算法首先对模糊图像进行局部熵滤波提取图像阶跃边缘模糊区域,然后对此区域进行两次人为离焦模糊,根据梯度比估算高斯模糊核,在计算中提出参数校正的方法减少了量化误差,实验结果表明该算法在模糊核较小时能够精确快速地定位阶跃边缘,并提高了高斯模糊核的识别精度和识别效率,为模糊图像复原提供了较为精确的退化函数.     

太阳模拟器光源离焦对光斑的影响分析

针对聚焦型太阳模拟器光源离焦量与光斑辐照度的关系开展了研究,以聚焦型太阳模拟器光学系统为研究对象,根据某型号的短弧氙灯及其椭球聚光镜进行模拟计算,依据氙灯能量分布图及其配光曲线,将发光体简化为两端不发射光线、侧面发射光线的柱形发光体。在光学模拟软件TracePro中将简化的发光体及其椭球聚光镜进行建模,主要模拟光源轴向及其径向离焦对光斑的影响。结果表明,光源离焦对光斑辐照度平均值影响不大,但是对光斑辐照度的最大值、光斑辐照度分布形式、光斑面积有很大的影响。依据以上分析结果可以为太阳模拟器调焦系统方面的设计提供理论上的数据参考,对该类型的太阳模拟器装调也具有指导意义。     

基于BP神经网络和逆滤波器的小波域半盲离焦图像复原

本文利用BP神经网络和逆滤波器提出了一种新的半盲离焦图像复原算法.在小波域,提取特点向量,然后训练BP神经网络,利用训练后的网络估计离焦参数.根据离焦参数得到点扩展函数,利用逆滤波器复原模糊图像.仿真实验结果表明：该方法能有效地复原离焦模糊图像.     

基于视觉感知的人体轮廓捕获及自动调焦

为使盲人辅助感知设备的摄像头图像采集模块在对人体目标进行识别的过程中能够快速响应自动调焦,提出了一个基于视觉感知实现自动调焦的新方法。先对图像目标进行特征保留的二值化处理,大大减少了复杂背景的信息量,再采用Gabor函数滤波器来模拟大脑视觉细胞的注意力功能,对通过金字塔化的子图层进行信息提取和特征融合,获得了基于视觉感知的特征图,再利用边界扩展法识别特征图启动调焦机制。实验结果表明,对于各种状态下捕捉到的图像,都能够快速准确地定位到人体活动目标,能够满足盲人辅助感知设备对摄像头捕获人体目标信息的实际要求。     

基于CCD与单片机技术的自动焦度仪

检测眼镜片的度数(顶焦度D)一般使用基于调焦成像的目视式焦度计,由于被测镜片的后表面曲率(弯度)各不相同,镜片后顶点与焦度计物镜后焦点不相重合,产生离焦误差,致使在检测高度数(D>15m-1)眼镜片时误差过大,造成产品不合格。通过分析目视式焦度计测量眼镜片顶焦度的原理及其误差来源。设计了一种基于CCD与单片机技术的自动焦度仪,研究了使用软件对离焦误差进行自动校正,实现了焦度计测量的自动化并提高了测量精度。     

用二元树复小波变换法实现离焦图像的半盲复原

提出了一种基于二元树复小波变换和神经网络的半盲离焦图像复原算法,首先利用二元树复小波变换和特征值分解提取图像的特征矢量,将该矢量用来训练小波神经网络,利用训练好的网络估计离焦模糊参数.由此获得点扩展函数,用Wiener滤波完成图像的复原.实验结果表明,该方法能有效地估计离焦模糊参数和复原模糊图像.     

图像测量技术中几种自动调焦算法的对比分析

对几种常用的自动调焦算法进行了对比分析,并通过实验对各种调焦函数的灵敏度、一致性、稳定性、计算速度等指标进行测试和验证．理论分析和实验结果表明：灰度变化率之和函数具有较大的调焦范围,且近似为线性变化,同时计算速度适中,稳定性较好,因此适于大范围粗调焦;Laplacian函数和Tenengrad函数峰顶宽度相对较窄,灵敏度高,稳定性好,因此适合于小范围精确调焦,但是计算速度较慢;Roberts梯度函数的灵敏度居中,既有一定的调焦范围,在焦点附近又具有比较高的灵敏度,而且稳定性好,计算速度快,因此适于中等范围的自动调焦．