基于图像处理的自动调焦的分析

在光测系统中,调焦问题越来越受到人们的普遍重视,它直接影响光测设备的测量结果。对光学镜头进行手动调焦,其调节过程长．人的主观因素对调焦精度的影响较大。因此自动调焦越来越普遍的被应用。自动调焦方法主要分为两种：测距法和聚焦检测法。本文对两种方法进行了介绍,并详细介绍了基于图像处理的自动调焦,对几种自动调焦方式进行了比较,进一步对各自的优缺点进行了分析。     

图像测量技术中一种调焦的判别方法

提出一种基于牛顿光学成像公式的图像测量技术中调焦的判别方法,给出了调焦判据。用这种判据调焦可以获得清晰的图像,使尺寸测量更精确,若配以自动调焦系统使摄像头跟踪被测表面,可实现表面形状的非接触测量。实验结果表明,该方法可较快实现调焦,调焦重复性的标准误差约6．5m。     

基于干涉定位的光电自动调焦系统

论述了一种新型自动调焦系统的原理和方法，基于激光干涉条纹的分布，通过ＣＣＤ对光学信号的转换及单片机的控制和处理，实现光学系统的自动调焦，该系统具有调焦精度高，速度快及应用范围广等优点。     

含参考光路的时间差法动态调焦式光学测头

为了满足对机械件、光学件和电子件等几何形貌质量控制和产品监测越来越高的要求,在动态主动调焦法测量原理的基础上,提出一种含参考光路的时间差法动态调焦式光学测头的检测方法.论述了该测头通过测量参考光路和测量光路的时间差实现位移测量的测量原理及其结构,并对这种新的测量方法进行了详细的误差分析,对该光学测头及其测量系统进行了各项实验.实验表明,含参考光路的时间差法动态调焦式光学测头及其测量系统的测量范围为±0.1mm,测量分辨力为0.075μm,线性度误差约为0.45μm.     

基于图像分析的显微视觉自动调焦方法研究

定义了一种基于边缘灰度的显微图像清晰度评价函数,该函数采用改进的线性微分拉普拉斯算子和阈值滤波的方法以减少图像聚焦的误差.将该函数用于显微镜的自动调焦中,具体方法包括:对显微图像的噪声进行中值和同态滤波以提高显微图像的质量;通过带门限的帧差技术以区分背景与前景,同时,为减少噪声和图像前景变化的影响,在评价函数中引入了阈值参数.实验结果表明,该方法准确、稳定和可靠,精度较高.     

基于面源信息的F/39光路自动调焦技术研究

自动调焦技术在现代天文望远镜中发挥着重要作用。对于大型的空间望远镜,由于发射和在轨工作环境复杂,且常要求在多波段下工作,从而使得在轨自动调焦成为必不可少的一项关键技术。根据空间太阳望远镜[1](SolarSpaceTelescope,SST)F/39主光路在轨工作的调焦需求,在地面调焦实验系统中,以分辨率板为目标源进行了图像边缘法、图像标准差和图像熵等多种调焦判据的实验研究。结果表明,在所选取判据中,基于Sobel与Prewitt算子的图像边缘法只需加减运算,易于硬件实现且半峰值宽度小,波形陡峭,重复检焦精度达到0.06mm,在选取调焦判据中性能最优。     

基于自动调焦显微视觉的MEMS运动测量技术

为了对微机电系统(MEMS)的机械动态性能进行测试,结合自动调焦、机器显微视觉和频闪照明成像等多项技术,设计了基于自动调焦显微视觉的MEMS动态测试系统,可进行MEMS平面运动和离面运动的测量。该文介绍了系统的设计组成和关键技术,并针对系统做了验证性实验。实验结果表明,平面亚像素位移算法的匹配精度可达1/50个像素,在系统25倍的放大倍率下,平面刚体运动测量分辨率达到7.2nm×8.3nm;自动调焦过程迅速,焦平面定位精确,离面运动测量分辨率达到0.1μm。     

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。     

研究航空相机自动调焦系统的设计

航空相机是一种专门安装在航空器上对地面上的事物进行投影扫射的光学摄影器材工具。航空相机自动调焦系统的设计要考虑多种多样自然环境,包括大气压力、风力、空气阻力、自然温度等多种自然气候的影响,所以说,航空相机自动调焦系统的设计是一项专业,充满高技术含量的研究和发工作。     

自动调焦中的评价区域自动选取

在对航天遥感图像的调焦评价中,为提高评价效率,提出了采用交互和自动方式选取评价区域的方法。首先根据地球同步轨道遥感图像中的明显且封闭的地球轮廓建立参考系,排除图像的平移、缩放的配准问题。接着依据图像特点,确定了交互方式选取评价区域的准则。自动选取方式的实现采用四叉树分解的方法对图像进行分裂合并操作,以获得满足边缘提取门限的任意形状调焦评价区域。上述方法在调焦评价中显著提高了效率。     

基于模糊熵评价和最优搜索的自动对焦算法

针对传统自动对焦算法不能实现最优对焦,以及易受清晰度评价函数局部峰值影响,从而导致重复性和稳定较差的问题,提出一种基于模糊熵的清晰度评价算法和全局最优拟合算法,应用于工业影像测量的自动对焦.该算法用模糊熵对图像清晰度进行评价,可降低噪声以及放大倍率和光照强度变化对自动对焦性能的影响,结合多尺度全局搜索和微尺寸曲线拟合搜索算法,避免局部峰值的干扰以实现最优对焦.该算法在环境变化的条件下,尤其是针对光照不稳定和变倍精度不够高的环境下,具有很高的聚焦精度,重复性和稳定性有显著提升,能够满足工业影像测量对自动对焦的要求.通过实际工业影像测量系统中的应用对比试验,该算法的有效性和优越性得到了验证.     

自动对焦中的优化爬山搜索算法

图像对焦越准确,高频分量的能量越多,系统的对焦评价函数反映了图像高频分量的能量。自动对焦的过程就是运用爬山搜索算法求取对焦评价函数最大值的过程。普通的爬山搜索算法会受到对焦评价函数局部极值的干扰而不能准确对焦,优化的对焦评价函数能有效地排除这种干扰,使系统可靠地对焦。本文详细介绍了优化爬山搜索算法的原理和实现方法。     

基于小波变换的快速自动聚焦算法

针对图像采集系统存在噪声情况下,提出了一种基于小波变换的快速聚焦算法。该算法采用5点数据拟合方法以及较大步长来降低聚焦搜索时间。算法中的聚焦测量函数在存在较大的噪声情况下仍然具有较好的性能,与其它的聚焦测量函数如Laplacian能量聚焦测量函数、梯度(Sobel)能量聚焦测量函数和图像灰度方差测量函数等相比较,仿真和实验的结果表明该算法在聚焦分辨力、抗噪声等方面具有较好的性能。     

数字PCR仪成像系统的自动对焦算法研究

数字PCR仪是一种用于放大扩增特定的DNA片段的数字化仪器,针对电子摄像器件的自动对焦问题,研究分析了已有的SOM神经网络自动对焦方案,提出改进方案-BP神经网络自动对焦。它直接将SOM的输入和实际的焦点位置作为BP神经网络的输入和输出,省去原SOM方案中,先分类再与焦点矩阵对应的过程,节省了时间。实验结果表明BP神经网络自动对焦,具有较好的精度,且对焦速度较快。相较于传统对焦方案,设计的自动对焦方案成功实现了对于生物芯片的更快速的对焦。     

饱和粘土本构关系的神经网络模型

基于不同应力中径下饱和粘土的三轴试验和反问题理论，提出了用改进BP神经网络和径向基函数（RBF）神经网络这两种方法来建立粘土的本构模型。实例分析表明，两种模型对具体本构关系都能够很好逼近和预测，比较起来，径向基函数神经网络模型的稳定性好，且逼近速度快，而改进BP神经网络稳定性好，但逼近速度过慢。     

一种改进的自动聚焦算法

在日益自动化的今天，必须快速有效地实现图像测量的自动化. 而要达到此目的，首先必须选择一个合适的图像自动聚焦评价函数. 在研究了众多图像聚焦评价函数的基础上，发现梯度算子存在一些不足之处，为此将阈值引入到该算子中. 经过大量的仿真实验，结果表明,引入阈值的算子的聚焦性能有了明显的改善，而且比其他的评价函数也更加准确、稳定、可靠.     

工业摄像机自动聚焦系统设计

在工业射线实时成像检测系统中,常常通过调节成像系统的光圈和焦距对被检测构件的局部位置进行放大,以达到最佳的检测灵敏度。因此光学系统焦距、光圈的调节直接影响系统的成像质量。针对这一背景,研究了自动聚焦系统的设计与实现方法。     

砂轮磨削过载判据及其快速诊断

基于对砂轮磨削过程中声发射信号的采集,研究了2种砂轮磨削过载判据的特征量提取方法,并提出了评价砂轮磨削过载判据的主要指标即灵敏度、稳定性和算法效率.通过选取合理的采样率与处理间隔,分析比较了2种信号处理方法对砂轮与工件过载的识别效果.结果表明,所提出的信噪特征比方法提取的特征量具有稳定性好、灵敏度和算法效率高的特点,且可以对过载点实现预判,可作为优先选择的磨削过载判据.     

基于CPLD的相机调焦控制系统的设计

介绍一种基于CPLD的多光谱数字遥感相机调焦控制系统的设计方法。使用VHDL硬件语言作为CPLD的输入方式。重点介绍了串行接收模块,控制模块的设计方法。经过仿真验证了该系统可以完成相机调焦的功能。该设计也可提高系统的可靠性和稳定性。     

环形分区物镜的双光子光存储记录模式的数值模拟

为了提高传统的单光束双光子逐点记录模式的层间分辨力，提出一种基于单个环状分区透镜的双光束双光子记录方案；采用计算机数值仿真的实验手段对方案中双光子记录的轴向分布强度进行计算分析．仿真结果表明：通过适当调节两记录光束的功率比例及环形分区透镜的内外环分割比例，可以取得最佳的轴向记录分布。