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自动对焦过程中图像清晰度评价算法研究 预览
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作者 项魁 高健 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第1期52-55,共4页
文章详细讨论了现有的几种图像清晰度评价算法,在综合比较各算法性能的基础上,提出一种基于图像像素操作的梯度评价算法,建立该评价方法的数学模型,并采用VS2015与OpenCV编程实现其算法流程。对该评价函数进行一组由模糊到清晰再到模糊... 文章详细讨论了现有的几种图像清晰度评价算法,在综合比较各算法性能的基础上,提出一种基于图像像素操作的梯度评价算法,建立该评价方法的数学模型,并采用VS2015与OpenCV编程实现其算法流程。对该评价函数进行一组由模糊到清晰再到模糊样本的实验,并与其它评价函数进行比较分析,结果表明,所提出的评价算法具有单峰性强及更高的灵敏度,可有效实现图像检测过程中自动对焦的图像清晰度判断。 展开更多
关键词 数字图像处理 清晰度评价函数 自动对焦
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自动调焦在单目测距方法中的研究 预览
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作者 任工昌 刘崇展 +1 位作者 刘朋 张戈 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第4期146-149,共4页
针对传统测距技术和自动调焦方法的局限性,从光学系统的成像理论出发,在图像处理的基础上,提出一种以变焦镜头为图像采集设备、基于物距与电机脉冲数定量关系的单目视觉测距新方法。该方法根据光学成像原理,计算不同物距下目标图像的清... 针对传统测距技术和自动调焦方法的局限性,从光学系统的成像理论出发,在图像处理的基础上,提出一种以变焦镜头为图像采集设备、基于物距与电机脉冲数定量关系的单目视觉测距新方法。该方法根据光学成像原理,计算不同物距下目标图像的清晰度值,根据改进的粗精变步长爬山搜索策略实现自动对焦,记录步进电机转向及脉冲个数,建立脉冲数与物距的定量关系,实现测距。以粮仓为例验证了该方法的可行性和有效性,且相对误差小于3%、方差小于0.702,满足精确度和稳定性要求,避免了复杂的摄像机标定,计算简单且易于实现。 展开更多
关键词 单目测距 图像处理 自动对焦 搜索算法 变焦镜头 定量关系
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太阳模拟器光斑自动对焦系统设计
3
作者 牛虎利 段凯蒙 +1 位作者 邢佳洛 张嘉钰 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期148-152,共5页
为提升多光源太阳模拟器复合光斑的对焦精度,以构建的多光源太阳模拟器为实验研究对象,采用机器视觉的方法提取聚焦光斑中心世界坐标,将太阳模拟器简化为关节机器人,利用D-H法得到灯单元反向运动学参数,进而完成光斑自动对焦系统设计,... 为提升多光源太阳模拟器复合光斑的对焦精度,以构建的多光源太阳模拟器为实验研究对象,采用机器视觉的方法提取聚焦光斑中心世界坐标,将太阳模拟器简化为关节机器人,利用D-H法得到灯单元反向运动学参数,进而完成光斑自动对焦系统设计,对光斑自动对焦系统进行了简单实验。结果表明:多光源太阳模拟器聚焦光斑中心对焦精度误差在1mm以内,可以满足预期的太阳模拟器实验需求。 展开更多
关键词 太阳模拟器 光斑 自动对焦 机器视觉 机器人
基于HOG特征的显微镜自动对焦算法研究 预览
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作者 马海波 张鹏程 +2 位作者 张权 刘瑜 桂志国 《测试技术学报》 2018年第6期481-486,共6页
针对图像背景复杂、目标物体相对较小,当前显微镜自动对焦算法普遍稳健性较差的问题,提出一种改进的自动对焦算法.该算法将HOG特征与拉普拉斯梯度结合协同判断显微镜同一视野下具有最佳清晰度的图片,选用基于Tenengrad梯度函数作为图像... 针对图像背景复杂、目标物体相对较小,当前显微镜自动对焦算法普遍稳健性较差的问题,提出一种改进的自动对焦算法.该算法将HOG特征与拉普拉斯梯度结合协同判断显微镜同一视野下具有最佳清晰度的图片,选用基于Tenengrad梯度函数作为图像清晰度评价参数.实验结果表明:在拍摄目标物体较小且背景复杂的情况下,该算法能更有效地找出显微镜同一视野图像中最清晰的一张,并且加快了图像清晰度的判断速度,实现显微图像的快速对焦. 展开更多
关键词 显微图像 HOG特征 Tenengrad 图像清晰度 自动对焦
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步进电机驱动的直线变倍成像系统研究 预览
5
作者 李铮 戴明 李嘉全 《中国光学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期779-789,共11页
为了满足无人机光电载荷的体积和重量要求,并有效解决传统凸轮机构加工精度要求高、系统易产生机械振荡等问题,提高系统的响应速度和变焦精度,对基于步进电机驱动实现连续变焦的直线变倍成像系统进行研究。采用二相混合式步进电机驱... 为了满足无人机光电载荷的体积和重量要求,并有效解决传统凸轮机构加工精度要求高、系统易产生机械振荡等问题,提高系统的响应速度和变焦精度,对基于步进电机驱动实现连续变焦的直线变倍成像系统进行研究。采用二相混合式步进电机驱动实现机械补偿式变焦系统的变焦聚焦功能。首先,本文研究了基于步进电机的直线变倍成像系统的工作原理与构成,完成硬件平台的搭建,利用单片机控制实现步进电机的加减速过程。然后构造适合本系统的图像清晰度评价函数,并采用扫描反馈搜索算法完成对镜头焦距值的标定,将标定结果载入聚焦算法。最后,完成系统的性能测试。测试结果显示,采用速度控制模型后,步进电机的定位误差显著降低,范围在0.010 mm以下,整个系统的变焦精度远远小于1%,而且光学性能和外场拍摄性能较好。该基于步进电机的直线变倍成像系统满足无人机光电载荷的适用性要求。 展开更多
关键词 直线变倍镜头 步进电机 加速曲线 自动聚焦 图像清晰度评价函数
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自动曝光耦合聚焦算子的条码采集识别算法 预览
6
作者 张光 《自动化技术与应用》 2017年第7期83-87,95共6页
为了解决当前条码采集识别算法在环境光不足、离焦及偏色的情况下,导致条码成像质量不佳以及识别失败的问题,本文提出了基于自动曝光耦合聚焦算子的条码采集识别算法。首先,将方向亮度导数融于主体区域定位中,并构建亮度补偿函数,... 为了解决当前条码采集识别算法在环境光不足、离焦及偏色的情况下,导致条码成像质量不佳以及识别失败的问题,本文提出了基于自动曝光耦合聚焦算子的条码采集识别算法。首先,将方向亮度导数融于主体区域定位中,并构建亮度补偿函数,设计了基于图像分块的自动曝光算子,实现对环境光的补偿。然后,基于灰度方差、幅值及相邻像素方差等特征,建立清晰度评价函数,提出了基于清晰度评价的自动聚焦算子,完成条码清晰显示。最后,通过RGB最大值特征统计,完成图像偏色复原处理,达到白平衡目的,完成条码采集与识别。测试结果显示:与当前条码采集识别技术相比,本文算法具有更高的成像质量,其识别率更加精度。 展开更多
关键词 条码识别 方向亮度导数 自动曝光 自动聚焦 相邻像素方差 清晰度评价
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水下距离选通成像多分辨率爬山自动聚焦法 预览 被引量:1
7
作者 游瑞蓉 王新伟 周燕 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期255-260,共6页
针对水下距离选通激光成像图像模糊导致自动聚焦难的问题,提出了多分辨率爬山自动聚焦法,解决了系统实时聚焦问题,获得了高清晰度高质量图片。该方法利用图像的多分辨率原理,通过空间采样处理形成不同分辨率采样层,减少数据量,降低图像... 针对水下距离选通激光成像图像模糊导致自动聚焦难的问题,提出了多分辨率爬山自动聚焦法,解决了系统实时聚焦问题,获得了高清晰度高质量图片。该方法利用图像的多分辨率原理,通过空间采样处理形成不同分辨率采样层,减少数据量,降低图像处理时间,系统完成聚焦处理时间降低到约为传统方法的一半。进而利用帧间相关性对当前帧和相邻前两帧分别以0.5,0.3和0.2的加权系数进行加权计算,获得当前帧的边缘检测清晰度值,近乎以100%正确率解决爬山法由于局部峰值干扰错误判断可能收敛到局部最大值而导致聚焦失败的问题,最后利用爬山法实现自动聚焦。针对此方法进行多次选通系统实验验证,结果证明:该方法能够保证自动聚焦的速度和精度,提高系统聚焦判定的实时性、准确性和鲁棒性。 展开更多
关键词 多分辨率爬山法 自动聚焦 距离选通成像 实验验证
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图像的能量波动对自动聚焦评价函数的影响 预览
8
作者 潘雪娟 朱尤攀 +5 位作者 潘超 夏丽昆 曾邦泽 罗琳 赵德利 李泽民 《红外技术》 CSCD 北大核心 2016年第12期1032-1037,共6页
在基于图像处理的自动聚焦评价函数研究中发现,失效的评价函数曲线往往具有相似的形状,且与图像的均值曲线呈现相同的变化趋势。本文从评价函数数学原理角度分析了问题的原因,讨论了离焦模糊下图像能量波动对评价函数性能的影响及其... 在基于图像处理的自动聚焦评价函数研究中发现,失效的评价函数曲线往往具有相似的形状,且与图像的均值曲线呈现相同的变化趋势。本文从评价函数数学原理角度分析了问题的原因,讨论了离焦模糊下图像能量波动对评价函数性能的影响及其处理方法。 展开更多
关键词 自动聚焦 清晰度评价函数 背景干扰
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单幅图像估计离焦量的航空摄像机自动调焦系统 预览 被引量:1
9
作者 王昊 张涛 +2 位作者 张振 刘晶红 宋玉龙 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期484-490,共7页
为了改进航空相机自动调焦的方法,解决传统对焦深度法自身不可避免的多峰值问题和实时性问题。本文提出一种新型自动调焦方法,建立了调焦模型,并通过实验装置验证了该方法,调焦时间相比传统方法短,实现了一次定位的调焦方法。首先,通过... 为了改进航空相机自动调焦的方法,解决传统对焦深度法自身不可避免的多峰值问题和实时性问题。本文提出一种新型自动调焦方法,建立了调焦模型,并通过实验装置验证了该方法,调焦时间相比传统方法短,实现了一次定位的调焦方法。首先,通过采集大量不同离焦程度的自然图像作为分析样本的总体,对总体中分类采样出小块样本进行运算分析,经过迭代运算获得所需模板;然后,在凸轮机构完成粗调焦以后采集当前图像,通过对当前图像采样,把采集的样本小块放入建立好的模板中计算,得到当前镜头的离焦量。最后,根据离焦量的结果,换算为调焦执行机构的位移量,驱动调焦电机移动相应位移完成调焦。实验结果表明:在目前实验条件下离焦量计算时间为0.4s,较传统方法的4~8s调焦时间有了大幅度提高。在保证调焦精度的前提下,实现了一种具有实时性的自动调焦方法。 展开更多
关键词 航空相机 自动调焦 图像处理
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边缘特征的光学图像清晰度判定与分析 被引量:2
10
作者 卢东兴 莫家庆 《激光杂志》 北大核心 2016年第7期23-26,共4页
光照变化对图像清晰度判断产生干扰,为了提高的光学图像清晰度判定准确性,提出一种边缘特征的光学图像清晰度判定方法。首先Retinex算法对光学图像进行预处理,消除光照变化给图像质量带来的不利影响,然后采用小波变换对Retinex处理后的... 光照变化对图像清晰度判断产生干扰,为了提高的光学图像清晰度判定准确性,提出一种边缘特征的光学图像清晰度判定方法。首先Retinex算法对光学图像进行预处理,消除光照变化给图像质量带来的不利影响,然后采用小波变换对Retinex处理后的光学图像进行分解,并采用小波变换和多尺度形态学检测光学图像的低频边缘,最后采用小波变换检测光学图像的高频边缘,根据边缘特征计算光学图像的清晰度,并进行光学图像清晰度判定的仿真分析,结果表明,本文方法可以抑制光照对图像清晰度判定的干扰,加快了光学图像清晰度判定速度,并且获得十分好的光学图像清晰度判定结果。 展开更多
关键词 光学图像 边缘特征 图像质量评价 图像清晰度 自动调焦
基于梯度计算的自动聚焦图像清晰度评价函数仿真分析 预览 被引量:4
11
作者 潘雪娟 朱尤攀 +5 位作者 潘超 韩娟 李大庆 张皓 罗琳 李泽民 《红外技术》 CSCD 北大核心 2016年第11期960-968,共9页
基于梯度计算的评价函数在自动聚焦系统中应用广泛,函数形式变化多样,本文基于图像梯度计算的数学原理,通过MATLAB仿真分析,对比了常见梯度类评价函数的性能,总结了梯度类评价函数应用中结合系统成像质量控制算法性能的方法。
关键词 梯度算子 评价函数 数学原理 自动聚焦 MATLAB
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基于熵的自动聚焦图像清晰度评价函数仿真分析 预览 被引量:2
12
作者 潘雪娟 朱尤攀 +5 位作者 浦恩昌 罗琳 曾邦泽 赵德利 李泽民 孙爱平 《红外技术》 CSCD 北大核心 2016年第10期838-844,共7页
基于图像处理的自动聚焦方法,图像清晰度评价函数的选择很重要。图像熵函数作为清晰度评价函数在不同文献中有一些形式上的变化,且关于聚焦图像评价值对应函数极大值还是极小值的论断不统一。本文详细整理了自动聚焦系统中图像信息熵的... 基于图像处理的自动聚焦方法,图像清晰度评价函数的选择很重要。图像熵函数作为清晰度评价函数在不同文献中有一些形式上的变化,且关于聚焦图像评价值对应函数极大值还是极小值的论断不统一。本文详细整理了自动聚焦系统中图像信息熵的不同形式,比较分析它们的物理意义、数学原理,采用灰度图像,重点考虑离焦造成的图像模糊失真,在Matlab平台下仿真分析,得出的结论对具体自动聚焦系统设计时熵函数数学公式的选用和修正提供参考。 展开更多
关键词 自动聚焦 熵函数 MATLAB
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高质量重建海洋微生物数字同轴全息图的研究 预览
13
作者 刘玉翠 汤春明 张洪科 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2015年第7期2230-2233,共4页
数字全息技术在海洋微生物的研究中占据越来越重要的位置,然而获得的数字全息图常常受到条纹噪声和散斑噪声的影响,进而对微生物重建像的质量造成严重影响。另外重建像还会受到重建距离的影响。为了获得高质量的数字全息重建像,首先利... 数字全息技术在海洋微生物的研究中占据越来越重要的位置,然而获得的数字全息图常常受到条纹噪声和散斑噪声的影响,进而对微生物重建像的质量造成严重影响。另外重建像还会受到重建距离的影响。为了获得高质量的数字全息重建像,首先利用局部阈值法对数字全息图频谱进行处理,以抑制条纹噪声;然后利用比值聚焦函数取极小值法对重建距离进行确定,并计算其重建像;最后通过Lee滤波对重建像进行处理,以抑制散斑噪声的影响。实验结果表明,局部阈值法能成功地抑制条纹噪声,Lee滤波可以有效地抑制散斑噪声,比值法能准确地进行自动聚焦。因此通过该方法可以获得高质量数字全息重建像。 展开更多
关键词 数字全息术 条纹噪声 自动聚焦 散斑噪声 局部阈值法
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小型激光直写光刻系统 被引量:2
14
作者 胡永璐 徐文东 +3 位作者 王闯 赵成强 刘涛 刘洋 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期273-280,共8页
针对早期研制的激光直写装置存在的刻写速度慢、功能不够完善的缺点,重新设计并搭建了一套小型激光直写光刻系统。该系统采用波长405nm可高速模拟调制的单横模半导体激光器作为刻写光源,结构更为简单紧凑;采用正弦振荡模式控制纳米平台... 针对早期研制的激光直写装置存在的刻写速度慢、功能不够完善的缺点,重新设计并搭建了一套小型激光直写光刻系统。该系统采用波长405nm可高速模拟调制的单横模半导体激光器作为刻写光源,结构更为简单紧凑;采用正弦振荡模式控制纳米平台运动,大幅度提高了刻写速度;增加了刻写光源功率校正功能、基于互补金属氧化物半导体(CMOS)相机的样品观察功能、蓝光共聚焦成像功能以及刻录光源功率衰减以实现一般光刻胶刻写的功能。通过记忆调焦数据,刻写蓝光、辅助聚焦红光以及样品观察绿光三束光分时工作,互不干扰。实验表明,该光刻系统可在光敏薄膜材料上进行打点、刻画矢量和标量图形等多种操作,刻写范围200μm×200μm,最少用时100s,刻写分辨率在250nm以内。 展开更多
关键词 激光技术 激光直写 光刻 LABVIEW 自动聚焦
电子经纬仪系统中自动调焦爬山搜索算法的优化设计 预览 被引量:3
15
作者 刘春桐 张洋 +1 位作者 何祯鑫 张志利 《计算机测量与控制》 北大核心 2014年第4期1178-1181,共4页
电子经纬仪的自动调焦是仪器实现自动化的重要部分,自动调焦的过程就是镜头按照自动调焦搜索算法来回搜索调焦评价函数求最大值的过程,传统的爬山搜索算法会受到调焦评价函数局部极值的干扰而不能准确聚焦;介绍了一种改进的自动调焦... 电子经纬仪的自动调焦是仪器实现自动化的重要部分,自动调焦的过程就是镜头按照自动调焦搜索算法来回搜索调焦评价函数求最大值的过程,传统的爬山搜索算法会受到调焦评价函数局部极值的干扰而不能准确聚焦;介绍了一种改进的自动调焦搜索算法,在选择清晰度评价函数基础上,同时考虑图像的调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF),综合判断搜索方向,给出了优化算法的原理和实现;实验结果表明,改进的爬山式搜索算法中Brenner函数值的标准差为0.009 3,MTF值的标准差为0.003 9,平均用时为12 s,能有效地排除局部极值干扰,使系统精确、可靠的调焦。 展开更多
关键词 自动调焦 电子经纬仪 MTF 评价函数 爬山算法
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眼底照相机自动调焦算法 预览 被引量:1
16
作者 陈健 郑绍华 +1 位作者 潘林 余轮 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期94-101,共8页
基于眼底图像成像原理及特征,提出一种结合自动调焦窗口选择的眼底照相机自动调焦方法.根据改进阈值的局部信息熵调焦窗口选择算法实现调焦窗口的初步定位,按照多方向步进算法实现调焦窗口的最终定位.针对眼底图像对比度低的问题,结合... 基于眼底图像成像原理及特征,提出一种结合自动调焦窗口选择的眼底照相机自动调焦方法.根据改进阈值的局部信息熵调焦窗口选择算法实现调焦窗口的初步定位,按照多方向步进算法实现调焦窗口的最终定位.针对眼底图像对比度低的问题,结合区域对比度的清晰度评价函数与梯度向量平方函数的特点提出眼底图像清晰度评价函数.实验结果显示,提出的自动调焦窗口选择算法可以保证调焦窗口的稳定性及准确性,针对低对比度眼底图像的清晰度评价函数具有更好的灵敏度. 展开更多
关键词 自动调焦 信息熵 对比度 评价函数
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一种改进型灰度差分聚焦算法研究与实现 预览 被引量:2
17
作者 汪宋良 《光学仪器》 2013年第4期47-52,共6页
为解决显微图像采集中聚焦的准确性和快速性,设计并实现了一种包括图像采集端、图像处理算法实现模块、oSD菜单实现模块、系统控制模块和HDMI输出模块等硬件采集系统。结合实际应用和现有的图像处理算法,提出了适合数字显微图像的图... 为解决显微图像采集中聚焦的准确性和快速性,设计并实现了一种包括图像采集端、图像处理算法实现模块、oSD菜单实现模块、系统控制模块和HDMI输出模块等硬件采集系统。结合实际应用和现有的图像处理算法,提出了适合数字显微图像的图像预处理自动聚焦算法,在灰度差分绝对值之和函数的基础上增加了对周围点的判断,提高了算法的精确度。实验结果表明,通过对切片图像在显微镜物镜10倍、40倍、100倍下采集到的离、聚焦图像以及聚焦曲线呈现单峰性,无偏性等特点,能实现良好的聚焦能力。 展开更多
关键词 灰度差分 聚焦算法 显微镜 图像采集 自动聚焦 评价函数
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基于色彩相关性的彩色图像清晰度评价算法 预览 被引量:2
18
作者 郭惠楠 曹剑中 +3 位作者 周祚峰 唐利孬 王华 马楠 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期3132-3136,共5页
数字图像的清晰度评价对于相机自动对焦而言至关重要。针对现有清晰度评价函数的不足之处,提出了一种针对彩色数字图像的空域清晰度评价算法。此算法利用像素三刺激值之间的色差相关性判定像素点的色彩,建立清晰度色差因子;运用非线... 数字图像的清晰度评价对于相机自动对焦而言至关重要。针对现有清晰度评价函数的不足之处,提出了一种针对彩色数字图像的空域清晰度评价算法。此算法利用像素三刺激值之间的色差相关性判定像素点的色彩,建立清晰度色差因子;运用非线性函数提高了像素点的梯度增益系数,使该评价函数对特殊条件下图像的清晰度判定更敏感。实验证明,该评价函数在评价一般自然图像清晰度时比传统评价算法更为敏感;在典型评价函数评价特殊目标图像失效时,该算法依然具有良好的鲁棒性;此算法计算量较小,执行效率高,易于硬件实现。 展开更多
关键词 图像清晰度 自动对焦 色彩相关性 评价函数 梯度
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基于DaVinci的自动对焦算法研究及实现 被引量:2
19
作者 圣钱生 张桂英 +1 位作者 吴有俊 陈斌 《通信技术》 2012年第1期 56-58,62,共4页
随着信息技术、超大规模集成电路技术、微电子技术的进一步发展,特别是高性能微处理器的使用,数字视频技术得以飞速发展。视频系统的基本功能是为了获取清晰图像,而自动对焦技术对图像质量影响很大。该文对自动对焦算法的关键技术进... 随着信息技术、超大规模集成电路技术、微电子技术的进一步发展,特别是高性能微处理器的使用,数字视频技术得以飞速发展。视频系统的基本功能是为了获取清晰图像,而自动对焦技术对图像质量影响很大。该文对自动对焦算法的关键技术进行研究,提出了改进的自动对焦算法。搭建了基于达芬奇(DaVinci)DM6437处理器的硬件平台,并在该平台上实现了自动对焦。从对焦速度来看,完成一次对焦约需0.65S,基本达到了系统的设计要求。 展开更多
关键词 DaVinci自动对焦 对焦评价函数 窗口选择 反馈控制
LCD组件检测中用MTF评估自动聚焦分辨率的方法 预览
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作者 李琪 卢荣胜 +1 位作者 王成顺 付琰 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期 57-65,共9页
液晶检测设备在自动聚焦后由于焦距变化,成像分辨率也不可避免的发生变化,为此必须提供一种快速评估检测设备实际分辨率的方法。由于检测设备总分辨率为镜头分辨率与相机分辨率的乘积,因此论文提出先根据相机的各种噪声模型建立相机... 液晶检测设备在自动聚焦后由于焦距变化,成像分辨率也不可避免的发生变化,为此必须提供一种快速评估检测设备实际分辨率的方法。由于检测设备总分辨率为镜头分辨率与相机分辨率的乘积,因此论文提出先根据相机的各种噪声模型建立相机对比度分辨值,接着用频率渐变的LCD黑白样条光栅评估不同频率下镜头MTF的像质退化情况,最后通过分析分辨率与对比度关系,得出相机最高对比度下能够分辨出的经过成像系统像质退化产生亮暗模糊所对应的空间截止频率。实验表明在使用光学检测设备对手机背光源进行缺陷检测时,论文的方法评估实际分辨率>17ktm,用背光源标定样品实际检测后可以得到,对于17gm以上缺陷检测设备都能清晰成像,因此结果证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 自动聚焦 相机对比度 MTF 镜头分辨率 LCD黑白样条
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