| 【中文题名】 | 自动聚焦评价函数的精确度和稳定性研究 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 通信与信息系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-7-19 |
| 【中关键词】 | 自动聚焦,点扩散函数,光学传递函数,梯度,阈值,自适应 |
| 【英关键词】 | auto-focusing,point spread function,optics transfer function,threshold,adaptive,gradient,the clarity-evaluation-function, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>自动分类与质量检查系统 |
| 【论文摘要】 |
自动聚焦技术是机器人视觉、数字视频系统中的关键技术，同时自动聚焦也是图像获取中的必不可少的核心技术，该技术现已广泛应用于照相机、摄像机、显微镜、扫描仪等各种精密仪器中。随着科学技术的飞速发展，人们对自动聚焦技术也越来越重视。围绕自动聚焦的问题，国内外学者已经做了大量的研究，但是传统的自动聚焦算法仍然存在许多问题，如自动聚焦算法的精确度、稳定性以及抗噪声性能等方面仍然有待进一步的提高。理想的清晰度评价函数应该具有无偏性、单峰性、能反映离焦的极性、对于不同对比度的图像要具有很好的聚焦稳定性，同时对于受到一定噪声污染的图像也能够精确的聚焦，具有较好的抗噪声性能。
本文首先在傅里叶光学理论的基础上，分别给出了点扩散函数和光学传递函数，并分析了光学成像系统中数字图像清晰的机理，为以后算法的提出打下坚实的理论基础，然后对现有的数字图像处理自动聚焦算法进行了深入研究，找出它们的不足，并且提出了相应的解决方案。
通过光学传递函数分析，离焦成像时镜头可以等效为低通滤波器，图像高频能量损失。在深入研究了各种图像梯度的分布情况后发现，边缘像素在图像中具有以下特点：①边缘像素相对其它非边缘点具有较高的梯度值... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
8-10 |
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ABSTRACT |
10-12 |
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符号说明 |
12-13 |
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第一章 概述 |
13-25 |
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1.1 自动聚焦的聚焦方式简介 |
13-15 |
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1.2 数字图像聚焦原理 |
15 |
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1.3 经典的聚焦评价函数 |
15-19 |
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1.3.1 经典的聚焦评价函数分类 |
15-16 |
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1.3.2 聚焦评价函数举例和分析 |
16-19 |
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1.4 基于小波变换的自动聚焦评价函数 |
19-23 |
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1.4.1 小波变换基础理论分析 |
19-20 |
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1.4.2 小波变换应用于自动聚焦评价函数的原理 |
20-21 |
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1.4.3 基于小波变换的自动聚焦评价函数 |
21-23 |
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1.5 自动聚焦评价函数应具有的特性 |
23-25 |
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第二章 成像的光学分析 |
25-31 |
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2.1 成像系统的点扩散函数分析 |
26-27 |
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2.2 成像系统的光学传递函数分析 |
27-28 |
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2.3 镜头成像系统的理论分析 |
28-31 |
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第三章 RGA方案分析和试验结果分析 |
31-44 |
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3.1 Robert梯度聚焦评价函数 |
31-32 |
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3.2 改进的Robert梯度-阈值清晰度评价函数 |
32-33 |
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3.2.1 形式一的Robert梯度聚焦评价函数 |
32 |
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3.2.2 形式二的Robert梯度聚焦评价函数 |
32-33 |
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3.2.3 形式三的Robert梯度聚焦评价函数 |
33 |
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3.3 计算机仿真实验和实验结果分析 |
33-37 |
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3.4 聚焦评价函数的阈值分析 |
37-39 |
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3.5 RGA方案搜索策略 |
39-43 |
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3.5.1 渐进搜索方法 |
40 |
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3.5.2 显微镜聚焦的遍历搜索法 |
40-42 |
|
3.5.3 单向搜索算法 |
42-43 |
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3.6 结论与展望 |
43-44 |
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第四章 ADPA方案分析和试验结果分析 |
44-56 |
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4.1 聚焦评价函数理论分析 |
44-47 |
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4.1.1 局部均值提取边缘 |
44-46 |
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4.1.2 表征图像受噪声污染程度的物理量——标准差 |
46-47 |
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4.2 ADPA聚焦评价函数的提出 |
47 |
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4.3 实验仿真结果以及结果分析 |
47-53 |
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4.3.1 自动聚焦评价函数的比较分析 |
47-51 |
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4.3.2 聚焦评价函数的抗噪声性能分析 |
51-53 |
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4.4 ADPA方案搜索策略 |
53-54 |
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4.5 结论与展望 |
54-56 |
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第五章 MGT方案分析和试验结果分析 |
56-67 |
|
5.1 自动聚焦评价函数的基础理论 |
56-60 |
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5.1.1 理论分析和MGT算法的提出 |
56-59 |
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5.1.2 阈值的使用 |
59-60 |
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5.2 聚焦算法的实验验证和结果分析 |
60-63 |
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5.2.1 聚焦算法的实验比较分析 |
60-62 |
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5.2.2 自动聚焦评价函数的稳定性 |
62-63 |
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5.3 MGT方案搜索策略 |
63-64 |
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5.4 结论与展望 |
64-67 |
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附录 |
67-69 |
|
参考文献 |
69-75 |
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致谢 |
75-76 |
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攻读硕士学位期间发表论文 |
76-77 |
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学位论文评阅及答辩情况表 |
77 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.384028 |
