低信噪比環(huán)境下的自動對焦技術(shù).pdf

1、光電成像技術(shù)快速發(fā)展，如今已廣泛應用在數(shù)碼照相、攝錄像、顯微成像、醫(yī)學成像、空間探測、器件檢測、視頻監(jiān)控、計算機視覺等各個領(lǐng)域。由于成像器材尺寸、分辨力等的限制，光電成像系統(tǒng)都有一定的景深和焦深，因此實際應用中一般都需調(diào)焦以獲得清晰圖像。為滿足自動化應用的要求，自動對焦（Auto Focusing，AF）就成為必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之一，直接影響著成像的質(zhì)量和效率，因此很早就成為人們探索的目標和方向。被動式對焦深度法通過搜尋對焦評價曲線的峰

2、值實現(xiàn)自動對焦，因其算法靈活且精度高而被多數(shù)自動對焦系統(tǒng)采用。 近年來國內(nèi)外對自動對焦研究主要有兩個思路：一是深入研究圖像處理理論，尋找圖像清晰度的最佳判據(jù)；二是結(jié)合硬件和實際應用環(huán)境，研究快速的自動對焦算法，多見于國外一些成像產(chǎn)品的自動對焦功能。事實上，現(xiàn)有的自動對焦算法大多能滿足日常成像的需要，但是在某些不能獲得高信噪比圖像的情況下，自動對焦的性能會嚴重下降，以致難以正確實現(xiàn)自動對焦。然而在國內(nèi)外文獻中，還未見系統(tǒng)的研究低信

3、噪比環(huán)境下的自動對焦算法，其中一系列理論和技術(shù)問題有待研究。 首先，可能造成低信噪比圖像的因素有很多，應全面評測光電成像系統(tǒng)各項成像參數(shù)對自動對焦性能帶來的影響，建立二者的關(guān)系模型；其次，以提高自動對焦性能為目的，選擇合適的低信噪比圖像的增強和復原算法；最后，論文還將針對自動對焦的兩個核心問題進行研究：（1）對焦窗口選擇算法（Focus Area Selecting）?，F(xiàn)有各種對焦窗口選擇算法，包括中心取窗、多點取窗、圖像一階矩

4、重心取窗、非均勻采樣、瞳孔定位、人臉選擇和皮膚探測等，都有各自適用的范圍，尚不具備普遍性；同時在選取原則的理論分析上尚需建立和完善，對各種取窗法的性能還缺少公認的評價準則。論文將嘗試提出自動對焦窗口選擇算法的性能進行評價的一般準則，利用該準則對各種窗口選擇算法進行科學的評價，并以最優(yōu)化該準則為思路提出自動對焦窗口選擇算法，突破矩形窗口的局限；（2）圖像清晰度評價函數(shù)（Focus Measure Function，F(xiàn)MF）。論文將著重研究

5、如何提高自動對焦評價函數(shù)的抗噪性和穩(wěn)定性，著力解決現(xiàn)存的多種圖像清晰度評價函數(shù)易受噪聲等干擾的問題，提出新的既滿足精確性、尖銳性和實時性又同時具有良好抗噪抗擾能力的評價函數(shù)。結(jié)合上述研究內(nèi)容，最終提出能夠滿足低信噪比環(huán)境的自動對焦算法和技術(shù)。系統(tǒng)的研究這些問題，能夠豐富數(shù)字成像理論框架，同時更通用的自動對焦技術(shù)能夠突破成像系統(tǒng)的應用局限，提高成像系統(tǒng)的準確性和可信度。 總之，在信息化、數(shù)字化的今天，成像技術(shù)已經(jīng)處處可見。自動對焦