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基于对焦深度法的自动调焦方案设计与 实验验证

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自动调焦镜头的原理及实现方法

自动调焦镜头的原理及实现方法

自动调焦镜头的原理及实现方法自动调焦镜头的原理及实现方法自动调焦镜头在摄影领域扮演着非常重要的角色。

它通过内置的电子传感器和电机系统，能够自动调整镜头焦距，确保拍摄的主体清晰锐利。

本文将深入探讨自动调焦镜头的原理及实现方法，帮助读者更好地理解这一摄影技术。

1. 原理概述自动调焦镜头的原理主要基于相机内置的传感器对焦点进行检测和分析。

当摄影师按下快门按钮或半按快门按钮时，传感器会对拍摄场景进行扫描，并通过对焦算法计算出最佳焦点位置。

电机系统会根据计算结果自动调整镜头的位置，使得主体清晰锐利。

2. 对焦方法自动调焦镜头一般采用以下几种对焦方法：- 相位对焦：利用传感器对光线的相位差进行测量，以确定焦点位置。

这种方法对于静态场景和较快速度的移动拍摄非常有效。

- 对比度对焦：通过分析拍摄场景中图像对比度的变化来确定焦点位置。

这种方法适用于静态场景和需要高精度对焦的拍摄任务。

- 混合对焦：结合相位对焦和对比度对焦的优势，实现更快速、更精准的对焦效果。

3. 实现方法自动调焦镜头的实现主要依靠以下几个关键技术：- 电子传感器：用于检测光线相位差或图像对比度变化，作为对焦的依据。

- 对焦算法：根据传感器检测到的数据，计算出最佳对焦位置的算法。

不同的相机厂商和镜头型号可能采用不同的算法。

- 电机系统：根据对焦算法的计算结果，驱动镜头进行自动调整，使得主体清晰锐利。

- 反馈系统：用于确认镜头是否已经达到最佳对焦位置，确保对焦的准确性和稳定性。

4. 个人观点自动调焦镜头的出现极大地方便了摄影师的拍摄工作，提高了拍摄效率和质量。

然而，对于一些特殊场景和需求，手动对焦仍然是不可替代的技术。

在实际拍摄中，摄影师需要根据具体情况选择合适的对焦方式，从而获得更理想的拍摄效果。

总结自动调焦镜头作为摄影领域的重要技术，通过电子传感器、对焦算法、电机系统和反馈系统等关键技术的支持，实现了快速、精准的对焦功能。

相信随着科技的不断发展，自动调焦镜头在未来会有更多的应用场景和技术创新。

显微视觉快速自动调焦方法及实验

显微视觉快速自动调焦方法及实验

论 ， 用标 定实 验 验 证 了 显 微 视 觉 下 扩 散 参 数 与 物 距 呈 线 性 关 系 这 一 假 设 。 研 究 了 现 有 基 于 聚 焦 的 自动 调 焦 Ｄ Ｄ 并 Ｆ （ ｅｔ ｒｍ Ｆ ｃｓ方 法 ， 出 了 显微 视 觉 下 一 种 新 型 的 基 于 离 焦 （ ｅ ｔ ｒｍ ｅｏ ｕ） Ｄ ｐｈｆ ｏｕ ） ｏ 提 Ｄ ｐｈｆ ｏ Ｄ ｆｃｓ 的快 速 自动 调 焦 算 法 ， 算 法 只 该 要 给 定 两 幅 模 糊 图 像 ， 可直 接 计 算 出 目标 聚焦 平 面 位 置 。实 验 结 果 显 示 ， 方 法 的 聚 焦 速 度 比 传 统 Ｄ Ｆ方 法 （ 文 选 就 该 Ｆ 本 择Ｓ ＭＬ法 ） ２ 快 ～４倍 。改 进 了 的 Ｄ Ｄ算 法 提 高 了 自动 调 焦 性 能 ， 强 了显 微 光 学 鲁 棒 性 ， 焦 精 度 较 高 ， 具 有 较 好 Ｆ 增 调 且
第１ ８卷
第 ６期
光 学 精 密 工 程
Ｏｐｔｃ ｎｄ Ｐｒ ｃｓｏ ｇｉ ｅ ｉ ｉｓ ａ ｅ ｉｉｎ Ｅｎ ｎｅ ｒｎｇ
Ｖｏ ＿ ８ Ｎｏ ６ Ｉ１ ．
２１ ０ ０年 ６月
Ｊ ｎ ２ １ ｕ．００
文章 编 号 １ ０ — ２ Ｘ（ ０ ０ ０ — ３ １０ ０ ４ ９ ４ ２ １ ） ６１ ６ － ６
（ ｂ ｔｃＩ ｓｉｕ ｅ，Ｈａ ｂｎＩ ｓｉｕ ｅｏ ｃ ｎ ｌｇ Ｒｏ ｏｉ ｎ ｔｔ ｔ ｒ ｉ ｎ ｔｔ ｔ ｆ Ｔｅｈ ｏ ｏ ｙ，Ｈ ａ ｂ ｎ １ ０ ０ ，Ｃ ｉ ａ ｒ ｉ ５ ０ １ ｈ ｎ ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈｅ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ａ ｒ ａ ｍｉ ｒ ｃ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉｓ ｏｆ ｍ ｃ ｏ ｎｄ ｃ ｏ ｏｍｐｕ ｅ ｖ ｓｏ ｒ ａ ａ ｙ ｅ ｏｂ ａ ｎ ｄ ｅ ｕ ｔ ｔ ｒ ｉｉ ｎｓ ｗｅ ｅ ｎ ｌ ｚ ｄ， ｔ ｉ ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｄ ｍｏ ｔ ａ ｅ ｔ ａ ｉｒ — ｉｉ ｎ ｂｌ ｒ ｄ ｅ ｆ ｃ ｓ ａ ｅ ｃ ｕ ｅ ｏ ｈ ｇｅ ｍ ｅ ｒｃ ｌａ ｄ ｗａ ｅ ｏ ｉｓ Ａ ａ ｉ ｅ ｎｓ ｒ ｔ ｈ ｔｍ ｃ ｏ ｖ ｓｏ ｕｒ ｅ ｆｅ ｔ ｒ ａ ｓ ｄ ｂｙ ｂ ｔ ｏ ｔ ｉａ ｎ ｖ ｐｔｃ ． ｃ ｌ— ｂ ａ ｉ ｘ ｅ ｉ ｎｔｗａ ａ ｒｅ ｕｔ ｗｈｉｈ ｖ ｒｆｅ ｈ ｓ ｕ ｐ ｉ ｎ ｏ ｈｅ ｉ ｅ ｒ ｒ ｌ ｔｏ ｈｉ ｂ ｔ ｅ ｒ ｔｏｎ ｅ ｐ ｒｍｅ ｓ ｃ ｒ ｉｄ ｏ ， ｃ ｅ ｉｉｓ ｔ ｅ ａ ｓ ｍ ｔｏ ｆ ｔ ｌｎ ａ ｅ ａ ｉ ｎｓ ｐ ｅ ｗｅ ｎ

基于FPGA的自动调焦电路设计与实现(含PCB图)--毕业设计

基于FPGA的自动调焦电路设计与实现(含PCB图)--毕业设计

h哈尔滨工程大学本科生毕业论文基于FPGA的自动调焦电路设计与实现院（系）：信息与通信工程学院专业：电子信息工程学号：学生姓名：指导教师：副教授2009年6月hh摘要随着超大规模集成电路的发展以及现代光学仪器设备在智能化、简便化方面的突破，令数字光学设备迅速普及。

数字信号处理理论的成熟与发展使得基于数字信号处理方式的自动调焦成为可能。

本设计使用FPGA作为数字信号处理与系统控制的核心器件。

将由摄像头输入的模拟电视信号转换为数字电视信号；经过FPGA处理后再将其转换为模拟电视信号输出，并由电视机显示；同时FPGA控制电机的进退实现自动调焦。

系统硬件部分以FPGA为核心，搭载输入视频处理器SAA7111AHZ与数字视频编码器SAA7120以及RAM等其他附属电路。

系统软件部分使用I2C总线实现对输入视频处理器和数字视频编码器的初始化，实现PAL制式模拟电视信号-YUV 数字电视信号-PAL制式模拟电视信号的转换，并使用电视机将其输出。

根据复合视频图像信号的相关原理，对输入视频的中心区域进行灰度熵值的运算，并控制电机的转动方向以阈值法实现自动调焦。

在本设计中，完成了相关的软件和硬件设计，并经过调试后，能够实现较好效果的自动调焦。

关键词：FPGA；灰度熵；输入视频处理器；数字视频编码器hhABSTRACTThe digtal optical equipments become popular,with the development of very-large-scale integrated circuits and the major breakthrough of the modern optical equipments in intelligentizating and facilitating process. The automatic focusing which based on digital signal processing can be realized.In this desgin, FPGA is the key component of digital signal processing and system control.Firstly, an analog TV signal captured by the camera is transformed to a digital TV signal; and then the digtal TV signal is processed by FPGA and finally it is transformed to an analog TV signal output; at the same time, the automatic focusing is realized by the motor controled by FPGA.In the hardware part of the system,FPGA is used as the key component,with accessory circuit such as video input processor, digital video encoder and so on.In the software part, the video input processor and digital video encoder is initialized throgh the I2C bus in order to realize the interconversion of PAL standard analog TV signals and YUV digital TV signals ,which are the output of monitor. According to the theory of composite video signal,the system selects the center part of the input video and calculates its gray region entropy , then control the motor rotation to realize automatic focusing using the thresholding method.hhIn this design, the relevant software and hardware are completed, and can bring automatic focusing into effect well after testing .Key words:FPGA;Gray entropy; Video Input Processor; Digital Video Encoder目hhh 录第1章绪论 (1)1.1 课题背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 概述 (2)1.2.2 国外研究现状 (3)1.2.3 国内研究现状 (4)1.3 主要研究内容 (5)第2章自动调焦系统相关理论 (6)2.1 复合视频图像信号 (6)2.1.1 电视扫描原理 (6)2.1.2 复合视频图像信号的组成 (6)2.1.3 复合视频图像信号主要制式 (8)2.2 I2C总线 (9)2.2.1 概述 (9)2.2.2 I2C总线的主要特点 (10)2.2.3 I2C总线的工作状态及时序 (11)2.3 自动调焦的几种主要方法 (13)2.3.1 测距方法 (13)2.3.2 聚焦检测方法 (14)2.4 基于灰度熵值法的自动调焦算法 (15)2.4.1 灰度熵值提取算法 (15)2.4.2 阈值判断算法 (15)2.5 本章小结 (16)第3章自动调焦系统的硬件设计 (17)3.1 总体方案 (17)3.2 FPGA最小系统 (18)h3.2.1 芯片简介 (18)3.2.2 FPGA的配置 (20)3.3 视频输入处理器及系统 (22)3.3.1 SAA7111AHZ芯片简介 (22)3.3.2 SAA7111AHZ的应用电路 (23)3.4 视频输出处理器及系统 (25)3.4.1 SAA7120芯片简介 (25)3.4.2 SAA7120的应用电路 (26)3.5 其他电路设计 (27)3.5.1 电源电路 (28)3.5.2 外置RAM电路 (28)3.5.3 串口电路 (28)3.5.4 LED指示灯电路 (29)3.6 电路系统的PCB设计 (29)3.7 本章小结 (30)第4章自动调焦系统程序设计 (32)4.1 编程环境 (32)4.1.1 VHDL硬件描述语言特点 (32)4.1.2 VHDL的设计流程 (33)4.1.3 编译环境QuartusII的设计特点 (34)4.1.4 QuartusII开发软件的设计流程 (35)4.2 软件设计总体流程 (36)4.3 视频转换芯片的初始化 (36)4.3.1 I2C总线设计 (37)4.3.2 视频转换芯片的初始化寄存器设置 (37)4.4 自动调焦算法的编程实现 (41)4.5 本章小结 (44)hh第5章系统仿真、调试与性能分析 (45)5.1 系统仿真结果 (45)5.2 系统调试 (46)5.3 系统性能分析 (49)5.4 本章小结 (49)结论 (51)参考文献 (52)致谢 (55)hh第1章绪论1.1课题背景和意义自动调焦，又称为自动对焦、自动聚焦。

基于图像处理的自动调焦技术

基于图像处理的自动调焦技术

基于图像处理的自动调焦技术摘要：在数字图像处理技术、微电子技术不断进步与发展的环境与背景下，存取与处理图像的技术变得更加实用和便捷。

为了使得获取的图像更加清晰，加强对基于图像处理的自动调焦技术的研究与应用是非常有必要的。

关键词：图像处理；自动调焦技术1自动调焦技术基于图像处理的自动调焦技术的运用原理主要是指通过图像处理的调焦算法来分析和处理图像探测器所获取的图像，进而更加准确地判断图像的离焦程度，再结合调焦技术来控制和驱动镜头，从而逐渐提升图像的清晰度，直到图像的对焦达到标准地清晰标准与要求。

当前，对焦深度法与离焦深度法是当前运用最为普遍的两种自动调焦方式。

离焦深度法主要是为了能够更好地获得对焦目标信息，从而使得自动对焦得以更好的实现。

同时离焦深度法对不同程度的离焦图像进行处理和分析，并对离焦、模糊图像的相关信息进行更好地获取与把握，进而结合相关信息来更好地判断对焦的位置，从而更好地对镜头进行驱动来实现自动对焦。

离焦深度法的有效应用，能够有效的减少采集图像的次数和驱动电机的时间，使得离焦深度法的调焦速度变得更快、更好。

但是离焦深度法存在较大的误差，具有较差的稳定性和精度。

此外，对焦深度法的自动调焦主要通过“对焦搜索”机制的利用来实现的，其在评价图像清晰度时，则运用的是清晰度评价函数，并结合反馈出来的清晰度评价函数值，运用调焦搜索算法来驱动和控制镜头，以此来实现准确或者精准对焦。

对焦深度法的调焦判据比较多样和灵活，驱动与控制调焦的电力与结构比较简单，且其稳定性很好，使用范围比较广泛。

2基于图像处理的自动对焦技术2.1对图像的清晰度进行评价基于图像处理的自动对焦首要关键就是对图像的清晰度进行合理的评价判断，而进行评价判断就要用到评价函数。

对图像清晰度进行评价的函数应该具备三点特点，首先，评价函数所形成的曲线只具备一个“峰”，即在对同一个物体进行摄像时，摄像最为清晰的焦点应该只有一个并且对应评价函数的最大值；其次，评价函数在峰值的两侧分别是“单调的”，即单调的上升或者是单调的下降；最后，评价函数在最高峰两侧下降程度应该较大，即整个函数曲线“更陡”。

一种基于频谱分析的离焦深度自动对焦法

一种基于频谱分析的离焦深度自动对焦法

一种基于频谱分析的离焦深度自动对焦法
裴锡宇;冯华君;李奇;徐之海
【期刊名称】《光电工程》
【年(卷),期】2003(030)005
【摘要】通过计算2幅不同离焦位置的图像频谱的径向分布,推算出目标物体的离焦深度,从而调整镜头位置完成自动对焦.算法适用于任意目标物体,尽管是基于频谱的,但是并不需要计算离焦图像的频谱,算法精度可达4%,鲁棒性良好.
【总页数】4页(P62-65)
【作者】裴锡宇;冯华君;李奇;徐之海
【作者单位】浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,浙江,杭州,310027;浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,浙江,杭州,310027;浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,浙江,杭州,310027;浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,浙江,杭
州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TH703;TN911.73
【相关文献】
1.提高显微镜自动对焦范围的频谱分析法的研究 [J], 赵航;沈亦兵;黄明富
2.基于离焦量差异定性分析的自动对焦方法 [J], 林忠;黄陈蓉;卢阿丽
3.自动对焦综合性能指标及一种基于双向两次下降的自动对焦算法 [J], 林忠;黄陈蓉;卢阿丽
4.基于对焦深度法的自动调焦方案设计与实验验证 [J], 邹昌帆;汪向阳;陈佐龙;周
磊;孙明;张昌雷;;;;;;
5.基于深度学习的显微离焦图像法颗粒深度测量 [J], 徐日辛;周骛;张翔云
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基于简化对焦模型的自动对焦窗口调整方法

基于简化对焦模型的自动对焦窗口调整方法

基于简化对焦模型的自动对焦窗口调整方法
吴迪;冯华君;徐之海;李奇;陈跃庭
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】2016(0)7
【摘要】提出一种基于简化对焦模型的自动对焦窗口调整方法用于数码相机自动对焦过程.根据初始对焦窗口和初始像距计算初始对焦窗口边界的视场角,镜头位置改变后,再根据此视场角和新的像距计算新的对焦窗口边界,进而调整对焦窗口,实现景物跟随.实验结果表明,该方法能够在物距未知的情况下近似地计算出目标的像高,与固定对焦窗口相比,能够避免背景信息的干扰,使评价函数具有单峰性.且该方法计算过程与图像内容无关,不受图像模糊程度的影响.
【总页数】5页(P30-34)
【关键词】自动对焦;调整;基于窗口的图像处理;成像系统;图像评价
【作者】吴迪;冯华君;徐之海;李奇;陈跃庭
【作者单位】浙江大学现代光学仪器国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】O435
【相关文献】
1.红外成像自动调焦中动目标对焦窗口选择研究 [J], 李明明;王新赛;李坚;张勇
2.自动对焦综合性能指标及一种基于双向两次下降的自动对焦算法 [J], 林忠;黄陈蓉;卢阿丽
3.基于二代小波算法的数字全息显微成像自动对焦方法 [J], 陈朋;李杰;徐泽楠;王海霞;张怡龙
4.基于深度学习的数字病理扫描系统单次曝光自动对焦方法 [J], 李强;刘贤明;韩凯歌;江俊君;季向阳
5.基于改进爬上算法的数字显微镜自动对焦方法 [J], 罗文睿
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2. 基于图像处理的光电自动调焦原理与方法
2.1. 自动调焦原理
原理上讲，基于图像处理的光电自动调焦技术以图像评价函数作为判定聚焦与否的指标，根据评价 函数值控制图像传感器移动或者改变光学系统焦距，从而使景物在传感器面上清晰成像。由于图像传感 器精密易损，而且轴向移动对成像质量影响较大，因此，对于高精度光电测量系统，通常采用“传感器 固定、镜头移动”的自动调焦方案，利用电机控制光学系统中各组镜片间距，达到自动调焦的目的。 基于图像处理的光电自动调焦系统主要由四部分构成，包括变焦光学系统、图像传感器、图像处理 模块、电机驱动模块，如图 1 所示。其中，变焦光学系统用于对三维场景成像，并在电机驱动控制下， 实现光学系统中镜组之间的轴向移动，达到调焦的目的；图像传感器的功能是对目标成像，并将图像数 据传送至后续处理模块进行清晰度评价；图像处理模块具有图像预处理、调焦窗口选取和图像清晰度评 价等功能，该模块还将清晰度评价值转换为调焦量；电机驱动模块根据调焦量大小控制改变变焦光学系 统各镜组之间的间隔，获取最佳焦距。 对比图 1 系统结构，图 2 给出了该系统的工作流程，对其简要表述为：首先，利用变焦光学系统和
Journal of Sensor Technology and Application 传感器技术与应用, 2015, 3, 62-68 Published Online July 2015 in Hans. /journal/jsta /10.12677/jsta.2015.33008
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基于对焦深度法的自动调焦方案设计与实验验证
变焦光学系统 图像传感器
P ''
P
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图像处理 模块
电机驱动 模块
Figure 1. The structure map of automatic focusing system based on image processing 图 1. 基于图像处理的光电自动调焦系统结构示意图

关键词
自动调焦，对焦深度法，图像处理，调焦实验
1. 引言
近年来，光电成像系统逐步向智能化、自动化的发展，自动调焦技术也逐渐成熟起来。为拓展该技 术的应用，国内外研究了多种调焦方法，常用方法可概括为三种[1] [2]：1) 测距法，该方法通过测量目 标距离，利用目标距离与焦距之间的关系进行自动调焦。该方法原理简单，可靠性高，但对于“远、弱、 小”物体拍摄效果不理想；2) 焦点检测法，该方法在光学镜头附近安装一自动对焦组件，以镜头焦点为 探测对象，拍摄距离大，已在单反相机中广泛应用，但对运动目标、细条目标和低反差目标成像效果欠 佳；3) 图像处理法，这是一种被动调焦方法，它是基于目标图像的清晰程度来自动调焦的。从发展趋势 来看，基于图像处理的光电自动调焦方法具有智能化、快速准确、控制方便等优势[3]，已逐步成为自动 调焦技术发展的主要方向。本文设计的数字图像自动调焦方案，取窗准确，实时性好，可满足 25 Hz 实 时采集的需求。
1 2
Department of Electronic and Optics Engineering, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang Hebei Army Military Representative Office in Yangzhou Region, Yangzhou Jiangsu 3 Unit 63861 of PLA, Baicheng Jilin Email: zcfoptics@ Received: Jun. 20th, 2015; accepted: Jul. 9th, 2015; published: Jul. 16th, 2015 Copyright © 2015 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/
Fmax ( x, y ) = Max f ( x, y + 1) − f ( x, y − 1) , f ( x − 1, y ) − f ( x + 1, y ) , f ( x − 1, y + 1) − f ( x + 1, y − 1) , f ( x − 1, y − 1) − f ( x + 1, y + 1)
开始
可调焦镜组
采集序列图像
图像预处理
选择调焦窗口
利用图像评价函数计算图像清晰度 值，并确定调焦步长和方向
是
是否需要调焦 否 获取聚焦图像
结束
Figure 2. The workflow of automatic focusing system 图 2. 系统工作流程
传感器获取序列图像数据；然后对图像做预处理，如图像降噪、增强与分割等；接着按照一定策略选择 调焦窗口，并利用图像评价函数计算窗口图像的清晰度评价值；根据序列图像清晰度值特征，确定合适 的调焦方向和调焦步长进行峰值搜索和调焦判断；通过改变镜组间距来进行调焦，依次反复，直至获取 最清晰的场景图像。
Keywords
Automatic Focusing, DFF Method, Image Processing, Focusing Test
基于对焦深度法的自动调焦方案设计与 实验验证
邹昌帆1,2，汪向阳3，陈佐龙3，周
1 2
磊3，孙
明3，张昌雷3
军械工程学院电子与光学工程系，河北 石家庄 总装驻扬州地区军代室，江苏 扬州
2.2. 常用自动调焦方法
不同于传统自动调焦法，基于图像处理的光电自动调焦方法利用图像处理技术对目标像进行成像质 量分析，得出图像清晰度值或者离焦量，再驱动电机调整光学系统焦距，从而获取聚焦下的目标图像实
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基于对焦深度法的自动调焦方案设计与实验验证
现自动调焦。按照工作原理不同，又可分为[2]对焦深度法和离焦深度法。 1) 离焦深度法 离焦深度法利用从离焦图像中获取的目标深度信息来进行自动调焦。该方法要求事先建立描述光电 成像系统的数学模型，通过获取 2 副或者 2 副以上不同成像参数下的图像信息，再结合成像系统参数， 求解成像目标离焦的深度信息，进而找到系统的最佳聚焦位置。离焦深度法只需采集不同成像参数下的 几幅图像，便可结合图像分析实现自动调焦，极大减少了驱动电机、程序运行等时间，具有较快的运算 速度，但由于计算所用信息量少，而且需建立精确的数学模型才能保证调焦效果，因此离焦深度法误差 加大，适用于一些要求不高的场合。 离焦深度法又分为[4] [5]基于图像恢复的方法和基于模糊量估计的方法。 第一种方法先利用部分特征 性图像信息估算光学系统的点扩展函数 PSF，然后再根据所建立的图像退化模型，对模糊图像进行恢复 还原。第二种方法首先利用不同成像参数下采集的 2~3 幅图像，计算帧间相对模糊量，并结合图像分析 得到图像的模糊程度；然后根据几何光学知识估算出光电成像系统的离焦量，进而驱动变焦光学系统或 图像探测器实现准确聚焦。 2) 对焦深度法 对焦深度法是一种采用搜寻方式的调焦方法，它首先采集从模糊到清晰的序列图像，再选用适用的 图像清晰度评价函数进行图像清晰度评价，同时利用电机控制镜头移动方向和步长，直至找到图像清晰 度评价值最大的位置，实现自动调焦。图 3 给出了该方法实现的系统结构示意图。 结合图 3，对对焦深度法工作过程作简要阐述：目标物经变焦镜头在图像传感器上形成图像，然后 主控单元对采集到的图像数据进行预处理和分析，再根据评价结果控制驱动模块调整变焦镜头中镜组之 间的间距，直到成像最清晰，然后由主控单元输出并存储清晰图像。通常情况下，对焦深度法往往需要 搜索 10 幅~12 幅图像才能保证调焦精度，所利用的图像数据越多，调焦效果也就越好，但速度会有所降 低，另外，图像评价函数的选择也是影响算法速度的因素之一。
The Scheme Design and Test Verification of Automatic Focusing Based on Depth from Focus Method
Changfan Zou1,2, Xiangyang Wang3, Zuolong Chen3, Lei Zhou3, Ming Sun3, Changlei Zhang3
Abstract
Compared with the traditional automatic focusing method, the photoelectric automatic focusing technology has become the main research direction due to its advantages, such as high intelligence, speediness, accuracy and convenient control. In this paper, the principle photoelectric automatic focusing based on imaging processing is stated in detail, and two common automatic focusing methods are introduced in brief. Then, this automatic focusing scheme is designed and put forward. At last, the automatic focusing test is carried out, and its feasibility is verified.
式中： f ( x, y ) 为图像中任意一点。
(1)
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基于对焦深度法的自动调焦方案设计与实验验证
目标物 变焦镜头 图像传感器
驱动模块