学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

低信噪比环境下的自动对焦技术

作　者: 尹鹏
导　师: 姜威
学　校: 山东大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 自动对焦低信噪比对焦区域选择对焦评价函数图像预处理
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 192次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

光电成像技术快速发展,如今已广泛应用在数码照相、摄录像、显微成像、医学成像、空间探测、器件检测、视频监控、计算机视觉等各个领域。由于成像器材尺寸、分辨力等的限制,光电成像系统都有一定的景深和焦深,因此实际应用中一般都需调焦以获得清晰图像。为满足自动化应用的要求,自动对焦(AutoFocusing,AF)就成为必不可少的关键技术之一,直接影响着成像的质量和效率,因此很早就成为人们探索的目标和方向。被动式对焦深度法通过搜寻对焦评价曲线的峰值实现自动对焦,因其算法灵活且精度高而被多数自动对焦系统采用。近年来国内外对自动对焦研究主要有两个思路:一是深入研究图像处理理论,寻找图像清晰度的最佳判据;二是结合硬件和实际应用环境,研究快速的自动对焦算法,多见于国外一些成像产品的自动对焦功能。事实上,现有的自动对焦算法大多能满足日常成像的需要,但是在某些不能获得高信噪比图像的情况下,自动对焦的性能会严重下降,以致难以正确实现自动对焦。然而在国内外文献中,还未见系统的研究低信噪比环境下的自动对焦算法,其中一系列理论和技术问题有待研究。首先,可能造成低信噪比图像的因素有很多,应全面评测光电成像系统各项成像参数对自动对焦性能带来的影响,建立二者的关系模型;其次,以提高自动对焦性能为目的,选择合适的低信噪比图像的增强和复原算法;最后,论文还将针对自动对焦的两个核心问题进行研究:(1)对焦窗口选择算法(Focus AreaSelecting)。现有各种对焦窗口选择算法,包括中心取窗、多点取窗、图像一阶矩重心取窗、非均匀采样、瞳孔定位、人脸选择和皮肤探测等,都有各自适用的范围,尚不具备普遍性;同时在选取原则的理论分析上尚需建立和完善,对各种取窗法的性能还缺少公认的评价准则。论文将尝试提出自动对焦窗口选择算法的性能进行评价的一般准则,利用该准则对各种窗口选择算法进行科学的评价,并以最优化该准则为思路提出自动对焦窗口选择算法,突破矩形窗口的局限;(2)图像清晰度评价函数(Focus Measure Function,FMF)。论文将着重研究如何提高自动对焦评价函数的抗噪性和稳定性,着力解决现存的多种图像清晰度评价函数易受噪声等干扰的问题,提出新的既满足精确性、尖锐性和实时性又同时具有良好抗噪抗扰能力的评价函数。结合上述研究内容,最终提出能够满足低信噪比环境的自动对焦算法和技术。系统的研究这些问题,能够丰富数字成像理论框架,同时更通用的自动对焦技术能够突破成像系统的应用局限,提高成像系统的准确性和可信度。总之,在信息化、数字化的今天,成像技术已经处处可见。自动对焦作为其中的一项关键技术,一直在快速的发展中。成熟的成像系统和最新的自动对焦技术基本由日本、美国等一些国家掌握,我国无论从理论水平还是技术水平还不成熟,尚无法与这些国家相提并论。所以对自动对焦的深入研究,既有相当大的理论研究价值,更有广泛的应用价值。

全文目录

摘要  8-10
ABSTRACT  10-12
符号说明  12-14
第一章引言  14-25
  1.1 自动对焦技术简介  14-19
  1.2 半数字式自动对焦技术  19-21
  1.3 低信噪比环境下的自动对焦技术研究现状及意义  21-25
第二章自动对焦图像预处理  25-30
  2.1 图像预处理模型  25-26
  2.2 亮度对比度变换  26-27
  2.3 噪声滤波  27-30
第三章对焦评价函数及其性能评价准则  30-39
  3.1 光学成像分析  30-32
  3.2 常见对焦评价函数  32-36
    3.2.1 基于导数的自动对焦函数  33-35
    3.2.2 基于统计的自动对焦函数  35
    3.2.3 基于直方图的自动对焦函数  35-36
    3.2.4 其他算法  36
  3.3 对焦评价函数性能评价准则  36-39
第四章对焦区域选择算法及其性能评价准则  39-57
  4.1 焦深与景深分析  39-41
  4.2 自动对焦区域选择一般准则  41-45
    4.2.1 非边缘区域图像对对焦评价函数的影响  41-43
    4.2.2 背景区域图像对对焦评价函数的影响  43-44
    4.2.3 准则验证  44-45
  4.3 自动对焦窗口选择算法  45-52
    4.3.1 中心取窗区域选择算法  45-46
    4.3.2 多点取窗区域选择算法  46-47
    4.3.3 非均匀采样区域选择算法  47-48
    4.3.4 一阶矩区域选择算法  48-49
    4.3.5 模式识别方法  49-52
  4.4 边缘模板窗口选择算法  52-54
    4.4.1 算法步骤  52-53
    4.4.2 仿真结果及分析  53-54
  4.5 自动对焦平台简介  54-57
第五章总结与展望  57-59
参考文献  59-63
致谢  63-64
攻读硕士学位期间发表论文  64-65
学位论文评阅及答辩情况表  65

相似论文

舌图像中瘀斑瘀点检测技术研究,TP391.41
红外图像目标识别及跟踪技术研究,TP391.41
大范围微结构表面形貌测试中若干关键技术的研究,TP391.41
基于Symbian平台的DataMatrix识别技术研究及实现,TP391.44
低信噪比下的语音增强方法研究,TN912.35
低信噪比TDMA信号同步技术研究,TN929.532
基于非线性理论的低信噪比信号检测技术研究,TN911.23
基于被动雷达的高分辨测向技术研究,TN957.51
精密测量自动对焦系统研究,TP274
短波极低信噪比条件下的数据传输技术研究与实现,TN919.3
宽带信号DOA估计算法研究,TN911.23
适用于激光微加工的自动对焦系统的研究,TG665
基于OMAP2430的数码相机的关键技术研究与实现,TB852.1
长丝喷丝板高精度微孔全自动检测系统的研制,TP274.4
基于FPGA的数字自动对焦算法的研究与实现,TN791
基于摄像与投影的人机交互系统设计,TP11
基于显微视觉导向的光掩模特征尺寸的精密测量与研究,TN47
低信噪比下RFID调制识别测试的研究,TP391.44
二维视觉自动对焦与测量系统的研究,TP391.41
磁头ABS面瑕疵检测算法与系统的研究,TP333.35
基于混沌理论的电力谐波检测研究,TM711