不同对比度下自适应的自动调焦新算法

针对大多数自动调焦函数不能克服对比度变化引起的调焦曲线失去理想特性、陷入局部极小值甚至失去单峰性等问题,介绍了Zernike正交矩,分析了各阶Zernike矩的调焦函数曲线并且提出了一种新的基于Zernike正交矩的自动调焦算法,定义了此算法的公式.与几种常用自动调焦函数在不同对比度条件下进行了调焦效果的比较分析,验证了通过调整各阶Zernike矩的权重系数、可以灵活变换调焦公式,能够适应不同对比度下的调焦过程.实验比较了基于Zernike正交矩的自动调焦算法应用于完全对称型物体和非对称型物体时焦效果的差别,证明了该算法应用于圆形或球状等完全对称型的物体时调焦效果较好.     

Fiber type of optical coherence tomography with an auto-focus device

Optical coherence tomography (OCT) is a novel technique for non-invasive imaging based on low coherence interferometer. In this study, we develop a new optical fiber type of OCT with a commercial auto-focus device to simultaneously measure the refractive index and thickness of a single-layer for demonstration. An auto-focus device can be easily implemented into the new OCT in order to diminish the measurement error resulting from the slight vibration of the sample and/or the sample stage. However, if the conventional OCT is implemented with an auto-focus device, it would be extremely difficult in locating and controlling the positions of the sample and scanning stages.From the experimental results, the error percentage from various frequency of the simulated noise is almost under 0.4%. Due to the resonance frequency of a DVD pickup head is around 40 Hz, the error percentage is apparently highest up to 1%; however still acceptable. It is concluded that the auto-focus device indeed works in an OCT system.     

自动对焦系统中图像非均匀采样的实验研究

将非均匀采样运用在自动对焦的窗口选择中,并进行了实验研究.这种方式可以保持中央的高分辨率,并保持较大的视场范围,克服了中央选窗时由于成像主体偏离中央引起的误对焦.同时,大大减少计算对焦评价函数所需的数据,从而加快对焦速度,促进对焦系统的实时化.     

AOTF多光谱成像系统中色差分析及硬件补偿策略

针对声光可调谐滤光器(AOTF)多光谱成像系统中存在色差,使得不同波长下成像清晰所需焦距有所差异,即使在固定波长下,由于横向(衍射方向)光谱展宽,出现横线清楚竖线模糊的现象,本文对AOTF中的色差做了具体分析,指出了成像模糊的原因。根据AOTF多光谱成像系统成像特点,进一步提出了一种改进的SSIM算法作为图像的清晰度评价函数,原算法中目标为两幅图像(一幅为参考图像,一幅为待测图像),而此算法中将目标设定为一幅图像中的相邻行进行相似度分析,明暗变化边缘相似度小说明对比度大,从而图像较为清晰。使用以此算法为核心的自动聚焦对AOTF多光谱成像系统中由色差引起的图像质量进行补偿,计算量小,速度快。通过实验验证了此补偿策略的可行性和实用性,结果表明此策略能够有效解决AOTF多光谱成像系统中因色差引起的图像模糊问题,具有重要的应用价值。     

基于皮肤探测的自动对焦

用模式识别方法选择对焦窗口,对成像主体是人的情况进行了详细讨论.先对自动对焦中使用模式识别的必要性进行了深入的理论分析,然后讨论了具体的实现方法.利用人类皮肤颜色分布的特点来探测图像中的皮肤区域;用形态学操作来去除皮肤区域中的眼睛、鼻孔、嘴巴和其他非皮肤碎片;最后以所得的皮肤区域作为对焦窗口应用对焦评价函数.实验结果表明这种方法的实用性和有效性.     

边缘特征增强算法和小波分析在精确聚焦中的应用

在数字成象系统中,如何快速而且有效地实现精确聚焦一直是成象系统研究中的焦点.本文提出了利用增强图象边缘特征来提高精确聚焦能力,并将常见的边缘增强滤波器与以小波变换为基础构建的滤波器进行了比较,实验数据表明,虽然常见滤波器和基于小波变换滤波器都能提高聚焦能力,但后者能更有效地分辨出只有微小的离焦量的图象,有很好的应用前景.