虹膜图像采集的自动调焦技术研究

针对虹膜图像采集中存在的图像模糊问题,提出一种基于图像清晰度评价函数的虹膜图像采集自动调焦方法。该方法通过计算虹膜内边界附近区域的最大灰度梯度来定义图像清晰度,运用改进的爬坡方案进行CCD对焦,提取对焦过程中的部分特征点进行曲线拟合求出最佳聚焦点,移动相机到最佳成像位置得到清晰的虹膜图像。实验结果表明,该方法能快速准确实现虹膜拍摄中的自动对焦。     

数字图像清晰度评价函数的研究与改进

通过分析常见的图像清晰度评价函数,针对自动对焦系统中图像清晰度评价问题,提出了一种基于聚焦窗口的改进梯度评价函数算法。改进后的算法具有计算量小、实时性好、评价曲线单峰性好、灵敏度高、聚焦检测效率高等特点,可以更好地满足自动对焦系统对图像清晰度评价的要求。     

基于最大加权投影求解的彩色图像灰度化对比度保留算法

针对目前彩色图像灰度化难以充分保留原彩色图像对比度的问题,本文提出了基于最大加权投影求解的彩色图像灰度化模型及算法.首先,在好的彩色图像灰度化算法应使灰度化图像具有最大对比度的假设下,本模型提出最大加权投影的目标优化函数,并且将原始彩色图像梯度权重引入到最大化函数中,使得原彩色图像中对比度较小的区域也能够在灰度化后的图像中得到保持.每个彩色通道梯度的高斯加权系数反映灰度图像的对比度和原彩色图像的颜色顺序.其次,对所提模型使用参数离散搜索策略求解,通过对线性离散参数模型产生的候选图像进行搜索,由于只有几个算术运算,计算速度较快.最后,为评价所提出算法在复杂场景下图像灰度化对比度保持性能,本文对Cadik、CSDD和COLOR250数据集分别进行灰度化实验.定性和定量实验结果表明,所提算法相比于其他算法能较好地保留原彩色图像颜色对比度,同时具有对噪声鲁棒和运算速度快的优势.     

基于全自动控制显微镜的自动聚焦算法研究

图像自动聚焦评价函数的选择是垒自动控制显微镜无源方式自动聚焦系统的关键问露。对几种主要的图像聚焦评价函散(灰度方差算子、灰度梯度算子、能量谱方法等)进行了比较、研究，并在此基础上首次将改进的Laplacian算子作为聚焦评价函数引人自动聚焦之中,同时为了消除噪声的影响，引入了步长和阈值两个参数。实验结果表明，改进的LapIacian算子比其他评价函数更为准确、稳定和可靠，该算法已成功应用于显微镜自动词焦系统中。     

机器视觉系统的自动对焦技术研究

为了解决在工业生产现场复杂环境下机器视觉系统中定焦相机的失焦问题,提出了一种机器视觉定焦相机的自动对焦技术,该技术通过上位机实时对相机采集到的图像进行感兴趣区域(Region of Interest,ROI)裁剪、离散傅里叶变换(Distributed Fourier Transformation,DFT)滤波等预处理过程,再由改进的图像清晰度评价函数对图像清晰度进行评价,最后由运动机构带动相机自动搜寻焦点位置并完成对焦功能。实验结果表明,经过傅里叶变换滤波后,提升了评价函数的灵敏度。通过与几种典型的评价函数对比,提出的方案能有效地排除环境干扰,自动对焦的结果与标准样张最为接近,且在不同物距情况下仍能够高效运行。     

快速自动聚焦算法在影像精密测高中的应用

快速、有效地实现聚焦是图像法测高的焦点,选择合适的焦点评价函数和设计高效的图像自动聚焦算法是其中的关键问题。在比较研究图像评价函数的基础上,选择灰度方差作为焦点评价函数,研究了一种粗略试探和微步距精确搜索相结合的自动聚焦算法,并分析了影像聚焦精度和速度的影响因素。该聚焦算法应用于自动影像测量仪,通过对各种材质的表面在变倍镜头的不同倍率下做聚焦和测高试验,获得结果并进行了详细的比较分析。结果表明,该算法稳定、可靠、高效,测量结果精确。     

基于对比度拉伸和梯度域优化的彩色图像灰度化算法

针对彩色图像灰度化无法较好保持原图像的局部对比度信息和结构的问题,提出了基于对比度拉伸和梯度域优化的彩色图像灰度化算法。首先,将图像分解为R、G、B共3个通道,并拉伸每个通道的对比度。其次,将拉伸后的图像合并进行初步灰度化。最后,将原图像的对比度信息与初步灰度化的结果图像结合构成能量函数,求得所需的灰度化图像。实验结果表明,该算法能较好地保持图像的结构和对比度信息。     

一种改进的低对比度灰度图像边缘识别方法

低对比度图像的边缘比较模糊,传统的基于微分算子边缘检测方法通过梯度算子虽增强了边缘信息,但同时也强化了噪声影响.针对以上问题,首先考虑对低对比度图像进行预处理,用直方图均衡化方法提高对比度,以便准确完整地定位图像边缘;其次考虑用计算灰度比值而不是传统的计算灰度差值来检测图像对象的边缘,以最大限度地降低噪声的影响.测试结果表明,基于灰度比值的边缘检测方法弱化了噪声影响,更有利于清晰准确地识别低对比度图像的边缘.     

改进的灰度校正算法在路面裂缝图像预处理中应用

针对传统的灰度校正算法在对亮度不均匀的路面裂缝图像处理时容易造成边缘模糊,局部对比度得不到增强的问题,本文在传统的快速灰度校正算法基础上,提出了一种改变初始背景图像选取方式以及采取局部对比度增强图像和整体灰度校正图像相互融合的改进型灰度校正算法.实验结果表明,与传统方法相比,改进后的算法对路面裂缝类图像的预处理效果明显增强.     

基于小波多尺度聚类水平集的医学图像分割

针对医学图像低对比度、灰度不均匀等特点,提出了一种小波多尺度聚类水平集的图像分割方法,能够很好地解决医学图像灰度不均匀的问题。首先,利用小波多尺度分析的良好信噪分离能力提取各尺度下图像的有效边缘信息,将边缘信息添加到水平集模型的能量函数中从而提高模型的局部控制能力。然后,基于灰度不均匀的图像模型,派生出对于感兴趣区域的局部灰度聚类,在每个点的邻域内定义基于灰度的局部聚类准则函数。将局部聚类准则函数转化为全局准则函数。在水平集框架中,该准则根据水平集函数定义了代表图像域划分的能量项和引起图像强度不均匀的偏置域。最后,从小波变换的顶层低频子带图像开始逐层采用改进的聚类水平集方法分割图像,并将分割结果通过插值方式传递至下一层作为分割的初始轮廓,最终实现灰度不均匀医学图像的分割。实验结果表明,该方法能够有效地分割医学图像,具有计算更加鲁棒稳定、效率更高和更加准确的优点。     

一种快速高灵敏度聚焦评价函数*

针对实时性和聚焦精度两方面的要求,在分析对比了常用聚焦评价函数的基础上,提出了一种基于灰度差分的快速聚焦评价函数——利用相邻像素在水平和垂直方向的差分乘积作为核函数。该算法保持了较好的计算性能,但函数陡峭性提高,可加快搜索定焦的收敛速度并能提高聚焦精度,同时引入阈值滤除噪声,增强了算法的稳定性。与常用聚焦函数进行了实验对比,结果表明该算法既有较好的计算速度又有较高的灵敏度,适用于对实时性要求较高的场合,如显微镜自动聚焦系统等。     

显微视觉系统中自动聚焦算法的研究

针对自动聚焦过程中的聚焦评价函数、聚焦窗口、搜索算法进行了研究。首先改进了Robert函数增加了聚焦评价函数的陡峭度;其次针对固定聚焦窗口无法准确找到聚焦物体的缺点,提出了一种动态选择聚焦窗口的方法,该方法将图像分块,利用不同子块的梯度变化程度区分物体和背景,该方法更具适应性;进而提出了大步长和小步长相结合的爬山搜索算法,经过改进后的爬山搜索算法能更准确地找到焦平面;最后通过自行研发的显微视觉系统验证了所提自动聚焦方案的有效性。     

一种摄像头自动聚焦方法及硬件实现

提出了一种基于数字图像处理技术实现自动聚焦的方法,给出了一种改进的灰度差分法作为图像聚焦是否清楚的评价函数。对图像质量进行比较,根据比较结果由单片机驱动镜头到达聚焦点,实现自动聚焦。     

图像测量中的自动调焦和对准系统的研究

提出了一种新的图像式自动调焦、定位系统,该系统实现了图像测量中自动调焦与零件自动对准;解决了测量系统中自动化程度低;瞄准精度受操作人员主观影响大等问题。给出了新系统的结构与原理,并提出了一种新的系统标定方式,对新系统进行了实验研究,取得了良好的实验结果。     

显微镜下两层物体的快速自动对焦算法

针对显微镜下两层物体的大规模图像采集问题，提出了基于图像边缘和邻域预测快速自动对焦算法。通过提取成像主体的边缘区域作为对焦窗口，结合线性预测方法，实现了既保持上层成像目标清晰，又有效抑制下层背景干扰的自动对焦系统。实验表明该算法在对焦速度、对焦精度以及抵抗背景干扰方面有突出优点。     

图像清晰度评价方法研究

数字图像的清晰度评价一直是各类数字成像系统的一个关键问题，而在已有的一些的评价参数中，由于评价方法不同，均存在一些局限性，为此，针对图像的清晰程度提出一种新的评价方法，目的在于能够快速、准确地评价数字图像的清晰度。该评价方法评价参数可通过改进边缘锐度算法(EAV)得到，然后与机测MTF值的变化趋势一起做曲线回归分析，以便和其他传统清晰度评价参数做对比。通过上百幅各类数字图像的测试，结果表明，该评价参数与数字成像系统的MTF值变化有着很好的正相关关系，其不仅能够更准确地反应数字图像清晰度变化的趋势，而且便于简捷、快速地应用于各类数字图像的清晰度评价。     

一种改进的自动聚焦搜索算法及其实现

自动聚焦的过程就是镜头按照自动聚焦搜索算法来回搜索聚焦评价函数求最大值的过程。传统的爬山搜索算法会受到聚焦评价函数局部极值的干扰而不能准确聚焦,并且在大幅离焦状态下近聚焦缓慢。详细介绍了一种改进的自动聚焦搜索算法的原理和实现方法,它能有效地排除这种干扰,减少大幅离焦状态下近聚焦的时间,使系统可靠的聚焦。     

一种光学显微自动聚焦系统设计与实现

针对普通CCD拍摄的低对比度生物样品图像,设计并实现了一种以PC机为控制核心的光学显微镜自动聚焦系统。系统采用弹性联轴器与显微镜调焦轴直接耦合的方式,结合细分驱动,有效地消除了传动机构的回程差,提高了聚焦控制精度。在对几种常用图像清晰度评价算子进行分析的基础上,证实了图像自相关算子是评价低对比度生物样品图像清晰度的有效算法。实验结果表明,该系统自动聚焦的准确度和实时性基本上满足生物学研究的需要。