基于图像处理的CCD摄像机自动调焦方法的研究.pdfVIP

　测量与设备 　 基于图像处理的 CCD 摄像机 自动调焦方法研究 王学影 　张洪涛 (天津大学精密测试技术及仪器国家重点试验室 ,天津 300072) 摘 　要 　自动调焦技术是提高 CCD 摄像机测量精度的重要手段 ,特别是在小景深及高精度的测量中。本文 介绍了采用图像处理法实现自动调焦的方法 。并提出了几种图像清晰度评价函数 。经实验结果论证效果良好 。 关键词 　自动调焦 ;评价函数 ; 图像处理 像采集卡和光学成像部分等组成 。当系统有哪些信誉好的足球投注网站到待 0 　引言 检区域后 ,计算机通过执行机构 1 ,驱动 CCD 摄像 随着科学技术的发展 ,为了迅速准确地对微小 机在 z 向作微小位移 , 随着调焦模块在调焦范围内 图像进行自动采集 、处理和识别 ,对摄像机的自动化 对最佳调焦位置的搜寻 ,就可采集到摄像机在不同 程度提出了更高的要求 。在电子网板计算机视觉检 离焦情况下的一系列的数字图像 ,通过对此系列图 测系统[ 1 ] 中 ,为了保证测量精度 ,其中关键 问题就 像的数学模型比对 ,就可准确的判断出摄像机的最 是摄像机的自动调焦 。它会影响采集到的图像质 佳对焦位置 。 量 ,可能致使后期的图像处理无法进行 。 2 　图像清晰度评价函数 1 　系统概述 采用图像处理法实现自动调焦的一个关键问题 ( ) 就在于图像清晰度评价函数的选取 。曾报道过一些 本系统采用 CCD 电荷耦合器件 作为光电检 测器 ,其将光电转换 ,积分存储和信号读出功能集于 评价函数 , 如阈值积分法[2 ] 、高频通带法[3 ] 及用 电 一体 。系统框图如图 1 所示 。CCD 摄像机接受二 致伸缩器件法[4 ] 等 ,不同的评价函数只适用于各 自 维图像 ,经采集卡采集到计算机内存 ,然后可进行必 的特殊的调焦图像 ,本文在分析电子网板图像的特 要的图像处理和特征提取 , 图像和测量结果可由显 点基础上 ,提出了以下几种图像清晰度评价函数 。 示器 、打印机和绘图仪输出。当处理完一幅图像后 , 它应具有无偏性 ,即仅当物面和对准面重合时 ,函数 计算机发出驱动指令 ,可通过执行机构 2 驱动 XY 才取极值 ;单峰性 ,即只有齐焦时 ,函数才取极值 ;它 工作台作水平方向的二维移动 , 以完成测量视场的 还应具有抗干扰能力强等特点 。 自动转换 。 在对焦状态下 , 图像是清晰的 ,代表网板孔区域 的有效像素数量也是最多的 , 网板与背景的对比度 也是最大的 ,且图像的灰度分布的动态范围也是最 广 。随着离焦量变大 , 图像也愈模糊 ,有效像素数量 减少 , 图像的对比度和灰度的动态分布范围也出现 缩小的趋势 ,最后整个图像的灰度值可能全部集中 到某个背景灰度上 。基于以上事实 ,针对电子网板 的图像特点 ,提出了以下四种评价函数 。