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基于数字图像处理的自动对焦算法的比较与分析李全勇，李亨（长春理工大学 光电工程学院， 基于数字图像处理的自动对焦算法的比较与分析 李全勇，李亨 （长春理工大学 光电工程学院，吉林 长春 130022） 摘要：自动对焦技术是保障光电成像系统能够准确获得高清晰度图像的关键技术。随着计算机技术与微电子技术的发 展，基于数字图像处理的自动对焦技术逐渐显出自身优势，具有较高的研究价值与广阔的发展空间。自动对焦技术的核 心是对焦算法（即清晰度评价函数）。该文利用软件搭建数字图像处理平台，着重研究现已经推广的 13 种对焦算法，通过 有效的算法评价标准分析算法的表现情况，进而总结出适用于不同场合的最佳对焦算法，为算法的使用者提供实用的指 导。同时，算法评价标准的提出也为新算法的设计者提供参考，并为对焦程序的设计者提供了有效的解决方案。 关键词：自动对焦；数字图像处理；对焦算法；清晰度评价函数 中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2013)35-8060-05 Comparison and Analysis on Auto-Focusing Algorithms based on Digital Image Processing LI Quan-Yong, LI Heng (School of Photoelectric Engineering, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China) Abstract：Auto-focusing technology is the key to ensure photoelectric system catching high definition images. With computer and micro-electronics techniques being improved, digital picture processing based auto-focusing is gradually showing up its ad? vantages, which has value and broad space to be developed. The core of auto-focusing based digital image processing is focus al? gorithm, so as the focus measure function (FMF). In this paper, by coding software to build digital picture processing platform, thirteen widely- applied algorithms are totally compared in particular by a series of effective standards to evaluate, and were summed up guidelines. The presented guidelines allow for the selection of the optimal focus algorithm for different situations. Si ? multaneously, the standards provide both preference and resolution to the designers of new algorithm or auto-focusing programs. Key words: auto-focusing; digital image processing; focus algorithm; focus measure function 光电成像系统是集光、机、电一体化的图像信息获取工具，已广泛运用于工业、农业、制造业等领域，光电成像系统的对焦性能 决定着成像系统能否拍摄到清晰的待测物体，因此是人们着重关注的焦点之一。在基于数字图像处理的自动对焦技术中，对焦算 法尤为重要。良好的对焦算法可以让光学系统在最短的时间内获得最佳的对焦位置，并使光学系统在对焦过程中不易受噪声干 扰。以往文献所提出的最佳算法大多仅在特定的成像系统、拍摄环境或拍摄对象中才能表现突出，算法的选择方案具有局限性。 如果可以综合地分析各种对焦算法，用科学有效的算法评价标准分析算法的优缺点，总结出选择方法，这样既能为不同条件的光 学系统提供具有针对性的最佳算法和有效的解决方案，又能为新算法的设计提供参考。 1 对焦