一种可用于纤维图像的聚焦评价函数

探讨一种适用于纤维图像的聚焦评价函数。通过研究边缘检测和传统的图像聚焦评价函数,将分数微分应用到纤维图像聚焦评价中,利用分数微分可以检测出图像纹理细节的特点,提出一种分数微分与整数微分相结合的纤维图像聚焦评价函数,并和其他传统的灰度梯度函数进行了比较。结果表明:所提算法满足无偏性和单峰性,并具有较高的灵敏性和抗噪性,优于传统的灰度梯度评价函数。认为:所提算法适合评价纹理细节丰富的纤维图像。

一种新的高灵敏度聚焦评价函数

自动化和智能化数字成像技术现已广泛应用于各个领域中,自动聚焦技术作为其关键技术之一也得到了广泛的关注。聚焦评价函数作为自动聚焦技术的核心,其优劣性直接关系到设备自动聚焦的好坏。在分析了现行的多种主流聚焦评价函数后,文章提出了一种新的聚焦评价函数。实验证明,该种聚焦评价函数不仅能满足聚焦策略的基本要求,而且还具有较高的灵敏度,可广泛应用于显微镜、内窥镜等高精度设备中。

基于聚焦评价函数的自动调焦方法的研究

针对使用图像清晰度的聚焦评价函数来实现显微镜系统中的自动调焦,介绍了几种常用的图像清晰度聚焦评价函数,在自动倒置显微镜下进行大量的实验,分别利用这几种函数对采集到的图像进行评价分析。研究结果表明,在显微镜系统下利用基于梯度类图像清晰度评价函数拉普拉斯(Laplacian)算子可以有效地抑止噪声干扰,并且单峰性、重复性和稳定性都比较良好,能实现快速高效的自动调焦。

椭偏光学显微成像系统聚焦评价函数的研究

自动聚焦技术在椭偏光学显微成像系统中是一项关键的技术。利用几种常用聚焦评价函数作为研究手段研究了这一过程。实验中采用硅基底表面人血纤维蛋白膜层和多元蛋白质芯片样品作为研究对象,研究了几种函数在自动聚焦过程中函数值的变化,以及噪音、样品区域选择对聚焦效果的影响。实验验证拉普拉斯评价函数和Sobel评价函数可以满足系统的要求;采用多幅图像平均的方法可以有效降低噪音,当平均次数达到9次以上,系统噪音的影响就可以被降至有效评价的程度;沿同一锐边,选择不同的调焦区域,对聚焦过程基本没有影响;利用评价函数在实验中确定了倾斜平面成像的最佳聚焦平面,并与理论像平面吻合。实验证明利用聚焦评价函数可以成功实现自动聚焦技术在椭偏光学显微成像系统中的应用。

强散粒噪声下聚焦评价函数的研究

针对强散粒噪声背景下图像聚焦精度差的问题,对聚焦评价函数处理过程进行了深入的研究。在对常规图像系列进行实验的基础上,得出改进的拉普拉斯算子(SML)与拉普拉斯算子聚焦评价函数各方面性能较优。针对强散粒噪声图像,提出在中值滤波后,采用分水岭算法对滤波图像进行过分割处理,对分割的各小区域块,求取其均值,用均值代替各区域内像素灰度值,能较好地抑制噪声,再利用SML或拉普拉斯算子聚焦评价函数进行自动聚焦。实验表明,针对强散粒噪声图像提出的聚焦评价处理方法,其精度接近于非强散粒噪声图像系列,同时此算法具有较好的稳健性。

基于显微成像系统最优聚焦函数选取

与光学成像系统不同,光学显微的成像系统景深较小,在聚焦过程中的主要核心问题在于聚焦评价函数的选取。针对目前常用的8种聚焦评价函数进行实验,并对聚焦评价曲线进行定性分析,采用灵敏度因子、清晰度度比率、平缓区波动量以及运行时间进行定量分析,结合分析数据选取出适用于显微成像系统的最优聚焦评价函数。

一种全自动电控显微镜快速自动聚焦方法

光学显微镜的成像系统景深较小。现有用于光学成像系统的自动聚焦技术并不能完全适用于显微镜成像系统中的聚焦模块。针对显微成像系统自动聚焦过程受成像系统各因素限制,无法快速、准确完成聚焦的问题,提出一种全自动电控显微镜快速自动聚焦方法。利用最优聚焦评价函数设计快速自动聚焦方法,该方法可有效选取目标的聚焦区域,提高显微镜聚焦的精度。通过对不同阶段极值搜索算法的设计,实现快速聚焦。该算法成功应用于光机电一体化的显微镜成像系统中,适用于光学成像系统,但不限于智能显微镜,一体化的CCD摄像头均可通过该方法实现自动聚焦。

基于聚焦深度法的刀具几何参数三维测量方法

刀具几何参数的精确测量是评估刀具性能的关键。针对复杂刀具几何参数难以测量的问题,基于聚焦深度法对其端面几何参数进行三维测量。首先,提出了一种适用于刀具端面序列图像的改进双阈值Tenengrad聚焦评价函数,通过局部像素分析确定了函数最佳计算窗口大小,在清晰度比率、陡峭度、清晰变化率、局部波动量评价指标下与常用聚焦函数进行了对比,验证了所提函数在计算刀具端面序列图像时更具有优势;其次,通过自适应sigmoid函数的图像增强算法实现了高对比度的刀具端面序列图像的获取,提升了三维测量效率,基于RANSCA算法对刀具后刀面点云表面进行平面拟合并提出了端面几何参数向量计算方法;最后,通过所构建的刀具测量系统对标准量块的阶梯深度进行了测量,误差为0.32%,并实现了刀具后刀面的三维形貌还原,进一步对主切削刃内、外刃顶角和直径参数进行测量。实验结果表明:顶角测量误差<0.3°,直径测量误差<3μm,优于Tenengrad函数对应角度(<1.9°)及直径(<13μm)测量结果,满足复杂刀具对角度(<0.5°)和直径(<10μm)的测量精度要求。

基于FPGA的步进电机驱动及自动聚焦的实现

基于Xilinx公司的Spartan-IIE系列FPGA XC2S300E-6-PQ208C完成了一种聚焦马达驱动及自动聚焦的完整设计。该设计接收CCD图像传感器套件输出的图像信号,采用一种改进的灰度差分法作为聚焦评价函数,即将一场图像的所有像素的亮度值与周围像素的亮度值差的绝对值的和作为聚焦评价函数,根据相邻同场的聚焦评价函数的比较结果,配合相应的搜索策略来控制步进电机的转动方向,实现图像的自动聚焦。实际实现的聚焦效果优于改进前的聚焦算法。

全自动细胞芯片检测仪中自动聚焦系统的研究

为了提高自动聚焦系统的聚焦速度和聚焦精度,提出采用爬山搜索算法和聚焦评价函数相结合的方法。阐述了灰度差分评价函数,灰度梯度向量模方评价函数,灰度涨落变化评价函数,Robrt梯度评价函数和拉普拉斯评价函数对同一组图片的评价,评价结果曲线表明:除了灰度涨落变化评价函数外,其余函数都能精确聚焦,且不同聚焦函数的聚焦时间最大相差为1.85%。

基于高清网络摄像机的自动聚焦算法

针对传统的聚焦评价函数运算量大、峰值搜索算法易受干扰且视频质量反复变化的问题,实现一种较传统聚焦评价函数与爬山算法相结合的聚焦算法更好的自动聚焦算法。采用TI公司的TMS320DM368处理器自带的自动聚焦(AF)引擎作为硬件实现的聚焦评价函数;采用的峰值搜索算法将聚焦曲线分为聚焦区和散焦区,在散焦区使用大步长的GM(1,1)模型预测搜索方向,在聚焦区使用小步长的爬山算法搜索峰值。实验结果表明,该算法拥有更好地实时性与准确性,适用于高清网络摄像机的自动聚焦。

自动聚焦系统研究

为了准确地确定聚焦平面位置,对自动聚焦技术中聚焦区域选择、聚焦评价函数的确定和搜索策略等关键部分进行了研究.针对聚焦区域,以一阶矩值为聚焦窗口中心,由具体处理的图像分辨率与图像内容决定聚焦区域范围;针对简单图片序列与复杂图片序列,对各种聚焦评价函数进行了仿真与验证;提出了一种改进的爬山法,充分利用聚焦评价函数指标陡峭区宽度与局部极值因子,同时设置两个搜索斜率阈值,为自适应修正搜索步长奠定了较好的基础.结果表明:Laplace聚焦评价函数与SML聚焦评价函数各方面性能优于其他聚焦函数;本文提出的搜索方法可以准确地搜索到焦平面的位置,可为后续基于图像分析操作的工业化与自动化奠定良好的基础.

零相位滤波与最小二乘拟合下的聚焦形貌恢复

为提升形貌恢复精度,提出一种高精度的聚焦形貌恢复算法。该方法从序列图像的预处理以及深度值连续化处理角度入手,将零相位滤波与最小二乘拟合法相结合。自行设计了基于巴特沃斯低通的零相位滤波器用以聚焦评价函数曲线的滤波处理,在消除噪声干扰的同时,保持各空间数据点位置不变;根据聚焦评价函数曲线特性,利用基于高斯函数的最小二乘拟合峰值法获取窗口序列的聚焦位置,进一步提高了峰值定位精度;为得到更为连续化的被测物深度信息,采用三次B样条曲面对各个像素点的初始深度值进行插值。实验表明,方法兼具形貌恢复的平滑性及高精度性。

自动聚焦区域选择算法

由于兴趣区域为前景图像区域,聚焦区域选择算法需要选择前景图像区域作为聚焦窗口,目前大多采用对前景图像区域进行估计的方案.论文分析了中心取窗、多点取窗等方式的优缺点,并提出了图像非均匀采样窗口区域选择算法.

基于定量评价准则的凝胶图像清晰度评价研究

针对前人提出的图像清晰度评价方法的定性评价准则具有主观性、模糊性等不足,给出了数学化的定量评价准则.依据此准则,结合凝胶生物图像的独特性,合理选取某些图像清晰度评价方法,通过实验对比分析各种方法的评价性能.基于微软基础类(MFC)和凝胶成像设备的实验结果表明,定量评价准则在保持与定性评价准则结果一致性之外,更具客观性和准确性,并得出灰度平方差分评价方法在凝胶成像自动聚焦系统的实现中表现出最优的聚焦指导性能.

基于FPGA的自动聚焦系统设计

随着社会的发展以及经济的进步,我国的科学技术有着很大的突破,在近些年来,我国的微电子技术得到了迅猛的发展,其中自动聚焦技术即是这一方面的一个重要的发展领域,它在当前人们的生活中有着重要的应用,例如在我们常用的数码相机以及显微镜等等方面,都对自动聚焦有着广泛的应用。本文主要就基于现场可编程门阵列(FPGA)的自动聚焦系统设计进行分析探究,希望能够对此领域的发展起到一定的促进作用。

一种改进的自动聚焦搜索算法及实现

文章针对传统的爬山搜索算法容易落入局部最大值圈套,且在大幅离焦状态下搜索速度慢,消耗时间长等问题,提出了一种新的自动聚焦搜索算法,该算法的核心思想是聚焦电机根据变倍跟踪曲线实现初步聚焦,通过算法改进,聚焦速度和效果有很大提高。

激光扫描共聚焦显微镜自动对焦研究

目的:针对激光扫描共聚焦显微镜在二维平面扫描样本时不能自动准确定位焦平面的不足,提出一种基于全自动光学显微镜自动聚焦原理的数字图像处理算法解决这个问题。方法:利用激光扫描共聚焦显微镜获得具有一定厚度的显微样本不同焦距下序列图像,首先应用灰度方差算子全局搜索进行粗聚焦。

基于图像区域像素重构的聚焦形貌恢复

为提高三维形貌图像的恢复精度,提出一种基于最大最小算子与区域像素重构的聚焦形貌恢复方法。利用最大最小算子判定图像序列中的噪声像素点,并采用中值滤波方法消除图像噪声。对图像序列进行区域像素重构,根据重构图像相邻像素的灰度差值设计聚焦评价函数,确定区域聚焦等级,实现聚焦形貌恢复。实验结果表明,该方法恢复的三维形貌图像精度优于传统形貌恢复方法,并对含噪图像具有较好的鲁棒性。

数字同轴全息对刀技术中微细铣刀的自动聚焦方法

数字同轴全息对刀技术中微细铣刀全息再现像的自动聚焦是实现高精度自动对刀的关键技术,其中聚焦评价函数是判别图像质量的依据。通过比较几种常用的聚焦评价函数的评价性能,探讨了数字全息自动对焦过程中刀具的成像特点以及适用的聚焦评价方法,发现小波变换聚焦评价函数能适应高精度聚焦的需要。针对自动调焦问题,提出一种分段递进搜索方法,将搜索过程分为两个过程:大步距粗调和小步距精调,分段搜索最优解。然后比较分析了所提搜索方法与经典的模拟退火算法和Levenberg-Marquardt算法的搜索性能。实验结果表明,所提分段递进搜索方法适用性更强,并通过计算机模拟实验进一步验证了其有效性。