关于数字图象自动调焦的一个深奥的问题？

Rugie · 发表于 2007-2-16 20:35:19

不知道各位仙家是否对上面在下的拙见有何见解，我只是觉得，各位专门看在下浅论不足以推动一个全新的自动调焦方案的成功，希望各位参加讨论，我也会随时把我的最新成果在这里展示各大家，顺便祝大家春节愉快，阖家欢乐，幸福美满。[/COLOR][em14]

dm320 · 发表于 2007-2-26 22:28:40

既然能得出目前清晰度与之前清晰度之差，是否也就可以得到退化函数了呢？有了退化函数，做反褶积，就可以用数字图象处理的方法求出清晰的图像了。甚至都可以不要马达了，只要手动调焦2次，然后从模糊的图像中恢复出清晰图像来。 [em08]

Rugie · 发表于 2007-2-27 23:02:39

多谢参与讨论。不用马达是不可能的，一方面任何计算处理程序都不能达到利用光学组件实现自动调焦的速度来得快，更不用说做到有关跟踪瞄准成像要求的实时性了；另一方面用纯数学方法恢复过来的图像只适用于某种特殊用途的场合，比如医学图像，卫星图像等，而用调焦马达通过驱动调焦透镜是众多调焦方案的首选，自动调焦的魅力和意义亦在于此。退化函数是否有可能达到，这要看清晰度函数在多大程度上反映了成像系统离焦的性质，包括离焦极性和离焦数量等，就上边在下提供的一个搜索方案而言，如果每次的数据采集是精确的，并且成像系统是理想的，那么2次马达运动在理论上是可以实现的，不过只采集计算两个调焦值不能保证直线拟合的准确性，并且这个直线拟合还有可能是病态的。[/COLOR][em14][br]+5 RD币

Rugie · 发表于 2007-3-7 22:31:25

在上面我提到了一个参考方向的概念，这个参考方向在我的调焦函数中是很重要的，一般的要求是必须是如高斯函数那样的偶函数，不过高斯函数在我的算法中还不是最好的，在下找到的一个比较好的参考方向是通过累和、Fourier变换、差分、逆Fourier变换得到的，这在代数上实际上是一个(N-1)xN的复数矩阵，N是一行图像的像素数，它对任意一行图像变换得到的是一个实部为常数，而虚步具有凸抛物线性质的序列，通过归一化(归一化参数图像行的大小有关)其和后得到的与1的比较可以得到图像序列的离焦极性，大于1则正焦，小于1则负焦；把这个序列与图像能量(灰度值的平方和)相乘即可以调整准线性离焦函数的线性度；上边的工作实际上处理了两个问题，一是判断离焦极性，二是初步断定离焦量。接下来，可以通过我上边提出的搜索方法，通过2~3次驱动调焦马达的运动实现又快又准的自动调焦。[/COLOR][em14][br]+3 RD币

Rugie · 发表于 2007-3-12 21:33:15

详细研究上面提到的(N-1)xN复数矩阵可以发现，当用其虚部来对采集的1行图像进行操作时，其作用相当于对这行图像在每一个频率上的抖动，特别是高频成分尤为显著，而在实部则不变，这说明这个复数矩阵具有提取图像高频成分的能力，到底这个复数矩阵在多大程度上提取了图像的高频成分，研究表明，如果N是足够大的，那么这种提取作用是显著的，同时研究表明，通过这个复数矩阵算子提取的高频图像成分在能量上近似与N成正比，当然，这是在N充分大的条件下得到的结论，至于N不是很大时，我想需要更严格的算法和能量度量算子来处理。[/COLOR][em14][br]+3 RD币

Rugie · 发表于 2007-3-19 22:00:54

上面的“这个复数矩阵算子提取的高频图像成分在能量上近似与N成正比”应该是“这个复数矩阵算子提取的高频图像成分在能量上近似与N‘ 的平方 ’成正比”。[/COLOR][em14]

Rugie · 发表于 2007-4-6 10:17:55

因为得到的准线性清晰度函数用于自动调焦方案的实施上的困难之处在于这条关于离焦量的曲线不是一种非常严格的线性关系，它表现为不经过原点，这启发我可以找到某种零点自动校准的方法将这条直线在不影响其特性的条件下，将其斜率做轻微的修改，并同时移动其截距，在差异允许的前提下，实现乐准线性关系的线性化，从而结合上面提到的搜索算法可以比较方便的省时的实现我研究的一类图象—— 扫描型红外成像——系统的自动调焦。值得一提的是，在实施这个算法的同时，选择一个比较好的调焦收敛准则是十分重要的，我用到的一个原则是同时照顾距离和斜率，使它们的绝对值和不大于某个阈值，此时调焦过程完成，这时的图象达到了一个比较好的效果，跟从前利用爬山法，凭人眼判断调焦时的效果不相上下，在对比度比较低的情况下更是要好得多，更重要得一点时，这一自动调焦过程用时非常少，这在任何自动调焦方案上是不得不要重点考虑到得问题。[/COLOR][em14]

Rugie · 发表于 2007-5-16 19:00:17

利用标准方向和图像奇、偶序列的夹角的大小来判断离焦极性是一个重要的发现，并且计算的结果表明，这个数值与离焦量具有饱和线性关系，但是，这个线性关系似乎不具备鲁棒性，尽管对几乎所有的图像行可以获得几乎一致的计算结果，在几个别离焦量上的计算值表现为“野值”，这可能和图像采集有关，因此，建议在实施上述算法前，先对采集的图像进行一些处理，如滤波、增强等。同时还有一个问题就是，计算结果的数值比较小，大概只有千分之几的数量级，这在调焦过程中需要非常注意，寻求一个比较好的停止准则。[/COLOR][em14]

google · 发表于 2007-5-16 22:16:34

谢谢讲解!
楼主真是大牛,支持一下!

Rugie · 发表于 2007-7-3 19:50:24

在试验中发现，对于扫描型成像系统，利用通常的指数平滑技术可以获得很好的效果，所得到的调焦曲线与离焦量表现出良好的线性性质。[/COLOR][em14]

callen · 发表于 2007-7-16 09:29:04

非常感兴趣

Rugie · 发表于 2007-12-17 20:09:02

此算法中，去除噪声，以及选择什么样的滤波算法，是一个关键的步骤。

fengyun0 · 发表于 2008-2-17 14:58:17

长见识了,遇到一群都是高手啊,[em10][em10]

xjwbh · 发表于 2008-2-19 15:33:06

我怎么完全听不懂啊！[em03]

deltorch · 发表于 2008-2-20 23:00:52

很不错的文章
楼主
高手中的高手
[em11]

Rugie · 发表于 2008-7-26 14:17:08

最近偷懒了，在搞一些比较简单的信号。

lover9 · 发表于 2009-9-16 09:00:53

比较有兴趣!

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