3开题报告样板3.doc

PAGE  PAGE 14 基于图像的自动聚焦方法研究 目录 一、选题依据、目的和意义………………………………　2 二、国内外研究现状………………………………………　2 三、研究的主要内容………………………………………　5 四、研究方案………………………………………………　5 五、拟解决的关键问题与创新点…………………………　8 六、预期目标………………………………………………　9 七、研究计划进度………………………………………… 9 八、主要参考文献………………………………………… 10 一、选题依据、目的和意义 近年来，自动聚焦技术在家用数码设备、显微镜、内窥镜、机器人视觉、无人视频监控以及卫星遥感等系统中有着广泛的应用。要对这些电器实现自动化、智能化，自动???焦是关键。自动聚焦技术对精密影像测量仪器有重要的意义。一种好的自动聚焦方法，有助于提高影像测量仪所获取图像的清晰度，从而提高测量仪的测量精度。然而，基于图像处理的智能化方法有着速度快、精度高、体积小等优点，是重中之重。与传统光学方式和红外线或超声波测距方式相比，数字图像处理方式更利于设备的集成化、微型化，可降低设备成本，具有广泛的应用前景。 自动聚焦技术是一项涉及遥感图像信息采集、无人监控、图像自动录入系统等多方面的重要技术，实现自动化是一项推动科研水平、提高军事国防能力的关键技术。随着数字成像技术向自动化和智能化发展，自动聚焦技术的应用范围不断扩大，在自动化、高精度、高稳定性等方面都取得了很大进展，是实现自动化微操作的关键技术。本研究在以步进电机和CCD组建的实验平台的基础上，在BCB平台上开发的视频图像实时自动聚焦的软件，必将对实现聚焦的自动化方面具有重要的推动作用。 二、国内外研究现状 现有的自动聚焦算法由两个部分组成：一个是清晰度评价函数,一个是寻优有哪些信誉好的足球投注网站算法。清晰度函数是描述摄像头对图像的聚焦程度的函数，有哪些信誉好的足球投注网站算法是为了快速准确地找到最佳聚焦位置。 2.1常用的清晰度评价函数： 基于图像的自动聚焦的关键在于构造图像的清晰度评价函数，它在坐标轴上是一个以聚焦位置为横坐标，以最佳聚焦位置的评价函数值为极值点，先上升后下降的类似于高斯分布的曲线。应满足：(1)无偏性 (2)单峰性 (3)灵敏度高 (4)较高信噪比 (5)计算量小。图像清晰时，图像的细节部分丰富，空域表现为相邻像素的特征值（灰度、颜色）变化大，频域表现为频谱的高频分量多。这是构造各种聚焦评价函数的理论基础。 国内外提出的各种聚焦算法，可归纳为以下两类： (1)基于时域：①灰度熵法，对焦良好的图像的熵大于没有对焦清晰的图像；②灰度梯度向量模方和，能够把灰度方差扩大化，数值变化明显，评价函数曲线极值点两边迅速下降；③灰度差分法（SMD）、灰度方差算子（VAR），具有较好的单峰性，方差算子抗噪性能较强；④基于图像边缘检测的方法，如Laplacian算子、Sobel算子、Roberts梯度算子和Tenengrad等，对景物图清晰度敏感，计算速度能够随着区域的减小而提高；⑤互相关法：如Vollath4，Vollath5，具有较强的抗噪声稳定性，计算复杂度小。 (2)基于变换域：高频带通法、快速Fourier算法、DCT变换法、小波变换法等，具有灵敏度高、曲线尖锐的特点，能够满足高精度的要求。 加拿大Toronto大学先进微纳米系统实验室，对这些函数进行大量实验，这些函数分别对139500帧图像进行分析处理，所有图像是12种图片分别以100×、400×和3种检测方法、2种放大倍数采集到的，并分别用精度、取值范围、峰值点（最大值点外）的数量、宽度、噪声水平对处理结果进行评估，综合这5个参数值，得到函数的最终评估值，从而得出最优聚焦函数。根据大量实验数据，加拿大Toronto大学先进微纳米实验室综合评出平方梯度函数、绝对梯度函数、Tenengrad函数、方差函数、Brenner函数、AutoCorrelation算子、Standard Deviation函数为最优聚焦函数。 2.2 自动聚焦有哪些信誉好的足球投注网站算法： (1)自动聚焦的速度取决于有哪些信誉好的足球投注网站算法，可归纳为全局有哪些信誉好的足球投注网站算法，中心区域有哪些信誉好的足球投注网站法及爬山法三类。全局有哪些信誉好的足球投注网站峰值法，避免陷入局部极值点，但速度慢；自适应变步长登山有哪些信誉好的足球投注网站算法，每过一次峰值，反向移动镜头，有哪些信誉好的足球投注网站步长减半，步长由所需精度确定；还可以结合边缘点判据，加快有哪些信誉好的足球投注网站速度，避免同一判据在某些部分可能失效；还有文献16提出的修正的快速爬山算法(MFCS)，收敛速度快，抗噪声能力强，但仍有很多缺陷。 (2)Fibonacci 有哪些信誉好的足球投注网站算法：Fibonacci 有哪些信誉好的足球投注网站具有取样点存储量少、不确定区间容易预测等优点，在试验次数指定的情况下，是最优化的有哪些信誉好的足球投注网站法。但如果对焦评价函数曲线并不是理想的光滑曲线，出现大量的局