數(shù)字圖像自動(dòng)聚焦與離焦模糊復(fù)原技術(shù)研究.pdf

1、自動(dòng)聚焦技術(shù)是數(shù)字成像系統(tǒng)、機(jī)器人視覺和各種精密光學(xué)儀器中的關(guān)鍵技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，精確自動(dòng)聚焦問題越來越受到人們的普遍關(guān)注，其應(yīng)用領(lǐng)域日漸廣泛。目前圍繞數(shù)字圖像自動(dòng)聚焦的問題，國內(nèi)外學(xué)者做了大量研究，已經(jīng)取得了大量成果。但是這些研究都是針對非實(shí)時(shí)或基于CPU、數(shù)字信號(hào)處理(DSP)的成像系統(tǒng)，計(jì)算復(fù)雜度和實(shí)現(xiàn)成本較高，本文力圖針對適用于低成本、高速實(shí)時(shí)應(yīng)用的專用集成電路(ASIC)算法進(jìn)行搜索。 基于研究的特點(diǎn)及要求

2、，本文首先對聚焦清晰度評價(jià)函數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，指出現(xiàn)有評價(jià)函數(shù)存在的問題，提出了一種新的基于修正拉普拉斯算子的快速SSML算法，并搭配快速爬山聚焦點(diǎn)搜索算法，同時(shí)采用窗口化采樣原理進(jìn)一步簡化了評價(jià)函數(shù)計(jì)算量。通過與天津大學(xué)ASIC設(shè)計(jì)中心合作開發(fā)，給出了圖像處理系統(tǒng)(CIS)片上集成的硬件方案，結(jié)合本文提出的自動(dòng)聚焦算法，實(shí)現(xiàn)了片上自動(dòng)聚焦模塊。經(jīng)過驗(yàn)證，證明其實(shí)用性和可行性。 針對離焦模糊圖像復(fù)原方法，介紹了傳統(tǒng)離焦模糊圖像復(fù)原

3、法中的圓盤離焦模型和高斯離焦模型。指出了由于模型不能準(zhǔn)確逼近實(shí)際的離焦點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)而導(dǎo)致離焦模糊圖像復(fù)原無法取得預(yù)期效果。本文根據(jù)離焦模糊的圓對稱性，舍棄傳統(tǒng)離焦模型，通過檢測刃邊函數(shù)曲線，直接由模糊圖像估算出離焦的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，提高了離焦點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的估算精度。并在求取離焦點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化了維納濾波器，很大程度上降低了噪聲對復(fù)原效果的不良影響。 實(shí)驗(yàn)表明：搭載本文自動(dòng)聚焦模塊的系統(tǒng)聚焦速度和聚焦精度都有一定的提高。同時(shí)本文的