基于图像处理的自动调焦技术

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1、硕士学位论文基于图像处理的自动调焦技术作者姓名：张晶指导教师：陈科研究员/杜升平副研究员中国科学院光电技术研究所学位类别：工学硕士学科专业：信号与信息处理研究所：中国科学院光电技术研究所二零一六年三月ImageProcessingBasedAuto-focusTechnologyBy[JingZhang]ADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementFo

2、rthedegreeofMasterofScienceInstituteofOpticsandElectronics,ChineseAcademyofSciencesMarch,2016致谢论文经过数次修改之后，终于要写致谢了。三年研究生生活即将结束，这意味着学生时代的谢幕。但是这三年的经历终究会沉淀下来，成为一生最美好的记忆。这一路走来，需要感谢的人太多，有了他们，脚下的路途才走的坚定而又精彩。感谢我的两位研究生导师陈科老师和杜升平老师，能在研究生期间遇到这样两位老师是我的幸运。从学位课选课、硕

3、士论文选题、开题、中期到毕业论文的修改，无论多忙，老师们都抽出时间，给予我耐心的指导和建设性的意见。老师们严谨的治学理念、广博的知识储备以及温和谦逊的处事态度无不感染着我，成为我学习的楷模。每当我有问题时，老师们总是微笑着给我答疑解惑，指点迷津，让我倍感亲切，潜移默化中给了我莫大的信心和勇气。在这里，对两位老师再次表示衷心地感谢，祝两位老师身体健康，工作顺利，阖家欢乐！感谢一室的罗一涵师兄，在前期算法的实现方面给予了我很多指导，使我的课题能够顺利的进行。感谢一室的王宗友老师，在实验平台的搭建方面给

4、予的指导和帮助。感谢同在一室学习的同学们，每个人都是那么的优秀，使我认识到自己的不足，激励着我努力向上。感谢博士研究生王红举，作为老乡师兄，在我刚进光电所的时候，给予了我很多学习和生活上的帮助，使身在远方的我感觉到很多温暖；感谢硕士研究生陈玉林，帮助我解决了很多科研上的疑惑；感谢硕士研究生曾恒亮，在板子的调试以及系统的实现上给予了我很多帮助；感谢博士研究生邓超，在实验平台的实现方面给予的帮助；感谢左丹硕士、苏娜娜硕士、殷娣娣硕士、郭港硕士、许晓亮硕士、孙文硕士、周书芃硕士、蔡华祥博士、杨发盛博士、

5、李力行博士、李鸿伟博士，大家一起创造了良好的科研环境，能和你们同窗是我的幸运。祝一室的同学们学有所成，工作顺利，生活幸福！感谢145栋412和411的室友们：硕士研究生黄烨、殷娣娣、赖丽君、左丹、苏娜娜、蔡佳丽，以及博士研究生靳金金、杨燕，大家一起做饭，一起逛街，一起跑步，一起畅聊人生等等很多事情都令人难忘。生活中有了你们让光电所的生活更加丰富多彩。感谢有你们一路同行，愿我们友谊长存！感谢一室的黄金老师和赵娥老师，在科研生活中给予我们很多帮助和支持。感谢研究生部的廖俊莉老师、胡琛老师、朱文师兄，为

6、我们提供了丰富多彩的社团活动，让科研生活不再枯燥乏味！I感谢生我养我的父母，自小离家求学，和父母聚少离多，但无论我身在何方，父母都在背后默默的关心支持着我。求学路上，有鲜花也有荆棘，无论成功或失败，你们都只有鼓励和支持。是你们的理解和支持给了我动力，让我一路前行，无畏前方。在求学生涯即将结束之际，在此向我的父母道一声“谢谢”，愿我的父母幸福安康！感谢哥哥、姐姐的关心和照顾，生活中有了你们，更加幸福无忧！感谢石肖亮的关心和陪伴，谢谢你的包容和理解，遇见你的日子，是最美好的时光！最后感谢百忙中抽出宝贵

7、时间的各位评阅专家和老师，你们的宝贵意见让我受益匪浅，也是本论文质量的保障！张晶2016年3月II摘要与传统的自动调焦方法相比，基于图像处理的自动调焦方法不需要目标位置、光学系统焦距等信息，直接针对采集的图像信息完成自动调焦，结构简单，被广范应用于医学、军事、工业等领域。本文针对图像调焦的两大基本技术问题—图像清晰度评价和调焦搜索算法展开了研究，并搭建了自动调焦系统硬件平台，通过理论分析、MATLAB仿真以及自动调焦系统实验验证了自动调焦系统的可行性和有效性。本文首先对自动调焦技术进行了深入调研，

8、从光学系统的成像理论出发，针对传统自动调焦方法的局限性，探讨了图像调焦的工作原理以及优势所在，分析了采用图像调焦的目的和意义。本文重点研究图像清晰度评价算法。归纳总结了几种常用的图像清晰度评价函数，并针对传统小波变换运算量大，难以实现实时性的缺点，提出采用基于提升小波变换的清晰度评价函数，通过MATLAB仿真及自动调焦系统实验，在实时性、灵敏度、抗噪性等方面进行分析，实验结果表明该评价函数具有计算量小、灵敏度高、抗噪性强的特点，是针对目标对象性能较优的算法。本文对调焦搜索算法进行了