信噪比对航空相机调焦精度的影响-论文.pdf

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1、第34卷第9期光学学报Vo1．34，No．92014年9月ACTAOPTICASINICASeptember，2014信噪比对航空相机调焦精度的影响血壬敏糸涉口1，2，3丁亚林。王德江。修吉宏。中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中科院航空光学成像与测量重点实验室，吉林长春130033中国科学院大学，北京100049中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033摘要图像法进行航空相机调焦过程中，图像噪声的影响会使得调焦精度降低．然而对于图像信噪比和调焦精度两者之间关系的研究主要是基于实验结果和主观判断，没有通用性的理论和

2、确切的结论。从理论上分析并给出两者之间确切的关系表达式，并通过实验验证了调焦精度和图像信噪比之间呈正相关的关系，图像的信噪比越高，调焦精度越高。以评价函数的方差值作为衡量调焦精度的标准，理论上计算了图像的信噪比对评价函数的期望和方差的影响，提出信噪比越高的图像中噪声越少，评价函数的方差值越小，调焦越准确。设计实验记录不同信噪比下，应用同样的调焦方法，得到的图像评价函数方差的变化规律，实验结果显示当图像的信噪比由27dB升高到39dB时，评价函数方差由0．262降低为0．0611，相当于调焦精度提高了约3O，证明了理论分析的正确性。关键词

3、成像系统；调焦精度；信噪比；评价函数；方差值中图分类号TP391文献标识码Adoi：10．3788／AOS201434．0911O01AnalysisInfluenceofSignaltoNoiseRatioonAuto-FocusingPrecisionofAerialCameraMengFanhao，，。DingYalin，。WangDejiang，。XiuJihong'。KeyLaboratoryofAirborneOpticalImagingandMeasurement，ChangchunInstituteofOptics，Fi

4、neMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun，Jilin130033，ChinaUniversityofChineseAcademyofSciences，Bering100049，China。ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun，Jilin130033，ChinaAbstractIntheuseofauto—focusingtechnol

5、ogybasedonimageprocessingofaerialcamera，theprecisiondecreasesduetotheinfluenceofimagesnoise．Currentlytherelationshipbetweensignaltonoiseratio(SNR)ofimageandauto-focusprecisionismainlybasedontheexperimentalresultsandsubjectivejudgments，butthereisnouniversaltheoryandexactc

6、onclusiononthem．TherelationshipandanexactmathematicalexpressionareanalyzedandgivenbetweentheSNRandauto．foCUSprecision，experimentsshowthattheSNRofimagehasapositivecorrelationtoauto—focusprecision，thehigherSNRoftheimage，thehigherprecisionoftheauto—focusprecision．Throughthe

7、standardoftheexpectationandvarianceoffoCHSmeasure。theinfluenceofSNRonprecisionisanalyzed，andresultsshowthattheinfluenceofnoisecanbeweakenedbycalculatingthefocusmeasuremoretimes．ExperimentsaredesignedandthechangesofSNRwithvarianceoffocusmeasuresarerecondedbyapplyingthesam

8、efocusmethodindifferentconditions．ResultsshowthatwhentheSNRofimagerisesfrom27dBto39dB，thevarianceoffocu