基于图像处理的自动对焦技术综述

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1、万方数据第43卷第2期2013年2月激光与红外IASER＆INFRAREDV01．43，No．2February，2013文章编号：1001-5078(2013)02-0132-05基于图像处理的自动对焦技术综述尤玉虎L2，刘通2，刘佳文2(1．北京航空航天大学，北京100191；2．中国人民解放军63961部队，北京100012)·综述与评论·摘要：简述了传统和现代自动对焦技术方法并进行对比，在此基础上详细介绍了基于图像处理的自动对焦技术的原理和核心问题，提出了该技术中的关键技术是图像清晰度评价方法和搜索算法并对具体技术进行了描述。关键词：图像处理；自动对

2、焦；图像清晰度评价；搜索算法中图分类号：TP391．41文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1001-5078．2013．02．003Surveyoftheauto—focusmethodsbasedonimageprocessingYOUYu—hul”，LIUTon92，LIUJia．wen2(1．BeihangUniversity，Beijing100083，China；2．PLA63961，Beijing100012，China)Abstract：Basedonbriefreviewandcomparisonbetweenthetrad

3、itionalandthemodernauto—focusmethods，thetheoryandthekeypointsoftheauto—focusmethodbasedonimageprocessingareputforward．Itisfiguredoutthattheimage-clarityevaluationandsearchingalgorithmalekeytechnologiesinthestudyofauto··focusmethodbasedOHimagepro·-cessing．Andtheapproachesoftheseaspe

4、ctsaredescribedindetail．Keywords：imageprocess；auto··focus；image·-clarityevaluation；searchingalgorithm1引言随着各种成像设备自动化、智能化的迅速发展，自动对焦技术的应用越来越广泛。在图像采集系统中，自动对焦是指通过调节镜头组和探测器之间的位置从而在图像探测器(如可见光CCD或红外探测器)上获得清晰图像的过程。典型的自动对焦系统一般由分析处理模块和控制驱动模块构成，分析处理模块判断输入图像是否对焦清晰，如果对焦不清晰则该模块同时测算出这幅图像的离焦程度；控制驱动

5、模块则根据分析处理模块提供的相关信息来调整镜头驱动装置，使目标图像处于对焦状态。自动对焦可以从不同的角度做出不同的分类。从原理来分，可分为测距法、对比度法、相位法、图像恢复法等；从应用范围、应用时间来分，可分为传统的自动对焦方法和数字自动对焦方法；从是否从被测物体获取评价信息来分，可分为主动式对焦和被动式对焦。从发展历程来看，自动对焦技术从传统的测距法，到目前单反相机上应用广泛的像偏移法，直至基于图像处理的自动对焦技术。2自动对焦技术综述2．1传统自动对焦方法2．1．1测距法测距法是通过向被摄物体发射光波或辐射波，并接收反射波来测量目标的距离，然后通过计算机

6、来控制自动对焦，主要包括红外测距法、激光测距法、超声波测距法等。主要优点是：结构简单，可靠性高，对于细条被拍摄物能够自动对焦，同时能够拍摄运动的物体，对暗物体或玻璃后面的物体都能进行自动对焦。缺点是：不同物体的反射和吸收能力存在差异，从而有随机误差，对于远距离或者小物体作者简介：尤玉虎(1972一)，男，工程师，博士后，主要从事机器视觉和图像处理领域的科研工作，研究方向是立体测量、图像重建及信息传输技术。E—mail：youyuhu@sohu．corn收稿日期：2012-06．13万方数据激光与红外No．22013尤玉虎等基于图像处理的自动对焦技术综述133

7、的拍摄精确度较差。2．1．2像偏移法像偏移法是利用三角测距原理，由被摄物体发出的光线，同时进入左、右两组接收器，并成像在接收元件上，通过两组信号的对比求得合适的对焦位置。被摄物体的距离信息通过在CCD上成像位置的差异反映出来，可直接由CCD元件进行检测和分辨。这种方式结构简单、可靠，但CCD元件与光电转换、运算系统的电路技术要求较高，成本也高。2．2焦点检测自动对焦方法焦点检测法主要用于单反相机中，它是在镜头的焦点附近设置自动对焦微型组件，将镜头焦点直接作为探测对象的一种方式，它能够适应各种变焦镜头且拍摄距离大。该方法又分为反差检测和相位差检测两种。2．2．

8、1反差检测法(对比度法)反差检测法(对比度法)是通过