基于图像处理的自动对焦技术的研究与实现
陈洪军
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陈洪军,. 基于图像处理的自动对焦技术的研究与实现[J]. 中国科学研究,202210. DOI:10.12721/ccn.2022.157085.
摘要: 随着人们生活水平的不断提高,科技也在飞速发展,这就使得图像处理技术得到了广泛地应用,但是它仍然存在着一定程度上的缺陷。传统方法对图片进行平差、旋转等操作时都需要人为干预来判断是否对焦位置达到预期值或者与实际情况不符合或出现错误位置才会导致重新调整画面效果和噪声干扰影响系统性能。因此,人们开始研究基于图像处理的自动对焦算法,该方法是通过计算机技术来实现对图片中各个点位值和颜色信息进行分析判断。
关键词: 图像处理;自动对焦技术;研究与实现.
DOI:10.12721/ccn.2022.157085
基金资助:

目前,在自动对焦的过程中,我们可以通过使用不同传感器获取图像信息。但是由于传统的人工拍摄和处理技术存在着很多缺陷与不足。其中最突出的问题是在自动对焦过程中,图像的模糊以及边缘计算比较复杂。为了解决这些难题,我们使用了一种基于人工处理和计算机视觉技术相结合,来实现对TCGI空间信息进行采集与识别,并同时对图片进一步预处理及成像等操作后得到较好地图像结果。该方法可以有效提高图片清晰度、分辨率、信噪比和实时性等性能指标,并且能够在一定程度上减少人眼的疲劳感以及工作量,从而降低错误率,提升了自动对焦算法的可靠性。

1.自动对焦技术研究现状

自动对焦技术研究现状呈现出一片繁荣的景象,自动对焦算法在各个领域都得到了广泛的应用,它可以实现对图像进行一定程度上不同角度下的目标值成像,并能有效地提高所需成像分辨率。同时自动对焦算法在图像处理、成像质量评估等方面也有着较好的应用前景,特别是对一些不确定的目标值,如表面纹理、椭圆度和颜色。目前我国的发展趋势是对焦系统的自动化程度越来越高,但自动对焦算法在实际应用中还存在一些问题,比如:人工操作过程过于复杂、对人员操作经验要求过高以及图像质量不稳定等。这些都需要我们去进行研究和改善。国外的发展趋势是通过在不同的环境和条件下进行对图像自动对焦算法研究,并且能够根据实际生产情况来改善自动化系统,从而提高产品质量。

我国通过自主研发更新迭代激光测距的定焦方法和系统,与国内数字视频采集行业前十企业天创恒达合作,优化直播实时视觉效果和节目整体展现度,助力5G超高清视频领域发展。该发明创造能够有效提升摄像机拍摄聚焦的准确度,解决通过激光测距得出画面聚焦位置的问题。

2.自动对焦技术基本原理

2.1成像基本理论

在现代的成像技术中,人们都是通过光敏元件来对物体的微小变化而实现对焦。但是当光线强度发生变化时或者是外界因素改变时会引起图像模糊、失真等问题,导致图像不稳定甚至出现伪视现象。为了解决以上这些问题便设计了一种基于数学形态学和计算机视觉理论发展而来的自动对焦算法来提高成像系统的稳定性以及可靠性,从而使其能够满足现代生产生活中更多消费者对高精度的产品需求,这也是本文研究目的与意义所在。

普通电子设备的拍摄过程中,需要进行定焦操作。当画面转换后,需要重新进行聚焦操作,才能得到清晰的画面。本发明通过激光器测出镜头到需聚焦物体的物距,计算出画面清晰时的聚焦位置,解决了现有技术中聚焦走反的问题,并且本发明提供有镜头变焦以及镜头自动聚焦时的不同聚焦方法,使画面聚焦更为迅速准确,当用户需要快速拍摄多张照片,或者需要快速转换画面拍摄视频时,能够满足聚焦要求。

2.2 自动对焦基本原理

自动对焦的基本原理是利用不同颜色的光源对准焦平面进行成像,然后通过图像中像素值函数变化来实现对焦,这种方法虽然可以在一定程度上消除人工操作带来的影响并且节约了时间,而且具有很高的效率。但是由于自动对焦算法存在着一些不可控因素和不确定性等特点,因此如何能够快速有效地将实时测量到所需要的精确位置较好地为设定目标提供信息成为目前研究的热点之一,其中图像处理是一种非常重要的过程,它可以将自然界中的事物从一个空间区域变换到另一个空间域,从而实现对目标物体的识别和定位。图像增强技术是图像处理中一个非常重要的方面,它可以将原本静止不动或者说运动状态下得到的信息恢复,并且在一定程度上能够消除目标物体对背景光线获取带来的影响。同时图像处理技术也是一个非常重要的研究领域,它在工业生产中具有不可替代性,因此对其进行深入地探究和发展十分有必要。

自动对焦的优点主要有:可以在不同的场景下进行对焦,不用人为控制,不需要人工干预,提高了工作效率。但是自动对焦技术也存在一定缺点:比如说焦光上有很多细小孔眼、边缘不清晰等问题,导致成像不够清晰和准确等,这些都影响到了图像质量以及人们看到物体时获得信息不准确的状况出现。

3.基于图形处理的自动对焦

基于图形处理的自动对焦是一种非常重要的成像技术,它具有对焦图像质量好坏不一、清晰度高、便于对同一物体进行多次对比和判断等功能。其中图像处理技术是一个重要分支,它在自动对焦系统中发挥着十分关键的作用。随着计算机图形计算能力和空间分析能力不断提高以及人们对人工智能领域研究力度逐渐加大等多方面因素影响,开始出现了一系列针对基于图像处理算法展开的相关课题。其中基于图像处理的自动对焦系统是一种比较成熟、应用广泛的实现对真实物体进行检测和成像等相关技术研究工作。图形处理的自动对焦应用场景主要有以下三个方面:图像的预处理、成像系统和控制系统,其中图像的预处理是核心内容,它对整个系统起着至关重要的作用。

4.总结

基于图像处理的自动对焦技术的研究与实现是近些年的热点话题之一,它能够准确快速地将图像中包含大量需要被测对象“点”提取出来,并使其成为一个具有特定含义的函数。同时,该技术具有较高的灵活性和可扩展性,在很大程度上解决了传统对焦算法中存在的非线性问题。为了更好地解决在实际应用中存在的对焦过程不稳定和图像模糊等问题,应该采用基于图像处理的自动对焦技术,该方法能够快速有效地解决以上问题,在一定程度上满足了人们对图像质量要求。

参考文献:

[1]张良,基于图像处理的自动对焦技术的研究与实现[J],计算机工程,2020.

[2]徐静怡,基于图像处理的自动对焦技术的研究[J],图像处理,2021.

作者简介:陈洪军,籍贯广东深圳,学历本科,单位:深圳市明日实业有限责任公司。职位:副总经理,单位地址:上海市静安区南京西路1788号9楼,邮编:200040