红外与激光工程
2022, 51(12): 20220238
山东大学信息科学与工程学院山东省激光技术与应用重点实验室, 山东 济南 250100
对于近场同轴数字全息在聚焦再现(再现距离精确等于实际记录距离)时，采用多重再现方法可以很好地消除共轭像的影响,但该方法没有考虑和分析再现距离与实际记录距离存在偏差时的影响。然而在实际应用中，实际记录距离难于精确测定，数字再现时采用的再现距离往往与实际记录距离存在偏差。对该方法进行了进一步的深入分析，分析发现该方法对距离偏差十分敏感，且随着距离偏差增大其共轭像消除效果会急剧下降；利用该方法对距离偏差的敏感特性，可以提高同轴数字全息自动聚焦的精准性和灵敏性。对上述结论进行了原理分析和实验验证。
全息 同轴数字全息 Gabor同轴数字全息 聚焦函数 自动聚焦
1 东南大学 机械工程学院，江苏 南京 211189
2 .南京工程学院, 江苏 南京 211167
为了有效地实现简单图像的快速高精度自动聚焦，提出了一种新的快速聚焦算法。首先在相机进行调焦时自动获取系列零件图像，并记录各图像对应的位置; 然后计算每张图像中目标边缘的灰度变化跨度值，从中找到跨度值最小的图像，即为最清晰图像; 最后把其所在位置反馈给硬件驱动系统，实现自动聚焦。用新算法分别对不同形状和不同材料的零件，在添加椒盐噪声和没有添加噪声的情况下进行实验，并与计算量小的几种经典最优聚焦函数做了对比试验。结果表明，用新算法对简单图像进行聚焦比常用的最优聚焦函数更敏锐，单峰性更好，抗噪能力更强，而且速度比最快的绝对梯度函数快30%以上。因此,新算法在拍摄简单场景时，鲁棒性好，可以更好地实现快速聚焦。
自动聚焦 目标边缘 跨度值 聚焦函数 鲁棒性 autofocus target edge span value focus function robustness
基于图像高频信息的标定方法, 从单轴的电机步长和聚焦系统的机械回差角度进行标定, 同时结合不同聚焦函数的特性, 进一步讨论和探索视觉系统的标定方法。利用倾斜载片聚焦位置的改变, 测量电机步长。通过测量两聚焦函数的移位差得到机械回差, 两聚焦函数分别从高到低或者从左到右接近电机, 然后返回到起点得到的。通过与测微仪得到的实验数据进行比较, 表明该标定方法有效地避免了误差的影响, 效果好, 精度高。实验证明该标定方法具有的优越性。
聚焦函数 标定 机械回差 focus function calibration mechanism backlash
天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
针对大多数自动调焦函数不能克服对比度变化引起的调焦曲线失去理想特性、陷入局部极小值甚至失去单峰性等问题,介绍了Zernike正交矩，分析了各阶Zernike矩的调焦函数曲线并且提出了一种新的基于Zernike正交矩的自动调焦算法，定义了此算法的公式.与几种常用自动调焦函数在不同对比度条件下进行了调焦效果的比较分析，验证了通过调整各阶Zernike矩的权重系数、可以灵活变换调焦公式，能够适应不同对比度下的调焦过程.实验比较了基于Zernike正交矩的自动调焦算法应用于完全对称型物体和非对称型物体时焦效果的差别，证明了该算法应用于圆形或球状等完全对称型的物体时调焦效果较好.
自动调焦 调焦函数 对比度 Zernike正交矩 Autofocus Auto-focus function Contrast Zernike orthogonal moments
1 中国科学院光电技术研究所，成都 610209
2 中国科学院研究生院，北京 100039
针对自动对焦系统，提出了一种基于单帧图像无参考结构清晰度的自适应变步长爬山搜索策略。该方法利用了无参考结构清晰度可提供的离焦量先验信息：当离焦量大时，大步距粗调快速逼近准焦位置；当离焦量小时，小步距微调准确定位准焦位置。该方法在不降低调焦精度的情况下，大大减少了自动对焦所需的图像数量和决策次数。实际系统实验结果表明，新方法使自动对焦速度提高了50%以上。
自动对焦 对焦函数 爬山搜索法 无参考结构清晰度 autofocus focus function mountain-climb search strategy no-reference structural sharpness
北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京 100083
提出一种评估空域聚焦函数的方法。从计算时间与聚焦曲线变化率两个方面,提出四个参量作为评估依据,可从多个函数中筛选出最佳聚焦测度。针对研制的微对准装配自动聚焦系统的评估结果表明:灰度熵函数是适合于该系统的最佳聚焦测度。为克服聚焦搜索运动中的机械传动回差,提出不同于传统聚焦策略的“定位法”。该方法的核心是建立聚焦函数值与离焦量之间的函数关系,提出采用多项式拟合、高斯函数拟合以及样条插值拟合的方法可以构建这种函数关系;并给出了计算结果。最后综合灰度熵函数与定位法策略进行自动聚焦实验,得到自动聚焦精度为3.4 μm;完成一次自动聚焦平均时间为3.3 s。实验结果证明所述方法可以实现准确、实时地自动聚焦。
信息光学 自动聚焦 聚焦函数 聚焦策略
