經(jīng)營(yíng):
精工鏡頭 國產(chǎn)鏡頭 CCD紅外攝像機(jī)
從自動(dòng)調(diào)焦的基本原理來區(qū)分,自動(dòng)調(diào)焦技術(shù)可分為三大類:
1、測(cè)距法
這種方法是通過測(cè)量被攝目標(biāo)和鏡頭之間的距離,并驅(qū)動(dòng)鏡頭運(yùn)動(dòng)到合適的位置而完成自動(dòng)調(diào)焦的。具體方法有三角測(cè)量法、紅外線測(cè)距法與超聲波測(cè)距法等。
2、聚焦檢測(cè)法
這種方法是通過檢測(cè)影像是離焦還是聚焦(主要是檢測(cè)影像的輪廓邊緣與像的偏移量),而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)焦的。具體方法有對(duì)比度法與相位法等。
3、圖像處理法
這種方法是通過攝像機(jī)采集被測(cè)物的光學(xué)圖像,經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字圖像處理而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)焦的。具體方法依焦距評(píng)價(jià)函數(shù)分有:高頻分量法、平滑法、閾值積分法與灰度差分法等。
上面簡(jiǎn)要地介紹了各種自動(dòng)調(diào)焦技術(shù),但這些方法均有其局限性。如紅外與超聲波測(cè)距的調(diào)焦法,只能在頭部處進(jìn)行檢測(cè)控制(在攝像機(jī)鏡頭兩旁附設(shè)透鏡組成紅外或超聲波的收發(fā)器),在工藝結(jié)構(gòu)的安排上也比較困難,且維護(hù)不便。此外,當(dāng)被測(cè)目標(biāo)對(duì)紅外或超聲波有較強(qiáng)的吸收作用時(shí),將會(huì)使系統(tǒng)失靈而調(diào)焦不準(zhǔn)確。但其優(yōu)點(diǎn)是不易受其它景物的影響。在聚焦檢測(cè)的對(duì)比度法中,也受到光照條件的制約,若光照條件暗弱或被攝體與背景明暗差別很小時(shí),其調(diào)焦也會(huì)有困難,甚至有可能失去作用。
隨著計(jì)算機(jī)及圖像處理技術(shù)的發(fā)展,基于圖像處理的自動(dòng)調(diào)焦法發(fā)展很快。因?yàn)橛?jì)算機(jī)處理圖像的靈活性,可以針對(duì)不同的使用要求,提取圖像中各種其它的有效信息,從而選擇不同的聚焦判據(jù)進(jìn)行調(diào)焦判斷。所以在現(xiàn)今的攝像與測(cè)量系統(tǒng)中廣泛地應(yīng)用著。尤其在固體攝像機(jī)與數(shù)碼相機(jī)中,它們要求調(diào)焦速度快和準(zhǔn)確。
一般,圖像調(diào)焦準(zhǔn)確與否,反映在空間域上是圖像的邊界及細(xì)節(jié)部分是否清晰,在頻率域上是圖像的高頻分量是否豐富。圖像的邊緣及細(xì)節(jié)信息可通過對(duì)圖像進(jìn)行微分來獲取;圖像的頻譜信息可通過對(duì)圖像進(jìn)行FFT(即快速付里葉變換)來獲取。圖像微分法(即灰度差分法)雖然算法簡(jiǎn)單快速,但不能濾掉圖像中的噪聲;圖像FFT法(即高頻分量法),在FFT后讓頻譜通過帶通濾波器,能夠在獲取圖像高頻信息的同時(shí)濾掉更高頻的噪聲,但算法要復(fù)雜耗時(shí)一些。利用圖像處理的方法可獲得圖像的微分幅值或頻譜幅值,該幅值的zui大值位置就是圖像的*調(diào)焦位置。
由上分析可知,在目前的情況下,為在數(shù)碼相機(jī)與攝像機(jī)中獲得比較準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單、快速的自動(dòng)調(diào)焦,可采用圖像微分法并輔以平滑處理,或在微分前過濾噪聲,一般采用五點(diǎn)中值濾波即可消除噪聲帶來的函數(shù)曲線中的次大峰值。此外,由于視頻信號(hào)的高度相關(guān)性,采樣點(diǎn)數(shù)不宜過多,每一幀以采樣200個(gè)點(diǎn)為宜。這樣既減少了采到白噪聲的概率,也相當(dāng)于抑制了白噪聲。