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數碼相機自動聚焦算法的研究與實現

AF(Auto-Focusing)功能,是數碼相機最重要的功能之一,因為輸出圖像的質量直接依賴於聚焦係統的性能。現有的數碼相機自動聚焦算法由兩個部分組成,一個是聚焦算子,一個是尋優搜索算法。本論文介紹了常用的聚焦算子:VAR算子、Tenengrad算子和SMD算子,還詳細推導了FSWM濾波算子。尋優搜索算法一般采用登山隨動搜索HCS算法,HCS算法包括三個模式:查找模式、校準模式和觀望模式。 常規的 HCS算法是三個模式采用同一個聚焦算子,聚焦準確性不夠高。本論文根據FSWM,VAF,SMD,Tenengrad四種聚焦算子的性能,發現了FS)hM算子具有抗噪性能好和在聚焦點附近鋒利性明顯的特點、VAR算子具有在離聚集點遠時變化快的特點。並利用這兩個特點,提出了新的HCS算法:在搜索模式采用VAR算子,而在校準模式和觀望模式采用FS WM算子。經實驗驗證,新的HCS算法性能大大優於常規的HCS算法,提高了聚焦準確性。現有的數碼相機自動聚焦算法有很多缺點:聚焦所需時間比較長、聚焦準確性不夠高。根據圖像的高階矩特性和數碼相機的光學成像原理,本論文推導出了全新的、完全不同於現有的數碼相機自動聚焦算法:隻需三幅圖像就可將鏡頭移至聚焦點附近,然後采用 HCS算法進行精確聚焦。試驗結果表明該自動聚焦算法比現有算法具有更高的準確” 本論文的主要工作,是具對數碼相機自動聚焦算法進行研究,在計算機上利用 Visual C++ 6.0開發平台對現有和所提出的自動聚焦算法加以實現,編寫的軟件主要功能是在一係列的測試圖像中,能夠找出最清晰的那張圖像:並提供多種聚焦算子、常規 HCS 算法及新的HCS算法、現有自動聚焦算法及全新的自動聚焦算法的選擇。模塊化的C 源代碼可以方便地在其他開發中移植使用,具有一定的實際應用價值。



















































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