圖像法自動調(diào)焦原理及系統(tǒng)實現(xiàn)

介紹了基于圖像處理方法的自動調(diào)焦系統(tǒng)的組成、工作原理、硬件電路設計與軟件設計。該系統(tǒng)的核心是圖像處理部分和控制部分。給出了聚焦量計算的三個導出公式，提高了硬件的運算速度。詳細分析了自動調(diào)焦的控制過程，并提出了漸變步長的思想，提高了系統(tǒng)的控制精度。實驗結(jié)果表明，在較寬范圍的環(huán)境條件下，該系統(tǒng)具有良好的調(diào)焦效果。
在光測系統(tǒng)中，調(diào)焦問題越來越受到人們的普遍重視，它直接影響光測設備的測量結(jié)
果。特別是光測設備在對空中飛行目標進行拍攝過程中，目標與光測設備的距離不斷發(fā)生變化，因而需要不斷地調(diào)整光學系統(tǒng)的焦距，從而調(diào)整目標像點的位置，使其始終位于焦平面上，以獲得清晰的圖像。對光學鏡頭進行手動調(diào)焦，其調(diào)節(jié)過程長，調(diào)焦精度受人員主觀的影響較大。
在工程實踐中，基于測距的自動調(diào)焦方法[1]已經(jīng)獲得了廣泛的應用。其原理是，測定光
學鏡頭與被攝目標之間的距離，將之代入光學系統(tǒng)的光學傳遞函數(shù)，計算出聚焦位置并驅(qū)動調(diào)焦機構(gòu)調(diào)焦。此方法成熟、穩(wěn)定，但需要配備專門的測距設備，安裝、調(diào)試精度要求較高，因而，使用健壯性較差，同時也不利于光測系統(tǒng)的小型化。
隨著計算機硬件和數(shù)字圖像技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像的實時處理已經(jīng)成為可能。這就為
基于圖像處理的自動調(diào)焦技術(shù)[2，3]提供了實現(xiàn)條件。