基于图像处理的自准直检焦方法

李启辉; 丁亚林; 修吉宏; 刘重阳; 蔡一铭; 廖劲峰

doi:doi:10.3788/LOP57.021104

激光与光电子学进展, 2020, 57 (2): 021104, 网络出版: 2020-01-03

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Self-Collimation Inspection and Focusing Method Based on Image Processing

李启辉 ^1,2丁亚林 ^1,*修吉宏 ¹刘重阳 ^1,2蔡一铭 ^1,2廖劲峰 ^1,2

作者单位

¹ 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所航空光学成像与测量重点实验室, 吉林长春 130033

² 中国科学院大学, 北京 100049

图 & 表

图 1. 理想成像系统示意图

Fig. 1. Schematic of ideal imaging system

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图 2. 光强与离焦距离关系图

Fig. 2. Relationship between light intensity and defocusing distance

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图 3. 图像处理的自准直检焦系统原理图

Fig. 3. Schematic of image auto-collimation inspection and focusing system

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图 4. 靶标示意图。(a)光栅靶标;(b)辐射状靶标

Fig. 4. Schematics of targets. (a) Grating target; (b) radial target

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图 5. 辐射状与光栅靶标离焦图。(a)第26幅;(b)第38幅;(c)第51幅

Fig. 5. Defocus diagrams of radial and grating targets. (a) 26th image; (b) 38th image; (c) 51st image

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图 6. 离焦图的归一化特征值曲线。(a) Lena;(b)光栅;(c)辐射状;(d)三种靶标的对比

Fig. 6. Normalized eigenvalue curves of the defocus image. (a) Lena; (b) grating; (c) radiation; (d) contrast of three targets

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表 1检焦结果对比分析

Table1. Comparative analysis of inspection and focusing results

Parameter	Sobel			Laplacian			Sq-Grad
Parameter	Radiation	Grating	Lena	Radiation	Grating	Lena	Radiation	Grating	Lena
w₁_/₂	20		26	14	20	18	10	20	28
T	0.9291	0.0065	0.3475	0.9858	0.7608	0.8035	1	0.8297	0.4806

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李启辉, 丁亚林, 修吉宏, 刘重阳, 蔡一铭, 廖劲峰. 基于图像处理的自准直检焦方法[J]. 激光与光电子学进展, 2020, 57(2): 021104. Li Qihui, Ding Yalin, Xiu Jihong, Liu Chongyang, Cai Yiming, Liao Jinfeng. Self-Collimation Inspection and Focusing Method Based on Image Processing[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2020, 57(2): 021104.

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图 1. 理想成像系统示意图

Fig. 1. Schematic of ideal imaging system

图 2. 光强与离焦距离关系图

Fig. 2. Relationship between light intensity and defocusing distance

图 3. 图像处理的自准直检焦系统原理图

Fig. 3. Schematic of image auto-collimation inspection and focusing system

图 4. 靶标示意图。(a)光栅靶标;(b)辐射状靶标

Fig. 4. Schematics of targets. (a) Grating target; (b) radial target

图 5. 辐射状与光栅靶标离焦图。(a)第26幅;(b)第38幅;(c)第51幅

Fig. 5. Defocus diagrams of radial and grating targets. (a) 26th image; (b) 38th image; (c) 51st image

图 6. 离焦图的归一化特征值曲线。(a) Lena;(b)光栅;(c)辐射状;(d)三种靶标的对比

Fig. 6. Normalized eigenvalue curves of the defocus image. (a) Lena; (b) grating; (c) radiation; (d) contrast of three targets

表 1检焦结果对比分析

Table1. Comparative analysis of inspection and focusing results

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图 4. 靶标示意图。(a)光栅靶标;(b)辐射状靶标

Fig. 4. Schematics of targets. (a) Grating target; (b) radial target

图 5. 辐射状与光栅靶标离焦图。(a)第26幅;(b)第38幅;(c)第51幅

Fig. 5. Defocus diagrams of radial and grating targets. (a) 26th image; (b) 38th image; (c) 51st image

图 6. 离焦图的归一化特征值曲线。(a) Lena;(b)光栅;(c)辐射状;(d)三种靶标的对比

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