郭立强，刘 恋

（1. 淮阴师范学院 计算机科学与技术学院，江苏 淮安 223300；2. 淮阴师范学院 物理与电子电气工程学院，江苏 淮安 223300）

1 引 言

自动聚焦技术在面阵、线阵相机、电子显微镜、消费数码、机器人技术以及工业影像测量领域均有着广泛的应用［1-6］。它决定了所生成的图像是否清晰，在成像设备中起着关键的作用。自动对焦的关键环节是设计聚焦测度，用于评估当前所获取图像的清晰度。以消费数码领域的单反相机为例，镜头中的步进电机驱动变焦距光学镜头组件实现连续变焦，CMOS 成像传感器会获取到不同焦距的一组图像，通过计算每一幅图像的聚焦测度来评估图像清晰度，以此来确定最佳焦距。

20 世纪80 年代，研究人员致力于聚焦测度的研究。早期的聚焦测度比较研究由Groen 等人完成［7］，他们分析了典型的基于差分的聚焦测度算法，包括绝对梯度聚焦测度、阈值梯度聚焦测度和平方梯度聚焦测度等。这些方法本质上是设计一个3×3 的梯度模板，用这些模板来遍历整幅图像，最后将遍历结果进行累加求和并作为图像的清晰度指标。基于这些方法，进一步对基于差分的聚焦测度进行改进，人们提出了一系列的聚焦测度，包括高斯导数聚焦测度［8］、能量梯度聚焦测度［9］和全变差聚焦测度［10］等。上述聚焦测度的核心思想是提取图像的边缘信息，并进行累加求和，边缘信息数值越大，图像越清晰。此外，还有基于统计学的方法，即从统计学的角度来计算图像的清晰度指标。……