作者：钱其豪, 贺云波

作者单位：广东工业大学 精密电子制造技术与装备国家重点实验室 ，广东 广州 511400

关键词：封装设备;成像清晰度;刃边法;五点线性滤波;三次样条插值

摘要：

为快速、准确地测试生产线上封装设备镜头模组的成像清晰能力，提出一种计算简便和抗噪性强的清晰度评价函数。边缘是图像特征的重要信息，利用改进的刃边法获得图像的边缘扩展函数(edge spread function, ESF)，对ESF数据进行线性拟合和五点线性滤波后，用三次样条插值方法获得镜头成像的清晰度数据。实验求得的清晰度数据符合人眼视觉特性，在噪声影响下，测得刃边倾斜角度最大误差为0.066°，为计算图像清晰度提供精确的样本数据，清晰度测量的均方根误差为0.18个像素，平均计算时间为0.2 ms，表明该方法有较好的抗噪性，能快速准确地表示镜头模组的清晰度，提供生产镜头模组的质量参考指标。

Method for quickly measuring the clarity of the lens in package equipment
QIAN Qihao, HE Yunbo
State Key Laboratory of Precision Electronic Manufacturing Technology and Equipment, Guangdong University of Technology, Guangzhou 511400, China
Abstract: In order to quickly and accurately test the clarity of the lens modules of the packaging equipment on the production line, a clarity evaluation function with easy calculation and strong noise immunity was proposed. Edge is the important information of image features. Use the improved slanted edge method to select the edge area of the image to calculate the edge spread function (ESF). After linear fitting and five-point linear filter of ESF data, the cubic spline interpolation method is used to obtain accurate image clarity data. Experiments show that the obtained clarity data conforms to the characteristics of human vision, under the influence of noise, the maximum error of the measured edge inclination angle is 0.066°, which provides accurate sample data for calculating image clarity. The root mean square error of the sharpness measurement is 0.18 pix, and the average calculation time is 0.2 ms. It shows that the method has good noise resistance, can quickly and accurately express the clarity of the lens module, and provide a quality reference index for the production of the lens module.
Keywords: package equipment;image clarity;slanted edge method;five-point linear filter;cubic spline interpolation
2023, 49(3):35-40,64  收稿日期: 2021-06-26;收到修改稿日期: 2021-08-09
基金项目: 国家自然科学基金(61973093)
作者简介: 钱其豪(1996-),男,广东肇庆市人,硕士研究生,专业方向为计算机视觉与图像处理
参考文献
[1] 刘国忠, 张立伟, 高洁, 等. P300脑电信号在图像清晰度评价中的应用研究[J]. 中国测试, 2020, 46(3): 52-58
[2] 方小艳. 基于清晰度探测与人机交互的图像质量评价算法[J]. 国外电子测量技术, 2017, 36(4): 32-35
[3] 金雪, 马卫红. 图像调焦过程的清晰度评价函数研究[J]. 光学仪器, 2012, 34(1): 59-64
[4] 孙红利, 冯旗, 董峰. 图像清晰度评价算法研究[J]. 传感器与微系统, 2017, 36(2): 67-70
[5] YOUSEFI S, RAHMAN M, KEHARNAVAZ N. A new auto-focus sharpness function for digital and smart-phone cameras[J]. IEEE International Conference on Consumer Electronics, 2011, 57(3): 1003-1009
[6] 刘亚梅. 基于梯度边缘最大值的图像清晰度评价[J]. 图学学报, 2016(2): 237-242
[7] 徐伟伟, 张黎明, 杨宝云, 等. 光学卫星相机在轨调制传递函数检测方法[J]. 光学学报, 2020, 40(22): 194-200
[8] 杨利红. 大视场航天相机遥感图像复原研究[D]. 长春: 中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所), 2012.
[9] 林瑞杰, 余桂英, 林敏, 等. 基于机器视觉的光纤准直器自动耦光系统[J]. 中国测试, 2021, 47(4): 113-117+164
[10] 文海滨. 基于刃边法计算在轨HJ-1卫星遥感图像MTF的研究与应用[D]. 长沙: 湖南大学, 2013.
[11] 陈圆圆. 透镜测量仪的光学系统设计及MTF算法的研究与实现 [D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2007.
[12] 熊昕霞, 何利力. 基于混合粒子群算法的移动机器人路径规划[J]. 计算机系统应用, 2021, 30(4): 153-159
[13] 谭文, 方淼, 段峰, 等. 基于三次样条插值函数的3D激光图像去噪算法研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2020, 51(9): 2496-2503
[14] 范冲, 李冠达, 伍超云, 等. 点扩散函数的改进倾斜刃边重建的高精度估计[J]. 测绘学报, 2015, 44(11): 1219-1226+1254
[15] TZANNES A P, MOONEY J M. Measurement of the modulation transfer function of infrared cameras[J]. Optical Engineering, 1995, 34(6): 1808-1817