快速自动对焦是机器视觉和数字视频系统中的关键技术。根据光学离焦成像模型，提出了一种基于微分图像自相关的快速自动对焦方法。首先利用拉普拉斯算子对离焦图像进行无方向二阶微分并求微分图像的自相关，然后从自相关图的环形槽鉴别出光学系统点扩展函数的半径，即离焦图像的弥散斑半径，最后依据离焦图像弥散斑半径与离焦量的几何光学关系推导出光学系统正确的对焦位置。实验结果显示该方法适用了任何目标，能够以较高的精度估计出弥散斑半径，并推导出离焦量，从而实现快速自动对焦。这种算法仅需要2幅离焦图像，相对于传统的基于图像