在使用数码照相机时，特别是在长焦距条件下，如果没有使用三角架，那么人手的抖动难免会对成像质量造成影响，甚至是不可恢复的。防抖技术至关重要。 目前的3种主流防抖技术：光学防抖、CCD防抖和电子防抖。光学防抖主要依靠镜头内部的补偿镜片来实现抖动补偿；CCD防抖是以移动CCD自身来补偿抖动造成的光轴偏移量；电子防抖是通过数字图像处理技术对抖动后成的像进行修正恢复。其中光学防抖效果显著，应用广泛。 手持智能手机拍照时，手的抖动会造成相机的轻微倾斜（一般在+/-0.5度以内），该倾斜引起了镜头观察角度的变化，以镜头为参照物来说，相当于被拍摄的物体移动了，因此所成的像也会在图像传感器上相对于原位置发生偏移，结果造成图像始终随着手的抖动而处于不稳定状态。
可以看出在成像过程中因为抖动会造成光轴偏移θ角，这样原来成像在CCD上的点会成像到另一点。我们将这个偏移量计作d，并给出d的计算公式：
光学防抖目的是减小偏移量d，方法是在镜头中加入一组补偿镜片，利用镜片的光学特性减小光轴偏移角度θ，从而减小偏移量d，其原理图如下图所示：
1. 光学防抖中的控制模型 工作原理： 光学防抖中，在曝光时间内需要完成以下过程：抖动检测、信号处理和补偿镜片移动。整个过程是一个伺服运动，同时还具有检测时间短、信号处理速度快和镜片补偿移动量小等特点。 建立一个控制模型来进行理论分析：PID控制：在工程实践中，比例、积分、微分控制算法应用广泛，简称PID控制。PID控制因其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而从它诞生之日起成为工业控制的主要技术之一。当控制量是恒值时，利用PID控制规律可以使被控量迅速达到控制量的设定值。我们要做的就是将抖动造成的光轴偏移量尽量减小到预设的位置，所以PID算法可以应用到光学防抖之中。 根据相机中的抖动和防抖原理得出光学防抖中的控制模型如下图所示：
于是得到下图所示的控制传递函数图：
PID参数的整定是需要理论计算和工程经验的，有时需要工程人员在线对制系统进行大量的参数整定。 举例：组PID参数KP=0.0001、Td =0．001和Ti = 0．001，并讨论ωt不同形式下的防抖效果。
从上图可以看出：整个运动大约在0.01S后趋于稳定. 同时，所有的单反相机应至少有以下快门：1、1／2、1／4、1／8、1／15、1／30、1／60、1／125、1／250、1／500、1／1000，单位为S。而在照相时因个人差异、手腕稳定度不同，所造成的抖动形式也是千差万别， ωt可以看作是随机信号。 实验证明，一般人手持相机时的手抖频率为0～20 Hz，为研究方便将ωt的频率用v表示且其取值范围也设定为0～20 Hz，并且在表1中的快门速度下对抖动造成的光轴偏移看作是匀速圆周运动，角速度为1°/s (为计算方便取该数值，实际中人在有意识下的动作为200°／s～300°／s)
2. 相机成像清晰度评价 图像质量评价可分为主观评价方法和客观评价方法，本文主要依靠客观评价方法来评价图像质量。文中的抖动对图像质量的影响主要体现在图像的清晰度上，而图像清晰度也是普通相机和航空相机在获得图片时重要考虑因素。 数字图像评价函数是评价数字图像清晰度的重要依据，常用的图像清晰度评价函数有基于频率域、空间域特征和统计特征等几类。 1) 基于频率域，图像的高频分量少．则图像模糊；图像的高频分量多，则图像清晰。 2) 基于空间域特征，在数字图像处理中．图像的对比度越高，它的边缘就越清晰，其梯度值也就越大。能量梯度函数常作为清晰度评价函数，其数学表达式为：
上图中(a)与(e)，(b)与(f)，(c)与(g)，(d)与(h)仅是有无防抖差别的一对图片。主观上有防抖的图像要清晰，客观上评价，它们的直方图如下图所示。
可以看出开启防抖功能的图片高频分量增多，图片清晰。它们的能量梯度曲线图如下图所示。
下方的曲线是对应a、b、c、d的4幅图像，上方是对应e、f、g、h的4幅像，从图中可以看出具有防抖功能之后的图像清晰度比没有防抖功能的在数值上高出一个数量级
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