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红外调焦显微观察技术研究

王超  
【摘要】: 自动聚焦是图像获取领域的一项关键技术,在数字成像系统、计算机视觉和显微镜仪器等领域都有着广泛的应用。但体积小,功耗低的嵌入式红外光源自动聚焦显微镜在国内载人航天领域还没有比较成熟的应用。 本文针对嵌入式红外光源自动聚焦显微镜基于空间方向的应用做了基础研究,并设计实现了基本的聚焦功能。主要从聚焦算法、硬件平台、软件实现和实验等几个方面说明了对聚焦系统的研究、设计和实现。算法方面,主要考虑嵌入式系统的实时性要求,选用了改进的拉普拉斯空域算法,速度快,灵敏性和稳定性好。在硬件平台方面,选用了目前流行的DSP图像处理平台,可以实时获取图像,并分析处理图像,最后能输出图像和控制电机反馈系统实现自动聚焦功能。在软件实现方面,采用了实时操作系统DSP/BIOS,降低了开发难度,增加了系统可靠性和稳定性;聚焦评价函数结合爬山法构成了软件算法的C语言实现,提高了算法的速度、效率和可读性。最后,通过三个实验验证了系统能够在红外光源下快速准确的完成聚焦,输出清晰图像。 论文最后对全文作了总结,并提出了不足之处和未来系统的发展方向。


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