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一种数字式自动调焦方法的研究

一种数字式自动调焦方法的研究

作者：陈宏浙江大学

学位级别：硕士

自动调焦是自动化控制中的一个重要技术。随着科学技术的发展，它越来越广泛地应用于工业、军事、和日常生活中。同时也对这一项技术提出了越来越多的要求。自动调焦系统要求具有更高的精度，更快的速度，更好的稳定性，同时为了技术的... 详细信息

自动调焦是自动化控制中的一个重要技术。随着科学技术的发展，它越来越广泛地应用于工业、军事、和日常生活中。同时也对这一项技术提出了越来越多的要求。自动调焦系统要求具有更高的精度，更快的速度，更好的稳定性，同时为了技术的推广还要求系统有更低的成本。因此，仍然需要做大量的研究。本文的基础是一种基于CCD视频信号模拟滤波和单片机控制的显微镜自动调焦系统。系统用带通滤波器对模拟视频信号进行滤波，然后进行放大和积分，并以此为调焦评价标准，积分信号经A／D转换后，由单片机判断，控制电机实现自动调焦。本文的主要内容是对原有的系统进行性能的改进和功能的扩展。首先是改变了系统的工作方式，原来的系统电机每走一步采集一次数据并进行判断。改进后的系统在电机连续高速转动的同时进行连续采样，这样最大限度地利用了电机高速转动的时间，大大缩短了调焦时间。其次改变了系统的采样方式，采用双单稳态出发电路对调焦窗口进行选择，解决了原来存在的因中断产生的采样漂移问题。同时增加了计算机串口控制功能，这样就可以使用计算机对系统进行控制，并使远程操控成为可能。最后简化了系统的开关电源，使得系统的体积大大减小。本文的另一个主要工作就是提出并实现了一种数字式的调焦系统。该系统用视频采集卡处理CCD的视频信号，在计算机上用各种调焦判据函数对数字图像进行处理后作为调焦依据，并用串口控制电机实现自动调焦。这种数字式系统的优点在于：首先可以根据样品的不同来选择合适的判据函数，增加了系统的适用范围;其次，可以任意选择调焦窗口，适用于局部清晰的表面起伏较大的样品。最后进行了一系列实验证明了系统的有效性和稳定性。通过以上几方面的工作，改进了系统功能，并实现了一种新方式的系统，能更大限度地满足实际应用的需要。

关键词：自动调焦单片机带通滤波器数字式自动调焦视频采集卡任意调焦窗口调焦评价函数

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基于脉冲耦合神经网络的自动调焦技术研究

基于脉冲耦合神经网络的自动调焦技术研究

作者：陈韬宇中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)

学位级别：硕士

自动调焦技术被广泛应用于现代光学成像系统,调焦的根本目的是让镜头维持在聚焦位置,系统能获取清晰的图像。基于图像处理的自动调焦技术依托性能强大的数字处理器,凭借其原理简单、响应快速、准确度高、适用范围广等特点而成为研究的... 详细信息

自动调焦技术被广泛应用于现代光学成像系统,调焦的根本目的是让镜头维持在聚焦位置,系统能获取清晰的图像。基于图像处理的自动调焦技术依托性能强大的数字处理器,凭借其原理简单、响应快速、准确度高、适用范围广等特点而成为研究的热点。随着处理器计算性能的不断提高,各种神经网络算法在基于图像处理的自动调焦技术领域的研究与应用也越来越广泛。脉冲耦合神经网络被称为“第三代神经网络”,其工作原理基于生物视觉皮层的信息处理机制,符合生物的视觉规律,在图像处理领域有很好的应用,但在自动调焦领域脉冲耦合神经网络尚未有研究。本文结合传统的脉冲耦合神经网络,提出了一种改进的网络模型。论文的主要工作有:1.分别对自动调焦技术与脉冲耦合神经网络的发展做了调查研究。基于图像处理的自动调焦技术日趋成熟,通过获得的图像反推离焦情况,结合窗口构建方法、调焦搜索策略等完成自动调焦。脉冲耦合神经网络具备真实生物神经元的特征,有脉冲同步发放特性与捕获特性,在图像处理领域应用广泛。因复杂的工作机理在数学上较难分析,现阶段的研究主要在参数的改进上。2.将脉冲耦合神经网络与基于图像处理的自动调焦技术结合。主要提出了一种新的调焦评价函数计算方法,通过网络算法处理图像,提取图像的灰度差特征,记录网络处理时经历的点火次数作为调焦评价函数。在神经网络上实现了图像分割算法,可将目标与背景分割,实现调焦窗口的动态调整,提升了调焦评价函数计算速度。在神经网络上实现了图像增强算法,改进了网络参数,使算法对图像暗部处理效果更明显。3.设计了基于脉冲耦合神经网络的自动调焦方法,利用一种网络结构实现多种图像处理功能,形成完整的自动调焦闭环系统并构建了算法的执行流程。对自动调焦系统进行了仿真与实验验证,验证了所设计方法的有效性,并初步开展了图像数据处理的硬件移植工作。

关键词：自动调焦脉冲耦合神经网络调焦评价函数图像增强图像分割

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导航、电子对抗、制导

中国无线电电子学文摘 2006年第4期22卷 127-130页

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几何光学

中国光学与应用光学 2006年第2期 5-6页

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红外成像区域法自动调焦聚焦区域的研究

微型机与应用 2011年第7期30卷 43-45页

作者：郑晟李昀姗方万利吴诚云南民族大学电气信息工程学院云南昆明650500

在红外成像区域法自动调焦系统中,聚焦区域选择很重要。为此,对一组红外图像进行实验仿真,选择相同大小、不同位置的聚焦区域观察其对调焦评价函数曲线的影响,以及选择同一聚焦位置、不同大小的聚焦区域观察其对调焦评价函数曲线的影响... 详细信息

在红外成像区域法自动调焦系统中,聚焦区域选择很重要。为此,对一组红外图像进行实验仿真,选择相同大小、不同位置的聚焦区域观察其对调焦评价函数曲线的影响,以及选择同一聚焦位置、不同大小的聚焦区域观察其对调焦评价函数曲线的影响,通过分析得出聚焦区域选择的基本原则。

关键词：红外成像自动调焦聚焦区域调焦评价函数

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刀具预调仪的调焦区域探究

科技视界 2015年第1期 78-79页

作者：刘娟杜文华段能全曾志强中北大学机械与动力工程学院山西太原030051

本文通过CCD图像采集技术提出了一种以灰度值的差的平方和作为图像是否聚焦的评价函数的自动调焦方法,通过研究比较常用调焦评价函数和对焦窗口,提出了一种适用于刀具预调仪的自动聚焦技术,选择改进的对焦评价函数以及改进的调焦窗口,... 详细信息

本文通过CCD图像采集技术提出了一种以灰度值的差的平方和作为图像是否聚焦的评价函数的自动调焦方法,通过研究比较常用调焦评价函数和对焦窗口,提出了一种适用于刀具预调仪的自动聚焦技术,选择改进的对焦评价函数以及改进的调焦窗口,保证刀具预调仪自动聚焦技术的精度和时间。通过实验验证,不同的调焦区域对调焦特性曲线影响不同,根据调焦特性曲线分析聚焦区域选择的基本原则,使用灰度差分法以及倒L型调焦窗口能够得出良好的调焦评价曲线图。

关键词：自动聚焦调焦评价函数调焦窗口刀具预调仪

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基于机器视觉的工业零件通用检测平台

桂林电子科技大学学报 2016年第3期36卷 226-230页

作者：叶鹏高兴宇桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004 桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541004

针对人工检测工业零件效率低的问题,采用机器视觉检测的方法,开发了一套完整的高速检测平台。该平台在传统的图像调焦基础上,采用Variance函数进行粗调、Roberts梯度和函数进行微调的搜索算法。实验结果表明,该平台平均检测时间为3.246s... 详细信息

针对人工检测工业零件效率低的问题,采用机器视觉检测的方法,开发了一套完整的高速检测平台。该平台在传统的图像调焦基础上,采用Variance函数进行粗调、Roberts梯度和函数进行微调的搜索算法。实验结果表明,该平台平均检测时间为3.246s,满足了工业实时在线检测的要求。

关键词：零件检测机器视觉调焦评价函数

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一种改进的自动调焦爬山搜索算法

昆明冶金高等专科学校学报 2010年第3期26卷 32-35页

作者：牟宏鑫吴庆畅张翠吴诚云南民族大学电气信息工程学院云南昆明650500 昆明物理研究所云南昆明650223

图像法自动调焦的一个关键问题在于图像清晰度评价函数的选取,自动调焦的过程就是求取图像清晰度评价函数最大值的过程。针对普通的爬山搜索算法易受到调焦评价函数局部极值干扰而不能准确调焦的问题,提出了一种改进的爬山搜索算法。该... 详细信息

图像法自动调焦的一个关键问题在于图像清晰度评价函数的选取,自动调焦的过程就是求取图像清晰度评价函数最大值的过程。针对普通的爬山搜索算法易受到调焦评价函数局部极值干扰而不能准确调焦的问题,提出了一种改进的爬山搜索算法。该算法以连续3次的调焦函数值的变化情况作为确定调焦方向的判据,有效地避免了局部极值的干扰。

关键词：自动调焦图像清晰度调焦评价函数爬山搜索算法

基于ADSP-BF533 DSP芯片的电视监控设备自动调焦系统

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