【摘要】：數(shù)碼顯微鏡在科學研究、工業(yè)機器視覺檢測等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,但在使用過程中由于切片厚度、樣品本身高度差異以及倍率切換等原因往往需要反復手動調(diào)焦以獲得清晰圖像,存在費時費力等諸多不便。自動對焦技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在數(shù)碼相機、視頻監(jiān)控、手機終端等領(lǐng)域,但在數(shù)碼體視與生物顯微鏡上的應(yīng)用研究很少,因此研究顯微自動對焦相機具有很大的實用價值。論文將以用于顯微鏡的,通過移動傳感器的自動對焦相機為研究目標,從算法、硬件、軟件以及機械等方面分別進行綜合研究并研制出整機。首先,要通過算法實現(xiàn)完美對焦是一個相當復雜的過程,論文根據(jù)圖像清晰度評價函數(shù)特點,提出了將爬山搜索法和窮舉搜索法相結(jié)合的綜合搜索算法,提高了現(xiàn)有算法的準確性;為提高對焦速度,提出了搜索預(yù)判向、變步長搜索等策略;為減少評價函數(shù)曲線局部峰值的干擾,提出了評價函數(shù)值滑動平均預(yù)處理,并采用“一次上升,連續(xù)三次下降”峰值判據(jù);在對焦過程中還研究了區(qū)域亮度變化和返回檢測評價函數(shù)最大值變化的方法來識別場景變化,提高了對焦的抗干擾性、穩(wěn)定性和準確度;同時提出了對焦監(jiān)控算法,實現(xiàn)了相機連續(xù)對焦功能。其次,論文根據(jù)顯微鏡光學系統(tǒng)的特點從硬件電路和機械結(jié)構(gòu)設(shè)計兩個方面,對顯微自動對焦相機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了深入的研究和分析。提出了通過不斷調(diào)節(jié)圖像傳感器的位置實現(xiàn)顯微鏡自動對焦新方法,通過將對焦機械結(jié)構(gòu)全部集成在相機內(nèi)部,相較于通過調(diào)節(jié)顯微鏡調(diào)焦手輪的自動對焦系統(tǒng),本相機體積更小、更加便攜,且在不需要改變顯微鏡原有系統(tǒng)的情況下實現(xiàn)不同的顯微鏡的自動對焦功能,這種自動對焦方法更進一步降低了對焦機構(gòu)精度要求。另外,在軟件開發(fā)方面,相機以嵌入式Linux操作系統(tǒng)為基礎(chǔ),基于Hi3516A的媒體處理開發(fā)平臺,實現(xiàn)了高清圖像采集、實時顯示、編碼和存儲;更進一步的,基于Hi3516A的圖像處理平臺,實現(xiàn)了相機的自動曝光、手動曝光、單次白平衡、Gamma校正、寬動態(tài)、降噪、銳化、飽和度、對比度、抗閃爍等基本的圖像處理和自動對焦功能;采用Qt/Embedded工具開發(fā)了一套用戶友好的圖形用戶界面,支持鼠標操作,成功開發(fā)了完全脫離計算機的實用自動對焦相機。最后,分別在體視和生物顯微鏡下測試論文研發(fā)的自動對焦相機,結(jié)果表明本相機具有極高的對焦準確度和穩(wěn)定性,而對焦速度足以滿足一般的應(yīng)用需求,如教學研究、實驗室樣品檢測等。
【圖文】：

無法進行有效的結(jié)果處理、保存和傳輸；功能單一等等。逡逑將傳統(tǒng)光學、半導體微電子技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)和計算機起，是現(xiàn)代顯微儀器儀表發(fā)展的一個新時代Ｗ。數(shù)碼顯微鏡使學顯微鏡的目鏡，將顯微鏡所成的圖像經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換顯示在顯上。它具有很多傳統(tǒng)光學顯微鏡沒有的功能：它能夠直接與顯少觀察者眼睛疲勞、實現(xiàn)多人同時觀察；它具有顯微攝像功能，圖片或者視頻的方式準確記錄下來，以供現(xiàn)場分析和后續(xù)研究；、拼接等處理需求。由于以上優(yōu)勢，數(shù)碼顯微鏡在科學研究、測、考古等很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，而顯微相機作為數(shù)碼顯微有相當大的市場需求。逡逑鏡都需要手動調(diào)節(jié)調(diào)焦機構(gòu)以獲得清晰的顯示圖像，手動調(diào)焦而且調(diào)焦過程緩慢，自動化程度低１２１。逡逑

浙江大學碩士學位論文邐緒論逡逑如圖１．２所示為ＢＡＳＬＥＲ公司ｂｅａｔ系列的高分辨率面陣相機，采用了超靈敏的ＣＭＯＳ逡逑圖像傳感器，其分辨率達到１２００萬像素，同時采用了標準化Ｃａｍｅｒａ邋Ｌｉｎｋ接口以實現(xiàn)最逡逑高采集速度，，其幀速率達到６２ｆｐｓ，并且其捕獲的圖像質(zhì)量遠遠高于普通的ＣＭＯＳ工業(yè)相逡逑機，達到了邋ＣＣＤ工業(yè)相機的分辨率水平\�。辶x賢跡保插澹攏幔螅歟澹蟈澹猓澹幔糲盜械母叻直媛拭嬲笙嗷義瞎詮ひ迪嗷淙黃鴆澆賢�，织埈历了矇膭Τ０年的发展，９０年代初才推除_諞淮ゅ義弦迪嗷�。但随着我国茧H�、资禁R幕郟約案饜懈饕刀雜詮ひ底遠�、智能化的袟栿广辶x戲撼魷鄭謨泄乜蒲謝購推笠悼莢詮ひ迪嗷煊蚩沽舜罅康睦礪酆陀τ醚芯�，工辶x弦迪嗷謖餳甘昀錈嬡〉昧朔傷俜⒄梗沙跗詰牡投絲甲呦蚋叨�。臍ぐ大洪�枷瘛⑽麇義習參油枷�、�？低印⒋蠡際�、摄`諮鐾燃訃夜謚墓徑莢誚改暄蟹⒉⑼棋義銑鰣辶嘶阱澹齲模停傘ⅲ桑牛牛牛保常梗礎(chǔ)ⅲ茫幔恚澹潁徨澹蹋椋睿搿ⅲ牽椋紓擰ⅲ眨櫻洛宓冉涌阱宓墓ひ迪嗷梗蕁ｅ義賢跡保炒蠛悖模齲齲鄭障盜忻嬲笙嗷義先繽跡保乘疚蠛悖模齲齲鄭障盜械模眨櫻攏玻骯ひ迪嗷歟保眩

本文編號：2657505