在基于數(shù)字圖像處理的自動(dòng)對焦研究中,圖像評價(jià)和搜索算法是該過程的重要環(huán)節(jié)。要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)準(zhǔn)確、快速的自動(dòng)對焦,選取一個(gè)評價(jià)性能良好的評價(jià)算法和高效優(yōu)化的搜索算法是我們亟待解決的關(guān)鍵問題。本文針對常用算法所存在的對焦成功率不高、對焦速度緩慢等問題,提出基于“三鄰域”圖像清晰度評價(jià)的改進(jìn)算法和變步長全域搜索的優(yōu)化算法,開發(fā)實(shí)現(xiàn)顯微視覺系統(tǒng)的自動(dòng)對焦技術(shù),搭建檢測平臺,驗(yàn)證自動(dòng)對焦算法的有效性。論文主要研究內(nèi)容如下:1.提出基于主動(dòng)式的對焦深度法的自動(dòng)對焦方案,并基于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備搭建該系統(tǒng)的硬件平臺,其中包括一些硬件的選型及整個(gè)平臺系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn),為整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)現(xiàn)奠定硬件基礎(chǔ)。2.開展圖像評價(jià)算法的研究,針對灰度變化類算法存在的誤判問題,提出一種“三鄰域”圖像評價(jià)新算法,通過實(shí)驗(yàn)得到本文所提算法與各常用灰度類算法的評價(jià)函數(shù)曲線圖,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所提算法評價(jià)性能最佳,為后續(xù)自動(dòng)對焦的實(shí)現(xiàn)奠定理論基礎(chǔ)。3.針對常用的自動(dòng)對焦搜索算法所存在的對焦速度慢和局部極值干擾問題,提出自適應(yīng)變步長搜索算法和四步試探法,通過自動(dòng)對焦搜索過程分析,結(jié)合圖像評價(jià)算法在自動(dòng)對焦平臺上進(jìn)行了自動(dòng)對焦實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)... 

【文章來源】：廣東工業(yè)大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

論文組織結(jié)構(gòu)圖

并且在不同的成像系統(tǒng)中，以及不同的工作條件下，該方法上也沒有一個(gè)絕對的、統(tǒng)一的建模方法，所以導(dǎo)致其在實(shí)際應(yīng)用中想。焦深度法[72,73]（DFF,Depth From Focus）是一種通過在對焦區(qū)間尋的對焦方法。它先通過數(shù)字圖像采集系統(tǒng)獲取圖像，并對圖像進(jìn)，判斷其是否清晰，如若模糊，則將信號反饋給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)再制鏡頭運(yùn)動(dòng)，再采集圖像（一般為 10 幅以上，步距越小，采集的對焦精度越高）進(jìn)行分析，直至采集到的圖像最清晰，對焦完成深度法的調(diào)焦示意流程圖如圖 2-1 所示。由以上工作過程可知，這圖像清晰度的實(shí)時(shí)評價(jià)，這就避免了離焦深度法中由于數(shù)學(xué)模型的及檢測環(huán)境變化而造成的對焦誤差，這種方法對焦效果較好，但同一種搜索的方式，所以在對焦時(shí)間上就比較長，效率較低。

（2）聚焦深度法與離焦深度法相比，應(yīng)用更加靈活，對于不同的硬件平臺我們只需通過修改相應(yīng)的參數(shù)即可，可移植性強(qiáng)，而且基于聚焦深度法的自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)性能的提升比較大的程度上是依賴于算法設(shè)計(jì)與改進(jìn)，而不需要增額外的硬件設(shè)備。考慮到在通常情況下，工廠生產(chǎn)線的檢測環(huán)境比較惡劣，且不可控因素多，本文基于這一情況選擇主動(dòng)式對焦法來為系統(tǒng)提供光源以減少外界因素響；而從實(shí)際的工程應(yīng)用出發(fā)，為減少資源的浪費(fèi)以及系統(tǒng)精度的提升，本主要采用聚焦深度法來進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。綜上所述，本文最終選擇自動(dòng)對焦方法是主動(dòng)式的聚焦深度法。2.2 自動(dòng)對焦方案的制定對焦深度法又稱為聚焦深度法，其測量原理示意圖[4]如圖 2-2 如下：

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本文編號：3042795