本文關(guān)鍵詞：基于DSP的顯微鏡自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 本文在分析自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)原理和現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種基于DSP的可應(yīng)用于多種顯微鏡的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)。該系統(tǒng)以DSP芯片作為系統(tǒng)的控制核心,利用模擬CMOS圖像傳感器采集顯微鏡圖像,一路輸出到電視監(jiān)視器顯示,另一路通過(guò)解碼芯片解碼,由DSP根據(jù)采樣窗口設(shè)計(jì)對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行采集存儲(chǔ),并運(yùn)用搜索算法和評(píng)價(jià)函數(shù)分析圖像,得出對(duì)焦位置,控制步進(jìn)電機(jī)使顯微鏡運(yùn)行到準(zhǔn)確對(duì)焦位置,完成自動(dòng)對(duì)焦在DSP上的實(shí)現(xiàn)。 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中,通過(guò)巧妙的采樣窗口設(shè)計(jì),使DSP能夠直接采集圖像數(shù)據(jù),節(jié)省了常用的采樣控制器和存儲(chǔ)器,優(yōu)化了電路結(jié)構(gòu),降低了開發(fā)成本。 在軟件搜索算法上提出了搜索預(yù)判向方法,在爬山算法的基礎(chǔ)上提出了新的搜索策略,改進(jìn)了評(píng)價(jià)函數(shù)的計(jì)算方法,這些算法可以有效地?cái)U(kuò)大對(duì)焦搜索范圍,減少搜索陷入局部峰值的概率,極大地提高了系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)焦成功率。 在程序設(shè)計(jì)上,充分利用DSP的計(jì)算能力,優(yōu)化代碼結(jié)構(gòu),在很大程度上提高了軟件的執(zhí)行效率。 在系統(tǒng)測(cè)試中,本方案設(shè)計(jì)的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)在對(duì)焦范圍、對(duì)焦時(shí)間和對(duì)焦精度上都表現(xiàn)良好。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性高,效果好,完全勝任常用顯微鏡的自動(dòng)對(duì)焦任務(wù)。
【關(guān)鍵詞】：自動(dòng)對(duì)焦 顯微鏡 視頻解碼 電路優(yōu)化 采樣窗口設(shè)計(jì) 搜索算法 評(píng)價(jià)函數(shù)改進(jìn) 性能測(cè)試
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH742
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-6
• 第1章 緒論6-12
• 1.1 引言6
• 1.2 自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)歷史6-9
• 1.3 自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀9-10
• 1.4 本論文研究的內(nèi)容10
• 1.5 本論文的結(jié)構(gòu)安排10-12
• 第2章 自動(dòng)對(duì)焦原理及設(shè)計(jì)方案12-20
• 2.1 顯微鏡光學(xué)成像理論12-15
• 2.1.1 顯微鏡的成像原理12-13
• 2.1.2 顯微鏡的齊焦條件13-14
• 2.1.3 顯微鏡的景深14-15
• 2.2 自動(dòng)對(duì)焦原理15-18
• 2.2.1 光學(xué)成像理論15-16
• 2.2.2 自動(dòng)對(duì)焦原理16-17
• 2.2.3 自動(dòng)對(duì)焦方法17-18
• 2.3 基于DSP的自動(dòng)對(duì)焦設(shè)計(jì)方案18-20
• 第3章 自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及具體實(shí)現(xiàn)20-45
• 3.1 圖像傳感器20-31
• 3.1.1 圖像傳感器原理與結(jié)構(gòu)20-22
• 3.1.2 復(fù)合視頻信號(hào)22-24
• 3.1.3 電子目鏡設(shè)計(jì)24-26
• 3.1.4 視頻解碼電路26-31
• 3.2 DSP控制電路31-34
• 3.2.1 DSP系統(tǒng)概述31-32
• 3.2.2 系統(tǒng)供電電路分析32-34
• 3.2.3 DSP芯片及電路設(shè)計(jì)34
• 3.3 步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)34-45
• 3.3.1 步進(jìn)電機(jī)原理和分類35-37
• 3.3.2 步進(jìn)電機(jī)加減速37-38
• 3.3.3 步進(jìn)電機(jī)細(xì)分38-40
• 3.3.4 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)40-45
• 第4章 顯微系統(tǒng)的自動(dòng)對(duì)焦實(shí)現(xiàn)45-59
• 4.1 電路優(yōu)化及采集窗口設(shè)計(jì)45-48
• 4.1.1 自動(dòng)對(duì)焦電路的優(yōu)化45-47
• 4.1.2 采樣窗口設(shè)計(jì)47-48
• 4.2 搜索算法的選擇48-53
• 4.2.1 函數(shù)逼近法48-49
• 4.2.2 斐波那契搜索49-50
• 4.2.3 爬山算法及其改進(jìn)50-51
• 4.2.4 本方案的搜索算法51-53
• 4.3 自動(dòng)對(duì)焦評(píng)價(jià)函數(shù)53-55
• 4.3.1 評(píng)價(jià)函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)53
• 4.3.2 評(píng)價(jià)函數(shù)分類53-54
• 4.3.3 評(píng)價(jià)函數(shù)改進(jìn)54-55
• 4.4 DSP程序?qū)崿F(xiàn)55-59
• 4.4.1 自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)主程序55-56
• 4.4.2 自動(dòng)對(duì)焦搜索算法子程序56-58
• 4.4.3 解碼芯片和步進(jìn)電機(jī)控制58-59
• 第5章 系統(tǒng)測(cè)試與分析59-67
• 5.1 系統(tǒng)實(shí)物圖59-60
• 5.2 系統(tǒng)各項(xiàng)性能測(cè)試60-64
• 5.2.1 對(duì)焦效果和曲線分析60-63
• 5.2.2 對(duì)焦時(shí)間和搜索范圍63-64
• 5.2.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性測(cè)試64
• 5.3 系統(tǒng)對(duì)焦精度與對(duì)焦失敗分析64-67
• 5.3.1 對(duì)焦精度分析64-65
• 5.3.2 對(duì)焦失敗分析65-67
• 第6章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 本文完成的工作67-68
• 6.2 進(jìn)一步研究和展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 致謝72

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 劉欽曉;波前編碼成像系統(tǒng)解碼算法理論研究及其應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2010年

2 于秋水;基于圖像處理方法的光學(xué)瞄具自動(dòng)調(diào)焦技術(shù)研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 任利強(qiáng);熒光顯微鏡中景深和自動(dòng)對(duì)焦方法的研究[D];天津大學(xué);2012年

2 趙晨旭;基于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速校驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];鄭州大學(xué);2012年

3 吳冬冬;全自動(dòng)尿沉渣分析儀的顯微自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];武漢理工大學(xué);2012年

4 金小亮;紡織專用顯微自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)研究[D];西安工程大學(xué);2011年

5 隋元明;基于DM642數(shù)字信號(hào)處理器的波前編碼解碼系統(tǒng)[D];浙江大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：基于DSP的顯微鏡自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：329263