微操作机器人显微视觉系统自动调焦的实现

介绍了微操作机器人显微视觉系统的构成,自动调焦系统的必要性.提出了双向差分绝对值函数作为自动调焦评价函数,在20μm范围内以变步长实现了正确聚焦,获得质量较高的图像效果,为进一步实现微操作打下基础.     

基于小波变换的显微图像清晰度评价函数及3-D自动调焦技术

提出了基于小波变换的图像清晰度评价函数。采用大NA(数值孔径)和小NA的显微图像序列,比较分析了本文提出的评价函数和经典的归一化方差函数、熵函数、能量拉普拉斯函数以及另外两种基于小波变换评价函数的清晰度评价性能。同时采用带有标准偏差为25的高斯噪声显微图像序列,比较了这五种评价函数的抗噪能力。实验结果表明:提出的评价函数具有最高的聚焦精度和聚焦分辨率,且具有与抗噪能力最强的归一化方差函数相当的抗噪能力。提出了基于区域选择的自动聚焦方法,实现了处于不同深度的微操作对象的3-D自动聚焦。该评价函数和区域选择聚焦技术可以用于高精度的自动微操作作业中。进一步说明自动调焦是实现自动化微操作的关键技术,而其核心是清晰度评价函数的选取或构建。     

用于显微测量的自动调焦系统

显微系统的自动调焦是实现高精度测量的重要技术。采用偏心光束法,以半导体激光器作为光源,激光束与主光路光轴偏心入射到显微系统中,离焦引起反射光位置改变而获得离焦信息,用二象限硅光电池接收,光电信号经差分放大、微机处理、功放后,驱动直流电机拖动微动工作台进行离焦量补偿,从而实现显微系统的自动调焦。实验结果表明:在离焦1000μm 范围内,达到±0.1μm 精度。     

显微视觉快速自动调焦方法及实验

分析了显微视觉与计算机宏观视觉的特性,得出显微视觉下模糊效果是由几何光学和波动光学两部分造成的结论,并用标定实验验证了显微视觉下扩散参数与物距呈线性关系这一假设。研究了现有基于聚焦的自动调焦DFD(Depth from Focus)方法,提出了显微视觉下一种新型的基于离焦(Depth from Defocus)的快速自动调焦算法,该算法只要给定两幅模糊图像,就可直接计算出目标聚焦平面位置。实验结果显示,该方法的聚焦速度比传统DFF方法(本文选择SML法)快2～4倍。改进了的DFD算法提高了自动调焦性能,增强了显微光学鲁棒性,调焦精度较高,且具有较好的实用性。     

基于图像处理的微装配自动调焦系统

介绍了一个基于图像处理的自动调焦系统,该系统由光学显微镜、CCD、力矩电机和齿轮传动机构等组成。调焦系统中采用粗/精结合的调焦方法,即首先采用基于Krisch边缘检测算子的清晰度评价函数对被测物体进行粗调焦,并在计算机上采集了包含目标的大致轮廓和边缘的显微图像;然后针对全景图像上的某个目标区域采用基于高频分量的清晰度评价函数进行精调焦,使得显微图像显示出更多的纹理细节。实验中清晰度评价函数算法均采用Windows下的Visual C++实现。实验结果表明,该自动调焦的系统精度可达±4.8 μm,基本上满足了微装配任务的调焦精度要求。     

基于OMAP的数字调焦控制系统的实现

在基于图像的自动调焦技术中,图像清晰度评价函数起着关键的作用,它不仅决定了整个系统最终完成自动调焦的有效性,而且它的算法决定了硬件系统的实时性。整个系统利用能量梯度函数对数字图像进行实时的处理,根据计算的结果找出最清晰的图像,并在开放式多媒体应用平台上实现。     

自动调焦虹膜图像采集系统设计

本文介绍了自动调焦虹膜图像采集系统的系统结构、工作流程,软硬件设计及其实现。采集系统主要由CCD摄像头,加装罔像采集卡的控制计算机和调焦模块组成,其软件部分主要包括虹膜图像采集程序、图像聚焦质量评估程序和搜索调焦程序。系统的调焦机构主要南89C52单片机以及其他辅助芯片组成的驱动电路控制传动机构调节摄像头,具有调焦速度较快、精度较高,并且结构组成简单,设备成本较低等特点。     

基于图像清晰度评价的跟踪望远镜自动调焦算法研究

为了减小跟踪望远镜调焦时间,分析了自动调焦的光学原理及数字图像处理相关技术,提出一种适合跟踪望远镜的实时自动调焦算法。该算法基于对图像清晰度的评价,通过步进电机驱动次镜移动来搜索最佳成像位置,并且综合了全局搜索法与传统爬山法的优点。在实验中,完成了对远处静态目标自动对焦,有效地避免了局部峰值导致的对焦失败,在保证系统调焦精度的前提下使对焦速度小于3s。     

图像调焦过程的清晰度评价函数研究

自动调焦是一类建立在搜索算法上的调焦方法,它通过计算机编程对不同对焦位置所成像的清晰度进行评价,利用正确对焦时图像最清晰这个特征找到正确的对焦位置。判断图像对焦与否是通过图像清晰度对焦评价函数/调焦状态评价函数(调焦判定函数)来衡量的。利用每一个调焦判定函数对包含了一组模糊和清晰图像的序列图像进行处理,可以得到对应于相应判定函数的调焦曲线,利用曲线可以非常直观地分析判定函数的性能。结果表明,灰度梯度函数具有比较稳定的调焦特性。     

基于光学自准直的航空相机自动调焦系统

分析了摄影环境的大气压力和温度的变化对航空相机离焦的影响,介绍了基于光学自准直的自动调焦系统的硬件电路原理和软件流程设计.基于光学自准直的检焦技术,选用两种图像清晰度评价函数,运用爬山搜索法采用变步长进行检焦控制,不仅有效地节省了检焦时图像处理的时间,而且提高了检焦的精度.通过引入高度和摄影角度数据,进行离焦量计算,通...     

高性能数字显微图像系统的研制

数字显微图像技术是传统目视光学显微图像观察手段的现代化、信息化发展。这里介绍了一种高性能数字显微图像系统，对研制过程中所涉及的图像光电变换、图像时－空分辨率改善、分析专用软件设计等关键性技术问题作了阐述，并给出了若干典型应用实例。     

数字化显微图像分析检测系统的设计研究

传统光学显微图像观测通过计算机硬件和软件技术的实现光电－数字化,是显微图像分析技术在信号化时代的升级换代,本文阐述实现数字显微图像技术跃变过程中若干重要的设计研究问题,包括图像的光电转换,图像处理,静态观测,活态观测和动力学观测,通用和特殊图像处理方法,若干专用显微图像信息处理技术等,并介绍所取得的成果。     

一种双目分时显微立体成像系统的研制

微操作系统进行三维精细操作,要求视觉传感器输出立体感较强的图像。本文在论述立体成像发展概况和基本原理的基础上,应用双目分时多路显示技术,设计和研制了微操作系统中的显微立体成像系统,并指出该系统的优点和不足。     

润滑油中颗粒污染物的数字显微图像测试研究

为检测润滑油被固体机械杂质污染的程度,采用数控载物台和CCD图像捕捉技术,获取颗粒污染物试验样片的数字显微图像,对数字图像进行处理与分割,使计算机对微小颗粒具有可视化和可理解性,使用扫描标号算法测量污染颗粒的尺寸、数量与分布,经数理统计、计算机数据处理,从而确定油液污染度等级,通过数字显微图像技术的应用研究,得到一种新型、快捷、实用、经济的能对润滑油中颗粒污染物进行柔性化定量测试的方法。     

基于定量评价准则的凝胶图像清晰度评价研究

针对前人提出的图像清晰度评价方法的定性评价准则具有主观性、模糊性等不足,给出了数学化的定量评价准则.依据此准则,结合凝胶生物图像的独特性,合理选取某些图像清晰度评价方法,通过实验对比分析各种方法的评价性能.基于微软基础类(MFC)和凝胶成像设备的实验结果表明,定量评价准则在保持与定性评价准则结果一致性之外,更具客观性和准确性,并得出灰度平方差分评价方法在凝胶成像自动聚焦系统的实现中表现出最优的聚焦指导性能.     

小波变换在超声成像检测中的应用

研究小波变换在粗晶材料超声成像检测中的应用,为了克服粗晶材料噪声对超声图像质量的影响,利用超声图像小波系数的统计特性,提出了一种自适应子带图像选择算法。该算法提高了基于小波变换的超声图像增强技术的实用性。实验结果表明,在粗晶材料超声成像 通过本算法处理能够得到高质量的超声检测图像。     

钢板微观表面质量控制理论与技术研究进展

分析给出钢板表面质量缺陷的分类及描述,重点阐释与表面微观形貌相关的钢板微观表面质量缺陷;结合钢板微观表面质量控制的工艺原理,综述国内外针对钢板微观表面质量生成与控制的关键——钢板表面微观形貌的表征与轧制转印生成、轧辊表面微观形貌的磨损演变、钢板表面的视觉美观性和涂镀黏附性与冲压储油性的描述与建模等方面的重要研究进展及成果;分析总结目前钢板微观表面质量的理论研究与生产实践中存在的主要问题,提出进一步开展钢板微观表面质量控制理论与技术研究的若干建议,展望当前在我国着力开展钢板微观表面质量研究的科学意义和应用前景。     

浅谈红外成像探测装置跟踪控制回路设计

主要研究红外成像探测装置跟踪控制回路的设计，并对控制系统在不同输入状态下进行仿真分析，以期取得最优设计方案。     

激光自动对焦中离焦量的探测与计算方法

根据激光光线聚焦状态不同对应被测面上激光光斑形状不同的特点,通过引入辅助激光束,分析了调焦CCD采集的激光光斑图像信息,进而根据光斑形状及半径等信息确定被测面对焦状态。针对实验中每隔相同离焦距离采集的一系列光斑图像,提出了相应的图像处理方案,以提取所需光斑半径信息,进而进行光斑半径与离焦量转换。实验结果表明,光斑半径与离焦量呈线性关系,最大线性范围灵敏度为2.342像素/μm,最高可实现0.43μm分辨率。