基于图像处理的显微镜自动调焦方法研究

自动调焦技术是提高显微镜测量精度的重要手段,本文介绍了采用图像处理法实现显微镜自动调焦的方法。对图像处理法实现显微镜自动调焦中的两个关键技术进行了详细的讨论：其一是图像清晰度评价函数的选取,文中采用绝对方差函数和修正平方梯度函数分别作为粗精调焦评价函数;另外还针对提高图像信息质量的方法进行了探讨,采用线性拟合与同态滤波方法进行图像处理,为离焦判断提供高质量的图像信号。实验表明,该方法调焦精度达±０．３μｍ 。     

图像测量中自动调焦函数的实验研究与分析

给出了几种常用图像测量中自动调焦算法的对比分析,并分别在不同照明方式和不同背景条件下对主要的调焦函数特性参数进行测试,得到了调焦函数的实用性能的客观评价.实验结果表明:在透射照明条件下,灰度梯度类调焦函数特性均较好.其中Variance函数以及灰度变化率和函数具有较大的调焦范围,且近似为线性变化,但是灵敏度较低,因此适于大范围粗调焦;Laplacian函数和Tenengrad函数灵敏度高,稳定性好,但调焦范围小,因此适合于小范围精确调焦.在反射照明条件下,只有Tenengrad函数和Brenner函数仍然保持单峰性,但灵敏度明显下降.当存在较复杂背景时,调焦函数普遍失效.因此在实际测试中,应当优先选择透射光照明,尽可能少用反射照明,而且应尽可能避免背景的干扰.     

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。     

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。     

基因芯片荧光靶点显微成像自动调焦控制

在基因芯片荧光靶点阵列图像CCD扫描采集系统中,显微成像自动调焦控制是进行芯片杂交信号荧光靶点图像采集的先决条件.在定义图像清晰度评价函数的基础上,通过对实时采集的显微图像进行清晰度评价函数计算,采用基于粗精结合原则的自动调焦控制策略,实现了荧光靶点显微成像自动调焦控制.调焦控制实验表明,该方法显著提高了基因芯片荧光靶点图像聚焦和采集的效率.     

260电影经纬仪摄影自动调焦系统

介绍了一种实用的摄影全自动调焦系统。该系统由计算机为核心的计算机电路及步进机功率驱动电路两大基本单元电路组成。详细地叙述了自动调焦的工作原理和电路的结构。     

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。     

基于FPGA的虹膜图像采集系统设计

针对高质量的虹膜图像的获取进行研究,设计出基于FPGA的虹膜图像采集系统。系统通过FPGA控制前端CMOS图像传感器配合滤波片及LED辅助照明装置采集虹膜图像,然后将采集到的虹膜图像存储到FPGA的片上RAM中,接着评估采集到的图像的增益是否符合要求,以此来对CMOS图像传感器作出调整,最后通过控制硬件协议栈芯片实现TCP通信,将虹膜图像上传到上计算机。系统可获取1 280×1 024像素大小的虹膜图片,同时能适应不同的光照条件,传输速度达到12 fps,完全满足虹膜识别算法对虹膜图像质量及采集速度的要求。     

基于SOPC图像采集系统的设计

提出一种基于SOPC技术的图像采集系统的解决方案.该采集系统通过在单片FPGA上配置采集控制电路和USB2.0通信控制电路,可以实时传输外界图像数据.以图像传感器OV7660为图像采集芯片,EP2C8Q208 C8为主控芯片,USB2.0芯片CY7C68013为通信芯片,设计了一个图像采集与传输系统.该系统具有体积小、功耗低、设计灵活、可扩展性好等特点.     

同步并行图像采集系统的设计

本文介绍了利用多路面阵CCD检测运动目标轮廓的并行图像采集系统,叙述了同步并行图像采集的原理,给出了同步并行采集的实现方法,提出了基于PCI总线的硬件结构和设计方法,实践证明,该设计满足实际要求.     

基于ARM的便携式图像采集系统的设计

为满足现代制造工业中微细零件表面形貌测量的便携化、自动化需求,文章设计了一种以LPC2478为核心的嵌入式图像采集系统。系统选用功耗低、可输出多种数字格式的CMOS图像传感器实现图像的光电转换和数字信号输出,及具有多种功能模块的SMART2400开发板完成对CMOS的控制、数据的采集处理,并采用外部晶振同步ARM和CMOS时钟进而以软件定时的方式完成对高频像素同步信号PCLK的捕获,提高了低功耗微控制器图像采集的效率,一定程度上将图像采集系统对硬件的依赖转化为设计人员的软件设计工作,相对于传统的PC机+CCD的方案,具有更好的柔性,而且维护方便,成本低。     

带有炸点识别的图像采集系统设计

针对大范围炸点三维坐标图像测量过程中相机准确采集图像的问题,设计了可用于炸点识别的图像采集系统,以面阵相机采集到的图像数据为源信号,设计相应的算法自动识别炸点目标,从而为后续的图像采集及处理提供依据。设计了面阵相机图像采集的硬件,给出了炸点目标检测和识别的图像处理算法。实验验证表明,设计的算法可有效识别炸点图像中的火光、烟雾等信号。所研究的自动识别炸点目标图像采集算法和硬件,能减少相机存贮空间,提高靶场测试效率。     

基于线阵CCD传感器的图像采集系统设计

本图像采集系统采用高灵敏线阵CCD传感器,以DSP芯片TMS320F2812作为图像处理器,能迅速采集现场信息送回处理器作出相应处理。     

角膜图像采集系统中的CCD驱动设计

针对角膜图像采集系统开发过程中的面阵CCD图像传感器驱动进行了设计。选用ICX424AL面阵CCD作为图像采集系统的图像传感器,分析了ICX424AL的驱动时序要求,介绍了高性能模拟前端处理芯片AD9949A内部主要电路模块的工作原理及相关电路的寄存器控制方法,实现了基于CPLD与AD9949A的ICX424AL驱动设计。最终测试结果显示,CCD可产生正确的模拟信号输出,将数字视频信号采集到计算机后,能够得到良好的图像采集效果。     

基于ARM9的嵌入式Linux图像采集系统设计

构建了一个基于ARM9处理器S3C2410的图像数据采集系统,阐述了系统的硬件架构和基于ARM-Linux系统下的数字图像的采集软件系统,包括摄像头驱动、图像截取、存储和显示等.系统在实际中取得了良好的效果.     

CCD尺寸在线检测系统的图像获取系统设计

零件尺寸精度检测技术手段的创新与提升能是降低生产成本和提高产品品质的关键之一。主要介绍了基于CCD的尺寸在线检测系统的图像获取系统装置的设计,包括获取系统的结构,图像系统照明方案的设计,并利用系统软件对零件尺寸进行检测,同时对实验数据做了误差分析。