基于Hi3516A的HDMI显微自动对焦相机的设计与实现
发布时间:2020-05-10 15:20
【摘要】:数码显微镜在科学研究、工业机器视觉检测等领域应用广泛,但在使用过程中由于切片厚度、样品本身高度差异以及倍率切换等原因往往需要反复手动调焦以获得清晰图像,存在费时费力等诸多不便。自动对焦技术已经广泛应用在数码相机、视频监控、手机终端等领域,但在数码体视与生物显微镜上的应用研究很少,因此研究显微自动对焦相机具有很大的实用价值。论文将以用于显微镜的,通过移动传感器的自动对焦相机为研究目标,从算法、硬件、软件以及机械等方面分别进行综合研究并研制出整机。首先,要通过算法实现完美对焦是一个相当复杂的过程,论文根据图像清晰度评价函数特点,提出了将爬山搜索法和穷举搜索法相结合的综合搜索算法,提高了现有算法的准确性;为提高对焦速度,提出了搜索预判向、变步长搜索等策略;为减少评价函数曲线局部峰值的干扰,提出了评价函数值滑动平均预处理,并采用“一次上升,连续三次下降”峰值判据;在对焦过程中还研究了区域亮度变化和返回检测评价函数最大值变化的方法来识别场景变化,提高了对焦的抗干扰性、稳定性和准确度;同时提出了对焦监控算法,实现了相机连续对焦功能。其次,论文根据显微镜光学系统的特点从硬件电路和机械结构设计两个方面,对显微自动对焦相机的内部结构进行了深入的研究和分析。提出了通过不断调节图像传感器的位置实现显微镜自动对焦新方法,通过将对焦机械结构全部集成在相机内部,相较于通过调节显微镜调焦手轮的自动对焦系统,本相机体积更小、更加便携,且在不需要改变显微镜原有系统的情况下实现不同的显微镜的自动对焦功能,这种自动对焦方法更进一步降低了对焦机构精度要求。另外,在软件开发方面,相机以嵌入式Linux操作系统为基础,基于Hi3516A的媒体处理开发平台,实现了高清图像采集、实时显示、编码和存储;更进一步的,基于Hi3516A的图像处理平台,实现了相机的自动曝光、手动曝光、单次白平衡、Gamma校正、宽动态、降噪、锐化、饱和度、对比度、抗闪烁等基本的图像处理和自动对焦功能;采用Qt/Embedded工具开发了一套用户友好的图形用户界面,支持鼠标操作,成功开发了完全脱离计算机的实用自动对焦相机。最后,分别在体视和生物显微镜下测试论文研发的自动对焦相机,结果表明本相机具有极高的对焦准确度和稳定性,而对焦速度足以满足一般的应用需求,如教学研究、实验室样品检测等。
【图文】:
无法进行有效的结果处理、保存和传输;功能单一等等。逡逑将传统光学、半导体微电子技术、数字图像处理技术和计算机起,是现代显微仪器仪表发展的一个新时代W。数码显微镜使学显微镜的目镜,将显微镜所成的图像经过数模转换显示在显上。它具有很多传统光学显微镜没有的功能:它能够直接与显少观察者眼睛疲劳、实现多人同时观察;它具有显微摄像功能,图片或者视频的方式准确记录下来,以供现场分析和后续研究;、拼接等处理需求。由于以上优势,数码显微镜在科学研究、测、考古等很多领域得到广泛应用,而显微相机作为数码显微有相当大的市场需求。逡逑镜都需要手动调节调焦机构以获得清晰的显示图像,手动调焦而且调焦过程缓慢,自动化程度低121。逡逑
浙江大学硕士学位论文逦绪论逡逑如图1.2所示为BASLER公司beat系列的高分辨率面阵相机,采用了超灵敏的CMOS逡逑图像传感器,其分辨率达到1200万像素,同时采用了标准化Camera邋Link接口以实现最逡逑高采集速度,,其帧速率达到62fps,并且其捕获的图像质量远远高于普通的CMOS工业相逡逑机,达到了邋CCD工业相机的分辨率水平\ e义贤迹保插澹拢幔螅欤澹蝈澹猓澹幔粝盗械母叻直媛拭嬲笙嗷义瞎诠ひ迪嗷淙黄鸩浇贤恚痪瞬坏剑常澳甑姆⒄梗梗澳甏醪磐瞥龅谝淮ゅ义弦迪嗷5孀盼夜际酢⒆式鸬幕郏约案餍懈饕刀杂诠ひ底远⒅悄芑男枨蠊沐义戏撼鱿郑谟泄乜蒲谢购推笠悼荚诠ひ迪嗷煊蚩沽舜罅康睦砺酆陀τ醚芯浚ゅ义弦迪嗷谡饧甘昀锩嫒〉昧朔伤俜⒄梗沙跗诘牡投丝甲呦蚋叨恕D壳按蠛阃枷瘛⑽麇义习参油枷瘛⒑?低印⒋蠡际酢⑸钲谘鐾燃讣夜谥墓径荚诮改暄蟹⒉⑼棋义铣鲥辶嘶阱澹龋模停伞ⅲ桑牛牛牛保常梗础ⅲ茫幔恚澹颍徨澹蹋椋睿搿ⅲ牵椋纾拧ⅲ眨樱洛宓冉涌阱宓墓ひ迪嗷梗荨e义贤迹保炒蠛悖模龋龋郑障盗忻嬲笙嗷义先缤迹保乘疚蠛悖模龋龋郑障盗械模眨樱拢玻肮ひ迪嗷欤保眩
本文编号:2657505
【图文】:
无法进行有效的结果处理、保存和传输;功能单一等等。逡逑将传统光学、半导体微电子技术、数字图像处理技术和计算机起,是现代显微仪器仪表发展的一个新时代W。数码显微镜使学显微镜的目镜,将显微镜所成的图像经过数模转换显示在显上。它具有很多传统光学显微镜没有的功能:它能够直接与显少观察者眼睛疲劳、实现多人同时观察;它具有显微摄像功能,图片或者视频的方式准确记录下来,以供现场分析和后续研究;、拼接等处理需求。由于以上优势,数码显微镜在科学研究、测、考古等很多领域得到广泛应用,而显微相机作为数码显微有相当大的市场需求。逡逑镜都需要手动调节调焦机构以获得清晰的显示图像,手动调焦而且调焦过程缓慢,自动化程度低121。逡逑
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